UNIVERZITET U ISTONOM SARAJEVU

ELEKTROTEHNIKI FAKULTET

ZAVRNI RAD

TEMA

PRIMENA SOFTVERSKOG PAKETA InTouch U REALIZACIJI

SISTEMA ZA DALJINSKI NADZOR I UPRAVLJANJE

MENTOR: KANDIDAT:

Doc. dr Slobodan Lubura Mitar Simi

Istono Sarajevo, jul 2010. godine

i

Sadraj

1. UVOD............................................................................................................................ 1

2. UVOD U SCADA SISTEME I ISTORIJSKI PREGLED ............................................... 2

2.1 Uvod u SCADA sisteme .......................................................................................... 2

2.2 Istorijat .................................................................................................................... 4

2.3 Dananji sistemi ....................................................................................................... 7

2.4 Budunost ................................................................................................................ 7

2.5 SCADA podsistemi.................................................................................................. 8

3. KONFIGURACIJE SCADA SISTEMA ....................................................................... 10

3.1 PC raunar sa akvizicionom karticom i senzori ...................................................... 10

3.2 PC raunar i jedan PLC .......................................................................................... 10

3.3 Skup upravljakih PLC-ova koji su povezani na jedan PC raunar ......................... 11

3.4 SCADA sistemi sa savremenim komunikacionim tehnologijama ........................... 12

3.5 WASCAD sistemi .................................................................................................. 12

4. PROGRAMABILNI LOGIKI KONTROLERI .......................................................... 13

4.1 Istorijski pregled .................................................................................................... 13

4.2 Prvi programabilni kontroleri ................................................................................. 13

4.3 Prednost upravljanja pomou PLC-a u odnosu na upravljanje relejima ................... 15

4.4 Opis sistema upravljanja sa PLC ureajem ............................................................. 15

4.5 Sastavni delovi PLC kontrolera .............................................................................. 16

4.5.1 Centralna procesorska jedinica ........................................................................ 17

4.5.2 Memorija ........................................................................................................ 17

4.5.3 Programiranje PLC kontrolera ........................................................................ 18

4.5.4 Elektrino napajanje ....................................................................................... 18

4.5.5 Ulazi u PLC .................................................................................................... 19

4.5.6 Ulazni prilagodni stepen ................................................................................. 19

4.5.7 Izlaz iz PLC-a ................................................................................................. 20

4.5.8 Izlazni prilagodni stepen ................................................................................. 20

4.5.9 Linije za proirenje ......................................................................................... 21

4.6 Princip rada PLC ureaja ....................................................................................... 21

4.7 FEC FC34-FST ...................................................................................................... 22

4.7.1 TCP/IP komunikacija ...................................................................................... 24

4.7.2 RUN/STOP prekida ...................................................................................... 25

4.7.3 LED indikacija................................................................................................ 25

4.7.4 Osnovne karakteristike .................................................................................... 25

5. SOFTVERSKI PAKET InTouch .................................................................................. 26

ii

5.1 Korienje InTouch Application Manager-a ........................................................... 26

5.2 WindowMaker ....................................................................................................... 27

5.3 InTouchViewer ...................................................................................................... 27

5.3.1 Korienje In Touch menija ............................................................................ 27

5.3.2 Izvrenje InTouch QuickScript-i ..................................................................... 27

5.3.3 Inicijalizacija U/I komunikacije ...................................................................... 28

5.4 Tagname Dictionary............................................................................................... 28

5.4.1 Memorijski tip taga ......................................................................................... 28

5.4.2 Tipovi U/I tagova ............................................................................................ 28

5.4.3 Definisanje imena novog taga ......................................................................... 29

5.4.4 Tag Browser ................................................................................................... 29

5.5 Kreiranje animiranih veza ...................................................................................... 30

5.5.1 Kreiranje ekvivalentnih tastera ........................................................................ 30

5.5.2 Izbor animirane veze ....................................................................................... 31

5.6 InTouch Quick Script-e .......................................................................................... 31

5.6.1 Korienje InTouch QuickScript Editor-a ....................................................... 32

5.6.2 Aplikativne skripte.......................................................................................... 33

5.6.3 Window skripte .............................................................................................. 33

5.6.4 Key skripte ..................................................................................................... 34

5.6.5 Touch Pushbutton Action Script-e .................................................................. 34

5.6.6 Uslovne skripte ............................................................................................... 34

5.7 Alarmi i pojave ...................................................................................................... 35

5.7.1 Konfiguracija alarmnog taga ........................................................................... 36

5.8 Klijenti za alarme i pojave ..................................................................................... 37

5.8.1 Distribuirani prikaz alarma.............................................................................. 37

5.9 Trendovi u realnom vremenu i istorijski prikaz ...................................................... 37

5.9.1 Trendovi u realnom vremenu .......................................................................... 38

5.9.2 Istorijski prikaz trendova ................................................................................ 38

5.10 U/I komunikacija ................................................................................................ 39

5.10.1 Propisi za U/I adresiranje ................................................................................ 39

5.10.2 InTouch pristupna imena ................................................................................ 39

5.10.3 Definisanje U/I item-a..................................................................................... 40

6. FESTOIPC SERVER ................................................................................................... 41

6.1 Komunikacioni protokoli ....................................................................................... 41

6.2 Pristup udaljenim jedinicama preko FESTOIPC servera ......................................... 42

6.2.1 Praenje komunikacije preko InTouch aplikacije ............................................ 43

7. PRAKTINA RELIZACIJA ........................................................................................ 44

iii

7.1 InTouch aplikacija ................................................................................................. 45

7.1.1 Application skripta.......................................................................................... 46

7.1.2 Windows skripta ............................................................................................. 46

7.2 Pristup kontroleru putem mree ............................................................................. 48

8. ZAKLJUAK .............................................................................................................. 50

LITERATURA .................................................................................................................... 51

1

1. UVOD

SCADA sistemi imaju iroku primenu u upravljanju i praenju rada industrijskih postrojenja i opreme ali i u telekomunikacijama, energetici i sistemima upravljanja. U ovom

radu bie predstavljene sve komponente neophodne za kreiranje SCADA sistema. Realizovan je sistem za daljinski nadzor i upravljanje radom FEC FC34-FST kontrolera koristei softverske pakete InTouch i FESTOIPC OPC and DDE Server. To je jedan zaokruen projekat od idejnog reenja do praktine realizacije.

U drugom delu rada, koje nosi naziv Uvod i istorija SCADA sistema, napravljen je

pregled istorijskog razvoja SCADA sistema i predstavljene su osnovne komponente ovih

sistema. Kroz kratka razmatranja uoene su osnovne osobine sadanjih SCADA sistema ali i mogui pravci novih tokova razvoja ovih sistema u budunosti.

Tree poglavlje rada, Konfiguracije SCADA sistema, prikazuje razliite konfiguracije ovih sistema: od najjednostavnije, koju ine sa jedne strane davai, prekidai i sl. a sa druge strane PC raunar koji preko svoje akvizicione kartice prima i obrauje podatke, do najsloenije kao to su WASCAD sistemi.

Programibilni logiki kontroleri je naslov etvrtog poglavlja u kom je predstavljen osnovni element (pored raunara) SCADA sistema programabilni logiki kontroler. Kroz kratak istorijski pregled i osobine prvih PLC-ova koji su se pojavili na tritu objanjen je i sistem upravljanja sa PLC-om ali i osnovne prednosti upravljanja sa PLC-om u odnosu na

relejni sistem upravljanja. Opisani su sastavni delovi svakog kontrolera: CPU, memorija,

napajanje, ulazni i izlazni modul, itd. Objanjen je i princip rada PLC-a. Na kraju ovog poglavlja predstavljen je FEC FC34-FST kontroler koji je korien za potrebe ovog rada.

U petom delu rada, pod nazivom Softverski paket InTouch, predstavljeni su osnovni

delovi i funkcije ovog sofverskog paketa za projektovanje korisnikih aplikacija u SCADA sistemima. Objanjeni su osnovni moduli ovog softverskog paketa: WindowMaker, WindowViewer i Application Manager. Tagovi predstavljaju promenjve koji se koriste za

povezivanje fizikalnih veliina procesa sa promenjivim na raunaru. Vrste tagova, kao i kreiranje i njihovo definisanje je objanjeno u ovom poglavlju. Osnovu svakog SCADA sistema ine alarmi i pojave kao i klijenti za manipulisanje sa njima te se deo ovog rada odnosi i na ove funkcije. Na kraju ovog poglavlja predstavljena je U/I komunikacija kao i

praenje (trendovi) signala. FESTOIPC server je naslov estog poglavlja u kom je predstavljen program koji je

neophodan za komunikaciju SCADA aplikacije i PLC-a. Objanjeni su komunikacioni protokoli kao i pravilna podeavanja ovog programa koji predstavlja most izmeu fizikih veliina na kontroleru sa jedne strane, i raunara sa druge strane, pored koga je krajnji korisnik ovek.

U sedmom delu rada prikazani su rezultati praktine realizacije jednostavnog sistema za daljinski nadzor i upravljanje. Ovom prilikom nije kreiran SCADA sistem koji ima veliku

upotrebnu vrednost ali osnovna ideja ovog rada jeste obraivanje svih neophodnih modula za potpunu implementaciju SCADA sistema. Dobijeni sistem prua mogunost potpunog nadzora i upravljanja radom PLC-a. Na taj nain, ovaj rad predstavlja dobru polaznu osnovu za realizaciju sloenijeg i korisnijeg SCADA sistema.

Zakljuak predstavlja osvrt na opisanu problematiku SCADA sistema, njihovu bezbednost kao i neka opta upustva za kreiranje ovih sistema.

2

2. UVOD U SCADA SISTEME I ISTORIJSKI PREGLED

2.1 Uvod u SCADA sisteme

SCADA (eng. Supervisory Control And Data Acquisition) je sistem koji slui za automatizaciju industrijskih procesa, odnosno sistem koji se koristi za prikupljanje podataka

sa senzora i instrumenata lociranih na udaljenim stanicama kao i za prenos i prikazivanje tih

podataka u centralnoj stanici u svrhu nadzora ili upravljanja. Prikupljeni podaci se obino posmatraju na jednom ili vie SCADA raunara u centralnoj (eng. master) stanici. SCADA system moe da prati i upravlja i do stotinama hiljada ulazno-izlaznih vrednosti. Uobiajeni analogni signali koje SCADA sistem nadzire (ili upravlja) su nivoi, temperature, pritisci,

brzine protoka i brzine motora. Tipini digitalni signali za nadzor (upravljanje) su prekidai nivoa, prekidai pritiska, status generatora, releji i motori.

Kao to i samo ime kae, SCADA sistem obino ona nema potpunu kontrolu nad sistemom, ve je vie fokusiran ka nivou nadgledanja. SCADA je softverski paket koji je pozicioniran na samom vrhu hardvera na koji se odnosi, uglavnom preko PLC-a ili drugog

komercijalnog hardverskog modula. SCADA sistemi se koriste ne samo u veini industrijskih procesa kao to su pravljenje elika, proizvodnja i distribucija struje (konvencionalne i nuklearne elektrane), praenje i kontrola hemijskih i transportnih procesa, gradskih vodovodnih sistema ve takoe sve vie i u svakodnevnom ivotu. SCADA sistemi su postigli sutinski napredak tokom proteklih godina u smislu funkcionalnosti i performansi. Primer sistema upravljanja sa SCADA sistemom dat je na slici 2.1.

Slika 2.1 Mesto SCADA sistema u primeru sistema upravljanja

Termin SCADA se obino odnosi na centralni sistem koji nadgleda i kontrolie itavu fabriku ili sistem koji je raspregnut na velike daljine (esto su to i kilometri). Najvei deo kontrole jedne stanice se ustvari vri automatski od strane PLC-a. Glavne kontrolne funkcije su skoro uvek zabranjene kontroleru u stanici. Na primer, PLC moe da kontrolie protok vode za hlaenje kroz deo industrijskog procesa, ali SCADA sistem moe da dozvoli

3

operateru da promeni zadatu vrednost protoka i moe da snima i prikazuje bilo koja alarmna stanja, kao to su gubitak pritiska ili visoka temperatura.

Prikupljanje podataka poinje na nivou PLC-a i ukljuuje oitavanje veliina i statusa. Zatim se podaci koji su potrebni alju na SCADA sistem, gde se prevode i formatiraju na takav nain da operater u kontrolnoj sobi uz pomo interfejsa moe, na osnovu njih, doneti odgovarajue odluke koje mogu biti potrebne da bi se podesile normalne funkcije rada PLC-a a samim tim i procesa. Podaci se takoe mogu uvati u istorijatu, koji je esto podran bazom podataka, radi prikaza trendova i drugih analitikih radnji.

SCADA sistem tipino implementira distribuiranu bazu podataka, koja se esto zove i baza tagova, koja se sastoji od elemenata zvanih take ili tagovi. Tag predstavlja jednu ulaznu ili izlaznu vrednost koja se prati ili kojom se upravlja od strane sistema. Tagovi mogu biti

tvrdi (eng. hard) ili meki (eng. soft). Tvrdi tag predstavlja stvarnu vrednost ulaznog ili

izlaznog signala, dok je meki tag rezultat logikih i matematikih operacija primenjenih na tvrdom tagu. Veina interpretacija konceptualno uklanja ove granice nazivajui tvrde tagove najprostijim sluajem mekog taga. Vrednosti tagova se obino uvaju kao kombinacija vrednost-vreme; vrednost i vremenski trenutak kada je ta vrednost snimljena ili izraunata. Serija vrednost-vreme kombinacija je istorijat tog taga.

SCADA raunar je obino industrijski PC na kome se izvrava sofisticirani SCADA HMI softver. HMI (eng. Human-Machine Interface sprega izmeu oveka i raunara) je aparat koji procesne podatke predstavlja operateru i kroz koji operater kontrolie proces. Osnovni interfejs operatera je skup grafikih ekrana koji prikazuju reprezentaciju opreme koja se posmatra.

Tri komponente SCADA sistema su:

viestruke udaljene terminalne jedinice (PLC-ovi),

glavna stanica (eng. Master Station) i HMI kompjuter(i),

komunikaciona infrastruktura. Termin ,,glavna stanica se odnosi na servere i na softver za komunikaciju sa opremom,

a onda i na HMI softver koji se izvrava na jednom ili vie raunara u kontrolnoj sobi, ili negde drugde. U manjim SCADA sistemima, glavna stanica moe biti samo jedan PC raunar, dok u veim SCADA sistemima, glavna stanica se moe sastojati od vie servera i distribuiranih softverskih aplikacija.

SCADA sistem obino prezentuje informacije operateru u obliku mimikih dijagrama (slika 2.2). To znai da operater moe da vidi ematsko predstavljanje fabrike koju kontrolie. Na primer, slika pumpe koja je povezana sa cevima moe operateru pokazati da pumpa radi i koliko tenosti pumpa kroz cev u tom trenutku. Operater tada moe da iskljui pumpu. HMI softver e prikazati smanjivanje brzine protoka tenosti u cevi u realnom vremenu. Mimiki dijagrami se mogu sastojati od linijske grafike i ematskih simbola koji predstavljaju procesne elemente, ili se mogu sastojati od digitalnih fotografija procesne opreme prekrivenim

animiranim simbolima. Vreme potrebno da se stigne do udaljenih stanica, da se prikupe

podaci ili da se izdaju naredbe, da se preispitaju runo uneti podaci, ispiu izvetaji ili izvre bilo koje od funkcija koje prua SCADA sistem, je u realnosti veoma znatno. Koristi od utede vremena su daleko vee od skraenja ljudskih radnih satibrze reakcije na alarme, blagovremene akcije i naredbe imaju i visoku novanu vrednost. Primarna svrha SCADA sistema je da unapred daju upozorenje na problem koji moe nastati.

Pre nego to su SCADA sistemi (sa telemetrijom) implementirani, mnotvo udaljenih stanica je ili imala ljudstvo ili su ih inspekcije esto poseivale radi prikupljanja podataka. Potreba za ovim je eliminisana (ili u velikoj meri smanjena) sa implementacijom iroko oblasnih SCADA sistema. Ovo je bio osnovni ekonomski pokreta za implementaciju SCADA sistema u prvom velikom talasu sveobuhvatnih sistema u sedamdesetim i

osamdesetim.

4

Slika 2.2 Primer SCADA sistema

2.2 Istorijat

SCADA je najverovatnije posledica razvoja telemetrije iz prve polovine dvadesetog

veka. Raketna i avio tehnologija nisu bile u stanju da priute ljudstvo koje bi istraivalo planetarne podatke o vremenu. Stanice sa ljudima na povrini Zemlje kao to su svetionici, pote, meteoroloke stanice i sl. su mogle da prikupljaju i prate meteoroloke podatke. Meutim, za preciznu vremensku prognozu, bile su potrebne mnogo preciznije informacije iz atmosfere. Tako su se javila dva pitanja koja su zahtevala odgovore. Kako se precizni podaci

mogu prikupljati iz atmosfere i slati ka postrojenju na Zemljinoj povrini? I, kako se podaci mogu prikupljati iz mnogo poloaja i snimati u centralizovanoj lokaciji kako bi se tu analizirali i tako predvidele vremenske prilike? Do reenja se dolo po ugledu na eleznike kompanije koje su koristile telemetrijske ureaje. eleznice su koristile telemetriju u svrhu prikupljanja podataka o lokaciji vozova i poloaju skretnica. U toku ovog vremena, napredak u radio tehnologiji je doveo do uklanjanja potrebe za postavljanjem stotine kilometara ica. Razvitak u korekciji greaka i kompresiji podataka omoguio je da vie informacija bude pouzdano poslato putem radio talasa. Tokom dvadesetog veka, sve vie grana industrije, kao to su automatizovane fabrike, gasna, elektrina i vodovodna postrojenja, su poele da koriste telemetrijski sistem za nadzor procesa i udaljenih stanica. Dvosmerna radio komunikacija je

postala uobiajena u ranim ezdesetim. Tada su izraunavanja u velikim raunarskim stanicama postala paradigma. Terminali bez sopstvene inteligencije su koristili raunarske stanice za izvravanje prorauna i uvanje podataka. Ovaj metod je prevazien u ranim osamdesetim sa razvojem mikrokompjutera. Era mikrokompjutera je dozvolila da informacije

i inteligencija budu korisnicima nadohvat ruke. Mikrokompjuteri su omoguili da upravljanje

5

procesom bude distribuirano izmeu udaljenih stanica, oslobaajui ih zavisnosti od centralne raunarske jedinice. Do kasnih osamdesetih, industrija je poela da prelazi u eru distribuiranih (decentralizovanih) sistema (slika 2.4). Ova era je okarakterizovana

integracijom WAN-a (eng. Wide Area Network) i LAN-a (eng. Local Area Network),

otvorenim standardima i modelovanjem relacionih informacija. U kasnim devedesetim, se

pojavila nova era SCADA sistema opisana kao era mrenih sistema (slika 2.5). Ovo je vreme kada su svi tipovi mrenih konfiguracija, kao to su WAN i LAN, postali shvatljivi i primenjivi. U toku ove ere, potreba za (centralizovanim) master-slave (slika 2.3) SCADA

sistemom je znaajno smanjena. Sada programabilni logiki kontroleri imaju mogunost prikupljanja podataka i upravljanja lokalnim stanicama. Tako su se poeli menjati i korisnici SCADA sistema. Industrije tipa elektrinih postrojenja su zadrale centralizovanu filozofiju (osnovna karakteristika prve generacije SCADA sistema). Meutim, kompanije za proizvodnju nafte i gasa su prele na vie decentralizovan nain, vraajui kontrolu u ruke operatera specijalista. To je dovelo do novog trenda meu programerima SCADA sistema.

Od samog poetka u ezdesetim, SCADA je shvaena kao sistem iji su glavni interes bili ulazi i izlazi sa udaljenih terminalnih jedinica (eng. Remote Terminal Units - RTU). U

ranim sedamdesetim je razvijen DCS (eng. Distributed Control System). ISA S5.1 standard

definie DCS kao sistem koji se iako funkcionalno integrisan, sastoji od podsistema koji mogu biti fiziki razdvojeni i udaljeni jedan od drugog. DCS je prvobitno razvijen prema potrebama velikih preduzea i procesnih postrojenja koji su zahtevali znatnu koliinu analognog upravljanja.

Osnovne razlike izmeu SCADA sistema i DCS-a su:

DCS koristi programabilni logiki kontroler, a SCADA koristi udaljene terminalne jedinice (RTU).

PLC poseduje vei nivo inteligencije od RTU-a.

Za razliku od RTU-a, PLC je u mogunosti da kontrolie stanice bez direkcija od strane ,,mastera.

Linija izmeu ova dva sistema je znatno izbledela u kasnim devedesetim. SCADA sistemi su posedovali sposobnosti DCS-a i DCS je posedovao sposobnosti SCADA sistema.

Sistemi su, jednostavno, prilagoeni operacijama kojima upravljaju. Sistemi instalirani u sedamdesetim i osamdesetim se danas obino zovu ,,sistemi

dinosaurusi. Bili su veliki, bili su skupi i vladali su planetom. Svi ovi sistemi su proizvoeni i instalirani od strane jedne kompanije koja je bila odgovorna za totalnu manipulaciju sistema.

Te kompanije su imale svoju liniju opreme (dizajniranu i proizvedenu tzv. ,,in-house) i softver. One su obino bile odgovorne za inenjering, konfiguraciju, komunikacionu mreu i instalaciju. Protokoli izmenu RTU-a i glavne stanice su bili u privatnom vlasnitvu, kao to je bio i softver u baznoj stanici i ee hardver u baznoj stanici. Za vee sisteme centralna stanica je bila minikompjuter i vrua rezerva (eng. hot reserve) koji su razmenjivali podatke kroz raznovrsne privatne ureaje sa komunikacionom mreom. Preorijentisan sistem je specifino planiran da glatko zameni kompjutere, komunikacionu opremu i periferne ureaje. Softver je takoe pisan da komunicira sa RTU-ovima istih kompanija i da u potpunosti iskoristi sve dobre karakteristike. Sistem komunikacija je bio obezbeen od strane prodavca. Bio je izabran da odgovara RTU-u i tehnologiji glavne stanice. Komuniciranje je bilo tipino putem kopnenih linija ili putem UHF radija. Brzina se kretala izmenu 300 i 1200 bps (eng.

bits per second - bita po sekundi). Udaljene terminalne jedinice (RTU-ovi) su bile dizajnirane

i proizvoene od strane prodavca tako da odgovaraju nainu komunikacije i sposobnostima glavne stanice. Udaljene terminalne jedinice su proizvoene od strane iste kompanije koja je davala (i pisala) softver za baznu stanicu i komunikacionu opremu. Mnogi korisnici su bili

veoma sreni sa ovim sistemima. Sistem je bio dobro razumljiv, generalno je radio dobro i imao je karakteristike kao to je vrua rezerva koje su radile bolje nego neki naredni sistemi.

6

Ali kada bi dolo do bilo kog problema u radu sistema bio je potreban dobavlja da ga rei. Obuavanje o sistemu je bilo obezbeeno u vidu standardnih kurseva od strane dobavljaa (obino je postojao i set prirunika).

Slika 2.3 Prva generacija SCADA sistema

Iako su ovi sistemi radili dobro i bili visoko potovani, pritisak za promene je doao iz nekoliko faktora:

Korisnik je bio ,,taoc prodavca bilo je finansijski i operativno nepraktino totalno se odrei Sistema A za Sistem B.

Pojedincu je bilo nedostupno znanje o tome ta sve moe dobavljaev sistem ako Sistem A nije mogao neto to je mogao Sistem B, nije postojao lak nain da se postignu sposobnosti Sistema B osim prelaska na Sistem B.

Slika 2.4 Druga generacija SCADA sistema

7

2.3 Dananji sistemi

Dananji sistemi jo zadravaju zavetanje od ,,sistema dinosaurusa. Poteno je rei da je veina SCADA sistema u ovom trenutku u stanju tranzicije od ranijih sistema do mnogo otvorenijih sistema sa viestrukim dobavljaima i pruaima usluga. Veina sistema se sastoji od brojnih komponenti varirajuih funkcionalnosti i starosti. Sistemi danas su rezultat nove arhitekture glavne stanice ili sistema komunikacija nametnutih na prethodni sistem. Postoji

jak pomak ka ,,otvorenim standardima i elja da se preuzme prednost tehnolokog napretka koju zavetani ,,sistemi dinosaurusi nisu bili sposobni da inkorporiu. Plan je da se eventualno doe do fleksibilne arhitekture glavne stanice korienjem otvorenih protokola za komunikaciju sa RTU-ovima koji se mogu birati od razliitih dobavljaa. U naginjanju da se postignu otvoreni standardi mnogi SCADA korisnici su otkrili da to i nije tako lako kao to se mislilo. Otvoreni standardi imaju razliite stepene prihvatanja i uspenosti. U komunikaciji izmeu mastera i RTU-a postoji rat izmeu DNP3 i IEC standarda. Ponekad ak i veliki novi standard koji je promovisan kao reenje za sve (UCA2) nestaje sam od sebe.

2.4 Budunost

Ima nekoliko stvari koje se slobodno mogu predvideti da e se dogoditi dominacija IP baziranih komunikacija i vea povezanost sa drugim procesima i sistemima. Sistemi e i dalje morati da izlaze na kraj sa raznovrsnou komunikacionih protokola od protokola iz prolosti (C2025, HDLC, PDOS), do konkuriuih protokola sadanjosti (DNP3, IEC870 itd.), koji pokuavaju da se standardizuju u budunosti. Pratei ovaj trend, u ovom radu koriena je veza zanovana na TCP/IP protokolu.

Slika 2.5 Trea generacija SCADA sistema

8

2.5 SCADA podsistemi

Pri realizaciji nadzorno-upravljakih sistema primenom SCADA softvera pretpostavlja se da postoji postrojenje sa prateom mernom opremom i izvrnim organima, da je data tehnoloka ema i opis postrojenja, kao i elektro-projekat na nivou postrojenja. Tada se SCADA softver projektuje tako da omogui jednostavno specificiranje svih elemenata sistema, kao i jednostavno projektovanje operatorskog interfejsa i dispeerskih stanica. Pri tome se mora specificirati nain komunikacije, vorovi u mrei, vreme skeniranja pojedinih stanica ili pojedinih signala u stanici, kao i skup (bazu) podataka koji se prate i obrauju. Iako SCADA softvere razvijaju razliiti proizvoai, iz analize dostupnih sistema, mogu se uoiti slinosti u njihovoj arhitekturi. Takoe se moe primetiti postojanje slinih podsistema prikazanih na slici 2.6 kao to su:

1. Podsistem za definisanje veliina u kome se definiu veliine i njihove osobine kao to su gornja i donja granica vrednosti veliine, vreme oitavanja, itd. Ulazne veliine predstavljaju vrednosti izmerenih fizikih veliina iz procesa, a izlazne veliine vrednosti koje se alju ka upravljakim ureajima. esto se mogu definisati i memorijske veliine (koje slue za proraune) i sistemske veliine koje su specifine za upotrebljeni program.

2. Podsistem za alarme koji slui za definisanje i prikaz alarmnih stanja u sistemu. Alarmna stanja mogu predstavljati nedozvoljenu ili kritinu vrednost veliine kao i nedozvoljenu akciju ili komandu operatera. Svaki alarm ima svoje osobine kao to su nivo prioriteta alarma, mesto nastanka, kategorija, poruka koja se vezuje za alarm i

slino. Podsistem za alarme omoguuje promenu stanja alarma putem operacije potvrde i brisanja.

3. Podsistem za prikaz trendova u kome se prikazuju poslednje promene vrednosti veliina (trendovi u realnom vremenu) i istorijat promene vrednosti veliina u toku dueg vremenskog perioda (istorijski trendovi tzv. histogrami). Dobro osmiljeni podsistemi za prikaz trendova omoguuju i uporedni prikaz vie veliina kao i arhiviranje dijagrama.

4. U podsistemu za izvetaje se formiraju izvetaji o promenama vrednosti veliina, alarmima, akcijama operatera i ostalim aspektima rada postrojenja.

5. Grafiki podsistem prikazuje stanje postrojenja u obliku koji je najpregledniji za oveka (operatera) kako bi on mogao pravovremeno odreagovati na promenu stanja sistema. Osnovna ideja je da se letiminim pogledom na ekran uoe nepravilnosti u radu postrojenja, da bi se brzo reagovalo i spreilo neeljeno ponaanje. Vrednosti veliina se najee prikazuju u obliku brojeva ili ,,dinamikih slika, ime se olakava uoavanje promena na slici. Pored prikaza stanja sistema grafiki podsistem treba da omogui izvravanje neke akcije od strane operatera. Na primer, klikom mia na neki objekat moe se pokrenuti izvravanje nekog ranije definisanog makroa ili skripte. U veini dostupnih sistema omogueno je pisanje makroa u VBA (eng. Visual Basic for Application) programskom jeziku koji se odlikuje jednostavnom sintaksom.

6. Komunikacioni podsistem omoguuje povezivanje SCADA sistema sa fizikim ureajima koji vre neposredan nadzor i upravljanje (PLC).

7. Podsistem za pristup bazama podataka omoguuje trajno uvanje i pregled podataka u relacionim bazama podataka. Ranija reenja su beleila podatke u datoteke u nestandardnom obliku. Novija reenja koriste neki od standardnih naina arhiviranja podataka koji omoguuju korisniku lak pristup podacima kao i pristup podacima iz drugih softverskih sistema. Na Microsoft Windows operativnim sistemima esto se koristi ODBC (eng. Open Database Connectivity) i neto savremenija ADO (eng. ActiveX Data Object) tehnologija. Upotreba ovih tehnologija omoguuje laku

9

pretragu podataka kao i formiranje izvetaja pomou SQL (eng. Structured Query Language) jezika.

Slika 2.6 Podsistemi SCADA sistema

10

3. KONFIGURACIJE SCADA SISTEMA

Konfiguracija SCADA sistema je veoma razliita i zavisi od prostornog rasporeda tehnolokog procesa, upravljakog zadatka itd., i kree se od jednoraunarskog sistema do tzv. WASCAD sistema. Treba imati u vidu da to je mrea sloenija to ona sve vie dobija karakter informacione a ne upravljake mree.

3.1 PC raunar sa akvizicionom karticom i senzori

Najjednostavnija konfiguracija SCADA sistema svodi se na sistem koji ine sa jedne strane prekidai, davai, releji itd. a sa druge strane PC raunar koji preko svoje akviziciono-upravljake kartice prima podatke, obrauje ih, formira informacije o kontrolisanom procesu i odreuje potrebne upravljake akcije, ako je to na ovom nivou primene predvieno. Programska podrka u ovom modelu SCADA sistema svodi se na podrku prihvata signala sa PC magistrala.

Akviziciona kartica mora biti osposobljena za prihvat i izdavanje analogih i digitalnih

veliina. Ulazne digitalne veliine se uglavnom svode na prihvat signala sa beznaponskih kontakata, a izlazne na relej ili tranzistor relativno male snage. Analogne ulazne veliine se primaju direktno sa mernog davaa (eng. transducer), ili iz sklopa koji zajedniki ine merni dava i element za prilagoavanje (kondicioniranje) signala (eng. transmitter - predajnik) ili iz sklopa koji signal sa mernog davaa priprema za direktan prihvat od strane PC raunara preko neke od standardnih serijskih komunikacionih veza (eng. tranceiver - primopredajnik).

Pod kondicioniranjem signala u ovom sluaju podrazumeva se filtriranje, pojaanje, linearizacija, priguenje uma, itd. signala sa mernog davaa. Na slici 3.1 prikazana je ema pripreme analognih signala za konfiguraciju SCADA sistema sa akvizicionom karticom.

Slika 3.1 Blok-ema prihvata analognog signala preko akvizicione kartice

3.2 PC raunar i jedan PLC

U jednostavne strukture spada i konfiguracija koja se formira od jednog PLC-a i PC

raunara sa SCADA aplikacijom. Ova konfiguracija je ostvarena u ovom radu. Na slici 3.2 prikazana je jedna ovakva struktura sa senzorima, aktuatorima i kontrolnim upravljakim panelom. Pri ovakvoj konfiguraciji pretpostavlja se da PC ima sve uobiajene periferije kao to su: tampa, mi, bar kod itai, itd. koji su neophodni za manipulaciju.

11

Slika 3.2 Konfiguracija SCADA sistema od PC-a i jednog PLC-a

3.3 Skup upravljakih PLC-ova koji su povezani na jedan PC raunar

Kompleksniji primer SCADA sistema je komunikacionom vezom povezani skup

upravljakih PLC-ova koji komuniciraju sa jednim PC raunarom (slika 3.3). PLC-ovi su pri tom rasporeeni u prostoru u okruenju tehnolokog procesa (fizika distribucija) i raspolau sa onoliko softverskih potencijala sa koliko se mogu obaviti svi upravljako-akvizicioni zadaci lokalne sredine (logika distribucija). PLC-ovi se meusobno spreu preko komunikacione, najee serijske veze. U ovakvoj vezi jedan od PLC-ova mora preuzeti ulogu glavnog (eng. master) ureaja, dok drugi moraju imati podreenu ulogu (eng. slave).

Slika 3.3 Veza vie PLC-ova sa PC raunarom preko optike komunikacije

12

3.4 SCADA sistemi sa savremenim komunikacionim tehnologijama

Ukljuivanjem dostignua savremenih komunikacionih reenja tj. veza preko modema, ine i beine telefonske mree i sprega sa klasinim raunarskim mreama omoguava proirenje SCADA konfiguracije i na iroke geografske prostore. Na slici 3.4 prikazane su neke mogunosti prenosa merenih podataka na velike udaljenosti.

Slika 3.4 Veza od mernog podatka do Ethernet mree

3.5 WASCAD sistemi

Prenosom procesnih podataka do Ethernet mree ostvaruje se mogunost za formiranje najsloenije geografski distribuirane SCADA konfiguracije koja se veoma esto zove WASCAD (eng. Wide Area SCADA). Ulaskom u Internet mreu WASCAD sistem postaje potpuno otvoren za sve klijente. Na slici 3.5 prikazan je koncept WASCAD sistema.

Slika 3.5 WASCAD konfiguracija

13

4. PROGRAMABILNI LOGIKI KONTROLERI

4.1 Istorijski pregled

U ezdesetim i sedamdesetim godinama prolog veka, industrija je poela da uvia potrebu za poboljanjem kvaliteta i uveanjem produktivnosti. Fleksibilnost je takoe postala velika briga (sposobnost brzog menjanja procesa je postala veoma vana kako bi se zadovoljile razliite potrebe potroaa).

Automatizovane industrijske trake u tom periodu su uvek imale ogromnu elektrinu tablu za kontrolisanje sistema koja je neretko pokrivala itav zid! Unutar table se nalazilo mnotvo meusobno povezanih elektromehanikih releja kako bi itav sistem funkcionisao. Termin povezani oznaava da su elektriari morali sve releje runo da poveu. Inenjer bi projektovao logiku sistema a elektriari bi dobili ematski plan logike koji bi morali da implementiraju sa relejima. Te relejne eme su esto sadravale i preko stotinu releja. Nacrt koji bi elektriar dobio se nazivao lestviasta ema (naziv je proistekao iz izgleda ema). Lestve su prikazivale sve prekidae, senzore, motore, ventile, relej, itd., koji bi se nalazili u sistemu. Posao elektriara je bio da ih sve povee. Jedan od problema sa ovom vrstom kontrole jeste da je zasnovan na mehanikim relejima. Mehaniki ureaji su obino najslabija veza u sistemima, zbog svojih pokretnih delova koji mogu da se istroe. Ako bi jedan relej prestao da radi, elektriar bi morao da ispita ceo sistem (sistem bi bio van funkcionalnosti sve dok se ne nae i ne koriguje uzrok problema).

Drugi problem sa ovakvim nainom kontrole je u praznom hodu sistema koji mora da se iskljui da bi se povezivanja na elektrinoj tabli izvrila. Ako bi kompanija odluila da promeni redosled operacija (ak i za malu promenu), to bi se ispostavilo kao ogroman troak i gubitak proizvodnog vremena dok sistem ne bi ponovo proradio. Nije teko zamisliti da je inenjer napravio nekoliko manjih greaka u njegovom projektu. Takoe je pojmljivo da je moda i elektriar napravio nekoliko greaka u povezivanju sistema. Na kraju nije teko zamisliti ni nekoliko loih komponenti. Jedini nain da se vidi da li je sve u redu je bio taj da se sistem stavi u pogon. Kako sistemi obino nisu savreni kod prvog putanja u rad, pronalaenje greaka je bio mukotrpan proces. Takoe treba zapamtiti da nijedan proizvod nije mogao da se proizvede dok su se vrile ispravke ili promene u povezivanju. Sistem je bukvalno morao da se onesposobi pre nego to se izvre promene u povezivanju. To znai da je itavo proizvodno osoblje vezano za tu proizvodnu traku bilo bez posla dok sistem nije bio ponovo popravljen. Tek kad bi elektriar zavrio sa pronalaenjem greaka i opravkom, sistem je bio spreman za proizvodnju. Trokovi ovakvog naina rada su bili preveliki ak i za veoma bogate firme.

4.2 Prvi programabilni kontroleri

Amerika kompanija General Motors je meu prvima uvidela potrebu za zamenom oiene kontrolne table sistema. Poveana konkurencija je primorala proizvoae automobila da poboljaju proizvodnju, kvalitet i produktivnost. Fleksibilnost, lako i brzo menjanje automatizovanih linija za proizvodnju su postali veoma bitni. Ideja ove kompanije je

bila da se za logiku sistema iskoristi neki od tadanjih mikroraunara (koji su po snazi bili ispod dananjih osmobitnih mikrokontrolera) umesto oienih releja. Raunar bi mogao da zauzme mesto ogromnih, skupih, nefleksibilnih oienih kontrolnih tabli. Ako bi bile potrebne promene u sistemskoj logici ili redosledu operacija, program u mikroraunaru bi mogao da se promeni umesto ponovnog povezivanja releja. Treba samo zamisliti ta je u to doba znailo eliminisanje itavog perioda potrebnog za promene u povezivanju.

14

Implementacija ovog plana je naila na novi problem kako naterati elektriare da prihvate i koriste novi ureaj. Sistemi su esto bili veoma kompleksni i zahtevali su kompleksno programiranje. Nije dolazilo u obzir da se trai od elektriara fabrike da naue i koriste kompjuterski jezik pored njihovih ostalih dunosti. General Motors Hidromatic Division, odeljenje ove velike kompanije je uvidelo potrebu i napisalo kriterijume projekta za prvi programabilni logiki kontroler (ve su postojale kompanije koje su prodavale ureaje koji su obavljali industrijsku kontrolu, ali su to bili jednostavni sekvencijalni kontroleri ne PLC-ovi kakvim ih danas znamo). Specifikacije su zahtevale da novi ureaj bude baziran na elektronskim umesto na mehanikim delovima, da ima fleksibilnost kompjutera, da funkcionie u industrijskom okruenju (vibracije, toplota, praina, itd.) i da ima mogunost da se reprogramira i koristi za druge zadatke. Poslednji kriterijum je bio i najvaniji, novi ureaj je morao da se lako programira i odrava od strane elektriara i tehniara fabrike. Nakon izrade specifikacije General Motors je traio zainteresovane kompanije i podsticao ih da razviju ureaj koji je odgovarao specifikacijama projekta.

Firma Gould Modicon je razvila prvi ureaj koji je odgovarao specifikacijama. Klju uspeha kod novog ureaja je bio da se za njegovo programiranje nije morao uiti novi programski jezik. Programirao se tako to je korien isti jezik koji su elektriari ve znali lestviasti dijagram. Elektriari i tehniari su mogli vrlo lako da razumeju ove nove ureaje jer je logika izgledala slino staroj logici sa kojom su uvek i radili. Time oni nisu morali da ue novi programski jezik to se (sada ve oigledno) pokazalo kao dobar potez. PLC-ovi su prvobitno zvani PC kontroleri (naziv je nastao od poetnih slova engleskih rei programmable controllers). Ovo je prouzrokovalo malu zabunu kad su se pojavili personalni

raunari PC (eng. Personal Computers). Da bi izbegli zabunu, oznaka PC je ostala raunarima a programabilni kontroleri su postali programabilni logiki kontroleri (eng. Programmable Logic Controllers). Prvobitni PLC-ovi su bili jednostavni ureaji. Povezivali su ulaze kao to su prekidai, digitalni senzori, itd., i na osnovu unutranje logike vrili unutranje ukljuenje ili iskljuenje izlaznih ureaja. Na poetku svog postojanja nisu bili sasvim pogodni za sloene kontrole kao to su temperature, pozicije, pritisci, itd. Meutim, tokom godina proizvoai PLC-ova u dodavali brojne karakteristike i poboljanja. Dananji PLC moe da se nosi sa izrazito sloenim zadacima kao to je kontrola pozicije, razne regulacije i druge sloene primene. Brzina rada i lakoa programiranja su se takoe poboljali. Razvijeni su moduli posebnih namena kao to su komunikacioni moduli za povezivanje vie PLC-ova u mreu. Danas je teko zamisliti zadatak koji PLC ne bi mogao da savlada. Na slici 4.1 prikazan je automatizovani sistem i PLC kao sastavni deo takvih sistema.

Slika 4.1 PLC kao element automatizovanog sistema

15

4.3 Prednost upravljanja pomou PLC-a u odnosu na upravljanje relejima

Poetkom industrijske revolucije, automatizovanim mainama upravljali su pomou releja meusobno povezanih icama unutar komandnog ormana. Za otkrivanje greke u sistemu bilo je potrebno mnogo vremena pogotovo kod sloenih upravljakih sistema. Vek trajanja kontakata releja je ogranien, pa se vremenom moraju zameniti. Prilikom zamene releja ili ostalih potronih delova, maina se morala zaustaviti a time i proizvodnja. Komandni orman koristio se samo za jedan odreeni proces i nije ga bilo jednostavno izmeniti prema potrebama novog sistema. Prema ovome izloenom do sada relejno upravljanje se pokazalo veoma neefikasnim. Ovi nedostaci su u velikoj meri otklonjeni uvoenjem PLC-a u sisteme upravljanja, to je jo i doprinelo poboljanju kvaliteta, uveavanju produktivnosti i fleksibilnosti.

Prednost komandnog ormana uraenog na bazi PLC-a u odnosu na komandne ormane napravljenih na bazi releja ogleda se u nekoliko sledeih stavki:

Potrebno je 80% manje ica za povezivanje u poreenju sa konvencionalnim upravljakim sistemom.

Potronja je znaajno smanjena jer PLC znatno manje troi od mnotva releja.

Dijagnostike funkcije PLC-a omoguavaju brzo i jednostavno otkrivanje greaka.

Izmena u sekvenciji upravljanja ili primena PLC ureaja na drugi proces, upravljanja moe se jednostavno izvriti izmenom programa preko konzole ili uz pomo softvera na raunaru (bez potrebe za izmenama u oienju, sem ukoliko se ne zahteva dodavanje nekog ulaznog ili izlaznog ureaja).

Potreban je znatno manji broj rezervnih delova.

Mnogo je jeftiniji u poreenju sa konvencionalnim sistemom, naroito u sistemima gde je potreban veliki broj U/I ureaja.

Pouzdanost PLC-a je vea od pouzdanosti elektromehanikih releja i tajmera.

4.4 Opis sistema upravljanja sa PLC ureajem

Sistem koji se automatizuje odnosno na koji se eli primeniti automatsko upravljanje naziva se objekat upravljanja. Rad objekta upravljanja se konstantno prati ulaznim ureajima (senzorima) koji daju informaciju PLC-u o zbivanju u sistemu. Kao odgovor na to PLC alje signal spoljnim izvrnim elementima koji zapravo kontroliu rad sistema na nain kako je to programer programom odredio. Programer PLC programira na osnovu zahteva i postavljenih

kriterijuma definisanih tehnolokim zadatkom. Program se pie u namenskom programskom jeziku, koji svaki proizvoa daje uz svoj PLC, a koji pretstavlja kombinaciju programskog editora, kompajlera i komunikacionog softvera. U editoru se program pie pratei redosled operacija upravljanja, a zatim se proverava njegova sintaksa i vri kompajliranje. Ako je sve u redu, komunikacionom vezom softver se alje u memoriju PLC-a gde se smeta i pokree.

Ulazni i izlazni ureaji, koji se povezuju sa PLC ureajem, optimalno se odabiraju na osnovu zahteva i postavljenih kriterijuma definisanih u tehnolokom zadatku koje treba da zadovolje. Ulazni ureaji su prekidai, senzori i davai. Izlazni ureaji mogu biti solenoidi, releji, elektromagnetni ventili, motori, kontaktori kao i ureaji za svetlosnu i zvunu signalizaciju.

Sistemski pristup projektovanju sistema upravljanja pomou PLC-a prikazan je na slici 4.2.

16

Slika 4.2 Sistemski pristup projektovanju sistema upravljanja pomou PLC-a

4.5 Sastavni delovi PLC kontrolera

PLC je zapravo industrijski mikrokontrolerski sistem (u novije vreme se umesto

mikrokontrolera sreu procesori) u kome su hardver i softver specifino adaptirani industrijskom okruenju. Blok ema tipinih komponenti od kojih je sainjen PLC se nalazi na slici 4.3. Treba posebnu panju posvetiti na ulaz i izlaz jer se u tim blokovima nalaze i zatite neophodne za izolovanje CPU bloka od tetnih uticaja koje industrijsko okruenje moe preko ulaznih linija preneti na CPU. Programska jedinica je obino raunar koji se koristi za pisanje programa (najee u leder dijagramu).

17

Slika 4.3 Osnovni elementi PLC kontrolera

4.5.1 Centralna procesorska jedinica

Centralna procesorska jedinica - CPU je mozak PLC-a. Sam CPU je obino neki od mikrokontrolera, ranije su to bili 8-bitni mikrokontroleri poput 8051 a sada su to 16-to i 32-ni

mikrokontroleri (nepisano pravilo je da se u PLC-ovima japanskih proizvoaa najee nalaze Hitachi i Fujitsu, kod evropskih proizvoaa Siemens a kod ameikih Motorola mikrokontroleri). CPU se takoe brine o komunikaciji, meusobnoj povezanosti ostalih delova PLC-a, izvranju programa, upravljanju memorijom, nadgledanju ulaza i postavljanjem izlaza. PLC-ovi imaju sloene rutine za proveru memorije kako bi osigurali da PLC memorija nije oteena (provera memorije se preduzima iz razloga bezbednosti). Uopte gledano CPU jedinica vri veliki broj provera samog PLC-a kako bi se eventulne greke uoile na vreme. Dovoljno je pogledati bilo koji PLC i videti da postoji nekoliko indikatora u obliku svetleih dioda za javljanje greke.

4.5.2 Memorija

Sistemska memorija (danas najee implementirana u FLASH tehnologiji) se koristi od strane PLC-a za operativni sitem. U njoj se pored operativnog sistema nalazi i korisniki program preveden u binarni oblik. Sadraj FLASH memorije se moe menjati samo u sluaju

18

da se radi o menjanju korisnikog programa. Ranije su PLC-i umesto FLASH memorije imali EPROM memoriju koja se morala brisati UV lampom i programirati na programatorima.

Upotrebom FLASH tehnologije taj proces je znatno skraen. Reprogramiranje programske memorije se obavlja preko serijskog kabla u programu za razvoj aplikacija.

Korisnika memorija se podeljena na blokove koji imaju posebne funkcije. Neki delovi memorije se koriste za uvanje stanja ulaza i izlaza. Stvarno stanje ulaza se uva ili kao 1 ili kao 0 u odreenom bitu memorije. Svaki ulaz ili izlaz ima jedan odgovarajui bit u memoriji. Drugi delovi memorije se koriste za uvanje sadraja promenjivih koje se koriste u korisnikom programu. Na primer, vrednost tajmera ili brojaa bi se uvala u ovom delu memorije.

4.5.3 Programiranje PLC kontrolera

Proizvoai PLC-a uz njih isporuuju namenske programske jezike, koji su manje vie u skladu sa standardom IEC 61131-1 (IEC predstavlja akronim od eng. International

Electrotechnical Commision). Po tom standardu, programski jezici za kodiranje dele se na

tekstualne i grafike. Tekstualni programski jezici su IL (eng. Instruction List) tj. klasa asemblerskih jezika i ST (eng. Structured Text) tj. klasa proceduralnih jezika. Grafiki programski jezici su LD (eng. Ladder Diagram, to u prevodu znai lestviast dijagram) i FBD (eng. Function Block Diagram, to u prevodu znai funkcionalni blok dijagram). Neki proizvoai nude i mogunost programiranja pomou BASIC i C programskih jezika, ali ti jezici nemaju iru zastupljenost.

Najee upotrebljavan PLC programski jezik je kontaktni lestviast dijagram. Ovaj nain programiranja ima za osnovu relejnu upravljaku emu, odnosno njen grafiki izgled, prilagoen principima rada PLC-a. Ovaj nain programiranja korien je ve kod prvih primena PLC-a, kako bi korisnici navikli za izradu ema u relejnoj tehnici, bezbolno preli na primenu PLC-a. Kako je ovaj grafiki nain programiranja lako shvatljiv i onima koji se nisu bavili relejnim upravljanjem, on se iroko odomaio.

Programski jezici se obino instaliraju na PC raunar pod Windows ili DOS platformom, tako da se dobija pristupana platforma programatora za editovanje, kompajliranje i prenos programa na PLC. Komunikacija programatora sa PLC-om moe biti aktivna i tokom izvoenja programa u njemu. Na taj nain na ekranu programatora se moe pratiti stanje ulaza i izlaza tokom rada i zadavati eventualno nove naredbe na jednostavan

nain. PLC se takoe moe programirati i preko namenskih programatora, obino runih koji

poseduju mali LCD ekran i tastaturu. Takvi ureaji se direktno spajaju na PLC i koriste se za krae programe ili za manje izmene programa, kada se to vri u pogonu. Za neke jednostavnije primene postoje ak i PLC-ovi koji na sebi poseduju displej i nekoliko funkcijskih tastera, ime se obezbeuje njihovo programiranje na mestu ugradnje. Neki PLC-ovi su opremljeni izmenljivim EEPROM memorijskim karticama, to olakava programiranje odnosno izmene programa tokom rada. Dovoljno je ugasiti PLC, izmeniti memorijsku karticu

unapred napunjenu sa novim programom i ponovo ukljuiti PLC koji automatski prihvata novi program.

4.5.4 Elektrino napajanje

Elektrino napajanje se koristi za dovoenje elektrine energije do centralne procesorske jedinice. Veina PLC-ova radi ili na DC 24 V ili AC 220 V. Na nekim PLC-

19

ovima elektrino napajanje je odvojeni modul. To su obino vei PLC-ovi dok manje i srednje serije modul za napajanje imaju u sebi. Korisnik mora da odredi koliko e struje da se crpi od strane I/O modula kako bi osigurao da elektrino napajanje snabdeva odgovarajuom koliinom struje. Razliite vrste modula troe razliite koliine struje.

Ovo elektrino napajanje se obino ne koristi za pokretanje spoljnih ulaza i izlaza. Korisnik mora da obezbedi odvojena napajanja za pokretanje ulaza i izlaza PLC-a jer se time

osigurava isto napajanje za PLC. Pod istim napajanjem podrazumeva se napajanje na koga industrijska okolina ne moe tetno uticati. Neki od manjih PLC-ova snabdevaju naponom ulaze u sebe iz malog izvora napajanja koji imaju u sebi.

4.5.5 Ulazi u PLC

Inteligencija automatizovanog sistema veoma zavisi od mogunosti PLC-a da ita signale sa razliitih tipova senzora i ulaznih ureaja (slika 4.4). Tasteri, tastature i dvopoloajni prekidai ine osnovu veze ovekmaina. Sa druge strane, za detekciju radnog objekta, posmatranje mehanizma u kretanju, proveru pritiska ili nivoa tenosti potrebni su specifini automatski ureaji kao to su senzori blizine, granini prekidai, fotoelektrini senzori, senzori nivoa itd. Prema tome, ulazni signali mogu biti logiki (On/Off) ili analogni. Mali PLC-ovi obino poseduju samo digitalne ulazne linije dok vei mogu prihvatati i analogne ulaze preko posebnih jedinica koje se prikljuuju na PLC. Jedan od najeih analognih signala su strujni signal od 4 do 20 mA i milivoltni naponski signal koga generiu razni senzori. Senzori se obino koriste kao ulazi za PLC-ove. Senzori se mogu koristiti u razliite svrhe. Oni mogu da osete prisustvo nekih delova, mere temperaturu, pritisak, ili neku drugu fiziku veliinu (na primer, induktivni senzori mogu da registruju objekte od metala).

Slika 4.4 Tipini ulazni ureaji

Drugi ureaji takoe mogu da slue kao ulazi za PLC. Inteligentni ureaji kao to su roboti, video sistemi, itd., esto imaju sposobnost da alju signale ulaznim modulima PLC-a (robot, na primer, moe da poalje signal PLC-u na ulaz kao informaciju kada je zavrio prenos predmeta sa jednog mesta na drugo).

4.5.6 Ulazni prilagodni stepen

Izmeu ulaznih linija i CPU jedinice se postavlja prilagodni stepen koji se ee naziva interfejs (nastao od eng. interface). Namena prilagodnog stepena je da titi CPU od nesrazmernih signala iz spoljnog sveta. Ulazni prilagodni modul pretvara nivo stvarne logike

u nivo logike koji odgovara CPU jedinici (na primer, izlaz iz nekog senzora koji radi na DC

20

24 V mora biti pretvoren u signal od DC 5 V da bi ga CPU mogao obraditi). Ovo se obino obavlja putem opto-izolacije iji nain rada je prikazan na slici 4.5.

Slika 4.5 Ulazni interfejs

Termin opto-izolacija znai da nema elektrine veze izmeu spoljanjeg sveta i CPU jedinice. Oni su odvojeni optiki, tj. signal se prenosi svetlou. Nain rada je jednostavan, spoljni ureaj dovodi signal koji ukljuuje LED ija svetlost pobuuje fototranzistor koji poinje da vodi to CPU vidi kao logiku nulu (napon izmeu kolektora i emitera pada ispod 1 V). Po prestanku delovanja ulaznog signala LED dioda se gasi, tranzistor prestaje da vodi,

napon na kolektoru raste i CPU dobija logiku jedinicu kao informaciju.

4.5.7 Izlaz iz PLC-a

Automatizovani sistem je nepotpun ako nije povezan sa nekim izlaznim ureajima. Neki od najeih ureaja kojim se upravlja su motori, solenoidi, releji, indikatori, zvuna signalizacija i slino (slika 4.6). Pokretanjem motora ili releja, PLC moe da upravlja jednostavnim sistemom kakav je sistem za sortiranje proizvoda pa sve do kompleksnih

sistema kakav je servo sistem za pozicioniranje glave radne maine. Izlaz moe biti analognog ili digitalnog tipa. Digitalni izlaz radi kao prekida, spaja liniju koja je prekinuta preko njega ili je rastavlja. Analogni izlaz se koristi za generisanje analognog signala (na primer, motor

ija se brzina kontrolie naponom koji odgovara eljenoj brzini).

Slika 4.6 Tipini izlazni elementi

4.5.8 Izlazni prilagodni stepen

Izlazni interfejs (slika 4.7) je slian ulaznom. CPU dovodi signal na LED diodu i ukljuuje je. Svetlost pobuuje fototranzistor koji poinje da vodi ime napon izmeu njegovog kolektora i emitera pada na 0.7 V to ureaj prikljuen na taj izlaz vidi kao logiku nulu. Obrnuto znai da signal na izlazu postoji i tumai se kao logika jedinica. Foto tranzistor nije direktno vezan na izlaz PLC-a. Izmeu njega i izlaza obino se nalazi relej ili jai tranzistor sposoban da vri prekidanje velikih signala.

21

Slika 4.7 Izlazni interfejs

4.5.9 Linije za proirenje

Svaki PLC ima ogranien broj ulazno/izlaznih linija. Ukoliko je potrebno, taj broj se preko odreenih dodatnih modula moe poveati proirenjem sistema preko linija za proirenje. Svaki modul moe sadrati proirenje i ulaznih i izlaznih linija. Takoe modul za proirenje moe imati ulaze i izlaze razliite prirode od onih na samom PLC-u (na primer, ukoliko su na kontroleru relejni izlazi na modulu za proirenje mogu biti tranzistorski i slino).

4.6 Princip rada PLC ureaja

Prihvat ulaza, obrada i ispis izlaza se cikliki ponavlja u skladu sa unesenim programom, odreene duine trajanja, zavisne od broja ulaza i izlaza i sloenosti algoritma i vrste primenjenog procesora.

Slika 4.8 Programski ciklus obrade

Programski ciklus (slika 4.8) se sastoji od etiri faze. Pri inicijalizaciji, pri ukljuenju, PLC prvo proverava mogue greke u svom hardveru i softveru. Ako ih ne pronae, preuzima stanja ulaza (iz registara ulaza) i kopira njihove vrednosti u memoriju na zato predviene lokacije. Taj postupak se naziva ulazni sken a podaci u memoriji se nazivaju slika ulaza.

Koristei ulazne podatke, odnosno njihovu sliku, procesor izvrava programske naredbe kojima su definisane odgovarajue aritmetiko-logike funkcije u fazi koja se naziva programski sken. Pri tom se rezultati obrade smetaju u za to predvieno memorijsko podruje nazvano slika izlaza. Po zavretku programskog skena, u fazi nazvanoj izlazni sken, podaci iz slike izlaza prenose se na izlaze (registre izlaza). PLC nakon izlaznog skena pokree nanovo itav ciklus, proverava greke itd.

Provera da li se programski ciklus izvodi pravilno, izvodi se uz pomo hardverskog watchdog tajmera, koji se proziva u svakom skenu i predstavlja osnovnu garanciju sigurnog

rada. Ako se to ne dogodi signalizira se greka u samom programu ili kvar na opremi kontrolera. Na taj nain titi se sistem upravljanja, na primer od ulaska u beskonanu petlju. U zavisnosti od primenjenog tipa procesora u PLC-u, ulazni i izlazni sken izvravaju se u vremenu reda milisekundi (0.1 do 3 ms), tako da se ciklus obrade ponavlja 10 do 100 puta u

sekundi. Trajanje skena ciklusa obrade, posebno programskog dela zavisi od veliine programa.

22

4.7 FEC FC34-FST

Za potrebe ovog rada korien je programabilni logiki kontroler koji je u ponudi kompanije FESTO i nosi oznaku FEC FC34-FST. Dimenzije ovog kontrolera prikazane su na

slici 4.9.

Slika 4.9 Dimenzije FEC FC34-FST kontrolera

Glavne karakteristike ovog kontrolera su:

12 digitalnih ulaza (E0.0 do E0.7 i E1.0 do E1.3),

8 izlaza (A0.0 do A0.7), - 2 relejna izlaza (A0.0 i A0.1),

- 6 tranzistorskih izlaza (A0.2 do A0.7),

procesor: AM186 (20 MHz),

programska memorija: 256 KB fle memorije sa do 10 000 ciklusa itaj/pii,

512 KB DRAM,

operativni sistem: ROM DOS 5.0,

mreno povezivanje: 10BASE T (R/45). Izgled tranzistorskih izlaza prikazan je na slici 4.10 a relejnih izlaza na slici 4.11.

Slika 4.10 Tranzistorski izlazi

23

Slika 4.11 Relejni izlazi

Kada je izlaz relejnog tipa, signal sa PLC-a koristi se za pobuivanje releja koji obezbeuje prekidanje struje od nekoliko ampera u spoljanjem kolu. Rele izoluje PLC od spoljanjeg kola i moe se koristiti kako za jednosmerno tako i za naizmenino prekidanje. Nedostatak releja je u njihovoj brzini rada (relativno su spori).

Kod izlaza tranzistorskog tipa koriste se tranzistori za prekidanje struje spoljanjeg kola, ime se postiu bre prekidake akcije. Tranzistorski izlaz koristi se samo u sluajevima prekidanja jednosmernih struja.

Na slici 4.12 prikazan je raspored komponenti na ovom kontroleru. Znaenje pojedinih komponenti objanjeno je u tabeli 4.1.

Tabela 4.1 Broj Znaenje Broj Znaenje

1 Napajanje senzora (24 V DC; 100 mA) 9 Napajanje 24 V

2 Napajanje senzora (0 V DC) 10 Napajanje 0 V - masa

3 RUN/STOP prekida 11 Uzemljenje 4 Analogni potenciometar (trimer) 12 Relejno/tranzistorsko napajanje 24 V

5 Link/Traffic LED za mrenu aktivnost 13 Relejno/tranzistorsko napajanje 0 V

6 LED indikacija napajanja 14 EXT konektor

7 10BASE T mreno povezivanje 15 Serijski interfejs (COM)

8 LED indikacija za Run/Error

Slika 4.12 Raspored komponenti FEC F34-FST kontrolera

24

Raspored ulaza i izlaza (relejni i tranzistorski) na FEC FC34-FST kontroleru prikazan je

na slici 4.13 i tabeli 4.2.

Slika 4.13 Raspored ulaza i izlaza na FEC FC34-FST kontroleru

Tabela 4.2 Broj Znaenje Broj Znaenje Broj Znaenje

16 Ulaz E0.0 24 Zajednika masa E0 32 Relejni izlaz A0.1

17 Ulaz E0.1 25 Ulaz E1.0 33 Tranzistorski izlaz A0.2

18 Ulaz E0.2 26 Ulaz E1.1 34 Tranzistorski izlaz A0.3

19 Ulaz E0.3 27 Ulaz E1.2 35 Tranzistorski izlaz A0.4

20 Ulaz E0.4 28 Ulaz E1.3 36 Tranzistorski izlaz A0.5

21 Ulaz E0.5 29 Zajednika masa E1 37 Tranzistorski izlaz A0.6

22 Ulaz E0.6 30 Zajednika masa A0 38 Tranzistorski izlaz A0.7

23 Ulaz E0.7 31 Relejni izlaz A0.0

Ovaj kontroler ima veliki broj operanada kojim se moe pristupiti koristei CI (eng. Command Interpreter) ili FST softverski paket. Iako e ova lista biti navedena i u 6. poglavlju, radi kompletnosti ovog poglavlja prikazana je i u tabeli 4.3.

Tabela 4.3 Operand Opseg

Ulazna re EW0 do EW1 sa EA0.0 to EA0.7

Izlazna re AW0 sa EA0.0 do EA0.7

Error word FW i F

Inicijalizovana zastavica FI za svaki program

Rei zastavica MW0 do MW9999 sa Mx.0 doMx.15

Registri R0 do R255

Funkcionalne jedinice FE0 do FE255, FE32 do FE38 za svaki program

Tajmeri T0 do T255 (i jo TV i TW za svaki TE, TA tajmer)

Brojai Z0 do Z255 (i jo ZV i ZW za svaki broja) Programi P0 do P63

Status programa PS0 do PS63

Funkconalni moduli BAF0 do BAF99 (predefinisani od strane kompanije Festo)

Programski moduli BAP0 do BAP99 (mogu biti konfigurisani od strane korisnika)

4.7.1 TCP/IP komunikacija

FEC FC34-FST kontroler moe biti povezan na kunu ili industrijsku mreu koristei TCP/IP drajver. Na taj nain prua se mogunost pristupa kontroleru sa PC raunara koristei

25

TCP/IP protokol. Da bi se ovo omoguilo potrebno je uneti TCPIPDRV (TCPIPFEC) drajver u Driver Configuration.

4.7.2 RUN/STOP prekida

RUN/STOP prekida se koristi za ostvarivanje uticaja na izvrenje programa. Ako je prekida prebaen u poloaj RUN program se izvrava a ako je u poloaju STOP izvravanje programa se prekida.

4.7.3 LED indikacija

LED diode predstavljaju indikaciju statusa izvrenja programa koji se nalazi u kontroleru. Indikacija se vri na sledei nain:

zelena: program se korektno izvrava,

narandasta: izvravanje programa je zaustavljeno ili prekinuto,

crvena: postoji greka.

4.7.4 Osnovne karakteristike

Elektrine karakteristike:

max. potronja struje (na 5 V): 300 mA (tipino),

potronja snage: 1,6 W (tipino),

temperaturski opseg: -25 do +70 .

Ulazi:

galvansko odvajanje: optokapler,

ulazni napon: 24 V DC,

ulazna struja: 7 mA,

vremensko kanjenje: 5 mS,

inkrementalni enkoder: 200 Hz.

Izlazi:

izlazni napon: +24 V 20 %,

nominalni izlaz: +24 V, 700 mA,

radni vek: 100 000 radnih sati,

max. frekvencija promene stanja: 1 kHz.

26

5. SOFTVERSKI PAKET InTouch

InTouch je softverski paket razvijen od strane kompanije Wonderware kojim se

kreiraju korisnike aplikacije za SCADA sisteme. Za potrebe ovog rada koriena je verzija 10.0. InTouch se sastoji od tri glavna programska modula, InTouch

Application Manager-a

WindowMaker-a

WindowViewer-a. InTouch Application Manager organizuje aplikacije koje je korisnik kreirao. Takoe

se koristi da bi se konfigurisao WindowViewer kao NT servis ili da bi se konfigurisao NAD

(eng. Network Application Development) za klijentski i serverski orjentisane arhitekture ili da

bi se podesila konverzija dinamike rezolucije-DRC (eng. Dynamic Resolution Conversion). DBDump i DBLoad su baze podataka koje se pozivaju iz Application Manager-a.

WindowMaker je razvojno okruenje, gde se objektno-orijentisana grafika koristi za kreiranje animiranih prozora. Ovi prozori mogu biti povezani sa industrijskim ulazno/izlaznim

sistemima i/ili sa drugim Microsoft Windows aplikacijama.

WindowViewer se koristi za prikazivanje grafikih prozora kreiranih u WindowMaker-u. WindowViewer izvrava InTouch QuickScript-e, omoguava evidentiranje i prikaz istorijskog pristupa podacima i izvetavanje, kao i alarme, procese prijavljivanja (logovanjaeng. logging) i moe da funkcionie kao klijent ili server za DDE i SuiteLink komunikacione protokole.

5.1 Korienje InTouch Application Manager-a

InTouch Application Manager (slika 5.1) se koristiti za kreiranje novih, otvaranje

postojeih aplikacija u WindowMaker-u ili u WindowViewer-u, brisanje postojeih aplikacija i pokretanje InTouch DBDump ili DBLoad Tagname Dictionary uslunih programa.

Slika 5.1 InTouch Application Manager

Po defaultu, kada se pokrene WindowMaker, veina od dostupnih elemenata se automatski prikazuje, ukljuujui sve trake sa alatima (eng. toolbars), Application Explorer i statusnu traku (eng. status bar). Meutim, mogue je prikazati ili sakriti bilo koji ili svaki od ovih elemenata, zatim premetanje trake sa alatkama i Application Explorer na bilo koje mesto u okviru WindowMaker prozora. Takoe, dozvoljeno je da se prikae lenjir ili da se ukljui/iskljui vidljiva mrea za poravnanje (eng. grid lines) u korisnikim prozorima.

27

5.2 WindowMaker

WindowMaker ima etiri osnovne vrste jednostavnih objekata: linije, ispunjeni oblici, tekst i dugme. Svaki od ovih objekata ima atribute koje utiu na njihov izgled. Ovi atributi su: boja linije, popune, visina, irina, orijentacija, itd. i mogu biti statike ili dinamike prirode. Statiki atribut ostaje nepromenjen u toku rada aplikacije. Dinamiki atribut je povezan sa vrednou koju odreena promenjiva poprima u toku izvrenja odreenog izraza. Na primer, boja popune objekta moe biti povezana sa vrednou diskretnog izraza. Na osnovu stanja izraza, popuna moe biti jedne boja ako je izraz taan (eng. true) i druge boje kada je netaan (eng. false). Objekat moe imati vie od jednog dinamikog atributa. Dinamiki atributi se mogu slobodno kombinovati za postizanje eljenog rezultata. Postoje tri tipa prozora koji se mogu kreirati u WindowMaker-u, kao to je to prikazano u tabeli 5.1.

Tabela 5.1

Prozor Opis

Replace Automatski zatvara svaki prozor kada se pojavi na ekranu ukljuujui i iskaue (eng. popup) prozore.

Overlay Pojavljuje se na vrhu prozora koji se trenutno prikazuje i moe biti vei od prozora koji prekriva. Kada se Overlay prozor zatvori, prozori koji su bili

skriveni iza njega e se ponovo pojaviti.

Popup Slian je Overlay prozoru, sa tom razlikom to uvek ostaje na vrhu iznad svih otvorenih prozora (ak i ako se na neki drugi prozor klikne).

5.3 InTouchViewer

InTouchViewer je realizovan kao interfejs za vizuelizaciju procesa specijalno za

upotrebu u ArchestrA Application Server okruenju. InTouchViewer ne koristi razliite kodne baze i ne zahteva drugaiji postupak instalacije nego InTouch. Projektanti aplikacija imaju mogunost da odrede da li e aplikacija koristiti InTouch ili InTouchViewer. Programeri koriste postavke u WindowMaker-u da naprave podeavanja za svaku aplikaciju kao potpuno funkcionalnu InTouch ili InTouchView aplikaciju.

5.3.1 Korienje In Touch menija

Mogue je koristiti InTouchViewer menije i funkcije za obavljanje mnogih funkcija koje su dostupne u InTouch-u. Meutim, neke funkcije nisu podrane od strane InTouchViewer-a. Ove funkcije su vidljive u meniju, ali su sive boje to pokazuje da nisu dostupne.

5.3.2 Izvrenje InTouch QuickScript-i

Po defaultu, kada se WindowViewer prvi put pokrene, logika za sve skripte e biti izvrena. Za zaustavljanje izvrenja skripte potrebno je u meniju Logic izabrati stavku Halt Logic.

Napomena: Tokom razvoja, ako programer izabere Allow CTRL-Break to stop

scripts opciju dok se konfigurie WindowViewer, nee biti mogue da se zaustavi izvravanje QuickScript-i bez obzira da li meni Logic to prikazuje ili ne.

28

Takoe, komanda Halt Logic zaustavlja bilo koju asinhronu umetnutu funkciju (QuickFunction) koja se trenutno izvrava, ali spreava i poetak izvravanja nove asinhrone umetnute funkcije.

5.3.3 Inicijalizacija U/I komunikacije

Kada je pokrenut WindowViewer, on automatski alje zahtev za pokretanje svih ulazno/izlaznih (U/I) komunikacija. Ako U/I server ne reaguje na inicijalni zahtev poslat od

strane WindowViewer-a, mogue je poslati naredbu da WindowViewer ponovo pokua da uspostavi U/I komunikaciju.

Da bi se startovale sve nezapoete U/I komunikacije, potrebno je u meniju Special kliknuti na Start Uninitiated Conversations (izvravanje ove komande nee uticati na postojee komunikacije).

Da bi se restartovale sve U/I komunikacije, potrebno je u meniju Special izabrati

stavku Reinitialize I/O. (Ova komanda zatvara sve postojee U/I komunikacije i ponovno pokree celi proces pokretanja U/I komunikacija. Sve U/I take su pogoene ovom komandom.)

5.4 Tagname Dictionary

Tagname Dictionary predstavlja bazu podataka koja je glavni deo InTouch-a. U

vremenu kada je aplikacija aktivna (eng. runtime), ova baza podataka sadri trenutnu vrednost svih korienih promenjivih. U cilju stvaranja runtime baze podataka, InTouch zahteva informacije o svim promenjivim koje su kreirane i koje se koriste. Svakoj promenljivoj mora

biti dodeljen tip i tag. InTouch takoe zahteva dodatne informacije za neke tipove promenljivih. Na primer, za U/I tip, InTouch zahteva vie informacija kako bi mogao da dobije vrednost i pretvori ga u oblik za internu upotrebu. Tagname Dictionary je mehanizam

koji se koristi za unos ovih informacija. U narednom tekstu izvren je prikaz osnovnih vrsta tagova.

5.4.1 Memorijski tip taga

Memorijski tip taga postoji interno u okviru korisnike InTouch aplikacije. Koristi se za kreiranje konstanti i simulaciju sistema. Takoe, koristi se za kreiranje promenjivih koje sadre rezultate raunanja kojima se pristupa iz drugih Windows programa. U simulacijama, moe se koristiti za kontrolu akcija u QuickScript-ama. Postoje diskretni, celobrojni i realni (sa decimalnim zarezom) memorijski tip taga kao i memorijska poruka (string sa najvie 131 znakom).

5.4.2 Tipovi U/I tagova

Svi tagovi koji itaju ili upisuju svoje vrednosti u ili iz drugih Windows aplikacija pripadaju grupi U/I tagova. Ovo ukljuuje sve ulaze i izlaze iz programabilnih kontrolera, procesnih raunara, itd. U/I tagovima se pristupa kroz Microsoft DDE (eng. Dynamic Data Exchange) ili Wonderware SuiteLink komunikacioni protokol.

Kada se vrednost U/I taga za itanje ili upis promeni to se automatski upisuje u daljinsku (eng. remote) aplikaciju. Tag moe biti auriran iz remote aplikacije kad god se promeni veliina u toj apikaciji koja je povezana sa tim tagom. Po defaultu, svi U/I tagovi su

29

definisani kao itaj/pii (eng. read/write). Korisnik moe ograniiti sve tagove samo na itanje selektovanjem opcije Read Only u Tagname Dictionary dijalogu. Postoje diskretni, celobrojni i realni (sa decimalnim zarezom) U/I tip taga kao i U/I poruka (string sa najvie 131 znakom).

5.4.3 Definisanje imena novog taga

Ime taga moe biti sastavljeno od najvie 32 karaktera pri emu prvi znak mora biti alfa znak (A-Z ili a-z). Ostali karakteri mogu biti A-Z, a-z, 0-9, !, #, $, %, ?, _. U okviru ovog

programa podrava se postupak autoindeksiranja. Na primer, ako korisnik napravi i sauva tag sa imenom R4001 i zatim klikne na New, tag e automatski biti indeksiran kao R4002. Ako se ime sastoji od karaktera i odvojenog broja, autoindeksiranje e biti primenjeno na prvi celi broj koji InTouch nae. Na primer, N7-0 e biti indeksirano kao N7-1. U ovim postupcima, autoindeksiranje vri samo inkrementiranje, tj. R4002 na R4003, R4003 na R4004, itd.

5.4.4 Tag Browser

Tag Browser je primarni alat za pregled i promenu kako lokalnih tako i remote tagova.

On dozvoljava selektovanje postojeih tagova, kreiranje novih i pregled osnovnih Tagname Dictionary informacija o svakom tagu. Tag Browser se takoe koristi i za pristup okvirima za dijalog koji dozvoljavaju promenu tagova, zamenu i selektovanje tagova u remote tag

izvorima. Kada se prvi put pristupi Tag Browser-u, po defaultu, e biti izabran kao izvor taga. Posle toga e biti prikazan poslednje korieni tag. Tag Browser funckionie u dva reima: Filtered Selection Mode i Unlimited Selection Mode.

5.4.4.1 Ogranieni mod za selektovanje

Ogranieni mod za selektovanje (eng. Filtered Selection Mode) se aktivira kada se klikne na Select u Tagname Dictionary okviru za dijalog u toku izvrenja aplikacije. Prikaz tagova e biti ogranien na trenutno aktivnu InTouch aplikaciju. Izgled ovog prozora prikazan je na slici 5.2.

Slika 5.2 Ogranieni mod za selektovanje tagova

30

5.4.4.2 Potpuni mod za selektovanje

Neogranieni (potpuni) mod za selektovanje (eng. Unlimited Selection Mode) se aktivira kada se dva puta klikne na prazan prostor u nekom InTouch QuickScript prozoru.

Tagovi koji su definisani kao lokalni ili remote mogu biti prikazani i selektovani u ovom

modu. Izgled ovog prozora dat je na slici 5.3.

Slika 5.3 Neogranieni (potpuni) mod za selektovanje tagova

5.5 Kreiranje animiranih veza

Kada korisnik kreira grafiki objekat ili simbol moe mu ,,dati ivot animacijom. Pridruivanjem animirane veze, objekat ili simbol mogu menjati svoj izgled i tako predstavljati promene vrednosti taga ili nekog izraza. Na primer, moe se kreirati simbol pumpe koji je crven kada je pumpa iskljuena ili zelen kada je pumpa ukljuena. Ako se koristi touch screen, mogue je kreirati simbol pumpe kojim e se pumpa ukljuivati ili iskljuivati klikom mia na taj simbol. Pored ovog primera, postoji jo mogo specijalnih efekata koji se mogu korsiti.

5.5.1 Kreiranje ekvivalentnih tastera

Mogue je pridruiti odreeni taster na tastaturi za aktiviranje odreene animirane veze. Ovaj ekvivalent je operativan samo kada je veza vidljiva ili je objekat selektovan tj. kada je

aplikacija pokrenuta. Animirane veze koje podravaju ekvivalentne tastere prikazuju Key Equivalent grupu u njihovim okvirima za dijalog. Podeavanje ekvivalentnih tastera prikazano je na slici 5.4.

Slika 5.4 Podeavanje ekvivalentnih tastera

31

5.5.2 Izbor animirane veze

Mogue je kreirati viestruke veze za objekte i simbole. Kombinovanjem razliitih veza, mogue je ostvariti skoro bilo koji vizuelni efekat. Ove mogunosti su prikazane na slici 5.5.

Slika 5.5 Definisanje parametara animirane veze

5.6 InTouch Quick Script-e

InTouch QuickScript-e pruaju mogunost izvravanja komandi i logikih operacija zasnovanih na odreenom kriterijumu koji je ispunjen. Na primer, dugme je pritisnuto, prozor je otvoren, promena vrednosti odreene promenjive, itd.

QuickFunctions su skripte koje se mogu biti pozvane iz drugih skripti i izraza za

animirane veze. Ovo prua mogunost da se skripta promeni samo na jednom mestu i da se ta promene prenese u sve izraze gde se ona koristi.

Sve InTouch QuickScript-e povezane su sa nekim dogaajem. Taj dogaaj moe biti promena vrednosti, odreeno stanje, klik mia, tajmer, itd. Ne preporuuje se kreiranje bilo kakve zavisnosti u redosledu procesiranja. Tabela 5.2 prikazuje tipove skripti koji se mogu

koristiti.

Tabela 5.2

Tip Opis

Application Skripta povezana sa odreenom aplikacijom.

Window Skripta povezana sa odreenim prozorom.

Key Skripta povezana sa odreenim tasterom ili kombinacijom tastera.

Condition Skripta povezana sa diskretnim tagom ili izrazom.

Data Change Skripta povezana samo sa tagom i/ili tagname dotfield-om.

QuickFunctions Ove skripte mogu biti pozvane u drugim InTouch QuickScript-ama

ili izrazima u animiranim vezama. QuickScript-e mogu biti sinhrone

ili asinhrone, dok su sve ostale skripte sinhrone.

Action Pushbuttons Skripta povezana sa Touch Link-Pushbuttons.

ActiveX Event Skripta koja izvrava ActiveX komande.

Wizard Pristupa arobnjaku za promenu funkcionalnosti i parametara.

32

5.6.1 Korienje InTouch QuickScript Editor-a

Ovaj editor (slika 5.6) je praktino isti za sve tipove QuickScript-i.

Slika 5.6 Application Script Editor

5.6.1.1 Standardne procedure u QuickScript Editor-u

Na dnu QuickScript editora postoje tasteri (ikonice) za unos tekstualnih i matematikih operatora i znakova u skriptu. Oni se ubacuju u skriptu, na trenutnu poziciju kursora,

jednostavnim klikom na ikonicu.

Koraci za umetanje funkcije u skriptu

1. U meniju Insert kliknuti na Functions. Pojavie se Choose function okvir za dijalog. 2. Potrebno je kliknuti na funkciju koju treba umetnuti. Okvir za dijalog e se zatvoriti i

funkcija e automatski biti ubaena u skriptu.

Koraci za umetanje taga u skriptu

1. U meniju Insert kliknuti na Tagname. Pojavie se Tag Browser. 2. Potrebno je kliknuti dva puta na tag koji treba umetnuti. Tag Browser e se zatvoriti i

tag e automatski biti ubaen u skriptu.

Validnost skripte

Da bi se izvrila provera sintakse u bilo kom trenutku pisanja skripte potrebno je kliknuti na Validate. Ova operacija se automatski izvrava kada korisnik klikne na OK ili Save. Ako postoje neke greke pojavie se odgovarajua poruka.

33

Podeavanje frekvencije izvravanja skripte

U polje While Running/Showing/Down Every 0 Miliseconds upisuje se iznos u ms

koji predstavlja period sa kojim e se skripta izvravati. InTouch ne garantuje izvrenje prema ovoj vrednosti. WindowViewer e pokuati da pokrene skripte prema zadatom vremenu ali ovo izvrenje ne moe biti bre od vrednosti koja je zadata u polju Tick Interval, prilikom podeavanja parametara WindowViewer-a. Skripte se ne mogu izvravti bre od svakih 10 ms na Windows NT operativnom sistemu ili svakih 50 ms na Windows 2000 ili ranijim

verzijama. U sluaju korienja Windows XP operativnog sistema mogue je koristiti vrednost od 1 ms (ovaj vremenski interval odgovara frekvenciji od 1 kHz).

5.6.2 Aplikativne skripte

Aplikativne skripte (eng. Application Scripts) su povezane sa kompletnom

aplikacijom. Ove skripte se mogu koristiti za pokretanje drugih aplikacija, kreiranje

simulacija, raunanje promenjivih, itd. Postoje 3 vrste aplikativnih skripti. Njihov pregled dat je u tabeli 5.3.

Tabela 5.3

Aplikativna

skripta

Opis

On Startup Izvrava se samo jednom i to onda kada je aplikacija inicijalizovana.

While Running Izvrava se kontinualno, dok se izvrava i aplikacija, sa zadatom frekvencijom.

On Shutdown Izvrava se samo jednom i to onda kada se aplikacija iskljuuje.

Kada se selektuje While Running skripta, opcija Every 0 Miliseconds postaje aktivna.

Ako je potrebno da se skripta izvrava trenutno (samo pri pokretanju aplikacije) treba izabrati On Startup skriptu. Onoliko dugo koliko je uslov za izvrenje While Running skripte zadovoljen ona e se izvravati sa zadatom frekvencijom.

5.6.3 Window skripte

Window skripte su povezane sa odreenim prozorima. Postoje 3 vrste ovih skripti kao to je to prikazano u tabeli 5.4.

Tabela 5.4

Window skripta Opis

On Show Izvrava se samo jednom i to onda kada je prozor inicijalno otvoren.

While Showing Izvrava se kontinualno sa zadatom frekvencijom, dok je prozor prikazan.

On Hide Izvrava se samo jednom i to onda kada je prozor sakriven.

5.6.3.1 Koraci za kreiranje Window skripti

U meniju Special postaviti kursor na Scripts i kada se pojavi dodatni meni kliknuti na

Window Scripts. Pojavie se Window Script Editor. Kada se selektuje While Running skripta, opcija Every 0 Miliseconds postaje aktivna.

Ako je potrebno da se skripta izvrava trenutno, odgovarajui tip je On Show skripta.

34

Onoliko dugo koliko je uslov za izvrenje While Showing skripte zadovoljen ona e se izvravati sa zadatom frekvencijom.

5.6.4 Key skripte

Key skripte su povezane sa specifinim tasterom ili kombinacijiom tastera na tastaturi. Isti se mogu iskoristiti kao global keys za aplikaciju. Primeri ovakvog naina korienja su povratak u prozor glavnog menija, odjavljivanje operatera, itd. Postoje 3 tipa Key skripti koje

se mogu dodeliti tasteru (tabela 5.5).

Tabela 5.5

Key skripta Opis

On Key Down Izvrava se samo jednom i to onda kada je taster prvobitno pritisnut.

While Down Izvrava se kontinualno sa zadatom frekvencijom, dok je taster pritisnut.

On Key Up Izvrava se samo jednom i to onda kada je taster otputen.

Kada se selektuje While Down skripta, opcija Every 0 Miliseconds postaje aktivna.

Ako je potrebno da se skripta izvrava trenutno treba izabrati On Key Down skriptu. Onoliko dugo koliko je uslov za izvrenje While Down skripte zadovoljen ona e se izvravati sa zadatom frekvencijom.

5.6.5 Touch Pushbutton Action Script-e

Touch Pushbutton Action Script-e su sline Key skriptama, sa tom razlikom to su one pridruene objektima koje korisnik povezuje sa Touch LinkAction Pushbutton vezama. Izvravaju se kada operater klikne ili pritisne objekat ili dugme koje je pridrueno vezi. Postoje tri tipa ovih skripti, kao to je prikazano u tabeli 5.6.

Tabela 5.6

Touch Pushbutton

Action skripta

Opis

On Key Down Izvrava se samo jednom i to onda kada je taster prvobitno pritisnut.

While Down Izvrava se kontinualno sa zadatom frekvencijom, dok je taster pritisnut.

On Key Up Izvrava se samo jednom i to onda kada je taster otputen.

Kada se selektuje While Down skripta opcija Every 0 Miliseconds postaje aktivna.

Ako je potrebno da se skripta izvrava trenutno odgovarajui tip je On Key Down skripta. Onoliko dugo koliko je uslov za izvrenje While Down skripte zadovoljen ona e se izvravati sa zadatom frekvencijom.

5.6.6 Uslovne skripte

Uslovne skripte (eng. Condition Scripts) su povezane sa diskretnim tagom ili izrazom.

Mogu se koristiti i analogni tagovi. Postoji ukupno etiri tipa skripti koje se mogu primeniti na uslove (tabela 5.7).

35

Tabela 5.7

Uslovna skripta Opis

On True Izvrava se jednom i to onda kada se uslov za promenu stanja menja na True.

On False Izvrava se jednom i to onda kada se uslov za promenu stanja menja na False.

While True Izvrava se neprekidno sve dok je uslov true.

While False Izvrava se neprekidno sve dok je uslov false.

Na primer, ako se koristi On True skripta, uslov se mora menjati na sledei nain: ako je inicijalna vrednost kada je pokrenut WindowViewer true, ona mora postati false pa ponovo

prei u true da bi se ova skripta izvrila. Jedan uslov se moe iskoristiti za sve etiri skripte. Promena stanja ovog uslova dovodi

do izvrenja odreenih skripti, kao to je prikazano na slici 5.7.

Slika 5.7 Promena stanja uslova i odgovarajue skripte

5.7 Alarmi i pojave

InTouch obezbeuje sistem za operatera sa upozorenjima o procesu i stanju sistema. Ovaj sistem obezbeuje prikazivanje, logovanje u tekstualni fajl kao i tampanje prikaza alarma o procesu i pojavama (eng. events) u sistemu. Alarm predstavlja upozorenje o

statusu procesa dok pojava predstavlja poruku o regularnom stanju sistema. Postoji

veliki broj naina primenjivanja alarma i to uvek zavisi od primene sistema i naina na koji e biti realizovan. Nekoliko parametara se odnose na svaki alarm:

Alarm: Uopteno gledano, alarm je posebna vrsta stanja sistemaneprirodno (nenormalno) stanje sistema ili procesa. Svrha alarma je da signalizira operateru ako

su aktivne neke pojave koje mogu ugroziti nastavak normalnog rada sistema. Na

primer, alarm moe da upozori da je temperatura u bojleru iznad najvee dozvoljene vrednosti.

Prioritet: Nivo predostronosti ili prioriteta je povezan sa alarmom tako da pokae koliko je situacija ,,loa ili koliko je ,,stanje vano. Predostronost obino zavisi od okolnostikvalitet opreme, nivo bezbednosti, mogunost backup-a sistema, potencijalni trokovi tete, vreme pada sistema, itd. InTouch ima ugraenu skalu prioriteta pri emu je najvaniji alarm sa 1 dok je onaj sa koeficijentom 999 najmanje vaan.

Podstanja (eng. sub-states): Alarmna stanja mogu imati i podstanja, i u tom sluaju se zovu vieuslovni (eng. multi-state) alarmi. Na primer, analogni alarm ima nekoliko granica sa krajnjim High i Low stanjima kojima se oznaava opseg normalnog rada

36

sistema. esto se uvode i stanja HiHi i LoLo koja predstavljaju ekstremna udaljavanja od normalnog stanja.

Pojava: Pojava je detektovani dogaaj koji moe ali i ne mora biti pridruen alarmu. Izlazak iz alarmnog stanja i prelazak u normalan reim rada predstavlja primer pojave. Ona moe predstavljati i operatersku akciju, promenu konfiguracije sistema ali i neku vrstu sistemske greke. Jako je vano napraviti razliku izmeu stanja i pojave. Stanje moe trajati nekoliko minuta, sati, dana ili nedelja. Pojava je kratkotrajna i trenutna tj. zavrava se odmah. Alarm je stanje a alarmna notifikacija je pojava.

Potvrda (eng. acknowledgement): Glavna svrha alarma je da upozori operatera ili neki drugi deo sistema o stanju u sistemu. Operater treba da potvrdi alarm ime e pokazati da je video alarm.

Grupe: Alarmi se mogu i staviti u grupe kako bi se unapredilo praenje i upravljanje. Ove grupe mogu predstavljati delove fabrike, delove opreme, itd. Grupe mogu biti

organizovane i hijerarhijski.

5.7.1 Konfiguracija alarmnog taga

InTouch dozvoljava kreiranje alarmne konfiguracije za svaki tag definisan u Tagname

Dictionary. Po defaultu, svi tagovi imaju onemoguene alarme. Osnovni koncept je takav da je svaki tag alarmabilan tj. tagu se moe pridruiti alarm. Za takav tag, kad god se promeni vrednost taga alarmna logika se poziva. Ova alarmna logika je interna subrutina u InTouch-u

koja proverava tip alarma, poredi novu vrednost sa postavljenim granicama i odluuje koji je tag u alarmnom stanju. Svaka promena stanja se upuuje ka Distrunuted Alarm System (distribuirani alarmni sistem).

Postoje tri tipa (klase) alarma u InTouch-u. Oni su uglavnom podeljeni u podklase.

Diskretni: Diskretni alarm odgovara diskretnom tagu. Korisnik konfigurie koja alarmna stanja odgovaraju stanjima true i false kao i prioritet alarma. Konfiguracioni

okvir za dijalog je prikazan na slici 5.8.

Slika 5.8 Podeavanje ACK modela

Analogni: Analogni alarm odgovara celobrojnom ili realnom (sa decimalnom takom) tipu taga. Ovaj tip alarma sadri nekoliko parametara:

- Vrednost: Trenutna vrednost se poredi sa jednom ili vie graninih vrednosti. Ako vrednost premauje granicu alarmno stanje se aktivira. Korisnik moe dodeliti vrednosti i prioritet za LoLo, Lo, Hi i HiHi kao i to kada e odreeni alarm biti aktiviran ili ne.

- Odstupanje: Trenutna vrednost se poredi sa zadatom vrednou i zatim se apsolutna vrednost razlike poredi sa jednim ili vie limita i iskazuje se u procentima. Korisnik moe zadati granice za Minor Deviation, Major Deviation i Deadband Deviation odnosno za najmanju i najveu devijaciju kao i opseg neosteljivosti.

- Iznos promene: Trenutna i prethodna vrednost se koriste za proraun zajedno sa trenutnim vremenom i vremenom poslednje promene. Ako je apsolutna

37

vrednost iznosa promene vea od zadate granice, alarmno stanje se aktivira. Konfiguracioni okvir za dijalog je prikazan na slici 5.9.

Slika 5.9 Konfiguracioni okvir za dijalog analognog alarma

5.8 Klijenti za alarme i pojave

InTouch obezbeuje korienje Alarm Viewer ActiveX Control klijenta za pregled alarma koji je ugraen u scroll bar. On predstavlja segment kojim se vri kontrola i pregled alarma. Meutim, InTouch ukljuuje i distrubuirani prikaz alarma koji unapreuje pregled postojeih alarma bez potrebe da se oni rekonfiguriu da bi se mogli prikazati u Alarm Viewer ActiveX Control-u.

5.8.1 Distribuirani prikaz alarma

Distributed Alarm System (slika 5.10) na jednom ekranu prikazuje i lokalne i daljinski

kreirane alarme. InTouch dozvoljava da se promeni izgled ovog prikaza (ukljuujui koje e informacije biti prikazane), boje koje se koriste za razliita alarmna stanja i alarmne grupe.

Slika 5.10 Distribuirani prikaz alarma

5.9 Trendovi u realnom vremenu i istorijski prikaz

InTouch dozvoljava dva trenda (praenje signala) za prikazivanje vredno