Событийно-управляемых систем

Методические указания

к лабораторным работам по дисциплине

«Компьютерные технологии управления в технических системах»

Санкт-Петербург

Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

УДК 528.5-529(075)

Компьютерные технологии разработки событийно-управляемых

систем:Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Компьютерные технологии управления в технических системах» / Сост.:

А. В. Никоза, Д. М. Филатов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014.

Настоящие методические указания продолжают предыдущий цикл из пяти лабораторных работ, опубликованных в [1]. Они содержат методики выполнения лабораторных работ, посвященные методам

разработки событийно-управляемых систем с использованием

инструментария интегрированной среды MATLAB/Simulink/Stateflow и SCADA-системы Infinity, а также вопросам взаимосвязи программных сред посредством OPC интерфейса и подготовки программ для

промышленных логических контроллеров (ПЛК).

Предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Управление в технических системах».

Утверждено

Редакционно-издательским советом университета

В качестве методических указаний

© СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2014

Лабораторная работа №6

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ SIMULINK-МОДЕЛЕЙ С OPC СЕРВЕРОМ INFINITY

Цель работы:знакомство с основными свойствами OPC Toolbox;

ов­ладение навыками создания Simulink-моделей, взаимодействующих с OPC сервером Infinity.

Общие сведения

Взаимодействие Simulink-модели с OPC сервером Infinity осуществля­ется с помощью OPC Toolbox. OPC Toolbox – программный пакет, расширяющий возможности среды MATLAB средствами взаимодействия с OPC серверами. Он позволяет читать и записывать данные с устройств, совместимых со стандартами OPC. OPC Toolbox осуществляет взаимодействие с системами распределенного управления, диспетчерского контроля, захвата данных и с контроллерами программируемой логики. OPC Toolbox позволяет MATLAB и Simulink реагировать на события OPC сервера: включение, выключение, изменение параметров или ошибка.

OPC Toolbox позволяет управлять различными внешними OPC-устройствами с помощью простого синтаксиса. Пакет содержит четыре блока: OPC Configuration, OPC Quality Parts, OPC Read, OPC Write. Блок OPC Configuration определяет OPC клиентов, которые используются в модели, конфигурирует поведение модели в псевдо-реальном времени и определяет поведение модели при возникновении событий и ошибок. У блока OPC Configuration нет входных портов. Имеется один дополнительный выходной порт, который выводит на экран задержку модели (время, потраченное на ожидание на каждом шаге моделирования в псевдо-реальном времени). Блок OPC Quality преобразовывает вектор качества ID OPC в четыре состояния: состояние поставщика, главное качество, качественное подсостояние, предельное состояние. Блок OPC Read предназначен для чтения одного или более сигналов с OPC сервера. Операция чтения выполняется либо синхронно, либо асинхронно. На выход V блок выводит значение сигнала, на дополнительные выходы Q и T соответственно выводятся вектор качества ID OPC и метка времени. Метка времени может быть выведена как дата (реальное время) или как число секунд от момента запуска процесса моделирования (время моделирования). Блок OPC Write предназначен для записи сигналов в OPC сервер. Операция записи осуществляется либо синхронно, либо асинхронно.

Порядок выполнения работы

1. Запустите ОРС сервер Infinity (Управляющий) из директории Пуск\Все программы\ЭлеСи\InfinityLite\Инструменты\Управляющий.

2. Создайте новую конфигурацию сигналов. В этой конфигурации создайте папку Work с сигналом signal(тип float). Проверьте подключение модуля OPC Server в конфигураторе сигналов.

3. Запустите MATLAB. Создайте Simulink-модель аналогичную той, которая представлена на рис. 6.1.

Блоки OPC Configuration, OPC Read, OPC Write находятся в библиотеке расширений OPC Toolbox. Сконфигурируйте OPC сервер для Simulink-модели. Для этого дважды щелкните по блоку OPC Configuration, чтобы открыть его диалоговое окно параметров (рис. 6.2).

Рис. 6.1. Модель sinewave

Рис. 6.2. Окно параметров OPC Configuration

4. Нажмите на кнопку «Configure OPC Clients…» , чтобы открыть OPC Client Manager (рис. 6.3)

Рис.6.3. Окно OPC Client Manager

5. Нажмите на кнопку “Add…” для открытия диалогового окна свойств OPC сервера (рис. 6.4).

Рис.6.4. Окно OPC Server Properties

В появившемся окне (рис. 6.4) нажмите кнопку “Select…” и выберите из появившегося списка «Infinity.OPCServer».

6. Нажмите Ok, и закройте OPC Client Manager (кнопка Close). Закройте окно настройки параметров OPC Configuration.

7. Дважды нажмите на блок OPC Write, чтобы открыть его диалоговое окно параметров (рис. 6.5). Сервер Infinity.OPCServer автоматически выбран в качестве клиента OPC. Убедитесь в этом.

Рис. 6.5. Окно параметров блока OPC Write

8. Выберите имя сигнала, в который будут записываться данные, поступающие в OPC сервер. Для этого нажмите на кнопку «Add Items…» (рис. 6.5).

9. В открывшемся окне (рис. 6.6) выделите сигналsignalи нажмите кнопку «>>«, чтобы добавить его к списку выбранных сигналов; нажмите OK. В диалоговом окне OPC Write (рис. 6.5) нажмите также OK, чтобы принять изменения; закройте диалоговое окно.

Рис. 6.6. Окно выбора элементов (сигналов)

10. Дважды нажмите на блок OPC Read, чтобы открыть его диалоговое окно параметров. В OPC Read добавьте тот же самый сигнал, повторив шаги 8-9.

11. В окне параметров блока OPC Read установите режим чтения (Read mode) в “Synchronous (device)”, а значение “Sample time” установите равным 0. Закройте окно параметров.

12. Запустите процесс моделирования. В результате в окнах Scope 1 и Scope 2 должны отобразиться синусоидальные сигналы (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Результат моделирования

Таким образом, в процессе моделирования в OPC сервер Infinity записывается синусоидальный сигнал, сформированный в среде Simulink. С выхода OPC сервера Infinity этот сигнал без какой-либо дополнительной обработки поступает обратно в среду Simulink. Оцените задержку обработки сигнала.

13. Чтобы убедиться, что в OPC сервер Infinity действительно поступает сигнал, сгенерированный в среде Simulink, пронаблюдайте за его изменением с помощью тестового OPC клиента OPCtools. Для этого запустите OPC клиент, подключите его к Infinity.OPCServer, выберите соответствующий сигнал и проконтролируйте изменение его значения.

14. Создайте самостоятельно новую модель. В качестве модели процесса используйте ранее созданную модель в конфигураторе сервера Infinity при выполнении лабораторной работы №1 [1]. Схема модели может иметь вид, показанный на рис 6.8. В качестве входных сигналов следует использовать сигналы Syn и Triangl, Эти сигналы считываются OPC клиентом (блок OPC Read), в качестве которого в данном случае выступает среда MATLAB/Simulink.

Рис. 6.8. Схема модели

15. Запустите процесс моделирования, пронаблюдайте полученный результат и сделайте выводы.

6.3. Контрольные вопросы

1. Для чего предназначен пакет OPC Toolbox?

2. В чем заключается особенность блоков OPC Read и OPC Write в клиент-серверной архитектуре?

3. Для чего предназначен дополнительный выходной порт блока OPC Configuration?

4. Какие выходы имеет блок OPC Read, какие функции они выполняют?

5. Какими свойствами должен обладать сигнал, созданный с помощью конфигуратора OPC сервера, подаваемый на вход модели в Simulink?

6. Какая программная среда может выступать в роли клиента, а какая в роли сервера?

Лабораторная работа №7