Översikt
Eftersom det här är en handledning för konstruktörer kan det vara lämpligt att inleda med en
beskrivning av vad designen av ett styrsystem innebär. Beskrivningen kan även fungera som en
introduktion till de olika begrepp som kommer att användas i den här handledningen.
En konstruktör utgår naturligtvis från den process som styrsystemet ska styra, och den första
uppgiften är att lära sig processen och fundera över bästa sättet att styra den: vilka
reglerloopar som behövs, vilka förreglingar som ska finnas, hur anläggningen startas upp och
stoppas, hur operatörer och underhållare ska arbeta mot systemet. Detta sammanfattar man i
en Funktions specification.
Samtidigt måste man fundera på vilken information om processen som styrsystemet behöver för
att kunna utföra sin uppgift, dvs vilka givare som ska placeras i anläggningen. Styrsystemet
måste även kunna påverka processen genom på olika sätt, t ex mha ventiler och motorer. Detta
resulterar i en Signal lista, som är lista på alla in och utgående signaler till systemet.
I det här läget dyker även frågan upp om vilket styrsystem man ska använda sig av, och ett
alternativ är naturligtvis ProviewR. Man måste även bestämma sig för vilket I/O-system man ska
använda, och hur man ska dela upp funktionen i olika processstationer.
I/O-system
I/O-systemet uppgift är att ta in signaler från processen till styrsystemet, och att ställa
ut signaler för att påverka processen. Signalerna är vanligtvis digitala eller analoga, men
det finns även andra typer som heltalsvärden och pulsgivare. Man kan välja mellan rack
och kort system i anslutning till datorn, eller distributerat I/O som t ex profibus.
Konfigurering
När det är dags att börja konfigurera system, skapar man först ett nytt Projekt i
Administratören. Administratören ett verktyg för skapa ordning och reda bland alla projekt,
eftersom dessa kan bli ganska många med tiden.
Konfigureringen av ett system sker till stor del genom att skapa objekt i en databas,
arbetsbänken. Det finns en stor mängd olika objekt för att konfigurera allt från IO-kanaler
till processbilder. ProviewR's objektshandbok innehåller över 800 typer av objekt. Objekten
läggs upp i en trädstruktur och man använder ett verktyg som kallas för Konfiguratören
för att skapa objekt och för att navigera i objektsträdet.
Objektsträdet delas in i två delar, anläggningshierakin och nodhierakin.
Anläggningshierakin speglar olika funktioner i anläggningen och processen, medan
nodhierakin speglar styrsystemets uppbyggnad ur hårdvaru synpunkt med datorer, I/O-rack och
I/O-kort.
När man senare startar upp styrsystemet i runtime, skapas en kopia av objektträdet som
läggs in i en realtidsdatabas, rtdb. Överföringen från arbetsbänken till rtdb sker med s k
laddatafiler, filer som genereras från arbetsbänken och som innehåller alla objekt som finns
i denna.
Styrprogram
ProviewR innehåller ett grafisk programmeringsspråk med vilket man programmerar logik,
grafcet-sekvenser och reglerkretsar. Det går under benämningen PLC program. Även PLC
programmet ingår som en del av objektträdet. Det konfigureras genom att man placerar ut
speciella program objekt, PlcPgm, i anläggninghierarkin. När man öppnar ett PlcPgm kommer
man in PlcEditorn, i vilken man gör den grafiska programmeringen. Här skapas funktionsobjekt
som binds samman i ett signalflöde av digitala och analoga signaler, där ingångssignaler
hämtas upp på vänstersidan, tranformeras i olika funktionsblock för att slutligen ställas ut
till utsignaler på högersidan.
Ett komplement till PLC programmet är applikations-program, som skrivs i c, c++ eller java.
Applikationer skrivs och startas som fristående program och knyter upp sig mot
realtidsdatabasen mha ett API.
Simulering
Realtidsdatabasen, PLC-programmet och eventuella applikationer kan enkelt startas upp på
utvecklingsstationen. Det här gör att man kan testa sina progam i direkt anslutning till
programmerandet. Man kan även skriva speciella simulerings-program som läser
utgångssignaler, simulerar den påverkan utgångarna har på processen, beräknar värden på
olika givare och sätter dessa värden i ingångssignaler.
Konfigureringen och programmeringen av systemet blir då en process, där man växelvis
konfigurerar/programmerar och testar. Resultatet blir väl avlusade program och en snabb och
effektiv igångkörning av anläggningen. Det leder även till bättre program och mer
genomarbetade funktioner, eftersom återkopplingen blir större i den kreativa process som
konstruktionen av ett styrsystem innebär.
Vid simuleringen och igångkörning är det av yttersta vikt att ha tillgång till verktyg gör att
man kan övervaka och undersöka systemet, och snabbt lokalisera eventuella fel. I ProviewR kallas
det här verktyget Xtt. Xtt innehåller en mängd funktioner för undersöka innehållet i
realtidsdatabasen, för att följa signalflöden, logga snabba eller långsamma förlopp, etc.
Operatörs gränssnitt
Det finns en rad olika yrkesgrupper som ska kunna komma åt systemet, operatörer som sköter den
dagliga driften, underhållare som dyker upp när något har gått fel, process ingenjörer som vill
ha ut process data av olika slag. Alla har olika krav på gränssnitt mot systemet. Dessutom kan
gränserna mellan olika yrkesgrupper vara flytande, operatörer som är både operatörer och
underhållare, och kanske även processtekniker. Detta ställer stora krav på funktionalitet och
flexibilitet i operatörsgränssnitten.
ProviewR innehåller en operatörsmiljö där processbilder, felsökningsverktyg, presentation av
trendkurvor, datablad, hjälptexter, larmlistor mm är väl integrerade och länkade så att den
rätt konfigurerad, blir ett oerhört effektivt hjälpmedel för alla användare. Man kan snabbt
och enkelt genom s k metoder, som aktiveras från popupmenyer, hämta upp all information som
finns om olika objekt, i realtidsdatabasen eller på olika serversystem, i form av PLC kod,
trendkurvor, datablad mm.
Processbilder
Processbilder byggs i en grafisk editor (Ge). Grafiken är vektorbaserad, vilket gör att alla
bilder och komponenter kan skalas obegränsat. Komponenter har en förprogrammerad dynamik för
att ändra färg och form beroende på signaler i realtidsdatasen, eller reagera på musklick och
sätta värden i databasen. På varje komponent som är känslig för musklick eller inmatning kan
man ange behörighet, och selektivt tillåta, eller hindra, användare att påverka systemet.
Övervakning
Om något fel uppstår i processen, måste operatören uppmärksammas på detta. Det sker med
speciella övervaknings-objekt, som konfigureras i anläggningshierakin eller i PLC-programmet,
och som ger upphov till larm eller meddelanden. Larmen har fyra prioritets nivåer: A, B, C
eller D, och presenteras för operatören i larmlistan, händelselistan och den historisk
händelselistan.
Larmlistan inhåller okvitterade och rådande larm. Ett larm måste normalt kvitteras av
operatören innan de försvinner från listan. Om larmtillståndet fortfarande är rådande, ligger
larmet kvar i listan så länge det är rådande.
Larm registreras även i händelselistan, som presenterar händelser som inträffat i kronologisk
ordning.
Historiska händelselistan är en databas som även den registrerar händelser. Här kan man söka
efter larm med olika kriterier som prioritet och anläggningsdel.
Om en anläggningsdel ställs av kan man blockera larmen från den, så att operatören inte
distraheras av larm utan betydelse. Blockerade anläggningsdelar visas in en Blockerings lista.
Datalagring
Ofta vill man kunna se hur en signal förändras över tiden, i form av en kurva. I ProviewR finns
tre olika funktioner för detta, DsTrend, DsFast och SevHist.
DsTrend är en trendkurva som lagras i realtidsdatabasen. Mätvärdet för en signal lagras
kontinuerligt med ett intervall på 1 sekund och uppåt. För varje kurva finns det plats för ca
500 mätvärden, så väljer man att lagra ett nytt värde varje sekund får man en kurva på hur
signalen har förändrats under ca 8 min.
SevHist lagrar signaler på liknande sätt i en databas på disk, vilket gör att man kan lagra
värden under längre perioder än DsTrend.
DsFast lagrar ofta snabbare förlopp, där lagringen startas på ett triggvillkor, och forsätter
under en specificerad tid, för att sedan presenteras i kurvform.