Котлоагрегаты

Другие объекты

Разное

Вопросы по АТП (автоматизации технологических процессов)

Designed by:
Joomla Templates

Представление данных на серверах общего пользования

В настоящее время существенно важной является возможность систем SCADA представлять свои настроечные параметры и данные результатов контроля на серверах баз данных общего пользования. Таковыми обычно являются MS SQL Server, Oracle SQL Server и ряд других. Традиционные БД не применимы в системах промышленной автоматизации. Можно выделить несколько основных ограничений:

-  производственные процессы генерируют данные очень быстро. Чтобы хранить производственный архив системы, например, с 7500 рабочими переменными, в БД каждую секунду необходимо вставлять 7500 строк. Обычные БД не могут выдержать подобную нагрузку;

- производственная информация не вмещается! Многомесячный архив завода с 7500 рабочими переменными требует под БД дисковой памяти объемом около 1 Терабайта. Сегодняшние технологии такими объемами манипулировать не могут;

- SQL как язык не подходит для обработки временных или периодических данных, типичных для производственных систем. В частности, невозможно указать в запросе периодичность выборки возвращаемых данных.

Преодолением указанного является разработка специальных приложений для представления данных из систем SCADA в традиционных БД. Представителями таких решений являются IndustrialSQL Server компании Wonderware и  продукт системы Citect, называемый Plant2SQL.

IndustrialSQL Server

IndustrialSQL Server представляет собой реляционную базу данных для хранения производственных данных в режиме реального времени. Он собирает, хранит и предоставляет для клиентских приложений на рабочих станциях данные реального времени и архивные данные вместе с данными конфигурации, событий, сводок и связанные с ними данные продукции. В АС управления технологическими процессами принято рассматривать резервирование функций управления  отдельно для уровня контроллеров и уровня рабочих станций.

Реализация резервирования на уровне контроллеров

На уровне контроллеров, КСА которого выполняет автоматическое управление работой технологического оборудования, обычно реализуется «горячее» резервирование (дублирование) технических средств. При этом функции управления должны восстановиться не более чем за 12 секунд, согласно требованиям Госгортехнадзора.

Возможны следующие варианты реализации дублирования работы контроллеров:

  1. Использование однотипных контроллеров, имеющих возможность организации работы в режиме дублирования.
  2. Использование однотипных контроллеров и специальных устройств, обеспечивающих оценку состояния работы контроллеров и требуемое переключение соответствующих технических средств.
  3. Использование специальных контроллеров со встроенными функциями дублирования его устройств и модулей (дублированных контроллеров).

Для всех вариантов резервирования обязательно характерно использование следующего:

-    устройства должны иметь возможность организации системной или алгоритмической диагностики функционирования.

-    из пары устройств одно всегда является основным (Master), а другое – всегда дополнительным (Double);

-    каждое из пары устройств имеет одинаковую технологическую программу со значениями переменных, получаемых от устройства, ведущего текущее управление;

-    контроль технологических параметров выполняется обоими устройствами;

-    управляющие сигналы коммутируются либо внешними устройствами переключения, либо внутренними цепями устройств управления.

Резервирование на основе контроллеров с функцией дублирования является типовым, так как контроллеры со встроенным ПО, как правило, обеспечивают возможность их дублирования. Типичным примером данного метода является организация «горячего» резервирования у ставших уже легендарными отечественных контроллеров Ремиконт и Ломиконт – дублированные модели 112 и 122. Дублированные модели содержат два идентичных комплекта аппаратуры, информационно объединенных по каналу ИРПС, каждый из которых оснащен одинаковым «зашитым» ПО. Один комплект работает в качестве основного, другой – в качестве резервного. Когда оба комплекта исправны, управление осуществляет основной комплект. Резервный комплект по каналу ИРПС отслеживает информацию, обрабатываемую основным комплектом, обновляя содержимое ОЗУ. При возникновении в основном комплекте сигнала «Отказ» происходит автоматическое переключение на резервный комплект, который «безударно» продолжает выполнять функции управления. После устранения причины отказа у основного комплекта автоматически выполняется чтение содержания ОЗУ резервного комплекта, выполняющего текущее управление, и последующее «безударное» переключение на основной комплект. Работа дублированных моделей требует применения коммутирующих устройств для переключения цепей управления объектом между выходами основного и резервного комплектов. Таким устройством является блок переключения резерва (БПР-5), который обеспечивает коммутацию восьми цепей управления. Переключение осуществляется по сигналам «Отказ» основного и резервного комплектов. Резервирование работы контроллеров, не имеющих функций дублирования, обычно таковыми являются контроллеры со встраиваемым ПО, требует использования соответствующих алгоритмических решения при создании ПО, а также дискретных входов и выходов для организации переключений. Высокая надежность АСУТП обеспечивается применением устройств контроля управления, в конструктивном исполнении которых предусмотрено резервирование и автоматическое переключение всех его компонентов – дублированных контроллеров. Примером такого устройства является контроллер из функциональных узлов (КФУ) Новосибирской фирмы Tornado Modular Systems. Данный контроллер относится к классу контроллеров на базе модулей  интеллектуальных функций (Modules of Intellectual Functions) или MIF-модулей. Контроллеры на их основе называются MIF-контроллерами. Объем отдельного MIF-модуля соответствует объему небольшого функционального устройства – т.е. 30-60 каналов. MIF-модули контроллера объединены дублированной внутренней сетью CAN-bus. Данный контроллер используется в АСУТП энергоблоков Новосибирской ТЭС.

При резервировании технических средств АСУТП на уровне контроллеров, требуется решение задачи по организации контроля технологических параметров. В общем случае имеется два подхода в ее решении:

- дублирование средств первичного контроля – первичных преобразователей (датчиков);

- распределение сигналов средств первичного контроля между резервируемыми средствами управления.

Реализация первого подхода очевидна и не требует объяснения. При его относительно высокой стоимости требуется обеспечить равное значение сигналов контроля двух первичных преобразователей, контролирующих один технологический параметр. Реализации второго подхода требует коммутации сигналов контроля. Коммутация токовых унифицированных сигналов аналогового ввода может быть реализована двумя способам: с использованием стабилитронов КС147 и с использованием нормализующего резистора.

Формируемые сервером документирования отчеты содержат данные, которые запрашиваются у МРВ. Использование команд запроса обуславливает связь шаблона с проектом. Для подключения шаблона к проекту надо выполнить команду Выбрать проект из пункта Файл и в окне диалога выбрать файл конфигурации требуемого проекта. Если шаблон не подключен к проекту, то выполнить операцию подключения будет предложено при использовании команды запроса данных у МРВ.

Содержание шаблона

Формируемый по шаблону документ, в общем случае, содержат статические и динамические данные. Статические данные в виде текстов, полей таблиц, рисунков, координатные оси трендов и т.п. размещаются и отображаются в шаблоне непосредственно как в документе. Для представления динамических данных используются поля вывода. Кроме данных шаблон содержит элементы управления: ссылки и метки. Элементы шаблона формируются из объектов, состав которых представлен на инструментальной панели объектов. Статический текст в шаблоне выглядит так же, как в документе. Текст вводится непосредственно в текущую позицию курсора. Форматирование текста и задание параметров шрифта осуществляется с помощью инструментальной панели форматирования. Панель имеет кнопку Формат, по нажатию которой выводится список типовых стилей форматирования. Использование типовых стилей значительно облегчает создание шаблонов.

В качестве элементов шаблона используются:

-    таблицы;

-    разделители;

-    рисунки;

-    поля для вывода времени;

-    поля для вывода имени и значения каналов;

-    поля с координатами для вывода трендов;

-    поля для вывода статистических данных.

Для ускорения поиска требуемых данных в шаблон могут быть вставлены метки. Кроме отдельных элементов в шаблон можно вставить фрагмент. Фрагментом является заготовленный набор элементов, сохраненный в файл.

Создание элементов шаблона

Элементы шаблона создаются и  как выбором типа из списка команды Вставить пункта Элемент меню РШ, так и кнопками инструментальной панели объектов. Редактирование элементов шаблона выполняется командами контекстного меню, вызываемого нажатием ПКМ на элементе. При создании элементов шаблона открываются соответствующие окна диалога, в которых осуществляется настройка свойств элемента. Будучи сформированным элемент шаблона становится элементом HTML документа и его редактирование выполняется командами всплывающего меню согласно правил HTML. Основной содержательной частью документа является таблица. Таблицы используются для вывода в отчет динамически формируемых данных. Для работы с таблицами используются команды пункта Таблица меню РШ. При вставке таблицы она размещается всегда на новой строке и содержит два столбца и две строки. Для изменения их количества, а также для редактирования ячеек используются команды пункта Таблица основного или контекстного меню. Такие свойства таблицы, как видимость, тип, толщина и цвет линий, цвет и стиль заполнения, а также ряд других, редактируются как свойства элемента HTML. В ячейки таблицы можно вставлять любые элементы. В частном случае это может быть еще одна таблица. Часто используемым элементом документа являются разделители – горизонтальной линии. Для вставки разделителя следует нажать соответствующую кнопку на инструментальной панели объектов. Документ может содержать растровое изображение. Для его вставки надо поместить курсор в требуемое место шаблона и выполнить соответствующую команду из списка Вставить пункта Элемент или нажать на соответствующую кнопку инструментальной панели объектов. При этом на экран выводится диалог, в котором необходимо указать файл, а также можно ввести комментарий к изображению и указать особенности его размещения в документе.

Создание элементов шаблона для значений, генерируемых сервером документирования

Сервер документирования может вставлять в документ значения даты и времени с точностью до миллисекунд. При этом можно задать округление времени до нужного разряда (секунды, минуты, часы, дни, месяцы, годы). При вставке соответствующего поля на экран выводится диалог, в котором указывается формат вывода времени и его привязка. Выводимое значение может быть привязано к текущему астрономическому времени или определяться выражением. Если время привязано к текущему, то ему можно задать величину смещения и установить признак выравнивания на указанный диапазон. Например, сдвинуть на два часа и выровнять на границу часа. При этом величину смещение можно указать явно или вычислять по заданному выражению. Для ввода выражения, определяющего базовое время или величину смещения, следует нажать кнопку fn(). При этом на экран выводится диалог настройки выражений. При настройке формата значения времени задается спецификация формата вывода. Она содержит команды вывода и любые символы. Ее можно ввести с клавиатуры или вставить через вызываемое окно диалога настроек. При вставке элемента для вывода имени и значения канала выводится окно диалога, в котором следует выбрать канал и указать контролируемый атрибут.

Для элемента вывода значения канала, после выбора канала выводится диалог, в котором следует задать время, на которое запрашивается значение, и указать формат вывода. Чтобы задать формат вывода значения, надо в разделе Форматирование отметить опцию настройки и нажать кнопку Выбрать. В появляющемся при этом диалоге  можно указать требуемый формат и просмотреть пример представления чисел, соответствующий заданным настройкам. Можно задать вывод как текущего значения, так и значения из архива на заданный момент времени. При выводе архивного значения производится настройка для времени. Время задается либо вычислением по заданному выражению, либо величиной смещения для текущего времени. При настройке времени в опция Установить спецификацию формата должна быть выключена. Сервер документирования может формировать в документах тренды из архивируемый значений каналов. Элемент шаблона для формирования тренда создается командой Окно тренда из списка Вставить пункта Элемент или кнопкой Тренд инструментальной панели объектов.