Котлоагрегаты

Другие объекты

Разное

Вопросы по АТП (автоматизации технологических процессов)

Designed by:
Joomla Templates

Базы данных реального времени АС уровня SCADA: Способы представления данных и создание.

 

В ПО АСУ уровня SCADA управляемый ТП представлен набором описателей. Эта часть прикладного ПО АСУ обычно называется его математической составляющей. Состав и типы (виды) этих описателей, а также методы работы с ними определены конкретной инструментальной средой. Для описания конкретного ТП требуется фиксированное количество описателей соответствующих типов (видов). Состав таких описателей и условия их связи определены понятием базы данных процесса. База данных процесса является ядром любой SCADA-системы. В реальных условиях эксплуатации АС текущее состояние управляемого ТП представлено значениями базы данных процесса. Изменение состояния управляемого ТП в реальном времени отражается изменением значений базы данных процесса. Вследствие этого база данных управляемого ТП имеет тождественное определение как база данных реального времени (БД РВ).

Состав элементов базы данных процесса

Обязательной составляющей БД РВ является набор описателе для  значений контролируемых и управляемых параметров. Описатели, связанные с алармированием, формированием трендов, получением расчетных значений, могут находится как непосредственно в БД РВ, так и образовывать самостоятельные  БД. Не смотря на различие инструментальных систем можно выделить общие подходы в создании БД РВ, которые диктуются, прежде всего, приемами создания всякого ПО.

Типовое описание элементов БД РВ

В качестве описателей ТП ряд SCADA-пакетов используют набор переменных. При этом в обозначениях типов переменных используются наименования, отражающие преимущественно их физическое назначение. Например: переменные ввода/вывода, внутренние переменные, системные переменные и т.д. По типу представляемых данных они подразделяются на логические, целые, вещественные и строковые. Для представления специфических данных, используются и соответствующие обозначения для переменных (специальных переменных): групповые, аналитические, косвенные и т.п. Имеет место использования операций над группой переменных.

- Double - окно с рамкой без заголовка;

- None - окно без рамки и заголовка.

Окнам можно задать возможность управления размером. Выбор источника для графического элемента экрана осуществляется через панели инструментов, библиотеки объектов или ресурсные библиотеки. В последнее время в качестве элементов экрана активно используются ActiveX компоненты. Размещение ГЭ выполняется с привязкой или без привязки к сетке экрана. Экран может иметь один или несколько слоев. Для редактирования положения ГЭ используются команды группового выравнивания. Настройка свойств элементов экрана выполняется как при их создании, так и после (редактирование). Ряд свойств ГЭ может появляться только после их размещения на экране.

Создание и редактирование экранов визуализации в ТРЕЙС МОУД

В инструментальном пакете ТРЕЙС МОУД для создания экранов визуализации используется Редактор представления данных РПД. В ТМ5 он является самостоятельным приложением (модуля picman.exe), а в ТМ6 его функции интегрированы в единую инструментальную систему. В пятой версии пакета экраны визуализации создаются отдельно для каждого узла проекта и объединяются понятием графической базы (ГБ) узла. Разработка ГБ возможна только в рамках существующего проекта: т.е. для существующих баз каналов узлов. В типовом режиме РПД - это Windows-окно с главным меню, панелями инструментов и рабочей областью, которая разделена на четыре части с подвижными границами. В полноэкранном режиме РПД – это набор отдельных окон, образуемых из панелей инструментов и составных частей рабочей области. Открытый в РПД проект отображается на закладке Узлы окна Проект вертикальным набором изображений узлов. Цвет изображения узла определяет состояние его ГБ в РПД: серый – ГБ не загружена (выгружена), синий – ГБ загружена. Структурно ГБ узла – это набор экранов, объединенных в группы. Создание структуры ГБ предполагает создание для узла групп экранов и экранов в группе. Экраны, группы экранов и узлы отображаются графическими идентификаторами в виде дерева и имеют всплывающие меню с командами редактирования структуры ГБ. Экраны могут «перетаскиваться» между группами. Элементы структуры имеют всплывающие меню команд: меню узла, меню группы, меню экрана. Содержимое ГБ узла фиксируется в файле тип dbg. Этот файл формируется в каталоге проекта после сохранения результатов работы в РПД. Файлу ГБ базы назначается имя по значению поля Рисунок на закладке Основные окна диалога Параметры узла в РБК. При сохранении ГБ после ее редактирования  предыдущее ее содержание сохраняется в файле, имя которого начинается со знака «_». ГБ узла или содержание отдельных экранов можно сохранить в файл для  дальнейшего тиражирования. Это выполняется командой Экспорт  меню узла, или командой Сохранить как… меню группы экранов. Тиражирование экранов выполняется командой Экспорт меню экрана. Файл с содержанием экрана также имеет тип dbg. Добавление к узлу ГБ из файла выполняется командой  Импорт меню узла или командой Вставить меню группы экранов Добавление  может быть выполнено как с сохранением структуры импортируемая ГБ, так и без сохранения структуры. При этом импортируемая ГБ добавляется в виде набора экранов в первую группу текущей базы. Добавление экрана из файла выполняется командой Импорт из меню экрана. При этом экран добавляются в конец перечня экранов текущей группы. Экраны ГБ имеет атрибуты, которые могут быть настроены как для узла в целом, так и отдельно для каждого ее экрана. По команде Атрибуты из меню узла вызывается окно диалога Настройки узла, в котором задается разрешение для всех экранов узла, задается вывод заголовка и выбирается цвет фона. Здесь же можно задать использование обоев и выбрать их рисунок. По команде Атрибуты из меню экрана вызывается окно диалога Настройки текущего экрана, в котором задаются атрибуты текущего экрана. Атрибут Стартовый следует использовать при наличии в ГД более одного экрана. Атрибут Клавиша позволяет реализовать вызов экрана по одной из функциональных клавиш клавиатуры. Назначение осуществляется выбором клавиши из списка. В этом случае при работе в реальном времени по нажатию указанной клавиши осуществляется переход на данный экран. Для редактирования содержания экрана его надо открыть. При этом он открывается как окно в области редактирования графики и в структуре ГБ его имя выделяется жирным шрифтом. Количество открытых (загруженных) экранов неограниченно. Переключение между экранами осуществляется выбором его имени в структуре проекта. Процесс редактирования экранов - это набор действий по созданию ГЭ экрана (элементов) и их настройки. Указанное выполняется в двух режимах: в режиме размещения и режиме выбора элементов.

Создание элементов экрана осуществляется следующими действиями:

  1. Выбор типа ГЭ на соответствующих инструментальных панелях. При этом одинарным нажатием ЛКМ выбирается отображаемый (текущий) тип ГЭ, а двойным -  вызывается группа однотипных ГЭ. Выбранный тип ГЭ группы становится текущим для использования.

Выбор ГЭ на панели инструментов обуславливает переход РПД в режим размещения. При этом появляется окно атрибутов и курсор «мыши» в окне экрана принимает вид перекрестия.

  1. Выполняется предварительная настройка атрибутов размещаемого ГЭ.
  2. Задается область размещения ГЭ на экране указанием точки привязки и точек фиксации области.

В режиме размещение выполняется только создание новых элементов экрана. Элементы экрана выводятся табличными записями в окне Содержание экрана на соответствующих его закладках. Редактирования элементов экрана выполняется в режим выбора элементов. Переход в этот режим выполняется нажатием соответствующей кнопки общей панели инструментов.

В качестве типа может быть задано:

Число (FLOAT) – значение канала в десятичном виде;

Число (HEX) – значения канала в шестнадцатеричном виде;

Текст – имя, размерность, кодировка канала или тип сигнала;

Время – текущее астрономическое время;

Дата – текущая астрономическая дата.

Отображаемые значения выводятся в прямоугольной области заданного фона. Цвет фона динамизируется по результатам проверки границ канала. Имеется возможность использования мигания. Для данного элемента можно назначить функции управления. Для представления относительных значений используется группа ФО Гистограммы.

Данная группа состоит из ФО типа:

- Прямоугольная гистограмма;

- Гистограмма произвольной формы;

- Многоуровневая гистограмма.

Тип Прямоугольная гистограмма используется для отображения значений канала в виде величины заливки прямоугольника заданным цветом и стилем. Она имеет типовые настройки. Если значение канала меньше минимального предела вся площадь гистограммы окрашена цветом фона. При значениях канала внутрь заданного диапазона - гистограмма заливается заданным цветом и типом. Величина заливки является индикатором текущего значения относительно пределов. Если значение канала больше максимального предела, то гистограмма отображается заполненной заливкой. Гистограмма может иметь одну из двух ориентацию: вертикальная или горизонтальная. Ориентация задает направление заполнения гистограммы. Заполнение начинается от точки привязки. Опция Без подложки отключает фон. При этом закрываться будут только те фрагменты экрана, которые попали под область заполнения гистограммы. Тип Гистограмма произвольной формы отображает заполнение элемента экрана произвольной формы. Она создается динамизацией статического ГЭ, имеющего замкнутую поверхность. После выполнения настройки надо перевести курсор на границу динамизируемого статического ГЭ и нажать ЛКМ. После этого статический ГЭ становится динамическим. Тип Многоуровневая гистограмма позволяет отображать изменение значений нескольких каналов как последовательности слоев. Основным инструментом настройки является поле для формирования списка подключенных каналов. Для работы со списком имеется набор типовых управляющих кнопок: добавить, редактировать, удалить и переместить. При добавлении слоя вызывается окно диалога Задание параметров слоя в котором выбирается канал для подключения, цвет и тип заливки (заполнения) данного слоя. Количество слоев - не ограничено. Первая строка в списке описывает нижний слой. Каждая следующая строка – слой, расположенный выше предыдущего. Порядок расположения текущего (выделенного) слоя изменяется кнопками «5» и «6». Получение оценок значений технологических параметров с использованием шкал является  распространенным приемом реализации человеко-машинного интерфейса. В системе ТРЕЙС МОУД это реализуется графическими элементами на основе ФО из группы Приборы. Она содержит два типа ФО: Стрелочный прибор и Ползунок. Для применение этих ФО необходимо задать границы шкалы канала.

Стрелочный прибор представляет значения канала угловым перемещением линии-стрелки с отсчетом значений по круговой шкале. Дополнительно отображается:

- числовая величина текущего значение канала;

- размерность канала;

- интервалы аварийных границ в виде дуг заданного цвета.

Эта ФО являются ActiveX компонентом и настраивается после размещения на экране. Настройки выполняются в окне диалога, вызываемого по команде Свойства всплывающего меню.

При настройке задается:

- канал привязки;

- название контролируемого параметра;

- цвета интервалов границ канала и интервалов выхода за шкалу, а так же ширина полосы для их отображения;

- число разбиений шкалы и ее угловой размер;

-  количество знакомест для значений оцифровки шкалы и численной величины текущего значения канала, а также количество десятичных разрядов.

Ползунок может использоваться как для контроля значений каналов, так и для управления их величиной. Значение канала отображается или задается положением ползунка на линейной шкале. Перечень настраиваемых атрибут содержит ряд разделов. Чтобы свернуть или развернуть список настроек раздела, нужно дважды нажать ЛКМ на его имени. При выделении любой настройки в ее строке появляется кнопка […]. При ее нажатии выводит набор инструментов, соответствующий данной настройки. Для ряда настроек выводится список возможных значений. Поддержка свойств назначается выбором из списка значения TRUE или FALSЕ. При вводе значений настроек открывается поле с двумя кнопками: принять введенное значение или отказаться. Данная ФО может быть привязана к двум каналам. Первая (основная) привязка используется для разметки шкалы и обозначения диапазонов изменения. Вторая привязка может совпадать с первой, а может от нее отличаться. Она связана с положением ползунка и может не использоваться. В этом случае элемент экрана будет статическим и может использоваться в качестве динамической (настраиваемой) шкалы. Вдоль шкалы может быть выведена полоса для отображения интервалов внешних и внутренних  границ канала основной привязки. Эти настройки выполняются в разделе Диапазоны, где задается использование этой функции, ширина полосы (гистограммы) в пикселях и два цвета для интервалов. Средняя часть полосы, закрашивается цветом разметки. В разделе Уровни разметки определено три вложенных уровня. Настройками задается количество разбивок и размер штрихов в каждом уровне. Параметр Количество разбивок определяет число делений нижнего уровня в одном делении верхнего уровня. Например, на первом уровне можно выводить дециметры, на втором – сантиметры, а на третьем – миллиметры.

Включение опции Прозрачный обуславливает логическое сложение  цвет индикатора с цветом расположенного под ним элемента. При использовании черного цвета индикатор будет невидим. Это позволяет использовать его как невидимую форму управления. Цветовой индикатор по диапазонам (многоцветный индикатор) имеет любое количеством цветов в зависимости от диапазона, в который попадает значение контролируемого параметра. Каждому диапазону, состав которых формируется в виде списка, задаются границы и цвет. Цвет индикатора изменяется соответственно заданному цвету диапазона, в который попадает значение атрибута канала привязки. Если значение не попало ни в один из диапазонов, то используется цвет, заданный по умолчанию. Для каждого диапазона имеется возможность включения условия мигания. При этом используется дополнительный цвет, сдвинутый по палитре относительно основного на 8 позиций. Чтобы убрать зазоры между контролируемыми диапазонами надо нажать кнопку Соединить. При этом минимальным значениям всех диапазонов присваиваются максимальные значения младших диапазонов. Графические индикаторы выводят информацию о состоянии контролируемого параметра в виде смены текста или рисунка. При этом для текстовых индикаторов выводимые по условиям надписи можно назначать как прямым вводом, так и из ресурсов, а для растровых индикаторов отображаемые рисунки назначаются только из ресурсов (кнопка Изменить). Для растровых индикаторов не назначается условие мигания. Если значение канала не попадает ни в один из заданных диапазонов, на экран не выводится никакое изображение. Элементы индикации экрана созданные на основе ФО  Видеоклипы проигрывают на экран видеоклипы, записанные в файлах формата AVI. Файлы с клипами могут располагаться либо в каталоге (директории) проекта, либо в каталоге INI инструментальной системы или МРВ. Директория поиска задается включением соответствующей опции в окне настроек. Состав файлов для выбора доступен через списочное поле. Выбранный файл можно просмотреть по кнопке Воспроизв. текущим проигрывателем. По кнопке Обзор состав доступных видеоклипов выводится в виде набора изображений их первых кадров, по которым осуществляется выбор нужного клипа. Проигрывание и вид клипа на экране определяется настройками. Если выключена связь с каналом привязки клип будет проигрываться только при видимости его на экране. При включении связи с каналом клип будет виден и будет проигрываться, если значение атрибута канала не равно нулю. Включение опции Показывать в покое делает элемент экрана видимым при значении канала равном нулю. Воспроизведение клипа управляемо. Настройкой выдирается одноразовый или непрерывный режим воспроизведение. В одноразовом режиме не нулевое значения канала запускает однократное проигрывание клипа. Для следующего воспроизведения значение канала должно пройти через ноль. Данная ФО размещается на экране однократным нажатием ЛКМ. При этом координаты курсора задают ее левый нижний угол. Размеры определяются автоматически исходя из изображения, записанного в указанный файл. Если включена опция Рамка, то элемент экрана оформляется в виде кнопки, поверх которой выводится содержимое выбранного файла.

Создание элементов экрана из ActiveX компонентов

Создание элементов экрана из управляемых элементов применяется во всех SCADA системах под Windows. Эти элементы позволяют изменять настройки и условия своего функционирования непосредственно в реальном времени. Источниками таких элементов экрана являются ActiveX компоненты. ActiveX компоненты являются самостоятельными программными модулями, которые при установке регистрируются в операционной системе. При этом они становятся доступными любому выполняемому приложению, имеющему возможность их вызова для использования. ActiveX компоненты могут быть универсальными или разрабатываться с учетом спецификаций соответствующего приложения («под приложение») . При обращении к ActiveX компонентам отображается список из имен всех зарегистрированных компонент. Связь компонента с приложением для вызова и обмена данными осуществляется через свойства компонента, которые могут изменяться соответствующими методами. Например: числовым, логическим или текстовым. С инструментальной системой ТРЕЙС МОУД поставляется ряд графических ActiveX компонент, которые регистрируются при инсталляции системы. При доступе по кнопке панели инструментов они могут быть выделены из общего списка в окне диалога для выбора. Их имена начинаются словами Trace Mode. Элемент экрана из ActiveX компонент сначала создаются типовым способом размещения, а потом настраиваются. Для редактирования используется всплывающее меню, которое вызывается на контуре выделения. Его команда Свойства вызывает окно диалога с настройками, соответствующее типу элемента.

Часть ActiveX компонент системы доступны в составе других групп ФО:

- Pointer Indicator – как ФО Стрелочный прибор из группы Приборы;

- Trend – как ФО Универсальный тренд из группы Тренды;

- Profile – как ФО Профиль из группы Тренды.

В составе доступных имеется компонент Channel Table, позволяющий просматривать в реальном времени значения атрибутов каналов текущей базы в табличной форме. Каналы для просмотра можно выбрать по привязке к объектам базы. Значения атрибутов выводится на двух закладках  Аналоговые и Дискретные соответственно для каналов с видом представления F и H. Управление, как составом каналов, так и набором отображаемых атрибут, выполняется через окно диалога Свойства, которое можно вызвать по одноименной кнопке или команде. Включение опции Разрешены посылки в канал позволяет изменять значения отображаемых атрибутов в реальном времени.

Профиль позволяет представить в виде графика изменение технологического параметра по линейному размеру оборудования. Например, профиль температуры в трубчатом реакторе. Профиль формируется как набор узловых точек графика в осях Значение и Положение. Каждая точка связана со значением канала, контролирующего величину параметра в указанном положении. Координата узловой точки по оси Значение определяется величиной параметра, а по оси Положения – дистанцией. Величина дистанции задается при настройке узловой точки и соответствует положению датчика. Данная ФО является ActiveX-компонентом и его свойства настраиваются в вызываемом окне диалога с двумя закладками. Закладка Кривые и точки состоит из двух таблиц. В верхней таблице формируется и редактируется список кривых (профилей). При выделении кривой в списке она становится текущей. В нижней таблице формируется и редактируется набор точек для текущей кривой. Список кривых формируется командами всплывающего меню верхней таблицы. Соответственно командам выводится окно для редактирования настроек кривой. Текущие настройки отображаются в строке списка кривых. Узловые точки создаются и редактируются в нижней таблице соответствующими командами всплывающего меню. При этом в окне диалога настроек точки задается канал привязки и его атрибут, задается величина дистанции, как расстояние до датчика в оборудовании. Указанным образом создается требуемое количество точек для каждой кривой верхней таблицы. На закладке Вид выполняется настройка общих параметров для созданных кривых. Переключающими опциями  Ориентация задается положение оси Дистанция. Инструменты настройки осей, сетки и визира, аналогичны рассмотренным ранее. В реальном времени может отображаться только одна кривая. Для переключения между кривыми используется команда Выбрать активную кривую из всплывающего меню. Название текущей кривой выводится в заголовок профиля и шкала оси значений.