Автоматизация электротехнических систем

АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Часть 2

 

КУРС ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 140400

Декабрь 2015 года

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Андреев Е.Б., Куцевич Н.А., Синенко О.В. SCADA-системы: взгляд изнутри. М.: Издательство "РТСофт", 2004. – 176 с.

2. Денисенко В. В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. – М.: Горячая линия-Телеком, 2009. – 608 с.

3. Матвейкин В.Г., Фролов С.В., Шехтман М.Б. Применение SCADA-систем при автоматизации технологических процессов. М: Машиностроение, 2000. 176с.

4. Павлюченко А. Практикум по Wonderware InTouch. Базовый и дополнительный курсы. М: ООО Изд. "Научтехлитиздат", 2002. – 140 с.

 

ГЛАВА 1. ВЫБОР ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ АСУТП

Общие положения

Современная АСУТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему управления с использованием автоматических систем сбора данных и вычислительных комплексов.

Диспетчер в многоуровневой АСУТП получает информацию с монитора ЭВМ и воздействует на объекты, находящиеся от него на значительном расстоянии с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров.

Технологические процессы в энергетике, нефтегазовой и ряде других отраслей промышленности являются потенциально опасными и при возникновении аварий приводят к человеческим жертвам, а также к значительному ущербу. По статистике за тридцать лет число учтенных аварий удваивается примерно каждые десять лет. В 60-х годах ошибка человека была первоначальной причиной аварий лишь в 20% случаев, тогда как к концу 80-х доля "человеческого фактора" стала приближаться к 80 %. Одна из причин этой тенденции - низкая эффективность человеко-машинного интерфейса (ЧМИ, HMI, MMI).

Концепция SCАDA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных) в настоящее время является основным и наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами).

SCADA-система представляет собой специализированное программное обеспечение, осуществляющее двухстороннюю связь оператора технологического процесса (диспетчера) с АСУ ТП. Достоинствами SCADА являются дружественность ЧМИ, полнота и наглядность представляемой информации, удобство пользования средствами управления, что повышает эффективность взаимодействия диспетчера с АСУТП и снижает вероятность возникновения ошибок управлении.

Управление ТП на основе SCADA стало осуществляться в западных странах в 80-е годы в первую очередь на сложных объектах электро- и водоснабжения, химических и нефтеперерабатывающих производствах, железнодорожный транспорт, транспорте нефти и газа и др.

В России диспетчерское управление опиралось на опыт диспетчерского персонала. Поэтому переход к управлению на основе SCADA-систем стал осуществляться в 1990-х г.г. Каждая SCADA-система - это собственность компании и поэтому данные о той или иной системе ограничены, что затрудняет их сравнение и адекватную оценку их характеристик.

Выбор SCADA-системы представляет собой трудную задачу, аналогичную принятию решений в условиях многокритериальности, усложненную невозможностью количественной оценки ряда критериев из-за недостатка информации.

Архитектура АСУ ТП

 

Обобщенная схема АСУТП, представлена на рис. Как правило, это двух или трех уровневые системы, так как именно на этих уровнях реализуется непосредственное управление технологическими процессами.

 

1) Нижний уровень - уровень объекта (контроллерный) - включает различные датчики, электроприводы и исполнительные механизмы для реализации регулирующих и управляющих воздействий. Датчики поставляют информацию локальным ПЛК, которые выполняют следующие функции:

а) сбор и обработка данных о параметрах технологического процесса;

б) управление электроприводами и другими исполнительными механизмами;

в) решение задач автоматического логического управления и др.

Так как информация в контроллерах предварительно обрабатывается и частично используется на месте, существенно снижаются требования к пропускной способности сети.

К аппаратно-программным средствам контроллерного уровня управления предъявляются жесткие требования по надежности, времени реакции на внешние события, поступающие от объекта.

Для критичных с этой точки зрения объектов рекомендуется использовать контроллеры с ОСРВ, функционирующими в режиме жесткого реального времени. Разработка, отладка и исполнение программ управления контроллерами осуществляется с помощью специализированного ПО, например, ISaGRAF.

2) Средний уровень. Информация с локальных контроллеров направляется в сеть диспетчерского пункта непосредственно или через контроллеры верхнего уровня (концентраторы, интеллектуальные или коммуникационные контроллеры) которые реализуют следующие функции:

а) сбор и обработка данных с локальных контроллеров;

б) поддержание единого времени в системе и синхронизация работы подсистем;

в) организация архивов по выбранным параметрам;

г) связь разнородных сетей и обмен данными между нижним и верхним уровнем;

д) работа в автономном режиме при нарушениях связи с верхним уровнем;

е) резервирование каналов передачи данных и др.

 

3) Верхний уровень. Диспетчерский пункт включает, одну или несколько станций управления, представляющих собой автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера, сервер базы данных, и т. д. Часто в качестве рабочих станций используются ПК. Станции управления предназначены для отображения хода процесса и оперативного управления. Эти задачи призваны решать SCADA - системы.

 

Функции SCADA-систем:

а) автоматизированная разработка ПО АСУ ТП для конкретного объекта;

б) сбор, обработка и хранение данных, полученных от устройств нижнего уровня;

в) визуализация данных в виде мнемосхем, графиков и т.п. и диспетчерское управление;

г) автоматическое управление ТП ("медленное" управление).

д) сигнализация о неисправности оборудования и нарушении хода процессов;

е) формирование оперативных и итоговых отчетных документов.

Разработка SCADA-системы

Существует 2 пути разработки специализированного ПО для создания SCADA-системы:

1) Программирование с использованием "традиционных" средств (традиционные языки программирования, стандартные средства отладки и пр.) Целесообразен для простых систем или небольших фрагментов большой системы, для которых нет стандартных решений (не написан, например, драйвер). Но для реализации этого варианта требуется наличие в штате компании специалистов необходимого уровня и значительные временные затраты. Возможно попадание в зависимость от способных поддержать разработку и развитие.

2) Использование коммерческих инструментальных проблемно-ориентированных средств. Целесообразен для сложных распределенных систем. Позволяет минимизировать затраты труда высококлассных программистов, по возможности привлекая к разработке специалистов-технологов в области автоматизируемых процессов.

Программные продукты класса SCADA широко представлены на мировом рынке. Это несколько десятков SCADA - систем, многие из которых нашли свое применение и в России. Наиболее популярные из них приведены ниже:

 

SCADA	Разработчик	Страна
Сimplicity	GE Fanuc Automation	США
Citect	CI Technology	Австралия
Genesis	Iconics	США
InTouch	Wonderware	США
MasterSCADA	InSAT	Россия
TraceMode	AdAstra	Россия
WinCC	Siemens	Германия
КРУГ2000	НПО "Круг"	Россия

 

К преимуществам отечественных SCADA-систем можно отнести бОльшую приспособленность к российским условиям, удобную техническую поддержку и, как правило, низкую стоимость по сравнению с зарубежными аналогами.

 

После выбора SCADA - системы, начинается разработка АСУТП для конкретного объекта, включающая следующие этапы:

1) Разработка архитектуры АСУТП в целом. На этом этапе определяется функциональное назначение каждого узла системы.

2) Решение вопросов, связанных с возможной поддержкой распределенной архитектуры.

3) Создание прикладной программы для каждого узла, т.е. написание алгоритмов, совокупность которых позволяет решать задачи автоматизации.

4) Связь прикладной программы c устройствами нижнего уровня (ПЛК, УСО.)

5) Отладка созданной прикладной программы в режиме эмуляции.

Выбор SCADA-систем

 

Необходимо выяснить:

1) Насколько эффективно конкретная SCADA решает задачи взаимодействия АРМ с УСО, характерными для конкретного объекта управления (имеются ли не-обходимые драйверы). При этом SCADA ни в коей мере не должна ограничивать выбор технических средств автоматизации;

2) Насколько эффективно реализуются возможности создания многоуровневых структур с использованием промышленных шин, вычислительной сети, современных средств связи и Интернет, если это важно для конкретного ОУ;

3) Насколько эффективно решаются задачи, характерные для конкретного ОУ. Например, если ОУ имеет большое количество однородных структур, то важны возможности конкретной SCADA в части простоты тиражирования отработанных программных решений. Во многих случаях далее это качество при прочих равных условиях может стать определяющим.

 

В целом выбор SCADA осуществляется на основе технических, экономических и эксплуатационных характеристик

 

Технические характеристики

1) Поддерживаемые программно-аппаратные платформы. Большинство SCADA-систем реализовано на Windows платформах. Учитывая позиции Microsoft на рынке ОС, следует отметить, что даже разработчики многоплатформных SCADA, приоритетным считают развитие своих систем на платформе Windows. Некоторые имеют широкий список поддерживаемых платформ: DOS, MS Windows, OS/2, Linux и др. В RealFlex и Sitex основу программной платформы принципиально составляет ОСРВ QNX.

2) Наличие средств сетевой поддержки. Для эффективного функционирования в разнородной среде SCADA должна иметь поддержку работы в стандартных сетевых средах (Ethernet, промышленные и т.д.) с использованием стандартных протоколов (TCP/IP и др.).

3) Встроенные командные языки. Большинство SCADA-систем имеют встроенные языки высокого уровня типа VBA, позволяющие генерировать адекватную реакцию на события. Некоторые SCADA поддерживают языки МЭК 61131-3 для программирования задействованных в проекте контроллеров.

4) Поддерживаемые базы данных. Одной из основных задач SCADA является обработка данных: сбор, оперативный анализ, хранение, и т. д. Таким образом, в рамках создаваемой системы должна функционировать база данных. Практически все SCADA-системы, используют интерфейс ODBC для доступа к базам данных с языком запросов SQL.

5) Графические возможности. В каждой SCADA существует графический объектно-ориентированный редактор с определенным набором анимационных функций. Используемая векторная графика дает возможность осуществлять широкий набор операций над выбранным объектом, а также быстро обновлять изображение на экране, используя средства анимации. Важна поддержка стандартных функций GUI (Graphic Users Interface).

6) Открытость систем. Система является открытой, если для нее определены и описаны используемые форматы данных и процедурный интерфейс, что позволяет подключить к ней "внешние", независимо разработанные компоненты. Открытая система должна поддерживать: стандартные ОС, сети, протоколы, веб-технологии, обмен данными.

Современные SCADA-системы предоставляют набор драйверов к существующим устройствам нижнего уровня и имеют средства создания собственных драйверов.

Объекты и их свойства

 

Простые объекты. WindowMaker поддерживает четыре базовых типа простых объектов: линии, заполненные контуры, текст и кнопки. Каждый из этих простых объектов имеет статические и динамические свойства, влияющие на его внешний вид. Такими свойствами являются цвет линии, цвет заполнения, высота, ширина, ориентация и т. д. Динамические свойства могут быть связаны с переменными и меняться в ходы выполнения программы.

1) Линия - это объект, представляющий собой один или несколько связанных отрезков. Статические свойства - толщина линии и стиль, динамические - цвет.

2) Заполненный контур (прямоугольник, скругленный прямоугольник, круг, эллипс, многоугольник) представляет собой двухмерный объект. Динамические свойства - цвет контурной линии, цвет заполнения, размеры, расположение.

3) Текст представляет собой последовательность символов. Статические свойства - тип шрифта, его размер, выделение, курсив, подчеркивание, выравнивание. Динамические свойства - цвет, видимость и расположение.

4) Кнопка - часто используемый объект при создании операторских интерфейсов. С кнопками могут быть связаны функции различных типов.

 

Сложные объекты.

1) Символ - это комбинация простых объектов, которые обрабатываются как один объект. Любое изменение статических или динамических свойств символа влияет на все составляющие символа. Например, если создать символ "насос" из двух кругов и двух прямоугольников и присвоить ему динамическое свойство Fill Color (цвет заполнения), то это свойство будет распространяться на все четыре простых объекта.

2) Компонент - это совокупность двух или более объектов, символов или других компонентов, образующих единый элемент. Создается путем выбора двух и более объектов и последующего запуска команды Arrange/Make Cell. Каждая составляющая компонента может иметь собственные динамические свойства. Используются для таких виртуальных устройств, как панель управления контроллером, движковый регулятор и т. д. Компонент не может менять свой размер, ему нельзя присваивать динамические и статические свойства (внутри компонента есть объекты и символы со своими свойствами). Для изменения свойств компонента его надо разобрать на составные части командой Arrange/Break Cell.

3) Мастер-объект - это предварительно созданный компонент с определенными статическими и динамическими свойствами. В отличие от компонента, динамические свойства мастер-объекта быстро настраиваются с помощью специализированного диалога. Другими словами, фирма Wonderware провела большую работу и создала огромное количество мастер-объектов (несколько тысяч), определив для каждого из них механизм быстрой настройки статических и динамических свойств. Все эти мастер-объекты разделены на большое количество групп и размещены в соответствующей библиотеке.

 

Диалог Wizard Selection (выбор мастер-объекта).

Графические средства Citect

 

Проект Citect состоит из ряда страниц (Pages), которые выводятся на экран компьютера в одном окне. С помощью страниц происходит восприятие данных оператором и ввод управляющих воздействий. Важно создать графические страницы таким образом, чтобы они охватывали весь ТП и предоставляли оператору всю необходимую для управления информацию.

Компоненты среды разработки Citect:

1) Citect Explorer - представление списка проектов и их стандартных папок в иерархическом виде с доступом к любому компоненту проекта;

2) Project Editor (редактор проектов) - среда создания, конфигурирования и редактирования задач, не связанных с графическими страницами проекта;

3) Graphics Builder (построитель интерфейсов) - среда создания и редактирование графического интерфейса;

4) Cicode Editor (редактор Cicode) - полнофункциональная интегрированная среда для создания и отладки программ на языке Cicode.

 

Шаблоны страниц (Template)

Ниже приведено описание некоторых шаблонов Citect, хранящихся в библиотеке:

1) Blank - шаблон пустой страницы;

2) Normal - шаблон базовой страницы для создания мнемосхем технологических процессов;

3) PageMenu - шаблон для создания страницы меню, которая позволяет оператору быстро переходить к другим страницам или группам страниц проекта;

4) BookMenu - шаблоны для создания меню в формате книг;

5) TabMenu - шаблоны для создания меню в формате таблиц;

6) Single Trend - шаблон для создания страницы с одним окном трендов, в котором имеется до 8 перьев;

7) Double Trend - шаблон для создания страницы с двумя окнами трендов, в каждом из которых имеется до 8 перьев;

8) Compare Trend - шаблон для создания страницы c двумя трендами, наложенными один на другой в целях их сравнения;

9) Pop Trend - шаблон для создания маленькой страницы трендов, которая будет играть роль выпадающей страницы;

10) Alarm - шаблон для создания страницы текущих алармов;

11) Summary - шаблон для создания страницы сводки алармов;

12) Hardware - шаблон для создания страницы аппаратных алармов.

 

 

 

Некоторые шаблоны страниц, например, для вывода алармов, трендов и статистических графиков уже сконфигурированы и остается ввести имена требуемых параметров. В любом шаблоне представлены все необходимые элементы: рамки, линейки и т. д.

 

Последовательность расположения страниц в проекте определяется при проектировании системы управления в диалоге Properties (Свойства страницы). С помощью средств навигации оператор имеет возможность последовательно переходить с одной страницы на другую. Всегда под рукой у оператора находятся клавиши перехода на страницы алармов.

 

Готовые шаблоны страниц являются достоинством SCADA-пакета, так как они позволяют разработчику экономить значительное время и унифицировать внешний вид страниц проекта, что положительно скажется на работе оператора. Если несколько страниц проекта созданы на базе одного и того же шаблона, легко модифицировать сразу всю эту группу страниц, производя изменения только в шаблоне.

 

На рабочем поле окна Graphics Builder (рис.) размещен шаблон Normal с инструментарием. Слева и справа от инструментария представлены примеры объектов, созданных с помощью различных инструментов.

Инструментарий включает 14 различных инструментов и селектор (стрелка) для выбора объектов в окне.

 

OPC-серверы

Общие сведения

OPC получил широкую поддержку производителей SCADA-систем и в настоящее время является стандартом обмена информацией с устройствами нижнего уровня. Производители аппаратных средств, пользуясь спецификацией OPC, имеют возможность имеют возможность разрабатывать единственный сервер ОРС для обеспечения единственного и наиболее общего способа организации доступа к данным и передачи в адрес приложений-клиентов различных производителей программного обеспечения для промышленной автоматизации.

OPC DA-сервер

 

Технология OPC основана на модели распределенных компонентных объектов DCOM. Базовым понятием этой модели является элемент данных (Item). Каждый элемент данных имеет значение, время последнего обновления (Timestamp) и признак качества, определяющий степень достоверности значения.

Значение может практически любого скалярного типа (булево, целое, с плавающей точкой и т.п.) или строкой.

Время представляется с точностью 100 наносекунд. Реальная точность измерения времени обычно хуже и, зависит от реализации сервера и аппаратуры.

Параметр качества предназначен для передачи клиенту информации о выходе величины за допустимые границы, отсутствии данных, ошибке связи. Может принимать значения UNCERTAIN, GOOD или BAD (не определено, хорошее и плохое), а на случай плохой – еще и расшифровку, например QUAL_SENSOR_FAILURE – неисправность датчика.

 

Следующим является понятие группы элементов (OPC Group). Группа создается ОРС-сервером по требованию клиента, который затем может добавлять в группу элементы. Для группы клиентом задается частота обновления данных, и все данные в группе сервер старается обновлять и передавать клиенту с заданной частотой. Отдельно стоящих вне группы элементов быть не может. Клиент может создать для себя на сервере несколько групп, различающихся частотой обновления. Для каждого клиента всегда создается своя группа (кроме так называемых публичных групп), даже если состав элементов и частоты обновления совпадают. Отсоединение клиента приводит к уничтожению группы. Элементы в группе, таким образом, - это своего рода клиентские ссылки на некие реальные переменные (теги), находящиеся на сервере или физическом устройстве. Пример полного тега: Устройство1.Модуль5.АналоговыйВход3.

На верхней ступени иерархии находится ОРС-сервер. В отличие от элемента и группы он единственный является СОМ-объектом, все остальные объекты доступны через его интерфейсы, которые он предоставляет клиенту.

 

Режимы чтения данных из ОРС-сервера:

1) Синхронный – клиент посылает серверу запрос и ждет ответа.

2) Асинхронный – клиент отправляет запрос и переходит к выполнению других задач. Сервер после выполнения функции запросы посылает уведомление и клиент забирает данные.

3) Подписка – клиент сообщает серверу список тегов, значения которых сервер должен передавать в случае изменения. Для фильтрации шума вводится "мертвая зона", немного превышающая возможный размах помехи.

4) Обновление данных – клиент вызывает одновременное чтение всех активных тегов. Активными называются все теги, кроме обозначенных как "пассивные". Такое деление тегов уменьшает загрузку процессора обновлением данных, принимаемых из физического устройства.

 

В каждом режиме данные могут читаться либо из кэша ОРС-сервера, либо непосредственно с контроллера. Чтение из кэша выполняется быстрее, но данные могут устареть.

Запись данных в контроллер выполняется непосредственно, без промежуточной буферизации в синхронном или асинхронном режиме.

ОРС-сервер может иметь пользовательский интерфейс, с функциями:

- поиск подключенного к промышленной сети оборудования;

- установка параметров оборудования (имени, адреса, скорости обмена, периода сторожевого таймера, наличие контрольной суммы);

- создание иерархического представления имен тегов;

- наблюдение значений тегов;

- управление правами доступа к ОРС-серверу.

ОРС-сервер во время инсталляции записывается в реестр Windows. Каждый ОРС-сервер монопольно занимает СОМ-порт компьютера, поэтому при использовании нескольких ОРС-серверов необходимо иметь соответствующее количество СОМ-портов. Для увеличения количества СОМ-портов можно использовать преобразователи USB-RS-232.

 

Стандарт OPC UA

 

Недостатками ОРС-технологии являются:

1) Доступность только на ОС Windows

2) Связь с технологией DCOM, исходные коды которой являются закрытыми. Это не позволяет решать вопросы надежности ПО, а также выявлять и устранять причины отказов.

3) Проблемы конфигурирования DCOM

4) Неприспособленность DCOM для обмена данными через Интернет

5) Не обеспечение DCOM информационной безопасности

 

В связи с этим в 2006 г. OPC Foundation предложила новое поколение стандарта - OPC Unified Architecture, основанного на архитектуре SOA (Service Oriented Architecture – архитектура, ориентированная на сервисы). Под сервисом понимается некоторая функциональность, заключенная в программном компоненте, которая может быть транспортирована от сервера к клиенту.

Достоинства:

1) Реализация на ANSI C обеспечивает независимость от аппаратно-программной платформы, типа взаимодействующих систем и сетей.

2) Ориентация на сервисы вместо объектов позволяет использовать UA на любых компьютерах, контроллерах и т.п., поддерживающих веб-сервисы.

3) Масштабирование, т.е. изменение объема программы в зависимости от ресурсов процессора и требуемой функциональности. Возможность компиляции в виде однопоточного и многопоточного приложения.

4) Поддержка надежного и современного транспортного механизма SOAP на базе XML с применением HTTP-протокола.

5) Обеспечение хорошей безопасности передачи данных, противодействие вирусам.

6) Конфигурируемый таймаут для каждого сервиса.

7) Использование открытых стандартов W3С (World Wide Web Consortium) вместо закрытого DCOM.

8) В одном приложении могут быть скомбинированы клиент и сервер для взаимодействия с другими клиентами и серверами или ретрансляции данных.

9) Обеспечена совместимость с DCOM OPC-серверами и клиентами.

 

 

ГЛАВА 4. АЛАРМЫ И СОБЫТИЯ

 

Состояние тревоги, в дальнейшем аларм (Alarm) - это сообщение, предупреждающее оператора о возникновении ситуации, которая может привести к серьезным последствиям, и требующее его внимания или вмешательства. Различают неподтвержденные и подтвержденные алармы. Аларм называется подтвержденным после того, как оператор подтвердил ("квитировал") факт получения сообщения об аларме. Событие - обычное статусное сообщение системы, не требующее реакции оператора.

Подсистема алармов - это обязательный компонент любой SCADA - системы. От эффективности подсистемы алармов зависит скорость идентификации неисправности. Например, если оператор не получит вовремя информацию о том, что двигатель насоса перегрелся, это может привести в лучшем случае к выходу насоса из строя, а то и к крупной аварии.

Причины, вызывающие состояние аларма:

1) Выход параметров технологического процесса за допустимые границы.

2) Неисправность в системе управления: самой SCADA-системе, в контроллерах, каналах связи, датчиках и т.п.

 

Типовые алармы

 

Алармы делятся на дискретные и аналоговые.

Дискретные алармы срабатывают при изменении состояния дискретной переменной. При этом для срабатывания аларма можно использовать любое из двух состояний: TRUE / ON (1) или FALSE / OFF (0). По умолчанию дискретный аларм может срабатывать на ON или OFF, в зависимости от конкретной SCADA - системы.

Аналоговые алармы базируются на анализе выхода значений переменной за указанные верхние и нижние пределы. Аналоговые алармы могут быть заданы в нескольких комбинациях:

Графическая интерпретация алармов типа Hi и HiHi.

1) Верхний предупредительный и аварийный (High и High High). Из рис. видно, что алармы Hi и HiHi срабатывают при достижении переменной заданных для каждого аларма пределов (High Alarm, High High Alarm). Для выхода переменной из состояния аларма (HiHi или Hi) необходимо, чтобы ее значение стало меньше порогового на величину, называемую зоной нечувствительности (Deadband).

2) Нижний предупредительный и аварийный (Low и Low Low).

3) Отклонение от нормы (Deviation). Отклонении значения переменной от заданного значения (Setpoint), причем это заданное значение в ходе технологического процесса может изменяться либо оператором, либо программно (автоматически). Аларм сработает при выходе значения переменной за границу предельно допустимого отклонения.

 

Графическая интерпретация алармов типа Deviation.

 

4) По скорости изменения (Rate of Change). Алармы типа ROC срабатывают, когда скорость изменения параметра становится больше предельно допустимой. Понятие "зона нечувствительности" (Deadband) к алармам этого типа не применяется.

 

Алармы и события в InTouch

 

В InTouch имеется две системы алармов:

1) Стандартная система используется для отображения всех аварийных ситуаций и событий, возникающих в локальном InTouch - приложении.

2) Распределенная система позволяет подтверждать аварийные ситуации, генерируемые системами алармов других включенных в сеть InTouch - приложений.

 

В зависимости от своих характеристик алармы и события подразделяются на несколько категорий по типу (Туре) и классу (Class). С переменной можно связывать алармы любого типа.

 

Тип Событие ACK Аларм был подтвержден ALM Возникла аварийная ситуация EVT Возникло аварийное событие RTN Переменная перешла из аварийного состояния в обычное SYS Возникло системное событие DDE Получено значение переменной от DDE - клиента

 

Каждый аларм связан с определенной логической группой алармов. Группы определяются пользователем и могут быть организованы в иерархическую структуру до восьми уровней.

Каждая переменная связывается с какой-либо группой алармов. Если пользователь не определил такую группу для конкретной переменной, то она автоматически связывается с корневой группой алармов $System.

 

Каждому аларму в InTouch присваивается приоритет характеризует важность данного аларма и принимает значения от 1 до 999 (наиболее серьезные алармы имеют приоритет 1). Организовав несколько диапазонов значений и связав алармы с каждым диапазоном, можно достаточно легко отфильтровать критические алармы от некритических.

Условлено следующее распределение приоритетов по четырем группам важности алармов:

 

Алармы Диапазон приоритетов Критические 0 - 249 Существенные 250 - 499 Несущественные 500 - 749 Информационные 750 - 999

 

Условия возникновения аварийных ситуаций определяются в словаре переменных (Tagname Dictionary). После выбора типа переменной откроется диалог ее подробного описания.

Для дискретный переменной указывается:

1) Поле Initial Value с опциями On-1/Off-0 (начальное значение - вкл./откл.) предназначено для задания дискретного состояния переменной в момент запуска WindowViewer (среда исполнения).

2) В поле преобразования входных значений (Input Conversion) указывается тип преобразования входной величины в момент обновления базы данных:

• Direct - входная величина читается без преобразования;
• Reverse - входная величина после чтения инвертируется.

3) Поля On Msg/Off Msg определяют текст, который будет отображен в окне вывода алармов при срабатывании аларма на ON/OFF.

 

Вывод информации об алармах

Для отображения информации об аварийных ситуациях или событиях в InTouch предусмотрены два типа объектов (окон):.

1) Alarm Summary (Текущие алармы) на дисплей выводится информация только о текущих подтвержденных или неподтвержденных аварийных ситуациях. В случае возврата ситуации в нормальное состояние запись о ней исчезает из текущей аварийной сводки.

2) Alarm History (архивная сводка алармов) на дисплей выводятся данные об аварийных ситуациях или событиях, включая количество уже произошедших аварийных ситуаций данного типа, время подтверждения, время возврата в нормальное состояние.

 

Создание системы алармов производится в несколько этапов:

1) Создание объекта (окна) вывода аварийной информации. Для создания объекта вывода алармов следует вывести на экран диалоговое окно Wizard Selection (Выбор мастера) (кнопка Wizard). Далее производится выбор категории Alarm Displays (окна вывода алармов) в списке мастеров, в категории выбирается стандартная система алармов (Standard Alarm Displays).

 

Стандартный объект вывода аварийной информации.

 

2) Конфигурирование окна вывода аварийной информации; Конфигурирование окна вывода аварийной информации производится в диалоге Alarm Configuration (параметры окна вывода аварийной информации). В этом диалоге определяется

а) тип окна вывода аварийной информации ("Текущие алармы" или "Архивная сводка алармов"),

б) группа алармов (Alarm Group)

в) границы диапазона приоритетов окна вывода алармов (From/To Priority),

г) дискретные переменные для перехода на предыдущую (Previous Page) и следующую (Next Page) страницу списка алармов.

д) форматирование аварийного сообщения (Format Alarm Message) определяется информация, включаемая в аварийное сообщение. В строку аварийного сообщения можно включить текущую дату (Date), текущее время (Time), тип аларма (Alarm Type), приоритет (Priority), имя переменной (Tagname), ее текущее значение (Value), а также группу алармов (Group Name) и статус аларма (Alarm State).

 

Алармы в Citect

 

Делятся на аппаратные и конфигурируемые.

1) Аппаратные алармы информируют оператора о неисправностях, возникающих в устройствах СУ (контроллерах, модулях ввода/вывода, каналах связи). Citect постоянно производит диагностику собственного состояния и состояния периферийного оборудования. Сведения об обнаруженных неисправностях выводятся оператору автоматически. Это свойство Citect является встроенным и не нуждается в предварительной настройке (конфигурировании). Аппаратные алармы отображаются на специальной странице (Hardware Alarm Page).

2) Конфигурируемые алармы. Алармы, вызываемые отклонениями технологических параметров за допустимые границы, неисправностью технологического оборудования, надо предварительно конфигурировать.

 

Типы конфигурируемых алармов:

а) Дискретные алармы срабатывают при изменении состояния дискретной переменной.

б) Аналоговые алармы базируются на анализе выхода значений переменной за указанные верхние и нижние пределы (Hi, HiHi, Low, LoLo, Dev, ROC).

в) Алармы с меткой времени подобны дискретным алармам - аларм срабатывает при изменении дискретного параметра. Однако эти алармы имеют точную привязку ко времени (с разрешением в 1 мс!!!), которая позволяет установить точное время его срабатывания. Таймер обычно считывает время из устройства ввода/вывода. Миллисекундная точность позволяет выявлять взаимосвязи между алармами.

г) Составные алармы срабатывают, когда результат выражения Cicode меняет значения от FALSE к TRUE. Они требуют большего времени на обработку, чем другие типы алармов. Поэтому большое количество составных алармов существенно ухудшает характеристики системы управления. Составные алармы рекомендуется использовать лишь в том случае, когда невозможно применить другие типы алармов. В выражении Cicode могут быть константы, значения переменных, а также результаты сложных вычислений. Пример: HW_TEMP>=80 - запустить состояние аларма, когда значение переменной HW_TEMP будет больше или равно 80.

 

Конфигурирование алармов

Конфигурирование алармов производится в папке Alarms.

Каждый тип аларма имеет свои специфические параметры (поля) для настройки, но имеются общие для всех типов алармов параметры:

1) Alarm Tag - имя аларма;

2) Alarm Name - имя физического устройства, связанного с алармом;

3) Variable Tag - переменная, вызывающая аларм;

4) Category - номер группы (категории) аларма.

 

Категории алармов

В системе Citect предусмотрена возможность классифицировать алармы по самым различным признакам: по участкам производства, по типу алармов, имени, приоритету и т. д. При разработке проекта можно определить до 255 категорий. Если категория для аларма не установлена, аларм будет иметь такие же атрибуты, как и аларм категории 0. Категория 255 используется для всех аппаратных алармов.

Каждая категория может иметь свой приоритет. Приоритеты алармов могут быть использованы для определения порядка их появления, обеспечивая необходимую для оператора фильтрацию. Важность приоритета уменьшается с увеличением его значения от 1 до 255. Таким образом, приоритет с номером 1 - самый высокий. Например, если алармы с приоритетами от 1 до 8 должны выводиться на экран, то первыми будут выводиться алармы с приоритетом 1 в порядке их поступления, затем - алармы с приоритетом 2 и т. д.

 

Задание свойств категории алармов производится в диалоге Alarm Categories

1) Поля Alarm On Font и Alarm Off Font предназначены д