Оба приложения независимы друг от друга и функционируют автономно. Поток данных представляет собой однонаправленную схему:
Данные Процесса -> PLC -> Visor_On -> База Данных -> Visor
Типовая структура организации сбора данных с использованием “VISOR” показана на Рисунке 1-1.
Рисунок 1-1. Типовая структура организации сбора данных
Рабочая станция (PC) с предустановленным и сконфигурированным программным обеспечением “VISOR” подключается к системе автоматизации (PLC) посредством "Ethernet" сети.
Детализация хронологических данных (частота выборок) напрямую зависит от производительности сети в целом. Но для определенного количества данных, “VISOR” обеспечивает чтение данных синхронно с циклом исполнения программы PLC (каждый цикл), в режиме “SYNCHRONOUS”.
Программное обеспечение “VISOR” инсталлируется на IBM-совместимом персональном компьютере (PC) с рекомендуемой минимальной конфигурацией:
- CPU Pentium IV 1600 MHz;
- 1024MB RAM;
- жесткий диск 100GB;
- видеосистема с разрешением 1024x768, RAM video 16MB;
- Ethernet сетевая карта.
Операционные системы, поддерживаемые “VISOR”:
- Windows 2000 Pro/Server;
- Windows XP;
- Windows 2003 Server;
- Windows 7.
Поддерживаемые типы PLC:
Чтобы коммуникационный сервер Visor_On мог читать данные, их нужно предварительно подготовить в PLC. Для этого необходимо создать блок данных и обеспечить запись в него требуемых переменных.
Данные читаются частями, максимальный размер которых - 2048 байт. Для чтения части данных из PLC коммуникационный сервер Visor_On использует канал. Каналы независимы, каждый канал конфигурируется индивидуально. Для каждого PLC можно иметь один и более каналов, чем достигается пропорциональное увеличение размера читаемых данных. Максимальное количество каналов - 30 (зависит от лицензии). Таким образом, коммуникационный сервер может читать до 61440 байт данных, при этом число PLC может достигать 30.
Основные варианты организации сбора и анализа данных представлены на блок-схеме изображенной на Рисунке 1-2.
Рисунок 1-2. Варианты организации сбора и анализа данных
“VISOR” поддерживает 3 режима чтения данных из PLC:
- TIMESLOT - с фиксированным периодом выборок;
- TIMESLOT_SIMPLE - с фиксированным периодом выборок, упрощенный;
- SYNCHRONOUS - синхронный с циклом PLC.
1.3.1. Режим "TIMESLOT"
Это режим прямого чтения данных. Для режима “TIMESLOT” блок данных, помимо переменных, должен иметь заголовок, содержащий время PLC. Время PLC можно получить с помощью стандартных функций процессора (CPU). Формат представления времени в заголовке блока совпадает с форматом “DATE_AND_TIME” PLC SIMATIC S7.
Коммуникационный сервер Visor_On периодически, через равные параметрируемые промежутки времени, производит чтение данных из PLC и записывает их в базу хронологических данных на рабочей станции (PC). Период чтения данных выбирается исходя из желаемой детализации данных. Если PLC не способен предоставить данные в течение установленного интервала времени, то период чтения увеличивается автоматически. Обычно в этом режиме не удаётся достичь наивысшей детализации (читать данные каждый цикл исполнения программы), так как это требует высокой пропускной способности канала передачи данных, что иногда физически не возможно. Этот режим следует использовать, если не требуется вести запись быстроизменяющихся переменных.
Поток данных в этом режиме:
Данные Процесса -> Блок Данных PLC -> Visor_On -> База Данных
Преимущества режима “TIMESLOT”:
- простота использования и конфигурирования;
- не требуется никакого дополнительного специального программного обеспечения в PLC.
Недостатки режима “TIMESLOT”:
- низкая детализация данных для быстрых программных циклов, когда время цикла значительно меньше периода чтения данных;
- уменьшение периода чтения данных из PLC влечёт за собой увеличение нагрузки на сетевое оборудование.
1.3.2. Режим "TIMESLOT_SIMPLE"
Это самый простой режим сбора данных. Режим “TIMESLOT_SIMPLE” отличается от “TIMESLOT” тем, что время каждого чтения блока данных берётся с внутренних часов рабочей станции (PC). В этом режиме заголовок в блоке данных, содержащий время PLC, не требуется.
Преимущества режима “TIMESLOT_SIMPLE”:
- те же, что в режиме “TIMESLOT”.
Недостатки режима “TIMESLOT_SIMPLE”:
- те же, что в режиме “TIMESLOT”;
- так как используется время с внутренних часов рабочей станции, то происходит некоторая рассинхронизация реального времени изменения данных и времени их получения, это смещение происходит из-за задержки на транспортировку данных по сети, которая переменна.
1.3.3. Режим "SYNCHRONOUS"
В этом режиме происходит чтение данных не непосредственно из блока данных переменных процесса, а из блока данных циклического буфера. Заполнение буфера происходит синхронно с циклом PLC посредством специального программного обеспечения, написанного на языке используемого PLC. Поток данных в этом случае выглядит следующим образом:
Данные Процесса -> Блок Данных PLC -> Блок Данных Буфера PLC -> Visor_On -> База Данных
Благодаря использованию буфера, нет необходимости часто читать данные из PLC, нагружая сетевое оборудование. Кроме того, за счет буферизации достигается возможность чтения данных синхронно с циклом исполнения программы PLC (каждый цикл). Производительность данного режима зависит от:
- производительности и загруженности коммуникационного процессора PLC;
- количества переменных (объём данных);
- скорости изменения переменных.
В Таблице 1-1 приводятся примеры производительности режима для PLC S7-400 при различных временах цикла исполнения программы, значения переменных читаются в каждом цикле.
Таблица 1-1. Примеры производительности режима “SYNCHRONOUS”
Цикл PLC,
мс |
Частота изменения данных |
Размер буфера в PLC,
КБайт |
Периодичность чтения буфера из PLC,
мс |
Объём читаемых данных,
Байт |
Поток данных,
КБайт/с |
2 |
каждый цикл |
16 |
500 |
40 |
~ 18 - 20 |
2 |
каждый 5-й цикл |
16 |
500 |
200 |
~ 16 - 18 |
10 |
каждый цикл |
16 |
500 |
200 |
~ 16 - 18 |
10 |
каждый 10-й цикл |
16 |
1000 |
1000 |
~ 8 - 10 |
20 |
каждый цикл |
16 |
500 |
400 |
~ 8 - 9 |
20 |
каждый 10-й цикл |
16 |
1000 |
2000 |
~ 4 - 5 |
Преимущества режима очевидны:
- синхронность чтения данных с их изменением (чтение синхронно с циклом PLC);
- гарантирована максимальная детализация данных;
- малая нагрузка на сетевое оборудование.
К недостаткам можно отнести:
- необходим дополнительный объём свободной памяти для циклического буфера в PLC.
Внимание! Режим “SYNCHRONOUS” является более совершенным, и рекомендуется к приоритетному использованию.
|