Вікторія Путятіна

(Науковий керівник: Олександр Пупена)

Концепція розробки програмного забезпечення для програмованих логічних

контролерів з урахуванням сучасних стандартів інтегрованого виробництва

Актуальність

Для систем на базі ПЛК є тільки один стандарт МЕК61131, але в ньому не визначають модель даних та модель загального керування.

При програмуванні ПЛК різні програмісти використовують свої підходи, що ускладнює інтеграцію.

Всі рішення являються дуже залежними від платформ та обладнання, немає чіткого функціонального розподілу між рівнями.

Функції

Необхідні функції: налаштування обробки каналу

(масштабування в т.ч. нелінійне, фільтрація, обробки тривог)

перекидання каналу на льоту обробка тривог по каналу залежність тривог (Alarm) від

технології приготування продукту

перевірка достовірності даних (Quality)

налагодження: форсування, імітування

моделе-орієнтована діагностика

…

Основні задачі дослідження:

1. Створення каркасу «framework» для програмованих

логічних контролерів

2. Розробити базові елементи каркасу (на прикладі

середовища Unity Pro)

3. Зробити апробацію на одному з об’єктів управління

ISA88/ISA95

В основу закладено

концептуальну ідею стандартів

ISA88/ISA95.

В моделі обладнання

програмовані логічні

контролери виконують

функції Control

Module Entity та Equipment

Module Entity .

Модель обладнання

Рівень модулів керування (Control Module)

Модуль керування (Control module), як правило, це набір датчиків, виконавчих механізмів, інших модулів керування і відповідного технологічного обладнання, що, з точки зору керування, працює як єдине ціле. Модуль керування також може бути складений з інших модулів керування.

безпосередньо маніпулює виконавчими механізмами і іншими модулями керування;

може направити команди на виконавчі механізми, якщо вони були налаштовані як частина модуля керування;

може направити команди на інші модулі керування, якщо вони містяться, або в якійсь мірі, на які посилається цей модуль керування.

Деякі приклади модулів керування

— регулюючий пристрій що керується уставкою, який складається з передавача, регулятора, і регулюючого клапану;

— орієнтований на стан пристрій що керується уставкою, який складається з автоматичного запірного клапана (on/off) з встановленими на ньому кінцевими вимикачами за положенням;

— модуль керування колектором, що містить блок з кількох автоматичних запірних клапанів (on/off) і координує подачу на один або декілька напрямків, в залежності від уставки спрямованої на модуль;

— модуль керування витратою, що регулює витрату речовини в кільцевому колекторі системи живлення, яка може бути частиною технологічної комірки і не бути частиною якого-небудь апарату.

Основні ідеї

- концепція базується на реалізації в ПЛК об’єктної моделі обладнання, відповідно до понять ISA-88,

ISA-95 та ISA-106;

- для кожного апаратурного об’єкту (Equipment Entity) визначається алгоритм роботи функціонального блоку/функції, структури даних (інтерфейс) для обміну з іншими підсистемами/об'єктами

- структура даних та поведінка функції/ФБ сумісна з визначеною в ISA-88, тобто базується на автоматах станів, режимах та інтерфейсі, визначеному в стандарті

- процедурні елементи та базове керування теж базується на стандартних поняттях.

Розроблювальний каркас представляє собою: взаємопов’язані бібліотечні елементи, які забезпечують реалізацію базового набору модулів керування (Control Module) незалежно від об’єкта керування; а також означення механізму їх імплементації в об’єкти вищого рівня.

Типові апаратурні об’єкти рівня модулів керування

Приклад базового елементу в середовищі Unity Pro Discrete input

STA - статус

CMD - команда

ID – унікальний ідентифікатор

PRM - параметри

CHID – логічний номер каналу

TFLT – час фільтрації

TALM – час затримки виникнення тривоги (Alarm)

TSTEP – зміна кроку

STEP1 – час кроку

Функціональні блоки

DICHFB:

DICH.STA.0:=VRAW;

DICH.STA.2:=ERR;

DICH.STA.3:=FALSE;

DIVARFB:

if not DIVAR.PRM.7 then return;

else DIVAR.STA.4:=1;

end_if;

DIVAR.STA.0:=DICH.STA.0;

if DIVAR.PRM.3 then

DIVAR.STA.1:= not DIVAR.STA.0;

else DIVAR.STA.1:=DIVAR.STA.0;

end_if;

Приклади програм:

DICHFB:

DICHFB_1 (VRAW :=

%I0.1.0,ERR := %I0.1.0.err,DICH

:= DICH[0]);

DICHFB_1 (VRAW :=

%I0.1.1,ERR := %I0.1.1.err,DICH

:= DICH[1]);

DICHFB_1 (VRAW :=

%I0.1.2,ERR := %I0.1.2.err,DICH

:= DICH[2]);

DICHFB_1 (VRAW :=

%I0.1.3,ERR := %I0.1.3.err,DICH

:= DICH[3]);

DICH[14]); …

DIVARFB:

DIVARFB_2 (DICH :=

DICH[LSH_D1.CHID],DIVAR :=

LSH_D1);

DIVARFB_2 (DICH :=

DICH[LSH_D2.CHID],DIVAR :=

LSH_D2);

DIVARFB_2 (DICH :=

DICH[LSL_D1.CHID],DIVAR :=

LSL_D1);

DIVARFB_2 (DICH :=

DICH[LSL_D2.CHID],DIVAR := LSL_D2);

Висновки

На даний момент проводиться апробація базових елементів для дискретних входів/виходів/технологічних змінних в лабораторіях кафедри ІАСУ, їх вдосконалення та розробка наступних рішень для аналогових входів/виходів/технологічних змінних.