Система сбора данных и диспетчерского управления TRACE MODE 6

1. «Система сбора данных и диспетчерского управления TRACE MODE 6»

Министерство науки и высшего образования Российской
Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Российский химико-технологический университет имени
Д. И. Менделеева»
«Система сбора данных и
диспетчерского
управления TRACE MODE
6»
Ведущий преподаватель: кандидат
технических наук, доцент Михайлова

2. Интегрированная информационная система для управления промышленным производством TRACE MODE 6

2
Интегрированная информационная
система для управления
промышленным производством TRACE
MODE 6
Основные
понятия.
Функциональная структура.
Основные характеристики,
состав и назначение
отдельных модулей.
Опыт использования в
различных отраслях
промышленности

3. Программное обеспечение современных систем управления технологическими процессами

3
Программное обеспечение
современных систем управления
технологическими
процессами
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор
данных) - система сбора данных и оперативного диспетчерского управления,
функционирующая в составе автоматизированной системы управления
технологическим процессом (АСУ ТП)
Основные функции
SCADA-систем:систем:
сбор, обработка и
хранение информации о
состоянии
технологического
процесса, поступающей с
датчиков;
визуализация
технологического процесса
в виде кадров мнемосхемы;
управление
технологическим
процессом ;
сигнализация отклонений
параметров от заданных
значений;
формирование сводок и
других отчетных
документов на основе
архивной информации;

4. Обзор отечественных SCADA-систем

4
Обзор отечественных
SCADA-систем:систем
№ п/п
Название программы
Разработчик, страна, сайт
Распространение
1
Trace Mode
AdAstra, http://www.adastra.ru/
базовая версия
2
GE iFIX
ООО "Индасофт", www.indusoft.ru
платно
3
ПК "Сириус-SCADA"
НПА Вира Реалтайм, www.rlt.ru
платно
4
NAUTSILUS
PHOCUS
Науцилус, http://www.nautsilus.ru/
демо-версия
5
Master SCADA
ИнСат, http://www.insat.ru/
демо-версия
6
ПТК САРГОН, ТkА
НВТ-Системы, http://www.nvtsys.ru/
платно
7
ОВЕН
Овен, https://owen.ru/
платно
8
КРУГ-2000
НПФ «КРУГ»,
https://www.krug2000.ru/
Trial-версия

5. TRACE MODE 6

5
TRACE MODE
6
Структура внедрения Trace
Mode в различных отраслях
промышленности
SCADA TRACE MODE 6
предназначена для
автоматизации
промышленных
предприятий,
энергетических объектов,
интеллектуальных зданий,
объектов транспорта, систем
энергоучета и т.д. Работает
под Windows и Linux , испо
льзуется в более чем в 30-систем:и
странах мира, в 49-систем:и
отраслях промышленности
и имеет порядка
53000 инсталляций в
России

6.

Год
2014
1998
1994
Страна
Российская
Федерация
Российская
Федерация
Российская
Федерация
Город/н.пункт
Предприятие
Авиационная и космическая промышленность
г. Мирный,
Архангельской
области
Королев
Москва
2015
Индия
Куданкулам, штат
Тамилнад
2010
Казахстан
г. Курчатов
2010
Украина
Хмельницкая
область, Нетешин
2002
Российская
Федерация
пос. Горный,
Саратовской
области
Российская
Федерация
2004
Российская
Федерация
2015
Российская
Федерация
2003
Российская
Федерация
Москва
Российская
Балашов
(Саратовская
Сарапул, Удмуртия
АСУ ТП теплоэнергетических объектов
стартовых площадок космодрома "Плесецк"
Центр управления
АСУ коммутации средств радиосвязи
полетами
Международная
АСУ климатом тренажера
космическая станция
Атомная промышленность
Система автоматизированной противопожарной
АЭС Куданкулам
защиты энергоблоков №1 и №2 АЭС Куданкулам
Национальный ядерный
АСУ ТП процесса подготовки вакуумной камеры
центр Республики
установки ТОКАМАК КТМ к экспериментам
Казахстан
Система противопожарной безопасности 1-го и
Хмельницкая АЭС
2-го энергоблоков
Оборона
Завод по переработке
АСУ объекта по уничтожению химического
боевых отравляющих
оружия АСУТП-1-1282-ОПО
веществ
Газовая и нефтяная
158-м км
магистрального
газопровода
ООО «Газпром трансгаз
Нижневартовский Томск»
ГПЗ — Парабель —
Кузбасс
НГДУ "Сургутнефть" (ОАО
Сургут
Сургутнефтегаз)
Пищевая
2014
2016
Космодром "Плесецк"
Название АСУ
ОАО «МК «Сарапул-систем:
молоко»
АСУ ТП КС компрессорной станции
Александровская
АСУ ТП дожимной насосной станции (ДНС) ДНС-1
Пильтанского месторождения
Двухуровневая интегрированная система учета
ресурсов и сырья молочного комбината на
основе SCADA TRACE MODE
Водоканал
Мосводоканал КНС
АСУ ТП контроля канализационной насосной
"Саввинская"
станции (КНС) "Саввинская"
Автоматизация зданий
SCADA TRACE MODE в системе диспетчеризации
Группа Компаний Ашан установок приточно-вытяжной вентиляции

7. Состав программных продуктов TRACE MODE 6

7
Состав программных продуктов TRACE
MODE 6

8. Базовая и профессиональная линии SCADA TRACE MODE

Базовая и
8 профессиональная линии
SCADA
TRACE
Все программы
SCADA TRACEMODE
MODE делятся на 2 линии базовую и профессиональную, несовместимые по форматам
файлов проекта.
Проект, созданный в базовой инструментальной
системе, не может быть запущен с помощью
профессиональных исполнительных модулей и наоборот.
Проект, созданный в профессиональной инструментальной
системе, не может быть открыт для редактирования в
базовой инструментальной системе и наоборот.
Библиотеки компонентов профессиональной
инструментальной системы не могут быть использованы в
базовой инструментальной системе и наоборот.
Подробно о различии линий см. на сайте www.adastra.ru. в
разделе ЛИЦЕНЗИОННАЯ ПОЛИТИКА
Бесплатную инструментальную SCADA-систему TRACE MODE
на 64000 IO, с неограниченным временем использования и с
драйверами для более чем 2589 ПЛК и УСО можно скачать с
сайта www.adastra.ru.
Любой проект, разработанный в базовой версии может
быть конвертирован в профессиональную.

9. Структура проекта АСУ ТП в TRACE MODE 6. Типы узлов

9
Структура проекта АСУ ТП в TRACE MODE
6. Типы узлов
Каждому компьютеру/контроллеру, запускаемому под управлением
исполнительного модуля в проекте TRACE MODE сопоставлен
отдельный узел.
Узел – любое устройство в рассматриваемом проекте, на котором
запущено программное обеспечение Trace Mode. Максимальное
количество узлов в проекте – 255. Узлы
проекта
создаются
как
корневые группы слоя Система.
Предопределенное
название
узла
указывает на семейство мониторов, для
которых данный узел предназначен.
Узел может содержать только те
компоненты, которые поддерживаются
мониторами соответствующего семейства.
В
общем
случае,
узлы
могут
выполняться под управлением различных
мониторов.
Узел RTM предназначен для запуска
на
компьютере
под
управлением
исполнительных модулей семейства RTM
(МРВ)
–
мониторов
с
поддержкой
отображения
графических
экранов
оператора,
поддержкой
обмена
по
последовательному интерфейсу и сети с
различным
оборудованием
и
выполняющего пересчет каналов всех
классов, кроме каналов T-FACTORY.

10. Структура проекта АСУ ТП в TRACE MODE 6 Канал, атрибут

10
Структура проекта АСУ ТП в TRACE MODE 6
Канал, атрибут
В рамках узла создаются каналы
–
основные
информационные
единицы для ввода и первичной
обработки данных.
Каналы
в
рамках
узла
могут
объединяться в группы, группы
могут
содержать
подгруппы,
образуя
иерархическую
информационную
структуру
произвольной вложенности.
Каналы разделяются на классы в
зависимости
от
типа
обрабатываемых
данных,
например, для целочисленных –
HEX16 и HEX32, для вещественных
– FLOAT и DOUBLE FLOAT.
Каналы
содержат
атрибуты.
Атрибуты каналов могут быть
вычисляемыми
в
реальном
времени и не вычисляемыми,
общими и специализированными,
т.е.
отражающими
специфику
класса канала. Атрибуты канала,
задаваемые при редактировании в
ИС – Базовое имя, Комментарий,
Кодировка, являются общими
атрибутами каналов всех классов.
Различают два типа каналов –
INPUT и OUTPUT. В общем случае
каналы
типа
INPUT
могут
получать
информацию
от
источников
данных,
каналы
типа
OUTPUT
–
посылать
управляющие воздействия в
приемники данных.

11. Структура проекта АСУ ТП в TRACE MODE 6 Компоненты проекта: Источники и приемники. Шаблоны. Пользовательская библиотека.

11
6
Компоненты проекта: Источники и
приемники. Шаблоны.
Пользовательская
библиотека
Источники
и приемники.данных представляют
собой описатели точек ввода-систем:вывода, то есть
связей
с
контроллерами,
платами
УСО,
интеллектуальными датчиками и т.д. Каждая точка
ввода-вывода может быть одним аналоговым
сигналом или группой (до 16-ти) дискретных
сигналов.
Такие
компоненты проекта как
экраны,
программы, связи с внешними реляционными
СУБД
и
документы
разрабатываются
как
шаблоны. Для связи шаблонов с атрибутами
каналов используются аргументы.
Для
повторного
использования
в
последующих проектах
любых
компонентов
проекта – шаблонов
экранов,
программ,
связей
с
СУБД,
документов,
источников/приемнико
в и узлов в целом
предназначена
пользовательская

12. Структура проекта АСУ ТП в TRACE MODE 6. Навигатор проекта

12
Структура проекта АСУ ТП в TRACE
MODE 6. Навигатор проекта
Предопределенные слои
структуры проекта имеют
назначение:
Ресурсы – для создания
пользовательских наборов
текстов, изображений и
видеоклипов, а также
графических объектов;
Система – для
конфигурирования узлов и их
составляющих (узел создается
как корневая группа этого слоя);
Источники/приемники – для
создания описаний
источников/приемников в
различных устройствах и
программных приложениях

13. Основные этапы разработки проекта АСУ ТП в Trace Mode

13
Основные этапы разработки проекта АСУ ТП в Trace
Mode
1. Разработка
графического интерфейса
(мнемосхемы)
операторских станций
2.
Создание
аргументов
(переменных) экрана
и
их
связь
с
динамическими
графическими
элементами
3. Разработка
управляющих программ
на языке Techno FBD
(Functional Block
Diagram)
4. Создание замкнутого
контура управления
технологическим
процессом и связь
аргументов экрана и
программы
Объект
управления
Сложени
е
ПИД-регулятор
Вычитание

14. Разработка графического интерфейса (мнемосхемы) операторских станций

14
Разработка графического
интерфейса (мнемосхемы)
операторских
станций
Навигатор проекта
Выбор типа проекта
Графический экран

15. Разработка графического интерфейса (мнемосхемы) операторских станций

15
Разработка графического
интерфейса (мнемосхемы)
операторских станций
Панель инструментов «Графические элементы»
Лини Тек Ломаные Прямоугольн Плоские Объемны КнопкиВыключатели
Тренды Прибор
ст и кривые ики
фигуры е
я
фигуры
Объемные
фигуры
Приборы
Ползуно Стрелочн
к
ый
прибор
Выключатели

16. Разработка графического интерфейса (мнемосхемы) операторских станций

16
Разработка графического
интерфейса (мнемосхемы)
операторских
Меню
«Свойства объекта станций
«Цилиндр»
«Труба»
Щелчок
левой
кнопкой мыши –
поворот,
правой - обрыв

17. Разработка графического интерфейса (мнемосхемы) операторских станций

Разработка графического
интерфейса (мнемосхемы)
станций
Свойства операторских
объекта
Свойства объекта
Свойства
17
«Текст»
объекта
«Ползунок»
«Стрелочный
прибор»

18. Создание аргументов (переменных) экрана и их связь с динамическими графическими элементами

18
Создание аргументов (переменных) экрана
и их связь с динамическими графическими
элементами
Lzad – заданное значение уровня в
реакторе
L – рассчитанное (текущее) значение уровня в
реакторе

19. Создание аргументов (переменных) экрана и их связь с динамическими графическими элементами

19
Создание аргументов (переменных) экрана
и их связь с динамическими графическими
элементами

20. Сигнализация об аварийной ситуации

20
Сигнализация об аварийной
ситуации
Штатный
режим
Аварийна
я
ситуация

21. Ввод числовых значений с клавиатуры. ГЭ Кнопка

21
Ввод числовых значений с клавиатуры.
ГЭ Кнопка

22. Итоговый вид интерфейса оператора

22
Итоговый вид интерфейса
оператора

23. Разработка программы на языке графического (визуального) программирования Techno FBD (Function Block Diagram – функциональных

23
Разработка программы на языке графического
(визуального) программирования Techno FBD
(Function Block Diagram – функциональных блок-систем:
диаграмм)

24. Языки программирования

24 Языки программирования
Для
программирования
алгоритмов
функционирования
разрабатываемого проекта АСУ в TRACE MODE 6 включены
языки:
1.Techno ST
2.Techno IL.
3.Techno SFC
4.Techno FBD
5.Techno LD
Данные языки являются модификациями языков
1.ST
(Structured Text -систем: структурированный текст)
текстовый высокоуровневый язык общего назначения, по
синтаксису напоминает Паскаль;
2.IL (Instruction List список команд) текстовый язык
низкого уровня, по синтаксису напоминает Ассемблер
3.SFC
(Sequential Function Chart -систем: последовательная
функциональная
схема)
язык
диаграммного
типа,
аналогичный блок-схемам алгоритмов;
4.FBD
(Function
Block
Diagram
-систем:
функциональная
структурная схема) аналогичен функциональной схеме
электронного
устройства
с
использованием
логических
элементов;
5.LD (Ladder Diagram -систем: лестничная диаграмма) вариант
класса языков релейно-контактных схем
стандарта IEC61131-систем:3.

25. Библиотека функциональных блоков

25
Библиотека функциональных
блоков
Основное окно
программы
Библиотека
функциональн
ых блоков

26. Описание функциональных блоков, используемых для разработки FBD-программы

26
Описание функциональных блоков, используемых для разработки
FBD-программыпрограммы
Вычитание двух элементов. Реализация
сумматора, вычисляющего значение
ошибки регулирования
X – заданное значение регулируемой
величины
Y – рассчитанное (текущее) значение
регулируемой величины
При разработке программ верхние входы FBD блоков не
используются, т.к. они предназначены для изменения
порядка пересчета блоков, а информационными входами,
являются входы, начиная со второго.

27. Описание функциональных блоков, используемых для разработки FBD-программы

27
Описание функциональных блоков,
используемых для разработки FBD-программыпрограммы
Этот блок формирует выходное значение по ПИДзакону от величины, поданной на вход INP:
KP, KD и KI – соответственно коэффициенты при
пропорциональной,
дифференциальной
и
интегральной составляющих; i – текущий такт
пересчета; t – период пересчета блока в секундах
(длительность такта)
MIN и MAX
– используются для ограничения
величины
управляющего
воздействия.
Если
величина управления меньше MIN, то Q = MIN,
если величина управления больше MAX, то Q =
MAX, при этом в обоих случаях накопление
интегральной составляющей закона регулирования
прекращается.
Данный блок вычисляет величину управляющего
воздействия
по
значению
рассогласования
регулируемой величины и задания, подаваемой на

28. Описание функциональных блоков, используемых для разработки FBD-программы

28
Описание функциональных блоков,
используемых для разработки FBD-программыпрограммы
Данный
блок
моделирует
объект
управления для отладки алгоритмов
регулирования
или
подготовки
демонстрационных
проектов.
Он
представляет
собой
комбинацию
апериодического
(инерционного)
звена
первого
порядка
и
звена
запаздывания.
Входным
по
отношению
к
моделируемому объекту является вход
INP.
Входы K, T и N>0 используются для
задания соответственно коэффициента
усиления, постоянной времени и времени
запаздывания.
Вход
SNS
предназначен
для

29. Разработка программы на языке графического (визуального) программирования Techno FBD (Function Block Diagram – функциональных

29
Разработка программы на языке графического
(визуального) программирования Techno FBD
(Function Block Diagram – функциональных блок-систем:
диаграмм)
X – заданное
значение уровня в
реакторе, Lzad
Y – рассчитанное
(текущее)
значение уровня в
реакторе, L
РЕГУЛЯТОР
ПАРАМЕТРЫ
НАСТРОЙКИ
РЕГУЛЯТОРА
KP=1,5;
KI=0,1
МОДЕЛЬ ОБЪЕКТА
КОЭФФИЦИЕНТЫ
МОДЕЛИ
K=2 %/(м3/мин);
T=10 мин;
N=5 мин

30. Блок-схема одноконтурной автоматической системы регулирования

30
Блок-систем:схема одноконтурной автоматической
системы регулирования

31. Создание аргументов программы и их связь с аргументами экрана

31
Создание аргументов программы и их связь с
аргументами экрана

32. Разработка программы на языке графического (визуального) программирования Techno FBD (Function Block Diagram – функциональных

32
Разработка программы на языке графического
(визуального) программирования Techno FBD
(Function Block Diagram – функциональных блок-систем:
диаграмм)

33. Компиляция программы, сохранение для МРВ и запуск проекта

33
Компиляция программы,
сохранение для МРВ и
запуск проекта
1. Компиляция
программы
2.
Сохранить
для МРВ
3.
Запустит
ь
профайле
р

34. Нормальный режим работы

34
Нормальный режим работы

35. Аварийная ситуация

35
Аварийная ситуация

36. Отладка проекта

36
Отладка проекта
выйти из режима отладки
переменные
запустить выполнение программы в непрерывном режиме
кнопки пошагового выполнения
программы

37.

Спасибо за
внимание!