Лабораторная работа Расширенный тренд и архивирование данных

Цель: Разработать программное обеспечение для SCADA системы zenon реализующее с помощью расширенного тренда отображение состояния датчиков, реле, конечного автомата с памятью и выполняющие их архивирование.

Задание: Разработать программное обеспечение для SCADA системы zenon на базе Лабораторной работы № 4 включающее изображение расширенного тренда и изображение архива. Расширенный тренд должен отображать состояния датчиков, реле и конечного автомата с памятью. Используя инструмент архивирования реализовать сохранение состояния датчиков, реле и конечного автомата с памятью. Разработать изображение архива, обеспечивающее доступ к сохраненным данным.

• 1. Разработать изображение расширенного тренда.
• 2. Выполнить настройку архивирования данных.
• 3. Разработать изображение архива.
• 1. Разработка изображения расширенного тренда

Разработка программного обеспечения для SCADA системы будет вестись на базе проекта Лабораторной работы № 4, поэтому необходимо создать его копию. По заданию в проект нужно добавить изображение расширенного тренда и изображение архива, создать кнопки выбора изображений на изображении кнопок и связать их с функциями открытия изображений.

После создания изображения расширенного тренда необходимо установить тип изображения «Extended trend» и используя, мастер конфигурирования изображения с шаблоном «Standard» добавить на него элементы управления и визуализации специфические для данного изображения. Далее нужно разместить элементы изображения таким образом, что бы они, не выходили за его пределы. Разработанное изображение представлено на рисунке:

Перед началом настройки изображения расширенного тренда необходимо настроить переменные значения, которых будут отображаться на нем. По заданию на тренде должны отображаться состояния датчиков (D1, D2, D3, D4, D5), реле (R1, R2, R3) и конечного автомата с памятью (SS0, SS1, SS2, SS3, SS4), всего 13 графиков. Для того что бы графики значений переменных не накладывались друг на друга необходимо для каждого из них создать математическую переменную и выполнить настройку диапазона значений и сдвига относительно начала координат. Подробно масштабирование значений переменных рассмотрено в Лабораторной работе № 2.

После завершения создания и настройки математических переменных для отображения графиков необходимо перейти к настройке параметров тренда. Для этого нужно выбрать в таблице функций функцию открытия изображения расширенного тренда и в окне свойств нажать левой кнопкой мыши по полю «Parameter» выбрать изображение расширенного тренда.

В открывшемся окне выполняется настройка параметров тренда и выбор переменных графики, которых будут отображаться на тренде. В поле «Origin of the data» необходимо задать в качестве источника данных, данные поступающие в реальном времени «Online data», в поле «Diagram name» необходимо задать название тренда, а в поле «Refresh rate» интервал времени в секундах, через который будут обновляться графики тренда, в поле «x-axis» необходимо указать, что ось X будет соответствовать оси времени «YT display». С помощью кнопки «Add curve …» необходимо добавить математические переменные соответствующие состояниям датчиков, реле и комбинационного автомата с памятью.

Далее необходимо выполнить настройку области отображения тренда, для этого нужно нажать кнопку «Diagram settings and cursor output …». Поля «Top», «Bottom», «Left» и «Right» позволяют задавать отступы от края области отображения тренда. Поле «Background color» позволяет задать цвет фона области отображения, а «Grid color» цвет сетки.

Для полей «Date», «Curve», «Value», «Limit text» необходимо задать соответствующий размеры колонок, которые будут использоваться в таблице значений курсора «Cursor output list». Колонки «Measuring unit» и «State» нас не интересуют, поэтому их отображения нужно отключить, сбросив соответствующие флажки. По завершению настройки нужно нажать кнопку «OK».

Далее необходимо настроить ось времени, для этого в окне создания диаграмм нужно нажать кнопку «Time axes and time filter …». На вкладке «Time» в поле «Select time range» задается временной диапазон «Set filter a time filter type», в поле «Type of time filter» необходимо задать тип фильтра «Relative period of time» относительный период времени. Фильтр относительного периода времени отображает графики, за заданный период времени от текущего момента. В поле времени нужно задать интервал времени 2 минуты, после чего нажать кнопку «OK».

Далее необходимо настроить отображение каждого графика, для этого в окне создания диаграмм нужно выбрать соответствующий график и нажать кнопку «Edit curve». В поле «Curve name» задается название графика, в поле «Line width» задается толщина линии графика, с помощью кнопки «Curve color» выбирается цвет графика. После окончания настройки графика нужно нажать кнопку «OK». Таким образом, нужно настроить отображение всех 13 графиков.

Далее необходимо настроить отображение таблицы управления графиками «Expand curve list», для этого в окне создания диаграмм нужно нажать кнопку «Extended curve list».

Для того что бы выбрать список отображаемых колонок необходимо нажать кнопку «Column selection…». Что бы удалить из отображения колонку «Title» необходимо выбрать ее в списке «Selected columns:» и нажать клавишу «<— Delete». Для того что бы изменять порядок отображения колонок используются кнопки «Up» и «Down». По завершению выбора отображаемых колонок необходимо нажать кнопку «OK».

Для того что бы настроить отображение колонок в окне настройки колонок необходимо нажать кнопку «Column format…».

В открывшемся окне для настройки отображения колонки в списке «Available columns» выбирается настраиваемая колонка, в поле «Text» задается текст отображаемые в заголовке колонки, а в поле «Width» ширина настраиваемой колонки. С помощью элементов выбора выравнивания «Alignment» для всех колонок необходимо задать выравнивание текста по центру колонки «Centered». Для колонки «Curve name» должен быть задан текст «Название», для «Color» — «Цвет», для «y axis» — «Ось y», для «Active» — «Активный». По завершению настройки колонок необходимо нажать кнопку «OK», после чего в окне настройки колонок так же нажать кнопку «OK».

По завершению настройки изображения расширенного тренда в окне создания диаграмм необходимо нажать кнопку «OK». Далее необходимо расширить таблицу языковых файлов переводом колонок таблицы значений курсоров: «Curve», «Date», «Status text», «Value». Теперь можно собрать исполнительные файлы и запустить разработанное программное обеспечение. Для проверки правильности функционирования разработанного изображения, выводимые им графики можно сравнить с данными, регистрируемыми программным осциллографом в среде разработки Logic Workbench.

2. Выполнить настройку архивирования данных

Для регистрации и хранения данных в SCADA системе zenon используется инструмент архивирования, он поддерживает хранение данных в отдельных файлах и различных базах данных. Структурирование данных по определенным критериям выполняется с помощью отдельных архивов. Для создания архива необходимо в дереве проекта нажать правой кнопкой мыши по «Historian» и выбрать пункт меню «New archive…».В открывшемся окне мастера создания архива необходимо нажать кнопку «Next». В поле «Term:» необходимо задать сокращенное название архива, в поле «Name:» полное название архива и нажать кнопку «Next». По заданию необходимо используя инструмент архивирования реализовать сохранение состояния датчиков, реле и конечного автомата с памятью. Для того что бы добавить соответствующие переменные в архив необходимо нажать кнопку «Variable selection…» и выбрать их. По завершению добавления переменных в архив нужно нажать кнопку «Next». В поле «Recording type:» необходимо задать циклический тип записи «Cyclic scanning», в поле «Scanning cycle:» необходимо задать время сканирования 1 секунда. По завершению создания архива нужно нажать кнопку «Finish». Для изменения параметров архива необходимо нажать правой кнопкой мыши по названию архива и выбрать пункт меню «Edit archive». В открывшемся окне необходимо выбрать вкладку «Save», указать тип архива «XML (*.xml)», выбрать циклический тип сохранения «Cycle» и задать периодичность записи раз в 10 минут. После завершения настройки сохранения данных в архиве нужно нажать кнопку «OK».

Настройка архива для сохранения состояния датчиков, реле и конечного автомата с памятью завершена. Теперь во время работы среды исполнения zenon RT каждую секунду в архив будут добавляться новые значения переменных, а каждую 10 минуту часа добавленные значения будут сохраняться на жесткий диск в файл формата XML.

3. Разработать изображение архива

В начале выполнения лабораторной работы было создано изображение архива, кнопка открытия данного изображения и функция, связанная с данной кнопкой. Теперь необходимо выполнить настройку данного изображения. Для этого нужно установить тип изображения «Archive revision» и используя, мастер конфигурирования изображения с шаблоном «Standard» добавить на него элементы управления и визуализации специфические для данного изображения. Далее нужно разместить элементы изображения таким образом, что бы они, не выходили за его пределы, а так же добавить кнопку сохранения архива.

Для того что бы перейти к настройке параметров изображения архива нужно выбрать в таблице функций функцию открытия изображения архива и в окне свойств нажать левой кнопкой мыши по полю «Parameter» выбрать изображение архива.

В открывшемся окне необходимо выбрать данные, какого архива будут отображаться, формат сортировки данных по времени «Time». Далее нажать кнопку «Filter…». В открывшемся окне необходимо выбрать вкладку «Time». В поле «Select time range» задается временной диапазон «Set filter a time filter type», в поле «Type of time filter» необходимо задать тип фильтра «Relative period of time» относительный период времени. Фильтр относительного периода времени отображает данные из архива, за заданный период времени от текущего момента. В поле времени нужно задать интервал времени 1 час, после чего нажать кнопку «OK».

По завершению настройки изображения архива в окне выбора архива нужно нажать кнопку «OK». Далее необходимо расширить таблицу языковых файлов переводом колонок таблицы: «Date / time», «Variable», «Identification», «Value», «Text», «Measuring unit», «Status».

Теперь можно выполнить сборку проекта и проверить правильность функционирования изображения архива. Пример работы изображения приведен на рисунке:

На примере работы изображения архива видно, что колонки в таблице идут слитно и таблица является не читабельной, кроме того некоторые колонки пусты, а колонка текст не поддерживает динамическое формирование текста. Для настройки таблицы можно воспользоваться кнопкой «Настройка таблицы» и задать нужные параметры колонок, однако после перезапуска среды исполнения параметры будут сброшены в состояние по умолчанию. Среда разработки zenon Editor не имеет встроенного инструмента настройки таблицы изображения архива, данную задачу можно решить только через редактирование файла настроек проекта.

Перед тем как перейти к редактированию файла настроек проекта нужно узнать уникальный идентификатор проекта. Для этого в дереве проектов необходимо выбрать нужный проект. В свойствах проекта развернуть дерево «General», ветвь «Name/Folder» в поле «Project ID» будет отображаться уникальный идентификатор проекта.

Далее необходимо открыть проводник и в строку адреса задать путь к базе данных проектов SCADA системы zenon: «%CD_SYSTEM%.SQL2008R2″. В открывшемся каталоге нужно перейти в каталог имеющий название соответствующее идентификатору проекта, после чего перейти по пути „FILES“?"zenon»?"system". Настройки проекта хранятся в файле «project.ini», для его редактирования можно использовать любой текстовый редактор. В конец файла проекта необходимо добавить следующие ключи:

[ARCHEDIT].

DATUMBREITE=20.

VARIABLEBREITE=10.

KENNUNGBREITE=0.

WERTBREITE=10.

EINHEITBREITE=0.

STATUSBREITE=10.

ZUSTANDBREITE=0.

ARCHEDITFONT=0.

Ключ «[ARCHEDIT]» указывает на то, что ключи ниже него будут относиться, к свойствам отображения таблицы изображения архивов. Ключ «DATUMBREITE» задает размер колонки «Дата / время», ключ «VARIABLEBREITE» задает размер колонки переменной, ключ «WERTBREITE» задает размер колонки значения переменной и ключ «STATUSBREITE» задает размер колонки статуса. Все остальные колонки будут иметь нулевой размер, и не будут отображаться. Так как изменения в настройки проекта были внесены непосредственно, в базу данных проектов SCADA системы zenon эти изменения будут автоматически добавляться в исполнительные файлы при каждой сборке проекта.

На изображении архива ранее была добавлена кнопка «Сохранить архив». Для реализации сохранения архива необходимо в таблице функций создать новую функцию развернув дерево «Historian» и выбрав функцию «Export archives», после чего нажать кнопку «OK».

В открывшемся окне на вкладку «General», необходимо выбрать формат экспорта архива «CSV». CSV — это текстовый формат, предназначенный для представления табличных данных. Каждая строка файла — это одна строка таблицы, каждое значение отделенное точкой с запятой, это значение соответствующей колонки. Так же необходимо установить флажок автоматического формирования имен файлов «Generate file name automatically». Далее нужно выбрать значения, которые будут сохраняться в экспортируемом файле архива. Порядок выбора влияет на порядок сохранения данных в архиве. После этого на вкладке «Time» необходимо настроить временные параметры экспорта архива. После завершения настройки необходимо нажать кнопку «OK». Файл архива сохраняется на жесткий диск в каталог «ExportArv» внутри каталога проекта.