System SCADA we współpracy ze specjalnym algorytmem sterowania

Transkrypt

1 Pomiary Automatyka Robotyka 6/009 System SCADA e spółpracy ze specjalym algorytmem steroaia Krzysztof Oprzędkieicz W pracy omóioo zasady realizacji systemu SCADA spółpracującego ze specjalymi algorytmami regulacji ciągłej realizoaymi a platformie sprzętoo-programoej PLC. Dodatkoym zadaiem ykoyaym przez aplikację jest dostrojeie regulatora do procesu a podstaie parametró modelu obiektu oraz okresu próbkoaia algorytmu. Jako przykład rozażoo realizację systemu SCADA dla regulatora redukcyjego zaimplemetoaego a steroiku SIMATIC S7-00 firmy Siemes. Badaia testoe zbudoaej aplikacji ykazały pełą popraość jej działaia. ukcje systemó SCADA układach automatyki są poszechie zae. Pozalają oe a moitoroaie i adzór steroaego procesu, archiizację daych procesoych, alarmoaie, realizację pracy ręczej, torzeie raportó itp. Jedocześie, ze zględu a możliość stosoaia skryptó realizujących złożoe operacje obliczeioe, jest także możlie ykoyaie a poziomie systemu SCADA dodatkoych operacji obliczeioych, p. ziązaych z dostrojeiem regulatora do procesu. Procedury autoadaptacji i samostrojeia typoych algorytmó regulacyjych (p. PID są stosoae poszechie przez szystkich producetó sprzętu i oprogramoaia sterującego. Jedocześie ależy zauażyć, że iektórych sytuacjach uzasadioe jest stosoaie specjalych algorytmó regulacyjych, które są budoae a bazie modelu obiektu regulacji. Dostrojeie lub autoadaptacja takiego algorytmu często ymagają ykoaia złożoych operacji obliczeioych, a jedocześie ykoyae są stosukoo rzadko podczas pracy systemu steroaia. Z tego zględu jest uzasadioa implemetacja procedur samostrojeia a poziomie aplikacji SCADA, gdzie yzaczoe parametry regulatora są yae do pamięci steroika. Steroik jest także ykorzystay do zbieraia daych iezbędych do ykoaia procedury samostrojeia regulatora. W dalszej części pracy zostaą omóioe ogóle zasady realizacji systemu SCADA przezaczoego do spółpracy ze specjalym algorytmem steroaia, bazującym a zajomości modelu obiektu, przy czym algorytm steroaia jest zaimplemetoay a platformie sprzętoo-programoej PLC. Jako przykład dr iż. Krzysztof Oprzędkieicz Katedra Automatyki, Akademia Góriczo-Huticza Krakoie zostaie zaprezetoaa aplikacja SCADA dla regulatora redukcyjego zaimplemetoaego a steroiku SIMATIC S7-00 firmy Siemes []. Ogóle zasady kostrukcji aplikacji SCADA spółpracującej z algorytmem specjalym Aplikacja SCADA spółpracująca ze specjalym algorytmem steroaia, bazującym a modelu obiektu, poia zapeić możliość realizacji zaróo soich podstaoych fukcji (moitoroaie i adzór procesu, steroaie przebiegiem pracy itp., jak też dodatkoych fukcji, ziązaych z dostrojeiem algorytmu do steroaego procesu. W specjalych algorytmach steroaia, bazujących a zajomości modelu obiektu, parametry algorytmu są zależe od parametró modelu obiektu oraz od przyjętego okresu próboaia. Każda sytuacja, starzająca potrzebę potórego dostrojeia regulatora (p. zmiaa parametró procesu poodująca pogorszeie jakości regulacji układzie, zmiaa okresu próbkoaia, iąże się z ykoaiem szeregu operacji obliczeioych, często o dużej złożoości. Jedocześie podczas typoej eksploatacji systemu steroaia, dostrajaie regulatora odbya się stosukoo rzadko, a adzór ad jego przebiegiem poiie być zastrzeżoy tylko dla określoej grupy użytkoikó, ęższej iż przypadku typoej pracy systemu. Na podstaie poyższych przesłaek ydaje się uzasadioe, żeby operacje obliczeioe ziązae z dostrajaiem regulatora ykoyae były a poziomie aplikacji SCADA (rys.. Dae ejścioe iezbęde dla przeproadzeia procedury są pobierae z procesu za pośredictem steroika, gotoe yzaczoe parametry są róież yae do określoych obszaró pamięci steroika z poziomu systemu SCADA. 5

2 Pomiary Automatyka Robotyka 6/009 Skrypty yzaczeie parametró liczboych Ekra : Logoaie, start i yjście z aplikacji praca strojeie odczyt daych z PLC Ekra : Praca artość zadaa tredy i alarmy tryby pracy ocea jakości regulacji archiizacja Ekra : Strojeie podaie parametró liczboych parametry liczboe parametró do PLC archium sygał artości zadaej sygał steroaia ręczego przełączaie trybu pracy (A/M start/stop archiizacji Rys.. Ogóly schemat aplikacji SCADA spółpracującej z algorytmem specjalym Ekra r jest głóym ekraem użyaym podczas ormalej pracy aplikacji i jego fukcje są typoe: umożliia uruchamiaie i zatrzymaie aplikacji, ustaiaie poziomu artości zadaej, przełączaie trybó pracy automatyczej i ręczej, steroaie ręcze, start i zatrzymaie archiizacji zmieych procesoych oraz oceę jakości regulacji. Wymiaa daych pomiędzy aplikacją SCADA i steroikiem PLC odbya się pod koiec każdego cyklu programoego PLC (rys.. Wtedy astępuje odczyt zmieych procesoych ze steroika do systemu SCADA (przy aktyym ekraie oraz parametró regulatora z aplikacji SCADA do pamięci steroika po ich akceptacji przez operatora (przy aktyym ekraie. Wymiaa daych jest realizoaa z częstością róą okresoi próbkoaia T p algorytmu, przy czym oba systemy pracują asychroiczie. Wymiaa daych odbya się g modelu kliet serer, przy czym stroą iicjalizującą (klietem jest system SCADA. System SCADA ymiaa daych SCADA ymiaa daych SCADA ymiaa daych. czas Tp Tp Aplikacja SCADA pokazaa a rys. zaiera ekray: ekra r jest ekraem startoym, służącym do logoaia użytkoika i yboru astępego ekrau, przy czym do yboru są ekray: r użyay do dostrajaia regulatora lub r użyay podczas ormalej pracy aplikacji. Ekra dostrajaia dostępy jest yłączie dla zastrzeżoej grupy użytkoikó, ekra ormalej pracy dostępy jest dla każdego upraioego do zalogoaia się systemie. Podczas użytkoaia aplikacji przełączaie ekraó odbya się zgodie ze stałą kolejością: ( lub. Ekra r umożliia zalogoaie się, a astępie przejście do ekraó r lub r, zgodie z posiadaymi upraieiami lub zakończeie pracy aplikacji. Możlie jest zalogoaie się a poziomach upraień: automatyk i techolog procesu, przy czym automatyk ma upraieia dostępu do obu ekraó, a techolog tylko do ekrau r. Ekra r jest użyay do dostrajaia algorytmu steroaia. Dostrojeie polega a yzaczeiu liczboych parametró algorytmu zgodie z określoymi zorami, przy czym dae ejścioe do obliczeń mogą być częścioo proadzoe przez operatora, a częścioo pobierae ze steroika. W iektórych przypadkach dae mogą być ymieiae z ią aplikacją, pracującą obrębie tej samej platformy, p. z systemem MATLAB/SIMULINK, służącym do ykoyaia złożoych obliczeń. Z poziomu ekrau r są uruchamiae skrypty obliczające parametry, a te po akceptacji operatora są yae do pamięci steroika. W przypadku braku akceptacji, procedura yzaczaia asta może być potórzoa dla iego zestau parametró ejścioych pobraych z procesu lub proadzoych przez operatora. odczyt ejść Steroik PLC Program yjść ymiaa daych odczyt ejść Program yjść ymiaa daych odczyt ejść Tp Tp Tp Rys.. Współpraca systemu SCADA ze steroikiem PLC Dośiadczaly układ regulacji cyfroej Program yjść ymiaa daych Aplikacja SCADA została zbudoaa dla dośiadczalego układu regulacji cyfroej (rys.. Jest to układ steroaia hard PLC. Steroik PLC, SIMATIC S7-00 firmy Siemes, składa się z jedostki cetralej typu 5 oraz połączoego z CPU a spólej szyie iterfejsu procesoego, zaierającego moduł ejść i yjść dyskretych, moduł ejść aalogoych oraz moduł yjść aalogoych. Programator i stopień adrzędy układu steroaia zrealizoae są a biuroym komputerze klasy PC. Komuikacja pomiędzy komputerem i PLC odbya się z ykorzystaiem stadardu MPI (karta komuikacyja PROFIBUS/MPI komputerze, port MPI PLC. Komputer PC pełi rolę programatora oraz platformy sprzętoo-programoej do kofiguracji i uruchomieia aplikacji SCADA. Obiektem regulacji systemie steroaia (rys. jest dośiadczaly jedoymiaroy obiekt cieply (rys. 4. Głóą częścią obiektu jest pręt miedziay z zamocoaym a jedym z końcó elemetem grzejym, steroaym zormalizoaym sygałem prądoym z zakresu 0 5 ma za pośredictem czas 6

3 Pomiary Automatyka Robotyka 6/009 Rys.. Kofiguracja sprzętoo-programoa systemu steroaia zmaciacza mocy. Temperatura pręta jest odczytyaa za pomocą czujika rezystacyjego, zamocoaego peej odległości od grzejika. Sygał z czujika jest przetarzay a zormalizoay sygał prądoy z zakresu 0 5 ma. G ( s 0 k ( Ts ( Zasadiczą ideą regulatora redukcyjego (ag. cacellatio cotroller jest zbudoaie układu [8], którego dyamika pozoliłaby a skompesoaie dyamiki obiektu regulacji. Kostrukcja regulatora redukcyjego ersji ciągłej była omaiaa m.i. pracy R. Góreckiego [], a ersji dyskretej pracy R. Isermaa [5]. Taki układ, przypadku realizacji p. zadaia adążaia zapeiłby atychmiastoe odtarzaie zmia ejścia ( tym ypadku artości zadaej a yjściu układu. Przy odpoiediej kostrukcji układu możlie byłoby też bardzo szybkie tłumieie zakłóceń. W przypadku idealym, trasmitacja ymuszeioa całego układu regulacji poia być róa. Dla przykładu, rozażmy ajprostszy możliy przypadek otartego układu steroaia (rys. 5. r G R (s u G o (s y u(t 0 5 ma ejście yjście y(t 0 5 ma Rys. 5. Otarty układ steroaia z regulatorem redukcyjym zmaciacz grzejik przetorik 0,5 A R(Q czujik 0 x 0 x x x u x y Rys. 4. Uproszczoy schemat obiektu regulacji długość Zakresy 0 5 ma sygałó: ejścioego i yjścioego z obiektu regulacji odpoiadają artościom całkoitoliczboym: sygału z ejścia aalogoego steroika oraz sygału steroaia podaaego a yjście aalogoe steroika z zakresu Przedział te yika z faktu, że sygał z zakresu 0 5 ma jest odczytyay z użyciem ejścia prądoego o zakresie 0 0 ma spółpracującego z -bitoym przetorikiem A/C, którym sygał ejścioy 0 0 ma jest przetarzay a artość z przedziału Rozpatryay obiekt regulacji może być opisay zaróo za pomocą modelu dokładego postaci róaia przeodicta cieplego, jak i modelu przybliżoego postaci trasmitacji zastępczej. Modele matematycze tego obiektu były dokładie omóioe ielu cześiejszych pracach autora ([8], []. Regulator redukcyjy Dla celó sytezy regulatora redukcyjego obiekt regulacji został opisay modelem zastępczym Strejca postaci trasmitacji -tego rzędu bez opóźieia: Jeżeli założymy, że trasmitacja zastępcza całego układu z rys. 5 ma być róa, to atychmiast otrzymujemy zór a trasmitację regulatora G R (s jako: GR ( s ( G ( s o Moża zauażyć, że podczas kostrukcji rzeczyistego regulatora redukcyjego edług ( atrafiamy a die zasadicze trudości: Pierszym problemem jest realizoalość fizycza układu, która ymaga spełieia zasady przyczyoości. Ozacza to, że stopień liczika jakiejkoliek trasmitacji rzeczyistej ie może być yższy iż stopień jej miaoika. Z tego zględu rzeczyisty regulator redukcyjy, określoy przez (, może być zbudoay tylko dla peej ąskiej klasy rzeczyistych obiektó. Drugą trudością, z jaką możemy się zetkąć podczas realizacji układu (, jest iedokładość modelu matematyczego obiektu, opisaego trasmitacją G o (s. Z tego zględu żadym ypadku ie moża przyjąć, że trasmitacja zastępcza całego układu będzie róa. Dlatego podczas sytezy układu rzeczyistego regulatora redukcyjego postępuje się ieco iaczej, iż pokazao. Jedą z metod jest budoa regulatora taki sposób (rys. 6, aby dyamika regulatora lub peej jego części mogła zastąpić dyamikę obiektu regulacji []. Załóżmy, że obiekt regulacji jest opisay modelem zastępczym Strejca bez opóźieia (, przy czym rząd 7

4 Pomiary Automatyka Robotyka 6/009 r(t e(t - M(s Regulator redukcyjy Rys. 6. Układ regulacji z regulatorem redukcyjym. M(s trasmitacja zredukoaego modelu obiektu H(s trasmitacja korektora dyamiczego G o (s trasmitacja obiektu regulacji trasmitacji zastępczej. Wtedy trasmitacja obiektu przyjmie postać: G ( s o k ( Ts ( Trasmitacje M(s oraz H(s obu części regulatora przyjmą postać: M( s ( Ts h Ts H( s k h Ts gdzie h spółczyik redukcji dyamiki modelu. (4 (5 Zdefiiujmy trasmitację zastępczą regulatora redukcyjego: U( s GR( s (6 E( s Po uzględieiu (4 i (5 i przekształceiach, otrzymujemy: G R ( ( Ts ( s k h Ts (7 Zróćmy uagę, że trasmitacja regulatora redukcyjego (7, ma jede biegu zerze, co moża iterpretoać jako obecość regulatorze człou całkującego. Jest to korzyste ze zględu a proadzeie astatyzmu do całego układu regulacji, aalogiczie, jak przypadku użycia regulatora PI. Trasmitacja ymuszeioa całego układu regulacji, po uzględieiu (7 i założeiu, że dyamika obiektu jest dokładie opisaa przez model, będzie mieć postać: G H(s Y( s ( s R( s ( hts G o (s (8 u(t z(t y(t Na podstaie (8 moża stierdzić, że przypadku zajomości dokładego modelu obiektu (przypadek idealy, trasmitacja całego układu regulacji idziaa z ejścia będzie róa trasmitacji modelu zredukoaego M(s. Miarą dyamiki modelu zredukoaego, opisaego przez trasmitację M(s jest artość spółczyika h. Na podstaie (8 idzimy, że spółczyik te opisuje, jak zmiejszy się zastępcza stała czasoa całego układu po zastosoaiu regulatora. Moża zauażyć, że zakres artości spółczyika h, sesoy z puktu idzeia zastosoań praktyczych rozażaego układu, zaiera się przedziale (0;. Teoretyczie, zmiejszając te spółczyik, moża całkoicie zredukoać dyamikę obiektu. W przypadku rzeczyistym, gdy model opisuje dyamikę obiektu jedyie sposób przybliżoy, trasmitacja ymuszeioa całego układu ie będzie mieć tak prostej postaci jak (8, atomiast jakość regulacji z zastosoaiem regulatora redukcyjego będzie adal ysoka. Trasmitację (7 regulatora redukcyjego moża ać róoażej, ygodej do realizacji praktyczej postaci: (9 Zauażmy, że pierszy czyik trasmitacji (9 jest trasmitacją regulatora PI. Jeśli proadzimy ozaczeia: (0 to trasmitacja regulatora redukcyjego może być aa jako iloczy trasmitacji regulatora PI oraz korektora dyamiczego: G R (s G PI (sg K (s ( Po uzględieiu (, schemat blokoy układu regulacji z regulatorem redukcyjym będzie jak a rys. 7. r(t - e(t G PI (s x(t Regulator redukcyjy G K (s u(t Rys. 7. Układ regulacji z regulatorem redukcyjym po przekształceiach z(t G o (s Dotychczasoe rozażaia dotyczyły regulatora redukcyjego ersji ciągłej. Dla celó realizacji praktyczej tego układu a urządzeiu cyfroym, ależy przekształcić rozażay algorytm regulacyjy do postaci dyskretej. W tym celu ależy przejść z opisu algorytmu dziedziie zmieej zespoloej s (7, (0 i (, do opisu dziedziie czasu: t xt ( KTet r ( Kr e( t dt h T dut ( ht du ( t ut ( dt dt T dxt ( T dx ( t xt ( dt dt 0 y(t ( ( 8

5 Pomiary Automatyka Robotyka 6/009 Róaia ( i (, ciągłe dziedziie czasu, dyskretyzujemy, proadzając dyskretą skalę czasu i zastępując całkę sumą oraz pochode odpoiedimi ilorazami różicoymi. Przy założeiu, że okres próbkoaia jest róy T p i zaczie miejszy iż zastępcza stała czasoa T opisująca dyamikę obiektu (T p << T oraz proadzając koecję ozaczeń: u(t p u(, e(t p e(, x (T p x(, moża róaia ( i ( ać postaci dyskretej. Regulator PI opisuje zależość: x ( Ke ( I ei ( Parametry regulatora PI: i 0 K k h, I kt T p (4 (5 Korektor opisay jest róaiem rekurecyjym: Róaia ( (0 staoią peły opis regulatora redukcyjego postaci dyskretej. Mogą być bezpośredio zrealizoae blokach fukcyjych podczas implemetacji algorytmu. Współczyiki (5 oraz (9 są yzaczae skryptach aplikacji SCADA. W rozażaym przypadku (dość proste spółczyiki oraz jeda pętla regulacyja mogłyby być yzaczae bezpośredio PLC, a ie a poziomie SCADA, lecz przypadku ogólym (a przykład: duża liczba złożoych obliczeioo spółczyikó i koieczość ich optymalizacji, iększa liczba pętli regulacyjych itp. yzaczaie spółczyikó algorytmu a poziomie systemu SCADA dość zaczie odciąża obliczeioo CPU steroika. Implemetacja algorytmu regulatora a platformie PLC firmy Siemes Algorytm regulatora został zaimplemetoay a platformie PLC firmy Siemes (rys. 8. W rozażaym ypadku dla aplikacji SCADA dostępe są zmiee bezpośredio reprezetoae oraz blok daych DB0. au ( a u ( a u ( bx ( b x ( b x ( (6 Współczyiki róaia korektora są astępujące: ejście PIW 5 PV OB MWO FC WORD > REAL skaloaie P r o g r a m a P L C MD 4 DB DB SP MD 80 FB PI FB korektor (7 yjście PQW 5 MD FC REAL > WORD skaloaie DB 0 Parametry regulatora MD 6 CV OB 5 SCADA Z róaia korektora (6 yzaczamy steroaie u(, które ma być podaae a obiekt: a u a u a ( ( a u ( b a x b a x b ( ( a x ( (8 Dla uproszczeia u (8 moża proadzić ozaczeia: a a b,, a a a b b (9 4, 5 a a Teraz róaie korektora (8 przyjmie postać: u ( u ( u ( x ( x ( x ( 4 5 (0 Rys. 8. Schemat realizacji algorytmu regulatora redukcyjego a platformie PLC firmy Siemes Algorytm steroaia opisay przez (4 (0 jest realizoay pod adzorem dóch blokó orgaizacyjych OB oraz OB5. Blok OB jest ykoyay każdym cyklu programoym, a blok OB5 jest ykoyay ze stałą częstością, defiioaą a etapie kofiguracji sprzętu. Te okres aktyacji bloku OB5 jest okresem próbkoaia algorytmu regulatora dyskretego T p i jest odczytyay przez aplikację SCADA podczas yzaczaia parametró liczboych algorytmu. Z poziomu SCADA jest o dostępy yłączie do odczytu. W bloku OB realizoay jest odczyt sygału ielkości reguloaej z ejścia aalogoego i sygału sterującego a yjście aalogoe oraz koersja i skaloaie ielkości reguloaej oraz sygału sterującego. Pod adzorem bloku OB5 ykoyae są istacje blokó fukcyjych: FB, realizującego algorytm regulatora PI (4 oraz bloku FB realizującego algorytm korektora dyamiczego (0. Bloki daych DB oraz DB są blokami daych stoarzyszoymi z istacjami blokó fukcyjych FB i FB. Blok daych DB0 jest stosoay do przechoyaia parametró regulatora (5 oraz (9, yzaczaych a poziomie aplikacji SCADA. 9

6 Pomiary Automatyka Robotyka 6/009 Aplikacja SCADA spółpracująca z regulatorem redukcyjym Aplikacja SCADA zrealizoaa zgodie z opisaymi regułami została zbudoaa z ykorzystaiem oprogramoaia ProTool/Pro firmy Siemes []. Oprogramoaie to jest przyjaze dla użytkoika i bardzo dobrze przystosoae do spółpracy z systemami PLC Siemesa. Aplikacja SCADA jest budoaa jako część projektu STEP 7, zmiee systemu SCADA komuikujące się ze steroikiem są skojarzoe bezpośredio ze zmieymi bezpośredio reprezetoaymi steroika oraz blokiem daych DB0, zaierającym parametry regulatora; kofiguracja ymiay daych jest także prosta. Zakres dopuszczalych artości spółczyikó h, T oraz k jest uzasadioy fizyczą iterpretacją parametró zastępczego modelu obiektu oraz iterpretacją spółczyika redukcji dyamiki modelu h. Wiadomo, że jego artość poia się zaierać przedziale (0;. Na podstaie badań symulacyjych [8, 0] stierdzoo, że ajlepszą jakość regulacji dla rozażaego obiektu osiąga się dla spółczyika h 0,8. Działaie aplikacji jest zgode ze schematem fukcjoalym podaym a rys.. Po starcie jako pierszy pojaia się ekra logoaie, który pozala a realizację fukcji: przejście do ekrau r strojeie przejście do ekrau r praca zakończeie działaia aplikacji. Przejścia do ekraó lub mogą być zabezpieczoe hasłami dostępu. Ekra r strojeie umożliia yzaczeie parametró algorytmu regulacji K, I zgodie z (5 oraz 5 zgodie z (9. Do yzaczeia tych parametró ymagaa jest zajomość parametró trasmitacji zastępczej obiektu, opisaej przez (: zastępczej stałej czasoej T i zmocieia obiektu k oraz spółczyika h. Parametry te są proadzae przez operatora. Parametry modelu oraz spółczyik redukcji dyamiki h są zdefiioae jako zmiee lokale aplikacji, gdyż są użyae yłączie do yzaczeia parametró regulatora. Podczas defiioaia poyższych spółczyikó jest spradzaa ich artość. Przekroczeie dopuszczalych zakresó spółczyikó jest sygalizoae komuikatem i parametry regulatora ie są yzaczae dopóty, dopóki ie podao popraych daych ejścioych. Wartości parametró regulatora są yzaczae z ykorzystaiem skryptó, ykoaych po popraym proadzeiu parametró modelu obiektu oraz aciśięciu odpoiediego przycisku zajdującego się a ekraie. Okres próbkoaia T p, iezbędy do ich yzaczaia, jest odczytyay bezpośredio ze steroika. Jest to uzasadioe tym, iż rozażaym ypadku jest o defiioay a poziomie kofiguracji sprzętu podczas budoy aplikacji sterującej (jest to okres uaktyiaia bloku orgaizacyjego OB5 przez przeraie zegaroe. Wyzaczoe artości parametró są yśietlae, a po zaakceptoaiu przez operatora są yae bloku daych DB0 pamięci steroika. W chili startu aplikacji lub też jeżeli ie uruchomioo obliczeia oych artości, parametry regulatora są róe ich artościom domyślym, aym bloku daych DB0 dla okresu próbkoaia róego s oraz parametró modelu obiektu podaych tab.. Tab.. Liczboe artości parametró modelu trasmitacyjego ( Parametr k T (s Wartość,8,0 Z ekrau r strojeie jest możlie przejście tylko do ekrau r praca. Jest to ekra działający podczas ormalej pracy aplikacji. Z poziomu tego ekrau możlia jest realizacja astępujących fukcji systemu: przełączaie trybu pracy ręczy/automatyczy realizacja steroaia ręczego za pomocą suaka ustaiaie artości zadaej dla układu regulacji yzaczaie tredó bieżących oraz archiizacja ielkości reguloaej, artości zadaej, uchybu regulacji i sygału steroaia układzie. Wartość zadaa oraz sygał steroaia ręczego są podaae z ykorzystaiem suakó, przy czym zmiee skojarzoe bezpośredio z suakami są typu całkoitego, z zakresu Jest to uzasadioe tym, że: z suakiem może być skojarzoa yłączie liczba typu całkoitego sygał steroaia ręczego może być poday bezpośredio a yjście aalogoe, bez koieczości skaloaia i koersji typu. Dla popray czytelości, ielkości sygałó artości zadaej oraz sygału steroaia ręczego są yśietlae a ekraie ie zmieoprzecikoym 0 5 ma. Na ekraie r zajduje się także przełączik obsługujący archiizację zmieych procesoych: artości zadaej, ielkości reguloaej, steroaia, uchybu regulacji oraz trybu pracy (ręczy/automatyczy, które są yae formacie *.csv. Z ekrau r praca moża porócić do ekrau r logoaie, który umożliia przejście do trybu strojeia lub zakończeie pracy systemu. Przykładoy test działaia systemu steroaia Działaie omóioego systemu steroaia raz z aplikacją SCADA zostało spradzoe dla parametró modelu zastępczego obiektu ( podaych tab., okresu próbkoaia algorytmu T p s oraz spółczyika redukcji dyamiki h 0,8. Parametry regulatora yzaczoe systemie SCADA są poda- 0

7 Pomiary Automatyka Robotyka 6/009 e tab.. Metoda doboru spółczyika redukcji dyamiki h oraz przebiegi sygałó układzie z regulatorem redukcyjym dla iych artości h są podae pracy [8]. Tab.. Liczboe artości parametró róaia (0 yzaczoe zgodie z (5 i (9 dla obiektu o parametrach z tab. Parametr K I 4 5 Wartość, 0,054,688 0,74 5,404 0,40 4,946 Przykładoe przebiegi tredó artości zadaej, ielkości reguloaej, steroaia i uchybu regulacji rozażaym układzie regulacji dla skokoej zmiay artości zadaej z,5 ma a,5 ma oraz dla parametró regulatora podaych tab. pokazae są a rys. 9. tredy PV, CV SP i ERR 5 4 PV CV ERR SP poio się odbyać automatyczie, po ystąpieiu jedego ze zdarzeń: zmiaa artości zadaej dostrojeie regulatora z oymi parametrami przekroczeie określoej, progoej artości przez uchyb regulacji podczas ustabilizoaej pracy systemu (po dostateczie długim czasie od zmiay artości zadaej lub zmiay asta. W przypadku przekroczeia określoych, progoych artości przez skaźiki jakości ależy poiadomić operatora, który może potórie uruchomić procedurę dostrajaia regulatora. Ią plaoaą rozbudoą systemu SCADA jest dodaie układu spradzającego a priori (przed uruchomieiem steroaia stabilość układu regulacji dla aktualie yliczaych parametró regulatora przy założeiu, że stała czasoa T trasmitacji zastępczej obiektu jest zaa jedyie z peym przybliżeiem i opisaa liczbą przedziałoą. Układ testujący ma zapobiec defiioaiu takich parametró regulatora, które przy założoej iepeości zastępczej stałej czasoej obiektu ie byłyby staie zapeić popraej pracy układu steroaia Rys. 9. Przykładoe tredy ielkości reguloaej, uchybu regulacji oraz sygału sterującego układzie dla skokoej zmiay artości zadaej z,5 ma a,5 ma. SP artość zadaa, CV ielkość reguloaa, CV sygał steroaia, ERR uchyb regulacji Dla przebiegó z rys. 9 artość czasu regulacji jest róa 7 s, a przebieg ielkości reguloaej ie ykazuje przereguloań. Pozala to a sformułoaie iosku, że dla rozażaego obiektu regulacji oraz parametró regulatora yzaczoych systemie SCADA działaie całego układu steroaia jest poprae i pełi zgode z cześiejszymi yikami [8, 0]. Uagi końcoe Przedstaioy sposób realizacji aplikacji SCADA dla specjalego algorytmu steroaia może być zaadaptoay a iej platformie sprzętoo-programoej oraz stosoay dla iych algorytmó bazujących a zajomości modelu obiektu regulacji. W przypadku algorytmó specjalych budoa aplikacji SCADA poia być ściśle poiązaa z budoą aplikacji realizującej algorytm steroaia. Oprogramoaie sterujące ależy budoać z założeiem, że ma oo spółpracoać z systemem SCADA. Takie podejście zaczie ułatia budoę systemu SCADA i jego itegrację z resztą projektu. W ramach rozbudoy systemu plauje się dodaie modułu testoaia jakości regulacji, zbudoaego a podstaie yikó omóioych pracy [9], przy czym uruchomieie moitoroaia jakości Bibliografia. Bailey D., Wright E.: Practical SCADA for idustry, Elsevier 00.. Berger H.: Automatig ith STEP7 i STL ad SCL, MCD Corporate Publishig 00.. Górecki R.: Regulator redukcyjy, Zeszyty Naukoe AGH Elektrotechika, t. 5 (996, z., s Grega W.: Metody i algorytmy steroaia cyfroego układach scetralizoaych i rozproszoych, Wyd. AGH, Iserma R.: Digital Cotrol Systems, vol. Spriger, Jakuszeski R.: Programoaie systemó SCADA Proficy HMI/SCADA ifix, Wyd. Prac. Komp. J. Skalmierskiego, Gliice Kasprzyk J.: Programoaie steroikó przemysłoych, WNT Warszaa Oprzędkieicz K.: Dyskrety regulator redukcyjy i jego praktycza implemetacja, Pomiary Automatyka Robotyka PAR /00, s Oprzędkieicz K.: Moitoroaie jakości regulacji cyfroych układach steroaia, Pomiary Automatyka Robotyka PAR 4/00, s Oprzędkieicz K.: Symulacyje dostrajaie specjalych regulatoró cyfroych, Automatyka 00, t. 7 z., s Oprzędkieicz K.: Problemy implemetacji specjalych algorytmó regulacji ciągłej a platformach sprzętoo-programoych PLC. Mat. XVI Krajoej Koferecji Automatyki, s