Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania KOMPUTEROWE SYSTEMY STEROWANIA (KSS)

Transkrypt

1 Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania KOMPUTEROWE SYSTEMY STEROWANIA (KSS) Temat: Platforma Systemowa Wonderware przykład zaawansowanego systemu SCADA Ćwiczenie Laboratoryjne nr 4 Opracowanie: Sokólski Paweł, mgr inż. Gdańsk, Marzec 2016

2 Przed przystąpieniem do ćwiczeń laboratoryjnych Przed przystąpieniem do ćwiczeń laboratoryjnych należy: 1. Dokonać wyboru stanowiska laboratoryjnego według zaleceń prowadzącego. 2. Dokonać wyboru wariantu zadania (każda grupa laboratoryjna realizuje inny wariant). Każda z grup będzie projektować jeden z szablonów: a. Pompy, b. Zbiornika, c. Mieszalnika, d. Grzałki, e. Podajnika półproduktu A, f. Dozownika półproduktu B. 3. Uruchomić oprogramowanie ArchestrA IDE, do którego skrót znajduje się w: START -> Wonderware i połączyć się z serwerem projektu zgodnie z poleceniami prowadzącego. Cel laboratorium W ramach laboratorium rozważana będzie fikcyjna fabryka np. czekolady składająca się z 6 linii produkcyjnych, z których każda wyposażona jest w ten sam zestaw urządzeń, jednakże produkuje inny rodzaj produktu. Głównym elementem linii produkcyjnej jest zbiornik, w którym znajduje się produkt, do którego przy pomocy pompy wtłaczana jest np. masa kakaowa. Do masy przy pomocy podajnika i dozownika dodawane są pozostałe składniki (np. cukier, orzechy itp.). Całość jest podgrzewana do odpowiedniej temperatury oraz mieszana. Celem laboratorium jest zamodelowanie omawianej fabryki w oprogramowaniu Wonderware System Platform. W ramach laboratorium konieczne będzie wykonanie modelu każdego z urządzeń (skonfigurowanie odpowiednich zmiennych, dodanie odpowiednich skryptów) oraz zaprojektowanie odpowiedniego symbolu graficznego dla każdego z nich. Następnie na tej podstawie modelowana jest każda z linii produkcyjnych. Korzystając z gotowego modelu fabryki tworzona jest wizualizacja procesu. Konfiguracja systemu uwzględnia również archiwizację danych w przemysłowej bazie danych oraz obsługę alarmów. Zadanie 1 3 pkt Pierwszym zadaniem jest wykonanie w pełni funkcjonalnego szablonu jednego z elementów układu instalacji. Każda z grup realizuje szablon wybranego przez siebie urządzenia. Na pełną konfigurację składa się: a) Dodanie zmiennych procesowych (dodanie atrybutów), b) Dodanie skryptów realizujących funkcjonalność danego urządzenia (inercja pierwszego rzędu), c) Stworzenie aktywnego (reagującego na zmiany zmiennych procesowych) symbolu urządzenia (działająca grafika elementu zmienna analogowa, alarm).

3 Zadanie 2 3 pkt Drugim zadaniem jest wykonanie, na podstawie opracowanych szablonów, linii produkcyjnej. Każda grupa laboratoryjna realizuje jedną z linii dodając do niej wszystkie z elementów, a następnie przeprowadza konfigurację każdego z urządzeń na poziomie instancji poszczególnych obiektów (obiektów powstałych na podstawie szablonów). Do konfiguracji linii należy: a) Dodanie instancji poszczególnych urządzeń (stworzenie linii produkcyjnej), b) Dodanie opcji alarmowania i historyzowania poszczególnych zmiennych, c) Modyfikacja obiektów w stosunku do szablonów (zróżnicowanie parametrów dla każdej z grup laboratoryjnych), d) Połącznie po przez rozszerzenia (extensions) i skrypty poszczególnych elementów linii tak, aby przepływ sygnałów odpowiadał działaniu linii (np. wyjście pompy stanowiło wejście zbiornika). Uruchomienie całej linii. Zadanie 3 2 pkt Trzecim zadaniem jest umieszczenie wszystkich symboli graficznych na ekranie wizualizacji oraz publikacja wizualizacji na portalu umożliwiając dostęp przez przeglądarkę internetową. Przebieg zadania: a) Stworzenie pustej wizualizacji InTouch z poziomu Platformy Systemowej, b) Dodanie symboli poszczególnych urządzeń i skomponowanie wizualizacji procesu, c) Publikacja okna wizualizacji na stronie. Zadanie 4 2 pkt Zadaniem dodatkowym jest wykonanie prostego układu regulacji np. sterowanie wydajnością pompy/odpływem ze zbiornika w zależności od poziomu w zbiorniku w postaci odrębnego obiektu. Obiekt regulatora w oparciu o sygnały z linii produkcyjnej powinien wpływać na wielkości sterujące poszczególnych urządzeń. Uwaga! Wszystkie dodatkowe informacje zostaną podane przez prowadzącego w trakcie laboratorium.

4 Materiał pomocniczy a) Przebieg laboratorium na przykładzie pompy:

5 Przykładowe zmienne i funkcjonalności poszczególnych urządzeń: 1. Pompa - Stan pompy: włączona/wyłączona lub moc pompy w procentach - Awaria pompy: awaria/brak awarii - Wydajność pompy: ilość produktu wtłaczanego do zbiornika w l/min Model dynamiki pompy. 2. Zbiornik - Poziom w zbiorniku w metrach - Dopływ do zbiornika - Awaria: przekroczenie poziomu maksymalnego - Odpływ ze zbiornika Model dynamiki zbiornika. 3. Mieszalnik - Prędkość mieszalnika - Dopływy surowców do zbiornika - Awaria: uszkodzenia mieszalnika - Stan mieszalnika: włączona/wyłączona lub moc grzałki w procentach Model dynamiki grzania. 4. Grzałka - Temperatura w stopniach Celsjusza - Przepływ produktu przez zbiornik - Awaria: przekroczenie temperatury - Stan grzałki: włączona/wyłączona lub moc grzałki w procentach Model dynamiki grzania. 5. Podajnika półproduktu A i dozownik półproduktu B - Wydajność podajnika/dozownika w kg/min lub l/min - Prędkość podajnika/stopień otwarcia dozownika

6 - Awaria: uszkodzeni podajnika/dozownika - Stan urządzenia: włączone/wyłączone lub prędkość w procentach/otwarcie w procentach Model dynamiki członu wykonawczego. Przykładowy model (minimum do zaliczenia zadania, dynamika obiektu może być bardziej złożona): y(k)=a*y(k-1)+b*u(k) Uwaga! Lista zmiennych, skryptów i dodatkowych funkcjonalności może ulec zmianie w trakcie laboratorium na prośbę prowadzącego. Uwaga! Dostępny jest również materiał pomocniczy b), jako oddzielny plik. Zawiera on zestaw ćwiczeń stanowiący przegląd środowiska ArchestrA IDE i może być pomocny w przygotowaniu i/lub realizacji ćwiczenia.