ИНЖИНИРИНГ ЗЛЕКТРОПРИВОДОВ

Программные средства промышленных компьютеров, контроллеров, терминалов и интеллектуальных модулей

Программное обеспечение средств автоматизации. Все фирмы — производи­тели средств автоматизации разрабатывают и программное обеспечение этих средств. Программное обеспечение имеет общие признаки построения интер­фейса проектировщика, системы команд и функций. Рассмотрим программ­ное обеспечение для настройки и программирования различных средств авто­матизации фирмы Omron.

Программные продукты фирмы объединены в серию СХ, основанную на коммуникационной платформе CX-Server (CX-Programmer, CX-Simulator, СХ - Supervisor, CX-Motion, CX-Positbion, CX-Protocol), которая включает в себя драйверы сетевой связи для всех программных протоколов Омгоп, сетей Ethernet, Controller Link и последовательной связи.

Широкий набор программных средств серии СХ обеспечивает одновре­менный доступ к различным программируемым логическим устройствам и сетям через CX-Server. Это повышает удобство и простоту обращения с обору­дованием фирмы Омгоп.

Данные программные средства выполняют функции драйвера Windows для обмена данными между системами ПЛК Омгоп и Microsoft Office, а также функции VBA: программирование для всех типов ПЛК, тестирование пользо­вательских программ SCADA, настройку параметров модулей динамического управления CS1W-MC*** и С200Н-МС221, настройку параметров модулей позиционирования CS1W-NC и CJ1W-NC и программирования коммуника­ционных модулей поддерживающих макропротокол.

Среда СХ-Programmer обеспечивает единую платформу программного обес­печения для ПЛК Omron всех типов: от микроконтроллеров до двухпроцес­сорных систем. Программатор упрощает преобразование и повторное исполь­зование управляющих программ, созданных с помощью программного обес­печения для ПЛК предыдущих поколений.

Усовершенствованная функция «сравнение проектов» позволяет детально сравнить программу ПЛК и персонального компьютера. За счет интеграции CX-Programmer с другими программными средствами и совместного исполь­зования комментариев повышается скорость разработки и упрощается эксп­луатация ПЛК.

Главной особенностью среды CX-Programmer является наличие в ней (по аналогии со средствами для разработки программ для персональных компью­теров) функции компиляции программы. Фактически эту функцию выполня­ет мощный анализатор текста программы, который производит проверку ис­ходного текста и сигнализирует о фактических ошибках и фрагментах кода, выполнение которых может происходить неверно (например, использование одного и того же выхода в более чем одной цепочке). Благодаря функции компиляции удается резко сократить количество ошибок, оставшихся на мо­мент отладки программы, а также сократить время ее написания. Сэконом­ленное время можно использовать для более тонкой настройки характеристик оборудования, а также сокращения длительности и оптимизации рабочего цикла программы.

В состав функциональных устройств ПЛК, как правило, входят различные устройства ввода и отображения информации, позволяющие осуществлять контроль за ходом технологического процесса, — средства человекомашинно - го интерфейса ММ1 (Man Machine Interface).

С помощью программной среды разработки экранов терминалов (панелей оператора) NT-Shell решаются следующие задачи (для всех без исключения NT-терминалов фирмы Omron):

Создание и редактирование экранов, таблиц данных, строковых и цифро­вых таблиц;

Управление обменом данных между ПЛК и NT;

Ведение хронологии аварийных сообщений и вызовов экранов NT.

СХ-Supervisor—SCADA — это пакет фирмы Omron, с помощью которого можно создавать приложения верхнего уровня управления. Простые прило­жения быстро создаются с помощью большого числа готовых функций и библиотек. За счет ясной структуры программы сокращается время на озна­комление с ней. С помощью ОРС возможна установка связи с ОРС-серверами второй версии. Поддержка баз данных SQL, ODBC, MS Access, dBase, CSV и MS Excel, а также импорт компонентов ActiveX позволяет создавать гибкие приложения с широкими функциональными возможностями.

Программирование промышленных компьютеров и программируемых кон­троллеров. Простые компьютерные средства автоматизации работают по же­стким программам, заложенным в них при изготовлении. Их программиро­вание для конкретных приложений заключается в записи необходимой для управления информации: кодов режима, управляющих слов, бит разреше­ния или запрета, коэффициентов, пределов изменения данных и т. д. Таким способом программируются многие устройства низкого уровня: модули вво­да/вывода, модули связи, специализированные контроллеры (локальные ре­гуляторы), датчики и исполнительные устройства с микропроцессорным уп­равлением.

Для устройства управления более высокого уровня (программируемых логических контроллеров, систем числового программного управления, про­мышленных компьютеров, некоторых интеллектуальных регулирующих мо­дулей) требуется написание программ управления оборудованием. Следова­тельно, для их программирования необходимы специальные программные ин­струментальные средства, которые могут находиться в самом устройстве управления (и тогда для программирования достаточно небольшой консоли) либо на специальном программаторе или промышленном компьютере (тогда создаваемая с их помощью программа загружается в управляющее устройство по каналу связи).

Особенности программ для устройств этого уровня следующие: наличие развитого математического аппарата обработки битовой информации (пре­имущественно целочисленной арифметики); большое разнообразие функций и функциональных блоков по анализу информации с датчиков; реализация законов управления и обмена по каналам связи. Данные программы реализуют основные алгоритмы автоматического управления и должны обладать хоро­шим быстродействием и высокой надежностью.

Для систематизации разрабатываемых инструментальных пакетов програм­мирования логических контроллеров разработан стандарт МЭК 1ЕС—1131, который включает в себя пять языков [8].

В качестве примеров инструментальных средств программирования можно назвать пакеты SYSMATE-PMD (MS DOC) и SYS WIN (Windows) для кон­троллеров фирмы Omron и пакет Step7 — для контроллеров фирмы Siemens.

Программирование терминалов. Для удобства обслуживающего персонала при работе с компьютерными системами управления в производственных услови­ях используются средства человеко-машинного интерфейса MMI. включаю­щие в себя промышленные терминалы, информационные панели, консоли данных. Эти устройства также имеют средства программирования, которые используют те же типы данных, что и программируемые контроллеры, но предназначены для удобного ввода и наглядного представления оперативной информации о процессе управления. Входной язык для написания программ промышленных терминалов представляет собой набор графических образов элементов индикации, текстовых сообщений, цифровых и стрелочных дисп­леев, диаграмм, экранов для графических зависимостей (трендов), кнопок, переключателей и других элементов управления. Все это поддерживается си­стемой связи с данными программируемых контроллеров и системой орга­низации экранного диалога. Примером может служить пакет NTWin, пред­назначенный для программирования промышленных NT-терминалов фир­мы Omron.

Общий контроль и управление технологическим процессом, сбор и архи­вирование данных, их статистическая обработка и документирование выпол­няются на верхнем уровне, где используются промышленные или персональ­ные компьютеры. Эти устройства используют известные операционные систе­мы и работают под управлением специальных программных приложений, разработанных в среде инструментальных средств систем дистанционного кон­троля, управления и диспетчеризации SCADA. Примером такой системы мо­жет служить пакет программ SCS, предназначенный для использования в ав­томатизированных системах управления, построенных на базе контроллеров фирмы Omron. Эти программные приложения могут дополняться или созда­ваться полностью на языках программирования общего назначения, напри­мер в среде Delphi или среде Visual С либо в пакетах систем управления базами данных.

Программирование интеллектуальных модулей. Под интеллектуальными мо­дулями программируемого контроллера понимаются модули, которые обра­батывают данные по некоторому алгоритму независимо от центрального про­цессора, выполняющего основную программу управления. Фактически интел­лектуальные модули являются сопроцессорами, их можно разделить на четыре группы, которые обеспечивают:

Ввод информации, выполняя ее предварительную обработку (например, модули высокоскоростного счета);

Вывод информации с представлением ее в требуемом виде (например, ASCII-модули, предназначенные для масштабирования информации с уче­том системы физических единиц и вывода ее на печать в удобном виде с текстовыми комментариями);

Ввод информации, обработку ее по определенным алгоритмам и выдачу управляющих сигналов (например, модули П ИД-регулирования и модули числового программного управления);

Получение информации из памяти контроллера, обработку ее по опреде­ленным алгоритмам и возвращение снова в память контроллера (например, модуль нечеткой (fuzzy) логики Omron С200Н FZ001, реализующий законы управления, основанные на методах нечеткой логики).

Применение интеллектуальных модулей значительно расширяет функцио­нальные возможности программируемых контроллеров, снижает объем рабо­ты по составлению основной управляющей программы, разгружает централь­ный процессор от ряда стандартных вычислений.

Некоторые из этих интеллектуальных модулей имеют свое программное обеспечение. Например, для ввода базы знаний в модуль нечеткой (fuzzy) логики Omron С200Н FZ001 используется инструментальный программный пакет FSS, который устанавливается на промышленном компьютере и связы­вается с модулем по интерфейсному порту RS232C. Этот пакет включает в себя средства для формирования функций принадлежности входов и выхо­дов, ввода правил, выбора метода дефазификации, а также для обмена дан­ными с модулем, наблюдения за процессом принятия решений и отладки базы знаний.

Другие модули программируются с помощью данных, вводимых в модуль или память контроллера. Например, программирование интеллектуальных модулей контроллеров фирмы Omron осуществляется записью значений уп­равляющих бит и слов в область памяти DM в режиме программирования. Оперативное управление и передача данных в них выполняются через область IR. Эти модули являются специальными [51], поэтому адреса ячеек памяти, используемых ими, задаются переключателем на передней панели модуля.