Котлоагрегаты

Другие объекты

Разное

Вопросы по АТП (автоматизации технологических процессов)

Designed by:
Joomla Templates

Виды технических средств

 

Технические средства (ТС), используемые в АС управления ТП в общем случае можно разделить на активное и пассивное оборудование.

Активное оборудование - это технические средства, которые являются источниками и (или) приемниками данных (средства требующие использования энергии):

-  преобразователи;

-  модули УСО;

-  технологические контроллеры;

-  рабочие станции;

-  средства индикации, отображения и регистрации;

-  средства передачи данных.

Пассивное оборудование является вспомогательным при эксплуатации активного и не требует применения энергии. Это различные несущие конструктивы и линии связи. Конструкция технических средств должна соответствовать требованиям различных стандартов исходя из назначения и условий эксплуатации.

По условиям монтажа, все ТС разделяются на:

-   встраиваемые;

-   навесные;

-   настенные;

-   настольные

Размеры встраиваемых изделий должны быть кратны 44,5 мм или U. Степень защиты передних панелей встраиваемых устройств обычно не ниже IP65

По функциональному назначению активное оборудование можно разделить на следующие группы:

- средства контроля и первичной обработки сигналов;

- средства концентрации и автоматического управления;

- средства оперативного персонала;

- дополнительные средства.

Средства контроля и первичной обработки сигналов - это устройства, формирующие значения технологических параметров и событий с представлением значений по различным интерфейсам. К ним относятся:

- вторичные нормирующие преобразователи;

- интеллектуальные датчики;

- сетевые модули УСО.

Средствами концентрации и автоматического управления обычно являются технологические контроллеры без устройств отображения и управления («слепые» узлы). Требования к ним определяются, прежде всего, задачами контроля и управления, условиями эксплуатации и набором требуемых интерфейсов. Средства оперативного персонала это, прежде всего рабочие станции, панели индикации и выносные терминалы, конструкция которых определяется условиями эксплуатации. К дополнительным устройствам следует отнести, прежде всего, средства коммуникации: сетевые шлюзы, концентраторы и коммутаторы, средства формирования документов, программаторы, диагностическое оборудование.

Технологические контроллеры

Широкий спектр технологических контроллеров, различающихся своими техническими характеристиками, по конструктивному исполнению можно разделить на две группы:

- контроллеры с относительно небольшим числом входов и выходов, выполненные как конструктивно единые устройства;

- контроллеры с большим числом входов и выходов, имеющие модульную (проектно-компонуемую) конструкцию.

По способу технологического программирования все контроллеры разделяются на жестко программируемые и свободно программируемые. Жестко программируемые контроллеры имеют собственную уникальную систему создания, ввода и корректировки технологической программы: уникальные панели, пульты для кодирования и ввода технологической программы. Такие контроллеры могут иметь соответствующие кросс-средства для создания и отладки технологических программ на  персональных компьютерах. В свободно программируемых контроллерах может использоваться системное программное обеспечение соответствующей аппаратной платформы. Технологические программы для таких контроллеров создаются с помощью соответствующих универсальных инструментальных средств. Программное обеспечение контроллеров размещается в ПЗУ или на флеш-дисках. Для записи ПЗУ или флеш-дисков используются соответствующие приспособления.

Промышленные компьютеры

Промышленные компьютеры имеют широкий спектр конструктивных решений. Сегодня преимущественно используется три вида конструктивов:

- РС подобный конструктив, выполненный с применением высоконадежных устройств и элементов;

- конструктивы на базе стандарта МикроРС с использованием пассивного крейта;

- конструктивы на базе стандарта РС/104 с использованием монтажа в виде этажерки.

Для промышленных компьютеров характерно применение «электронных» дисков, экранных панелей и клавиатур специальной конструкции (сенсорные, мембранные).

Можно выделить следующие конструктивные особенности:

  1. Встраиваемое (ширина 19’’) или настольное (реже настенное) исполнение.
  2. Единая конструкция системного блока и монитора с панельной клавиатурой (панельный компьютер).
  3. Применение плоских TFT ЖК мониторов и панелей.
  4. Использование сенсорных экранов.
  5. Использование конструктивных элементов из нержавеющих металлов и негорючих пластмасс, а также литых корпусов из алюминиевых сплавов.
  6. Использование технологической (программируемой) клавиатуры.
  7. Размещение клавиатур на лицевой стороне (рабочие станции).

 

 

 

Система исполнения представляет собой набор программных модулей (серверов) различного назначения, называемых мониторами реального времени.

Базовым среди них является Монитор реального времени (МРВ). Этот исполнительный модуль, который используется в качестве основного «движителя» функциональной части ПО на рабочих станциях.

Исполнительный модуль Микро MPB является функционально усеченным вариантом МРВ и используется в качестве «движителя» для РС контроллеров.

Существует и ряд других исполнительных модулей:

NetLink МРВ – используется в качестве дополнительного модуля РС контроллеров для организации обмена данными по локальной сети.

Adaptive Control МРВ - поддерживает алгоритмы адаптивной настройки регуляторов. Может принимать данные с контроллеров, рассчитывать оптимальные коэффициенты регулирования по ПИД-законам и загружать их обратно в контроллеры.

Double Force МРВ - это исполнительный модуль со встроенными алгоритмами горячего резервирования и восстановления данных.

Локальный сервер документирования и Глобальный сервер документирования, которые работают на одном компьютере с МРВ. Они принимает данные от МРВ, обрабатывает их в соответствии с пользовательскими сценариями и генерирует на их основе отчеты по разработанным шаблонам. Локальный сервер формирует отчеты по данным только одного МРВ, а глобальный – от многих МРВ, а так же может формировать файл отчета в формате HTML.

В состав инструментов разработчика средство для просмотра (отладки) выполняемого в процессе разработки, называемое Профайлер. Это полнофункциональный МРВ, с ограниченным временем работы в 1 час.

В состав пакета входят и другие программные средства, обеспечивающие расширение типовых функций SCADA-систем. Это прежде всего:

-    Supervisorпрограмма для реализации специализированного рабочего места руководителя. В отличие от МРВ источником данных для Supervisor файлы-архивы. Supervisor может работать в двух режимах - подчитывание (чтение последнего записанного значения) и "плейбек" (графическое воспроизведение архивных данных в виде мнемосхем). Подчитывание - позволяет руководителю следить за ходом технологического процесса в режиме близком к реальному времени (задержки 10-30 с), а графический "плейбек" дает возможность просмотреть динамику процесса за любой срок и с заданной скоростью.

-    WEB-активатор - программа предназначена для создания систем автоматизированного управления технологическими процессами в реальном времени на основе web-технологий. Она является web-сервером, снабженным механизмом автоматического доступа к МРВ, и может быть использована как для создания www-шлюза, так и для придания функций web-сервера используемым МРВ.

-    GSM-активатор - программа предназначена для организации доступа к данным системы через средства мобильной связи.

Весь инструментарий для разработки размещается в одном (главном) каталоге (папке, директории), состав которого зависит от условий инсталляции пакета ТМ5.

Файлы инструментальной системы размещаются как непосредственно в главном каталоге, так и в подкаталоге INI. Другие подкаталоги являются вспомогательными. Они используются инструментальной системой в процессе разработки и отладки ПО системы управления.

Инструментальная система содержит следующие исполняемые программные файлы:

- chb.exe

- редактор базы каналов;

- Picman.exe

- редактор представления данных;

- Htmpled.exe

- редактор шаблонов;

Движителем средства отладки является сервер матобработки – программный файл DrawServ.exe. Он является полнофункциональным встроенным МРВ. Вместе с файлом графической консоли (PicRT.exe), из окна которой он запускается, они образуют профайлер – средство для просмотра ПО для рабочих станций.

При отладке математической (функциональной) части ПО он вызывается из окна отладчика базы каналов (DServ.exe), а при отладке графической части ПО – непосредственно из РПД.

Другие программные файлы главного каталога являются вспомогательными. Например:

- opcgate.exe

- ОРС-сервер для сервера матобработки;

- TMDrvIns.exe

- инсталлятор драйверов;

- tmreg.exe

- регистратор компонентов.

Описание системы ТМ5 приведено в файле tm50help.chm.

Основные понятия

В системе ТМ5 используются следующие основные понятия:

1. Проект – это совокупность всех математических и графических компонентов разрабатываемого ПО. Проект - это набор взаимосвязанных файлов. Структурно проект организован в виде файла конфигурации проекта и каталога проекта, имеющие одинаковые имена. Эти части файловой структуры создаются автоматически при сохранении результатов проектирования. Файловую структуру проекта можно переименовать только при пересохранении проекта.

Файл конфигурации проекта (тип ctm), это текстовый файл с описанием взаимосвязи и условий запуска составных частей проекта. Через этот файл осуществляется доступ к проекту при его редактировании или запуске из графической консоли.

Каталог проекта содержит файлы проекта как непосредственно, так и в двух папках ASM и INI.

 

 

Подтип канала определяет его назначение (класс источников или приемников данных). Имеется шестнадцать подтипов каналов, например:

- подтипы АНАЛОГ и ДИСКРЕТ используются для обмена данными с соответствующими модулями ввода/вывода контроллеров;

- подтип СВЯЗЬ используется для обмена данными между узлами проекта;

- подтип ПУСТОЙ не имеет источника и приемника данных. Назначение канала данного подтипа зависит от дополнения к подтипу;

- подтип СИСТЕМНЫЙ используется для контроля системных переменных и управления системными задачами. Назначение канала данного подтипа зависит от дополнения к подтипу.

Дополнение к подтипу уточняет тип источника или приемника данных.

Каждый канал имеет настройки и реквизиты, состав и значение которых определяется назначением канала и видом обрабатываемых данных.

Каналы создаются для каждого узла с целью реализации требуемых функций. Набору каналов одного узла тождественно понятие базы каналов узла.

Обработка данных в канале

Канал, – как функциональная структура для обработки данных, имеет процедуры для их обработки. Состав процедур определяется видом обрабатываемых данных, а последовательность их применения – типом канала (рис. ).

Имеется следующий набор процедур канала:

-                 масштабирование;

-                 логическая обработка;

-                 трансляция;

-                 фильтрация;

-                 управление.

 

Процедуры Масштабирование и Фильтрация выполняется только в каналах, работающих с аналоговыми переменными (вид F), а процедура Логическая обработка – в каналах обработки дискретных переменных (вид Н).

При масштабировании выполняется умножение и смещение, а при фильтрации:

-    подавление случайных всплесков;

-    подавление малых колебаний;

-    экспоненциальное сглаживание;

-    контроль шкалы (выход реального значения за установленные границы, или обрезание величины управляющего воздействия).

При логической обработки могут выполняться  три операции: предустановка, инверсия и анализ на сочетаемость. Имеется возможность распаковки дискретных сигналов.

Процедуры Трансляция и Управление реализуются подключаемыми FBD программами с требуемым алгоритмом обработки данных. Через FBD программы осуществляется обмен данными между каналами.