Котлоагрегаты

Другие объекты

Разное

Вопросы по АТП (автоматизации технологических процессов)

Designed by:
Joomla Templates

Программирование функций управления в контроллерах

 

Правила и языки программирования

Правила и приемы технологического программирования контроллеров определяются их исполнением. Для жестко программируемых контроллеров – контроллеров со встроенной системой технологического программирования, - эти правила определены разработчиком и всегда индивидуальны. Для свободно программируемых контроллеров создание технологических программ определяется используемой инструментальной системой. Исторически сложилось так, что встроенные системы программирования основываются на использовании приемов (команд), применение которых опирается на понятия и определения, используемые в автоматизации оборудования и процессов.

Создание и редактирование FBD программ

Процесс создания FBD программы имеет два этапа: создание атрибутов программы – ее имени и комментария, и создание содержания программы – набора связанных функциональных блоков (ФБ) и назначения для программы входов и выходов. Программа и ее атрибуты создаются и редактируются в окне диалога FBD-программа, которое выводится по команде FBD-программы пункта Окна меню РБК. Окно содержит меню команд для операций с программами узла, а также поля для просмотра состава программ и редактирования их имен и комментарий. Имя программы – не более 8 символов, а комментарий - до 128. Имя используется для ссылок на программу. Комментарий – это дополнительная информация о назначения программы. Он выводится во всех диалогах, ссылающихся на FBD программы. Программы узла можно тиражировать. По кнопке Размножить текущая программа тиражируется во все узлы проекта. Полученные копии программы в дальнейшем не зависят друг от друга. Для тиражирования в отдельные узлы текущего проекта или узлы других проектов FBD-программу необходимо сохранить в файл и затем вставить из файла. Файл тиражируемой программы имеет тип  crm. FBD-программы можно сохранять в текстовом виде. Файл текста программы имеет тип frm. Переход к содержанию программы осуществляется по команде Редактировать из пункта Редактирование меню или по одноименной кнопки окна диалога FBD-программа. При этом осуществляется переход в окно FBD программы РБК и выводится окно диалога Меню FBD, через которое задается режим работы с содержанием программы и осуществляется выбор необходимых функций. Доступные функции сгруппированы по разделам. Выбор раздела осуществляется через списочное поле, при этом функции раздела становятся доступными для выбора через кнопки с их обозначениями (именами). Первая функция раздела становится текущей. Двойное нажатие ЛКМ выводит описание функций раздела. В ТМ5 имеется 150 стандартных функций, которые сгруппированы в 14-ти разделах. Кроме стандартных функций в FBD программах могут использоваться функции, разработанные пользователем. Такие функции могут разрабатываться как IL программы типа FB, а также DLL модули. Можно использовать до 54-х функций в виде IL программ и до 10-ти функций в виде DLL модулей. IL-программы (файлы типа il (текст) и icl (транслированный модуль), реализующие пользовательские функции, должны находится в подкаталоге ASM каталога проекта, а файлы описателей их входов и выходов (типа def) – в подкаталоге INI. При загрузке проекта в РБК содержимое этих подкаталогов копируется в соответствующие каталоги инструментальной системы, а при выгрузке проекта – обратно. Эти пользовательские функции доступны через  разделы: Техно IL_1, Техно IL_2 и Техно IL_3.

DLL модули должны быть представлены файлами FBDn.dll (n – номер в списке от 0 до 9) и размещаться в каталоге запуска МРВ. Такие пользовательские функции доступны для использование через функциональный раздел DLL. Работа с содержанием программы выполняется в двух режимах: размещение новых блоков и редактирование связей. Переход в режим размещения новых блоков осуществляется по кнопке с рисунком блока. В этом режиме выполняется только создание новых блоков при каждом нажатии ЛКМ в рабочей области окна РБК. Создаваемые блоки размещаются по положению курсора с привязкой левого верхнего угла блока к узлам сетки рабочей области. Изменение функции блока после его размещения недоступно. При размещении нового блока число переменных программы автоматически увеличивается. Количество добавляемых  переменных равно сумме выходов блока и его внутренних переменных. По мере настройки входов блока они добавляются в список переменных. Переход в режим редактирования связей осуществляется по кнопке с рисунком связи. В этом режиме доступны операции связывания входов и выходов блоков, удаления связей и блоков, перемещения блоков, а также настройки не связанных входов и выходов. Программируемая функция управления может реализовываться как одним, так и несколькими функциональными блоками. Состав и количество используемых функций (количество блоков) и их связь определяется алгоритмом функции управления. Ряд входов и выходов блоков используются для связи программы с атрибутами канала (для ввода и вывода данных). Такие входы и выходы блоков являются соответственно входами и выходами программы и они должны иметь требуемые настройки. Их настройка выполняется с помощью окна диалога Описание переменной, которое вызывается двойным нажатием ЛКМ на настраиваемом входе (выходе). Здесь, прежде всего, назначается вид данных (константа или аргумент), формат их представления и вводится описание (комментарий). Комментарии к входам и выходам программы, а также их  числовые индексы, выводится при подключении программы к каналу. При этом на экран выводится стандартный диалог выбора файла. После выбора требуемого файла сохраненная в нем программа будет загружена. При этом в соответствующих полях окна диалога Техно IL выводятся ее тип и имена, а в окне редактирования - текст, который становится доступен для изменения. Для управления выполнением метапрограмм используется специальный канал. Он имеет подтип СИСТЕМНЫЙ и дополнение к подтипу Программы. Каждый бит этого канала управляет выполнением соответствующей программы. Его значение 1 означает разрешение выполнения программы, а 0 - запрет. Для создания функционального блока из FBD-программы надо в режиме ее редактирования в окне диалога Меню FBD выбрать один из разделов Техно IL_1, Техно IL_2, Техно IL_3 и дважды нажать ЛКМ на свободной кнопке. При этом на ней появится имя нового блока, состоящее из первых трех символов имени программы. Входные и выходные аргументы программы образуют входы и выходы нового блока. Первые три символа комментария к аргументу используются в качестве имени соответствующего входа или выхода.

Отладка функций управления

Отладка функций управления может выполняться как в одном канале, так и во всех каналах узла. Для одного канала управление его пересчетом осуществляется в окне диалога Реквизиты. При этом пересчет выполняется в пошаговом режиме. Для каналов, имеющих вид представления F, управление эмуляцией их пошагового пересчета осуществляется на закладке Эмулятор. Здесь имеются и поля ввода и отображения значений атрибутов канала и промежуточных переменных, а также кнопка запуска пересчета. При каждом нажатии кнопки запуска выполняется один цикл пересчета канала. Исходным данным для пересчета является задаваемое входное значение (значение поля Вход), а условиями обработки – текущие значения настроек первичной обработки. Для каналов, работающих с дискретными сигналами, отладка их первичной или выходной обработки осуществляется на закладке Маски и эмуляция. На этой закладке настраиваются маски для первичной обработки. Здесь после настройки обработки можно ввести входное значение канала (значение поля и маски Вход), и после нажатия кнопки запуска пересчета, посмотреть аппаратное и реальное значение канала. Если процедурой трансляции осуществлялся вызов  FBD-программы, которая ссылалась на атрибуты других каналов, то при пересчете значения этих атрибутов принимаются равными нулю. Отладка обработки данных всеми каналами узла осуществляется специальной программой Отладчиком базы каналов, который для базы каналов текущего узла можно вызвать из окна Объекты РБК. Вызов отладчика осуществляется командой Отладка из пункта Объект, командой Эмулятор из пункта Узел, с помощью клавиши F10 или нажатием соответствующей кнопки панели инструментов.

Внимание! Вызов отладчика невозможен, если в пути доступа к инструментальной системе имена каталогов имеют пробелы.

Рабочая область окна отладчика состоит из двух частей. В левой части выводятся объекты базы каналов текущего узла, в которых содержаться каналы базы. В правой части, в виде таблицы, выводятся значения атрибутов каналов. Значения атрибутов каждого канала выводится одной строкой. В первой строке выводятся значения атрибутов канала с наименьшим индексом. Таблица имеет 18 фиксированных столбцов, в поля которых выводятся результаты пересчета. Запуск пересчета базы каналов выполняется соответственно командой Старт из пункта Отладка, сочетанием клавиш Alt+R или соответствующей кнопкой панели инструментов. Пересчет можно выполнять как в непрерывном (F5), так и в пошаговом (F9) режиме работы отладчика. Содержимое полей может быть отредактировано как до запуска пересчета, так и во время пересчета. Первичное редактирование содержимого поля выполняется по двойному нажатию ЛКМ. При этом имя канала редактируемого поля принимает голубую окраску и выводится диалог для ввода значения с именем канала и наименованием атрибута. Последующее изменение значений текущего поля выполняется по одиночному нажатию ЛКМ. Отладчик позволяет вводить любые значения. Например, значение верхней границы вполне может оказаться меньше, чем значение нижней границы. За корректностью вводимых значений должен следить пользователь. Управление состоянием (C), подключением (W) и достоверностью (I) канала реализуется двойным нажатием ЛКМ на соответствующих полях. Наличие в них «звездочки» является признаком равенства этого атрибута логической единице. Если к каналу подключена FBD-программа, то после двух нажатий ЛКМ на поле имени канала на экран выводится окно диалога со значениями атрибутов программы. В заголовке этого диалога выводится идентификатор процедуры, взывающей программу (T – трансляция, L – управление), и имя канала. Если канал вызывает две программы, то выводится информация о программе, подключенной к процедуре трансляции. Здесь можно изменить значение любой константы программы. Для этого надо дважды нажать ЛКМ в поле ее значения и в появившемся диалоге ввести требуемую величину. Значения атрибутов, удовлетворяющие результатам настройки, можно сохранить для дальнейшего использования при настройке каналов. Выполнение команды Запись изменений из пункта Настройка меню отладчика сохранит отладочные настройки каналов базы в файл типа dmp с именем узла. Это текстовый файл можно просмотреть и распечатать соответствующим редактором. При настройке каналов в РБК выполнением команды Принять изменения из пункта меню Узел этот файл может быть открыт для просмотра в текстовом редакторе системы.

Внимание!

1. Функция ЗАПИСАТЬ/ПРИНЯТЬ ИЗМЕНЕНИЯ работает только в том случае, если значения пределов и аварийных границ до изменений в отладчике были заданы корректно.

2. Сохранить можно только те значения, которые до редактирования не были равны нулю.

Ниже приводится перечень столбцов отладчика базы каналов с описанием содержимого и обозначением выводимых атрибутов.

Отладчик базы каналов – файл Dserv.exe - может быть запущен как отдельное приложение. При этом командой Открыть из пункта меню Файл, или сочетанием клавиш Ctrl+O в него может быть загружена для отладки база любого узла из любого проекта (файл типа dbb).

-     в окне Словарь переменных - командой В/В привязка из пункта Инструменты.

Значения входных и выходных переменных должны преобразовываться. Контролируемое значение входной переменной – в пользовательское значение, а пользовательское значение выходной – в значение управляющего воздействия. Для этого используется таблицы преобразований, в которых формируются операции для обработки значений переменных. Вызов таблиц выполняется в окне Словарь переменных командой Таблицы преобразований из пункта Инструменты. Разработка приложения завершается процедурой генерации его кода. При этом используются команды пункта Создать Менеджера программ. Режим генерации кода настраивается в окне диалога, которое вызывается командой Опции компилятора. Генерация кода выполняется по команде  Создать приложение. При этом генератор кода выполняет синтаксическую проверку программ проекта и при их отсутствии производится компиляция с созданием исполняемого модуля приложения. По команде Проверить можно выявить синтаксические ошибки отдельной программы проекта в процессе ее создания. При этом также запускается генератор кода, но только в режиме проверки на синтаксис. Результаты этапов процесса генерации кода приложения  выводится в виде протокола.

Отладка прикладной задачи (приложения)

Функциональное соответствие приложения исходным требованиям проверяется в режиме его отладки. Переход к отладке и ее настройка выполняется Менеджера программ командами пункта Отладка. Имеется два режима отладки: режим полноценной отладки и режим симуляции. Для выполнения полноценной отладки приложение должно быть загружено в контроллер и запущено на выполнение под управлением ISaGRAF Target. При этом между контроллером и компьютером с подсистемой раза работки должна быть установлена информационная связь. Назначение параметров связи и проверка ее наличия выполняется в окне диалога, вызываемом по команде Установление связей.

Режим полноценная отладка задается по команде Отладка. При этом запускается программа Отладчик (wscm1edt.exe), через окно которой осуществляется управление работой приложения и контроль выполнения функций. При запуске отладчик проверяет наличие информационной связи с подсистемой исполнения контроллера и при ее отсутствии выдает соответствующее сообщение и завершает работу. тладка в режиме симуляции выполняется непосредственно на компьютере с инструментальной системой разработки. При этом приложение запускается на выполнение под управлением симулятора ядра ISaGRAF Target. Запуск этого режима отладки выполняется по команде Симуляция. Вызываемый при этом отладчик запускает симулятор ядра, связь с которым позволяет использовать все возможности отладчика в режиме симуляции. Запущенный симулятор ядра отображается окном с именем программы. Закрытие окна симулятора обуславливает закрытие как окна отладчика, так и других окон, открытых во время сессии отладки. Для использования режима симуляции необходимо перед генерацией кода приложения в настройках компилятора указать в качестве цели - симулятор системы разработки.

Если приложение имеет подключенные переменные В/В, то в окне симулятора эмулируется отображение соответствующих входов и выходов контроллера. Обрабатываются все стандартные типы переменных В/В: логический (дискретный), аналоговый или сообщение. При этом их значения управляются или отображаются соответствующими элементами графического интерфейса: кнопками, индикаторами, полями ввода и вывода. Каждый элемент отображения имеет маркировку соответствующего входа или выхода платы контроллера. Дискретные входы отображаются кнопками зеленого цвета. Когда кнопка нажата (светлая) – входное значение равно TRUE. Дискретные выходы отображаются круглыми индикаторами красного цвета. Когда он светлый – выходное значение равно TRUE. Аналоговые входы отображаются полями ввода численных значений с элементами управления больше и меньше. При выделении поля в нем отображается курсор редактирования. Значение канала можно ввести как в десятичном, так и в шестнадцатеричном формате. Аналоговые выходы – не редактируемые поля численных значений. Элементом ввода сообщения является редактируемое текстовое поле, а вывода сообщения – не редактируемое поле. При работе с полями ввода не требуется подтверждение ввода нажатием клавиши ENTER. Вывод текста комментария для переменных – управляем. При отладке можно использовать средство разработки, называемое Прожектор. С помощью его можно создавать графические схемы, элементы которых связаны с переменными приложения. Их использование делает эмуляцию работы приложения более наглядной и удобной в управлении.

Схема состоит из фоновых картинок (битмапов или метафайлов), и набора графических символов, которые будут анимированы во время отладки. В схеме могут использоваться:

- текст;

- однополярные и биполярные колонки;

- кривые;

- булевские иконки;

- битовые поля.

Схему можете ее модифицировать или дополнять: менять положение и размер, группировать и разгруппировывать ее элементы, менять стиль символов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Возможности используемых технических средств обуславливали использование нескольких рабочих станций для одного ТОУ. При этом единый ТОУ управлялся с отдельных, информационно не связанных рабочих станций, а регистрация технологических параметров выполнялась с метками времени различных источников.

Крайне неудобным был доступ к визуализируемым данным. Частичным решением этого являлось использование компьютера в режиме терминальной станции, когда для доступа к данным использовались отдельные терминалы (мониторы с клавиатурой). Однако при этом супервизорное управление выполнялось в режиме командной строки.

Значительных затрат требовало резервирование всех рабочих станций.

Применение локальных сетей и ОС Windows

Применение локальных сетей позволило осуществить, прежде всего, следующее: синхронизировать время ведения локальных архивов, обеспечить формирование единого (глобального) архива и формирование технологической документации.

Внедрение сетевых технологий обусловило возможность связи с другими АС и приложениями, а применение ОС Windows - функциональное развитие АС управления ТП.

В системах управления стали использоваться функции обмена между Windows-приложениями с использованием DDE, - обмен между приложениями одной рабочей станции, и Net DDE, - обмен данными между приложениями, выполняемыми на сетевых компьютерах.

Применение локальных сетей и ОС Windows  позволило перенести функции супервизорного управления на отдельные рабочие места и разгрузить рабочие станции от выполнения ресурсоемких задач работы с графическими объектами. Перенос выполнения этих задач на отдельные компьютеры позволил усложнить их и улучшить качество графического интерфейса: стало возможным использовать объемную графику, сложную анимацию и видеоклипы.

Применение полевых шин и промышленных сетей

Следующим условием функционального разделения технических средств является применение полевых шин и промышленных сетей. Их использование устраняет жесткую связь между Рабочей станцией и ТОУ и обеспечивает возможность информационного обмена рабочих станций с ТОУ в целом. Это позволяет функционально выделить отдельные компьютеры, осуществляющие информационный обмен с ТОУ, и представить их отдельными серверами: сервер ввода/вывода, сервер трендов, сервер алармов.

С другой стороны для информационного обмена с ТОУ можно использовать один компьютер высокой производительности и надежности, реализовав на нем для общего потребления ряд серверных функций, выполняемых в реальном времени. При этом значительно сокращаются затраты на резервирование технических средств.

Типовая структура функционального разделения технических средств

Использование современных информационных технологий в АС управления ТП определяет следующее функционального разделения ее технических средств:

- сервера обработки и представления данных в реальном времени (сервера управления В/В, архивирования, ведения трендов и алармов);

- рабочие станции супервизорного управления через сервера реального времени;

- сервера информационного обмена с внешними источниками и приемниками данных (сервер печати, сервер связи с промышленной базой данных, Web и GSM серверы).

Фактическое количество компьютеров для рабочих станций определяется количеством операторов ТП и сложностью графической составляющей ПО АС (число и насыщенность мнемосхем, количество отслеживаемых трендов, степень алармирования ПТ).

Количество компьютеров-серверов определяется как информационной мощностью АС, так и вычислительной мощностью используемых технических средств.