Техническое проектирование программного средства

Входные данные

Для корректной работы программы на производстве скиповая подъёмная установка оснащена следующими датчиками, сигналы которых определяют нахождение того или иного объекта в аварийном состоянии

Различают несколько видов датчиков:

– тахогенератор двигателя подъема;

– тахогенератор барабана;

– датчик предельного износа колодок тормоза;

– датчик контроля напуска каната;

– датчик контроля пере подъема скипа;

– датчик входа скипа в разгрузочные кривые;

– датчик уровня полезного ископаемого в поземном бункере;

– датчик уровня полезного ископаемого в поверхностном бункере;

– датчик весовой загрузки дозатора;

– датчик положения скипа при загрузке.

Однако с учётом того, что данная программа будет показана на персональном компьютере, без внедрения на производстве, в качестве входных данных будут запущены теги через симулятор, который идёт в комплекте с WinCC. Этот процесс будет запущен разработчиком вручную.

Однако если запустить данную программу на производстве, то входными данными будут являться выше упомянутые сигналы, поданные с датчиков, установленных на деталях подъёмной машины.

Эти сигналы будут обрабатываться, и отправляться в контроллер, после чего они будут отображены на формах программы.

В зависимости от этих сигналов программа будет осуществлять контроль температуры и вибрации ПУ, определяя, являются ли они предупреждением об аварии или же нет.

По сути, все сигналы соответствуют определённым тегам. Среди них:

– превышение температуры;

– высокая температура;

– уставки высокой температуры;

– уставки превышения температуры;

– высокая температура компенсационной обмотки генератора постоянного тока (ГПТ);

– высокая температура компенсационной обмотки Двигателя постоянного тока (ДПТ);

– высокая температура шунтовой обмотки ГПТ;

– высокая температура шунтовой обмотки ДПТ;

– проток масла в подшипниках;

– высокая температура обмотки статора синхронного двигателя (СД);

– вибрация подшипников;

– температура рабочей поверхности коллектора ГПТ;

– температура рабочей поверхности коллектора ДПТ;

– запрет пуска ГПТ;

– запрет пуска СД;

– запрет пуска ДПТ;

– аварийные остановки;

– превышение температуры компенсационной обмотки ГПТ;

– превышение температуры компенсационной обмотки ДПТ;

– превышение температуры шунтовой обмотки ГПТ;

– превышение температуры шунтовой обмотки ДПТ;

– превышение температура обмотки статора СД;

– контроль реле;

– отсутствие напряжения;

– токовая нагрузка насоса НФ;

– уставка высокой температуры компенсационной обмотки ГПТ;

– уставка высокой температуры компенсационной обмотки ДПТ;

– уставка высокой температуры шунтовой обмотки ГПТ;

– уставка высокой температуры шунтовой обмотки ДПТ;

– уставка высокой температуры обмотки статора СД;

– уставка превышения температуры компенсационной обмотки ГПТ;

– уставка превышения температуры компенсационной обмотки ДПТ;

– уставка превышения температуры шунтовой обмотки ГПТ;

– уставка превышения температуры шунтовой обмотки ДПТ;

– уставка превышения температура обмотки статора СД.

Данные теги привязываются к компонентам форм программы и отображают изменения.

Организация данных

Основное место в организации данных в этой программе занимают, сигналы или, проще говоря, теги, которые отвечают за поступление данных сигналов.

Теги, используемые в WinCC, могут представлять либо реальные значения, либо внутренние значения, которые вычисляются или моделируются внутри WinCC.

Теги процесса "external tags" (внешние теги) служат для обмена данными между WinCC и контроллерами. Каждый тег процесса в WinCC соответствует определенному значению процесса в памяти одного из контроллеров. В режиме исполнения WinCC считывает область данных, в которой хранится это значение процесса, из контроллера и, таким образом, определяется значение тега процесса.

С помощью установленного соединения – канала связи – значение уровня заполнения передается в WinCC [12].

Теги, не получающие значения от процесса, создаются в папке “internal tags” (внутренние теги).

Помимо этого, в приложениях WinCC создаются системные теги, необходимые для внутреннего управления проектом. Имена этих тегов начинаются с символа "@". Данные теги создаются не разработчиком, а только системами WinCC и PCS7.

В данной программе, как раз используются внутренние теги, это обусловлено тем, что отсутствует связь с контроллером. Каждый тег привязывается к определенному объекту программы. Большая их часть привязывается к схеме, на которой отражаются их постоянные изменения.

В свою очередь в программу поступают теги различных типов, а если быть точнее, логического типа Binary tag и вещественного Floating– point number 32– bit IEEE 754.

Их различия в том, что логические теги могут принимать только два значения 0 и 1. Поступление большей части таких сигналов будет отображаться в таблице аварийных сообщений.

К компонентам формы схемы привязано большинство тегов. Теги отвечающие за изменения температур привязываются к компонентам по три.

Два тега из которых логические:

– HI_T_podship_4;

– PREV _T_podship_4.

И один тег вещественный:

– T_podship_4_scale.

Суть этого в том, что вещественный тег отображает изменяемое значение показателя температуры, а от логических тегов зависит цвет значения.

Для определения цвета используется формула:

PREV_T_podship_4*2+HI_T_podship_4 (1.1)

Где: PREV_T_podship_4 – превышение температуры подшипника 4, HI_T_podship_4 – высокая температура подшипника 4.

Результаты могут быть следующими:

– Value Range 1 = 0 – Зелёный;

– Value Range 2 = 1 – Розовый;

– Value Range 3 = 2 – Красный;

– Value Range 4 = 3 – Красный.

Всё это характерно не только для изменения показателей температуры подшипника 4, но и для прочих элементов схемы, таких как:

– изменения показателей температуры компенсационной обмотки ГПТ в точках №1– 4;

– изменения показателей температуры шунтовой обмотки ГПТ в точках №1– 4;

– изменения показателей температуры компенсационной обмотки ДПТ в точках №1– 4;

– изменения показателей температуры шунтовой обмотки ДПТ;

– изменения показателей температуры СД в точках №1– 6;

– изменения показателей температуры коллекторов ГПТ и ДПТ;

– изменения показателей температуры подшипников.

Некоторые из компонентов схемы, в частности, не имеющие отношения к температуре, в аварийных ситуациях, подключенные во время разработки к соответствующим логическим тегам, так же будут изменять свой цвет:

– зелёный – при нормальной работе;

– красный – в аварийных ситуациях.

К ним относятся:

– Otsut_U – Binary tag – Тег, отвечающий за наличие напряжения.

– Otsut_oil_podsh_1 – Binary tag – тег, отвечающий за приток масла к подшипнику 1.

– Otsut_oil_podsh_2 – Binary tag – тег, отвечающий за приток масла к подшипнику 2.

– Otsut_oil_podsh_3 – Binary tag – тег, отвечающий за приток масла к подшипнику 3.

– Otsut_oil_podsh_4 – Binary tag – тег, отвечающий за приток масла к подшипнику 4.

– Otsut_oil_podsh_5 – Binary tag – тег, отвечающий за приток масла к подшипнику 5.

– Otsut_oil_podsh_6 – Binary tag – тег, отвечающий за приток масла к подшипнику 6.

– Otsut_oil_podsh_7 – Binary tag – тег, отвечающий за приток масла к подшипнику 7.

– PREV_T_SD_AV_STOP – Binary tag – тег, отвечающий за аварийную остановку по превышению температуры СД.

– PREV_T_DPT_AV_STOP – Binary tag – тег, отвечающий за аварийную остановку по превышению температуры ДПТ.

– PREV_T_GPT_AV_STOP – Binary tag – тег, отвечающий за аварийную остановку по превышению температуры ГПТ.

Что касается вещественных тегов, то в программе их используется тоже не мало. Некоторые из них:

– T_podship_1_scale – температура подшипника 1;

– T_podship_2_scale – температура подшипника 2;

– T_podship_3_scale – температура подшипника 3;

– current_load_pump_Hf1 – токовая нагрузка насоса НФ 1;

– current_load_pump_Hf2 – токовая нагрузка насоса НФ 2;

– current_load_pump_Hf3 – токовая нагрузка насоса НФ 3;

Данные теги заведены в качестве аналоговых аварий, благодаря чему используются в качестве архивных тегов для графических трендов.

Помимо этого, данные теги так же используются и в табличных трендах.

Для уставок так же используются вещественные теги высоких и превышения температуры, к ним относятся:

– UST_HI_T_podship_p1 – уставка высокой температуры подшипника1;

– UST_HI_T_kolektora_GPT – уставка высокой температуры коллектора ГПТ;

– UST_HI_T_kolektora_DPT – уставка высокой температуры коллектора ДПТ;

– UST_HI_T_komp_obmot_GPT – уставка высокой температуры компенсационной обмотки ГПТ в точке 1 – 4;

– UST_HI_T_shin_obmot_GPT – уставка высокой температуры шунтовой обмотки ГПТ в точке 1– 4;

– UST_HI_T_komp_obmot_DPT – уставка высокой температуры компенсационной обмотки ДПТ в точке 1– 4;

– UST_HI_T_obm_stator_SD – уставка высокой температуры обмотки статора СД в точке 1– 6;

– UST_HI_T_shin_obmot_ DPT – уставка высокой температуры шунтовой обмотки ДПТ в точке 1– 4;

– UST_PREV_T_podship – уставка превышения температуры подшипника 1– 4;

– UST_PREV_T_komp_obmot_GPT – уставка превышения температуры компенсационной обмотки ГПТ в точке 1– 6;

– UST_PREV_T_shin_obmot_GPT – уставка превышения температуры шунтовой обмотки ГПТ в точке 1– 4;

– UST_PREV_T_komp_obmot_DPT – уставка превышения температуры компенсационной обмотки ДПТ в точке 1– 4;

– UST_PREV_T_shun_obmot_DPT – уставка превышения температуры шунтовой обмотки ДПТ в точке 1– 4;

– UST_PREV_T_obm_stator_SD – уставка превышения температуры обмотки статора СД в точке 1– 6;

– UST_PREV_T_kolektora_DPT – уставка превышения температуры коллектора ДПТ;

– UST_PREV_T_kolektora_GPT – уставка превышения температуры коллектора ГПТ.

Использование вещественных тегов:

– floating;

– point;

– number.

32 – bit IEEE 754, то есть 32– битное число с плавающей точкой, обусловлено тем, что данный тип является формой представления действительных чисел, в которой число хранится в форме мантиссы и показателя степени.

Число с плавающей точкой имеет фиксированную относительную точность и изменяющуюся абсолютную.