Разработка системы оперативно-диспетчерского контроля и управления канала (стр. 18 из 29)
9) алгоритмы SCADA-системы предполагают индикацию мнемосхем физических сигналов, выработку команд по контролю и управлению в автоматическом и ручном режимах работы.
На рисунке 3.1 приведена структурная схема системы автоматического контроля расхода и давления воды на выходе насосной станции [7, 10].
Разработаем ЛСА технологического процесса.
Рассмотрим технологический процесс. НА выбирают так, чтобы, регулируя угол разворота лопастей рабочего колеса, можно было регулировать давление воды на выходе насосной станции. Увеличивать или уменьшать угол разворота лопастей рабочего колеса нужно до тех пор, пока давление не вернется в заданный (нормальный) диапазон. Если давление пришло в рабочий диапазон, то необходимо прекратить увеличивать или соответственно уменьшать угол разворота лопастей рабочего колеса.
При нормальном режиме работы давление вернется в заданный диапазон и не возникнет необходимость продолжать изменять угол разворота лопастей рабочего колеса. Если давление продолжает уменьшаться или увеличиваться, то необходимо увеличить или уменьшить соответственно угол разворота лопастей рабочего колеса, до тех пор, пока давление не вернется в заданный диапазон.
Приведенное описание системы автоматического контроля расхода и давления воды на выходе насосной станции может рассматриваться как содержательный алгоритм работы технологического процесса. Для составления ЛСА необходимо ввести обозначения операций и логических условий, из которых будет построена ЛСА.
А0 – операция начальной установки.
Р1 – логическое условие: «давление равно нормальному давлению». Если р = ДН, то Р1 = 1.
А1 – операция, соответствующая фиксации условия превышения давления отметки ДН или понижения давления ниже отметки ДН.
Р2 – логическое условие: Р2 = 1, если давление уменьшается.
А2 – операция, соответствующая фиксации условия повышения давления до заданного значения.
Р3 – логическое условие: «давление меньше или равно минимальному значению». Если Д ≤ Дмин, Р3 = 1.
А3 – операция, соответствующая фиксации условия понижения давления ниже минимального значения или равного минимальному значению.
А4 – операция, соответствующая увеличению угла разворота лопастей рабочего колеса.
Р4 – логическое условие: «давление равно нормальному давлению». Если р = ДН, то Р4 = 1.
А5 – операция, соответствующая фиксации условия равенства нормального значения давления и измеряемого значения давления.
Р5 – логическое условие: «давление меньше минимального значения или равно минимальному значению». Если Д ≤ Дмин, то Р5 = 1.
А6 – операция, соответствующая фиксации условия повышения давления до заданного значения.
Р6 – логическое условие: Р6 = 1, если давление увеличивается.
А7 – операция, соответствующая фиксации условия понижения давления до заданного значения.
Р7 – логическое условие: «давление больше или равно максимальному значению». Если Д ≥ Дмак, Р7 = 1.
А8 – операция, соответствующая фиксации условия повышения давления выше максимального значения или равного максимальному значению.
А9 – операция, соответствующая уменьшению угла разворота лопастей рабочего колеса.
Р8 – логическое условие: «давление равно нормальному давлению». Если р = ДН, то Р8 = 1.
А10 – операция, соответствующая фиксации условия равенства нормального значения давления и измеряемого значения давления.
Р9 – логическое условие: «давление больше максимального значения или равно максимальному значению». Если Д ≥ Дмак, то Р9 = 1.
А11 – операция, соответствующая фиксации условия понижения давления до заданного значения.
- логически ложное условие = 0, определяющее окончание выполнения части или всего алгоритма [11, 24].ЛСА технологического процесса (при понижении давления) в виде операторной формы записи имеет вид:
. (3.1)ЛСА технологического процесса (при повышении давления) в виде операторной формы записи имеет вид:
. (3.2)А соответствующая блок-схема алгоритма приводится на рисунке 3.2
3.2 Разработка элементов программного обеспечения системы оперативно-диспетчерского контроля и управления
ПО для системы оперативно-диспетчерского контроля и управления является SCADA-система WinCC. Основными компонентами SCADA-системы является программное обеспечение системы проектирования и системы исполнения.
WinCC Explorer является ядром программного обеспечения системы исполнения. В WinCC Explorer отображается структура всего проекта, и осуществляется управление проектом. Для разработки и создания проектов система предоставляет специальные редакторы, обратиться к которым можно из WinCC Explorer. С помощью каждого из редакторов конфигурируется отдельная подсистема WinCC.
С помощью программного обеспечения системы исполнения оператор может осуществлять контроль и оперативное управление процессом.
Для создания проекта в WinCC, нужно выполнить следующие действия:
1) запустить WinCC;
2) создать проект;
3) выбрать и установить драйвер связи;
4) определить теги;
5) создать и отредактировать кадры процесса;
6) указать свойства системы исполнения WinCC;
7) активировать кадры в системе исполнения WinCC (WinCC Runtime);
8) протестировать кадры процесса с помощью имитатора.
Для запуска WinCC нужно щелкнуть на кнопку "Пуск" на панели задач Windows. Запустить WinCC можно, используя следующие пункты меню: "SIMATIC" → "WinCC" → "WindowsControlCenter 6.0".
При запуске WinCC в первый раз, в диалоговом окне будет предложено три варианта создания проекта:
- создать "Single-User Project" (Однопользовательский проект) (выбор по умолчанию);
- создать "Multi-User Project" (Многопользовательский проект);
- создать "Client Project" (Клиентский проект);
- "Open an existing Project" (Открыть существующий проект).
Создание проекта с именем "Kanal". Нужно выбрать опцию "Single-UserProject" и нажать "OK". Ввести "Kanal" в качестве имени проекта и определить путь к нему. При необходимости можно переименовать папку, в противном случае ей будет дано имя проекта. Если нужно открыть существующий проект, диалоговое окно "Open" предоставляет возможность поиска среди ".mcp" файлов. При следующем запуске WinCC будет автоматически открыт проект, над которым выполнялись действия последний раз. Если при выходе из WinCC проект был активирован, он будет открыт в активированном состоянии.
Диалоговое окно WinCC Explorer изображено на рисунке 3.3 (диалоговое окно может отличаться от изображенного на рисунке в зависимости от конфигурации системы).
Слева находится область навигации, предоставляющая доступ к отдельным частям проекта. Вложенные папки обозначаются символом
. Чтобы увидеть их, нужно щелкнуть на этом символе. В правой части окна отображаются элементы, относящиеся к выделенному редактору или папке.При щелчке в левой части окна WinCC Explorer на пиктограмму "Computer" в правой части окна можно увидеть серверный компьютер с именем компьютера (имя NetBIOS). Если щелкнуть на этом компьютере правой кнопкой мыши и выбрать "Properties" во всплывающем меню, то откроется диалоговое окно, в котором можно определить свойства системы исполнения WinCC. В числе прочего определяются компоненты системы исполнения, которые будут запускаться при активизации проекта, используемый язык, кнопки, которые будут недоступны и т.д. Если компьютер не имеет NetBIOS имени, то будет использовано имя "DEFAULT" (по умолчанию).
Чтобы получить доступ из WinCC к текущим данным процесса системы автоматизации (ПЛК), необходимо сконфигурировать соединение между WinCC и контроллером. Обмен данными между WinCC и контроллером осуществляется с помощью специальных драйверов связи, каналов. WinCC поддерживает каналы связи с контроллерами SIMATIC S5/S7/505, а также каналы независимых производителей.
Чтобы добавить драйвер связи, нужно щелкнуть правой кнопкой мыши на компоненте "Tag Management" (Управление тегами) в левой части окна WinCC Explorer, во всплывающем меню щелкнуть на пункте "Add new Driver" (Добавить новый драйвер). В диалоговом окне "Add new Driver" выбрать один из отображенных драйверов, в данном случае "SIMATIC S7 Protocol Suite", и нажать на кнопку "Open". Выбранный драйвер будет отображен во вложенной папке компонента Tag Management.
Для создания нового соединения, нужно нажать на значок
перед отображенным драйвером – при этом на экране появятся все имеющиеся в распоряжении модули каналов. С помощью модуля канала можно установить логические соединения с несколькими контроллерами, которые будут обмениваться данными с WinCC через этот модуль канала. Щелкнув правой кнопкой мыши на модуле канала MPI, во всплывающем меню нужно выбрать пункт "New Connection" (Новое соединение). В открывшемся диалоговом окне "Connection Properties" (Свойства соединения) в поле имени необходимо ввести имя нового соединения "PLC1" и затем нажать на кнопку "OK".