Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra

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