Одной из распространенных отечественных систем является SCADA-сис-тема TRACE MODE 5.0. Она широко используется студентами специальности «Автоматизация технологических процессов и производств» в курсовом и дипломном проектировании. TRACE MODE текущей версии может применяться в проектах АСУ ТП масштаба от технологического участка или аппарата до целого производства со сложной, распределенной структурой АСУ ТП.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
В результате выполнения лабораторной работы студент должен:
— ознакомиться со структурой и возможностями SCADA-системы TRACE MODE 5.0;
— определиться с основными понятиями SCADA-системы TRACE MODE 5.0;
— познакомиться с основными этапами создания проекта.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ SCADA-системы TRACE MODE 5.0
- Структура системы
TRACE MODE (русское название — ТРЕЙС МОУД) — это программный комплекс, предназначенный для разработки, настройки и запуска в реальном времени систем управления технологическими процессами. Он включает в себя инструментальную систему разработки АСУ и исполнительные (runtime) модули. При помощи инструментальной системы осуществляется разработка всех проектов, создаваемых в TRACE MODE. Исполнительные модули служат для запуска в реальном времени проектов, разработанных в инструментальной системе TRACE MODE.
Инструментальная система TRACE MODE состоит из двух систем: редактора базы каналов и редактора представления данных. В этих редакторах осуществляется разработка математической основы АСУ, графических экранных фрагментов для визуализации состояния технологического процесса и управления им.
В редакторе базы каналов TRACE MODE создается математическая основа системы управления: описываются конфигурации всех рабочих станций, контроллеров и устройств связи с объектом (УСО), используемых в системе управления, настраиваются информационные потоки между ними.
Вход в редактор базы каналов осуществляется либо двойным нажатием левой кнопки (ЛК) мыши на соответствующем ярлыке в папке TRACE MODE 5.0, либо запуском исполнительного модуля chb.exe. Вид окна редактора базы каналов показан на рис. 5.
В этом редакторе описываются входные и выходные сигналы и их связь с устройствами сбора данных и управления. В этом редакторе задаются периоды опроса или формирования сигналов, настраиваются законы первичной обработки и управления, технологические границы, структура математической обработки данных. Здесь устанавливается, какие данные и при каких условиях сохранять в различных архивах TRACE MODE, и настраивается сетевой обмен.
Кроме того, здесь же описываются задачи управления архивами, документированием, коррекции временных характеристик системы управления (периоды опроса параметров, время цикла системы и пр.), а также решаются некоторые другие задачи.
Результатом работы в этом редакторе является математическая и информационная структуры проекта АСУ ТП. Эти структуры включают в себя набор баз каналов и файлов конфигурации для всех контроллеров и операторских станций (узлов) проекта, а также файл конфигурации всего проекта.
Файл конфигурации проекта имеет расширение .cmt и сохраняется в рабочей директории системы разработки. Для хранения всех остальных файлов проекта в рабочей директории создается каталог, имя которого совпадает с именем файла конфигурации. При этом базы каналов сохраняются в файлах с расширениями .dbb.
В редакторе представления данных разрабатывается графическая часть проекта системы управления. При этом создается статичный рисунок технологического объекта, а затем поверх него размещаются динамические формы отображения и управления. Среди этих форм присутствуют такие, как поля вывода численных значений, графики, гистограммы, кнопки, области ввода значений и перехода к другим графическим фрагментам и т.д.
Вход в Редактор представления данных осуществляется либо двойным нажатием ЛК на соответствующем ярлыке в папке TRACE MODE 5.0, либо запуском исполнительного модуля picman.exe. Вид окна редактора представления данных показан на рис. 6.
Вид окна редактора представления данныхВсе формы отображения информации, управления и анимационные эффекты связываются с информационной структурой, разработанной в редакторе базы каналов.
Графические базы узлов проекта, созданные в редакторе представления данных, сохраняются в файлах с расширением dbg. Их сохранение осуществляется в соответствующих директориях проекта.
Исполнительные модули (RUNTIME) — это программы, под управлением которых запускается АСУ, созданная в инструментальной системе. В группу исполнительных модулей входят следующие программы:
— монитор реального времени — МРВ;
— монитор реального времени — NetLink МРВ;
— монитор реального времени — NetLink Light;
— монитор создания АРМ (автоматическое рабочее место) администратора — SUPERVISOR;
— монитор глобального архива — глобальный регистратор;
— микромонитор реального времени — микроМРВ;
— микроМРВ с поддержкой обмена через модем — микроМРВ модем+.
Первые пять программ предназначены для организации работы верхнего и административного уровней АСУ. МикроМРВ и микроМРВ модем+ служат для работы в контроллерах нижнего уровня систем управления, при условии наличия в них операционной системы MS DOS.
Монитор реального времени МРВ служит для запуска АРМ операторов, осуществляющих с его помощью супервизорный контроль и управление технологическим процессом. Под управлением МРВ выполняются следующие задачи:
- запрос данных о состоянии технологического процесса с контроллеров нижнего уровня по любому из встроенных протоколов или через драйвер;
- передача на нижний уровень команд управления по любому из встроенных протоколов или через драйвер;
- обмен данными с платами УСО;
- сохранение данных в архивах;
- обмен по сети с удаленными МРВ;
- обмен по коммутируемым линиям с удаленными МРВ;
- передача данных по сети на следующий уровень АСУ;
- представление оператору графической информации о состоянии технологического процесса;
- автоматическое и супервизорное управление технологическим процессом;
- обмен данными с другими приложениями WINDOWS через DDE/NetDDE/OPC;
- обмен с базами данных через ODBC;
- другие функции.
Монитор реального времени NetLink МРВ может применяться только в составе систем управления, где обмен данными между узлами системы осуществляется по локальной сети.
Монитор реального времени NetLink Light МРВ позволяет создавать дополнительные рабочие места операторов. Он не поддерживает функций обработки данных и автоматического управления. Этот монитор является дополнительной графической консолью, которая может быть подключена с удаленного компьютера к запущенному МРВ. Таким образом, имея в сети один монитор реального времени, можно, используя NetLink Light, создать в сети требуемое количество рабочих мест, совершенно равноправных с МРВ по функциям отображения и супервизорного управления.
SUPERVISOR предназначен для создания АРМ администратора. Он может получать данные только из архивов. Это могут быть либо локальные архивы МРВ или NetLink МРВ, либо глобальные архивы, которые создает глобальный регистратор. С помощью SUPERVISOR невозможно осуществлять оперативное управление процессом. По функциям организации представления данных SUPERVISOR похож на NetLink Light. Для него требуется только создание графической базы (dbg-файлы). Существенное отличие SUPERVISOR заключается в том, что он получает от МРВ или глобального регистратора архивные значения каналов, а NetLink Light — текущие данные.
Глобальный регистратор (ГР) — это специальный монитор TRACE MODE, предназначенный для ведения глобального архива по всему проекту. Он архивирует данные, посылаемые ему по сети мониторами реального времени. После сохранения данных в архив глобальный регистратор может передавать их для просмотра мониторам SUPERVISOR. Архив глобального регистратора реализует технологию хранилища данных. Он фиксирует значения технологических параметров при их изменении. В рамках одного проекта может поддерживаться только один такой архив.
Микромонитор реального времени (микроМРВ) предназначен для уп-равления задачами сбора данных и управления в контроллерах нижнего уровня АСУ ТП. Он может быть использован в любых IBM-совместимых контроллерах. По возможностям математической обработки, управления, обмена данными с другими мониторами TRACE MODE микроМРВ идентичен монитору реального времени. Однако для него не реализованы функции графического вывода информации. Задачи для микроМРВ разрабатываются в редакторе базы каналов. Поэтому при использовании IBM-совместимых контроллеров в рамках TRACE MODE реализуется единая линия программирования задач верхнего и нижнего уровней систем управления.
МикроМРВ модем+ идентичен по функциям с микроМРВ. Единственным его отличием является встроенная поддержка обмена данными с помощью модема по коммутируемым каналам, что позволяет использовать микроМРВ для создания удаленных пунктов сбора информации, обменивающихся данными через телефонную сеть.
Драйверы требуются, если протокол обмена данными с используемым устройством не встроен в систему. Основной функцией драйвера является обеспечение связи TRACE MODE с внешними устройствами. Это могут быть устройства сбора, хранения, обработки, передачи данных (контроллеры, УСО, другой компьютер и т.д.) или какие-либо другие устройства. Драйвер осуществляет согласование форматов данных TRACE MODE и аппаратуры, для связи с которой он разработан.
