2.6.1. Программное обеспечение РСО

2.6.1.1.Общие сведения

Комплекс программ работает в среде SCADA системы фирмы SIEMENS – WinCC v.5.1(Windows Control Center) – это компьютерная система человеко-машинного интерфейса, работающая под управлением операционных систем Windows 95/98/NT/2000.

Конфигурацию системы и сбор информации осуществить с помощью программных средств пакета WinCC v. 5.1.

В ядре системы для хранения архивов и конфигурации проекта используется стандартная база данных Sybase SQL Anywhere.

2.6.1.2. Описание комплекса программ

Программы делятся на следующие подсистемы по своему функциональному назначению:

· связь с контроллерами S7-300;

· визуализация параметров, допусковый контроль и аварийная сигнализация состояния основных параметров техпроцесса, диалог с оператором на посту;

· связь с верхним уровнем;

· вспомогательные программы для отладки, контроля и тестирования.

В данной системе необходимо предусмотреть использование дополнительного пакета программного обеспечения WinCC Explorer – WinCC/Server, который обеспечивает поддержку операций клиент – сервер в рамках одного проекта. Для Windows 2000/NT Workstation – до 2 – х клиентов, для Windows 2000/NT Server – до 16 клиентов.

2.6.1.2.1. Подсистема связи с контроллерами S7-300.

Структура программных средств включает в себя следующие компоненты:

· общая область памяти (“s7mem”);

· “s7man” – сервер общей области “s7mem”;

· “s7master” – программа связи с контроллерами;

· “s72udm” – программа обработки данных принятых с контроллеров;

· “wrdb” – программа записи в базу данных параметров продувки и других технологических операций;

· “partest” – программа для просмотра данных принятых с котроллеров.

Структура общей области.

struct S7Master{

char blok_read[MAX_SLAVE][MAX_BLOK][MAX_DATA_LEN];

//данные, прочитанные из контроллеров

char blok_write[MAX_SLAVE][MAX_BLOK][MAX_DATA_LEN];

//данные для записи в контроллеры

union UDM udm[3];

// Обработанные данные};

Алгоритм работы подсистемы.

Конфигурация сети контроллеров фиксированная.

Программа “s7master” осуществляет обмен данными с контроллерами. Данные из контроллеров записываются в массив “blok_read”. В контроллер передаются данные из массива “blok_write”.

Программа “s72udm” данные из массива “blok_read” переписывает в структуру UDM_DP с необходимыми преобразованиями.

union UDM {

struct UDM_DP udm_dp;

char ch[400]; };

struct UDM_DP{

float P_ArMg; // давление аргона в магистрали

float P_ArPr; // давление аргона на продувку

float P_ArF; // давление аргона на фурме

float P_ArD1; // давление аргона на 1 донной фурме

float P_ArD2; // давление аргона на 2 донной фурме

float P_ArD; // давление аргона на донную продувку

float dP_ArPr; //

float dP_ArD1; //

float dP_ArD2; //

float TAr; // температура аргона

float Q_ArPr; // расход аргона на продувку

float Q_ArD1; // расход аргона на 1 донной фурме

float Q_ArD2; // расход аргона на 2 донной фурме

float QZ_ArPr; // задание на расход аргона на продувку

float QZ_ArD1; // задание на расход аргона на 1 донную фурму

float QZ_ArD2; // задание на расход аргона на 2 донную фурму

long Klap; // состояние клапанов

char countT; //

short T; // температура металла

struct Plavka plavka;

// описание плавки (номер, время начала доводки, время окончания доводки)

struct DIAGN_S7 diagn_dp; // диагностика связи с контроллерами

short Alarm; // аварии};

Состояние клапанов:

· бит 0 – отсечной клапан 1 донная фурма (1 – открыт);

· бит 1 – отсечной клапан 1 донная фурма байпас;

· бит 2 – отсечной клапан 2 донная фурма;

· бит 3 – отсечной клапан 2 донная фурма байпас;

· бит 4 – отсечной клапан продувка аргоном;

Аварии:

· бит 0 – авария связи с контроллером;

Программа “s7man” инициализирует общую область памяти “s7mem” и служит сервером для программ клиентов для доступа к общей области “s7mem”.

Программа “wrdb” запоминает в базе данных:

· замеры температуры;

· начало и конец обработки ковша;

· начало, конец и параметры продувки;

· длина и вес отгруженной алюминиевой проволоки.

Запуск программ.

S7man

S72udm [-t]

// -t – период запуска.

wrdb [-t]

// -t – период запуска.

Программы “s7man”, “s72udm” и “wrdb” запускаются при старте системы и, работая постоянно, обеспечивают правильное функционирование подсистемы.

2.6.1.2.2. Программы связи с АСУ

Структура программных средств включает в себя следующие компоненты:

· общая область памяти (“param”);

· “param_man” – сервер общей области “param”;

· “sock_man” – сервер общей области “param” по протоколу TCP/IP;

· “param” – программа записи данных в общую область;

Структура общей области.

#define MAX_PAR 4000

struct Param{

short par_short[MAX_PAR]; };

Номера параметров описываются в файле “param.h”. Программы “param_man” и “sock_man” для связи с клиентами оперируют короткими целыми аналогично программам на МНЛЗ.

2.6.1.2.3. Программы связи с прибором измерения окисленности

Подсистема включает в себя следующие программы:

· “prot” – программа приема сообщений с прибора;

· “celox” – обработка принятых данных и запись в базу.

2.6.1.2.4. Программы диалога с оператором на постах управления

Подсистема включает в себя следующие программы:

· “udm_ind” – отображение состояния оборудования на мнемосхеме и диалог с оператором (прием команд оператора и выдача сообщений);

· “him” – отображение данных химанализа проб и замеров температур.

Udm_ind [-t] [-a] [-v]

// -t –период опроса;

// -a –получать данные с сервера;

// -v –работа в режиме просмотра (выдача управляющих команд запрещена).

2.6.1.3. Описание логической структуры

Работа системы построена на базе архитектуры "клиент-сервер" и использования разделяемой памяти.

Обмен данными между программами, работающими на одном узле, осуществляется через общую память. Для связи с программами на других узлах сети используются специальные серверы.

Сервер обеспечивает инициализацию именованной общей области и доступ к данным находящимся в ней для программ клиентов.

Логическая структура программно – аппаратных средств АСУ ТП УДМ – 4 представлена на рис.3.1.

Рис.2.1. Структура программно-аппаратных средств системы УДМ – 4

2.6.2. Программное обеспечение контроллера

2.6.2.1. Общие сведения

Программное обеспечение контроллеров выполнено в системе STEP-7 V5 под управлением Windows. Комплекс программ работает в среде стандартной операционной системы S7-300. Для написания программ использовались языки программирования SCL, LAD, STL (структурированный текст) входящие в пакет программного обеспечения Step 7.

2.6.2.2. Функциональное назначение

Программное обеспечение контроллера предназначено осуществлять:

· опрос каналов входных сигналов;

· контроль параметров техпроцесса;

· выдачу управляющих воздействий;

· отображение состояния процесса на рабочую станцию оператора;

· выдачу сообщений о нарушениях хода процесса на рабочую станцию оператора.

· измерение и обмен данными с рабочей станцией

· регулирование расходов аргона на донной и верхней продувке

· управление отсечными клапанами

· измерение расхода алюминиевой проволоки.

2.6.2.3. Структура данных контроллера

Данные в контроллере хранятся во внутренних битах Mi и во внутренних байтах Mbi,словах Mwi,двойных словах Mdi, блоках данных DBi, кроме того, имеются области отображения ввода и вывода.

Внутренние биты Mi используются для хранения промежуточных состояний во время выполнения программы.

Блоки данных DB2, DB3, DB5 используются для обмена данными между контроллером и рабочей станцией.

Ниже представлено описание основных блоков и функций.

2.6.2.4. Общее описание комплекса программ

Программы делятся на следующие группы по своему функциональному назначению:

· программа главного цикла OB1 осуществляет основную часть вызовов подпрограмм;

· программа прерывания от таймера OB35 используется для запуска регуляторов аргонной продувки;

· программа прерывания от часов реального времени OB10 используется для расчета расхода аргона на продувку

Связь с рабочей станцией оператора осуществляется по сети Ethernet, что обеспечивается операционной системой контроллера без участия каких либо программ пользователя.

2.6.2.4.1. Программа организационного блока OB100 (холодный старт)

Этот организационный блок выполняется однократно при включении контроллера. Предназначен для первичной инициализации контроллера, некоторых областей памяти, регуляторов, настроечных коэффициентов в предопределенное состояние.

2.6.2.4.2. Программа организационного блока OB1 (главный цикл)

Этот организационный блок выполняется циклически постоянно и в нем обеспечивается запуск всех основных подпрограмм.

В частности:

· MeasureVal() FC21 производит все аналоговые измерения и масштабирование аналоговых переменных;

· FC100 производит измерения импульсных датчиков положения;

· Чтение температуры металла с термопары;

· Опрос кнопок шкафа управления;

· fc30() – вертикальное перемещение аргонной фурмы

· fc31() – управление отсечными клапанами и регуляторами аргона;

· fc32() – горизонтальное перемещение аргонной фурмы;

· fc35() – контроль готовностей;

· fc36() – качание фурмы;

2.6.2.4.3. Программа организационного блока OB35 (прерывание таймера)

Этот организационный блок выполняется один раз в секунду и обеспечивает временные метки для запуска программы расчета аргона на продувку.

2.6.2.4.4. Формирование блоков данных обмена с рабочей станцией

Обмен информацией с рабочей станцией производится через блоки данных DB2, DB3, DB5. Эти блоки рабочая станция читает из контроллера.

Блок DB9 предназначен для записи информации (команд) поступающих из рабочей станции.

2.6.2.4.5. Описание работы регуляторов

В качестве регулятора расхода аргона используются стандартные программы (FC41). Подробнее см. описание библиотек Step7.

Все настроечные коэффициенты и переменные могут быть изменены с помощью программатора и программного обеспечения Step7.

1.9. Общий вид видеокадров РСО

Рис.2.2. Мнемосхема УДМ – 4.

Рис.2.3. Общий вид окна параметров расхода аргона(верхняя продувка).

Рис.2.4. Окно параметров давления аргона.

Рис.2.5.Мнемосхема УДМ – 4 с окном выбора типа продувки.

1.10.