
- •Глава 1. Основные понятия интегрированной системы 14
- •Глава 2. Функции и структуры интегрированных систем 20
- •Глава 3. Взаимосвязь процессов проектирования, подготовки производства и управления производством 45
- •Глава 4. Математическое, методическое и организационное обеспечение, программно-технические средства для построения интегрированных систем проектирования и управления 73
- •Глава 5. Scada-системы, их функции и использование для проектирования автоматизированных систем управления, документирования, контроля и управления сложными производствами отрасли 217
- •Глава 6. Примеры применяемых в отрасли scada-систем 335
- •Глава 7. Пример проекта системы управления в trace mode 6 346
- •Список сокращений
- •Введение
- •Глава 5. Scada-системы, их функции и использование для проектирования автоматизированных систем управления, документирования, контроля и управления сложными производствами отрасли
- •Глава 6. Примеры применяемых в отрасли scada-систем
- •Глава 1. Основные понятия интегрированной системы
- •1.1 Управление производством на основе интегрированных систем проектирования и управления
- •1.1.1 Определение интегрированной системы проектирования и управления
- •1.1.2 Принципы построения современных интегрированных систем
- •Удобство использования
- •Наличие и качество технической поддержки
- •Оценка стоимости инструментальных систем
- •Открытость систем
- •Технологии орс
- •Аппаратная реализация связи с устройствами ввода-вывода
- •Технологии ActiveX
- •2.1.2 Жесткое реальное время для Windows nt
- •2.1.3 Интеграция многоуровневых систем автоматизации
- •2.1.4 Сравнительный анализ и тестирование scada-систем
- •2.1.5 Выводы
- •2.2 Этапы создания и функциональные характеристики систем управления
- •2.2.1 Этапы создания системы диспетчерского контроля и управления
- •2.2.2 Функциональные характеристики scada-систем
- •2.2.3 Функциональные возможности
- •2.2.4 Программно-аппаратные платформы scada-систем
- •2.2.5 Средства сетевой поддержки
- •2.2.6 Встроенные командные языки
- •2.2.7 Поддерживаемые базы данных
- •2.2.8 Графические возможности
- •2.2.9 Тренды и архивы в scada-системах
- •2.2.10 Алармы и события в scada-системах
- •Глава 3. Взаимосвязь процессов проектирования, подготовки производства и управления производством
- •3.1 Стандарты управления предприятием: mrp, mrp II, erp, csrp
- •3.2 Семейство стандартов на системы качества
- •3.2.2 Тезисное выражение требований iso-9000
- •3.2.3 Общие положения
- •3.2.4 Проблемы внедрения и развития систем качества
- •Разработка процедур
- •3.3 Модули для автоматизации финансово-экономических процессов производства: mes, eam, hrm
- •Необходимость внедрения mes
- •Обзор функций t-factory mes – модуля для управления производством в реальном времени
- •Обзор функций t-factory eam – модуля для управления основными фондами, техническим обслуживанием и ремонтами в реальном времени
- •Глава 4. Математическое, методическое и организационное обеспечение, программно-технические средства для построения интегрированных систем проектирования и управления
- •4.1 Нижний уровень интегрированных систем управления
- •4.1.1 Классификация устройств нижнего уровня
- •4.1.2 Концевой выключатель Концевой выключатель двухпозиционный квд-600
- •Автоматический концевой выключатель vb,vba
- •Концевой выключатель ку-701 у1
- •4.1.3 Интеллектуальный датчик
- •Коммуникационный протокол hart
- •Датчики давления серии «Метран-100»
- •4.1.4 Устройства hart-коммуникации
- •Hart-коммуникатор «Метран-650»
- •Hart-модем «Метран-681»
- •Конфигурационная программа h-master
- •Многопараметрический датчик 3095mv
- •4.1.5 Бесконтактный датчик
- •Датчики измерения уровня
- •Оптические датчики
- •Датчик контроля скорости
- •4.1.6 Исполнительные устройства Привода постоянного тока
- •Клапаны электромагнитные для автоматики подогревателей
- •Реле защиты трансформаторов
- •4.2 Основные технические характеристики контроллеров и программно-технических комплексов
- •4.2.1 Характеристика процессора
- •4.2.2 Характеристика каналов ввода-вывода контроллеров
- •4.2.3 Коммуникационные возможности контроллеров
- •4.2.4 Эксплуатационные характеристики
- •4.2.5 Программное обеспечение
- •4.3 Стандартные языки программирования контроллеров
- •4.3.1 Общие сведения по языкам программирования контроллеров
- •4.3.2 Инструментальные системы программирования контроллеров
- •4.3.3 Этапы программирования плк в среде Unity Pro xl V.4.0
- •4.3.4 Примеры программы на языках fbd, ld, sfc, st, il Описание условия задачи
- •Создание программы на языке fbd
- •4.4 Контроллер modicon m340
- •4.4.1 Общие сведения
- •4.4.2 Процессорные модули
- •Структура памяти
- •4.4.3 Модули питания
- •4.4.4 Модули дискретного ввода/вывода
- •4.4.5 Модули аналогового ввода/вывода
- •4.4.6 Счетные модули
- •4.4.7 Модули управления перемещением
- •4.4.8 Сеть Ethernet Modbus/tcp
- •4.4.9 Сетевые модули Ethernet Modbus/tcp
- •4.5 Частотный преобразователь altivar 31h
- •4.6 Протоколы, сети и шины
- •Описание
- •4.7 Общее описание операционных систем реального времени
- •4.7.1 Основные понятия
- •4.7.2 Требования, предъявляемые к операционным системам реального времени при проектировании
- •4.7.3 Особенности операционных систем реального времени Процессы, потоки, задачи
- •Планирование, приоритеты
- •4.7.4 Прерывания
- •4.7.5 Часы и таймеры
- •4.7.6 Стандарты осрв
- •Стандарты безопасности
- •4.7.7 Настраиваемость операционных систем
- •4.8 Характеристики наиболее распространенных операционных систем реального времени
- •4.8.6 Расширения реального времени для Windows nt
- •4.9 Базы данных реального времени
- •4.9.1 Введение
- •4.9.2 Поддержка целостности в классических субд
- •Пессимистический подход
- •Оптимистический подход
- •Сравнение подходов
- •4.9.3 Протоколы управления транзакциями в субд реального времени
- •Пессимистический подход
- •Оптимистический подход
- •Сравнение подходов
- •4.9.4 Системы с устаревшими данными
- •4.9.5 Корректность транзакций
- •4.9.6 Выбор периода для сенсорных транзакций
- •4.9.7 Выбор версии непрерывного объекта
- •4.9.8 Как бороться с перегрузкой системы из-за обилия сенсорных транзакций?
- •4.9.9 Когда обновлять выводимые объекты?
- •4.9.10 Как понизить количество анормальных завершений?
- •4.9.11 Диспетчеризация транзакций
- •4.9.12 Оптимизация под конкретную систему
- •Классификация пользовательских транзакций
- •Субд реального времени в оперативной памяти
- •4.9.13 Использование сложных моделей транзакций
- •Активные базы данных
- •Активные базы данных реального времени
- •4.9.14 Атрибуты транзакции
- •4.9.15 Приоритет «непосредственной» транзакции
- •4.9.16 Приоритет «отложенной» транзакции
- •4.9.17 Заключение
- •4.10 Серверы Введение
- •4.10.1 Виды серверов
- •Серверы приложений
- •Серверы баз данных
- •Файл-серверы
- •«Беспроводной» сервер
- •Прокси-серверы
- •Брандмауэры
- •Почтовые серверы
- •Серверы dhcp
- •Серверы ftp
- •Принт-серверы
- •Серверы удаленного доступа
- •Факс-серверы
- •Серверные приставки
- •4.10.2 Особенности современных серверов
- •Основные требования
- •Масштабируемость
- •Готовность
- •Надежность
- •4.10.3 Особенности архитектуры
- •Оценка производительности
- •4.10.4 Серверы ведущих мировых производителей
- •Серверы ibm
- •4.10.5 Серверы российского производства
- •4.10.6 Проекты с участием серверов Структуры власти
- •Энергетика
- •Энергоснабжение
- •Образование
- •Промышленность
- •Деловые услуги
- •Глава 5. Scada-системы, их функции и использование для проектирования автоматизированных систем управления, документирования, контроля и управления сложными производствами отрасли
- •5.1 Функции интегрированных систем проектирования и управления
- •5.1.1 Trace mode 6: Интегрированная среда разработки
- •Scada-система
- •Softlogic: программирование контроллеров
- •Eam: средства разработки eam-приложений
- •Mes: средства разработки mes-приложений
- •Hrm: средства разработки hrm-приложений
- •5.1.3 Исполнительные модули ис trace mode® 6 Монитор реального времени
- •Горячее резервирование
- •Сервером документирования
- •Сервер архива Регистраторы: серверы субд реального времени siad/sql 6
- •Серверы документирования trace mode и t-Factory
- •Графическая консоль NetLink Light
- •Micro trace mode 6: исполнительный модуль для промышленных контроллеров
- •Для mes/eam/hrm-приложений
- •5.2 Математическое обеспечение в программном комплексе Trace Mode 6
- •5.2.1 Принцип работы монитора. Канал trace mode 6
- •5.2.2 Обеспечение работы распределенных асу
- •5.2.3 Резервирование
- •5.2.4 Автопостроение
- •5.2.5 Математическая обработка данных
- •5.2.6 Архивирование каналов узла
- •5.2.7 Архивирование каналов проекта
- •5.2.8 Отчет тревог и генерация сообщений
- •5.2.9 Файл восстановления
- •5.2.10 Графический интерфейс оператора
- •5.2.11 Генерация документов (отчетов)
- •5.2.12 Защита проекта, его конвертирование из предыдущих версий trace mode
- •5.3.1 Технология разработки проекта в ис
- •5.3.2 Пример создания проекта
- •Создание нового проекта в ис
- •Создание структуры проекта в навигаторе
- •Конфигурирование и разработка структурных составляющих
- •Конфигурирование информационных потоков
- •Выбор аппаратных средств асу
- •Создание и конфигурирование узлов в слое «Система»
- •Распределение каналов по узлам
- •Автопостроение каналов
- •Сохранение проекта в файл
- •Экспорт узлов
- •Запуск проекта
- •5.4 Организационное обеспечение: Классификация объектов структуры проекта в Trace Mode 6
- •5.4.1 Классификация компонентов
- •Шаблоны
- •Источники/Приемники
- •Наборы ресурсов и графические объекты
- •Последовательные порты
- •Словари сообщений
- •5.4.2 Классификация слоев
- •5.4.3 Классификация узлов
- •5.4.4 Назначение групп источников (приемников)
- •Группа «pc-based контроллеры»
- •Группа «Распределенные усо»
- •Группа «Платы ввода-вывода»
- •Платы ввода-вывода
- •Группа «Терминалы»
- •Группа «plc»
- •Группа «Диагностика и сервис»
- •Группа «Генераторы»
- •Группа «Модели»
- •5.4.5 Назначение группы «com-порты»
- •5.4.6 Назначение группы «Словари сообщений»
- •5.4.7 Назначение групп слоя «Библиотеки компонентов»
- •5.4.8 Назначение групп клемм
- •5.4.9 Назначение прочих групп
- •Группы ресурсов
- •Группы шаблонов
- •Группы каналов
- •Дополнительные группы структурирования
- •5.5 Структура проекта Trace Mode 6
- •5.5.1 Редактирование структуры проекта
- •Меню и главная панель инструментов навигатора проекта
- •Управление внешним видом навигатора проекта
- •Создание объектов структуры
- •Имена и идентификаторы объектов структуры
- •Изменение класса канала после его создания
- •Выделение объекта структуры
- •Удаление объекта структуры
- •Копирование и вставка объекта структуры
- •Перепривязка каналов и аргументов при копировании, вставке и перемещении объекта базы каналов
- •Взаимодействие с технологической бд
- •Примеры синхронизации с бд
- •Отображение свойств объектов структуры
- •5.5.2 Окно свойств объекта структуры проекта
- •Вкладка «Информация»
- •Вкладка «Флаги»
- •Вкладка «Аргументы»
- •Вкладка «Атрибуты»
- •5.6 Описание редакторов trace mode 6
- •5.6.1 Редакторы объектов структуры проекта
- •Редакторы каналов
- •Редактор словарей сообщений
- •Редактор клемм
- •5.6.2 Редакторы источников (приемников)
- •Редактор системных переменных trace mode
- •Редактор переменной opc
- •Редактор переменной opc hda
- •Редактор переменной dde
- •5.6.3 Редактор группы шаблонов экранов
- •Базовый редактор группы компонентов
- •Групповое редактирование строковых атрибутов с инкрементированием
- •Групповое редактирование числовых атрибутов с инкрементированием
- •Редактор группы «opc-сервер»
- •Редактор группы «opc hda сервер»
- •Редактор группы каналов слоев «Технология» и «Топология»
- •5.6.4 Вкладки редактора узла
- •Задание параметров узла:
- •Вкладка «Основные» редактора узла
- •Вкладка «Архивы» редактора узла
- •Вкладка «Отчет тревог/Дамп/Параметры» редактора узла
- •Вкладка «Таймауты» редактора узла
- •Вкладка «Дополнительно» редактора узла
- •Глава 6. Примеры применяемых в отрасли scada-систем
- •6.1 Vijeo look – система класса «человеко-машинный интерфейс» (hmi)
- •6.1.1 Представление hmi
- •6.1.2 Совместимость приложений Vijeo Look
- •6.1.3 Установка продукта Vijeo Look Установка Vijeo Look и его различных компонентов
- •6.1.4 Основные инструменты Vijeo Look
- •6.1.5 Панели инструментов в Vijeo Look
- •6.1.6 Описание основных функций меню «Вставка»
- •6.1.8 Настройки ofs Конфигуратора
- •Глава 7. Пример проекта системы управления в trace mode 6
- •7.1 Проект «автоматизированный участок получения пара с применением электропарогенератора»
- •7.1.1 Описание технологического процесса
- •7.1.2 Создание проекта
- •7.1.2.1 Описание параметров
- •7.1.2.2 Описание графических экранов и программ
- •7.1.2.3 Заполнение базы данных
- •7.1.2.4 Составление схемы переходов
- •Список литературы
- •450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1
- •453, Республика Башкортостан, г. Стерлитамак,
Вкладка «Архивы» редактора узла
Приведена в соответствии с рисунком 5.6.33.
Эта вкладка имеет 4 раздела (по числу архивов – системный, СПАД1, СПАД2 и СПАД3), содержащих идентичные инструменты конфигурирования соответствующего архива:
Имя файла – в общем случае – полный путь к файлу архива. Файл может иметь произвольное расширение или не иметь расширения. Если указано только имя файла, он создается в текущей директории ОС. Если имени предшествует знак «*», файл создается в папке узла. Имя файла должно состоять не менее чем из 2 символов. Для уменьшения времени операций с архивом файл кэшируется.
Состояние архива – разрешение/запрещение использования архива (TRUE/FALSE). В реальном времени архивированием управляет переменная @Logging (группа СИСТЕМНЫЕ).
Размер файла, Мб – предельно допустимый размер файла архива в мегабайтах. Минимальный размер файла (значение по умолчанию) – 128 МВ, для WinCE – 32 МВ. При переполнении новые сообщения записываются с начала архива.
Максимум очереди записей – максимально возможное число записей в очереди.
Рисунок 5.6.33 – Вкладка редактора узла Архивы
Подраздел «Кэш»:
период сохранения – с этим периодом архивные сообщения сбрасываются из кэша в файл (в отсутствие переполнения кэша). Период сохранения задается в секундах и не может быть меньше 60с (значение по умолчанию);
размер, Мб – размер кэша в мегабайтах, по умолчанию – 48 MB (шаг изменения размера кэша – 8 MB, этот параметр не редактируется).
Вкладка «Отчет тревог/Дамп/Параметры» редактора узла
Привдена в соответствии с рисунком 5.6.34.
На этой вкладке для узла конфигурируются отчет тревог (ОТ), дамп, параметры архивирования (SIAD), а также некоторые другие параметры.
Раздел конфигурирования ОТ содержит следующие параметры:
Имя файла – в общем случае – полный путь к файлу ОТ. Файл может иметь произвольное расширение или не иметь расширения. Если указано только имя файла, он создается в текущей директории ОС. Если имени предшествует знак «*», файл создается в папке узла. Имя файла ОТ должно состоять не менее чем из 2 символов.
Максимум записей – предельно допустимое число записей в ОТ. Значение по умолчанию (0) соответствует 1 млн сообщений. При переполнении новые сообщения записываются с начала ОТ (со второй строки). Размер файла ОТ можно изменять с помощью системной переменной @AR_Length (группа СИСТЕМНЫЕ).
Состояние – разрешение/запрещение использования ОТ (TRUE/FALSE). Для управления разрешением использования ОТ в реальном времени используется переменная @Logging (группа СИСТЕМНЫЕ).
Рисунок 5.6.34 – Вкладка редактора узла Отчет тревог /Дамп/Параметры
Формат даты – форматы даты и времени в ОТ. Значение по умолчанию – %x %H:%M:%S. К значению даты и времени монитор через точку добавляет значение десятых долей секунды.
В Windows CE эта опция не работает. Формат даты и времени при работе в этой ОС устанавливается в соответствии с языком (русский – формат соответствует русскому по умолчанию, английский и китайский – формат соответствует английскому (США) по умолчанию).
Подчитать – если TRUE, монитор при старте считывает ОТ.
Раздел конфигурирования дампа узла содержит следующие параметры:
Имя файла – в общем случае – полный путь к файлу дампа. Файл может иметь произвольное расширение или не иметь расширения. Если указано только имя файла, он создается в текущей директории ОС. Если имени предшествует знак «*», файл создается в папке узла. Имя файла должно состоять не менее чем из 2 символов;
флаг Подчитывать – если этот флаг установлен, чтение дампа при старте монитора разрешено;
флаг Сохранять – если этот флаг установлен, сохранение данных в дамп разрешено.
Период сохранения состояния системы – период перезаписи дампа, задается в секундах (1-255);
Период сохранения доп. информации – период записи в файлы дополнительной информации, необходимой для корректного восстановления работоспособности узла, натуральное число (1 – однократная запись при штатной остановке узла; 2, 3 и т.д. – период сохранения в минутах, 2 соответствует периоду 1 мин, 3 – периоду 2 мин и т.д.). Например, с помощью данного параметра задается период записи в файл <ID>.DRG буфера тренда.
Раздел Функции синхронизации содержит флаги, определяющие маску синхронизации Sync_mask. В реальном времени значение этой маски индицирует/задает переменная @RTM_parameter. Установка флагов задает выполнение следующих функций:
Синхронизация основных атрибутов – если этот флаг установлен, узел TRACE при старте выполняет следующие действия:
определяет каналы, для которых задано чтение из дампа (атрибут Dump=1);
запрашивает значения атрибутов отобранных каналов у узла WORK (кроме значений атрибутов Множитель (KX) и Смещение (Z) каналов FLOAT);
присваивает полученные значения соответствующим атрибутам отобранных каналов.
Дамп при выполнении данной процедуры не используется и может быть вообще не сконфигурирован;
Синхронизация архивов по началу – если этот флаг установлен, резервный узел при старте синхронизирует свои архивы с архивами узла, заданного флагом Узел для запроса архивных данных (WORK/TRACE), по начальным данным:
Рисунок 5.6.35 – Узел для запроса архивных данных (WORK/TRACE) по начальным данным
Синхронизация архивов по концу – если этот флаг установлен, резервный узел при старте синхронизирует свои архивы с архивами узла, заданного флагом Узел для запроса архивных данных (WORK/TRACE), по конечным данным:
Рисунок 5.6.36 – Узел для запроса архивных данных (WORK/TRACE) по конечным данным
Синхронизация последних данных в архивах – этот флаг используется для записи в архивы резервного узла (при его старте) тех данных из архивов узла, заданного флагом Узел для запроса архивных данных (WORK/TRACE), которые были записаны в течение синхронизации архивов по флагам Синхронизация архивов по началу и Синхронизация архивов по концу.
Узел для запроса архивных данных (WORK/TRACE) – если этот флаг не установлен, резервный узел синхронизирует свои архивы с архивами узла WORK. Если флаг установлен, резервный узел синхронизирует свои архивы с архивами узла TRACE.
Синхронизация глобальных переменных – если этот флаг установлен, узел TRACE при старте выполняет следующие действия:
определяет программы, вызываемые каналами, для которых задано чтение и запись дампа (атрибут Dump=2,3);
синхронизирует значения глобальных переменных отобранных программ по узлу WORK.
Дамп при выполнении этой процедуры не используется и может быть вообще не сконфигурирован;
Синхронизация дополнительных атрибутов – если этот флаг установлен, узел TRACE при старте выполняет следующие действия:
определяет каналы FLOAT, для которых задано чтение из дампа (атрибут Dump=1 );
запрашивает у узла WORK значения атрибутов Множитель (KX) и Смещение (Z) отобранных каналов;
присваивает полученные значения соответствующим атрибутам отобранных каналов.
Дамп при выполнении этой процедуры не используется и может быть вообще не сконфигурирован;
Принудительная отработка каналов OUTPUT – при установке этого флага Sync_mask=0x80 и возможны следующие состояния (индицируются переменной @Status):
0 – переход в 1, если узел переходит в состояние WORK или TRACE;
1 – переход в 2, если узел находится в состоянии, отличном от WORK и TRACE;
2 – если узел переходит в состояние WORK, выполняется принудительная отработка каналов OUTPUT с разрешением чтения/записи дампа (атрибут Dump=2,3), взаимодействующих по CHCOPY с каналами другого узла, и переход в 3;
3 – переход в 1.
Прореживание архивов после синхронизации – если этот флаг установлен, после синхронизации архивов резервного узла выполняется их прореживание.
В результате прореживания архива в каждом секундном интервале остается не более чем по одной записи по каждому каналу.
Прореживание архивов при остановке – если этот флаг установлен, при остановке узла выполняется прореживание его архивов;
Запись в архивы среза по всем каналам – если этот флаг установлен, при старте узла в архивы записывается соответствующая информация по всем архивируемым каналам.
Раздел Начальные значения режимов содержит поля для задания начальных значений системных переменных @Net_DDE, @Logging и @Input_Output.
Раздел Маски переключения режимов содержит поля задания масок, используемых для вычисления значений соответствующих системных переменных в состояниях WORK и TRACE:
Маска для @Net_DDE.
Маска для @Logging.
Маска для @Input_Output.
В состоянии WORK значение переменной вычисляется по следующей формуле:
SYS = (SYS ^ mask) & SYS.
В состоянии TRACE значение переменной вычисляется по следующей формуле:
SYS = (SYS | mask) & mask,
где SYS – значение переменной, mask – значение маски, ^ – операция побитового XOR, & – операция побитового AND, | – операция побитового OR.
С помощью данных масок можно управлять автоматическим включением/отключением функций, соответствующих битам указанных системных переменных, при изменении состояния узла.