Написать письмоПоискКарта сайта
НПК «ЛенПромАвтоматика»

АСУ ТП под ключ

Проектирование САУ

Производство САУ

Автоматика для компрессорного оборудования

Судовые системы автоматики

Автоматика инженерных систем зданий

Технические средства автоматизации

САУ технологических установок

Аппаратное обеспечение

Состав и структура САУ АГНКС

Программное обеспечение
Поиск по сайту:
  

найти >>задать вопрос
Компрессорный модуль CLEVER
Стационарная ЛПА-ГЗК
Мобильная ГЗК-ЛПА
Контакты
199178, Санкт-Петербург,
13-я линия В.О., д. 78

тел.: (812) 648-24-60 
e-mail: info@lenprom.spb.ru

тел.: (499) 653-86-02 

Техподдержка АГНКС:
тел.: (911) 160-34-46 
e-mail: service@lenprom.spb.ru



Автоматизация  / 

Программное обеспечение КСПА

Структура ПО КСПА

Программное обеспечение (ПО) КСПА состоит из ПО разработчика и исполняемого ПО. Исполняемое ПО, в свою очередь, делится на ПО контроллера (контроллеров) и ПО АРМ.

Программное обеспечение контроллера

Контроллер работает под управлением операционной системы реального времени, поставляемой вместе с контроллером. В КСПА-0 используется ОС QNX, в КСПА-100 и КСПА-200 — специализированные ОС разработки фирм WAGO и Fastwel. ПО контроллера выполняет все функции управления технологическим объектом, от опроса датчиков до выполнения алгоритмов управления и регулирования.

Во всех проектах систем автоматики можно выделить общие компоненты, например каналы дискретного и аналогового ввода-вывода. Для программной обработки таких типовых компонентов предназначено системное ПО контроллера. Системное ПО взаимодействует с аппаратурой, обеспечивая ввод-вывод сигналов в технологическую программу и передачу информации в SCADA-систему.

При разработке прикладного ПО применяется объектно-ориентированный подход. В данном случае это означает следующее:

  • каждому элементу технологического оборудования (крану, насосу, вентилятору и т.п.) сопоставляется программный объект-обработчик;
  • используется принцип наследования, т.е. для нового элемента технологического оборудования, похожего на старый, используется объект, являющийся наследником старого, но с добавленными отличиями.

Применение такого подхода обеспечивает эффективное повторное использование программного кода, делает минимальным количество ошибок благодаря внесению точечных изменений в отлаженный и протестированный код, позволяет легко модифицировать программу при модификациях технологического оборудования или появлении новых требований заказчика.

Разумеется, проще всего реализуется объектно-ориентированный подход на объектно-ориентированных языках программирования. В КСПА-0 в качестве основного языка используется С++, причем рядовые разработчики прикладного ПО пользуются библиотекой классов, разработанной и непрерывно сопровождаемой в НПК «ЛЕНПРОМАВТОМАТИКА». Новые классы вводятся в библиотеку опытными разработчиками и всесторонне тестируются перед внедрением. На объектах изменение библиотеки запрещено.

Аналогичным образом организована разработка прикладного ПО и для КСПА-100 и КСПА-200. В этом случае используется среда программирования CoDeSys версии 2, язык ST. Этот язык, вообще говоря, является процедурно-ориентированным, но имеет в своем составе понятие «функционального блока», который может быть использован как объект. Наследование в данном случае заменяется агрегированием, т.е. для создания нового класса внутри его помещается экземпляр класса-предка (функционального блока — предка). Разумеется, тут невозможно использование виртуальных методов и переопределение операторов, но для задач технологического программирования без этого можно обойтись.

Программное обеспечение АРМ оператора

На компьютере, являющемся основой АРМ оператора и работающего под управлением операционной системы MS Windows 2000 Pro и выше, устанавливается SCADA-система собственной разработки «КСПАвизор». «КСПАвизор» обеспечивает отображение текстовой и графической информации о состоянии технологического оборудования, получение команд оператора, ведение архивов, формирование отчетов. Основными отличительными особенностями системы являются:

  • низкие требования к вычислительной мощности компьютера — примерно в 1.5 раза ниже покупных продуктов с аналогичными характеристиками;
  • большое быстродействие системы архивирования — например, в бортовых системах и в системах регулирования производится архивирование аналоговых параметров с шагом дискретизации 10 мс;
  • встроенная поддержка дублированных контроллеров;
  • встроенный режим отладчика, позволяющий задавать значения переменных (тэгов) контроллера;
  • многоуровневая система разграничения доступа.

Конфигураторы

Для быстрой настройки комплекта ПО под конкретную аппаратную конфигурацию и исключения ошибок предназначены программы-конфигураторы. Эти программы позволяют разработчику задавать аппаратную конфигурацию контроллера и устройств ввода-вывода сигналов в наглядном таблично-графическом виде, указывать параметры измерительных каналов, а также формировать в табличном виде некоторые подзадачи алгоритмов управления (технологической программы).

Конфигуратор «КСПАвизора», входящий в состав комплекта конфигураторов, позволяет формировать вид экранов интерфейса оператора, настраивать параметры архивов в SCADA-системе, параметры формирования отчетов и т.д.

При этом весь комплект конфигураторов использует общую базу данных, что обеспечивает сквозное проектирование комплекта ПО и исключает ошибки, связанные с несогласованностью данных нижнего (контроллер) и верхнего (SCADA) уровней.

Отладка и тестирование

Любая программа, управляющая сложным технологическим объектом, к моменту внедрения не должна содержать ошибок, приводящих к опасным действиям объекта. Для этого проверка и отладка должна выполняться на аппаратном или программном имитаторе объекта. При разработке ПО в НПК «ЛЕНПРОМАВТОМАТИКА» используется как аппаратная, так и программная имитация, их сочетание обеспечивает гораздо более широкие возможности отладки.

Можно выделить три варианта имитации:

  • ручное задание входных сигналов, при помощи аппаратного «тумблерного чемодана» или при помощи программного механизма в SCADA-системе;
  • написание программы, выполняющей математическое моделирование объекта, как в логической части (открытие-закрытие кранов, включение вентиляторов с заданной задержкой и т.п.), так и в части численного моделирования физических процессов путем решения дифференциальных уравнений, описывающих объект;
  • прогон программы на контрольных примерах, написанных заранее и покрывающих максимально возможные области сочетаний исходных данных.

Для отработки штатных режимов работы системы автоматики больше подходит второй вариант имитации, а для отработки реакции на различные отказы (прежде всего, несрабатывания исполнительных механизмов) — первый. Прогон контрольных примеров лучше всего формализует процесс проверки, позволяет согласовать программу и результаты испытаний с разработчиком объекта автоматизации. Поскольку все способы имитационной проверки имеют свои области применения, мы в своей практике комбинируем различные варианты.

Активное использование способов имитационного моделирования обеспечивает создание безопасного ПО для сложных объектов в короткие сроки. Например, ПО системы управления положением корпуса глиссирующего катера было разработано примерно за 1.5 месяца, и к моменту выхода на ходовые испытания оно было полностью работоспособно.

Особенности разработки и реализации

Разработанная техническая и организационная дисциплина работы с конфигураторами и объектами технологической программы позволяет добиться следующих результатов:

  • обеспечение высокой надежности и «предсказуемости» работы ПО;
  • сокращение сроков разработки ПО для новых объектов автоматизации;
  • гибкость ПО, легкость и скорость модификации алгоритмов управления в соответствии с замечаниями и пожеланиями заказчика при пусконаладке и техобслуживании.
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика При копировании информации с данного сайта ссылка на источник обязательна © 1999–2017 ООО"НПК "ЛЕНПРОМАВТОМАТИКА"