ID: 11059

Название работы: Создание базы каналов автоматизированного рабочего места диспетчерского контроля и управления с настройкой сетевого обмена

Категория: Практическая работа

Предметная область: Информатика, кибернетика и программирование

Описание: Создание базы каналов автоматизированного рабочего места диспетчерского контроля и управления с настройкой сетевого обмена: методические указания по выполнению практической работы / Воронеж. гос. технол. акад.; сост. И.А. Хаустов А.А Хвостов Р.А. Романов. Воронеж: ВГТА 20...

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-04-03

Размер файла: 447 KB

Работу скачали: 5 чел.

Создание базы каналов автоматизированного рабочего места диспетчерского контроля и управления с настройкой сетевого обмена: методические указания по выполнению практической работы / Воронеж. гос. технол. акад.; сост. И.А. Хаустов, А.А Хвостов, Р.А. Романов. – Воронеж: ВГТА, 2007. – 16 с.

Указания разработаны в соответствии с требованиями ООП подготовки бакалавров по   направлениям 220700 – «Автоматизация технологических процессов и производств» и 220400 – «Управление в технических системах».

Табл. 4. Ил. 11.

Составители: доценты И.А. ХАУСТОВ, А.А. ХВОСТОВ,

ассистент Р.А. РОМАНОВ

Научный редактор профессор, д.т.н. В.Ф. ЛЕБЕДЕВ

Рецензент доцент, к.т.н. Ю.П. ПРЕОБРАЖЕНСКИЙ (ВИВТ)

 Хаустов И.А.,

Хвостов А.А.,

Романов Р.А., 2011

 ГОУВПО

«Воронежская

государственная

технологическая

академия», 2011

Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежской государственной технологической академии, его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия академии запрещается.

Цель работы

Получение навыков:

1.  Проектирования рабочих мест технологов-операторов в SCADA системе TRACE MODE;
2.  Настройки сетевого обмена данными между промышленными контроллерами и уровнем диспетчерского управления и контроля;
3.  Автоматического создания и настройки базы каналов промышленных станций для индикации, регистрации и дистанционного управления  технологическими параметрами;
4.  Использования процедур автопостроения баз каналов по узлам и по отдельным объектам.

Постановка задачи

1.  Для заданного технологического участка спроектировать структуру диспетчерского пульта управления технолога-оператора, которая должна включать как минимум одну рабочую станцию и один сервер архивирования. В соответствии с этой структурой в редакторе базы каналов TRACE MODE создать необходимые узлы для верхнего уровня управления (узлы промышленных контроллеров должны быть созданы и настроены в практической работе №1).
2.  Осуществить настройку последовательных портов и сетевого обмена данными между узлами проекта, настроив связь между контроллером и рабочей станцией и между рабочей станцией и сервером архивирования согласно варианту (табл. 4).
3.  Разработать базы каналов узлов рабочих станций и серверов архивов.

3.1. Определить структуру базы каналов узла промышленной станции и сервера архивирования и их связь с автоматизированным рабочим местом (АРМ) технолога-оператора и контроллером.

3.2. В редакторе базы каналов диспетчерских станций с помощью процедуры автопостроения создать базу каналов параметров, предназначенных для индикации.

3.3. С помощью процедуры автопостроения создать базу каналов параметров, предназначенных для регистрации.

1.  Оформить отчет.

Порядок выполнения работы на контрольном примере

Пример:

Имеется технологический участок (рис. 1) и проект TRACE MODE, включающий узел Контроллера (MIC 2000), содержащего базу каналов для связи с параметрами технологического участка (практическая работа № 1). Структура этого узла изложена в табл. 1. Для связи между Контроллером и АРМ использовать последовательный интерфейс с протоколом M-LINK, а связь между АРМ и Архивом осуществлять через локальную сеть.

Рис. 1

Таблица 1

Структура базы каналов узла Контроллера

№ т. В/В	Усл. обозн. в базе каналов	Тип канала	Подтип канала	Назначение
1	2	3	4	5
10	LE_10	In	АНАЛОГ	Контроль уровня в реакторе
6	TE_6	In	АНАЛОГ	Контроль температуры в реакторе
5	FE_5	In	АНАЛОГ	Контроль расхода хладагента
8	GE_8	In	АНАЛОГ	Контроль положения регулирующего органа
9	VE_9	In	АНАЛОГ	Контроль вязкости полимеризата
7	FC_7	Out	АНАЛОГ	Регулирование расхода хладагента
	Конт_дв/кл	In	ДИСКРЕТ	Контроль состояния двигателей мешалки и насоса
1	NS_1	In	КАНАЛ	Контроль включения двигателя мешалки
4	NS_4	In	КАНАЛ	Контроль выключения двигателя мешалки

Окончание табл. 1

1	2	3	4	5
15	NS_15	In	КАНАЛ	Контроль включения двигателя насоса
18	NS_18	In	КАНАЛ	Контроль выключения двигателя насоса
13	GS_13	In	КАНАЛ	Контроль открытия клапана рециркуляции
14	GS_14	In	КАНАЛ	Контроль закрытия клапана рециркуляции
19	GS_19	In	КАНАЛ	Контроль открытия клапана откачки полимеризата
22	GS_22	In	КАНАЛ	Контроль закрытия клапана откачки полимеризата
	Упр_дв/кл	Out	ДИСКРЕТ	Управление двигателями и клапанами
2	NS_2	Out	КАНАЛ	Включениедвигателя мешалки
3	NS_3	Out	КАНАЛ	Отключение двигателя мешалки
15	NS_15	Out	КАНАЛ	Включение двигателя насоса
18	NS_18	Out	КАНАЛ	Отключение двигателя насоса
11	NS_11	Out	КАНАЛ	Открытие клапана рециркуляции
12	NS_12	Out	КАНАЛ	Закрытие клапана рециркуляции
20	NS_20	Out	КАНАЛ	Открытие клапана откачки полимеризата
21	NS_21	Out	КАНАЛ	Закрытие клапана откачки полимеризата
	РУЧ_2/3	In	ПУСТОЙ	Ручное управление двигателем мешалки
	РУЧ_7	In	ПУСТОЙ	Ручное управление расходом хладогента
	РУЧ_15/18	In	ПУСТОЙ	Ручное управление двигателем насоса
	РУЧ_11/12	In	ПУСТОЙ	Ручное управление клапаном рециркуляции
	РУЧ_20/21	In	ПУСТОЙ	Ручное управление клапаном откачки
	P/A_2/3	In	ПУСТОЙ	Переключение режимов управления (руч/авт) двигателем мешалки
	P/A_7	In	ПУСТОЙ	Переключение режимов управления (руч/авт) расходом хладогента
	P/A_15/18	In	ПУСТОЙ	Переключение режимов управления (руч/авт) двигателем насоса
	P/A_11/12	In	ПУСТОЙ	Переключение режимов управления (руч/авт) клапаном рециркуляции
	P/A_20/21	In	ПУСТОЙ	Переключение режимов управления (руч/авт) клапаном откачки
	R_7_P	In	ПУСТОЙ	Коэф-т при пропорциональной составляющей
	R_7_I	In	ПУСТОЙ	Коэффициент при интегральной составляющей
	R_7_D	In	ПУСТОЙ	Коэф-т при дифференциальной составляющей
	Z_7	In	ПУСТОЙ	Задание регулятора

1. В соответствии с п.1 постановки задачи спроектируем структуру диспетчерского пульта управления технолога-оператора, которая включает одну рабочую станцию и один сервер архивирования. Сервер архивирования и рабочая станция объединены локальной сетью Ethernet. Связь с нижним уровнем контроллеров осуществляется по последовательному интерфейсу RS-232, использующий внутренний протокол передачи данных TRACE MODE MLINK (рис. 2).

Рис. 2

В соответствии с этой структурой надо добавить в проект к существующему узлу контроллера узлы МРВ (Сеть, M-Link) и Глобальный регистратор выбрав их из класса Большой. Назовем их АРМ и Архив.

2. Определим структуру передачи данных между каналами взаимодействующих устройств (табл. 2, 3).

Таблица 2

Структура передачи данных между АРМ и контроллером

АРМ				Контроллер
тип канала	тип связи	группа каналов	переменная канала	переменная канала	группа каналов
Input	M-Link	Основные каналы	In	R	Основные каналы
Output	M-Link	Дополнительные каналы	R	In	Дополнительные каналы

Таблица 3

Структура передачи данных между АРМ и архивом

Архив				АРМ
тип канала	тип связи	группа каналов	переменная канала	переменная канала	группа каналов
Input	AutoNet	Основные каналы	R	Out	Основные каналы
Input	AutoNet	Дополнительные каналы	R	Out	Дополнительные каналы

Каналы АРМ должны быть связаны с одноименными каналами узла Контроллера (по последовательному интерфейсу), а каналы Архива – с одноименными каналами АРМ по сети EtherNet. Контроль состояния каналов типа Output узла Контроллер необязателен на мнемосхемах, однако изменение значений этих каналов необходимо фиксировать в архиве, поэтому их также необходимо передавать в АРМ для последующей пересылки в Архив. Мониторинг и фиксация значений каналов Конт_дв и Упр_дв/кл необязательны в узлах АРМ и Архив, т.к. каждый бит этих каналов связан непосредственно с однобитовыми каналами контроля и управления дискретными устройствами, значения которых передаются для фиксации в Архиве и мониторинга в АРМ.

В узле АРМ создаются одноименные каналы, которые предназначены для дистанционной передачи управляющих сигналов в дополнительные каналы узла Контроллер. Таким образом, дополнительные каналы узла АРМ имеют тип Output с дополнением СВЯЗЬ.

В базе каналов узла Архива создаются дополнительные каналы Input с подтипом СВЯЗЬ (для удобства с таким же именем). Они связываются с каналами узла АРМ и копируют их значения. Значения каналов узла Архива будут записываться на диск.

3. Настроим последовательные порты и сетевой обмен данными между узлами проекта.

3.1. Для настройки последовательных портов узлов в проекте TRACE MODE для обмена через интерфейс RS-232 необходимо:

а) задать статус каждого из двух соединяемых узлов (HOST или SLAVE);

б) знать номера и параметры последовательных портов, через которые будет осуществляться обмен данными между узлами, это:

•  базовые адреса СОМ портов обмена;
  •  номера прерывания.

в) установить эти и другие настроечные параметры в соответствующем диалоге настройки в редакторе базы каналов для нужных узлов.

3.1.1. Зададим статус узла Контроллер - Slave Mode. Для этого в окне параметров настройки узла Контроллер (для вызова “кликнуть” правой кнопкой мыши на иконке узла) на вкладке Основные установим галочку напротив M-Link в группе Slave Mode (рис. 3). В группе Host Mode в соответствующее место должно оставаться пустым.

Соответственно для узла АРМ – статус Host Mode – галочка M-Link должна быть установлена в группе Host Mode а галочка в группе Slave Mode – отсутствовать.

Рис. 3

ПРИМЕЧАНИЕ:

– один узел может иметь статус одновременно Host Mode и Slave Mode только в том случае, если сетевой обмен по M-Link осуществляется по 2-м разным COM портам (один  COM порт – в режиме Host, другой – Slave);

– из двух разных узлов, осуществляющих обмен данными по M-Link, только один может иметь статус Host.

3.1.2. Для контроллеров, функционирующих под MS-DOS – подобной операционной системой базовые адреса последовательных портов и номера прерываний либо описаны в технической документации или определяются и настраиваются специальными утилитами. В рабочих станциях, работающих под WINDOWS их можно определить, воспользовавшись панелью управления (рис 4).

Рис. 4

3.2. Настройка последовательных портов реализуется в бланке Параметры последовательных портов диалога Параметры узла редактора базы каналов (рис. 5). Для входа в него надо выделить настраиваемый узел и нажать ПК.

 

Рис. 5

Этот бланк содержит список последовательных портов (COM1 – порт 0, COM32 – порт 31) и семь полей настройки параметров выбранного в списке порта. Такими параметрами являются:

•  назначение порта;
•  базовый адрес порта;
•  скорость обмена;
•  параметры связи;
•  таймаут на ожидание ответа;
•  номер используемого прерывания;
•  режим управления передатчиком.

Предположим, что связь между Контроллером и АРМ будет осуществляться по последовательным портам с номерами 1 как с одной, так и с другой стороны и параметры этих портов тоже совпадают: базовый адрес 3F8 и номер прерывания 04.

Рассмотрим на примере узла АРМ.

В текстовом боксе назначение установим значение Связь с контроллерами. Это означает, что порт используется для обмена с контроллерами по встроенным протоколам и имеет статусом MASTER (HOST). Для узла Контроллер в данном поле следует установить назначение – Slave M_LINK.

Установим базовый адрес 3F8.

При обмене по последовательным портам скорость передачи данных ограничивается расстоянием и наличием помех в линии. Зададим скорость обмена 9600 бит/с.

ПРИМЕЧАНИЕ: скорости обмена двух связанных узлов должны совпадать.

В поле параметры задаются такие параметры обмена, как количество информационных бит в посылке; количество стоповых бит; наличие проверки на четность в следующем формате: k-m-x

где k – количество информационных бит;

 m – количество стоповых бит;

 x – наличие проверки на четность:

 n – отсутствие проверки,

 e – проверка на четность,

 o – проверка на нечетность.

Зададим 8-1-n. (Такой же формат зададим и для узла Контроллер).

Таймаут на ожидание ответа вводится непосредственно с клавиатуры. Он задает время ожидания ответа от устройства, которому был послан запрос по данному порту. Величина времени ожидания задается в миллисекундах. Если величина таймаута не задана, то она принимается равной 1000. Зададим значение 400 мс.

Номер прерывания установим 04 и зададим режим отсутствия управления передатчиком (выбирается для RS - 232).

4. Согласно пункту 3.2 в редакторе базы каналов узла АРМ с помощью процедуры автопостроения по узлам создадим базу каналов параметров, предназначенных для индикации.

Перед запуском процедуры автопостроения необходимо установить для всех каналов узла Контроллер флаг доступ (кроме каналов Конт_дв и Упр_дв/кл). Это можно сделать, войдя в настройки параметров каждого канала (двойным “кликом” мышки на названии канала) во вкладке Основные (рис. 6).

 

Рис. 6

Проще всего установить этот флаг для всех каналов, используя групповые операции. Для этого войдем в объект _БАЗА {Контроллер}, выделим все каналы и в меню Правка групповая выполним команду Флаги и назначение. В открывшемся диалоге установим флаг доступ (рис. 7). Для каналов Конт_дв и Упр_дв/кл в этом случае этот флаг затем нужно снять.

Запустим режим автопостроения по узлам “кликнув” мышкой на иконке АРМ, появится диалоговое окно, в одном из 32 полей которого выберем для связи Контроллер.

Рис. 7

Процедура автопостроения автоматически запускается при первом входе в базу каналов узла. При повторном входе этого не произойдет. Для запуска надо войти в меню Узел и выполнить команду Автопостроить.

После автопостроения в базе каналов АРМ будет созданы каналы имеющие тип Input и Output. Это объясняется тем, что в узле Контроллер имеются каналы с типом Output (8 дискретных и 1 аналоговый), поэтому в базе АРМ для них было автоматически создано не 9 каналов, а 18 (9 – для контроля состояния (тип Input) и 9 для дистанционного управления одноименными каналами узла Контроллер). Все выходные каналы этого узла, не смотря на то, что они имеют подтип СВЯЗЬ, будут помещены в стандартные объекты – АНАЛОГОВЫЙ ВЫВОД и ДИСКРЕТНЫЙ ВЫВОД. Удалим все выходные каналы узла Контроллер, т.к. для дистанционного управления будут созданы дополнительные каналы. Для удобства удаление произведем из перечисленных стандартных объектов, применив команду уничтожить во вкладке удалить. Для всех оставшихся каналов укажем номер последовательного порта NN=0 (рис. 8)

5. Перейдем к созданию базы каналов узла Архив.

Поскольку связь между узлом АРМ и Архив будет осуществляться по EtherNet, предварительно для всех каналов узла АРМ установим атрибут Сеть. Для этого войдем в объект _БАЗА {АРМ} узла АРМ, выделим все каналы, и в меню Правка групповая выполним команду Флаги и нач.значение. В открывшемся диалоге установим флаг В сеть (рис. 9). После этого все каналы, имеющие этот атрибут, объявляются как сетевые переменные и будут доступны для чтения для всех узлов, объединенных сетью EtherNet.

 

Рис. 9

Также в окне параметров настройки узла АРМ и Архив на вкладке Основные установим галочки напротив Сеть в группе Slave Mode и Host Mode (рис. 10).

 

Рис. 10

Далее войдем в узел Архив, выберем вкладку Узел, запустим команду Связать с объектом узла. В появившемся диалоговом меню Выбора объекта в дереве проекта выберем узел АРМ, не забыв определить тип связи AutoNet (рис. 11).

Рис. 11

Оформление отчета.

Отчет о работе должен содержать

1.  Название работы.
2.  Цель.
3.  Постановку задачи.
4.  Исходные данные.
5.  Функциональную схему автоматизации.
6.  Таблицы "Структура передачи данных между АРМ и контроллером" (табл. 2) и "Структура передачи данных между АРМ и Архивом" (табл. 3).

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Таблица 4

Номер варианта	Связь между Контроллером и АРМ	Связь между АРМ и Архивом
1 – 5	Ethernet	M-Link
6 – 10	Ethernet	Ethernet
11 – 12	M-Link	Ethernet

Учебное издание

СОЗДАНИЕ БАЗЫ КАНАЛОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА ДИСПЕТЧЕРСКОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ С НАСТРОЙКОЙ СЕТЕВОГО ОБМЕНА

Методические указания по выполнению практической работы

Для бакалавров 220400 и 220700.

Составители: ХАУСТОВ Игорь Анатольевич,

ХВОСТОВ Анатолий Анатольевич,

РОМАНОВ Роман Александрович

Подписано в печать 26.02.2007  Формат  60 х 84 1/16.

Усл.-печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ  

ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия»

(ГОУВПО «ВГТА»)

Отдел полиграфии ГОУВПО «ВГТА»

Адрес академии и отдела полиграфии:

394000, Воронеж, пр. Революции, 19