Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
ТДА16-1 (20.07.16)
Стандарти ISA-88/95 та їх вплив на
розробку програмного
забезпечення промислових
контролерів
Олександр ...
Загальна архітектура
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 2
Проблеми інтеграції:
• технічного характеру: як дані
відправит...
Проблеми функціональної інтеграції, це коли …
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 3
- Чебурашка, приборы!
- Двести!
- Что...
Інтегроване виробництво з точки зору ISA 95
Level 4
Level 0
Level 1
Level 2
Level 3
Business Logistics
Plant Production Sc...
Як вирішуються проблеми функціональної інтеграції в
ISA-88/95?
• означення «онтології» виробничого підприємства - моделі
в...
Означення продукту:
Як (роботи), з чого
(матеріали) на чому
(обладнання, ресурси)
виготовити продукт?
Доступні ресурси:
Що...
Взаємодія керівних діяльностей на різних рівнях
керування
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 7
контролери/DCS
Інформаційні потоки
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 8
Інтеграція АСКТП і MES/MOM
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 9
…та ми інтегруємо з MES будь-
який працюючий контролер!
...
Огляд ISA 88 для керування
періодичними процесами
Презентація: ISA88 основа стандарту інтегрованого виробництва
Вебінар - ...
Типи технологічних процесів (та виробництв)
Дискретні процеси/виробництво (Discrete
processes) :
- окремі вироби з окремих...
Чому стандартизувати почали з Batch виробництва ?
• Багато продуктів
• багато послідовностей виробництва & наборів парамет...
Batch процеси – виклики виробництва
Забезпечити якість і
цілісність продукту
Інтеграція АСУТП
з АСУП
швидке
перемикання на...
Batch процеси – виклики до систем керування
• як технологу створити або модифікувати послідовність обробки в
технологічном...
1-ший принцип ISA-88
керування технологією
приготування продукту
керування
обладнанням для
виробництва
послідовність та те...
Recipe & Equipment
• створенням рецепту і системи керування обладнанням займаються різні люди
• ISA-88 описує механізм як ...
2-ий принцип ISA-88
декомпозиція + агрегатування
Структуризація (модульність) і технологічного процесу і обладнання
декомп...
Як це працює
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 18
Фізична модель обладнання
• Підприємство (Enterprise)
• Виробнича площадка (Site)
• Дільниця (Areas)
• Технологічна комірк...
Process cell
Технологічна комірка (process cell) вміщує в собі обладнання, яке
необхідне для створення партій.
• партія в ...
Приклад технологічної комірки з 2-ма апаратами
на 1 лінію
одна партія - різні процеси
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net...
Unit (Апарат)
Апарат (unit) - набір пов'язаних модулів керування та/або агрегатів та
іншого технологічного обладнання, в я...
Агрегат (Equipment Module)
Агрегат (Equipment Module, EM) :
• може виконувати кінцеве число
конкретних незначних дій проце...
Модуль керування (Control Module)
Модуль керування (Control Module, CM) :
• набір датчиків, ВМ, інших CM і обладнання зв’я...
Модуль керування (Control Module)
Режими (Modes) :
• автоматичне керування;
• ручний режим
• імітаційний режим,
Дозволи (P...
Приклад фізичного структурування
Апарат Агрегат
Розміщується як
основне обладнання
Розміщується як додаткове
обладнання
Мо...
Зв'язування рецепту і апаратурного об'єкту
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 27
Рецептурна процедура
технологічної комі...
Приклад розробки бібліотеки
процедурних елементів
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 28
Побудова процедури з використанням мови PFC
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 29
Керування на базі станів
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 30
Принципи керування на базі станів
Стани вказують на плинне становище об'єкту керування (параметри стану), в
залежності від...
Режими ISA-88
Режим(Mode) Поведінка (Behavior) Команда (Command)
Автоматичний
(Процедурне
керування)
Як тільки будуть вико...
Стани процедурних елементів ISA-88
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 33
Автомат станів не тільки ISA-88:
керування пристроями fieldbus
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 34
Profibus Slave
CanO...
Автомат станів не тільки ISA-88 : перетворювачі
частоти (IEC 61800-7)
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 35
Позиція
Posi...
Автомат станів: перетворювачі частоти -
приклади
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 36
Profidrive CiA 402
стани (STATUS)...
Розробка каркасу ISA-88/95
сумісного керування (ІАСУ НУХТ)
• розробка ведеться для ПЛК (IEC 61131-3)
• може бути застосовн...
Концепція 1. Equipment by ISA 88/95/106
Елементи каркасу:
канали (DICH, DOCH, AICH, AOCH,
COMCH), технологічні змінні (AIV...
Концепція 2. Процедурне та базове керування ISA 88/106
ISA 88 (Batch)
ISA 106 (Continues)
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr...
Концепція 3. Функціонування EM на базі автоматів станів
ISA 88/106
ISA 106 (Continues)ISA 88 (Batch)
21.07.2016 ISA-88 pup...
Концепція 3. Функціонування CM на базі автоматів станів
ISA 88/106
Для CM обов'язковими є :
• STA (STATUS + MODE)
• CMD (C...
Концепція 4. Моделе-орієнтованість апаратурних об’єктів
Концепції:
• алгоритм імітації в EM/CM
• режим імітації в кожному ...
Концепція 5. Розділення RT та NRT даних SCADA/HMI та
робота через буфер
Підхід потребує великого обсягу NRT (Non Real Time...
Концепція 5. Обмін NRT даними через буфер
CFG_BUFER
ПЛК
SCADA/HMI
CFGi
CFG_BUFER
CMD=READ_CFG
CMi_HMI
CMi
CFGj
CMj
CMj_HMI...
Архітектура обладнання нижнього рівня
CM LVL0: рівень абстрагування від
обладнання, "канали"
CM LVL1: рівень технологічних...
CM LVL0
LVL0 (рівень абстрагування від обладнання, "канали"): канали контролеру - для
діагностики каналу, прив’язки логічн...
CM LVL1
LVL1 (рівень технологічних змінних): для повної обробки даних з процесу,
включаючи прив’язку до каналу, фільтрацію...
CM LVL1
• прив’язка до каналу по його номеру в масиві
• відключення з обслуговування (деактивація змінної)
• відслідковува...
Приклад налаштування технологічних змінних
(LVL1) і динамічне зв'язування з (LVL0)
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 49...
Варіанти реалізації: ПЛК, PC-base
+ існуючі RIO + існуючі ПЧ (PDS)
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 50
канали I/O
AICH...
Можливі варіанти реалізації: ПЛК, PC-base + свої
RIO + свої регулятори
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 51
канали I/O
...
Можливі варіанти реалізації: свої RIO + свої
регулятори (ака DCS) …
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 52
канали I/O
CM ...
Питання?
21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 53
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

тда16 1 isa 88 в0

294 views

Published on

Стандарти ISA-88/95 та їх вплив на розробку програмного
забезпечення промислових контролерів. Презентація до доповіді ТДА16-1 (20.07.16)

Published in: Engineering
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

тда16 1 isa 88 в0

  1. 1. ТДА16-1 (20.07.16) Стандарти ISA-88/95 та їх вплив на розробку програмного забезпечення промислових контролерів Олександр Пупена (pupena_san@ukr.net) www.asu.in.ua 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 1 Програма та місце проведення конференції – за посиланням
  2. 2. Загальна архітектура 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 2 Проблеми інтеграції: • технічного характеру: як дані відправити? • функціонального характеру: як ув'язати функції цими даними? як представити об'єкти керування? які об'єкти потрібні? Проблеми не тільки у вертикальній а і у горизонтальній інтеграції!
  3. 3. Проблеми функціональної інтеграції, це коли … 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 3 - Чебурашка, приборы! - Двести! - Что двести?! - А что приборы? - Дай стан двигуна! - Що значить «стан» і що значить «двигун»?
  4. 4. Інтегроване виробництво з точки зору ISA 95 Level 4 Level 0 Level 1 Level 2 Level 3 Business Logistics Plant Production Scheduling, Shipping, Receiving, Inventory, etc Manufacturing Operations Management Dispatching, Detailed Production Scheduling, Production Tracking, ... Batch Production Control Discrete Production Control Continuous Production Control ISA – IEC/ISO Interface Standards IEC, OPC, & OMAC Interface Standards ISA Functional Model The production processes ISA-95 1,2 ISA-95 3,4 ISA -88 ISA- TR88 .02 ISA- 106 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 4
  5. 5. Як вирішуються проблеми функціональної інтеграції в ISA-88/95? • означення «онтології» виробничого підприємства - моделі виробничих даних: що представляти, як представляти, в якій послідовності обмінюватися • означення ієрархії керування, концепції керування на різних рівнях • платформонезалежність методики: незалежність від засобів, мов, парадигм побудови АСУТП (будь які DCS, PLC+SCADA, PC- base, навіть ручне керування!) 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 5 Онтоло́ гія — представлення деякою мовою знань про певну предметну область (середовище, світ). Онтологію неодмінно супроводжує деяка концепція цієї області інтересів. Найчастіше ця концепція виражається за допомогою визначення базових об’єктів (індивідуумів, атрибутів, процесів) і відношень між ними. Визначення цих об'єктів і відношень між ними зазвичай називають концептуалізацією.
  6. 6. Означення продукту: Як (роботи), з чого (матеріали) на чому (обладнання, ресурси) виготовити продукт? Доступні ресурси: Що є для виготовлення продукту (в т.ч. обладнання)? Виробничий план: Коли і з якими ресурсами (в т.ч. обладнання) планується виробляти продукт? Фактичні показники виробництва: Як проходить (проходило) виготовлення продукту? Ключові моделі ISA-88/95 Виробництво • Однакові основні ідеї для всіх стандартів ISA-88/95/106 • ISA-88 – основи для періодичного виробництва (АСУТП + частково АСУВ) • ISA-95 – на базі ідей ISA-88, тому краще починати вивчення з ISA-88 • ISA-106 (в роботі) – ідеї ISA-88/95 … 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 6
  7. 7. Взаємодія керівних діяльностей на різних рівнях керування 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 7 контролери/DCS
  8. 8. Інформаційні потоки 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 8
  9. 9. Інтеграція АСКТП і MES/MOM 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 9 …та ми інтегруємо з MES будь- який працюючий контролер! Варто розробляти АСКТП з передбаченням їх інтеграції!
  10. 10. Огляд ISA 88 для керування періодичними процесами Презентація: ISA88 основа стандарту інтегрованого виробництва Вебінар - що таке ISA-88 та в чому його переваги 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 10
  11. 11. Типи технологічних процесів (та виробництв) Дискретні процеси/виробництво (Discrete processes) : - окремі вироби з окремих деталей Неперервні процеси/виробництво (Continuous processes): - неперервний потік матеріалу через обладнання Періодичні процеси / порційне (малосерійне) виробництво (batch process): - виробництво кінцевої кількості продукту (партії - batch ) з певної кількості сировини, за обмежений період часу, з використанням певного обладнання за певним технологічним регламентом (рецептом); 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 11
  12. 12. Чому стандартизувати почали з Batch виробництва ? • Багато продуктів • багато послідовностей виробництва & наборів параметрів • багато реакторів і динамічних груп обладнання • отже змінний шлях, при обмеженнях у використовуваному обладнанні/ресурсів та часі продукт рецепт обладнання 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 12
  13. 13. Batch процеси – виклики виробництва Забезпечити якість і цілісність продукту Інтеграція АСУТП з АСУП швидке перемикання на інший продукт Масштабування розміру партії під виробничі потреби Справжні batch-звіти і сильна функціональність по звітам Зміна послідовності операцій в он-лайн Виробництво різної продукції на різному обладнанні одночасно Оптимізація виробництва партій Забезпечити високий ККД обладнання Координація ручних та автоматичних дій 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 13
  14. 14. Batch процеси – виклики до систем керування • як технологу створити або модифікувати послідовність обробки в технологічному регламенті без зміни програми в PLC/DCS? • як робити декілька продуктів з різними послідовностями обробки? • як розділяти між процесами спільні ресурси (напр., один і той же насос для різних груп танків)? • як обробляти помилки проходження процесу (не обладнання!) в залежності від типу продукту (напр. якщо продукт протягом часу не дійшов до потрібної pH) ? • як модифікувати технологічну послідовність (добавити новий етап) під час вироблення партій? • як ефективно планувати (графіки) використання наявного обладнання і досягнути планового часу виробництва партії? • як врахувати особливості виготовлення партії наступного разу і відстежити проходження продукту по всім етапам процесу (генеалогія)? • як розробити ефективний та універсальний інтерфейс для приготування будь якого типу продукції, незалежно від рецепту? ISA 88 саме про це! 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 14
  15. 15. 1-ший принцип ISA-88 керування технологією приготування продукту керування обладнанням для виробництва послідовність та технологічні параметри приготування конкретного типу продукту і конкретної партії: "нагріти до 50 °С" але не "відкрити клапан пари TV1 на 100%" керування конкретним обладнанням: "відкрити клапан TV2" але не "приготувати кефір" не думайте про це як неділиме ціле! RECIPE (рецепт) EQUIPMENT (обладнання) розділення типів керування: функції керування технологією приготування продукту і функцій керування обладнанням 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 15
  16. 16. Recipe & Equipment • створенням рецепту і системи керування обладнанням займаються різні люди • ISA-88 описує механізм як взаємодіють рецепти і системи керування обладнанням декомпозиція + агрегатування 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 16
  17. 17. 2-ий принцип ISA-88 декомпозиція + агрегатування Структуризація (модульність) і технологічного процесу і обладнання декомпозиція означення процесу декомпозиція означення обладнання 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 17
  18. 18. Як це працює 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 18
  19. 19. Фізична модель обладнання • Підприємство (Enterprise) • Виробнича площадка (Site) • Дільниця (Areas) • Технологічна комірка (process cell) • Апарат (Unit) • Агрегат (Equipment Module) • Модуль керування (Control Module) ISA - 95 ISA - 88 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 19
  20. 20. Process cell Технологічна комірка (process cell) вміщує в собі обладнання, яке необхідне для створення партій. • партія в межах однієї комірки • технологічні комірки можуть мати більше ніж одну лінію (train), тому обладнання, що використовується для кожної окремо називають шляхом (path). • може створювати декілька партій одночасно 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 20
  21. 21. Приклад технологічної комірки з 2-ма апаратами на 1 лінію одна партія - різні процеси 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 21
  22. 22. Unit (Апарат) Апарат (unit) - набір пов'язаних модулів керування та/або агрегатів та іншого технологічного обладнання, в яких можуть бути проведені один або більше основних процесів обробки. • може виробляти всю партію • може виробляти частину партії • може робити деякі процедури апарату для партії • НЕ може оперувати з декількома партіями одночасно Хороший спосіб виділення апарату - виконує процедуру апарату. 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 22
  23. 23. Агрегат (Equipment Module) Агрегат (Equipment Module, EM) : • може виконувати кінцеве число конкретних незначних дій процесу • агрегати завжди виконуються якесь процедурне керування (на відміну від модулів керування) Equipment Module Control Module Виконує процедурну (послідовну) логіку Забезпечує тільки базові функції керування (оперує станами) Підключається до обладнання через модулі керування Безпосередньо з’єднаний з обладнанням Зазвичай використовується для загального доступу Не часто використовується для загального доступу Може вміщувати модулі керування та інші агрегати Може вміщувати тільки інші модулі керування межа процес - обладнання 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 23
  24. 24. Модуль керування (Control Module) Модуль керування (Control Module, CM) : • набір датчиків, ВМ, інших CM і обладнання зв’язаного з ним, які з точки зору керування, функціонують як єдине ціле • забезпечує пряме "підключення" процесу через виконавчі механізми та датчики. • отримують команди (відкрити, закрити, запустити, зупинити/запустити насос з витратою 40 м3/год): • НЕ вміщують процедурного керування • переводять обладнання в стан (такі як відкривання, закривання, виконання, зупинка або набір швидкості) • можуть надавати інформацію (наприклад, плинний стан або умова тривоги): status 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 24
  25. 25. Модуль керування (Control Module) Режими (Modes) : • автоматичне керування; • ручний режим • імітаційний режим, Дозволи (Permissives) Логіка зміни станів (State transition logic) – автомат станів. Логіка виявлення помилок та відмов (тривоги) (Error detection and failure logic (alarms)) – забезпечує зворотній зв'язок по експлуатації пристрою.. 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 25
  26. 26. Приклад фізичного структурування Апарат Агрегат Розміщується як основне обладнання Розміщується як додаткове обладнання Може бути запущено декілька процедур (виконання етапів) одночасно Як правило виконується тільки одна процедура (етап) Може отримати різні рецепти для кожного продукту Ті ж команди незалежно від продукту Самодостатній Як правило пов'язаний з апаратом Може спілкуватися з іншими апаратами і загальними ресурсами Отримує запити і команди, тільки відповідає 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 26
  27. 27. Зв'язування рецепту і апаратурного об'єкту 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 27 Рецептурна процедура технологічної комірки (Recipe Process Cell Procedure) Рецептурна процедура апарату (Recipe Unit Procedure) Операція рецепту (Recipe Operation) Етап рецепту (Recipe Phase) Керівний рецепт (Control Recipe) Апаратурний об’єкт (Equipment Entity) Посилається на необхідні дані: -заголовок(header) -формула(formula) -вимоги до обладнання (equipment requirements) -іншу інформацію Плинна інформація про хід процесу CM CM CM CM CM CM EM EM EM Апаратурний етап (Equipment Phase)
  28. 28. Приклад розробки бібліотеки процедурних елементів 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 28
  29. 29. Побудова процедури з використанням мови PFC 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 29
  30. 30. Керування на базі станів 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 30
  31. 31. Принципи керування на базі станів Стани вказують на плинне становище об'єкту керування (параметри стану), в залежності від якого виконується певний алгоритм керування; (стан- алгоритм) Перехід між станами керується внутрішньою логікою, командами значенням датчиків. Команди може відправити інший елемент або оператор через HMI для керування автоматом станів. Керування на базі станів (state-oriented) давно використовується багатьма програмістами та розробниками пристроїв, використовується в багатьох стандартах а не тільки ISA-88 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 31
  32. 32. Режими ISA-88 Режим(Mode) Поведінка (Behavior) Команда (Command) Автоматичний (Процедурне керування) Як тільки будуть виконані відповідні умови переходи всередині процедури переходи проводяться відразу Оператори можуть призупинити послідовність, але не можуть форсувати переходи Автоматичний (Базове керування) Апаратурні об’єкти самі виконують свої алгоритми керування Обладнання не може керуватися оператором безпосередньо. Напівавтоматичне (тільки процедурне) Після того, як відповідні умови переходу виконалися, переход всередині процедури здійснюються після відповідної ручної команди Оператори можуть призупинити послідовність або перенаправити виконання на відповідний пункт. Переходи не можуть бути форсовані. Ручний (Процедурне) Процедурні елементи всередині процедури виконуються в порядку, встановленому оператором. Оператори можуть призупинити послідовність або форсувати переходи. Ручний (Базове керування) апаратурні об’єкти не виконують свої алгоритми керування апаратурними об’єктами можна маніпулювати безпосередньо оператором. Режим (Mode) - визначає як процедурний елемент або апаратурний об'єкт працюють і реагують на команди Режим процедурних елементів – як відбувається перехід (автоматичний, напівавтоматичний, ручний) Режим апаратурних об'єктів (базового керування) – хто керує виконавчим механізмом (автоматичний, ручний) 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 32
  33. 33. Стани процедурних елементів ISA-88 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 33
  34. 34. Автомат станів не тільки ISA-88: керування пристроями fieldbus 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 34 Profibus Slave CanOpen NMT-Slave
  35. 35. Автомат станів не тільки ISA-88 : перетворювачі частоти (IEC 61800-7) 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 35 Позиція Position Швидкість Velocity Момент Torque Керування переміщенням Керування швидкістю Керування моментом зворотній зв'язок Command Status Керуюча програма Position Velocity Torque Set-Points Actual Values ПЧконтролер базові прикладні функції: керування моментом, швидкістю, переміщенням загальні функції керування ПЧ: увімкнення, квітування тривог, перемикання джерел керування M SE дані вводу/виводу
  36. 36. Автомат станів: перетворювачі частоти - приклади 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 36 Profidrive CiA 402 стани (STATUS) команди/умови переходів (COMMAND)
  37. 37. Розробка каркасу ISA-88/95 сумісного керування (ІАСУ НУХТ) • розробка ведеться для ПЛК (IEC 61131-3) • може бути застосовна для будь-якої парадигми (PC-base, розподіленого керування) і будь-яких масштабів 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 37
  38. 38. Концепція 1. Equipment by ISA 88/95/106 Елементи каркасу: канали (DICH, DOCH, AICH, AOCH, COMCH), технологічні змінні (AIVAR, AOVAR, DIVAR , DOVAR), ВМ (запірні клапани, регулюючі клапани, двигуни, насоси) 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 38
  39. 39. Концепція 2. Процедурне та базове керування ISA 88/106 ISA 88 (Batch) ISA 106 (Continues) 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 39
  40. 40. Концепція 3. Функціонування EM на базі автоматів станів ISA 88/106 ISA 106 (Continues)ISA 88 (Batch) 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 40
  41. 41. Концепція 3. Функціонування CM на базі автоматів станів ISA 88/106 Для CM обов'язковими є : • STA (STATUS + MODE) • CMD (COMMAND) 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 41
  42. 42. Концепція 4. Моделе-орієнтованість апаратурних об’єктів Концепції: • алгоритм імітації в EM/CM • режим імітації в кожному EM/CM (апаратурному об'єкті) • ієрархічне керування режимами моделювання (наскрізне керування режимом моделювання) • алгоритм імітації в реальному або іншому масштабі часу Цілі: • налагодження ПЗ без наявного об'єкту • навчання персоналу без наявного об'єкту • діагностика на базі знань про структуру об'єкту (моделе-орієнтована) • прогнозування поведінки Усі об'єкти підтримують режими (MODE): • ручний (форсування) або автоматичний; • нормальний режим або імітація 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 42
  43. 43. Концепція 5. Розділення RT та NRT даних SCADA/HMI та робота через буфер Підхід потребує великого обсягу NRT (Non Real Time) даних: • конфігураційні (налаштування об'єктів), • налагоджувальні (кроки, час виконання кроків), • діагностичні (причина відмови за необхідності). • потреби більшої кількості пам'яті і розрахунків => сучасні ПЛК значно потужніші • потреби більшої пропускної здатності => тотальний перехід на технології Ethernet або/та розділення трафіку (згрупованих у різних зонах пам'яті) • більша кількість тегів отже більша вартість SCADA => робота з NRT даними через буферну змінну 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 43
  44. 44. Концепція 5. Обмін NRT даними через буфер CFG_BUFER ПЛК SCADA/HMI CFGi CFG_BUFER CMD=READ_CFG CMi_HMI CMi CFGj CMj CMj_HMI CMi_HMI CFG DATA CMD=READ_CFG CMD=WRITE_CFG CMj_HMI RT DATA RT DATA 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 44
  45. 45. Архітектура обладнання нижнього рівня CM LVL0: рівень абстрагування від обладнання, "канали" CM LVL1: рівень технологічних змінних CM LVL2: рівень пристроїв та виконавчих механізмів агрегати (Equipment Module) апарати (Unit) 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 45
  46. 46. CM LVL0 LVL0 (рівень абстрагування від обладнання, "канали"): канали контролеру - для діагностики каналу, прив’язки логічних каналів до фізичних. Об’єднуються в масиви: DICH[0..n] - дискретні вхідні канали, DOCH[0..n] - дискретні вихідні канали, AICH[0..n] - аналогові вхідні канали, AOCH[0..n] - аналогові вихідні канали, COMCH[0..n] – комунікаційні канали STATE: • значення (для DICH/DOCH) • надання діагностичної інформацію вищим рівням CM, як мінімум - ознаки достовірності, максимум - причину відмови каналу; • передбачають режим форсування значення; • показують факт прив’язки до каналу технологічної змінної; COMMAND: • діагностувати (отримати причину відмови); • прочитати/записати параметри • форсувати VALUE: • значення для аналогових/числових каналів; 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 46
  47. 47. CM LVL1 LVL1 (рівень технологічних змінних): для повної обробки даних з процесу, включаючи прив’язку до каналу, фільтрацію, масштабування, інверсію і т.п.; для зручності відлагодження процесу; для функцій імітаційного моделювання; для функцій технологічної сигналізації; Мають унікальні назви: AIVAR - аналогові вхідні, AOVAR - аналогові вихідні, DIVAR - дискретні вхідні, DOVAR - дискретні вихідні: 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 47
  48. 48. CM LVL1 • прив’язка до каналу по його номеру в масиві • відключення з обслуговування (деактивація змінної) • відслідковування достовірності значення по помилці прив’язаного каналу, виходу за діапазон вимірювальної величини, тощо; • діагностика роботи каналу (передача діагностичної інформації з прив’язаного «каналу» на верхній рівень) • обробка вхідного/вихідного значення: масштабування (в т.ч. кусочно-лінійна інтерполяція), фільтрування, інвертування; • наявність режиму ручної зміни (форсування); відповідно до ISA-88 - «ручний режим» • наявність режиму імітації, в якому для вхідних змінних, значення змінюється CM-мами верхнього рівня, а для вихідних змінних, відбувається замороження значень вихідних каналів • обробка тривог (ISA 18.2): реагування на порогові значення, врахування затримки на спрацювання, гістерезис, формування загального системного біту аварії/попередження; • конфігурування обробки тривог (ISA 18.2): налаштування значень тривог, типів тривог (аварія/попередження/відмова каналу), тимчасове зняття тривоги з обслуговування;21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 48
  49. 49. Приклад налаштування технологічних змінних (LVL1) і динамічне зв'язування з (LVL0) 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 49 зв'язування
  50. 50. Варіанти реалізації: ПЛК, PC-base + існуючі RIO + існуючі ПЧ (PDS) 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 50 канали I/O AICH AICH DICH AOCH AOCH DOCH CM LVL0 AIVAR AOVARDIVAR DOVAR динамічне зв'язування CM LVL1 CM LVL2PID LOGIC статичний зв'язок агрегати (Equipment Module) апарат (Unit) SCADA/HMI датчики /ВМ AICH AOCH RIO AIVAR AOVAR PID PDS PID Target Valocity Speed AIVARAOVAR PID PID
  51. 51. Можливі варіанти реалізації: ПЛК, PC-base + свої RIO + свої регулятори 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 51 канали I/O AICH AICH DICH AOCH AOCH DOCHCM LVL0 AIVAR AOVARDIVAR DOVARCM LVL1 CM LVL2 PID LOGIC агрегати (Equipment Module) апарат (Unit) SCADA/HMI датчики /ВМ AICH AOCH RIO AIVAR AOVAR PID AICH AOCH регулятор AIVAR AOVAR PID
  52. 52. Можливі варіанти реалізації: свої RIO + свої регулятори (ака DCS) … 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 52 канали I/O CM LVL0 CM LVL1 CM LVL2 агрегати (Equipment Module) апарат (Unit) SCADA/HMI датчики /ВМ AICH AOCH регулятор AIVAR AOVAR PID AICH датчик AIVAR AOCH ВМ AOVAR PID координуючий контролер
  53. 53. Питання? 21.07.2016 ISA-88 pupena_san@ukr.net 53

×