Разработка прикладного программного обеспечения для многоканального измерительного прибора Ш9327

 

Министерство образования Российской Федерации

Российский государственный профессионально-педагогический университет

Электроэнергетический факультет

Кафедра микропроцессорной управляющей вычислительной техники

Пояснительная записка к дипломной работе

Разработка прикладного программного обеспечения для многоканального измерительного прибора Ш9327

Екатеринбург

РЕФЕРАТ

программирование многоканальный измерительный прибор

Дипломная работа содержит 105 страниц машинописного текста, 12 таблиц, 40 рисунков, список из 13 использованных источников, 2 приложения (7 страниц).

Ключевые слова: Программное обеспечение, система управления, технологический процесс, программирование, универсальный язык программирования, С++ Builder, интерфейс, м форма.

В работе проведен анализ современных инструментов разработки программного обеспечения для систем управления технологическими процессами.

Разработано прикладное программное обеспечение для управления многоканальным измерительным преобразователем Ш9327.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Анализ современных инструментов для разработки программного обеспечения СУТП

1.1 Обзор характеристик SCADA-пакетов, применяемых для разработки ПО СУТП

1.2 Основные характеристики универсальных языков программирования и сравнение их со SCADA-системами

2. Описание разработанного программного обеспечения

2.1 Описание работы программы

2.2 Структурная схема разработанного программного обеспечения

2.3 Главная форма

2.4 Формы текущей диагностики

2.5 Формы работы с протоколами и архивами

2.6 Формы интерфейсов управления

2.7 Блок-схема работы разработанного ПО

3. Методическая часть

3.1 Планирование проведения лабораторных работ

3.2 Лабораторная работа № 1

3.3 Лабораторная работа № 2.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.2 Краткая характеристика технологического процесса

4.3 Объемно-планировочное решение. Эргономические требования к рабочему месту

4.4 Освещенность

4.5 Санитарно-гигиенические требования. Микроклимат

4.6 Шум

4.7 Неионизирующие излучения

4.8 Требования к организации режима труда и отдыха

4.9 Требования техники безопасности

5. Экологичность проекта

6. Экономическая часть

Заключение

Библиографический список

Приложение 1

Приложение 2

Введение

В настоящее время идет постоянное усовершенствование технологии и усложнение систем управления технологическими процессами и поэтому проблемы эффективного и рационального управления технологическими процессами становятся сегодня весьма актуальны.

Современные разработчики систем управления стараются использовать в СУТП приборы, которые позволяют измерять и контролировать большое количество различных параметров. Эти приборы имеют, как правило, большое число измерительных каналов с настраиваемым нормированием входных сигналов, а также аналоговые и релейные выходы, позволяющие управлять вспомогательными устройствами. Также у них имеются стандартные порты для наладки связи приборов друг с другом и с ЭВМ (RS-232 и RS-485). Это открывает широкие возможности их применения в СУТП. Одним из таких приборов является многоканальный измерительный преобразователь Ш9327 производства НПФ Сенсорика.

Учитывая, что современные СУТП реализуются с использованием ПЭВМ в качестве верхнего уровня управления, необходимо, чтобы интерфейс оператора современной системы управления был разработан в операционной среде Windows, имел удобное оконное представление с хорошим графическим оформлением данных и широкими возможностями использования баз данных.

Также важным аспектом является универсальность СУТП, возможность ее применения для управления различными технологическими процессами.

Целью дипломной работы является разработка программного обеспечения верхнего уровня для систем управления технологическими процессами, построенных с использованием многоканальных измерительных преобразователей Ш9327.

Были поставлены следующие задачи:

-анализ современных средств разработки СУТП и выбор оптимальной среды для разработки;

-создание программного интерфейса для управления МИП Ш9327;

-разработка внутренних программных механизмов;

-отладка разработанного программного обеспечения.

Система управления технологическим процессом, построенная с использованием МИП Ш9327 имеет следующую структуру (Рис. 1):

Рис 1. Структура СУТП с использованием Ш9327

На рис. 1 обозначены:

-ПЭВМ - управляющая персональная ЭВМ;

-МИП 1, МИП 2 … МИП 32 - Многоканальные измерительные преобразователи Ш9327 производства НПФ Сенсорика;

-РП 1, РП 2 … РП 7 - приборы расширения (увеличивают число входов-выходов приборов);

-RS-485 - вид порта, используемого для организации связи между приборами и ПЭВМ. Интерфейс RS-485 позволяет использовать до 32 приборов.

Программа должна соответствовать следующим исходным требованиям:

-работа под управлением ОС Windows, удобный пользовательский интерфейс, хорошее оконное и графическое решение, наглядность представления данных;

-эффективный контроль технологического процесса;

-обеспечение управления и получения информации с многоканальных измерительных преобразователей Ш9327, разработанных фирмой Сенсорика;

-производить текущую диагностику оборудования для выявления неисправностей и отклонений в технологическом процессе;

-осуществлять анализ показаний приборов на предмет отклонений в технологическом процессе;

-заносить в протокол и сигнализировать оператору о неполадках в работе оборудования и отклонениях в технологическом процессе, а также фиксировать все действия, произведенные оператором (вести протокол команд оператора).

Все вышеперечисленные требования были взяты за основу при разработке программного обеспечения для СУТП.

1. Анализ современных инструментов для разработки программного обеспечения СУТП

Существуют две ветви средств для разработки программного обеспечения систем управления технологическим процессом:

1.SCADA-системы;

2.Универсальные средства разработки (современные объектно-ориентированные языки программирования).

Проведем сравнительный анализ этих средств.

1.1 Обзор характеристик SCADA-пакетов, применяемых для разработки ПО СУТП

В настоящее время номенклатура SCADA-систем, применяемых в промышленных системах управления (СУ), весьма широка. При построении СУ используются как отечественные (VNS, Trace Mode-5, СКАТ, Имидж, MIKSys), так и импортные (Factory Link, In Touch, Genesis, RealFlex, FIX Dynamix и др.) SCADA-пакеты.

С точки зрения использования SCADA-систем в СУ важны следующие их характеристики:

-качество документации;

-техническая поддержка в России;

-открытость;

-масштабируемость;

-полнофункциональность;

-надежность;

-ресурсоемкость;

-цена.

Качество сопроводительной документации - ее полнота, язык, на котором поставляется.

Техническая поддержка в России - качество поддержки со стороны поставщика SCADA-системы при решении проблем, возникающих у пользователей.

Открытость - возможность сопряжения системы с пакетами других фирм (ПО технологических контроллеров, СУБД, другие SCADA, языки программирования)

Масштабируемость - возможность увеличения/уменьшения числа характеристик управляемых объектов и самих объектов в больших пределах.

Полнофункциональность - способность решать весь комплекс задач, выдвигаемых перед программным обеспечением на верхнем уровне, а не некоторое их подмножество.

Надежность - отсутствие ошибок в программном коде самого пакета, а также устойчивость к ошибкам во внешних компонентах и некорректным действиям обслуживающего персонала.

Ресурсоемкость - насколько мощный компьютер требуется для разработки и эксплуатации данной системы.

Цена - цена лицензий на исполнительные модули пакета и зависимость от числа точек контроля, технологических объектов и запрошенного набора функций.

Такие характеристики, как качество документации и техническая поддержка в России, наиболее высоки у отечественных SCADA-систем. Среди импортных SCADA-пакетов данные характеристики высоки у систем Ginesis и FIX Dynamix. С другой стороны, такие характеристики, как открытость, масштабируемость, полнофункциональность и надежность лучше у импортных SCADA-систем. Ресурсоемкость существенно колеблется у разных SCADA-пакетов. Наиболее оптимальной ресурсоемкостью характеризуются из импортных пакетов - Ginesis, а из отечественных - Trace Mode-5.

Цена импортных SCADA-систем колеблется от $10000 до $20000, а отечественных от $600 до $5000 без учета средств на адаптацию пакета к конкретной автоматизированной системе управления. При этом, импортные SCADA-системы на порядок превосходят отечественные по характеристикам открытость, масштабируемость, полнофункциональность и надежность. В этом смысле импортные SCADA-системы внедрять более удобно и надежно, чем отечественные.

1.2 Основные характеристики универсальных языков программирования и сравнение их со SCADA-системами

Современные языки программирования, такие как Borland C++ Builder 5.0, являясь универсальными средствами разработки, составляют конкуренцию SCADA-системам.

Рассмотрим SCADA-системы в сравнении с Borland C++ Builder 5.0.

. SCADA-системы при разработке выгодны большим числом заготовок, компонентов, которые с высокой степенью вероятности могут быть использованы в любой СУ. Но при этом, работе требуется разработка конкретных мнемосхем оборудования - ни в одной SCADA-системе нет заготовок для специализированных элементов схемы. Их придется разрабатывать вручную, возможно на том же Builder 5.0. Отображение неисправностей на мнемосхемах предусмотрено не во всех SCADA-системах.

В отличие от SCADA-систем, C++ Builder не имеет большого набора компонентов и заготовок, которые сразу же можно применить для построения СУ, однако при этом есть возможность создавать только те компоненты и с теми характеристиками, которые потребуются для конкретной системы управления.

Министерство образования Российской Федерации Российский государственный профессионально-педагогический университет Электроэнергетический факультет Каф

Больше работ по теме: