Людино-машинні інтерфейси Автор і лектор: Олександр Пупена доц. кафедри АКСТУ НУХТ

Опис завдання для виконання на лабораторних роботах з дисципліни людино-машинні інтерфейси для Citect

Увага! Для виконання лабораторних робіт по Citect необхідне встановлене ПЗ Unity PRO або Control Expert. За наведеними посиланнями знаходяться пробні версії з ключом активації на 60 діб. Після завершення терміну дане ПЗ більше не буде запускатися навіть після перевстановлення. Тому рекомендується встановлювати його на віртуальну машину. Мінімальна версія потрібного UnityPro_XL_V7.0 у цьому документі використовується Unity PRO 13.1

1. Короткий опис структури системи керування з віртуальним контролером та об’єктом

Для швидшої розробки навчального проекту і кращого розуміння середовищ розробки та виконання SCADA/HMI пропонується використовувати заздалегідь підготовлений проект для ПЛК, виконаний в середовищі UNITY PRO. Проект для ПЛК включає в себе:

імітацію об’єкта керування, який складається з 2-х відділень підприємства:
- установка приготування продукту в ємностях (надалі установка приготування)
- підігрівач продукту (надалі установка підігріву);
програму керування процесами відділень;
операторські екрани UNITY PRO для відображення/керування відділеннями

Імітація об’єкту керування в проекті зроблена на мовах програмування МЕК 61131 і виконується в імітаторі ПЛК а реальному часі разом з програмою керування. Усі секції програм проекту є захищеними від запису, але їх можна переглянути.

З точки зору автора проекту, програми мають певні стилістичні вади, однак можуть бути використані в якості прикладів для створення своїх власних навчальних проектів для лабораторних робіт, або курсового проекту.

Програма керування розроблена з урахуванням наступних можливостей:

керування заданими значеннями та уставками в автоматичному режимі;
керування дискретними виконавчими механізмами в ручному (дистанційному) режимі;
керування контурами регулювання підігрівача в ручному режимі;
форсування значень вхідних змінних з імітаційного об’єкту керування незалежно від імітованого входу для спрощення відлагодження людино-машинного інтерфейсу

2. Порядок створення, завантаження та запуску на виконання проекту в імітаторі ПЛК

Для підготовки імітатора ПЛК з проектом зробіть наступні дії:

3. Ознайомлення з роботою системи керування установкою приготування продукту

Опис установки наведений нижче. Для ознайомлення з роботою системи керування установкою зробіть наступні дії:

Перейдіть в розділ Operator Screens->Tanks
Натисніть на вільному місці екрану, викличте в меню в меню Services->Enable write variable .

рис.1. Зовнішній вигляд екрану приготування

Не запускаючи програму (без натискання “Пуск”) перевірте роботу усіх клапанів:
- запірних, натискаючи на кнопку біля клапану
- регулюючих (подача теплоагента), вказуючи в поле для вводу біля клапану ступінь відкриття у % і натискаючи Enter
Подивіться на реакцію датчиків положення та імітацію роботи об’єкту керування. Зверніть увагу на те, що деякі клапани мають два датчика положення, а деякі тільки один.
Натисніть кнопку “Пуск”. Прослідкуйте за роботою системи. Для прискорення імітації на етапі нагрівання використайте команду Швидкість імітації-x10.
Після закінчення процедури - змініть якісь уставки рецепту і запустіть систему на виконання ще раз.
Після закінчення процедури зробіть форсування датчика клапан набору Т1 закритий вмикаючи DIFRC[4]
Змініть значення форсованої змінної в 0; на клапані набору повинно зникнути зображення датчика кінцевого положення і з’явитися напис Не закрився, так як не спрацював датчик положення закрито; зверніть увагу, що між відсутністю сигналу та появою повідомлення проходить певний час, що передбачає певне запізнення спрацювання та дребезг контакту;
За допомогою форсування перевірте появу аварійного повідомлення Не відкрився на клапані зливу з танку Т1.
Зніміть усі форсування.

4. Ознайомлення з роботою системи керування установкою підігріву

Перейдіть в розділ Operator Screens->CTRL1
Натисніть на вільному місці екрану, викличте в меню в меню Services->Enable write variable .
У ручному режимі (для зміни режиму використовується кнопка АВТ) відкрийте виконавчий механізм на 50%. Дочекайтесь закінчення перехідного процесу.

рис.2. Зовнішній вигляд екрану установки підігріву

У полі Задатчик задайте завдання рівним 40°С, переключіть контур в автоматичний режим каскадного управління (Включена кнопка Авт та відключена кнопка TC1s_OFF). Дочекайтеся коли перехідний процес зупиниться.
Включіть програмний задатчик. При програмному управлінні змінюйте збурення на ±2°С. Протягом кількох хвилин спостерігайте як працює задатчик та регулятор на графіку.
Зробіть форсування значень датчиків TT1 (кнопка AIFRC[4]) та TT2 (AIFRC[5]), змініть їх значення за допомогою поля для вводу.
Відключіть форсування

5. Опис роботи програми керування установкою приготування продуктів

У даному розділі описується об’єкт а також призначення та функції керування установкою приготування продуктів.

Опис об’єкту

Технологічна установка приготування складається з наступних елементів (рис.3):

1)танки Т1 та Т2, в яких готовляться продукти за різними рецептами; танки обв’язані наступними засобами КВПіА:

запірні клапани набору та зливу, кожний з датчиками кінцевого положення “закритий” та “відкритий”;
регулюючий клапан (0-100%) подачі теплоагента у теплообмінний кожух танку (далі по тексту клапан нагрівання);
датчик рівня (0-100%) в танку;
датчик температури в танку (0-100°С);

2)дозатори (мірні ємності) D1 та D2, які забезпечують подачу дози компоненту; дозатори обв’язані наступними засобами КВПіА:

сигналізатор нижнього і верхнього рівнів;
запірні клапани набору та зливу, кожний з датчиками кінцевого положення “закритий”;

3)3-ходовий клапан перемикання трубопроводу подачі з дозаторів на танки T1 та T2; в нормальному стані положення “на Т1”; має датчики кінцевого положення “Т1” та “Т2”.

Рис.3 Операторський екран Unity PRO для установки приготування

Опис функцій керування установкою

1) Виконання задачі приготування відповідно до наведеного нижче опису;

2) Виконання задач сигналізації відмови закриття/відкриття клапанів;

3) У будь який момент часу система має можливість переходу в початковий стан (крок) за допомогою команди “Ініціалізація кроків”.

4) Для форсування значення дискретних датчиків положення (стан клапанів та сигналізаторів рівнів) використовуються кнопки з написами DIFRC[0]… DIFRC[17]; у положенні форсування значення змінних не береться з датчиків імітованого об’єкту, а змінюється зі SCADA/HMI або операторського екрану Unity PRO.

5) Для форсування значення аналогових датчиків, використовуються кнопки AIFRC[0]… AIFRC[3]; у положенні форсування значення змінних не береться з датчиків імітованого об’єкту, а змінюється зі SCADA/HMI або операторського екрану Unity PRO:

AIFRC[0] – форсування значення рівня в танку Т1;
AIFRC[1] – форсування значення рівня в танку Т2;
AIFRC[2] – форсування значення температури в танку Т1;
AIFRC[3] – форсування значення температури в танку Т2;

Опис алгоритму задач керування установкою

Керування дозаторами та танками розв’язане одне від одного (але координоване), оскільки дозатори можуть бути використані в інших процесах. Дозатори в стані очікування завжди наповнені.

Керування процесом приготування відбувається за таким алгоритмом:

1)У початковому стані (старті ПЛК) клапани набору та зливу танків Т1 та Т2 закриваються. Закритість клапанів контролюється кінцевими датчиками положення. Після цього система керування установкою приготування переходить в стан очікування.

2)Оператор повинен задати рецепт продукту для приготування в Т1 та Т2. Рецепт включає наступні поля:

кількість доз компоненту з D1;
кількість доз компоненту з D2;
температуру попереднього нагрівання;
час витримки;

3)Після натискання оператором кнопки “Пуск” відкривається клапан набору танку Т1.

4)Після досягнення рівня 50% паралельно з набором включається дозування компонентів D1 та D2 відповідно до рецепту.

5)При досягненні рівня 80%, відкривається клапан набору танку Т2.

6)Коли клапан набору Т2 повністю відкрився (по датчику положення “відкритий”), клапан набору Т1 закривається, і паралельно з приготуванням продукту в Т1 йде наповнення і приготування продукту в танку Т2.

7)При досягненні рівня 50% в Т2 паралельно з набором включається дозування компонентів D1 та D2 відповідно до рецепту. Якщо дозатор в цей час використовується при дозуванні Т1, необхідно дочекатися закінчення роботи дозаторів.

8)При досягненні рівня 80%, закривається клапан набору танку Т2.

9)Після закриття клапану набору в танку Т1 (в наступних пунктах для Т2 аналогічно) і закінченні дозування, відкривається повністю клапан подачі теплоагента;

10)Рідина в танках нагрівається до вказаного в рецепті значення, після чого клапан залишається відкритий на 10% протягом вказаного в рецепті часу;

11)Після витримки відкривається клапан зливу і рідина зливається з танку;

12)Через 5с після досягнення рівня менше ніж 1% клапан зливу закривається;

13)Коли обидва танки Т1 та Т2 порожні, система переходить в початковий стан.

Опис роботи програми керування установкою підігріву

У даному розділі описується об’єкт а також призначення та функції керування установкою підігріву.

Опис об’єкту

Технологічна установка являє собою теплообмінник для підігріву рідкого продукту (рис.4) за допомогою гарячої води. Температура продукту на виході вимірюється датчиком температури TT1 (0-100 °C, вхід ПЛК %IW0.4.0, масштабована змінна - в HEA_TT1) який вмонтований на трубопроводі на відстані кількох метрів від підігрівника, а регулюється витратою гарячої води регулюючим клапаном TV1 на виході підігрівника (0-100% ХРО, вихід %QW0.4.4, внутрішня масштабована змінна в HEA_TV1). Додатково вимірюється також температура води в трубопроводі безпосередньо на виході підігрівника за допомогою датчика ТТ2 (0-100 °C, вхід ПЛК %IW0.4.1, масштабована змінна - в HEA_TT2). Інерційність об’єкту по каналу ТТ2 менша ніж по ТТ1.

Рис.4 Операторський екран Unity PRO з об’єктом керування теплообмінником

Опис функцій керування установкою

Система керування забезпечує регулювання температури ТТ1 з підтримкою наступних функцій:

1)стабілізація температури на виході підігрівника на заданому оператором або програмним задатчиком значені, з використанням каскадного регулятору, де:

ведучий регулятор (ПІ режим) стабілізує температуру ТТ1;
ведений регулятор (П режим) служить для швидкої реакції контуру регулювання на зміну малоінерційного ТТ2;

2)можливість настройки коефіцієнтів Kp та Ti з операторського екрану;

3)можливість ручного управління виконавчим механізмом TV1 з операторського екрану при переключенні в ручний режим з забезпеченням безударності переходу ;

4)можливість формування завдання програмним задатчиком в залежності від часу по наступній залежності (рис.5):

рис.5. Залежність завдання температури від часу.

5)можливість зміни заданих значень в точках графіку (рис.5) з засобів SCADA/HMI;

6)можливість переключення з ручного завдання на програмне керування та навпаки в будь який момент часу з забезпеченням безударності переходу;

7)можливість виключення веденого регулятору з каскаду (з забезпеченням безударності переходу), тобто переводу контуру в режим прямого ПІ-регулювання по температурі ТТ1;

8)при ручному керуванні виконавчим механізмом ведучий регулятор фіксує своє вихідне значення в останньому положенні.

9)можливість форсування значення датчика TT1 для зміни з операторського екрану або SCADA/HMI командою кнопки з написом AIFRC[4]; в режимі форсування (натиснутої кнопки), значення змінної ТТ1 змінюється з поля для введення;

10)можливість форсування значення датчика TT2 для зміни з операторського екрану або SCADA/HMI командою кнопки з написом AIFRC[5]; в режимі форсування (натиснутої кнопки), значення змінної ТТ2 змінюється з поля для введення;

6. Опис змінних ПЛК

Для обміну даними між ПЛК та SCADA/HMI передбачені дискретні, аналогові змінні та структурні змінні, що прив’язані (локалізовані) до адрес %MW та %M. Змінні займають різну кількість адрес в пам’яті ПЛК, що треба передбачати в SCADA/HMI:

типу INT, UINT займають одну комірку в області пам’яті %MW;
типу DINT,UDINT, REAL займають дві комірки в області пам’яті %MW;
типу EBOOL займають одну комірку в області пам’яті %M;
типу EBOOL, BOOL займають один байт в області пам’яті %MW (це треба враховувати при використанні дискретних полів в структурних змінних);

Перелік аналогових (числових) змінних, що доступні в ПЛК зі SCADA/HMI

Таблиця 1. Перелік аналогових (числових) змінних, що доступні в ПЛК зі SCADA/HMI

Назва в ПЛК	Адреса	Тип в ПЛК	Опис	Межі PLC	Межі реальні	Примітка
T1_LT1	%MW100	INT	рівень T1	0-10000	0-100 %
T2_LT1	%MW101	INT	рівень T2	0-10000	0-100 %
T1_TT1	%MW102	INT	температура в T1	0-10000	0-100°С
T2_TT1	%MW103	INT	температура в T2	0-10000	0-100°С
T1_TV1	%MW104	INT	клапан нагрівання T1	0-10000	0-100 %
T2_TV1	%MW105	INT	клапан нагрівання T2	0-10000	0-100 %
HEA_TC1_OUT	%MW200	REAL	Вихід ведучого регулятору	0-100 %	0-100 %
HEA_TC1_SP	%MW202	REAL	Уставка для ведучого регулятору	20-80°С	20-80°С
HEA_TC1s_OUT	%MW204	REAL	Вихід веденого регулятору	0-100°С	0-100°С
HEA_TK1_SP	%MW206	REAL	Вихід завдання з програмного задатчика	0-100°С	0-100°С
HEA_TT1	%MW208	REAL	Т продукту на виході підігрівача	0-100°С	0-100°С
HEA_TT2	%MW210	REAL	Т гарячої води на виході підігрівача	0-100°С	0-100°С
HEA_TV1	%MW212	REAL	Клапан подачі гарячої води	0-100 %	0-100 %
smHEA_Z1	%MW214	REAL	імітація збурення	0-100°С	0-100°С
HEA_TT1_SP	%MW220	ARRAY[0..5] OF REAL	завдання для програмного задатчика	20-80°С	20-80°С	вказана початкова адреса масиву

Перелік дискретних (типу так/ні) змінних що доступні в ПЛК зі SCADA/HMI

Таблиця 2. Перелік дискретних (типу так/ні) змінних що доступні в ПЛК зі SCADA/HMI

Назва в ПЛК	Адреса	Тип в ПЛК	Опис	Примітка
D1_LSH	%M0	EBOOL	сигналізатор верхнього рівня D1	1=спраюцвав
D1_LSL	%M1	EBOOL	сигналізатор нижнього рівня D1	1=спраюцвав
D2_LSH	%M2	EBOOL	сигналізатор верхнього рівня D2	1=спраюцвав
D2_LSL	%M3	EBOOL	сигналізатор нижнього рівня D2	1=спраюцвав
D1_LVS1_CLS	%M4	EBOOL	клапан зливу D1 закритий	1=закритий
D1_LVS2_CLS	%M5	EBOOL	клапан набору D1 закритий	1=закритий
D2_LVS1_CLS	%M6	EBOOL	клапан зливу D2 закритий	1=закритий
D2_LVS2_CLS	%M7	EBOOL	клапан набору D2 закритий	1=закритий
T1_LVS1_CLS	%M8	EBOOL	клапан зливу Т1 закритий	1=закритий
T1_LVS2_CLS	%M9	EBOOL	клапан набору Т1 закритий	1=закритий
T2_LVS1_CLS	%M10	EBOOL	клапан зливу T2 закритий	1=закритий
T2_LVS2_CLS	%M11	EBOOL	клапан набору Т2 закритий	1=закритий
T2_LVS2_OPN	%M12	EBOOL	клапан набору Т2 відкритий	1=відкритий
T_LVS3_T1OPN	%M13	EBOOL	3-ходовий клапан в позиції T1
T_LVS3_T2OPN	%M14	EBOOL	3-ходовий клапан в позиції T2
T_SB1	%M15	EBOOL	запуск процесу приготування	1=команда на запуск
T1_LVS1_OPN	%m16	EBOOL	клапан зливу Т1 відкритий	1=відкритий
T1_LVS2_OPN	%M17	EBOOL	клапан набору Т1 відкритий	1=відкритий
T2_LVS1_OPN	%M18	EBOOL	клапан зливу T2 відкритий	1=відкритий
D1_LVS1_ALCLS	%m19	EBOOL	клапан зливу D1 не закрився	1=тривога активна
D1_LVS1_ALOPN	%M20	EBOOL	клапан зливу D1 не відкрився	1=тривога активна
D1_LVS2_ALCLS	%M21	EBOOL	клапан набору D1 не закрився	1=тривога активна
D1_LVS2_ALOPN	%M22	EBOOL	клапан набору D1 не відкрився	1=тривога активна
D2_LVS1_ALCLS	%M23	EBOOL	клапан зливу D2 не закрився	1=тривога активна
D2_LVS1_ALOPN	%M24	EBOOL	клапан зливу D2 не відкрився	1=тривога активна
D2_LVS2_ALCLS	%M25	EBOOL	клапан набору D2 не закрився	1=тривога активна
D2_LVS2_ALOPN	%M26	EBOOL	клапан набору D2 не відкрився	1=тривога активна
T1_LVS1_ALCLS	%M27	EBOOL	клапан зливу T1 не закрився	1=тривога активна
T1_LVS1_ALOPN	%M28	EBOOL	клапан зливу T1 не відкрився	1=тривога активна
T1_LVS2_ALCLS	%M29	EBOOL	клапан набору T1 не закрився	1=тривога активна
T1_LVS2_ALOPN	%M30	EBOOL	клапан набору T1 не відкрився	1=тривога активна
T2_LVS1_ALCLS	%M31	EBOOL	клапан зливу T2 не закрився	1=тривога активна
T2_LVS1_ALOPN	%M32	EBOOL	клапан зливу T2 не відкрився	1=тривога активна
T2_LVS2_ALCLS	%M33	EBOOL	клапан набору T2 не закрився	1=тривога активна
T2_LVS2_ALOPN	%M34	EBOOL	клапан набору T2 не відкрився	1=тривога активна
T1_LVS1	%M100	EBOOL	клапан зливу Т1	1=команда відкриття
T1_LVS2	%M101	EBOOL	клапан набору Т1	1=команда відкриття
T2_LVS1	%M102	EBOOL	клапан зливу T2	1=команда відкриття
T2_LVS2	%M103	EBOOL	клапан набору Т2	1=команда відкриття
T_LVS3	%M104	EBOOL	3-ходовий клапан	1=команда переключення на T2
D1_LVS1	%M105	EBOOL	клапан зливу D1	1=команда відкриття
D1_LVS2	%M106	EBOOL	клапан набору D1	1=команда відкриття
D2_LVS1	%M107	EBOOL	клапан зливу D2	1=команда відкриття
D2_LVS2	%M108	EBOOL	клапан набору D2	1=команда відкриття
HEA_TC1_AUTO	%M109	EBOOL	1 - включити автоматичний режим роботи контуру
HEA_TC1s_OFF	%M110	EBOOL	1 - відключити ведений регулятор
HEA_TK1_ON	%M111	EBOOL	1 - включити програмний задатчик
InitSFC	%M112	EBOOL	ініціалізація програми SFC	скидає програму SFC на початковий крок
smInit	%M113	EBOOL	Ініціалізація імітаційної моделі	службовий, =1 – ініціалізація, скидається в 0 самостійно
DIFRC	%M120	ARRAY[0..32] OF EBOOL	команди форсування дискр входів: 1 - форсований, 0 - датчик	відповідність до каналу див. в операторському екрані Unity PRO; вказана початкова адреса масиву
AIFRC	%M160	ARRAY[0..32] OF EBOOL	команди форсування аналог входів: 1 - форсований, 0 - датчик	відповідність до каналу див. в операторському екрані Unity PRO; вказана початкова адреса масиву

Перелік структурних змінних що доступні в ПЛК зі SCADA/HMI

Поля структурних змінних в ПЛК прив’язані до адрес, починаючи з вказаної в структурі. Для спрощення в таблицях 3-6 вказані адреси потрібних полів для SCADA/HMI. У деяких SCADA/HMI програмах є можливість означення структур, після чого достатньо при створенні структурної змінної вказати тільки початкову адресу. За замовченням у проекті передбачається, що усі змінні будуть простими (не структурними), тобто кожне поле структури буде окремою змінною (тегом).

Слід звернути увагу на те, що тип TIME в UNITY PRO (відповідно до IEC 61131) займає два слова (тобто дві комірки в області %MW) і містить значення в мілісекундах. Якщо SCADA/HMI не має типу TIME слід використовувати інший тип відповідно до UDINT в UNITY PRO а також зробити відповідні налаштування масштабування.

Таблиця 3. Поля структури Dozator1

Назва змінної/поля в ПЛК	Адреса	Тип в ПЛК	Межі PLC	Межі реальні	Опис
Dozator1		Dozator			управління дозуванням D1
Dozator1.CV	%MW110	INT	0-100	0-100	плинна кількість доз
Dozator1.PV	%MW111	INT	0-100	0-100	задана кількість доз
Dozator1.START	%MW112	BOOL			запуск дозування

Таблиця 4. Поля структури Dozator2

Назва змінної/поля в ПЛК	Адреса	Тип в ПЛК	Межі PLC	Межі реальні	Опис
Dozator2		Dozator			управління дозуванням D2
Dozator2.CV	%MW114	INT	0-100	0-100	плинна кількість доз
Dozator2.PV	%MW115	INT	0-100	0-100	задана кількість доз
Dozator2.START	%MW116	BOOL			запуск дозування

Таблиця 5. Поля структури TC1_PARA

Назва змінної/поля в ПЛК	Адреса	Тип в ПЛК	Межі PLC	Межі реальні	Опис
TC1_PARA		Para_PI_B			Параметри ведучого регулятору
TC1_PARA.pv_inf	%MW301	REAL	0-100%	0-100%	обмеження по мінімуму вхідної величини завдання
TC1_PARA.pv_sup	%MW303	REAL	0-100%	0-100%	обмеження по максимуму вхідної величини завдання
TC1_PARA.out_inf	%MW305	REAL	0-100%	0-100%	обмеження по мінімуму вихідної величини блоку
TC1_PARA.out_sup	%MW307	REAL	0-100%	0-100%	обмеження по максимуму вихідної величини блоку
TC1_PARA.kp	%MW310	REAL	0-100	0-100	Коефіцієнт пропорційності
TC1_PARA.ti	%MW312	TIME	T#0s – T#2h	0 – 3600 с	Час інтегрування
TC1_PARA.dband	%MW314	REAL	0-100%	0-100%	Зона нечутливості
TC1_PARA.outbias	%MW316	REAL	0-100%	0-100%	зміщення виходу регулятора в П-режимі функціонування (при ti=0s)

Таблиця 6. Поля структури TC1s_PARA

Назва змінної/поля в ПЛК	Адреса	Тип в ПЛК	Межі PLC	Межі реальні	Опис
TC1s_PARA		Para_PI_B			Параметри веденого регулятору
TC1s_PARA .pv_inf	%MW321	REAL	0-100%	0-100%	обмеження по мінімуму вхідної величини завдання
TC1s_PARA .pv_sup	%MW323	REAL	0-100%	0-100%	обмеження по максимуму вхідної величини завдання
TC1s_PARA .out_inf	%MW325	REAL	0-100%	0-100%	обмеження по мінімуму вихідної величини блоку
TC1s_PARA .out_sup	%MW327	REAL	0-100%	0-100%	обмеження по максимуму вихідної величини блоку
TC1s_PARA .kp	%MW330	REAL	0-100	0-100	Коефіцієнт пропорційності
TC1s_PARA .ti	%MW332	TIME	T#0s – T#2h	0 – 3600 с	Час інтегрування
TC1s_PARA .dband	%MW334	REAL	0-100%	0-100%	Зона нечутливості
TC1s_PARA .outbias	%MW336	REAL	0-100%	0-100%	зміщення виходу регулятора в П-режимі функціонування (при ti=0s)

Таблиця 7. Поля структури Recipe1

Назва змінної/поля в ПЛК	Адреса	Тип в ПЛК	Межі PLC	Межі реальні	Опис
Recipe1		Recipe			рецепт для T1
Recipe1.D1Count	%MW240	INT	0-100	0-100	кількість доз з дозатору D1
Recipe1.D2Count	%MW241	INT	0-100	0-100	кількість доз з дозатору D2
Recipe1.T_SP	%MW242	INT	0-10000	0-100°С	значення температури нагрівання
Recipe1.Delay	%MW243	TIME	T#0s – T#2h	0 – 3600 с	заданий час витримки

Таблиця 8. Поля структури Recipe2

Назва змінної/поля в ПЛК	Адреса	Тип в ПЛК	Межі PLC	Межі реальні	Опис
Recipe2		Recipe			рецепт для T2
Recipe2.D1Count	%MW246	INT	0-100	0-100	кількість доз з дозатору D1
Recipe2.D2Count	%MW247	INT	0-100	0-100	кількість доз з дозатору D2
Recipe2.T_SP	%MW248	INT	0-10000	0-100°С	значення температури нагрівання
Recipe2.Delay	%MW249	TIME	T#0s – T#2h	0 – 3600 с	заданий час витримки

7. Вимоги до системи SCADA/HMI

Вимоги до комунікаційного обміну

Для обміну між ПЛК та SCADA/HMI необхідно використовувати протокол Modbus TCP/IP, де імітатор ПЛК Unity PRO виступає як Modbus Server (вміщує дані), а SCADA/HMI – Modbus Client (запитує дані для читання та запису). Імітатор ПЛК може обробляти запити від SCADA/HMI на інших ПК, тоді у цьому випадку у якості адреси ПЛК в проекті SCADA/HMI вказується IP адреса комп’ютера, на якому запущений імітатор. Якщо імітатор ПЛК Unity PRO і SCADA/HMI виконуються на тому самому ПК, в якості адреси імітатора ПЛК вказується 127.0.0.1 (localhost).

Для SCADA/HMI виробництва Schneider Electric (Citect, OFS, Vijeo Designer) при адресації змінних вказується адреса в форматі Unity PRO (%MW та %M). У інших випадках використовується адресація формату Modbus. Відповідність адрес (Mapping) та функцій Modbus до адрес формату Unity PRO вказана в таблиці 7.

Таблиця 9. Відповідність адрес формату Unity PRO та Modbus.

Адресація в форматі Unity PRO	Адресація в форматі Modbus	Функція Modbus та номер змінної
%M0 … %M100	000001 або 100001 …. 000101 або 100101	01 (читання Coils) або 00 (читання Discrete Inputs), з 00 … 01 (читання Coils) або 00 (читання Discrete Inputs), з 100
%MW0 … %MW100	300001 або 400001 …. 300101 або 400101	04 (читання Input Registers) або 03 (читання Holding Registers), з 00 … 04 (читання Input Registers) або 03 (читання Holding Registers), з 100

Вимоги до дисплейних мнемосхем, сторінок та вікон

У SCADA/HMI повинні бути розроблені наступні дисплейні мнемосхеми:

загальна мнемосхема усього виробництва (стартова сторінка, повновіконна), я якій будуть відображатися найбільш важливі параметри виробництва;
мнемосхема налаштування установки приготування продукту (повновіконна) аналогічна до зображеної на рис.3
мнемосхема налаштування установки підігріву (повновіконна сторінка) аналогічна до зображеної на рис.4
сторінка форсування аналогових та дискретних вхідних змінних (спливна)
сторінка трендів з можливістю добавлення кривих та збереження налаштувань (повновіконна)
сторінка активних тривог (повновіконна)
сторінка журналу тривог та подій
сторінка налаштувань системи (повновіконна)

На кожній сторінці повинні бути кнопки меню переходу на всі інші повновіконні сторінки (панель навігації по сторінкам).

Вимоги до використання кольорової палітри та текстових позначень

Колір фону сторінок повинен бути світло-сірим або іншим неяскравим кольором, на якому контрастно відображаються стани змінних/обладнання.

В анімаційних налаштуваннях рекомендується використовувати наступні кольори:

світло-сірий (білий) для відображення активного стану дискретної змінної (відкритий клапан, увімкнений двигун, тощо);
темно-сірий (чорний) для відображення пасивного стану дискретної змінної (закритий клапан, вимкнений двигун, тощо);
яскраво-жовтий для відображення попереджувального стану обладнання чи технологічної змінної;
яскраво-червоний колір для відображення аварійного стану обладнання чи технологічної змінної;
інші яскраві кольори рекомендується використовувати тільки для відображення стану, що потребує уваги оператору;

Кожне обладнання або технологічна змінна, в якому використовується анімація кольору також повинно містити анімацію відображення стану у вигляді числа або тексту;

Вимоги до реалізації підсистеми трендів

Усі тренди повинні зберігатися протягом 10 днів.

Таблиця 10. Перелік аналогових (числових) змінних для архівування

Назва в ПЛК	Опис	Періодичність запису
T1_LT1	рівень T1	5 с
T2_LT1	рівень T2	5 с
T1_TT1	температура в T1	10 с
T2_TT1	температура в T2	10 с
T1_TV1	клапан нагрівання T1	5 с
T2_TV1	клапан нагрівання T2	5 с
HEA_TC1_SP	Уставка для ведучого регулятору	5 с
HEA_TT1	Т продукту на виході підігрівача	5 с
HEA_TT2	Т гарячої води на виході підігрівача	5 с
HEA_TV1	Клапан подачі гарячої води	5 с
HEA_TT1_SP	завдання для програмного задатчика	5 с

Таблиця 11. Перелік дискретних (типу так/ні) змінних для архівування

Назва в ПЛК	Опис	Періодичність запису
D1_LSH	сигналізатор верхнього рівня D1	1 с
D1_LSL	сигналізатор нижнього рівня D1	1 с
D2_LSH	сигналізатор верхнього рівня D2	1 с
D2_LSL	сигналізатор нижнього рівня D2	1 с
T1_LVS1	клапан зливу Т1	1 с
T1_LVS2	клапан набору Т1	1 с
T2_LVS1	клапан зливу T2	1 с
T2_LVS2	клапан набору Т2	1 с
T_LVS3	3-ходовий клапан	1 с
D1_LVS1	клапан зливу D1	1 с
D1_LVS2	клапан набору D1	1 с
D2_LVS1	клапан зливу D2	1 с
D2_LVS2	клапан набору D2	1 с
HEA_TC1_AUTO	1 - включити автоматичний режим роботи контуру	1 с
Dozator1.START	запуск дозування дозатору 1	1 с
Dozator2.START	запуск дозування дозатору 2	1 с

Вимоги до реалізації підсистеми тривог та подій (повідомлень)

У таблиці 12 вказані налаштування тривог для аналогових (числових) змінних. Межі LOLO, LO, HO, HIHI вказують на межі відповідно аварійно низького, низького, високого та аварійно високого значення змінної. Усі вказані тривоги повинні спрацьовувати через 2 секунди після переходу через межу.

Значення Deviation (відхилення) вказує на максимальну величину відхилення змінної від заданого значення, для HEA_TT1 це відхилення від значення TC1_SP (SP). Затримка на спрацювання тривоги – 5 секунд.

Усі тривоги повинні зберігатися в журнал і відображатися в списку та зведенні тривог.

Таблиця 12. Перелік аналогових (числових) тривог

Назва змінної в ПЛК	Опис	межа LOLO	межа LO	межа HI	межа HIHI	Deviation	Категорія
HEA_TT1	Т продукту на виході підігрівача відхилення від заданого	-	-	-	-	1°С	попередження
HEA_TT1	Т продукту на виході підігрівача попередження	-	20°С	75°С	-	-	попередження
HEA_TT1	Т продукту на виході підігрівача аварія	10°С	-	-	80°С	-	аварія
HEA_TT2	Т гарячої води на виході підігрівача попередження	-	0-15°С	0-60°С	-	-	попередження
HEA_TT2	Т гарячої води на виході підігрівача аварія	10°С	-	-	65°С	-	аварія

У таблиці 13 вказано перелік тривог за дискретними змінними.

Таблиця 13. Перелік дискретних (типу так/ні) тривог

Опис	Умова спрацювання	Категорія	Примітка
3-ходовий клапан не перейшов в позицію T1	NOT T_LVS3 AND NOT T_LVS3_T1OPN	аварія	таймаут 5с
3-ходовий клапан не перейшов в позицію T2	T_LVS3 AND NOT T_LVS3_T2OPN	аварія	таймаут 5с
клапан зливу D1 не закрився	D1_LVS1_ALCLS	аварія
клапан зливу D1 не відкрився	D1_LVS1_ALOPN	аварія
клапан набору D1 не закрився	D1_LVS2_ALCLS	аварія
клапан набору D1 не закрився	D1_LVS2_ALOPN	аварія
клапан зливу D2 не закрився	D2_LVS1_ALCLS	аварія
клапан зливу D2 не відкрився	D2_LVS1_ALOPN	аварія
клапан набору D2 не закрився	D2_LVS2_ALCLS	аварія
клапан набору D2 не закрився	D2_LVS2_ALOPN	аварія
клапан зливу T1 не закрився	T1_LVS1_ALCLS	аварія
клапан зливу T1 не відкрився	T1_LVS1_ALOPN	аварія
клапан набору T1 не закрився	T1_LVS2_ALCLS	аварія
клапан набору T1 не відкрився	T1_LVS2_ALOPN	аварія
клапан зливу T2 не закрився	T2_LVS1_ALCLS	аварія
клапан зливу T2 не відкрився	T2_LVS1_ALOPN	аварія
клапан набору T2 не закрився	T2_LVS2_ALCLS	аварія
клапан набору T2 не відкрився	T2_LVS2_ALOPN	аварія

У таблиці 14 вказано перелік подій.

Таблиця 14. Перелік подій (повідомлень)

Повідомлення	Умова спрацювання	Категорія
запуск процесу приготування	T_SB1	повідомлення
набір в танк Т1	T1_LVS2	повідомлення
набір в танк Т2	T2_LVS2	повідомлення
злив в танк Т1	T1_LVS1	повідомлення
злив в танк Т2	T2_LVS1	повідомлення

Вимоги до реалізації підсистеми ведення журналу подій

У таблиці 15 вказано перелік повідомлень та поді які вносяться .

Таблиця 15. Перелік подій для внесення в журнал повідомлень.

Повідомлення	Умова запису в журнал	Примітка
Користувач “ім’я користувача” зареєструвався в системі	реєстрація
команда запуску процесу приготування	T_SB1
включено автоматичний режим роботи контуру	HEA_TC1_AUTO
відкрита сторінка налаштувань системи	відкриття сторінки
набір Т1 почато	T1_LVS2
набір Т2 почато	T2_LVS2
злив Т1 почато	T1_LVS1
злив Т2 почато	T2_LVS1
набір Т1 закінчено	not T1_LVS2
набір Т2 закінчено	not T2_LVS2
злив Т1 закінчено	not T1_LVS1
злив Т2 закінчено	not T2_LVS1

Вимоги до організації підсистеми доступу

У АРМ оператора повинні бути передбачені як мінімум по одному користувачу з наступними ролями:

Таблиця 16.

Назва ролі	Привілеї	Коментар
Administrators	доступ до всіх сторінок та елементів вводу, крім налаштувань КВПіА	Адміністратори
ProdUsers	доступ до перегляду та керування сторінок керування процесом приготування продукту та основної мнемосхеми	оператори установки приготування продукту
HeaUsers	доступ до перегляду та керування сторінок керування процесом підігріву	оператори установки підігріву
KVPiA	доступ до всіх сторінок та елементів вводу	служба КВПіА, наладчик
Dispatch	тільки для перегляду	оператори-диспетчери виробництва