PIA PANEL INŻYNIERA AUTOMATYKA

Transkrypt

1 ul. Bajana Jerzego 31d tel Warszawa PANEL INŻYNIERA AUTOMATYKA Wszystkie nazwy handlowe i towarów występujące w niniejszej publikacji są znakami towarowymi zastrzeżonymi odpowiednich firm odnośnych właścicieli. zastrzega, iż informacje stanowiące tajemnicę przedsiębiorstwa w rozumieniu przepisów o zwalczaniu nieuczciwej konkurencji, nie mogą być udostępniane stronom trzecim.

2 Wersja: 1.0 Strona: 2 z 9 WPROWADZENIE Panel Inżyniera Automatyka to narzędzie, które ma służyć do przeprowadzania codziennych obliczeń eksploatacyjnych dla określonych urządzeń. Ponieważ wartości procesowe, którymi system się posługuje są często zmienne, wymagana jest obsługa danych sekundowych dla różnych modeli. Powoduje to, że przeprowadzanie obliczeń w arkuszu kalkulacyjnym dla tyś danych jest niemożliwe. Aktualnie system pozwala na zdefiniowanie modeli do obliczania: Charakterystyki eksploatacyjnej zaworu, Charakterystyki wtrysku, Charakterystyki prostego regulatora. Został on zaprojektowany tak, aby umożliwić wykorzystanie dostępnych źródeł danych (DCS i historiany) oraz wydajną pracę na odizolowanym środowisku. Możliwa jest jego integracja z systemem Inventory co pozwala na wykorzystanie wprowadzonych do niego danych oraz centralizację obliczeń i wyliczanych danych FUNKCJONALNOŚĆ SYSTEMU. to system, który służy przede wszystkim, do wykonywania obliczeń. Główne jego funkcjonalności to: 1. Definiowanie źródeł danych do obliczeń 2. Definiowanie obliczeń i wskaźników 3. Definiowanie modeli grupujących wyliczenia i wskaźniki 4. Wizualizacja danych 5. Zarządzanie danymi (przechowywanie wartości źródłowych i wyliczonych), eksport wyników 6. Definiowanie warunków alarmowych 7. Definiowanie algorytmów postępowania z alarmami.

3 Wersja: 1.0 Strona: 3 z 9 Dla uproszczenia można przyjąć iż to programowalny kalkulator inżynierski, który przeprowadza obliczenia na długich ciągach liczb (miliony danych w jednym rekordzie) zamiast na liczbach. Dodatkowo posiada elementy bazy danych do efektywnego przechowywania danych z szybkim dostępem (wewnętrznie przechowywane dane muszą być błyskawicznie dostępne). Oprócz tego łatwość definiowania obliczeń oraz ich wizualizacji, przywodzi na myśl arkusz kalkulacyjny, bez istotnych ograniczeń dla ilości wyświetlonych danych. Nakładką na moduł obliczeniowy jest moduł generacji modeli eksploatacyjnych dla różnych urządzeń. Pozwala on na definicje i zarządzanie wzorcowymi charakterystykami, co pozwala na porównanie aktualnych charakterystyk oraz określenie jakości aktualnej pracy urządzenia, albo wykazanie błędów lub problemów eksploatacji wynikających z na przykład ich błędnej konfiguracji Pełny spis funkcji znajduje się w rozdziale: Podsumowanie Funkcjonalności

4 Wersja: 1.0 Strona: 4 z 9 OPIS TECHNICZNY jest jednostanowiskową aplikacją wykorzystującą okienkowy interfejs użytkownika (GUI) oraz interfejsy bazodanowe oraz możliwość podłączenia z systemem ELM Inventory poprzez interfejsy oparte o protokół HTTP. Interfejs użytkownika jest zaprojektowany i zaimplementowany w języku python z użyciem biblioteki interfejsów użytkownika wxpython, która z kolei oparta jest na bibliotece GUI wxwindows zaimplementowanej w C++. Moduły obliczeniowe napisane są w języku python z wykorzystaniem biblioteki obliczeń matematycznej numpy (Numerical python) zaimplementowanej w C++. Implementacja wydajnej pamięci dyskowej opiera się na plikach w formacie HDF5.

5 Wersja: 1.0 Strona: 5 z 9 PODSUMOWANIE FUNKCJONALNOŚCI OBLICZENIA System posiada zaimplementowane następujące moduły obliczeniowe Lp Nazwa modułu Uwagi 1 Całka 2 Różniczka 3 Obliczenie artymetyczne, jednoargumentowe Moduł (wartość bezwzględna), minus 4 Obliczenie arytmetyczne, dwuargumentowe Dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie 5 Aproksymacja Oparta na zadanym zbiorze wartości, liniowa sklejana oraz pełnowymiarowa 6 Histogram O zmiennej szerokości zbioru 7 Działania trygonometryczne Sinus, cosinus, tangens, cotangens 8 Warunek System filtruje dane w zależności od warunku. Dla danych nie spełniających warunku wypisuje informację z błędem. 9 Zdefiniowane Funkcja lambda zapisana zgodnie ze składnią pythona.

6 Wersja: 1.0 Strona: 6 z 9 WIDOKI: Dla powyższych obliczeń oraz danych wejściowych można zdefiniować poniższe widoki: Lp Nazwa Widoku Opis 1 Timeseries Seria czasowa danych, możliwe tylko dla danych wyjściowych i obliczeń zwracających serię czasową 2 Histogram Wykres histogramu dla pewnej wartości, z możliwością filtrowania względem dowolnych parametrów. Możliwy dla każdej 1 wymiarowej wertości 3 Wykres rozrzutu (scatter) Wykres przedstawiający częstość występowanie par określonych wartości. Dla każdej pary pokazuje punkt na wykresie 4 Wykres 2D Wykreśla zdefiniowaną poprzez zbiór punktów funkcję. Może zostać pokazany na wykresie 3 i 5. 5 Kolorowy wykres rozrzutu Podobny do 3. Pokazuje gęstość występowania par oznaczoną kolorami. 6 Aproksymacja Umożliwia wyświetlenie aproksymowanej krzywej. 7 Alarm Dostępna dla obliczenia typu warunek. Pozwala na wyświetlenie listy alarmów dla niespełnionych warunków.

7 Wersja: 1.0 Strona: 7 z 9 ŹRÓDŁA DANYCH: System na potrzeby wykonywania obliczeń pobiera z różnych źródeł dane wejściowe. Są one przechowywane przez zdefiniowany okres a następnie usuwane. Wewnętrznie system przechowywuje dane w formacie HDF5. Do importu (oraz eksportu) danych można wykorzystać następujące wtyczki. 1. CSV System wczytuje pliki zawierające wiersz legendy (nazwy punktów źródłowych) oraz oznaczenie daty w pierwszej kolumnie. Zamiast CSV można użyć dane oddzielone białymi znakami. 2. Baza danych dane do odczytu powinny znajdować się w jednej tabeli z identyfikatorem zapisanym w tej samej tabeli. 3. Pliki HDF5 Jako wejście do obliczeń może zostać użyty plik wyjściowy wykonany przez kogoś innego, lub w innej sesji obliczeniowej. MODELE: Aktualnie system zawiera zaimplementowane trzy główne rodzaje modeli. W następnych wersjach przewiduje się rozszerzenie tej listy. 1) Model : charakterystyka zaworu Wejścia to położenie zaworu rzeczywiste i zadane, przepływ wody przez zawór, ciśnienia wody i pary, moc bloku, Wyznaczany jako położenie zaworu = f(przepływu) przy możliwych dodatkowych parametrach (ciśnienie wody wtryskowej, różnica ciśnień woda wtryskowa para, moc bloku). Model pokazuje (definiuje widoki) a) Wartość położenia, przy którym pojawia się przepływ. b) Pogarszanie się charakterystyki. W postaci charakterystyki aktualnej w zestawieniu z charakterystyką wzorcową

8 Wersja: 1.0 Strona: 8 z 9 c) Droga zaworu 2) Model : charakterystyka wtrysku. Wejścia to położenie zaworu rzeczywiste i zadane, przepływ wody przez zawór, ciśnienia wody i pary, moc bloku, temperatury pary przed i za wtryskiem. Wyznaczany jako położenie zaworu = f(różnicy temp przed i za wtryskiem) przy możliwych dodatkowych parametrach (ciśnienie wody wtryskowej, różnica ciśnień woda wtryskowa para, moc bloku). Model pokazuje: a) Wartość położenia, przy którym pojawia się schłodzenie. b) Pogarszanie się charakterystyki. jw. 3) Model : Regulator prosty. Wejścia to wartość regulowana, wartość zadana, tryb pracy auto/ręczny Model pokazuje: a) Czas pracy w zdefiniowanych zonach 0.5%; 1%; 2%; 5%:. Jeśli czas pracy mniejszy niż xxx, to alarm. b) Max przeregulowania w godzinie (forma statyczna, bez analizy zmiany wartości zadanej). Jeśli przeregulowanie większe niż xxx, to alarm c) Całki godzinowe.

9 Wersja: 1.0 Strona: 9 z 9 PODSUMOWANIE I KORZYŚCI Podsumowując powyższe informacje jest uniwersalnym systemem do wykonywania obliczeń na dużych ciągach danych. Rozszerzenie o system modeli powoduje, że obliczeń tych można używać w konkretnych celach. Ciągłe i bieżące wykonywania statystycznych obliczeń związanych z eksploatacją określonych urządzeń pozwala na ciągłą aktualizację wiedzy o ich stanie, a także ułatwia zarządzanie ich kontrolą i naprawami. W połączeniu z systemem ewidencji danych o urządzeniach pozwala na planowanie napraw i przeglądów sprzętu na podstawie ich aktualnych eksploatacyjnych. charakterystyk