PACFramework

Класи LVL2

CLSID=16#200x – 16#27FF

Загальний опис

LVL2 (devices) - рівень пристроїв та виконавчих механізмів: для зручності налагоджування процесу; для функцій імітаційного моделювання; для функцій технологічної сигналізації; для ведення статистики:

• виконавчі механізми (запірні клапани, регулюючі клапани, двигуни, насоси);
• контури регулювання та управління: для функцій керування зі зворотним зв’язком;
• інші пристрої, що включають кілька технологічних змінних та мають окремо виділені стани

Рекомендується використовувати наскрізну ідентифікацію змінних пристроїв та ВМ (ID) в межах рівня LVL2 для спрощення символьного посилання в HMI.

Рівень пристроїв та виконавчих механізмів дуже залежить від реалізації схем керування виконавчими механізмами і може мати дуже багато відмінностей в в різних інтеграторів.

На даний момент пророблено наступні універсальні класи виконавчих механізмів, які можна доповнювати та адаптувати в залежності від конкретних вимог:

• VLVD (CLSID=16#201x) – клапан з дискретним керуванням,
• VLVA (CLSID=16#202x) – клапан з аналоговим керуванням,
• VLVS (CLSID=16#203x) – клапани типу МЕО,
• DRV (CLSID=16#204x) – двигуни.

Змінна з ідентифікатором 0 зарезервована як порожня неактивна змінна.

Рекомендації щодо використання в HMI

Приклад діагностики та конфігурування пристроїв та ВМ HMI показаний на наступних рис.

Рис. Приклад вікна керування ВМ на HMI.

Рис. Приклад вікна керування та конфігурування ВМ на HMI.

Статуси змінних (тривоги, відмови, форсування) супроводжують відображення ВМ на всіх мнемосхемах HMI. На наступному рисунку показаний приклад відображення попередження для ВМ.

Рис. Приклад відображення статусів ВМ на HMI.

Загальні вимоги щодо структури змінних класів виконавчих механізмів

При реалізації функцій керування використовуються універсальні структури виконавчих механізмів ACTTR_CFG (конфігураційні змінні), ACTTR_STA (статусні біти), ACTTR_ALM (біти алармів), ACTTR_PRM (біти параметрів), також використовується єдиний буфер з аналогічною структурою ACT_CFG.

ACTTR_STA

Структура використовується для опису статусів універсального ВМ та вміщує всі біти статусів наявних означених ВМ. Також дана структура використовується як універсальна структура всередині функції обробки ВМ

name	type	Опис
IMSTPD	BOOL	=1 зупинився в проміжному стані
MANRUNING	BOOL	=1 рухається в невизначеному напрямку (ручний зі щита)
STOPING	BOOL	=1 Зупиняється
OPNING	BOOL	=1 Відкривається
CLSING	BOOL	=1 Закривається
OPND	BOOL	=1 Відкритий (16#0080)
CLSD	BOOL	=1 Закритий (16#0100)
MANBXOUT	BOOL	=1 Включення ручного зі щита
WRKED	BOOL	=1 В роботі
DISP	BOOL	=1 дистанційний режим (з ПК/ОП) (16#0200)
MANBX	BOOL	=1 Ручний зі щита (за зворотнім зв’язком)
INBUF	BOOL	=1 - змінна в буфері
FRC	BOOL	=1 хоча би одна зі змінних в об’єкті форсована (для зручності відображення при наладці)
SML	BOOL	=1 режим симуляції
BLCK	BOOL	=1 Заблокований
STRTING	BOOL	=1 Запускається
STOPED	BOOL	=1 Зупинений(16#0100)
SLNDBRK	BOOL	=1 Помилка датчику
CMDACK	BOOL	=1 підтвердження команди
SPD1	BOOL	= 1 Робота, 1-ша швидкість
SPD2	BOOL	= 1 Робота, 2-га швидкість
STA_b21	BOOL	резерв
STRT_DELAY	BOOL	=1 - йде затримка перед запуском
STOP_DELAY	BOOL	=1 - йде затримка перед зупинкою
DBLCKACT	BOOL	=1 - режим ігнорування CMDRESOLUTION
ISREVERS	BOOL	=1 - пуск з реверсом
ISANALOG	BOOL	=1 з аналоговим керуванням (для зрeчності відображення)
INIOTBUF	BOOL	=1 змінна в буфері IoT
SPDMONON	BOOL	=1 включений контроль швидкості (SPDMON)
SPDCALIBRON	BOOL	=1 включене калібрування по швидкості
MAINT	BOOL	=1 виведений з обслуговування
STA_b31	BOOL	резерв

ACTTR_ALM

Структура використовується для опису всіх доступних тривог універсального ВМ та вміщує всі біти тривог наявних означених ВМ. Також дана структура використовується як універсальна структура всередині функції обробки ВМ

name	type	Опис
ALMSTRT	BOOL	=1 Не включився (скидається при зміні команди або стану) датчика)
ALMSTP	BOOL	=1 Не відключився (скидається при зміні команди або стану) датчика)
ALMOPN	BOOL	=1 Не відкрився (скидається при зміні команди або стану) датчика)
ALMCLS	BOOL	=1 Не закрився (скидається при зміні команди або стану) датчика)
ALMOPN2	BOOL	=1 Не відкрився (при наявності 2 пар кінцевиків)
ALMCLS2	BOOL	=1 Не закрився (при наявності 2 пар кінцевиків)
ALMSHFT	BOOL	=1 Порушення стану (скидається при зміні команди або стану) датчика)
ALM	BOOL	=1 Помилка ВМ (по OR)
ALMBELL	BOOL	=1 Команда включення дзвоника (на один цикл ПЛК)
WRN	BOOL	=1 Попередження ВМ (по OR)
WRNSPD	BOOL	= 1 попередження на пробуксовку привода, %
ALMSPD	BOOL	= 1 аварія на пробуксовку привода, %
WRNSPD2	BOOL	= 1 попередження на пробуксовку привода 2, % (при наявності 2 датчиків контролю швидкості)
ALMSPD2	BOOL	= 1 тривога на пробуксовку привода 2, % (при наявності 2 датчиків контролю швидкості)
ALMPWR1	BOOL	= 1 - немає живлення
ALMSTPBTN	BOOL	= 1 - натиснута кнопка стоп
ALMINVRTR	BOOL	=1 - помилка частотного перетворювача
ALM_b17	BOOL	резерв
ALM_b18	BOOL	резерв
ALM_b19	BOOL	резерв
ALM_b20	BOOL	резерв
ALM_b21	BOOL	резерв
ALM_b22	BOOL	резерв
ALM_b23	BOOL	резерв
ALM_b24	BOOL	резерв
ALM_b25	BOOL	резерв
ALM_b26	BOOL	резерв
ALM_b27	BOOL	резерв
ALM_b28	BOOL	резерв
ALM_b29	BOOL	резерв
ALM_b30	BOOL	резерв
ALM_b31	BOOL	резерв

ACTTR_PRM

Структура використовується для опису всіх доступних параметрів універсального ВМ та вміщує всі біти параметрів наявних означених ВМ. Також дана структура використовується як універсальна структура всередині функції обробки ВМ

name	type	Опис
PRM_b0	BOOL	резерв
PRM_ZWRKENBL	BOOL	=1 є звонішній вхід - зворотній звязок про роботу
PRM_ZPOSENBL	BOOL	=1 є аналоговий зворотній звязок частоти/позиції
PRM_PWRENBL	BOOL	=1 є звонішній вхід по стану живлення
PRM_MANCFG	BOOL	=1 ручне керування налаштуванням
PRM_ZOPNENBL	BOOL	=1 є датчик відкритості
PRM_ZCLSENBL	BOOL	=1 є датчик закритості
PRM_AUTOACK	BOOL	=1, автоматичне підтвердження тривог
PRM_BTNSTPENBL	BOOL	=1 є зовнішній вхід - включена кнопка STOP
PRM_ALMENBL	BOOL	=1 є зовнішній вхід - сигнал аварії від приводу
PRM_SELLCLENBL	BOOL	=1 є зовнішній вхід - сигнал включення місцевого керування
PRM_PULSCTRLENBL	BOOL	=1 схема керування імпулсами (команди на 2с)
PRM_ZRUNENBL	BOOL	=1 є зовнішній вхід про рух приводу
PRM_ZSPDENBL	BOOL	=1 є зовнішній вхід про датчику швидкості приводу
PRM_CRVRSENBL	BOOL	=1 ВМ з виходом керування реверсом
PRM_BLCKOFSPD	BOOL	=1 зупиняти по зниженні швидкості
PRM_NOPRES	BOOL	=1 довзолити рух без включеного маслонасоса
PRM_b17	BOOL	резерв
PRM_b18	BOOL	резерв
PRM_b19	BOOL	резерв
PRM_b20	BOOL	резерв
PRM_b21	BOOL	резерв
PRM_b22	BOOL	резерв
PRM_b23	BOOL	резерв
PRM_b24	BOOL	резерв
PRM_b25	BOOL	резерв
PRM_b26	BOOL	резерв
PRM_b27	BOOL	резерв
PRM_b28	BOOL	резерв
PRM_b29	BOOL	резерв
PRM_b30	BOOL	резерв
PRM_b31	BOOL	резерв

ACTTR_CMD

Досить часто виникає потреба одночасного проходження декількох команд при програмному керуванні. Використання числовим команд униможливлює це, тому що кожна команда має свій унікальний номер і в один момент часу може приймати лише одне значення. При використанні бітових команд таке обмеження знімається, хоч зменшується загальна їх кількість до 32. При необхідності більшої кількості команд можна ввести додаткову змінну CMD яка вміщуватиме додаткові бітові команди.

Структура ACTTR_CMD використовується для опису всіх доступних бітових команд універсального ВМ та вміщує всі бітові команди наявних означених ВМ. Також дана структура використовується як універсальна структура всередині функції обробки ВМ

name	type	Опис
OPN	BOOL	Відкрити 16#0001
CLS	BOOL	Закрити 16#0002
TOGGLE	BOOL	Переключити (відкрити<->закрити, включити <-> відключити) 16#0003
ALMACK	BOOL	Підтвердити тривогу 16#0004
ALMRESET	BOOL	Скинути тривоги 16#0005
BLCK	BOOL	Заблокувати 16#0006
DBLCK	BOOL	Розблокувати 16#0007
STOPTUN	BOOL	Зупинити автоналаштування 16#0008
TUNING	BOOL	Запустити автоналаштування 16#0009
MAN	BOOL	Перевести в ручний з SCADA/HMI 16#0301
AUTO	BOOL	Перевести в автоматичний з SCADA/HMI 16#0302
PROTECT	BOOL	Включити алгоритм захисту 16#000A
START	BOOL	Запустити 16#0011
STOP	BOOL	Зупинити 16#0012
UP	BOOL	Більше 16#0021
DWN	BOOL	Менше 16#0022
CRMT	BOOL	Відключити локальне керування (по місцю) 16#0314
RESOLUTION	BOOL	=1 дозвіл на керування 16#000B
REVERS	BOOL	Включити реверс 16#0013
CLCL	BOOL	Включити локальне керування (по місцю) 16#0313
DBLCKACTTOGGLE	BOOL	Переключення дозволу на ігнорування CMRESOLUTION 16#000C
STARTDELAY	BOOL	запуск з затримкою (тільки автомат)
STOPDELAY	BOOL	зупин з затримкою (тільки автомат)
P_RESOLUTION	BOOL	дозвіл по наявності тиску в системі
BUFLOAD	BOOL	завантажити в буфер
OUTSRVC	BOOL	вивести з експлуатації
INSRVC	BOOL	ввести в експлуатацію
CMD_b27	BOOL	резерв
CMD_b28	BOOL	резерв
CMD_b29	BOOL	резерв
CMD_b30	BOOL	резерв
CMD_b31	BOOL	резерв

ACTTR_CFG

Структура ACTTR_CFG як структура універсального ВМ та вміщує всі параметри наявних означених ВМ. Також дана структура використовується як універсальна структура всередині функції обробки ВМ та як буфер виконавчих механізмів ACTBUF

name	type	Опис
ID	UINT	ідентифікатор ВМ
CLSID	UINT	ідентифікатор класу ВМ
STA	ACTTR_STA	біти стану
ALM	ACTTR_ALM	біти тривог
CMD	ACTTR_CMD	бітові команди
PRM	ACTTR_PRM	біти параметрів
STAHMI1	UINT	біти стану для НМІ
STAHMI2	UINT	біти стану для НМІ
ALMHMI1	UINT	біти тривог для НМІ
ALMHMI2	UINT	біти тривог для НМІ
CMDHMI	UINT	команди НМІ
PRMHMI	UINT	параметри НМІ
T_DEASP	UINT	час затримки тривоги 0.1 с
T_OPNSP	UINT	Максимальний час відкриття в 0.1 секундах
POS	REAL	позиціяВМ (0-100%) - ЗВОРОТНІЙ ЗВЯЗОК
rez	INT	резерв для вирівнювання типів даних
STEP1	UINT	номер кроку
CNTPER	UINT	кількість перестановок
CNTALM	UINT	кількість тривог
T_STEP1	UDINT	Плинний час кроку в мс
T_PREV	UDINT	час в мс з попереднього виклику, береться зі структури PLC_CFG.TQMS
VALPREV	REAL	значення на попередньому циклі
POWER_IN	REAL	потужність, кВт
CPOS	REAL	позиціяВМ (0-100%) - ЗАДАНЕ ЗНАЧЕННЯ
SPD	Int	Обрахунок швидкості обертання ДАТЧЧИК 1, %
SPD2	Int	Обрахунок швидкості обертання ДАТЧЧИК 2, %
SPDWRNSP	UINT	вставка попередження на пробуксовку привода, %
SPDALMSP	UINT	вставка тривоги на пробуксовку привода, %
STRT_DELAY	UINT	ЗАТРИМКА НА ВКЛЮЧЕННЯ 0.1 С
STOP_DELAY	UINT	ЗАТРИМКА НА ВИКЛЮЧЕННЯ 0.1 С
TQ_TOTAL	UDINT	Загальний час напрацювання в хв
TQ_LAST	UDINT	Час роботи з останнього пуску в с
FRQ_IN	REAL	поточна частота
FRQ_OUT	REAL	задана частота
CURR_IN	REAL	струм зворотній звязок
SPDMON_DELAY	UINT	затримка на початок обрахунку швидкості 0.1 с
MSG	UINT	повідомлення

Загальні вимоги до функцій ВМ

Функціональні вимоги

CM-ми 2-го рівня представляють собою виконавчі механізми, регулятори, тощо та включають в себе функції базового керування (згідно термінології ISA-88). Кожний такий CM передбачає двохсторонню взаємодію з «технологічними змінними» як для запису так і для читання. Це дозволяє на даному рівні окрім реалізації специфічного функціоналу для конкретного CM, забезпечувати наступні можливості:

• враховувати стан технологічної змінної (норма/тривога/достовірність) та діагностичну інформацію при керуванні логікою виконання CM;
• імітацію роботи CM за допомогою включеного в нього моделюючого алгоритму (за необхідністю) для:
  • розширеної моделеорієнтованої діагностики процесу;
  • моделеорієнтованого керування;
  • роботи в імітаційному режимі для демонстрації/навчання персоналу або налагодження системи;
• включення в режим імітації CM та всіх пов’язаних з ним CM нижчого рівня;
• статистичну інформацію (в залежності від типу СМ)

Для кожного апаратурного об’єкту (Equipment Entity) визначається алгоритм роботи функціонального блоку/функції, структури даних (інтерфейс) для обміну з іншими підсистемами/об’єктами.

Структура даних та поведінка функції/ФБ сумісна з означеною в ISA-88, тобто базується на автоматах станів, режимах та інтерфейсі, означеному в стандарті.

СМ-ми другого рівня, типу пристрої та виконавчі механізми можуть використовувати технологічні змінні які подаються на вхід/вихід функції обробки. Для опціональних входів та виходів передбачений механізм автоконфігурування ВМ, в процесі якого ВМ змінює алгоритми обробки входів та виходів (наприклад клапан може працювати без кінцевиків).

Робота з буфером

Повинна бути реалізована функція роботи з класичним буфером.

• Буфер рекомендується використовувати один для всіх типів ВМ.

• Факт зайнятості буфера перевіряється за рівністю ідентифікатора класу CLSID та ідентифікатора ВМ ID

• при захопленні буферу:

  • ACTBUF.STA = ACTTR_CFG.STA
  • ACTTR_CFG.CMD = ACTBUF.CMD якщо той не дорівнює нулю (для можливості команд з іншого джерела)

• конфігурація ВМ повинна зчитуватися в буфер при отриманні команд:

  • оновлення технологічної змінної, яка вже записана в буферACTTR_HMI.CMD = 16#0100;

• конфігурація ВМ повинна записуватись з буфера при отриманні команд:

  • ACTBUF.CMD = 16#0101;

Повинна бути реалізована функція роботи з параметричними двунаправленими буферами ACTBUFIN<->ACTBUFOUT.

• Використовується 2 буфери:
  • вхідний ACTBUFIN - використовується для обробки команд (при рівності CLSID та ID) та запису інформації в ВМ
  • вихідний ACTBUFOUT - використовується для зчитування інформації з ВМ при отриманні команди на читання з ACTBUFIN
• Буфери рекомендується використовувати одну пару для всіх ВМ.
• Факт зайнятості буфера не можливий, оскільки буфер реалізований через 2 буферні змінні ACTBUFIN та ACTBUFOUT через які інформація проходить для подальшої передачі її в ВМ або внутрішній буфер засобу HMI (по аналогії з параметричним обміном PKW в профілі PROFIDRIVE)
• конфігурація ВМ повинна зчитуватися в вихідний буфер при:
  • рівності класів ACTTR_CFG.CLSID=ACTBUFIN.CLSID , ідентифікаторів ACTCFG.ID=ACTBUFIN.ID та отримання команди з вхідного буфера ACTBUFIN.CMD=16#100
• конфігурація ВМ повинна записуватись з вхідного буфера при:
  • рівності класів ACTTR_CFG.CLSID=ACTBUFIN.CLSID , ідентифікаторів ACTTR_CFG.ID=ACTBUFIN.ID та отримання команди з вхідного буфера ACTBUFIN.CMD=16#101

Вимоги щодо реалізації інтерфейсу

У інтерфейс повинні передаватися наступні параметри:

• ACTCFG - INOUT
• ACTHMI - INOUT
• технологічні змінні датчиків ВМ(датчики кінцевих положень, кнопки по місцю і т.д.) - INOUT
• технологічні змінні виходів ВМ(соленоїд, пускачі і т.д.) - INOUT

За умови, що немає можливості доступатися до зовнішніх змінних з середини функцій, передається PLC_CFG, ACTBUF, ACTBUFIN, ACTBUFOUT ; альтернативно можна використовувати інші інтерфейси для використання в середині PLC_CFG

Вимоги щодо реалізації програми користувача

Необхідно передбачити в загальній програмі (по за функцією реалізації класу):

• при першому старті:
  • ініціалізацію ідентифікаторів змінних (ID)
  • займання буферу якоюсь однією змінною

Необхідно передбачити в програмі реалізації класу:

• при першому старті:
  • ініціалізацію класів змінних (CLSID)
  • ініціалізація часових затримок(час відкриття, спрацювання тривог і т.д.)
  • відключення технологічних тривог підпорядкованих змінних
  • T_PREV := PLC_CFG.TQMS
  • T_STEP1 :=0

Реалізація програми функцій обробки ВМ складається з наступних етапів:

• зчитування інформації з змінної яка відповідає типу ВМ до змінної типу універсального ВМ - виконується для зручності і уніфікації подальшої обробки, виконується функцією xx_to_ACT (xx-відповідає класу ВМ);
• попередня обробка ВМ: ініціалізація STA, ALM, CMD, обробка INBUF, SML, підрахунок dt - виконується функцією ACT_PRE;
• обробка параметрів ВМ. Передбачено два режима визначення параметрів: автоматичне конфігурування та ручне конфігурування. При автоматичному конфігуруванні параметри перевіряються по наявності та стану датчиків, після чого алгоритми обробки входів та виходів ВМ підлаштовуються під наявні датчики. При ручному конфігуруванні обслуговуючий персонал самостійно приймає рішення по роботі того чи іншого ВМ.
• обробка режиму імітації - використовується для зміни алгоритму роботи ВМ під режим імітації(симуляція кінцевиків, інших датчиків та припинення запису на виходи) та поширення інформації до підлеглих технологічних змінних.
• обробка команд - виконується стандартним для всіх ВМ обробчиком команд, який реалізовано у вигляді функції ACT_CMDCTRL.
• блок обробки станів датчиків ВМ, або їх заміна на логіку - виконується на основі параметрів ВМ.
• обробка автомату станів позицій та тривог ВМ.
• обробка команд керування ВМ.
• відображення тривог, формування статусних бітів та поширення їх в функцію PLCFN.
• заключна обробка ВМ: зведення в PLC.CFG, формування STA та ALM ВМ, онулення CMD, підрахунок dt і т.д.
• передача інформації з змінної типу універсального ВМ до змінної яка відповідає типу ВМ - виконується для зручності і уніфікації обробки, виконується функцією ACT_to_xx (xx-відповідає класу ВМ);
• обробка буферів ACTBUFIN та ACTBUFOUT.

Тестування

Перелік загальних тестів

Номер	Назва	Коли перевіряти	Примітки
1	Присвоєння ID та CLSID при старті	після реалізації функції
2	Ініціалізація параметрів по замовчуванню	після реалізації функції
3	Команди запису до буферу	після реалізації функції
4	Зміна параметрів та запис з буфера	після реалізації функції
5	Робота вбудованих лічильників часу	після реалізації функції
6	Вплив перекидування лічильника часу ПЛК на час кроку	після реалізації функції
7	Керування режимами ВМ	після реалізації функції
8	Керування ВМ	після реалізації функції
9	Обробка тривог ВМ	після реалізації функції
10	Алгоритми автоматичного конфігурування ВМ	після реалізації функції

Методика виконання загальних та спеціальних тестів описана в методиках тестування кожного класу.

This site is open source. Improve this page.