Диссертация (1172879), страница 11
Текст из файла (страница 11)
При этом для владельцаобъекта автоматизации нет никакой разницы между поставкой всего «под ключ»(с технологией и автоматизацией) или созданием АСУ ТП потом, послестроительства всего объекта с помощью специализированной организации. Вобоих случаях, эксплуатирующей организации понадобятся специалисты АСУ ТПпри модернизации объекта, техническом перевооружении или расширенииобъекта.Для воспитания таких специалистов современные ВУЗы создали учебныеспециальности, факультеты и кафедры.
Но в силу фундаментальности истандартизации учебных программ ВУЗов, такое обучение не дает полногопонимания всех технологических процессов предприятий и производств,рассчитывая на дальнейшее самообразование выпускников. И это являетсяважнымпротиворечиеммеждупотребностьюпредприятийвготовыхспециалистах с опытом работы в своей отрасли и уровнем подготовкивыпускников высшей школы.Некоторые предприятия, удалены от мегаполисов на большие расстояния и всвязи с этим не могут найти себе даже выпускника ВУЗов, а другие предприятияиз-за небольшой рентабельности не могут себе даже позволить принять в штатспециалиста АСУ ТП.
Часто удаленность таких предприятий от мегаполисов, при93отсутствии в штате обученных специалистов в области АСУ ТП, превращает их взаложников обстоятельств, вызванных инцидентами и авариями, срывая выпускпродукции и лишая предприятия прибыли.Организации, которые занимаются созданием АСУ ТП для производств,также вынуждены дополнительно обучать молодых специалистов, а затембеспокоиться о возможном уходе в другую аналогичную организацию своихобученных кадров, например, из-за лучших условий труда и зарплаты. При этомсуществует еще одна проблема при создании АСУ ТП – это разные стиликодирования алгоритмов. Даже при традиционном построении архитектурыпрограммного проекта, которая базируется на логических контроллерах и SCADAсистемах, стили программирования очень многообразны.
Несмотря на стандарты,такие как IEC61131 для логических контроллеров, скриптовых языков дляSCADA систем, порой очень сложно разбираться с написанным кодом без знаниястиля. Программист АСУ ТП, как правило, использует свои базовые знания инавыки при создании управляющего кода и, благодаря возможностям стандартаIEC61131, этот код может быть написан как в стиле инженера КИПиА (FDB,LD),в стиле логических цепочек (CFC), в стиле шагов и переходов (SFC), так и в стилеструктурированных языков, таких как Си, Паскаль (ST) и т.д.Особенно сказывается уход специалистов, когда запущенный ими объектавтоматизации требует технической поддержки либо из-за инцидентов, либо длямодернизации, либо по другим причинам. Поэтому. для предотвращенияподобных ситуаций, в настоящем диссертационном исследовании предпринятапопытка - унифицировать подход к объектам автоматизации для созданияуниверсального программного кода, и в качестве объекта исследования былавыбрана технология автоматизации транспортировки сельскохозяйственногосырья.Унификация позволила создать программный код, который можно быломногократно, без редактирования использовать на любых объектах автоматизациитранспортировки сельскохозяйственного сырья.
При создании этого кода были94учтеныпринципы работы известного на тот момент технологическогооборудования,требованияпромышленнойбезопасностидляопасныхпроизводственных объектов транспортировки и переработки растительногосырья, а так же опыт технологов, главных инженеров предприятий этой отраслипри ежегодном взаимодействии на международных конференциях, проводимыхКубанским филиалом ФГБНУ «ВНИИЗерна».Создание унифицированного кода позволило с помощью внутреннейслужебной документации очень быстро подключать новых специалистов кучастию для внедрения новых объектов автоматизации. Однако очень скоровыяснилось, что каждое предприятие внутри отрасли является в чем-тоуникальным и многие параметры для алгоритмов автоматизации требуют иногдасущественной корректировки.Таким образом, возникла идея предоставить таким предприятиям средства, спомощью которых имеющийся персонал смог бы самостоятельно изменятьнеобходимые параметры, в т.
ч. «виртуально» (без подключения к объекту)проверять правильность модификации.Исследованиянесколькихпредприятийвыявилиустойчивыйкругспециальностей и должностей в них, которые могли бы иметь полномочиякорректировки необходимых параметров, а так же обладали бы необходимымизнаниямитехнологическогооборудованияитехнологическихпроцессовпредприятий. Исходя из этого, было разработано специальное программноеобеспечение,позволяющеесоздаватьэлементыавтоматизации,изменятьнеобходимые параметры в алгоритмах АСУ ТП конкретного предприятия беззнаний и навыков программирования.Такая возможность появилась благодаря, во-первых, созданию моделипостроения и функционирования всего объекта автоматизации, а, во-вторых, и это– главное, разработке программно-технического комплекса их реализующих,включая «имитатор виртуального внедрения», чтобы с помощью тестирования без95подключения к объекту, обеспечить максимально возможное предотвращениеинцидентов и аварий.4.2.
Методология создания имитатора АСУ ТПИмитатор использует ту же математическую модель ОА (4.1), котораяформализована предложенным способом (гл.3), но отличается тем, что вместофизических параметров ОА, принимает цифровые сигналы воздействия намножество элементов ОА и с помощью алгоритма естественного поведения ОА,меняет контролируемые параметры и значения «датчиков и устройств» всоответствующих массивах состояний и событий ОА.(4.1)Некоторые значения меняются с помощью генераторов случайных чисел.Проверка «аварийных ситуаций» формируется вручную, путем введения склавиатуры соответствующих кодов (рис.4.1).При этом в «проверяемой АСУТП» визуализируются «реальные» физическиепараметры (вес, скорость, объем, температура и т.д.).Основойалгоритмовимитаторасоставляетестественноеповедениеустройств и механизмов технологического оборудования на реальном объекте.Загрузка данными имитатора возможно двумя способами:1-й способ (для любых контроллеров).
Имитатором устройств и механизмовявляется приложение под Windows с именем Emulator.exe, которое при запуске96пытается присоединиться к контроллеру и считать с него все метаданные длясоздания внутри себя программных объектов соответствующих технологическомуоборудованию, состоящих из простых устройств, датчиков и каналов вводавывода. В приложении Emulator.exe имеются все необходимые окна и диалогидля вмешательства в поведение имитатора с целью проверки алгоритмов АСУ ТП.На рис. 4.2-4.4 показаны окна и соответствующие диалоги для управленияимитатором и наблюдения всей технологической схемы внутри имитатора,которая строится по тем же данным, что и экраны основных мнемосхем SCADAWINCC.97Рис.
4.1 – Блок-схема алгоритма «виртуального внедрения» и проверки АСУТПРис. 4.2. Основное окно приложения Emulator.exeРис. 4.3. Дополнительные окна с информацией и настройкой имитатора2-й способ (для контроллеров с ОС). Имитатором является отдельный кодконтроллера, который выполняется независимо от управляющей программы АСУ98ТП, вплоть до расположения его на другом контроллере локальной сети. При этомспособе файлы конфигурации с метаданными проекта помещаются на контроллерс имитатором, который сразу после запуска соединяется с контроллером АСУ ТПи начинает анализировать воздействия программ АСУ ТП и генерироватьответные сигналы в соответствии с алгоритмами работы устройств и механизмов.Рис.
4.4. Дополнительные окна с информацией и настройкой имитатораДля такого имитатора создано небольшое приложение под Windows с именемMonitor.exe с целью подключения к данным имитатора, с отображением всейдревовидной структуры объектов АСУ ТП и предоставлением диалога, длявмешательства в поведение имитатора с целью проверки алгоритмов АСУ ТП. Нарис. 4.5 представлен экран приложения Monitor.exe.Приложение Emulator.exe имеет возможность сделать фоном основного окна–скриншотмнемосхемыизSCADAWINCC.Вместарасположениятехнологического оборудования имитатор помещает специальные ActiveXкомпоненты, визуализация которых зависит от алгоритмов самого имитатора.Приложение Monitor.exe имеет кнопку для считывания конфигурации изконтроллера АСУ ТП и кнопку построения эмулятора в контроллере имитатора.99Оба имитатора для приема управляющих сигналов на устройства и механизмы, атак же для передачи встречных сигналов, подключаются к контексту вводавывода управляющей программы АСУ ТП.
То есть имитаторы читают каналывывода,обрабатываютихвсоответствиисалгоритмамиповедениятехнологического оборудования, с учетом вмешательства в эти алгоритмы изаписывают в каналы ввода контроллера соответствующие сигналы, визуализируяих соответствующим образом.Рис. 4.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
