Исполнительные модули trace mode 6 для дистанционного управления процессом (телемеханика)

S CADA TRACE MODE 6 может быть эффективно использована в системах телемеханики на основе следующих интерфейсов:

• выделенная телефонная линия (модем);

• радиоканал;

• коммутируемая телефонная линия;

• Wi-Fi; сотовая связь стандарта GSM.

Первые четыре интерфейса поддерживаются обычными серверами SCADA TRACE MODE - Мониторами реального времени. Для создания телемеханических систем на основе сотовых сетей стандарта GSM используется GSM-МРВ+.

G SM-МРВ+ осуществляет автоматический прием данных с удаленных контроллеров, работающих под управлением Микро TRACE MODE GSM+,  с удаленных МРВ (серверов SCADA), либо с сотовых телефонов и передает эти данные серверу реального времени - МРВ для обработки и графической визуализации на HMI. Данные передаются в формате SMS-сообщений или путем прямого соединения через GSM-модем.  Число удаленных контроллеров, серверов SCADA и телефонов не ограничивается. Доставка каждого сообщения контролируется. 

GSM-МРВ+ передает отчеты тревог на сотовые телефоны GSM. С сотовых телефонов через GSM-МРВ+ возможно посылать запросы на получение данных реального времени к серверу SCADA - МРВ, либо управляющие команды. Телемеханические системы на базе Micro TRACE MODE GSM+ и GSM-МРВ+ защищены от несанкционированных подключений. В этих программных продуктах осуществляется контроль доступа к серверу по номеру SIM карты, а также контроль разрешенных операций.

5 Языков программирования стандарта мэк 6-1131/3

TRACE MODE® 6 предоставляет широкий набор средств программирования задач АСУТП и бизнес-приложений (АСУП), ориентированный на специалистов разной квалификации и профессиональной подготовки. В систему TRACE MODE® 6 включены 5 языков программирования – Techno SFC, Techno LD, Techno FBD, Techno ST, и Techno IL. Данные я зыки являются расширением языков

• SFC (Sequential Function Chart),

• LD (Ladder Diagram),

• FBD (Function Block Diagram),

• ST (Structured Text) и

• IL (Instruction List)

международного стандарта МЭК 6-1131/3. Данный стандарт разрабатывается с 1993 года Международной Электротехнической Комиссией (International Electrotechnical Commission) и давно признан как в Европе и в США, так и во всем мире ведущими производителями средств автоматизации.

Языки программирования TRACE MODE® 6 включают в себя 3 визуальных языка (FBD, SFC, LD), ориентированных на инженеров и бизнес-аналитиков и 2 текстовых (ST, IL), ориентированных на программистов. С помощью языков IEC 61131-3 TRACE MODE® 6 одинаково комфортно программируются и контроллеры, и алгоритмы человеко-машинного интерфейса (HMI) и задачи EAM и MES.

Языки МЭК 6-1131/3 TRACE MODE® 6 сочетают в себе достаточную функциональность, простоту и предохраняют пользователя TRACE MODE® 6 от большинства ошибок, которые нередко возникают при использовании обычных языков программирования. Реализация МЭК 6-1131/3 в интегрированной SCADA/SOFLOGIC/MES/EAM/HRM системе TRACE MODE® 6 не только полностью удовлетворяет требованиям стандарта, но и предоставляет пользователю дополнительный сервис в виде расширенного набора библиотек функциональных блоков, реализующих типовые алгоритмы управления.

Д ля всех 5 языков существует единый механизм связи с базой данных реального времени TRACE MODE® 6. Каждая программа обладает набором аргументов, исходные данные передаются в программу через входные аргументы, а результаты вычислений возвращаются в выходных аргументах. Аргументы связываются с атрибутами каналов TRACE MODE 6, т.е. с реальными входами и выходами контроллеров и УСО, ячейками корпоративных баз данных, либо с внутренними переменными. Таким образом, одна и та же программа может вызываться несколько раз за цикл для обработки разных потоков данных.

Программирование и отладка программ на языках МЭК 6-1131/3 в TRACE MODE 6 производится в интегрированной среде разработки, включающей в себя несколько различных редакторов. Программы на языках Techno FBD, Techno LD и Techno SFC создаются и отлаживаются в специальных визуальных редакторах, а Techno ST и Techno IL представляют собой более традиционные языки, программирование на которых осуществляется в текстовом редакторе. Несмотря на различия, программы на разных языках стандарта МЭК 6-1131/3 в TRACE MODE® 6 могут взаимодействовать между собой. Например, программа на Techno FBD может вызывать функциональный блок, написанный на языке Techno ST, а внутри этого блока может вызываться подпрограмма на Techno LD и т.д. Такая гибкость в выборе средств описания алгоритмов позволяет эффективно работать над одной задачей и программисту, и технологу, и инженеру-наладчику и бизнес-консультанту, когда каждый из них выполняет свою часть работы удобным ему способом.

Краткое описание языков

Я зык Techno FBD предназначен для инженеров-технологов, решающих задачи управления технологическим процессом. Трудно придумать более наглядное средство для программирование контуров управления и регулирования. Программа на Techno FBD представляет собой схему, состоящую из набора функциональных блоков, связанных между собой через входы и выходы. В TRACE MODE® 6 включено более 150 типовых функциональных блоков, реализующих широкий набор функций - от простейших логических операций до готового адаптивного регулятора. Фильтрация, ПИД, ПДД, модальное, нечеткое, позиционное регулирование, ШИМ-преобразование, статистические,  тригонометрические, а также блоки управления клапаном, задвижкой, мотором - всё это реализовано в виде стандартных FBD-блоков TRACE MODE® 6.

Я зык Techno LD понравится инженерам, привыкшим к составлению схем релейной логики. Внешне редактор LD очень похож на редактор FBD, только вместо функциональных блоков пользователю предлагается использовать "контакты" и "катушки". При желании в схему Techno LD можно включать и вкрапления из обычных блоков FBD, хотя эта возможность TRACE MODE® 6 несколько выходит за рамки стандарта.

T echno ST ориентирован прежде всего на программистов, он представляет собой язык программирования высокого уровня, похожий на Паскаль. В нем поддерживаются массивы (в том числе многомерные), контроль преобразования типов, присутствуют такие конструкции как DO-WHILE, REPEAT-UNTIL, FOR-TO-DO, IF-THEN-ELSE, CASE-OF и прочие интуитивно понятные любому программисту операторы. Заголовок программы строится автоматически по списку аргументов, что позволяет экономить время на оформлении программы. Служебные слова, метки, комментарии и числовые константы выделяются цветом, как это принято в современных средах разработки, настройки цветов доступны пользователю.

T echno IL это простейший язык мнемонических инструкций, внешне напоминающий ассемблер. Этот язык был включен в стандарт для программирования контроллеров, обладающих низкой вычислительной мощностью. Программы IL легко транслируются в машинные коды любого процессора, что позволяет создавать очень быстрые программы. Однако, на сегодняшний день проблема производительности давно решена, и реально Techno IL не имеет никаких преимуществ перед ST или FBD, тем более, когда речь идет о программировании операторской станции. Тем не менее, этот язык был включен в TRACE MODE® 6 для поддержки устаревшего оборудования. Сам по себе этот факт лишний раз подчеркивает преимущество стандарта МЭК 6-1131/3 перед пусть более совершенными, но локальными средствами автоматизации.

T echno SFC это мощное средство структурирования сложных алгоритмов. По сути SFC не является самостоятельным языком. В переводе с английского аббревиатуру SFC можно перевести как "схема функциональной последовательности". Внешне программа на Techno SFC похожа на блок-схему алгоритма, на которой отображены отдельные программные блоки (шаги), переходы между ними и условия, по которым выполняются эти переходы. Каждый программный блок, как и каждое условие перехода - это подпрограмма на любом из языков стандарта МЭК 6-1131/3. Этот язык очень удобен для программирования стадийных (batch) процессов, систем дозирования и бизнес-приложений.  Techno SFC может быть легко использован как инженерами, так и бизнес-аналитиками.

Программы на языках МЭК 6-1131/3 могут быть перенесены в TRACE MODE 6 с любой другой платформы, поддерживающей этот стандарт.

В отличие от некоторых других SCADA-систем, в которых реализуются интерпретаторы языков МЭК 6-1131/3, среда разработки TRACE MODE 6 компилирует в машинные коды программы, написанные на всех 5 языках, в том числе SFC! Это позволяет достичь максимальной производительности обработки информации в реальном времени.

Исчерпывающие средства отладки и использование стандартных языков МЭК 6-1131/3  гарантируют надежность конечного продукта. Затраты на программирование, отладку и поддержание алгоритмов в SCADA и SOFTLOGIC системе TRACE MODE 6 как правило оказываются на порядок меньше, чем при использовании универсальных языков. 

TRACE MODE 6 SOFTLOGIC: программирование контроллеров

SOFTLOGIC в TRACE MODE® 6 это мощная система программирования промышленных контроллеров полностью интегрированная со SCADA/HMI.

TRACE MODE SOFTLOGIC дает возможность производить программирование контроллеров в стиле DCS - т.е. так, как разрабатываются наиболее крупные и ответственные АСУ ТП для энергетики, химии, атомной и нефтяной промышленности.

Программирование контроллеров, операторского интерфейса и бизнес-приложений осуществляется в интегрированной среде разработки TRACE MODE и с помощью одних и тех же языков программирования стандарта IEC МЭК 6-1131/3. Это дает возможность использовать мощные средства удаленной online и offline отладки всего проекта в комплексе. При этом система программирования контроллеров TRACE MODE SOFTLOGIC не имеет такой высокой стоимости, как инструменты разработки DCS. Благодаря TRACE MODE SOFTLOGIC высокие технологии программирования контроллеров, доступные ранее лишь избранным, теперь могут быть использованы всеми.   

Программирование контроллеров осуществляется в инструментальной системе, откуда SOFTLOGIC-программа копируется в память контроллера, а ее выполнение обеспечивается исполнительными модулями TRACE MODE - Микро МРВ или Embedded МРВ, входящими в продукт - Микро TRACE MODE.

Микро МРВ и Embedded МРВ могут быть установлены в открытых контроллерах под управлением MS DOS, ОСРВ Windows CE.net или иных операционных систем. Драйверы плат УСО обычно поставляются бесплатно с инструментальной системой TRACE MODE. Возможность использования SOFTLOGIC-системы TRACE MODE 6 для программирования контроллера конкретной марки, нужно уточнять в списке поддерживаемого оборудования, либо у производителя.

В случае отсутствия необходимого драйвера платы УСО, пользователь может разработать его самостоятельно по открытой спецификации, для этого в документации TRACE MODE содержатся соответствующие примеры.  Список устройств, совместимых с TRACE MODE постоянно растет.

Программировать контроллеры в TRACE MODE 6 очень просто. Разработка SOFTLOGIC-проекта с начинается в с процедуры автопостроения источников данных по конфигурации контроллеров. Затем, по источникам данных, то есть по сигналам ввода-вывода плат УСО контроллера, производится автопостроение каналов узла Микро МРВ. Таким образом большая часть рутинной работы по программированию контроллера автоматизирована! Добавьте к полученному проекту логические программы, реализующие алгоритмы управления и регулирования, на одном из  5-и языков программирования контроллеров стандарта МЭК 6-1131/3 по выбору и проект готов. Загрузите проект удаленно в контроллер через встроенную службу, запустите, не покидая интегрированной среды разработки и переходите к отладке. 

С истема программирования контроллеров TRACE MODE SOFTLOGIC располагает мощными средствами отладки проекта, включающими:

• отладчики программ и компонентов проектов в редакторах среды разработки TRACE MODE® 6;

• средства отладки в реального времени;

• средства диагностики работающей АСУ ТП на базе TRACE MODE® 6.

• online-редактирование проекта в реальном времени; 

SOFTLOGIC-проект можно удаленно загрузить в контроллер и удаленно запустить на исполнение. Нажав на кнопку online отладки, можно получить реальные данные из контроллера непосредственно в редактор TRACE MODE SOFTLOGIC  рядом с каждым входом и выходом функционального блока. После выхода из online режима можно продолжить отладку в режиме эмуляции (ручной отладки), используя при этом данные загруженные из реального УСО.

С истема программирования контроллеров TRACE MODE SOFTLOGIC дает возможность автоматического обновления программы в удаленном контроллере после ее редактирования. При этом не обязательно перегружать весь контроллер - возможно обновить только отредактированный компонент.

Разработчик, осуществляющий программирование контроллеров в TRACE MODE SOFTLOGIC, получает уникальную возможность отладить проект распределенной АСУ на одном ПК с помощью специального отладчика SPY.

Отладчик SPY позволяет удаленно через сеть TCP/IP подключаться к любому работающему контроллеру или серверу TRACE MODE® 6 и получать информацию о состоянии всех сигналов проекта в реальном времени. 

В интегрированной среде разработки SCADA/HMI и SOFTLOGIC системы TRACE MODE реализовано пространство единого проекта распределенной АСУ, поэтому к каналам узла Микро МРВ можно напрямую привязывать формы отображения экрана узла операторской станции. Гибкость, обеспечиваемая архитектурой единого проекта позволяет делать удивительные на первый взгляд вещи: например, контроллер может сам инициировать SQL-запрос и принять данные из внешней СУБД не используя дополнительных каналов. В тоже время, технологии автопостроения и групповой правки не дают при программировании контроллера допускать ошибки, связанные с монотонностью ручной привязки и настройки каналов.

В случае, если информация из каналов узла Микро МРВ должна быть передана для архивации на узел монитора реального времени (МРВ), при программировании контроллера с помощью все той же технологии автопостроения могут быть созданы и автоматически привязаны копии каналов Микро МРВ в узле МРВ. Таким образом, количество рутинной работы при программировании контроллера с использованием связки SOFTLOGIC - SCADA TRACE MODE сводится к минимуму.

С истема программирования контроллеров TRACE MODE может использоваться и отдельно от SCADA, для создания систем автоматического управления (САУ) на базе промышленных контроллеров без операторского интерфейса.

При программировании контроллеров для высоконадежных отказоустойчивых АСУ ТП в SCADA/HMI и SOFTLOGIC системе TRACE MODE 6, можно использовать технологии автоматического горячего резервирования контроллеров. Системы с горячим резервированием создаются в TRACE MODE "в один клик" - без дополнительного программирования.

Программировать контроллеры в SOFTLOGIC системе TRACE MODE 6 не только удобно, но и дешево. Экономия достигается за счет сокращения времени разработки и отладки программ, а также за счет снижения затрат на сопровождение АСУ ТП. Кроме того, пользователь системы программирования контроллеров получает независимость от аппаратной платформы, так как программы на языках МЭК 6-1131/3 легко переносятся на другой тип SOFTLOGIC контроллера, и дополнительного обучения специалистов не требуется .

В еликолепная трехмерная графика SCADA системы TRACE MODE 6 не оставит равнодушными даже профессиональных дизайнеров. В то же время графический редактор SCADA удобен и прост в освоении. Графика SCADA уровня TRACE MODE 6 не только эстетична, но и функциональна: любой графический элемент может менять свои свойства, размеры и положение на экране в реальном времени в зависимости от параметров, а также служить кнопкой.

Фотореалистичная графика в SCADA системе TRACE MODE 6 основана на использовании OpenGL, поэтому она обладает массой недоступных ранее возможностей. Объемные фигуры обладают рядом новых свойств:

• полупрозрачность;

• наложение текстур;

• произвольный базовый цвет;

• настраиваемое расположение источника света;

• коэффициенты отражения и рассеивания света;

• поворот на произвольный угол (в том числе в реальном времени);

• фигурные срезы цилиндров и труб;

• отображение внутренних поверхностей для рисования разрезов емкостей.

Разработчик АСУ ТП на базе SCADA системы TRACE MODE 6 не ограничен в выборе цвета – к стандартной палитре добавилась возможность использования пользовательских цветов. Причем цвета можно задавать с помощью палитры RGB или HSV.

Д ля удобства редактирования сложных мнемосхем в графическом редакторе SCADA системе TRACE MODE 6 поддерживаются слои, видимостью которых можно управлять. Более того, видимостью слоев можно управлять в реальном времени. Это позволяет на одной мнемосхеме отображать по желанию пользователя те или иные подсистемы технологического объекта. Например, можно создать поверх плана сооружения несколько схем-слоев: канализация, отопление, электроснабжение, вентиляция, пожарная сигнализация и т.д.; а отображать только то, что нужно в данный момент.

В SCADA системе TRACE MODE 6 существенно расширена поддержка внешних графических форматов, анимация и растровые рисунки могут подвергаться произвольной трансформации (поворот, растяжение), причем не только в редакторе, но и динамически. Поддерживается прозрачность фона. Оригинальная технология 3D Fast+ обеспечивает быструю загрузку мнемосхем SCADA/HMI в реальном времени.

Работать с трендами в SCADA системе TRACE MODE стало значительно проще: тренд сам определяет, откуда брать данные – из архива SIAD/SQL6 или временного буфера, то есть деления на архивный тренд и тренд реального времени больше нет, как нет и деления на дискретный и аналоговый тренды, все они успешно реализованы в рамках одного универсального тренда.

Г лубина тренда ограничивается только объемом накопленного архива встроенной промышленной СУБД SIAD/SQL™ 6 по данному параметру. Удобная система навигации позволяет просматривать состояние технологического процесса за произвольный временной интервал, увеличивать выделенный участок тренда, добавлять в процессе работы со SCADA новые перья. На одном тренде с общей полосой прокрутки времени может отображаться неограниченное количество дискретных и аналоговых параметров АСУТП. Для каждого параметра настраивается не только цвет линии, но и ее стиль. Интервалы недостоверности значения параметра, возникающие, например, в случае потери связи SCADA с датчиком, могут отображаться особым цветом и стилем. Точное значение контролируемых параметров в определенный момент времени можно узнать с помощью визира одним нажатием мыши. Внешний вид и набор доступных элементов навигации настраивается индивидуально для каждого тренда.

В SCADA системе TRACE MODE 6 стал возможен принципиально новый подход к созданию мнемосхем – поддержка всплывающих (Pop-Up) окон. Всплывающие окна SCADA TRACE MODE 6 располагаются поверх окна основной мнемосхемы и служат вспомогательными элементами. Одновременно может быть открыто несколько всплывающих окон, причем с ними можно работать, как с обычными окнами Windows: перемещать, изменять размер, закрывать, переводить на передний план или перекрывать другим Pop-Up окном.

S CADA TRACE MODE обладает собственным генератором отчетов, позволяющим в реальном времени быстро создавать ясные и полнофункциональные HTML-отчеты. Генератор отчетов встроен в некоторые исполнительные модули (ДокМРВ+), а также существует в качестве выделенного сервера (Сервер документирования). Шаблоны отчетов создаются в Редакторе шаблонов Интегрированной среды разработки SCADA TRACE MODE. Редактор шаблонов - это WYSIWYG инструмент, обладающий широкими возможностями иллюстрирования отчетов, и глубоко интегрированный с системой программирования SCADA TRACE MODE.