48
«Использование технологии SimInTech для проектирования и создания АСУ ТП» Вячеслав Петухов, ООО «3В Сервис»

Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

  • Upload
    others

  • View
    61

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

«Использование

технологии

SimInTech для

проектирования

и

создания

АСУ

ТП»

Вячеслав

Петухов, ООО

«3В Сервис»

Page 2: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Проектирование алгоритмов

Использование

технологии

SimInTech

для

проектирования

и создания

АСУ

ТП

Авторы: Тимофеев

К.А., Козлов

О.С., Петухов

В.Н.

Page 3: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Назначение

Лучше (качество кода)

Быстрее (сокращение сроков)

Дешевле (снижение стоимости)

Автоматизация

проектирования

АСУ

ТП

и

программирования

приборов

под управлением

операционной

системы

QNX

20%

От

идеи

к

результату

в

естественной

среде:

технологическое проектирование алгоритмов

управления;

верификация алгоритмов математическим моделированием;

создание программ на языке Си для приборов на базе ОС реального

времени;

отладка программ управления в контроллерах под управлением QNX.3

Page 4: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

ОС

реального

времени

QNXОСРВ

QNX разработана

для

создания

критически

важных

систем

управления

техническими

объектами

20%

QNX используется

в

таких

критических

областях

как:

медицина;

центры чрезвычайных ситуаций;

системы управления воздушным движением.

ОСРВ

QNX -

лучшее

решение

для

снижения

стоимости

встроенных приложений:

Настоящее

реальное

время

-

гарантированное

время

отклика, быстрая обработка

прерываний

и

переключения

контекста.

Микроядерная

архитектура

-

функциональная

и

самовосстанавливающаяся система;

Адаптивное

управление

задачами

-

оптимальное

использование

процессора для

максимальной

производительности.

4

Page 5: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Преимущества

ОСРВ

QNXТекущая

версия

ОСРВ

QNX Neutrino

обеспечивает

быструю

и

эффективную

разработку

систем

управления

на

базе

программируемых

контроллеров

20%

Микроядерная архитектура обеспечивает безопасное и быстрое обновление

компонентов системы.

Один набор бинарных файлов может быть использован как для

однопроцессорных, так и для многопроцессорных решений.

QNX разработана по стандарту POSIX, поэтому Open-source коды для UNIX,

Linux и других систем могут быть портированы простой перекомпиляцией.

Разработчики могут повторно использовать код и сократить затраты на

верификацию за счет использования проверенных компонентов системы -

драйверов, приложений, настраиваемых служб.

Поставляемые решения поддерживают широкий диапазон сетевых

протоколов, плат ввода-вывода, файловых систем, что снижает общие

трудозатраты разработки АСУ ТП.5

Page 6: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Зачем

нужна

среда

SimInTech?Среда

SimInTech

обеспечивает

визуальное

программирование

-

создание

программ

для

ОСРВ

QNX в виде блок-схем

алгоритмов.

20%

Проблема

Информационный

разрыв

между

технологами, проектирующими

процессы технического

объекта, и

программистами, реализующими

программы

управления.

Решение.

SimInTech

обеспечивает

сквозное

проектирование

систем

управления

и автоматическую

генерацию

исходного

кода

на

Си

для

QNX

непосредственно

из

проекта

алгоритмов

АСУ

ТП

без

участия

программистов.

SimInTech

-

первая

российская

среда

проектирования

алгоритмов,

сертифицированная

для

применения

в

системах, важных

для

ядерной безопасности.

6

Page 7: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Проблема

программирования

для

АСУ

ТПСоздание

АСУ

ТП

сложного

объекта

требует

организации

итерационного

взаимодействия

технолога, проектировщика

и

программиста

АСУ

ТП.

техническое

задание(текст, схемы, таблицы)

программа

Си

технолог программист

техническое

заданиев

формате

SimInTech

программа

Сигенерациягенерация

интерпретацияинтерпретация

Традиционная

разработка

программ

управления

Применение

SimInTech

тестирование

АСУ

ТП устранение

ошибок

программиста

расчетная проверка алгоритмовнет ошибок программированиясертифицированный код СИ100% соответствие ТЗ

7

Page 8: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Мировая

практика

создания

надежных

системСовременный

тренд

на

мировом

рынке

использовать

системы

визуального

программирования

в

критически

важных

системах.

SCADE

(Safety Critical Application Development Environment)

8

Генератор

си-кода,Квалифицированный

по

DO-178B

авиация

и

оборона

ЖД

транспорт

автомобили

SCADE suite KCG

Page 9: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Общая

схема

примененияРазработка

алгоритма

управления

в

графической

среде

в

виде

проверяемой

математической

модели

и

генерация

кода

Си

непосредственно

из

модели.

20%

идея (модель)

проект алгоритма программа

Си контроллер

генерация

кода

обменданными

Среда

проектирования

алгоритмов АСУ

ТП

отладка

программыв

контроллере

тестированиеАСУ

ТП

9

Page 10: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Возможности

решенияСреда

визуального

проектирования

SimInTech

-

решение

для

замены

традиционного

«ручного»

программирования

контроллеров

20%

SimInTech

обеспечивает

следующие

функции:

проверка алгоритмов управления путем моделирования, в том числе

совместно с моделью объекта управления;

создание документации по проекту алгоритмов управления;

взаимодействие проектировщиков алгоритмов и исполнителей аппаратной

части АСУ ТП;

автоматизация контроля внесения изменений в алгоритмы управления;

отображение работы алгоритма в приборе в режиме отладки;

систематизация данных по алгоритмам АСУ ТП на всем протяжении

жизненного цикла объекта;

сохранение и повторное использование готовых проектных решений и

разработок.10

Page 11: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Процесс

создания

АСУ

ТПSimInTech

содержит

все

необходимые

инструменты

для

полной

автоматизации

программирования

и

отладки

контроллеров

11

Page 12: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Проектирование

алгоритмовSimInTech

обеспечивает

создание

полностью

верифицированного

и

документированного

проекта

алгоритмов

20%

Особенности:

структура проекта в виде вложенных блоков;

листы алгоритмов в виде функциональных

блок-схем;

структурированная база данных сигналов.

12

Page 13: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

База

данных

сигналовОбъектно-ориентированная

база

данных

сигналов

для

создания, хранения

и

использования

сигналов. Обеспечивает

категоризацию

и

структурирование

20%

Содержит:

Категории – именованные наборы сигналов, относящихся к какому-либо

типу объектов проекта (насосы, задвижки, датчики, алгоритмы);

Группы сигналов – сигналы, относящиеся к конкретному объекту;

Сигналы – переменные проекта для использования в алгоритмах.

Пример: Время

включения

насоса

KBB12AP001_Ton

Имя

насоса

в проекте

Имя

насоса

в проектеИмя

сигнала

в

наборе

для

насоса

Имя

сигнала

в наборе

для

насоса

13

Page 14: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Визуальное

проектированиеSimInTech

обеспечивает

создание

проекта

АСУ

ТП

в

виде

систематизированного

набора

схем

алгоритмов

20%

Преимущества

SimInTech:

Русскоязычный интерфейс;

Возможность произвольной настройки внешнего вида схемы алгоритмов;

Создание шаблонов для структурирования проекта алгоритмов (системы,

группы, листы алгоритмов);

Оформление документации согласно ГОСТ и (или) стандартов

предприятия:Обозначение блоков на схеме;

Рамки, поясняющие надписи;

Наличие визуальных слоев для разных элементов схемы алгоритма;

Автоматизация заполнения полей документа служебной информацией.

14

Page 15: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Индивидуальная

настройкаДля

реализации

конкретных

требований

создаются

индивидуальные

блоки

обеспечивающие

«интеллектуальное»

поведение

в

проекте

алгоритмов

20%

Индивидуальные

блоки

проекта:

отвечают требованиям проекта;

формируют содержание проекта;

содержат шаблон алгоритма;

обеспечивают связь с базой

сигналов.

15

Page 16: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Векторная

обработка

сигналовБольшинство

блоков

в

SimInTech

являются

векторными, что

обеспечивает

независимую

обработку

одной

схемой

множества

однотипных

алгоритмов

20%

Один

типовой

блок

управления

обрабатывает

все

задвижки

в

проекте

Схема

типового

блока

Вид

на

схеме

в

алгоритмах

Список

в

базе

данных

сигналов

Имя

задвижкиИмя

задвижки

Технологическая

схема

16

Page 17: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Расчетная

проверкаПроект

в

SimInTech

является

готовой

математической

моделью

для

расчетной

проверки

работоспособности

алгоритмов

20%

Возможности

проверки:

Расчетная проверка путем задания входных воздействий и контроля

реакции системы управления;

Динамический расчет с использованием виртуальных пультов управления;

Расчет в составе комплексной модели совместно с моделью объекта.

17

Page 18: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Комплексное

моделированиеSimInTech

обеспечивает

проверку

проекта

алгоритмов

путем

динамического

моделирования

поведения

объекта

(комплексное

моделирование)

20%

Способы

создания

модели

объекта:

В виде структурной схемы SimInTech «вход – выход», для описания

динамики процессов, дифференциальные уравнения которых могут быть

представлены в форме Коши;

С использованием специализированных библиотек блоков в составе

SimInTech;

Подключение сторонних динамических программ моделирования

технических объектов через специальные блоки связи (OPC, TCP/IP, UDP),

для совместного расчета в режиме обмена данными;

Интеграции со сторонними моделирующими программами, включая

интеграцию с созданием общего интерфейса подготовки моделей в

графической среде SimInTech.18

Page 19: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Интегрированная

модель

объектаАрхитектура

базы

SimInTech

позволяет

обеспечить

подключение

проекта

и

модели

объекта

аналогично

реальной

АСУ

ТП

для

тестирования

алгоритмов

20%

база

данных сигналов

база

данных сигналов

Проект

алгоритмов

-

модель SCADA система

Модель

объекта

исполнительные

механизмы

расчетные

параметры

команды

АСУ

точки

контроля

показания

приборов

команды

оператора

Такой

подход

позволяет

проверить

и отладить

проект

алгоритма

в

условиях,

максимально

приближенных

к

условиям реальной

работы

объекта.

19

Page 20: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Система

отображения

верхнего

уровняSimInTech

содержит

все

необходимые

компоненты

для

создания

полноценной

SCADA системы

верхнего

уровня

20

Графическая

система

SimInTech

обеспечивает

создания

видеокадров,

мнемосхем

для

отображения

технологического

процесса, а также виртуальных

панелей

управления.

Возможности:

Разработка проекта в Windows;

Использование графики в Windows и Linux.

Встроенный редактор векторной графики – создание 2D изображений

произвольной сложности, масштабирование, использование визуальных

слоев и т.п.;

Язык программирования высокого уровня – обеспечивает создание

анимации высокой степени сложности;

База сигналов - связь анимации с параметрами процесса.

Page 21: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Отображение

и

управление

процессамиГрафическая

среда

SimInTech

обеспечивает

создание

всех

необходимых

составных

частей

SCADA системы

верхнего

уровня

20%

21

Мнемосхемы\технологические

диаграммы

Графики

и

архивация

параметров

Контекстные

окна

управления

Фотореалистичные

изображения

Page 22: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Тестирование

эргономики

видеокадровПроверка

эргономики

видеокадров

возможна

уже

на

стадии

проектирования

путем

имитации

работы

оператора

и

моделирования

процессов

20%

22

Видеокадр

управления

нефтепроводом Видеокадр

управления

ПТУ

Создание

видеокадров

на

ранней

стадии

проектирования

позволяет:

выявить и исключить ошибки эргономики человеко-машинного интерфейса;

сократить срок разработки системы отображения верхнего уровня.

p,hp,h

p,hp,h

p,hp,h

p,hp,h

p,hp,hRA11S01

88.0

SE11S01

ПП-2

ПП-1

СС

10SA21S02

Группа ГПЗ

ПГ-1

Кольцовысокогодавления

КСН

0.0 RQ11S01

Оборудование питательной группыПВД-7 ПВД-6

Деаэратор

RD10S01

RD11S01 RD21S01 R23 R24

R25 R26

RB62D01

n =0.0dP=0.0

R27

R28

RB61D01

n =24.6dP=12.3

R29

R30

RB63S01

R33

R34

ЦВД

I II III

ПГ-2

ПГ-3

ПГ-4

RL71S06

RL72S06

RL73S06

RQ21S07 Т

RB50S01

RB50S02

R88

О

0.0

RC11S02

0.0

RC12S01

0.0

RC12S02

RA41S02

RA41S01

03-N 0.0

RB63S02

03-H

03-G

03-F

03-E

03-B

03-A

03-D

03-C

RD20S01

03-K03-L

03-Oупл.03-M упл.

Острый пар

03-P упл.

RD34S01

RD34S03

R85R87

В

R1088

R89

R90

R91

100.0

RA41S03

03-A

03-B

03-C

03 D

02-LLПНД-4

20.4

RN81S01

35.6

RN91S01

69.2

RB60S01

RQ50S01

RQ50S02

0.0

RQ50S03

7.5

RQ21S08

p,hp,h

G=0.0

G=0.0

G=1304.3

G=83.1

G=86.3

G=20.0

G=33.6

G=61.9

P=27.0H=635.7T=227.9

P=17.4H=620.4T=205.3

P=11.1H=606.0T=184.1

G=20.0

G=61.8

G=59.8

G=142.1

G=59.8G=61.8

G=1127.0

P=10.9H=699.2T=243.4

G=0.0G=0.0G=0.0

88.0

SE11D01

P 60.00 Q 1004.6

P 56.37 P 10.07

P 9.87

P 10.06

n 1500

L 56.3

L 57.2

L 82.3

Page 23: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Автоматизация

обработки

сигналовБаза

данных

сигналов

SimInTech

обеспечивает

автоматическую

привязку

сигналов

к

элементам

графического

отображения

и

управления

20%

23

Мнемосхема

База данных сигналов Скрипт

анимации

Окно

управления

имя

сигналаимя

сигнала

имя

объектаимя

объекта

Page 24: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Анализ

расчетной

схемы

алгоритмовSimInTech

содержит

в

себе

расчетное

ядро, обеспечивающее

математический

анализ

схемы

алгоритмов

для

генерации

кода

20%

Расчетное

ядро, созданное

для

моделирования

динамических

процессов,

содержит

в

себе

математические

методы

анализа

схемы

для

подготовки процесса

генерации

кода

на

языке

Си.

Основные

задачи

подготовки

генерации

кода:

Анализ топологи схемы алгоритма. Определение зависимостей, связи

между расчетными блоками схемы, корректность математических операции,

подготовка глобального списка переменных и функций.

Развязка алгебраических петель. В случае обнаружения замыкания линий

связи в алгоритмах, необходимо обеспечить корректное задание начальных

значений.

Сортировка блоков по порядку расчета.

24

Page 25: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Генерация

исходного

кода

по

схемеГенерация

кода

в

SimInTech

осуществляется

на

основе

шаблонов, что

обеспечивает

создание

кода, совместимого

с

различными

компиляторами

20%

Проект

алгоритмов

СиMS Visual Studio

STSchneider Unity

CиGCC Linux

CиGCC QNX

Шаблоны

Среда

SimInTech

создает

код

стандарта

ANSI

С.

Для

разных

целевых

платформ

могут

использоваться

разные

комментарии,

названия

файлов, вспомогательные

файлы

описания, создаваемые

по специальным

настраиваемым

шаблонам.

Компиляторы

и

ОС

25

Page 26: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Требования

к

исходному

коду

программыАвтоматическое

создание

исходного

кода

программы

позволяет

избежать

ошибок

ввода

данных

и

значительно

ускорить

процесс

создания

программ

20%

При

этом

выполняются

следующие

требования

к

исходному

коду

программы:

соответствует схеме алгоритма по выполняемым математическим

операциям;

удовлетворяет требованиям к синтаксису языка программирования Си со

стороны компилятора, осуществляющего формирование программ для

контроллера;

содержит в себе идентификаторы, которые при необходимости позволяют

осуществлять отладку программы с использованием ПО SimInTech;

позволяет осуществлять компиляцию в исполняемую программу для прибора

с использованием сертифицированного компилятора;

компиляция не требует применения ПО SimInTech.

26

Page 27: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Исходный

код

программыРезультат

работы

SimInTech

код, который

содержит

описание

на

языке

СИ

математических

блоков, оформленное

согласно

требованиям

компилятора

20%

Проект

алгоритмов

Набор

необходимых

файлов

Алгоритм

на

языке

СИ

27

ГОСТ

Р

МЭК

60880‐2010

СЕРТИФИЦИРОВАНО

для

систем

контроля

и

управления

важных

для

безопасности

АЭС

Page 28: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Компиляция

исходного

кода

программыАвтоматически

сгенерированный

из

SimInTech

код

компилируется

с

использованием

штатных

средств

целевой

платформы

20%

28

Для

компиляции

программы

используется

штатная

среда

программирования QNX Momentics

IDE, QNX Software Systems Ltd .

QNX Momentics

IDE

Исходные

текстыСи

Контроллер

под

управлениемQNX

Программадля

QNX

компиляция

загрузка

Файлы, подготовленные

SimInTech

загрузка

Файлыконфигурации

Page 29: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Сквозное

проектирование

АСУ

ТПСреда

SimInTech

поддерживает

сквозное

проектирование

для

создания

АСУ

ТП

от

стадии

концептуального

проекта

до

пуска

20%

общий

проект

общий

проект

Абстрактный

уровень

Детальный

уровень29

требованиятребования

разработка

программы

разработка

программы

проверка

приборов

проверка

приборов

общая

проверка

общая

проверка

ПНРПНР

детальныйпроект

детальныйпроект

время

расчетная проверка

на

всех

стадиях жизненного

цикла

Page 30: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Инструментальное

ПО

технолога

Проектирование Процессы

валидации

Тестированиеаппаратуры

Функциональноетестирование

Рекомендации

международных

стандартовSimInTech

обеспечивает

процесс

создания

ПО

АСУ

ТП

, важных

для

безопасности

АЭС

согласно

рекомендациям

МЭК

60880

20%

30

ТребованияТребования

КонцептуальноепроектированиеКонцептуальноепроектирование

СпецификацияАппаратуры

АСУ

ТП

СпецификацияАппаратуры

АСУ

ТП

Функциональная

спецификация

АСУ

ТП

Функциональная

спецификация

АСУ

ТП

Мат. модель

Валидациясистемы

Валидациясистемы

Интеграцияна

целевой

системе

Интеграцияна

целевой

системе

P&ID Diagram Диаграммы

SimInTech Генератор

кода Компиляция

ПО

Жизненный

цикл

создания

управляющих

программ

АСУ

ТП

в

среде SimInTech, соответствует

рекомендациям

МЭК

60880 (Life cycle for Application

Oriented Software Engineering)

Page 31: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Уровни

проектирования

АСУ

ТПСуществуют

различные

виды

абстрактных

представлений

проекта

на

разных

стадиях

жизненного

цикла

проектирования

и

создания

АСУ

ТП

20%

31

1.

Технологический

алгоритм

описание

работы

системы

автоматики

без привязки

к

аппаратуре

управления

(требования, регламент

работы);

2.

Алгоритмы

обработки

сигналов

и

управлением

аппаратурой

АСУ

ТП;

3.

Связь

переменных

параметров

с

платами

ввода

с

датчиков

и

платы вывода

команд

на

исполнительные

механизм.

Технологический алгоритм

Технологический алгоритм

Платы

ввода- вывода

Платы

ввода- выводаОбработка

сигналовОбработкасигналов

Page 32: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Технологическая

часть

проекта

АСУ

ТПСреда

SimInTech

обеспечивает

технологу

все

необходимые

инструменты

для

создания

технологического

проекта

алгоритма

управления

20%

32

Система кодирования переменных (сигналов) принятая в проекте;

Значения параметров в принятых в проекте физических единицах

измерения;

Получение значений параметров из динамической модели объекта.

Показание

вединицах

СИ

Показание

вединицах

СИ

КодсигналаКод

сигналаУставка

в

единицах

СИ

Уставка

в единицах

СИ

Page 33: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Обработка

аппаратных

сигналов

АСУ

ТПДля

преобразования

сигналов

с

плат

ввода–вывода

из

токовых

параметров

в

технологические

возможно

создание

специальных

блоков

обработки

20%

33

Обработка

сигналов

включает

в

себя:

Пересчет в физические единицы измерения, с заданными коэффициентами;

Фильтрацию, сглаживание сигнала;

Обработку аппаратных ошибок, проверку достоверности.

Показание

вединицах

СИ

Показание

вединицах

СИ

Аппаратныеошибки

Аппаратныеошибки

Уставки, диагностика

Уставки, диагностика

Выход

за диапазон

Выход

за диапазон

Page 34: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Интерфейс

к

платами

ввода-выводаДля

организации

связи

между

аппаратурой

измерения

и

управления

агрегатами

используются

специальные

интерфейсные

блоки

34

Каждый

интерфейсный

блок

обеспечивает:

Графическое представление физических контактов платы ввода–вывода;

Связь между контактами и переменными в базе данных сигналов;

Создание аппаратно-специфического кода обработки сигналов с платы.

Имена

сигналовбазы

данных

Имена

сигналовбазы

данных

Контакты платы

Контакты платы

Page 35: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Исполнительная

среда

Nord

Wind для

QNXКорректную

работу

алгоритмов

управления

в

ОСРВ

QNX обеспечивает

исполнительная

среда

Nord

Wind, работающая

на

контроллере

35

Исполнительная

среда

Nord Wind

имеет

модульную

архитектуру, использует механизм

динамически

загружаемых

библиотек

и

соответствует

рекомендациям

МЭК

60880.

Состав

и

функционально

назначение:

NordWind – основной модуль диспетчера программ-алгоритмов;

GbdServer – модуль отладки алгоритмов в приборе;

Libio – библиотека обмена с платами ввода-вывода;

Libnet – библиотека настройки и реализации обмена между контроллерами;

под управлением QNX в сети Ethernet АСУ TП;

Libtrend – библиотека архивирования данных;

Libsdk – комплект разработчика.

Page 36: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

SCADA

Инструментальная станция

Архитектура

распределенной

АСУ

ТПSimInTech

обеспечивает

создание

распределенных

систем

управления

на

нескольких

контроллерах

QNX, объединенных

в

сеть

36

Контроллер QNX

архивныйсервер

карты ввода- вывода

Среда

SimInTech

записьLibtrends

обменGbdServer

обменLibnet

обменLibio

ПВД-6ПВД-7

RL61S01

RN21S01RN11S01

43.1

RN11S02

30.2

RN21S02

RL61S05

RL71S01

RL71S03

70.8

RL71S0253.5

RL71S04

01-AПГ-1

RL72S01

RL72S03

70.8

RL72S0253.3

RL72S04

01-BПГ-2

RL73S01

RL73S03

70.8

RL73S0253.3

RL73S04

01-CПГ-3

RL74S01

RL74S03

70.8

RL74S0253.5

RL74S04

01-DПГ-4

01-A

Пар I отб. ЦВД

01-B

Конденсат ПП-2 СПП

01-D

Конденсат ПП-1 СПП

01-C

Пар II отб. ЦВД

G=142.0

G=0.0

L 26.8

L 26.7

L 26.7

L 26.8

P 78.98

F 1459

F 1459

F 1459

F 1459

F 2918 F 2918

T 217.4

T 217.4

T 217.4

T 217.4

L 54.0 P 25.50 P 15.54

L 89.5

ВидеокадрыSimInTech

Контроллер QNX

Page 37: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Схема

работы

исполнения

алгоритмаДиспетчер

Nord Wind DispExemod

обеспечивает

выполнение

алгоритма

с

учетом

конфигурации, заданной

разработчиком

37

Page 38: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Отладка

алгоритма

в

контроллереВ

режиме

удалённой

отладки

можно

подключиться

к

контроллеру

и

получить

отображение

работы

алгоритма

на

схеме

SimInTech

38

Для

отладки

исполняемых

программ

в

среде

QNX

используется

программный модуль

Nord Wind GbdServer. Данный

модуль

обеспечивает:

доступ к исполняемым программам с клиентской рабочей станции из среды

SimInTech по сети Ethernet;

доступ к переменным программы (алгоритма) во время работы, в том числе

возможность изменения значения переменных, констант, коэффициентов без

перекомпиляции программы;

управление выполнением программы, в том числе:

Загрузка состояния прибора;

Запуск программы на выполнение;

Пауза (продолжение) выполнения;

Остановка выполнения программы.

Page 39: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Схема

отладки

алгоритма

в

контроллереGbdServer

обеспечивает

доступ

к

области

памяти

контроллера

с

переменными

программы

(алгоритма) для

графической

среды

SimInTech

39

Файл

конфигурации загрузкиПроцесс-диспетчер

DispExemod

Общая

область

памяти/header

Общая

область

памяти/exemod_struct

Общая

область

памяти/extvars_struct

Общая

область

памяти/extvars_value Сервер

отладки

GbdServerПрограмма

(алгоритм)

Общая

область

памятивнутренних

переменных

Клиент

SimInTech

запись-чтениепри

работе

удаленныйобмен

Ethernet

Page 40: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

40

Модуль

сетевого

обмена

Libnеt Настройка

обмена

данными

по

сети, для

распределенной

АСУ

ТП,

происходит

автоматически

с

помощью

модуля

Libnet

Единая

база

данных

сигналов

в

проекте

SimInTech

обеспечивает

процесс автоматизации

настройки

сетевого

обмена. Каждый

контроллер

в

сети

является

одновременно

источником

и

приемником

сигналов.

Функции

модуля

Libnet:

при

включении

системы:

отправить запрос входных сигналов алгоритма контроллера;

обработать входящие запросы;

сформировать список выходных сигналов для отправки на контроллер

приемник.

в

процессе

работы:

получить входные сигналы и записать в переменные (асинхронно);

отправить выходные сигналы по сети всем получателям.

Page 41: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Исполнение

программы

в

контроллереИсполнительная

среда

Nord

Wind обеспечивает

работу

в

реальном

режиме

времени

с

учетом

настройки

по

квантам

времени

41

времявремя

старт

кванта

временистарт

кванта

времени

выполнениеалгоритма

Получение данных по сетиlibnet

асинхронный

процессасинхронный

процесс

Page 42: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

42

Преимущества

Nord

WindИсполнительная

среда

Nord

Wind обеспечивает

полную

реализацию

возможностей

SimInTech

на

уровне

исполнения

в

контроллере

Использование

исполнительной

среды

Nord

Wind

для

создания

АСУ

ТП

на основе

ОСРВ

QNX обеспечивает

создание

надежного

решения

для

самых

сложных

и

ответственных

систем

управления. Набор

модулей

Nord

Wind

обеспечивает

на

уровне

контроллера

работу

систем

управления,

спроектированных

в

среде

SimInTech. Используя

Nord

Wind пользователи получают:

проверенное и отлаженное ПО нижнего уровня;

полное использование всех особенностей и преимуществ QNX;

работу с графическим интерфейсом при отладке алгоритмов в контроллере;

сокращение сроков разработки;

повышение качества прикладного программного обеспечения.

Page 43: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Проекты

SimInTechООО

«ЗВ

Сервис»

выполнило

несколько

значимых

проектов

по

автоматизации

создания

систем

управления

в

разных

отраслях

43

Система

проектирования

и

отображения

для

тренажеров

АЭС

Заказчик – Концерн «Росатом»;

Изготовитель – ОАО «ДЖЕТ», ОАО «ВНИИАЭС».

Моделирование

АСУ

ТП

и

нефтепроводоов

Заказчик - ОАО «ТРАНСНЕФТЬ»;

Проектировщик - ОАО «Гипротрубопровод".

Page 44: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Применение

SimInTech

для

QNX в РоссиОС

реального

времени

QNX применяется

в

системах

управления

атомными

подводными

лодками, а

так

же

для

управления

ядерными

реакторами

20%

Системы

управления

атомными

подводными

лодками

Заказчик - Министерство обороны РФ;

Проектировщик - СПМБМ "Малахит";

Изготовитель АСУ ТП – Концерн “НПО "Аврора".

Управляющая

система

безопасности

реактора

РБМК

Заказчик - Концерн "Росатом";

Проектировщик - ОАО "НИКИЭТ";

Изготовитель АСУ ТП - "ОКСАТ".

44

Page 45: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Виртуальный

энергоблок

СПбАЭПООО

«ЗВ

Сервис»

в

2012 году

приняло

участие

в

создании

виртуального

энергоблока

АЭС

для

ОАО

«Санкт-Петербургский

Атомэнергопроект»

45

ПО

SimInTech

используется

для

создания:

Видео-стены отображения информации модели;

Графической система создания тепло-гидравлических моделей;

Системы моделирования АСУ ТП.

Page 46: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Выгоды

применения

SimInTechSimInTech

в

процессе

проектирования

алгоритмов

обеспечивает

расчетную

проверку

и

исключает

человеческий

фактор

при

программировании

АСУ

ТП

46

Сокращение общих сроков разработки АСУ ТП за счет ускорения

программирования контроллеров;

Сокращение сроков пуско-наладочных работ за счет тестирования АСУ

ТП с использованием математических моделей объекта;

Сокращение количества ошибок в АСУ ТП за счет исключения

человеческого фактора интерпретации технического задания между

технологами и программистами.

Упрощение сопровождения и модернизации АСУ ТП за счет наличия

документированной проектной информации в виде функционально-блочных

схеме алгоритмов.

Общее повышение качества АСУ ТП при снижении стоимости и

уменьшении времени разработки.

Page 47: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

Окупаемость

инвестиций

в

SimInTechSimInTech

разработан

с

учетом

требований

проектировщиков

и

изготовителей

АСУ

ТП

и

обеспечивает

комплексное

снижение

затрат

проекта

47

Этап

проекта Доля

затрат Экономия

от SimInTech

Концептуальное

проектирование 5% 20%Системное

проектирование 12% 30%

Разработка

системных

требований

к

ПО 14% 50%Проектирование

ПО

(детализация) 15% 70%

Кодирование 10% 70%Модульное

тестирование 12% 30%

Интегральное

тестирование 7% 30%Системное

тестирование 10% 30%

Документирование 15% 70%

Суммарная

экономия

при

применении

SimInTech

48%

Page 48: Использование технологии SimInTech · Автоматизация обработки сигналов База данных сигналов SimInTech обеспечивает

ООО «ЗВ Сервис»

+7 (495) 221 22 53

[email protected]