Файл: Национальный исследовательский томский политехнический университет а. А. Мезенцев, В. М. Павлов.pdf

13 из 137 димости программирования сложных законов автоматического управления.
Связь с СУБД – компонент Проекта, необходимый для взаимодей- ствия с СУБД. При использовании данного компонента ин- струментальная среда разработки позволяет запрограммиро- вать обращение к СУБД на основе SQL-запросов. Данный ме- ханизм, более детально, будет представлен далее.
Документ – компонент Проекта, необходимый для создания доку- ментов с функцией автоматического чтения значений каналов
Проекта в выделенных ячейках. Данный компонент широко используется при формировании отчётных материалов.
Пользователь – компонент Проекта, необходимый для учёта коли- чества, типов и характеристик пользователей, имеющих до- ступ к управлению производством в АСУ, а также для назна- чения прав доступа к управлению производством.
Единица оборудования – компонент Проекта, необходимый для учёта количества и характеристик технологического оборудо- вания используемого в АСУ. В ТМ различные характеристики компонента Проекта «Единица оборудования» позволяют от- дельным службам предприятия автоматически рассчитывать выработанный технологическим оборудованием ресурс, коли- чество дней простоя по причине отсутствия нагрузки или по причине выхода из строя.
Стоит отметить, что каналы Проекта в зависимости от назначения и типа передаваемых данных делятся на несколько типов: FLOAT,
HEX(8, 16), DoubleFLOAT
, Событие, CALL, TIME. Более детально ка- налы будут рассмотрены ниже.
Для практической демонстрации назначения рассмотренных ком- понентов Проекта выделим из рисунка 1.3 узлы и рассмотрим их более подробно. Структура элементов Проекта представлена на рисунке 1.5.
Пусть в составе электротехнического шкафа имеется промышлен- ный компьютер, в котором на пассивную объединительную плату уста- новлены: одноплатная ЭВМ и платы ввода\вывода сигналов. Пусть на одноплатной ЭВМ установлена дисковая операционная система, Мик- роМРВ и файлы Проекта, сохранённые для МикроМРВ из среды разра- ботки. В рамках Проекта выделенная промышленная ЭВМ будет яв- ляться Узлом. Назовём её «Узел №1».

14 из 137
В составе Проекта запрограммированы: совокупность математиче- ских алгоритмов обработки данных (рисунок 1.5(3)), настройки УСО
(рисунок 1.5(1)), переменные и каналы связи между ними (рисунок
1.5(2)).
Каналы, как было описано ранее, выполняют роль среды пере- дачи информации, а также предоставляют функции обработки данных.
Взаимодействие ЭВМ с верхним уровнем АСУ выполняется посред- ством сетевого пакетного драйвера и сетевой платы. Таким образом, на нижнем уровне АСУ выполняется сбор и предварительная обработка данных, которые затем передаются на верхний уровень АСУ. Визуали- зация информации может быть выполнена как на нижнем, так и на верхнем уровне автоматизации, однако на нижнем уровне она ограни- чена количеством функций отображения. Возможно отображение толь- ко текстовых данных (используется DOS).
Рисунок 1.5. Структура элементов Проекта в рамках DOS:
1 – настройки устройств используемых в ЭВМ, с которыми работает Проект посредством драйве- ров; 2 – каналы связи элементов Проекта; 3 – компонент «Программа»

15 из 137
Далее рассмотрим структуру элементов Проекта в рамках ОС MS
Windows
(рисунок 1.6). Пусть эта часть Проекта называется «Узел №2».
Рисунок 1.6. Структура и состав элементов части Проекта загружаемой на верхнем уровне АСУ:
1 – компонент «Экран»; 2 – компонент «Связь с СУБД»; 3 – компонент «Программа»; 4 – компонент «Документ»; 5 – компонент «Пользова- тель» или «Оборудование»; 6 – каналы
Сравнивая рисунок 1.5 и рисунок 1.6, можно отметить, что набор функций в части Проекта для ОС MS Windows значительно шире. На

16 из 137 практике этот факт оправдан, поскольку вычислительные возможности программной и аппаратной части нижнего уровня АСУ, как правило, значительно ниже, чем у аналогичных элементов верхнего уровня. При необходимости использования на нижнем уровне АСУ более мощных алгоритмов обработки или визуализации данных и информации исполь- зуют ПЭВМ с большими значениями характеристик и ОС MS Windows
(или другие ОС при разработке Проектов в других SCADA-системах).

17 из 137
Группа 2. Каналы, используемые для мониторинга
•
Событие– для мониторинга объекта с целью фиксирования возникновения/исчезновения на этом объекте некоторого события или ситуации (например, аварии). Канал хранит историю события и допускает его квитирование;
Группа 3. Каналы, регламентирующие права пользователей
•
Пользователь– для задания прав пользователя на разработку и/или интерпретацию Проекта;
Группа 4. Каналы класса T-FACTORY
•
Единица оборудования– для учета характеристик единицы оборудования;
•
Персонал– для учета характеристик работника, а также пла- нирования и мониторинга его участия в техобслуживании оборудования;
•
M- ресурс– для учета складских ресурсов;
•
D- ресурс– для планирование и мониторинга процесса техоб- служивания оборудования и ряда других задач;
Группа 5. Каналы многофункционального назначения
•
CALL– для вызова Шаблонов
*
– компонентов Проекта.
Группа каналов 1, которые называют числовыми каналами, являет- ся основной, и используются для обработки информации. Рассмотрим структуру канала класса FLOAT на примере рисунка 1.7. Данный тип каналов широко используется для работы с аналоговыми линиями связи и содержит соответствующие процедуры обработки данных.
Рисунок 1.7. Структура канала класса FLOAT
*
Шаблон – компонент проекта, понятие которого детально будет рассмотрено в главе №2

18 из 137
После выполнения группы операций над данными, значению кана- ла присваивается один из статусов: входное (I), аппаратное (A), реаль- ное (R) или выходное значение (Q). Использование такой конструкции позволяет конфигурировать функции обработки в соответствии с необ- ходимым алгоритмом обработки данных и использовать значения обра- ботанных данных после каждого этапа обработки. Так на мнемосхеме может быть отображено аппаратное или реальное значение канала.
Структуру канала класса HEX16 необходимо рассмотреть самостоя- тельно.
1.5.
Вопросы для самоконтроля к главе №1
1.
Назначение пакета программ TRACE MODE?
2.
Какова структура TRACE MODE 6.06.2 и связи этого пакета с внешними программами и технологическим оборудованием АСУ?
3.
Дайте определение понятию Проект (в рамках ТМ), каково его назначение?
4.
Дайте определение понятию канал (в рамках ТМ), каково его назначение, функции и характеристики?
5.
Дайте определение понятию монитор реального времени, каково его назначение и функции?
6.
Изобразите структуру канала класса FLOAT и его состав (в рамках
ТМ)?
7.
В рамках каких операционных систем может работать TRACE
MODE IDE 6.06.2?
8.
Какие САПР, кроме TRACE MODE Вы знаете?
9.
Какие виды обработки данных предусмотрены в каналах Проекта?
Поясните на примере канала класса FLOAT.
10.
Назовите основные типы каналов используемых в TRACE MODE?
11.
Дайте определение понятию «Система» (в рамках ТМ), какова её структура и состав?
12.
Дайте определение понятию Узел (в рамках ТМ)?
13.
Назовите основные языки программирования алгоритмов управле- ния данными стандарта МЭК 61131-3?
14.
Назовите типы МРВ, используемых TRACE MODE 6.06.2?
15.
Назовите основное отличие базовой версии TRACE MODE IDE от профессиональной?
16.
Возможно ли использование по назначению Проектов TRACE
MODE созданных в базовой версии ИС для DOS и почему?

19 из 137 17.
Возможно ли редактирование в базовой версии ИС Проектов со- зданных в профессиональной версии ИС и почему?
18.
Каково назначение МикроМРВ, назовите его функции?
19.
Назовите отличия в структуре или составе Проектов созданных для МикроМРВ и МРВ? Отличаются ли они?
20.
Что такое квитирование?

20 из 137
2.
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРИКЛАДНОГО ПО В
TRACE MODE 6
В первой главе были рассмотрены вопросы, связанные с общими характеристиками САПР TRACE MODE 6.06.2. Описанные элементы и структура интегрированной среды разработки и Проекта показывают её достаточную универсальность. Понятие «Интегрированная среда разра- ботки» подразумевает объединение всех редакторов компонентов Про- екта в один пакет программ. Достоинством такого подхода является возможность разработки Проекта, начиная с любой его части (матема- тической, графической части, с настройки драйверов связи с УСО и т.д.). Возможности и принципы разработки Проектов в ТМ будут рас- смотрены в данной главе пособия.
2.1.
Общее описание графического интерфейса пользователя ИС
TRACE MODE 6
`
Для дальнейшего описания принципов работы с ИС программного обеспечения ТМ необходимо рассмотреть основные графические эле- менты окна данной программы. Графический интерфейс оператора ИС
ТМ представлен на рисунке 2.1.
В составе графического интерфейса пользователя ИС содержится
Навигатор проекта, позволяющий перемещаться по его структуре, из- менять состав и структуру Узлов Проекта, создавать компоненты Про- екта. Также он предназначен для запуска редактора свойств каждого компонента, а затем настройки взаимодействия с драйверами, сетевого взаимодействия между Узлами и т.д. Специальные пиктограммы Нави- гатора проекта, расположенные в правой части области пиктограмм, позволяют делить область Навигатора проекта на две или более одина- ковых части. Это свойство значительно облегчает процесс проектирова- ния в тех случаях, когда необходимо работать одновременно с несколь- кими частями Проекта. Путь к текущему объекту, свойства которого ре- дактируются, указан в заголовке окна программы и в нижней части окна
Навигатора проекта. Следует отметить, что при изменении любых свойств элементов Проекта, название файла Проекта в заголовке окна программы помечается знаком «*».
Внимание, учитывая возможные нестабильности в работе ОС и ИС, рекомендуется периодически выполнять сохранение Проекта на жёст- кий диск ПЭВМ.

21 из 137
Рисунок 2.1. Вид окна программы ИС ТМ

22 из 137
В правой части окна программы открываются свойства выделенно- го компонента, это могут быть каналы, Программа, Экран и т.д. Систе- ма временного разделения пространства выделенного в окне программы
ИС для редактора свойств позволяет наиболее эффективно работать с данным редактором, открывать для работы несколько редакторов одно- временно и работать с ними поочерёдно. В разделе «Системные» редак- тора свойств (рисунок 2.1), также предусмотрены несколько вкладок, которые группируют свойства объекта по функциональному признаку.
Для оперативного доступа к разделу справки – руководству пользовате- ля, необходимо воспользоваться кнопкой «Справка» в окне редактора свойств объекта либо в основном меню программы ИС в заголовке её окна.
2.2.
Стратегии разработки Проекта в зависимости от структуры и
сложности АСУ
О значительной универсальности интегрированной среды разра- ботки пакета программ ТМ свидетельствует наличие нескольких страте- гий разработки Проектов. В зависимости от сложности АСУ, для кото- рой производится разработка прикладного программного обеспечения, среда разработки ТМ может быть настроена индивидуально. При пер- вичной инициализации операции создания Проекта в ИС разработчики
ТМ предлагают выбрать один из 3-х уровней первичной настройки сре- ды разработки, однако, в редакторе параметров настройки ИС присут- ствуют элементы точной настройки необходимых групп компонентов
Проекта – «Слоёв».
Разработка Проекта в ИС может выполняться с учётом структуры предприятия (топологии) с её делением на: объект, здание, этаж и по- мещение. В этом случае учитывается местоположение узлов АСУ в структуре предприятия, внутри зданий и помещений. В дальнейшем структура узлов АСУ переносится в структуру Узлов Проекта. Также разработка Проекта может осуществляться в зависимости от технологии производства с учётом количества и качества агрегатов и элементов производства, объединяемых по функциональному признаку. Далее, как и в первом случае, структура узлов АСУ переносится в структуру Узлов
Проекта. Подобные конструкции применяются при проектировании программного обеспечения для АСУ с высокой распределённостью элементов и собственной многоуровневой структурой.
В общем случае при разработке Проектов в качестве головного уз- ла используется слой «Система». Рассмотрим более детально Навигатор проекта в ИС и вкладку с инструментами редактирования состава эле-