Институт цветных металлов и золота СФУ
Кафедра автоматизации производственных процессов
ЦМ
|
Дисциплина
“Интегрированные системы
управления и проектирования”
Красноярск 2007
|
Лабораторная работа № 5
”Разработка АСУТП в среде SCADA системы TRACE MODE 6”
Цель работы
Изучить основные понятия, структуру и назначение отдельных элементов SCADA системы TRACE MODE 6
Изучить порядок работы по созданию АСУ ТП с помощью редакторов SCADA системы TRACE MODE 6.
Разработать проект учебной АСУ ТП в SCADA системы TRACE MODE 6.
Методика выполнения работы
Изучить теоретические сведения о SCADA системе TRACE MODE 6, изложенные ниже.
Изучить основные действия по созданию и редактированию проектов автоматизации в соответствии с выданным преподавателем вариантом и указаниями, содержащимися в файле Учебник по TRACE MODE 6 Вариант Х-Y. doc, где Х-Y – номер выданного варианта.
Теоретические сведения
1. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ
TRACE MODE 6 – это программный комплекс, предназначенный для разработки и запуска в реальном времени распределенных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и решения ряда задач управления предприятием (АСУП).
Для решения задач АСУП в TRACE MODE 6 интегрирован пакет T-FACTORY.
Комплекс программ TRACE MODE 6 делится на 3 части:
 Интегрированная среда разработки проекта (ИС) – единая программная оболочка, содержащая все необходимые средства для разработки проекта.
Под проектом в TRACE MODE 6 понимается вся совокупность данных и алгоритмов функционирования распределенной АСУ (АСУТП и/или T-FACTORY), заданных средствами TRACE MODE.
Итогом разработки проекта в ИС является создание файлов, содержащих необходимую информацию об алгоритмах работы АСУ. Эти файлы затем размещаются на аппаратных средствах (компьютерах и контроллерах) и выполняются под управлением исполнительных модулей TRACE MODE.
В интегрированную среду разработки TRACE MODE 6 встроены более десяти редакторов, автоматически открывающихся при вызове того или иного компонента проекта. Среди них:
редактор графических экранных форм;
редактор программ на визуальном языке Techno FBD;
редактор программ на визуальном языке Techno SFC;
редактор программ на визуальном языке Techno LD;
редактор программ на процедурном языке Techno ST;
редактор программ на процедурном языке Techno IL;
редактор шаблонов документов;
редактор SQL-запросов;
редактор паспортов оборудования (EAM);
редактор персонала (HRM);
редактор материальных ресурсов (MES).
Исполнительные модули (мониторы, МРВ) – программные модули различного назначения, под управлением которых в реальном времени выполняются составные части проекта, размещаемые на отдельных компьютерах или в контроллерах.
Составная часть проекта, размещаемая на отдельном компьютере или в контроллере и выполняемая под управлением одного или нескольких исполнительных модулей TRACE MODE, называется узлом проекта.
В общем случае размещение узла на том же аппаратном средстве, на котором он должен исполняться под управлением монитора, не является обязательным – мониторы могут загружать узлы с удаленных аппаратных средств.
Драйверы обмена – драйверы, используемые мониторами TRACE MODE для взаимодействия с устройствами, протоколы обмена с которыми не встроены в мониторы.
Принципы разработки проекта в ИС
ИС объединяет в единой оболочке навигатор и набор редакторов для создания всех составляющих проекта. ИС имеет многооконный интерфейс:
В ИС поддерживаются стандартные операции изменения размеров и перемещения окон.
В навигаторе структура проекта представлена в виде дерева:
Корневые группы этого дерева (слои) предопределены и создаются автоматически при создании нового проекта (слои отображаются в левом окне навигатора). Элементарные структурные составляющие (листья структурного дерева) называются компонентами проекта. Например, компонентами проекта являются: канал; канал, вызывающий шаблон; шаблон; источник данных и т.д.
Группы компонентов, которые могут быть созданы в структуре проекта, предназначены для структурирования проекта.
В ряде случаев группы имеют и другой, вполне определенный, смысл – например, узлы проекта создаются как корневые группы слоя Система.
В правом окне навигатора отображается содержимое слоя (группы), выделенной в левом окне, – таким образом, компоненты проекта могут быть отображены только в правом окне.
Структура проекта редактируется в навигаторе с помощью команд меню Проект, контекстного меню и панелей инструментов, а также с помощью метода drag-and-drop.
Технология разработки проекта в ИС
Разработка проекта в ИС включает следующие процедуры:
 создание структуры проекта в навигаторе;
конфигурирование или разработка структурных составляющих – например, разработка шаблонов графических экранов оператора, разработка шаблонов программ, описание источников/приемников и т.д.;
конфигурирование информационных потоков;
выбор аппаратных средств АСУ (компьютеров, контроллеров и т.п.);
создание узлов в слое Система и их конфигурирование;
распределение каналов, созданных в различных слоях структуры, по узлам и конфигурирование интерфейсов взаимодействия компонентов в информационных потоках;
сохранение проекта в единый файл для последующего редактирования (с помощью команды Сохранить или Сохранить как);
экспорт узлов в наборы файлов для последующего запуска под управлением мониторов TRACE MODE (по команде  Сохранить для МРВ).
Перечисленные процедуры (за исключением двух заключительных) и входящие в их состав операции могут выполняться в произвольном порядке. Например, можно начинать разработку проекта с разработки шаблонов графических экранов оператора, с создания узлов и их каналов в слое Система (если аппаратные средства АСУ известны заранее), можно конфигурировать каналы и информационные потоки после распределения каналов по узлам и т.п.
Классификация компонентов
По функциональному назначению компоненты проекта относятся к одному из следующих видов:
каналы – компоненты, определяющие алгоритм работы. Каналы могут создаваться в различных слоях, однако их окончательное распределение по узлам в слое Система обязательно – в противном случае они не будут экспортированы для МРВ;
шаблоны – компоненты, которые при работе в реальном времени могут вызываться каналами с передачей параметров. Передача параметров настраивается при разработке проекта в ИС посредством привязки аргументов шаблона к каналам или источникам/приемникам;
источники/приемники – компоненты, тем или иным способом описывающие внутренние переменные различных устройств или приложений, с которыми требуется обмениваться данными. Под устройствами здесь понимаются контроллеры, а также внешние и внутренние модули/платы различного назначения, обмен с которыми поддерживается мониторами TRACE MODE (в том числе через драйверы). Системные переменные TRACE MODE также создаются в ИС как источники/приемники. Источники/приемники являются шаблонами каналов;
наборы ресурсов – наборы текстов, изображений и видеоклипов, которые могут быть использованы при разработке шаблонов графических экранов;
графические объекты – компоненты, представляющие собой в общем случае несколько графических элементов (из имеющихся в редакторе представления данных), сгруппированных в один. Графические объекты могут быть использованы при разработке шаблонов графических экранов;
последовательные порты – параметры COM-портов;
словари сообщений – наборы сообщений, генерируемых при возникновении различных событий;
клеммы – эти компоненты, описывающие электрические контакты (например, монтажных шкафов), являются элементами схемы электрических соединений АСУ.
Классификация слоев
Предопределенные слои структуры проекта имеют следующее назначение:
Ресурсы – для создания пользовательских наборов текстов, изображений и видеоклипов, а также графических объектов;
Шаблоны программ – для создания шаблонов программ;
Шаблоны экранов – для создания шаблонов графических экранов;
Шаблоны связей с БД – для создания шаблонов связей с базами данных;
Шаблоны документов – для создания шаблонов документов (отчетов);
База каналов – этот слой является хранилищем всех каналов проекта. Выполнять операции с каналами (в том числе создавать их) можно в различных слоях, однако во всех случаях эти операции на самом деле реализуются в слое База каналов. В любом другом слое, где выполняется команда для совершения операции с каналом, ее результат только отображается – поэтому существуют команды удаления и уничтожения каналов. В слое База каналов можно начинать разработку проекта;
Система – для конфигурирования узлов и их составляющих (узел создается как корневая группа этого слоя);
Источники/приемники – для создания описаний источников/приемников в различных устройствах и программных приложениях, обмен с которыми поддерживается мониторами, а также для конфигурирования системных переменных TRACE MODE 6,
Технология – для разработки проекта от технологии (т.е. с группировкой компонентов по признаку их принадлежности к технологическому объекту). При отладке проекта слой Технология может играть роль узла – для него определена команда Сохранить узел для МРВ. Кроме того, для этого слоя определены команды взаимодействия с технологической базой данных;
Топология – для разработки проекта от топологии (т.е. с группировкой компонентов по месту расположения);
КИПиА – для описания электрических соединений АСУ;
Библиотеки компонентов – для создания библиотек объектов – проектных решений отдельных задач. Этот слой содержит предопределенные группы Системные и Пользовательские. В группе Системные содержатся библиотеки, подключенные к ИС по умолчанию.
Классификация узлов
Узлы проекта создаются как корневые группы слоя Система. Предопределенное название узла указывает на семейство мониторов, для которых данный узел предназначен. Узел может содержать только те компоненты, которые поддерживаются мониторами соответствующего семейства.
В общем случае, узлы могут выполняться под управлением различных мониторов.
Как правило, узел выполняется на отдельном аппаратном средстве. В случае запуска двух и более узлов на одном аппаратном средстве оно должно быть оборудовано соответствующим количеством сетевых карт.
Параметры узлов задаются в соответствующем редакторе.
RTM
Узел RTM предназначен для запуска на компьютере под управлением исполнительных модулей семейства RTM (МРВ) – мониторов с поддержкой отображения графических экранов оператора, поддержкой обмена по последовательному интерфейсу и сети с различным оборудованием и выполняющего пересчет каналов всех классов, кроме каналов T-FACTORY.
T-FACTORY
Узел T-FACTORY предназначен для запуска на компьютере под управлением исполнительных модулей семейства T-FACTORY – мониторов для решения задач АСУП.
MicroRTM
Узел MicroRTM предназначен для запуска на компьютере или в контроллере под управлением исполнительных модулей семейства Micro RTM. Основное отличие этих мониторов от МРВ – отсутствие поддержки отображения графических экранов.
Logger
Узел Logger предназначен для запуска на компьютере под управлением исполнительного модуля Logger (регистратор) – монитора, способного вести архивы по каналам всех узлов проекта.
EmbeddedRTM
Узел EmbeddedRTM предназначен для запуска на компьютере или в контроллере под управлением исполнительных модулей семейства Embedded RTM – мониторов с поддержкой мнемосхем, поддержкой обмена с оборудованием по различным протоколам и выполняющего пересчет каналов.
NanoRTM
Узел NanoRTM предназначен для запуска в контроллере под управлением исполнительного модуля Nano RTM – монитора, аналогичного Micro RTM, но предназначенного для работы с малым числом каналов.
Console
Узел Console предназначен для запуска на компьютере под управлением исполнительных модулей, которые, в отличие от МРВ, не выполняют пересчет каналов, предназначенных для работы с данными. Консоли позволяют получать данные от других узлов проекта по сети, отображать их на графических экранах и управлять технологическим процессом из графики. Консоли не могут взаимодействовать с узлами T-FACTORY.
TFactory_Console
Узел TFactory_Console предназначен для запуска на компьютере под управлением исполнительных модулей, аналогичных консолям, но, кроме того, способных взаимодействовать с узлами T-FACTORY.
TM_OPC_Server
Узел TM_OPC_Server предназначен для запуска на компьютере под управлением OPC-сервера TRACE MODE 6.
|
