Основные понятия и определения

Основными понятиями, относящимися к структуре разработки систем управления в ТРЕЙС МОУД, являются:

– проект;

– узел;

– объект;

– автопостроение.

Проект – это совокупность всех математических и графических компонентов ПО для операторских станций и контроллеров одной АСУТП, объединенных информационными связями и единой системой архивирования.

Проект может содержать сотни узлов, а может включать в себя только один контроллер или операторскую станцию.

Структура проекта описывается и редактируется в редакторе базы каналов и сохраняется в файле конфигурации проекта. Он имеет расширение ctm и записывается в директорию ТРЕЙС МОУД. Все компоненты проекта хранятся в отдельных файлах в поддиректории с тем же именем, что у файла конфигурации проекта.

После загрузки проекта в редактор базы каналов на экран выводится окно редактирования структуры проекта. В рабочем поле этого окна выводятся изображения узлов, входящих в проект (рабочие станции и контроллеры). Чтобы перейти к редактированию базы каналов любого узла проекта, следует дважды нажать ЛК на его графическом идентификаторе.

Проект ТРЕЙС МОУД включает в себя программное обеспечение всех входящих в него узлов, которые могут быть связаны между собой по локальной сети, по последовательным интерфейсам, по коммутируемым линиям или по радиоканалу. Проект размещается на каждом узле, при этом наименование поддиректорий его размещения на разных узлах должно быть одним и тем же. Не используемое на узле программное обеспечение может быть удалено из проекта, размещенного на этом узле (например, базы каналов и графические базы других узлов).

Рис. В.4

Графическая часть – это совокупность всех экранов для представления данных и супервизорного управления, входящих в графические базы узлов проекта.

Создание и редактирование графической составляющей проекта осуществляется в редакторе представления данных. Структура проекта представлена здесь в виде дерева, корневыми элементами которого являются имена узлов, а вложенными – имена групп и экранов. Она выводится в Навигаторе проекта в бланке Экраны. После выбора нужного экрана он выводится в рабочее поле для редактирования.

Рис. В.5

Проект ТРЕЙС МОУД включает в себя программное обеспечение всех входящих в него операторских станций и контроллеров.

Любое устройство, в котором запущено программное обеспечение ТРЕЙС МОУД, реализующее серверные функции называется узлом. Это может быть контроллер, операторская или архивная станция.

Узлы одного проекта могут быть связаны между собой по локальной сети, по последовательным интерфейсам, по коммутируемым линиям или по радиоканалу. При описании разработки систем управления по отношению к узлам будут применяться два термина:

– текущий узел;

– удаленный узел.

Первый из них – это узел, рассматриваемый в данный момент. Второй – это тот, с которым обменивается данными текущий узел.

Чтобы создать новый узел, надо выполнить команду «Создать» из меню «Узлы». При этом на экране появится следующий диалог.

Здесь для создаваемого узла надо указать тип и задать имя (до 20 символов без пробелов). Тип узла определяет, какой монитор будет использован для его запуска, а также механизмы автопостроения его базы каналов.

Все узлы разбиты по четырем классам. Класс узла определяет его информационную мощность и уровень системы управления, на котором он будет использоваться.

Рис. В.6

После создания нового узла в рабочем поле редактора появляется его изображение, включающее в себя его имя и графический идентификатор, соответствующий установленному типу.

Для настройки параметров узла или редактирования его базы каналов надо выделить его в окне структуры проекта. Это осуществляется нажатием ЛК на его графическом идентификаторе. Чтобы настроить параметры выделенного узла, надо нажать ПК на его изображении, а для перехода к редактированию базы каналов - ЛК. Примерный вид диалога настройки параметров узла показан на следующем рис. 7.

Рис. В.7

При переходе к редактированию базы каналов запускается процедура автопостроения (ее описание приведено ниже). После настройки новых связей для автопостроения осуществляется вход в окно редактирования узла, показанный на следующем рис. 8.

Рис. В.8

Для каждого узла проекта создается база данных реального времени. В ТРЕЙС МОУД она называется базой каналов и имеет иерархическую структуру. Основным элементов базы является канал. Каналы одной базы могут группироваться по заданным признакам или произвольно. Оформленные группы каналов могут быть подчинены друг другу и создавать иерархические структуры. Такие группы называются объектами базы каналов.

Объект базы каналов – это группа каналов, которой приписан набор атрибутов. Над каналами объектов могут осуществляться групповые операции.

Объект базы каналов имеет следующий набор параметров: имя, графический идентификатор, подчиненность, загружаемость и состояние его каналов при старте. Они настраиваются в диалоге Параметры объекта. Его вид представлен на следующем рис. 9.

Рис. В.9

Для графической идентификации объекта можно использовать одну из стандартных иконок. Это позволяет легко ориентироваться в больших базах каналов.

Имя объекта представляет собой текстовую строку длиной до 20 любых символов. Имя используется для идентификации объекта при ссылках на содержащиеся в нем каналы.

При создании узла в его базе каналов формируется набор стандартных объектов. Они заполняются каналами по заданным признакам (например, каналы, запрашивающие данные по сети). Для них заранее определенны графические идентификаторы и имена.

Количество и типы стандартных объектов зависят от класса узла. Например, объекты – посадочные места плат УСО, создаются только для узлов класса Контроллеры.

В базе каналов обязательно присутствует объект БАЗА. В него автоматически добавляются все каналы, создаваемые в текущей базе.

Двойное нажатие ЛК на изображении объекта в окне редактирования базы каналов выводит на экран диалог Каналы объекта. В нем можно редактировать, добавлять и удалять каналы из текущего объекта. Вид этого диалога показан на следующем рис. В.10.

Выбор любого канала из списка приводит к выводу на экран диалога Реквизиты, в котором настраиваются все атрибуты выбранного канала.

Рис. В.10

Объекты базы каналов можно собирать в произвольные структуры. При этом каждый объект может входить в группу и быть подчиненным по отношению к объекту-родителю группы и одновременно быть родителем другой группы.

Такая группировка используется для структурирования проекта.

Рис. В.11

Канал – это базовое понятие системы. Данные с внешних устройств записываются в каналы. Данные из каналов посылаются на внешние устройства и отображаются на экране монитора. Значения из каналов записываются в архивы и отчеты. В каналах осуществляется преобразование данных. С помощью системных каналов можно управлять выводимой на экран информацией, звуковыми эффектами, архивами и т.д., то есть всей системой.

Совокупность всех каналов – база каналов – составляет математическую основу программного обеспечения каждого узла проекта.

Канал – это структура, состоящая из набора переменных и процедур, имеющая настройки на внешние данные, идентификаторы и период пересчета ее переменных.

Идентификаторами канала являются: имя, комментарий и кодировка. Кроме того, каждый канал имеет числовой идентификатор, используемый внутри системы для ссылок на этот канал.

Среди переменных канала выделяются четыре основных значения: входное, аппаратное, реальное и выходное. С помощью настроек входное значение канала связывается с источником данных, а выходное – с приемником. С помощью процедур входное значение канала преобразуется в аппаратное, реальное и выходное.

Процедурами канала являются: масштабирование (умножение и смещение), фильтрация (подавление пиков, апертура и сглаживание), логическая обработка (предустановка, инверсия, контроль сочетаемости), трансляция (вызов внешней программы) и управление (вызов внешней программы).

Кроме основных значений канал имеет дополнительные переменные: шесть границ, гистерезис, настройки процедур обработки, начальные параметры, флаги архивирования и др.

Переменные, настройки и идентификаторы канала образуют список его атрибутов. Часть из них задается в редакторе базы каналов и не может быть изменена в реальном времени. Другие могут иметь начальные значения и доступны для изменения.

В зависимости от направления движения информации, т.е. от внешних источников (данные с контроллеров, УСО или системные переменные) в канал или наоборот, каналы подразделяются на входные (тип INPUT) и выходные (тип OUTPUT).

Каждый канал имеет четыре основных значения: входное, аппаратное, реальное и выходное. Они обозначаются следующим образом:

In – входное;

A – аппаратные;

R – реальные;

Q – выходное.

Значения канала могут иметь один из следующих форматов:

– число с плавающей точкой одинарной точности;

– 16-битовое целое число.

Первый формат используется для аналоговых переменных, второй – для дискретных.

Под точкой ввода/вывода в ТРЕЙС МОУД понимается входное или выходное значение канала, связанное с внешним источником/приемником данных по стандартным протоколам ТРЕЙС МОУД, Windows или по протоколам драйверов УСО (устройств сопряжения с объектом). При этом такое значение канала типа FLOAT соответствует 1 точке ввода/вывода, а типа HEX – n точкам, где n – разрядность значения.

Входной канал запрашивает данные у внешнего источника (контроллер, другой МРВ и пр.) или значение системных переменных (счетчик ошибок, длина архива и пр.). Полученное значение поступает на вход канала и далее пересчитывается в аппаратное и реальное значения. Выходные значения в них не используются.

Выходной канал передает данные приемнику. Приемник может быть внешним (значение переменной в контроллере, в другом МРВ и пр.) или внутренним – одна из системных переменных (номер проигрываемого звукового файла, номер экрана, выводимого на монитор, и пр.). И внешние и внутренние приемники данных связываются с выходными значениями каналов.

Входное значение каналов типа INPUT может формироваться одним из следующих способов:

– данными от внешних источников (управляющие контроллеры, УСО, данные с удаленных узлов и пр.);

– данными, запрашиваемыми у системы (системные переменные, значения других каналах и пр.).

У каналов типа OUTPUT их входное значение формируется одним из следующих способов:

– процедурой управление данного канала;

– процедурами управление или трансляция других каналов;

– метапрограммой на языке Техно IL;

– каналом удаленного узла (например, по сети);

– оператором с помощью управляющих графических форм.

Аппаратное значение у каналов типа INPUT формируется масштабированием (логической обработкой для дискретных каналов) входных значений. У каналов типа OUTPUT аппаратное значение получается из реального процедурой трансляции.

Аппаратные значения каналов имеют такое название, поскольку в них удобно получать величины унифицированных сигналов, с которыми работает аппаратура ввода/вывода (4-20 мА, 0-10 В и пр.).

Реальные значения предназначены для хранения значений контролируемых параметров или сигналов управления в реальных единицах (например, кг/час, ^оС, % и пр.).

Для входных каналов (тип INPUT) реальные значения формируются из аппаратных процедурами трансляции и фильтрации. Если канал является выходным (тип OUTPUT), то его реальное значение получается из входного после фильтрации.

Выходные значения. Это значение определено только для каналов типа OUTPUT. Оно пересчитывается из аппаратного значения. В аналоговых каналах используется процедура масштабирования. Для каналов обрабатывающих дискретные сигналы выходное значение формируется из аппаратного логической обработкой.

Для обработки данных и формирования своих значений каналы ТРЕЙС МОУД имеют следующие процедуры:

– масштабирование;

– логическая обработка;

– трансляция;

– фильтрация;

– управление.

Набор процедур в канале зависит от формата данных. Каналы, работающие с аналоговыми переменными, используют процедуры масштабирование, трансляция, фильтрация и управление. В каналах обрабатывающих дискретные параметры используются логическая обработка, трансляция и управление.

В каналах типа INPUT их процедуры обеспечивают первичную обработку данных (исправление ошибок датчиков, масштабирование, коррекция температуры холодных спаев термопар и т. д.). В каналах типа OUTPUT процедуры преобразуют величину управляющего воздействия из реального формата (проценты, амперы и пр.) к виду, воспринимаемому внешними устройствами. Подробно настройка первичной и выходной обработки будет рассмотрена в разделе, посвященном редактору базы каналов.