Курс лекций по дисциплине «Использование ВЕБ технологий в системах автоматизации» (стр. 7 )

Контрольные вопросы.  1. Что означает понятие «Встроенный интернет».  2. На каких устройствах  средств автоматики может располагаться встроенный веб сервер.  3. Сколько программных частей содержит драйвер.  4. Почему  «Modbus» IP/TSP является сетевым интернет продуктом.  5. Каков принцип взаимодействия удалённого модуля и СКАДА системы.  6. Какие Веб страницы имеются на  встроенном Веб сервере модуля ET 7019.

Резюме. Встроенный интернет  получил широкое распространение  в устройствах автоматики (датчиках, исполнительных механизмах, модулях, контроллерах) и облегчает работу по контролю, настройке и наладке систем автоматизации  производств.

Лекция 10.  ОРС сервера.  Аннотация. Технология  ОРС. Настройка устройств нижнего и верхнего уровня, привязка в СКАДА. Встроенный Интернет. Устойства с драйверами на примере Modbus.  Принцип работы. Сетевые настройки и

10.1. Технология OPC (OLE for Process Control) — семейство программных технологий, предоставляющих единый интерфейс для управления объектами автоматизации и технологическими процессами. Многие из OPC протоколов базируются на Windows-технологиях: COM/DCOM. Технология OPC определяет способ обмена данными между программами на ПЭВМ под управлением ОС Windows. Разработана международной организацией OPC Foundation как промышленный стандарт для взаимодействия программ, обслуживающих комплексы контроллеров и телемеханики разных производителей.

Состоит из двух компонентов  «ОРС-сервер»  и  «OPC-клиент».  Программа «ОРС-сервер» непосредственно взаимодействует  с контроллерами, модулями, с аппаратурой нижнего уровня, используя сетевое оборудование компьютера или другие интерфейсы компьютера.  ОРС-сервер обеспечивает сбор данных, передачу команд управления, диагностику каналов связи и т. д.  Программа, для которой предназначены данные, собираемые OPC-сервером  должна быть OPC-клиентом.  OPC-клиент, например SCADA, получает данные через ОРС - сервера и выполняет их комплексную обработку — использует для визуализации, строит графики, выводит на печать, сохраняет на диске и т. д.  В системе управления станцией ГГС 5 клиентом является SCADA «TraseMode».

Наиболее широко используемый сервер это  OPC DA —(OPC Data Access), который предоставляет доступ к данным изменяющимся в реальном времени. В этом стандарте помимо синхронного обмена данными, при котором  клиент ждет ответа от сервера, введена поддержка асинхронного обмена данными. Асинхронный обмен данных позволяет продолжать выполнение программы без ожидания ответа устройства. Этот метод снижает нагрузку на сеть и должен быть рекомендован как основной. Получение данных часто реализуется с помощью callback-функции пользовательской программы. Callback или функция обратного вымзова — передача контроллеру кода для  исполнения в качестве одного из параметров запроса, который направляет ОРС - программа расположенная на компьютере оператора/пользователя.  Обратный вызов требует от контроллера исполнять код, который задаётся в аргументах в функции. Результат передается обратно основной части ОРС процедуры, как  ответ на первый вызов (звонок) связи к  интересующему нас объекту. 

ОPC Unified Architecture  - разрабатывается. Спецификация OPC UA открывает новые горизонты для применения OPC-технологий. В частности, обеспечивается кросс-платформенная совместимость и отказ от использования COM-интерфейса. Новый стандарт должен  обеспечить более высокий уровень безопасности данных, чем OPC DA. Кроме того, новая спецификация дает возможность организации передачи информации через сеть интернет.

В настоящее время общепризнанным стандартом является только спецификации OPC DA и OPC HDA, а остальные спецификации только начинают завоевывать себе место под солнцем. В последние годы активно развивается стандарт OPC HDA. OPC HDA (Historical Data Access) OPC.  Historical Data Access предоставляет доступ к уже сохраненным данным, например в базах данных.

Разновидность OPC-сервера — шлюз к сети полевой шины, такой, как Profibus или LonWorks. Реализация этой схемы очень похожа на предыдущие случаи. На компьютере с ОС Windows будет установлен адаптер fieldbus-сети, а OPC-сервер будет взаимодействовать с этой сетью через драйвер адаптера.  Modbus OPC/DDE сервер – предназначен для связи приборов и контроллеров, работающих по протоколу Modbus, со SCADA-системами. Он обеспечивает связь с устройствами по протоколу Modbus RTU/ASCII, используя последовательный интерфейс RS-232C или RS-485;  OPC XML-DA (XML-Data Access) — предоставляет гибкий, управляемый правилами формат обмена данными через HTTP (ВЕБ сети).

10.2. Правила работы с ОРС сервером в СКАДА  «TRACE MODE» .

Требуется  скачать и установить  программу NAPOPC_ST DA  с  сайта производителя  http://opc. /download. htm#PC,  окно персональных компьютеров.  Дополнительно требуется в директорию, где находится программа «napopcsvr»  нужно добавить файлы «*module. ini» с сайта того же производителя  http://opc. /download. htm .  Эти модули дадут дополнительную информацию о ваших устройствах для ОРС сервера.  Для настройки ОРС нужно запустить из меню  пункт "Добавить /Поиск модулей..."("Add/ New Device…")  или на нажать на  значок «поиск». Такие действия позволят найти и  добавить новые модули, поддерживающие технологию ОРС.

Для задания поиска  конкретных устройств,  всплывает окно характеристик  этого устройства, где указывается тип драйвера, сетевые настройки,  временные  настройки связи и другие.

После завершения поиска в правой части экрана  появляется изображение устройства  вместе со своими  входами /выходами.  Нажатие правой кнопка на модуле  вызовет настроечную таблицу, где  указываем тип модуля, IP адрес, тайм аут.  Люди могут уменьшить  значение времени таймаута, чтобы сократить время поиска значений. Будьте осторожны, короткое  время поиска может привести к сбою связи. Код ошибки тайм-аута «15». В большинстве случаев, это означает, модуль не успел ответить  на  текущий запрос.

Функцию "монитор",  позволяет  увидеть значения каналов-тегов путем выбора в меню пункта  "Вид /Монитор ". Нажмите на пункт меню "Вид / Monitor" или значок монитора, чтобы организовать вывод  показаний сигналов подключённых к каналам.  Флажок "Word Swap" включает интерпретацию и 4 байтовых значений с плавающей запятой. Иногда нам нужно установить флажок "TRUE" для достижения  Высокой / Низкой скоростей связи.

Значения, полученные ОРС, принимаются и используются в СКАДА системах для  визуализации и управления технологическими  параметрами.  ОРС сервера передают значения сигнала на всех аналоговых входах контроллера,  а также  состояния дискретных входов/выходов контроллера. ОРС позволяет передавать управляющие сигналы на  аналоговые и дискретные выходы контроллера.

В СКАДА системе «TRACE MODE» в «источниках/приемниках» создаётся группа ОРС.  В этой группе затем создаётся подгруппа «ОРС_сервер». С помощью правой кнопки мыши создаётся компонент ОРС сервера. В редакторе компонента ему дают понятное имя и через кнопку «Browse» связывают с заданным входом  ОРС сервера. Затем таким же образом создаются другие ОРС компоненты, которые через  «ОРС»  привязываются к нужным входам контроллера.  Привязку можно проводить как к аналоговым входам, так и к дискретным выходам/ выходам. В редакторе компонента указывают направление «Input» или  «Input» компонента  и формат «Аналоговый» или «Дискретный».

Для каналов включения оборудования  выбирается  компонент «Output»  и формат  «Дискретный». Эти компоненты переносятся в группу «каналы» узла RTM и редактируются в соответствии с правилами ТМ. В атрибутах канала  в редакторе (первая закладка) важными свойствами являются тип канала и время обработки. Для каналов включения оборудования  использованы  тип «Output»  и период 1сек. Затем каналы ОРС из узла RTM вносятся в список аргументов.  Каналы для чтения (входные) вносятся как тип «In», выходные как тип «Out».  В выходной канал (для включения)  через кнопку на графической форме посылается значение «1» в атрибут «In» этого канала. Этот сигнал действует кратковременно.  Для выполнения длительного включения оборудования нужно использовать программу типа «триггер». Контролировать состояние  можно через атрибут «R». Выходной сигнал держится  некоторое время и затем сбрасывается.

В свою  очередь «каналы» узла RTM привязываются к аргументам экрана данных.  В атрибуте  «REAL» «каналы» узла RTM  находится значение считанного параметра после его обработки (масштабирования). Простейший способ организовать  перевод кода в параметры  в значения в нужных единицах измерений - использовать раздел "Обработка"  в редакторе канала для входных и выходных значений. В настройках канала (вызывается при выборе подменю  редактировать)  нужно установить флаг «Использовать». Если этот флаг снят, канал является каналом без обработки, если флаг установлен – каналом FLOAT с обработкой; Если в канале в формулу обработки поставить  в поля «А» максимальное и минимальное значения физического входного сигнала выдаваемого прибором, например 10в и 0в, в результате пересчёта появится измеренное физическое  значение  текущего параметра. Оно будет в виде числа с плавающей запятой. Число цифр после запятой задается в формате привязки к графическому элементу. Реальную настройку  связи СКАДА через ОРС программу  с  модулем ЕТ 7019 и  получение  значения входов модуля и  выводом  их на  соответствующие  ГЭ проведем на практической работе.  При это будем контролировать состояние  текущих параметров с помощью  встроенного в модуль ВЕБ сервера.