Міністерство Освіти України
НТУУ “КПІ”
Кафедра АУТС
« Организация связи микроконтроллера МИК-51 и
SCADA-системы Trace Mode 6 через OPC-интерфейс »
Разработчики: Морозов Д. Ю.
Тыщук Д. М.
Хоменко В. А.
Київ – 2007
Содержание
2 Краткое описание контроллера МИК-51. 4
3 Краткое описание SCADA системы Trace Mode 6. 7
4 Краткое изложение принципов сопряжения контроллеров и SCADA систем.. 11
5 Краткое описание шины Modbus. 12
7. Практическая реализация связи контроллера и SCADA-системы.. 17
7.1 Создание программы для контролера Микрол. 17
7.1.1 Запуск программу Alfa. 17
7.1.2 Создание блоков для кнопок. 17
7.1.3 Создание блоков для лампочек. 18
7.1.4 Запись программы в контролер. 19
7.2 Конфигурирование OPC Server. 22
7.2.2 Конфигурирование сервера. 22
7.2.3 Конфигурируем пространство имен сервера. 24
7.2.4 Проверка правильности конфигурирования. 29
7.3 Разработка системы управления в Trace Mode 6. 31
7.3.2 Создание средств для отображения состояния кнопок. 31
7.3.3 Настройка «Источника/Применика». 32
7.3.4 Привязка элементов «Экрана» с источником.. 34
7.3.6 Создание средств для отображения состояния лампочек. 39
7.3.7 Создание источник для лампочки. 40
7.3.8 Привязка элементов «Экрана» с источником.. 42
Для успешного управления сложными технологическими процессами современному предприятию необходимо иметь специализированную систему диспетчерского контроля, сбора и обработки данных (SCADA) человеко-машинного интерфейса (HMI или ЧМИ).
Так как без промышленных контроллеров SCADA-система малоприменима, очень важно наладить информационный обмен между ними. Для этого существуют стандарты промышленных сетей (шин). Так как не всегда SCADA-система поддерживает нужный тип контроллера, для их связи применяют OPC, который является своего рода мостом между промысленной шиной и конкретным контроллером.
2 Краткое описание контроллера МИК-51
МИК-51 – это компактный малоканальный многофункциональный микропроцессорный контроллер, предназначенный для автоматического регулирования и логического управления технологическими процессами. Он предназначен для применения в электротехнической, энергетической, химической, металлургической, пищевой, цементной, стекольной и других отраслях промышленности.
МИК-51 эффективно решает как сравнительно простые, так и сложные задачи управления. Благодаря малоканальности МИК-51 позволяет, с одной стороны, экономично управлять небольшим агрегатом и, с другой, обеспечить высокую живучесть крупных систем управления.
Контроллер МИК-51 позволяет вести локальное, каскадное, программное, супервизорное, многосвязное регулирование.
Архитектура контроллера обеспечивает возможность вручную или автоматически включать, отключать, переключать и реконфигурировать контуры регулирования, причем все эти операции выполняются безударно независимо от сложности структуры управления. В сочетании с обработкой аналоговых сигналов контроллер МИК-51 позволяет выполнять также логические преобразования сигналов и вырабатывать не только аналоговые или импульсные, но и дискретные команды управления. Логические
функциональные блоки формируют логическую программу шагового управления с анализом условий выполнения каждого шага, заданием контрольного времени на каждом шаге и условным или безусловным переходом программы к заданному шагу. В сочетании с обработкой дискретных сигналов контроллер позволяет выполнять также разнообразные функциональные преобразования аналоговых сигналов и вырабатывать не только дискретные, но и аналоговые управляющие сигналы.
МИК-51 содержит средства оперативного управления, расположенные на лицевой панели контроллера. Эти средства позволяют вручную изменять режимы работы, устанавливать задание, управлять ходом выполнения программы, вручную управлять исполнительными устройствами, контролировать сигналы и индицировать ошибки. Стандартные аналоговые и дискретные датчики и исполнительные устройства подключаются к контроллеру МИК-51 с помощью индивидуальных кабельных связей. Внутри контроллера сигналы обрабатываются в цифровой форме.
Контроллеры МИК-51 могут объединяться в локальную управляющую сеть шинной конфигурации. Для такого объединения никаких дополнительных устройств не требуется. Через сеть контроллеры могут обмениваться информацией в цифровой форме.
Программирование контроллера выполняется с помощью клавиш передней панели или по интерфейсу с помощью специального программного обеспечения - визуального редактора FBD-программ АЛЬФА. Программный пакет редактор FBD-программ АЛЬФА распространяется бесплатно. Он доступен на странице в Интернет: www.microl.com.ua.
Система программирования реализована в соответствии с требованиями стандарта Междунаpодной Электpотехнической Комиссии (МЭК) IEC 1131-3 и предназначена для разработки прикладного программного обеспечения сбора данных и управления технологическими процессами, выполняемыми на программируемых контроллерах.
В качестве языка программирования в системе реализован язык функциональных блоковых диагpамм Function Block Diagram (FBD), предоставляющий пользователю механизм объектного визуального программирования.
Процесс программирования сводится к тому, что путем последовательного нажатия нескольких клавиш из библиотеки, зашитой в постоянной памяти, вызываются нужные функциональные блоки, эти функциональные блоки объединяются в систему заданной конфигурации и в них устанавливаются требуемые параметры настройки.
С помощью встроенной энергонезависимой памяти запрограммированная информация сохраняется при отключении питания.
Контроллер МИК-51 представляет собой комплекс технических средств. В его состав входит центральный микропроцессорный блок контроллера и клеммно-блочный соединитель. Центральный блок преобразует аналоговую и дискретную информацию в цфровую форму, ведет обработку цифровой информации и вырабатывает управляющие воздействия.
Контроллер МИК-51 это - проектно-компонуемое изделие, которое позволяет пользователю выбрать нужный комплект модулей расширения (УСО – устройства связи с обьектом) и блоков согласно числу и виду входных-выходных сигналов. Его состав и ряд параметров определяются потребителем и указываются в заказе.
В контроллер МИК-51 встроены развитые средства самодиагностики, сигнализации и идентификации неисправностей, в том числе при отказе аппаратуры, выходе сигналов за допустимые границы, сбое в ОЗУ, нарушении обмена по сети и т.п.
В контроллере МИК-51 предусмотрено:
• До 9 независимых контуров регулирования, каждый из которых может быть локальным или каскадным, с аналоговым или импульсным выходом, с ручным, программным (в том числе многопрограммным) или супервизорным задатчиком.
• Более 50 типов зашитых в ПЗУ функциональных блоков непрерывной и дискретной обработки информации, включая функциональные блоки ПИД регулирования, функциональные блоки математических, динамических, нелинейных, аналого-дискретных и логических преобразований.
• До 99 используемых блоков со свободным их заполнением любыми функциональными блоками из библиотеки и свободным конфигурированием между собой и с входами-выходами контроллера. Ручная установка или автоподстройка любых свойств, параметров и коэффициентов в любых функциональных блоках.
• Изменение режимов управления, включение/отключение, переключение и ре конфигурация контуров регулирования любой степени сложности.
• Оперативное управление контурами регулирования с помощью клавиш лицевой панели, 2-х четырехразрядных, и одного трехразрядного цифровых индикаторов и нaбоpa светодиодов, позволяющих менять режимы, устанавливать задание, управлять исполнительными механизмами, контролировать сигналы, индицировать аварийные ситуации. При программном регулировании средства оперативного управления позволяют выбирать требуемую программу, пускать, останавливать, и сбрасывать программу, переходить к следующему участку программы, а также контролировать ход выполнения программы.
• Обьединение до 32 контроллеров в локальную управляющую сеть, причем в эту сеть могут включаться также и другие модели контроллеров.
• Контроллеры МИК-51 могут комплектоваться модулем расширения (см. раздел 3.2 заказ контроллера МИК-51)
Количество входов-выходов в базовой модели контроллера:
- Аналоговые входа - 4 (2 универсальных, 2 унифицированных).
- Аналоговые выхода - 1.
- Дискретные входа - 3.
- Дискретные выхода - 5.
Подробнее в описании контроллера МИК-51 на сайте производителя: www.microl.com.ua
3 Краткое описание SCADA системы Trace Mode 6
SCADA (сокр. от англ. Supervisory Control And Data Acquisition – диспетчерское управление и сбор данных) - Программа управления технологическим процессом и отображением его хода на экране монитора.