Технические
науки.
.Автоматизированные системы
управления на
производстве.
д.т.н.
В.В.Григорьев, к.т.н. В.И.Бойков,
к.т.н. С.В.Быстров,
к.т.н.
Ю.В.Литвинов, к.т.н. О.К.Мансурова
Санкт-Петербургский
национальный исследовательский университет
информационных
технологий, механики и оптики, Россия
Система визуализации и контроля параметров технологического
процесса.
Графическое представление значений
технологических параметров во времени способствует лучшему пониманию и контролю
динамики технологического процесса. Кроме того,
благодаря использованию средств анимации SCADA-пакетов,
технологические процессы отображаются максимально приближенными к реальным
процессам, происходящим на реальном объекте.
Одной из первых задач при
создании проекта интегрированной системы визуализации и контроля параметров
является формирование конфигурационного файла для верхнего уровня [1,2].
Полученный конфигурационный файл определяет пути и настройки связей между
системой визуализации с базой данных верхнего уровня, и нижним уровнем проекта
системы. Нижний уровень системы является источником базы данных верхнего
уровня.
В состав нижнего уровня входят
различные датчики, приборы
учета, исполнительные устройства, контроллеры. Данные из этих источников передаются на верхний уровень в сервер
ввода/вывода, COM сервер и
сервер OBD/ABD (OBD-оперативная БД и ABD - архивная БД) и т.д. Сервер выполняет
мониторинговую функцию. Каждый сервер имеет свое имя Server Name. Например, функции
сервера БД OBD/ABD могут выполняться на одном, двух и более
компьютерах. Каждому из компьютеров присваивается идентификационное имя в сети.
Если компьютеры выполняют разные сетевые функции, например компьютер №1- сервер
OBD/ABD, компьютер №2 - панель оператора,
компьютер №3 - компьютер инженера, то в конфигурационном файле они будут
образовывать узлы ввода/вывода параметров производственных процессов.
Общее количество доступных SCADA-продуктов весьма велико. Поэтому в расчет брались
только Windows-программы
и учитывались только те программы, которые используются в сетевых версиях и
допускают работу с десятками тысяч тегов.
Популярный пакет InTouch был
отвергнут из-за слабой технической поддержки в России, использования
специального скриптового языка и некоторых недостатков графической подсистемы. WinCC предъявляет максимальные требования к аппаратным
ресурсам ПЭВМ и ощутимо оптимизирован именно для контроллеров SIMATIC фирмы Siemens. Наиболее оптимальными по совокупности всех
факторов являются iFIX и GENESIS32. Оба программных продукта
не вызывают проблем с установкой, последовательность необходимых
действий в обоих случаях предельно понятна. .
SCADA iFIX
взаимодействует с контроллерами с помощью стандартных ОРС - серверов
любых производителей и позволяет
разрабатывать и отлаживать проект без физического подключения к реальным
устройствам источникам данных, т.е без взаимодействия с реальным контроллером.
Для этого потребуется процедура конфигурирования протоколов обмена OPC-сервера
и OPC-клиента с источниками
данных.
Важным моментом на данном этапе является настройка каналов связей OPC-сервера и OPC-клиента. Конфигурация каналов связи состоит из
настройки связи с контроллером через IP – адреса контроллера
и редактирования компонентов связи OPC-сервера и OPC-клиента. При
правильной настройке каналов связи ОРС-клиент автоматически создает элементы «Iteam», посредством которых связывается с OPC-сервером , через который происходит соединение с
источником данных и их передача в базу данных iFIX. Обновляются базы
данных системы проекта через регулярные интервалы времени, определяемые в
секундах, минутах или часах. Система iFIX может реализовывать любые комбинации
вариантов обработки по времени. Это позволяет оптимально распределять ресурсы
системы с учетом того, что для одних данных требуется большая частота выборки,
а для других - значительно меньшая. Данные
могут обрабатываться по времени, по изменениям и однократно, а так же
возможна обработка одновременно по времени и по изменениям [3]. Таким
образом, приложения SCADA системы iFIX
позволяют сканировать базу данных, фиксировать тревоги и передавать на панель
оператора сообщения и выполнять логику управления. Панель оператора так же создается встроенными инструментами среды проектирования iFIX.
Панель
операторской станции состоит из функциональных кнопок типа «старт», «стоп», «инициализация», «тревоги» и т.д.и связана
с базой данных технологического процесса средствами анимации. Кнопка является
графическим объектом и его свойства можно связать со свойствами других объектов
через базу данных проекта.
При
большом количестве данных, собранных системой iFIX, необходимо иметь средства
представления этой информации в графическом виде. Отслеживаемые данные можно представить на диаграммах. При этом
система iFIX дает возможность отображать на одной и той же диаграмме текущие
данные и данные истории и обеспечивает простой доступ к необходимой информации.
Литература
1.
Бойков В.И., Болтунов Г.И., Мансурова О.К. Интегрированные системы
проектирования и управления. Санкт-Петербург: СПбГУ ИТМО, 2011. – 163 с.
2.
Григорьев В.В., Болтунов Г.И., Быстров С.В., Бойков В.И., Мансурова О.К.
Цифровые системы управления. Санкт-Петербург: СПбГУ ИТМО, 2011. – 133с.
3. Бобцов А. А., Быстров С. В., Григорьев В. В.,
Мотылькова М.М., Рабыш Е.Ю., Рюхин В.Ю., Мансурова О. К. Синтез статических
регуляторов в дискретных системах с периодически изменяющимися коэффициентам.
// Мехатроника, автоматизация, управление. – 2010- № 5, С. 23-28.