Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та

природокористування

Кафедра автоматизації, електротехнічних та комп‘ютерно-

інтегрованих технологій

04-03-83

Методичні вказівки

до виконання лабораторних робіт №7-9 з дисципліни “Основи комп‘ютерно-інтегрованого управління”

для студентів напряму 6.050202 „Автоматизація та комп‘ютерно-інтегровані технології” денної та заочної форм

навчання

Рекомендовано методичною комісією за напрямом „ Автоматизація та комп‘ютерно-інтегровані технології ”

Протокол № 7 від 21.03.2014 р.

Рівне 2014

2

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт №7-9 з дисципліни “Основи комп‘ютерно-інтегрованого управління” для студентів напряму 6.050202 „Автоматизація та комп‘ютерно-інтегровані технології” денної та заочної форм навчання / Пастушенко В.Й., Стеценко А.М. – Рівне: НУВГП, 2014. - 52 с.

Упорядники: Пастушенко В.Й., к.т.н., професор, Стеценко А.М.,

старший викладач.

Відповідальний за випуск: Древецький В.В., д.т.н., професор, завідувач кафедри автоматизації, електротехнічних та комп‘ютерно-інтегрованих технологій.

Пастушенко В.Й.,

Стеценко А.М., 2014

НУВГП, 2014

3

Робота 7. Організація архівування даних у проекті

1. Мета роботи

Навчитися створювати проекти у SCADA-системі Trace Mode з використанням функції архівування даних.

2. Теоретичні відомості

2.1 Види архівів

В Trace Mode передбачені широкі можливості для організації архівів даних про технологічний процес. Є 3 типи власних архівів. Крім того, Trace Mode дозволяє, використовуючи ODBC, зберігати інформацію в будь-які бази даних, які підтримують цей протокол. Режими збереження інформації в архівах задаються при конфігурації системи. Однак багато з них можуть бути змінені в реальному часі. Для цього використовуються канали спеціальних підтипів.

Trace Mode підтримує 3 типи архівів. У них зберігаються значення каналів, для яких встановлені відповідні прапорці архівування. Ці архіви мають назви:

• СПАД (локальний архів) • Отчёт тревог • Глобальный регистратор В усі ці архіви заносяться зміни будь-яких атрибутів каналів,

відмічених для архівування. Різниця між архівами заключається в алгоритмі збереження даних і форматі файлів. Архів може бути розміщений на віддаленому комп‘ютері через „мережевий диск”.

Використання імені віддаленого комп‘ютера для задання шляху до архіву не передбачено.

СПАД – локальний архів

В цей архів значення каналів записуються у бінарному форматі. Умовою запису являється зміна значення каналу. СПАД має фіксовану довжину. При цьому глибина архівування визначається заданим розміром та інтенсивністю потоку даних.

4

Отчёт тревог

Отчёт тревог ведеться в ASCII-форматі. Він призначений для фіксації подій. Теоретично його розмір не обмежений. Дані заносяться в отчёт тревог у вигляді рядків. Кожен рядок містить час і дату його формування, а також ряд додаткових полів. Ці поля можуть містити різну інформацію в залежності від типу фіксованої події. Такою інформацією може бути, наприклад, ім‘я каналу, повідомлення зі словника тощо.

Глобальний реєстратор

Глобальний реєстратор змін – це архів, який веде спеціалізований монітор Trace Mode. Значення каналів, відмічених для збереження у реєстратор, надсилаються йому по мережі при їх зміні. Ніяких обмежень зі сторони Trace Mode на розмір даного архіву не накладається. Єдиним обмеженням тут являється лише розмір жорсткого диску. Монітор глобального реєстратора завжди має фіксований груповий номер в мережі – 200. Архівовані значення каналів надсилаються на цей мережевий номер. Таким

чином, у рамках проекту може існувати тільки 1 реєстратор. Однак кількість його дублів не обмежена. Всі присутні в мережі монітори реєстраторів будуть одночасно приймати дані, які надійшли для збереження. Звичайно, кожен з них буде вести свій файл архіву, але всі ці файли будуть ідентичні. Максимальна точність фіксації часу в архівах Trace Mode рівна 1 мілісекунді.

2.2 Налаштування каналів для архівування

Завантажимо проект, створений у лабораторній роботі №4 у редактор бази каналів. Налаштуємо збереження значень каналів вузла АРМ в отчёт тревог та локальний архів, який реалізує технологію СПАД. Для цього виділимо даний вузол у вікні структури проекту і ввійдемо у вікно редагування його бази каналів. В архіви можуть заноситися значення будь-яких каналів

незалежно від їх типу та підтипу. Для того, щоб значення каналів записувалися в архіви, необхідно встановити відповідні прапорці у настройках даних каналів. Ввійдемо у діалог Каналы объекта для об‘єкта БАЗА (АРМ). Для цього двічі натиснемо ЛК миші на його зображенні. Ввійдемо у діалог Реквизиты для канала, значення якого будемо заносити в архів. Для цього двічі натиснемо ЛК миші

5

на його імені у списку діалогу Каналы объекта. У бланку Основные діалогу Реквизиты слід встановити прапорці СПАД, Отчёт тревог та Регистратор розділу архівація (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Діалог Реквизиты для канала вимірювання температури

Примітка! Якщо для канала встановити прапорець Атрибуты, то у файл архіву будуть заноситися повідомлення про всі зміни його атрибутів. У протилежному випадку заносяться лише повідомлення, пов‘язані з реальним значенням каналу.

Поставимо прапорці архівації для всіх каналів, значення яких будемо заносити до архівів. Тексти повідомлень для отчёта тревог задаються у бланку

Сообщения в отчёт тревог діалогу Реквизиты (рис. 7.2).

6

Рис. 7.2. Бланк Сообщения в отчёт тревог

Для каналів, які контролюють аналогові параметри, можна налаштувати 8 повідомлень. Серед них: 1 повідомлення про регламентний стан, 6 повідомлень про порушення границь і 1

повідомлення про недостовірність даних. Для каналів, які контролюють дискретні параметри, можна

задати по 2 повідомлення на кожен сигнал. Для кожного каналу можна задати власні повідомлення або

використати стандартні. Тексти повідомлень вибираються із системного словника. Цей

словник містить 40 стандартних повідомлень, які задаються каналам за замовчуванням. Перші 8 використовуються для каналів з видом представлення F (аналогові канали), а решта – для каналів з видом представлення H (дискретні канали). Повідомлення, визначені для канала, у списку розташовуються у

строго визначеному порядку. Розглянемо детальніше усі повідомлення.

Аналогові канали (вид представлення F)

Для аналогових каналів існує 8 стандартних повідомлень. Їх порядок у списку визначається номером інтервалу, перехід до якого вони визначають.

Напрям

передачі повідомлення

Список текстів повідомлення

Поле вводу типу повідомлення

Список повідомлень дляканалу

7

Таблиця 7.1

№ Текст за

замовчуванням

Подія

0 NORMA Значення каналу знаходиться у межах [НГ_0 ... ВГ_0].

1 > Значення каналу більше ВГ_0.

2 < Значення каналу менше НГ_0.

3 >> Значення каналу більше ВГ_1.

4 << Значення каналу менше НГ_1.

5 >>> Значення каналу більше верхньої границі шкали.

6 <<< Значення каналу менше нижньої границі шкали.

7 ??? Значення каналу недостовірне.

Дискретні канали (вид представлення H)

Для цих каналів положення рядка у списку визначає номер біта, до якого воно стосується. Для кожного біта у списку відводиться 2

розташованих підряд рядка. Перший з них містить повідомлення про зміну про зміну значення біта з 1 на 0, а другий – з 0 на 1.

Таким чином, список повідомлень для дискретного канала містить 2n рядків, де n – кількість контрольованих бітів. За замовчуванням у ці рядки заносяться наступні повідомлення:

• nM_Off,

• nM_On,

де n – номер біта (починаючи з 0).

2.3 Налаштування параметрів архівів

Крім встановлення прапорців для каналів, необхідно вказати параметри відповідних архівів, які буде вести вузол АРМ. Ці параметри налаштовуються у бланку Архивация діалогу Параметры узла. Щоб ввійти у нього перейдемо у вікно структури проекту і натиснемо ПК миші на графічному зображенні вузла АРМ.

8

1. Параметри локального архіву налаштовуються у розділі Архивация СПАД. Тут у полі Имя слід ввести ім‘я локального архіву, а у полі Объём – розмір цього файлу у мегабайтах. Задамо ім‘я Archive1.rep, а розмір 2.0 Мбайт. При перевищенні цього об‘єму проводиться циклічний перезапис даних.

2. Для отчёта тревог потрібно вказати у відповідному полі ім‘я файлу та, якщо це потрібно, шлях до нього. Назвемо його Archive2.evn.

Примітка! Збереження даних в отчёт тревог винесено в окремий потік. Основний потік, який реалізує перерахунок бази каналів, формує 2 черги. Одна черга повідомлень для отчёта тревог, а інша – для СПАД. Потік архівування бере дані з цих черг і переносить їх у відповідні файли архівів.

3. Збереження даних у глобальний реєстратор (ГР) реалізується так само, як і мережевий обмін: значення архівованих каналів відсилаються по мережі відповідному монітору виконавчої системи, і вже цей монітор зберігає їх в архів. У бланку Архівація діалогу Параметри вузла задаються 2

параметри збереження даних у реєстратор. Це прапорець підтримки даного архіву і ознака початкового стану архівування. Підтримка глобального реєстратора вмикається встановленням

реєстратора у стан Активен. У цьому випадку у базі каналів ГР для даного вузла створюється об‘єкт з відповідним ім‘ям. У ньому створюються канали, які приймають архівні дані. Імена цих каналів співпадають з іменами архівованих каналів у МРЧ (моніторі реального часу). Для того, щоб під час запуску МРЧ відключити збережені дані, у

реєстратор слід поставити позначку початкового стану Выключен. Збереженням даних у глобальний реєстратор можна керувати під

час роботи у реальному часі. Для керування збереженням даних в архіви передбачений спеціальний канал. Цей канал має підтип СИСТЕМНЫЙ і доповнення до підтипу архивация. Для керування збереженням у глобальний реєстратор використовується 2-й біт даного каналу (починаючи з 0). Його значення задає наступні стани архівування:

• 0 – включити запис даних у реєстратор;

• 1 – виключити запис даних у реєстратор.

9

Налаштування усіх архівів показано на рис. 7.3

Рис. 7.3. Діалог Параметри вузла-Архівація для вузла АРМ

На цьому налаштування архівування у редакторі бази каналів завершене. Збережемо зміни у проекті і вийдемо з редактора. Далі у графічній базі вузла АРМ потрібно створити ще один екран (або нову групу і у ній – новий екран), на якому слід розмістити спеціальні форми перегляду архівних даних.

2.4 Перегляд архівних даних

Завантажимо проект у редактор представлення даних і відкриємо графічну базу вузла АРМ. Створимо ще один екран (або нову групу і у ній – новий екран), на якому будемо розміщати спеціальні форми перегляду архівних даних. Присвоїмо ім‘я Історія новому екрану. Відкриємо новий екран для редагування. Щоб продивитися дані,

збережені в архівах, розмістимо на ньому архівний тренд і форму відображення для перегляду повідомлень у звіті тривог.

10

У кінцевому вигляді при ввімкненій емуляції цей екран повинен виглядати наступним чином.

Рис. 7.4. Графічний екран відображення архівних даних

2.4.1 Перегляд локального архіву

Для перегляду архівних даних із локального архіву скористаємося формою відображення Універсальний тренд. Натиснемо двічі ЛК на іконці трендів панелі форм відображення.

Виберемо у меню універсальний тренд і розмістимо його на

екрані –

З‘явиться діалог налаштування його атрибутів:

11

Рис. 7.5. Діалог налаштування атрибутів універсального тренду, бланк Кривые

Щоб додати до списку параметрів для відображення нову криву, виберемо канал, його атрибут, встановимо колір та стиль лінії, діапазон значень (введемо вручну або встановимо маркер Использовать шкалу). Потім натиснемо ЛК миші на кнопці Добавить. Виберемо наступний канал і налаштуємо його аналогічним чином. Знову натиснемо ЛК миші на кнопці Добавить. Якщо необхідно повернутися до певного каналу і щось змінити у його настройках, то потрібно виділити його зображення у верхній частині вікна, змінити потрібні настройки і натиснути кнопку Применить. Далі відкриємо бланк Общие параметры того ж діалогу і

встановимо параметри тренду (рис. 7.6).

12

Рис. 7.6. Діалог налаштування атрибутів універсального тренду, бланк Общие

параметры

Завершимо налаштування тренду натисканням ЛК миші на кнопці ОК.

2.4.2 Перегляд звіту тривог

Для розміщення форми перегляду звіту тривог потрібно на панелі форм відображення натиснути кнопку ActiveX-компоненты.

При цьому з‘явиться наступний діалог:

13

Рис. 7.7. Вікно вибору ActiveX-компоненту

Встановимо у ньому прапорець Только расширения Trace Mode,

виберемо зі списку компонент Trace Mode Alarm Viewer і розмістимо його у верхній половині екрану. Після цього запустимо режим емуляції натисненням ЛК миші на відповідній кнопці системної інструментальної панелі.

У момент запуску архівний тренд даних відображати не буде,

оскільки архів пустий. Зачекайте секунд 15, натисніть ЛК в області тренда, а потім клавішу Home. Тренд відобразить дані з архіву. Після того, як кількість даних в архіві перевищить діапазон відображення тренда, стане доступною нижня лінійка прокрутки. Для перегляду повідомлень, які заносяться у звіт тривог, у

реальному часі, натисніть ПК у розділі События форми Alarm

Viewer і встановіть на екрані меню, що з‘явилося, прапорець В

реальном времени.

14

3. План роботи

1. Ознайомитися з теоретичними відомостями. 2. Завантажити проект, зроблений у лабораторній роботі №4.

3. Налаштувати інформаційні канали для архівування. 4. Задати параметри архівів. 5. У редакторі представлення даних створити графічне вікно

перегляду архівних даних.

4. Опис лабораторного обладнання

1. АРМ оператора на базі ПК.

2. Промисловий контролер Lagoon.

3. Модулі введення-виведення серії І-7000.

4. Перетворювач інтерфейсів RS-232 / RS 485.

5. Операційна система Windows.

6. Програмне забезпечення Trace Mode 5.

5. Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з теоретичними відомостями. 2. Запустити редактор бази каналів. 3. Завантажити проект, розроблений у лабораторній роботі №4.

4. Налаштувати інформаційні канали для архівування 5. Задати параметри архівів. 6. Зберегти проект. 7. Завантажити редактор представлення даних. 8. У редакторі представлення даних створити графічне вікно

перегляду архівних даних. 9. Промоделювати роботу розробленої АСУ ТП у редакторі

представлення даних. 10. Оформити звіт про виконання лабораторної роботи.

Вимоги до звіту

Звіт повинен включати в себе:

• Титульний лист • Мету роботи • Програму роботи • Список каналів, значення яких будуть заноситися в архів

15

• Параметри створених архівів • Графічне вікно перегляду архівних даних • Висновок про результати виконання роботи

6. Контрольні питання

1. Назвіть види архівів, які підтримує SCADA- система Trace

Mode.

2. Опишіть принцип роботи локального архіву СПАД.

3. Опишіть принцип роботи архіву Звіт тривог. 4. Опишіть принцип роботи архіву Глобальний реєстратор. 5. Яким чином налаштувати канали, щоб їх значення

заносилися в архів?

6. Значення яких каналів можуть заноситися до архівів?

7. Які параметри має локальний архів СПАД? Як їх налаштувати?

8. Які параметри має архів Звіт тривог? Як їх налаштувати?

9. Які параметри має архів Глобальний реєстратор? Як їх налаштувати?

10. Яким чином переглянути у редакторі представлення даних дані з локального архіву СПАД?

11. Яким чином переглянути у редакторі представлення даних дані з архіву Звіт тривог?

12. Для чого потрібно створювати архіви даних у проекті?

16

Робота 8. Організація документування даних про стан

технологічних параметрів

1. Мета роботи

Навчитися створювати проекти у SCADA-системі Trace Mode з

використанням функції документування даних.

2. Теоретичні відомості

Дана лабораторна робота присвячена організації документування

технологічних параметрів проекту. У Trace Mode для вирішення

даної задачі використовується спеціальний модуль – сервер

документування. Цей модуль до складу стандартної поставки

інструментальної системи Trace Mode не входить. За командою від

моніторів реального часу (МРЧ), власним сценарієм або за

командою від оператора сервер документування інтерпретує

створені заздалегідь шаблони, запитує у МРЧ необхідні дані і

формує за ними готові документи. Для створення шаблонів

документів в інструментальну систему включено спеціальний

редактор – редактор шаблонів.

Шаблон документа розробляється у вигляді файла HTML-

формату. У нього можуть бути вставлені будь-які елементи, які

підтримуються HTML, а також додаткові функції і команди,

призначені для запиту даних від вузлів проекту Trace Mode та

обробки отриманих значень.

2.1 Розробка шаблону документа

2.1.1 Розробка шаблону

Запустимо редактор шаблонів, двічі натиснувши ЛК

миші на відповідному ярличку у програмній групі Trace

Mode. Другий спосіб – запустити файл htmpled.exe, який

знаходиться у директорії інструментальної системи. Створюваний

шаблон необхідно прив‘язати до проекту, з якого сервер

документування буде брати дані для документу. Для цього з меню

Файл виконаємо команду Выбрать проект і вкажемо у діалозі файл

проекту лабораторної роботи №7 lab 7.ctm. Далі збережемо

шаблон, виконавши команду Сохранить как з цього ж меню. У

діалозі, що з‘явився на екрані, вкажемо папку інсталяції сервера

17

документування для збереження документу (при роботі в базовій

версії Trace Mode можна вказати будь-яку папку) і задамо ім‘я

документу параметри.html.

2.1.2 Заголовок документу

Помістимо курсор у перший рядок шаблону, натиснемо ЛК

миші на іконці вибору стилю і виберемо Заголовок 1.

- вибір одного зі стандартних стилів тексту.

Після цього наберемо текст посередині рядка (кнопки

центрування тексту такі самі, як і у програмі Microsoft Word)

Технологічні параметри процесу. Натиснемо клавішу Enter і

перейдемо на наступний рядок. Встановимо для цього рядка стиль

Заголовок 2.

2.1.3 Дата підготовки документу

У другому рядку необхідно вивести дату і час формування

документу. Для цього натиснемо ЛК миші на іконці

інструментальної панелі елементів, призначеній для вставки часу.

- вставити поле вводу дати або часу.

При цьому на екрані з‘явиться діалог ВЫРАЖЕНИЕ: время:

18

Рис. 8.1. Діалог ВЫРАЖЕНИЕ: время

Вкажемо поточний час у якості базового у відповідному розділі

діалогу. Потім для створення формату виводу дати та часу слід

натиснути ЛК миші на кнопці Выбрать розділу Форматирование.

На екрані з‘явиться наступний діалог:

19

Рис. 8.2. Діалог Спецификация формата времени

У цьому діалозі потрібно стерти вміст рядка Спецификация

формата, натиснути ЛК миші на кнопці Вставить элемент формата і

у діалозі, що з‘явився, вибрати елемент Дата и время:

Рис. 8.3. Діалог налаштування специфікації формату часу

Після натискання ОК у всіх відкритих діалогах у другому рядку

шаблона з‘явиться значок , а вивід дати та часу у

згенерованому документі буде виглядати наступним чином:

“число” “місяць” “рік” “год”. : “хв.” : “сек.”.

2.1.4 Таблиця з даними

Після вставки у другому рядку виразу для виведення дати і часу

перейдемо на наступний рядок натисканням клавіші Enter. Стиль

20

для даного рядка встановимо Абзац. Далі вставимо у нього

таблицю. Для цього натиснемо ЛК миші на спеціальній іконці

інструментальної панелі.

- вставити таблицю.

Встановимо курсор у будь-яку із чарунок таблиці, натиснемо

ПК миші і виконаємо команду Формат ячейки із контекстного

меню, в якому потрібно провести налаштування параметрів:

Рис. 8.4. Діалог налаштування формату чарунок

Далі виберемо жирний шрифт і у першій чарунці будь-якого

стовпця таблиці розмістимо текст Температура, 0С, у другій – Тиск,

бар і т. д. Якщо потрібно додати рядок у таблицю, то необхідно

встановити курсор у будь-якій чарунці і, натиснувши ПК миші, у

контекстному меню вибрати пункт Вставить строку. У чарунках

правого стовпця повинні виводитися значення каналів

Температура, Тиск тощо. Для цього у шаблоні у ці чарунки

потрібно вставити спеціальні вирази. Встановимо курсор у верхню

праву чарунку таблиці і виконаємо команду вставки виразу у

шаблон:

21

- вставити довільний вираз.

У діалозі, що з‘явився на екрані, натиснемо кнопку і

виконаємо команду Значение канала із контекстного меню. На

екрані з‘явиться наступний діалог:

Рис. 8.5. Діалог вибору канала та його атрибуту

У цьому діалозі потрібно вибрати канал Температура об‘єкта

БАЗА вузла АРМ, вказати атрибут Реальное і натиснути ОК. У

розділі Режим выборки цього діалогу встановимо прапорець

Текущее значение:

22

Рис. 8.6. Налаштування параметрів відображення каналу

Натиснемо ОК у всіх відкритих діалогах і виконаємо аналогічну

процедуру для інших чарунок правого стовпця, вибравши для

виведення у неї реального значення каналів. Після завершення усіх

налаштувань шаблон повинен виглядати наступним чином:

23

Рис. 8.7. Кінцевий вигляд шаблону документу

Збережемо його і виконаємо команду Пробный отчёт із меню

Отчёт редактора. Дана команда дозволяє перевірити правильність

створення шаблону шляхом емуляції пробного документу. При

цьому замість реальних даних, отриманих від МРЧ, у таблицю

заносяться значення, згенеровані редактором шаблонів:

Рис. 8.8. Вікно перегляду пробного звіту з таблицею

24

2.1.5 Графіки зміни технологічних параметрів

Сервер документування Trace Mode дозволяє вставляти в

документи інформацію про архівні значення каналів, представлену

у вигляді трендів. Для цього при розробці шаблону слід помістити

курсор у місце вставки тренда і натиснути ЛК миші на піктограмі

панелі інструментів. При цьому у вказаному місці з‘явиться

поле виведення графіка. Для налаштування параметрів тренда

потрібно натиснути на ньому ПК миші і вибрати із контекстного

меню пункт Настройка тренда. На екрані з‘явиться наступний

діалог:

Рис. 8.9. Діалог Настройка тренда, закладка Общие параметры

У даному діалозі у бланку Общие параметры налаштовується

зовнішній вигляд тренду і діапазон представлення значень каналів.

Криві, які виводяться на графік, налаштовуються у бланку

Кривые діалогу налаштування тренду. Тут наводиться список

кривих. Параметри вибраної кривої налаштовуються у нижній

частині бланку. Кожен параметр може задаватися безпосередньо

25

або вираховуватися при генерації документу за заданим виразом. У

цьому виразі можна, наприклад, зв‘язати границі тренда із

відповідними границями шкали канала. Список кривих можна

форматувати динамічно. Для цього в меню, що знаходиться над

списком кривих, потрібно вибрати пункт Вычисляется. Далі у вікні

розділу Значение параметра слід ввести вираз, який формуватиме

список кривих.

Рис. 8.10. Діалог Настройка тренда, закладка Кривые

Завершимо усі налаштування, збережемо документ і виконаємо

команду Пробный отчёт із меню Отчёт редактора. У графік будуть

заноситися значення, згенеровані редактором шаблонів:

26

Рис. 8.11. Вікно перегляду пробного звіту з трендом

2.2 Створення сценарію і генерація документа

Для створення сценарію генерації документу за створеним

шаблоном запустимо сервер документування, натиснувши ЛК миші

на відповідному ярличку у програмній групі Trace Mode. Другий

спосіб – запустити файл docserv.exe, який знаходиться у директорії

установки сервера. На екрані з‘явиться вікно сервера

документування. На інструментальній панелі натиснемо кнопку

створення нового сценарію.

- створити новий сценарій.

У діалозі, що з‘явився, у якості файла шаблона слід вказати

параметри.html. далі у розділі Режим генерации потрібно

встановити прапорець По расписанию, вибрати пункт

Периодически і задати для періоду значення 5 хвилин. Значення

поля Время потрібно залишити нульовим. Після вказаних

налаштувань документ буде створюватися кожні 5 хвилин і

зберігатися у файлі параметри_вих.html:

27

Рис. 8.12. Вікно налаштування параметрів документу

Після натиснення кнопки ОК у вікні сервера документування

з‘явиться рядок з описом створеного сценарію:

Рис. 8.13. Опис створеного сценарію

Щоб сервер документування отримував реальні дані для

генерації документу, запустимо редактор представлення даних,

завантажимо у нього проект і перейдемо у режим емуляції,

натиснувши кнопку . По проходженню часу, вказаного у

розділі Планируется вікна сервера документування, файл

параметри_вих.html буде створений і в подальшому буде

перезаписуватися кожні 5 хвилин.

28

3. План роботи

1. Ознайомитися з теоретичними відомостями.

2. У редакторі шаблонів розробити шаблон документу про хід

технологічного процесу.

3. Розробити сценарій генерації документу.

4. У редакторі представлення даних запустити проект у режимі

емуляції і продивитися в Internet Explorer створений документ.

4. Опис лабораторного обладнання

1. АРМ оператора на базі ПК.

2. Промисловий контролер Lagoon.

3. Модулі введення-виведення серії І-7000.

4. Перетворювач інтерфейсів RS-232 / RS 485.

5. Операційна система Windows.

6. Програмне забезпечення Trace Mode 5.

5. Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з теоретичними відомостями.

2. Завантажити проект, розроблений у лабораторній роботі №7.

3. У редакторі шаблонів розробити шаблон документу про хід

технологічного процесу, який містить:

• заголовок;

• дату підготовки документу;

• таблицю з даними;

• графіки зміни технологічних параметрів.

4. Розробити сценарій генерації документу.

5. У редакторі представлення даних запустити проект у режимі

емуляції і продивитися в Internet Explorer створений документ.

Вимоги до звіту

Звіт повинен включати в себе:

• Титульний лист

• Мету роботи

• Програму роботи

• Вікно створеного шаблону

• Вікно пробного звіту

• Документ, запущений в Internet Explorer

29

• Пояснення до вище названих графічних вікон

• Висновок про результати виконання роботи

6. Контрольні питання

1. Для чого використовувати функцію документування даних у

проектах?

2. Яким чином розробити шаблон документу?

3. Опишіть середовище редактора шаблонів.

4. Яким чином вставити текст та відформатувати його у

редакторі шаблонів?

5. Яким чином вивести дату та час у редакторі шаблонів?

6. Яким чином вставити таблицю у редактор шаблонів? Як

налаштувати її параметри?

7. Яким чином відобразити значення каналу у редакторі

шаблонів?

8. Яким чином вставити графік у редактор шаблонів та

відобразити на ньому зміну значення певного каналу?

9. Яким чином згенерувати пробний звіт? Для чого це робити?

10. Яким чином створити сценарій генерації документу?

11. Яким чином продивитися роботу сервера документування у

реальному часі?

30

Робота 9. Розробка проекту розподіленої системи керування

технологічним процесом на базі SCADA- системи Trace Mode 6

1. Мета роботи Навчитися створювати розподілені АСК ТП на базі SCADA-

системи Trace Mode 6.

2. Теоретичні відомості

2.1 Розподілені системи на базі Trace Mode

Система Trace Mode має потужні засоби для створення

розподілених АСУ ТП, які включають в себе до трьох рівнів в

ієрархії. При їх побудові можуть використовуватися локальні

мережі, мережі на базі послідовного інтерфейсу RS-485, RS-422,

радіомодемів і комутуючих ліній, GSM та Internet.

Максимальне число серверів реального часу в одному проекті

дорівнює 128 (виключаючи сервери документування, WEB-

активатори та GSM- активатори). Крім того, проект може включати

в себе необмежену кількість архівних станцій, працюючих під

керівництвом моніторів SUPERVISOR, і графічних клієнтів -

моніторів NetLINK Light.

Сервери реального часу можуть обмінюватися інформацією по

послідовному інтерфейсу, використовуючи протокол M-LINK. Для

цього можуть використовуватися стандартні інтерфейси,

радіоканал, комутуючі лінії і GSM мережі.

Слід відмітити, що при розробці крупних мережевих систем, що

включають в себе десятки вузлів, лімітуючим елементом стають не

характеристики пакету за кількістю одночасно працюючих у

мережі вузлів, а пропускна здатність ліній зв‘язку.

2.2 Рівні АСУ

Виконавча система Trace Mode включає в себе монітори,

призначені для роботи на всіх рівнях системи керування. В рамках

ідеології побудови АСУ ТП в Trace Mode можна виділити три

рівня:

• Рівень контролерів – нижній рівень;

• Рівень операторських станцій – верхній рівень;

31

• Адміністративний рівень.

Цей поділ на рівні іноді може бути досить умовним. У малих

системах функції всіх рівнів можуть бути реалізовані на одній

операторській станції. У великих же на кожному рівні може бути

виділена своя ієрархія. Наприклад, віддалений об‘єкт може

керуватися декількома контролерами, які зв‘язані з локальною

операторською станцією. Ця операторська станція може бути

зв‘язана по комутуючим лініям з віддаленим оперативним пунктом

керування. У даному випадку по відношенню до контролерів

локальна операторська станція виступає як верхній рівень, а по

відношенню до пункту керування – як нижній.

Тим не менше, у багатьох випадках такий поділ правомірний.

Тому розглянемо функції цих рівнів, а також засоби Trace Mode,

якими вони можуть вирішуватися.

Рівень контролерів

На даному рівні реалізується збір даних від давачів. Для

створення даного рівня передбачені монітори: Микро МРВ,

Микро МРВ Модем +, Микро МРВ GSM +. Перший з них

передбачений для запуску в контролерах, зв‘язаних з верхнім

рівнем по локальній мережі або послідовному інтерфейсу, другий –

при зв‘язку по комутуючим лініям, а третій – по GSM мережі. При

використанні виділених телефонних ліній слід застосовувати

перший монітор.

Дані монітори не мають графічного інтерфейсу. Однак за

математичними функціями ідентичні до моніторів верхнього рівня,

а також мають ряд функцій, необхідних для роботи в контролерах

(наприклад, підтримка сторожового таймера).

Оперативний рівень

МРВ може обмінюватися даними з іншими моніторами Trace

Mode, а також з будь-якими контролерами через вбудовані

протоколи або драйвер. Він запитує дані у нижнього рівня і

передає йому команди керування. Отримані дані можуть

відображатися, архівуватися і передаватися іншим прикладним

програмам Windows по протоколах ODBC, OPC та DDE.

32

NetLink МРВ – це мережева робоча станція. Він може

обмінюватися даними з Микро МРВ, працюючими в контролерах

нижнього рівня, і з операторськими станціями по послідовному

інтерфейсу і локальній мережі. За функціями візуалізації,

архівування, зв‘язку з базами даних і документування NetLink

МРВ аналогічний до МРВ. Цей монітор не підтримує обміну із

зовнішнім драйвером, а також обміну по вбудованим протоколам.

NetLink Light – це мережевий графічний термінал. Він не має

свого сервера матобробки, а зв‘язується з сервером МРВ або

NetLink МРВ, який запущений на іншому комп‘ютері. NetLink

Light дозволяє створювати додаткові робочі місця оператора. Для

вирішення задач документування на оперативному рівні

призначений сервер документування. Цей модуль може

запускатися на тій самій станції, що і МРВ, або на окремому

комп‘ютері в рамках тієї ж локальної мережі. Він дозволяє

готувати і виводити на друк або передавати в Інтернет документи

про поточний стан технологічного процесу або за архівними

даними готувати звіти про хід процесу за заданий час.

Адміністративний рівень

Завданням даного рівня керування є контроль за поточним

станом виробничих процесів та аналіз функціонування

виробництва за архівними даними. Для вирішення задач даного

рівня передбачено монітор SUPERVISOR. Він являється

спеціалізованою графічною консоллю, яка може підключатися до

сервера матобробки МРВ, NetLink МРВ або ГР. У перших двох

випадках переглядається локальний СПАД архів, а в останньому –

глобальний архів. Крім того, SUPERVISOR можна переключити в

режим реального часу. У цьому випадку він працює як консоль

NetLink Light і може використовуватися для керування процесом.

При роботі з архівами SUPERVISOR реалізує наступні

функції:

• відображення останніх змін значень каналів;

• перегляд архівів у режимі PLAYBACK;

• перегляд на заданий архівний час з покроковим переходом

по часу.

33

2.3 Лінії передачі даних

Монітори реального часу Trace Mode можуть обмінюватися

даними по наступних лініях:

• локальна мережа;

• послідовний інтерфейс RS-232, RS-485, RS-422;

• радіоканал;

• виділена телефонна лінія; комутуючі телефонні лінії;

• мережі GSM.

По даним носіям можна організувати інформаційні потоки всіх

рівнів системи керування. При цьому можуть реалізовуватися як

вертикальні зв‘язки (між рівнями), так і горизонтальні (між

вузлами одного рівня).

Послідовний інтерфейс

Обмін по всіх лініях, крім локальної мережі, реалізується через

послідовний порт по протоколу M-LINK. Для переходу на будь-яку

з них потрібен відповідний конвертер або модем.

Вузли у мережі M-LINK нерівноправні: один має статус

MASTER, інші – SLAVE. Такі мережі слід використовувати для

зв‘язку між операторськими станціями і контролерами.

Локальна мережа

Для побудови локальної мережі можуть використовуватися

різноманітні адаптери: ETHERNET, ARCNET, TOKEN RING та

інші. Суттєво, щоб для них у мережевій операційній системі були

відповідні драйвери.

Об‘єднані в локальну мережу операторські станції утворюють

оперативний рівень керування. на ньому можуть створюватися

робочі дублюючі один одне місця. Для цього можна

використовувати різні комбінації моніторів Trace Mode.

Перший варіант – це використання дубльованих МРВ. Для них

постійно підтримується контроль працездатності. При необхідності

здійснюється їх автоматичне перемикання з гарячого резерву на

робочий стан.

34

Другий варіант тиражування робочих місць передбачає

використання на одній операторській станції МРВ, а на інших -

NetLink Light. Функції зв‘язку з контролерами і архівування

виконує МРВ. Решта станцій являються графічними терміналами.

Вони зв‘язуються по мережі з базою каналів МРВ.

Для зв‘язку оперативного рівня з адміністративним необхідно

використовувати локальну мережу. У даному випадку

SUPERVISOR запитує дані із архівів на віддаленому диску.

Радіоканал

Якщо об‘єкт автоматизації розподілений на великій території і

немає можливості використовувати локальну мережу, слід

застосовувати мережі на базі протоколу M-LINK. В цих випадках

можна використовувати радіоканал, комутуючі лінії або GSM

мережу.

Для використання радіоканалу до послідовних портів

комп‘ютерів слід підключити радіомодеми. Вони перетворюють

електричні характеристики порта RS-232 на сигнали, які

передаються на радіостанцію для посилки в ефір, і виконують

обернене перетворення. Можна використовувати будь-які марки

радіомодемів, які забезпечують прозорість передачі даних між

комп‘ютерами і не потребують команд керування від комп‘ютера.

Для обміну по радіоканалу не потрібні додаткові драйвери. Він

налаштовується так само, як і обмін даними з віддаленими вузлами

по послідовному інтерфейсу.

Комутуючі лінії

Для обміну даними між вузлами Trace Mode при автоматизації

сильно розподіленого по території об‘єкта можна використовувати

комутуючі телефонні лінії. Для обміну використовується протокол

M-LINK.

Цей обмін передбачає наявність у кожного вузла свого

телефонного номера (у деяких випадках потрібно два номери). При

організації такого зв‘язку на верхньому рівні використовується

МРВ Модем +, а на нижньому – Микро МРВ Модем +.

35

GSM мережі

Цей тип ліній передачі даних передбачає наявність мобільного

зв‘язку у регіоні, де знаходиться об‘єкт автоматизації. Для обміну

по GSM мережі до послідовних портів комп‘ютерів повинні бути

підключені GSM- модеми.

Обмін даними між моніторами Trace Mode по GSM мережі

реалізується у вигляді SMS- повідомлень (Short Message Service).

Для підтримки такого обміну на рівні операторських станцій

передбачений виконавчий модуль GSM- активатор, а на рівні

контролерів – спеціалізована модифікація мікромонітора реального

часу Микро МРВ GSM +. GSM- активатор встановлюється на тому

ж комп‘ютері, де інстальований МРВ або NetLink МРВ, які повинні

обмінюватися по GSM мережі. Він забезпечує підтримку обміну

даними у вигляді SMS- повідомлень з іншими МРВ та Микро МРВ

GSM +. Крім того, він забезпечує відсилання на мобільні телефони

аварійних або технологічних повідомлень, а також контроль і

керування технологічними параметрами з мобільних телефонів.

3. План роботи

1. Створити структуру проекту, яка являє собою багатовузлову

розподілену систему з одинадцяти автоматизованих робочих місць

оператора з використанням методу «від Топології». При

відлагодженні проекту використати утиліту мережевий Шпион.

2. Створити генератори тестових сигналів.

3. Створити канали зв‘язку.

4. Створити вузли проекту.

5. Сформувати бази каналів вузлів.

6. Запустити проект.

4. Опис лабораторного обладнання 1. Локальна мережа АРМ диспетчерів на базі ПК.

2. Промисловий контролер Lagoon.

3. Модулі введення-виведення серії І-7000.

4. Перетворювач інтерфейсів RS-232 / RS 485.

5. Операційна система Windows.

6. Програмне забезпечення Trace Mode 6.

36

5. Порядок виконання роботи

1. Створити структуру проекту, яка являє собою

багатовузлову розподілену систему з одинадцяти автоматизованих

робочих місць оператора з використанням методу «від Топології».

При відлагодженні проекту використати утиліту мережевий Шпион.

Запустимо інтегроване середовище розробки TRACE MODE 6 і,

вибравши в основному меню пункт Файл, відкриємо налаштування

ІС. В розділі Уровень сложности виберемо ЛК Настраиваемый і

встановимо видимість всіх шарів за допомогою прапорців:

Рис. 9.1. Інтегроване середовище розробки TRACE MODE 6

Натиснемо ЛК екранну кнопку Готово. Створимо проект з

допомогою іконки . В результаті дерево проекту матиме

наступний вигляд:

37

Рис. 9.2. Вигляд дерева проекту

Виберемо ЛК шар Топология і, натиснувши ПК, створимо нову

групу – Объект:

Рис. 9.3. Створення нової групи дерева проекту

Послідовно повторюючи подібну процедуру, отримаємо

наступну структуру:

38

Рис. 9.4. Вигляд наступної структури

Для створення прообразів майбутніх АРМ скористаємося

механізмом створення компонентів по шаблону. Клацнувши ПК на

компоненті Помещение_1 виберемо відповідний пункт

випадаючого меню:

Рис. 9.5. Вікно створення прообразів майбутніх АРМ

і задамо кількість:

39

Рис. 9.6. Задання кількості прообразів АРМ

Після натискання екранної клавіші Готово отримаємо потрібну

структуру проекту, котра після перейменування компонентів

матиме наступний вигляд:

Рис. 9.7. Подібна структура проекту

2. Створити генератори тестових сигналів

40

Оскільки в даному проекті ми будемо використовувати два

методи мережевої міжкомпонентної взаємодії – запит/відповідь і

автопосилання, то визначимо для АРМ естафетну передачу значень

генератора Треугольник від вузла АРМ. Студент_4 до Студент_5 і

т.д. до АРМ Викладач і автопосилань від кожного вузла з

використанням генератора Битовый_меандр. Приймання

автопосилань буде відбуватися на вузлі Викладач.

Створимо в шарі Источники/приемники групу Генераторы_1,

в ній два генератора – Треугольник#1 і Битовый_меандр#2.

Рис. 9.8. Створення двох генераторів

3. Створити канали зв‘язку Перемістимо створені генератори – Треугольник#1 и

Битовый_меандр#2 із шару Источники/приемники в групу

Студент_4 шару Топология і перейменуємо отримані канали

відповідно в Сигнал и М4:

Рис. 9.9. Створення каналів зв’язку

Відкриємо на редагування канал і визначимо для нього авто

посилання в основному бланку редагування:

41

Рис. 9.10. Визначення авто посилання в основному бланку редагування

Відкриємо додаткову панель навігатора проекту на групі

Студент_5. створимо в ній новий компонент – канал класу Float

Канал#1. Захопимо ЛК в верхній панелі канал Сигнал і

перетягнемо його на канал Канал#1, відпустимо ЛК. Тим самим ми

задамо зв’язок між даними каналами.

Рис. 9.11. Задання зв’язку між даними каналами

42

Захопимо ЛК канал М4 в групі Студент_4 і скопіюємо його в

буфер обміну з допомогою іконки або комбінації клавіш

CTRL+C. Виберемо ЛК групу Студент_5 і використавши іконку

або комбінацію клавіш CTRL+V витягнемо канал із буфера обміну.

При цьому використаємо просту вставку:

Рис.9.12. Вставка для витягу каналу із буфера обміну

Отриманий в результаті канал Канал#2 перейменуємо в М5.

Далі, залишивши відкритою панель навігатора проекту на групі

Студент_5, в другій відкриємо групу Студент_6. Створимо новий

компонент – канал класу Float і перетягнемо на нього канал

Канал#1 з групи Студент_5. Витягнемо з буфера обміну за

допомогою простої вставки канал, перейменуємо його в М6.

Повторимо аналогічні операції аж до групи Викладач.

В групі Викладач також створимо канал класу Float для

приймання сигналу від генератора Треугольник#1, що передається

по естафеті, і перетягнемо на нього канал Канал#17 з групи

Cтудент_13. Перейменуємо його в прийом_сигналу. Для прийому

автопосилань від каналів М4 - М13 прообразів вузлів Студент_4 -

Студент_13, створимо в групі Викладач десять каналів класу

HEX16 з допомогою процедури створення компонентів по

шаблону. Для перейменування каналів скористаємося груповим

редагуванням:

43

Рис. 9.13. Групове редагування

Перейдемо до Содержимое группы:

Рис.9.14. Склад групи

44

В таблиці компонентів виділимо ЛК створені канали.

Утримуючи натиснутою клавішу CTRL, натиснемо ПК в полі

Базовое имя. В меню виберемо пункт Задать строку. У вікні

базового редактора введемо:

Рис. 9.15. Вікно базового редактора

і натиснемо Готово. В результаті виконаних дій атрибути

Базовое имя виділених каналів стануть:

Рис. 9.16. Атрибути виділених каналів

45

Для встановлення прив’язок скористаємося процедурою

редагування в шарі База_каналов, виділивши його ЛК. У

відкритому вікні перетягнемо канал М4 на канал

Мітка_від_Студента_4, М5 на Мітка_від_Студента_5 …, М13 на

Мітка_від_Студента_13.

Рис. 9.17. Вікно встановлення прив’язок

4. Створити вузли проекту При створенні вузлів проекту будемо діяти наступним чином –

створимо один вузол, налаштуємо для нього параметри мережевої

взаємодії, а інші створимо по шаблону. В шарі Система створимо

вузол RTM:

46

Рис. 9.18. Створення вузла RTM

Відкриємо вузол на редагування, в бланку Основные його

властивостей змінимо ім’я вузла і визначимо для його мережевого

адаптера прием і посылку:

47

Рис. 9.19. Вузол на редагування

Потім створимо по шаблону десять подібних вузлів. Змінимо

імена вузлів:

48

Рис. 9. 20. Створення подібних вузлів

49

5. Сформувати бази каналів вузлів.

В другому вікні навігатора

проекту відкриємо шар

Топология.. Послідовно

перетягнемо групу

Студент_4 в вузол СТУД_4

… Викладач в вузол ВК.

Створені для вузлів за

замовчуванням групи

Каналы можна знищити.

Збережемо створений

проект як Netter з допомогою

іконки . Далі необхідно

скопіювати отриманий файл

Netter.prj на всі

комп’ютери, після цього на

кожному запустити ІС

TRACE MODE 6, відкрити

проект Netter, на панелі

інструментів вибрати ЛК

іконку і скомпілювати тим

самим модуль для запуску

проекту в реальному часі. В

директорії ІС буде створена

піддиректорія Netter, яка

містить папки, призначені

для запуску вузлів проекту:

Рис. 9.21. Вікно навігатора проекту

50

Рис. 9.22. Папки призначені для запуску вузлів проекту

6. Запустити проект На комп’ютері викладача запустити відлагоджувальну утиліту

ШПИОН, з допомогою якої контролювати послідовний запуск

вузлів проекту і проходження естафетного сигналу.

51

Рис. 9.23. Запуск відлагоджувальної утиліти

Переходячи у вікні ШПИОН до атрибутів каналів того чи

іншого вузла, можна їх змінювати, наприклад, атрибут Состояние,

а результати фіксувати як безпосередньо у вікні ШПИОН, так і на

вузлах проекту. Після запуску вузла СТУД_13 закрити утиліту

ШПИОН, вибрати іконку на панелі інструментів і запустити на

виконання вузол ВК – слідкувати проходження як естафетного

сигналу, так і автопосилань від інших вузлів проекту.

Вимикаючи/вмикаючи той чи інший вузол, можна

переривати/відновлювати обмін даними.

6. Контрольні питання 1. Які можливості має система Trace Mode для створення

розподілених АСУ ТП?

2. Назвіть рівні АСУ ТП. Дайте їм коротку характеристику.

3. Охарактеризуйте рівень контролерів в АСУ. Які можливості

системи Trace Mode для роботи на даному рівні?

52

4. Охарактеризуйте рівень операторських станцій в АСУ. Які

можливості системи Trace Mode для роботи на даному рівні?

5. Охарактеризуйте адміністративний рівень в АСУ. Які

можливості системи Trace Mode для роботи на даному рівні?

6. По яких лініях зв‘язку можуть обмінюватися даними

монітори реального часу Trace Mode?

7. Охарактеризуйте обмін даними через послідовний інтерфейс.

8. Дайте характеристику обміну даними через локальну мережу.

9. Охарактеризуйте обмін даними по радіоканалу.

10. Дайте характеристику обміну даними за допомогою

комутуючих ліній зв‘язку.

11. Охарактеризуйте обмін даними через GSM мережу.

12. Розробка «від Топології» використовується при виборі стилю:

а - простий;

б - стандартний;

в - комплексний.

13. Задати міжкомпонентні зв’язки можливо в шарах:

а - топология;

б - система;

в - можливі обидва варіанти.

14. Утиліта Шпион призначена для:

а - перегляду атрибутів каналів вузлів проекту, зв’язаних по

мережі;

б - перегляду і зміни атрибутів каналів вузлів проекту, зв’язаних

по мережі;

в - перегляду і зміни атрибутів каналів вузлів проекту, зв’язаних

по послідовних інтерфейсах.

15. Які переваги розподілених АСУ ТП над локальними?