Virtualization of models of technical plants in educational and research problems in the development of control systems
The problem of using virtualization technology imitation of models of technical control plants (CP) in the development of control programs for controller platforms (PLC) fieldbus of industrial automation. It is proposed a generalized concept of virtual plants automation (VPA). The structural element...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут програмних систем НАН України
2017
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/130 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Problems in programming |
Institution
Problems in programming| id |
pp_isofts_kiev_ua-article-130 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| resource_txt_mv |
ppisoftskievua/ff/7984f9142e5e1cdc4fd62487ac7a32ff.pdf |
| spelling |
pp_isofts_kiev_ua-article-1302018-07-23T13:46:01Z Virtualization of models of technical plants in educational and research problems in the development of control systems Виртуализация моделей технических объектов управления в учебнонаучных задачах проектирования систем управления Віртуалізація моделей технічних об'єктів управління в навчально-наукових задачах проектування систем управління Zherebko, V.A. UDC 681.3 УДК 681.3 УДК 681.3 The problem of using virtualization technology imitation of models of technical control plants (CP) in the development of control programs for controller platforms (PLC) fieldbus of industrial automation. It is proposed a generalized concept of virtual plants automation (VPA). The structural elements of the VPA is virtual hardware automation and virtual simulation model of CP. As a means of drafting VPA in laboratory workshops offered utilized highspeed free software simulator PLC and programming language BASIC for CP. As an extension of the proposed concept is proposed virtualizated distributed control system, with members from several separate VPA and a virtual controller. Рассмотрена проблема использования технологии виртуализации имитационных моделей технических объектов управления (ОУ) при разработке управляющих программ для контроллерных платформ (ПЛК) полевого уровня промышленной автоматизации. Предлагается обобщенная концепция виртуальных объектов автоматизации (ВОА). Структурными элементами ВОА есть виртуальные технические средства автоматизации и виртуальная имитационная модель ОУ. Рассмотрен пример лабораторного практикума с использованием программного симулятора ПЛК и языка программирования BASIC. В качестве расширения предлагаемой концепции предлагается виртуализировать распределенную систему управления, в состав которой будут входить несколько обособленных ВОА и один виртуальный контроллер. Розглянуто проблему використання технології віртуалізації імітаційних моделей технічних об'єктів управління (ОУ) при розробці керуючих програм для контролерних платформ (ПЛК) польового рівня промислової автоматизації. Пропонується узагальнена концепція віртуальних об'єктів автоматизації (ВОА). Структурними елементами ВОА є віртуальні технічні засоби автоматизації та віртуальна імітаційна модель ОУ. Розглянуто приклад лабораторного практикуму із використанням програмного симулятора ПЛК та мови програмування BASIC. Як розширення запропонованої концепції пропонується ві-ртуалізувати розподілену систему управління, до складу якої входитимуть декілька відокремлених ВОА та один віртуальний контролер. Інститут програмних систем НАН України 2017-06-13 Article Article application/pdf https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/130 PROBLEMS IN PROGRAMMING; No 1 (2015) ПРОБЛЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ; No 1 (2015) ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ; No 1 (2015) 1727-4907 uk https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/130/123 Copyright (c) 2017 ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ |
| institution |
Problems in programming |
| baseUrl_str |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/oai |
| datestamp_date |
2018-07-23T13:46:01Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
UDC 681.3 |
| spellingShingle |
UDC 681.3 Zherebko, V.A. Virtualization of models of technical plants in educational and research problems in the development of control systems |
| topic_facet |
UDC 681.3 УДК 681.3 УДК 681.3 |
| format |
Article |
| author |
Zherebko, V.A. |
| author_facet |
Zherebko, V.A. |
| author_sort |
Zherebko, V.A. |
| title |
Virtualization of models of technical plants in educational and research problems in the development of control systems |
| title_short |
Virtualization of models of technical plants in educational and research problems in the development of control systems |
| title_full |
Virtualization of models of technical plants in educational and research problems in the development of control systems |
| title_fullStr |
Virtualization of models of technical plants in educational and research problems in the development of control systems |
| title_full_unstemmed |
Virtualization of models of technical plants in educational and research problems in the development of control systems |
| title_sort |
virtualization of models of technical plants in educational and research problems in the development of control systems |
| title_alt |
Виртуализация моделей технических объектов управления в учебнонаучных задачах проектирования систем управления Віртуалізація моделей технічних об'єктів управління в навчально-наукових задачах проектування систем управління |
| description |
The problem of using virtualization technology imitation of models of technical control plants (CP) in the development of control programs for controller platforms (PLC) fieldbus of industrial automation. It is proposed a generalized concept of virtual plants automation (VPA). The structural elements of the VPA is virtual hardware automation and virtual simulation model of CP. As a means of drafting VPA in laboratory workshops offered utilized highspeed free software simulator PLC and programming language BASIC for CP. As an extension of the proposed concept is proposed virtualizated distributed control system, with members from several separate VPA and a virtual controller. |
| publisher |
Інститут програмних систем НАН України |
| publishDate |
2017 |
| url |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/130 |
| work_keys_str_mv |
AT zherebkova virtualizationofmodelsoftechnicalplantsineducationalandresearchproblemsinthedevelopmentofcontrolsystems AT zherebkova virtualizaciâmodelejtehničeskihobʺektovupravleniâvučebnonaučnyhzadačahproektirovaniâsistemupravleniâ AT zherebkova vírtualízacíâmodelejtehníčnihobêktívupravlínnâvnavčalʹnonaukovihzadačahproektuvannâsistemupravlínnâ |
| first_indexed |
2025-07-17T09:59:01Z |
| last_indexed |
2025-07-17T09:59:01Z |
| _version_ |
1838410146945957888 |
| fulltext |
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
© В.А. Жеребко, 2015
ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2015. № 1 65
УДК 681.3
В.А. Жеребко
ВІРТУАЛІЗАЦІЯ МОДЕЛЕЙ ТЕХНІЧНИХ ОБ’ЄКТІВ
УПРАВЛІННЯ В НАВЧАЛЬНО-НАУКОВИХ ЗАДАЧАХ
ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ
Розглянуто проблему використання технології віртуалізації імітаційних моделей технічних об'єктів уп-
равління (ОУ) при розробці керуючих програм для контролерних платформ (ПЛК) польового рівня
промислової автоматизації. Пропонується узагальнена концепція віртуальних об'єктів автоматизації
(ВОА). Структурними елементами ВОА є віртуальні технічні засоби автоматизації та віртуальна іміта-
ційна модель ОУ. Розглянуто приклад лабораторного практикуму із використанням програмного симу-
лятора ПЛК та мови програмування BASIC. Як розширення запропонованої концепції пропонується ві-
ртуалізувати розподілену систему управління, до складу якої входитимуть декілька відокремлених
ВОА та один віртуальний контролер.
Вступ
Стрімкий наступ ери всебічної тех-
нократії першого десятиліття XXI-го сто-
ліття повільно але впливає і на галузь про-
мислової автоматизації (ПА). Класичні
(здебільшого застарілі морально) автома-
тизовані системи управління (СУ) техно-
логічними процесами (АСУ ТП) потребу-
ють як мінімум оновлення схемно-
технічних засобів, як максимум – інтегра-
ції сучасних програмно-технічних іннова-
цій та використання нових методів, підхо-
дів, засобів тощо.
Інструментальні засоби комп’ютер-
ного імітаційного моделювання (ЗКІМ)
впевнено увійшли до пріоритетних про-
грамних засобів (ПЗ) вирішення проектних
задач ПА при розробці нових виробничих
та керуючих комплексів, підготовці опера-
торів-технологів АСУ ТП та системних
інтеграторів оптимізації існуючих АСУ
ТП. Вендорні компанії-гіганти на ринку
ПА та програмно-технічних засобів авто-
матизації (ПТЗА) часто пропонують на
додаток до своїх основних продуктів бага-
тофункціональні моделюючі комплекси.
Інструментальні програмні пакети Unisim
(Honeywell), Omega Land (Yokogawa),
Ideas Simulation and Control (Andritz
automation), Plant Simulation Tool
(Siemens), Arena (Rockwell Automation) –
лише невеликий перелік ЗКІМ, представ-
лених на ринку ПА. Загальна тенденція
виглядає таким чином, що в галузі ПА
технократичний тиск рано чи пізно приз-
веде до тотальної комп’ютеризації: перехід
від суто математичного та фізичного мо-
делювання до моделювання комп’ютер-
ного імітаційного [1].
Тотальна комп’ютеризація та ЗКІМ
досить плідно та достатньо давно застосо-
вуються на вищих щаблях ієрархічної
структури АСУ ТП, таких як управління
підприємством та управління виробничим
процесом. На цих рівнях АСУ ТП моделю-
вання не відображає структурно-функціо-
нальних особливостей об’єкта управління
(ОУ), а лише інформаційну складову, тоб-
то техніко-економічні ресурси ОУ. Очеви-
дно постає питання у необхідності викори-
стання ЗКІМ також на польовому (контро-
лерному) рівні АСУ ТП та на рівні життє-
діяльності ОУ задля тестування розробле-
них керуючих програм та імітаційних мо-
делей ОУ. Вирішення цього питання поки
не набуло широкого практичного викорис-
тання як у галузі ПА, так і у методиках
викладання навчальних дисциплін, орієн-
тованих на ринок ПА.
У роботі розглядаються особливос-
ті існуючих підходів до імітаційного моде-
лювання рівня ОУ в ієрархії АСУ ТП, зок-
рема, підходу на основі використання про-
грамної імітації ОУ; вводиться поняття
віртуальних об'єктів автоматизації (ВОА);
розглядаються питання програмної симу-
ляції ВОА; обговорюються проблеми, що
ускладнюють використання ЗКІМ при роз-
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
66
робці та реалізації алгоритмів польового
рівня та рівня ОУ; пропонується узагаль-
нена концепція до розробки та реалізації
алгоритмів функціонування ОУ на основі
ВОА.
ЗІКМ виступають як базові інстру-
менти науково-технічної діяльності IT-
спеціаліста у галузі ПА та навчально-
викладацької сфери підготовки таких фа-
хівців. Моделювання навколишнього сере-
довища, предметів та явищ, взагалі та про-
цесів і систем ПА дозволяє досліджувати
ці системи на моделях у різних умовах,
щоб потім використовувати отримані
знання при розробці автоматизованих СУ
виробничими й технологічними процесами
(ТП) в фізичних, хімічних, біологічних,
соціальних галузях.
1. Комп’ютеризовані програмні
імітатори
Із усього різноманіття методів мо-
делювання які використовуються в інже-
нерній практиці у перевагу класичним
(аналітичні, макетні, фізичні тощо) сучас-
на наука досить давно використовує ком-
п’ютеризовані методи. Комп’ютеризація
сучасного життя, зокрема, широке поши-
рення персональних комп'ютерів (ПК) в
галузі фізико-технічних досліджень зроби-
ла революцію у моделюванні. Спочатку
використання ПК практично витіснило
аналітичні методи дослідження за рахунок
широкого впровадження в практику обчи-
слювальних методів, а потім і зовсім приз-
вело до зміни базового дослідницького
підходу: модель ОУ задається виключно
програмно. Широке поширення підходу,
заснованого на ідеї програмної імітації
досліджуваного ОУ, дозволяє ряду дослід-
ників заявляти про настання «ери комп'ю-
терного моделювання» [2].
ЗКІМ набули широкого поширення
в промисловій сфері та ПА. Програмні
пакети надають автоматизовані засоби і
бібліотеки елементів, дозволяючи обігра-
вати різні варіанти розміщення обладнан-
ня, моделювати рух матеріалопотоків та
ресурсів, створювати стаціонарні, дистан-
ційні та мобільні навчальні комплекси для
операторів і технологів [3], готувати фахі-
вців рівня програмування ПЛК [4] польо-
вого рівня та оптимізувати ТП [5].
Програмна імітація дозволяє [3]:
– маніпулювати перебігом модель-
ного часу, прискорювати повільні ТП і
сповільнювати швидкоплинні, підвищую-
чи ефективність сприйняття інженером
поведінки СУ чи ТП;
– змінювати параметри запуску
моделі ОУ в широкому діапазоні, тим са-
мим надаючи інженеру-досліднику поту-
жний евристичний інструмент, щоб роз-
робляти і висувати нові гіпотези, моделі,
теорії;
– істотно скоротити число натур-
них експериментів, у багатьох випадках
замінюючи їх чисельними, що особливо
важливо у випадку ризиків (наприклад,
аварійна зупинка виробництва при дослі-
дженні систем з прихованими зв'язками)
або етичних наслідків (наприклад, при
вирішенні задачі оптимізації кількості
робочих місць);
– вирішувати навчально-
педагогічні завдання, зокрема, скорочую-
чи терміни засвоєння практичних нави-
чок, підвищуючи якість підготовки студе-
нтів-випускників ВУЗу та інженерного
персоналу (операторів, технологів) підп-
риємства;
– спростити аналіз взаємозалежно-
стей, надаючи можливість налаштування,
спрощення моделі ОУ, виключення триві-
альних параметрів ОУ.
На додаток до цього програмний
імітатор може бути використаний як ін-
струмент маркетингу – для демонстрації,
обговорення та обґрунтування запропоно-
ваного рішення [5]. Принцип «краще один
раз побачити» дозволяє не тільки скоро-
тити пояснення, але й підвищити переко-
нливість тверджень проекту.
2. Підходи до імітаційного
моделювання ОУ
При створенні керуючих алгорит-
мів польового рівня ПЛК імітаційне мо-
делювання затребуване не менше, аніж
при моделюванні рівня менеджменту під-
приємства в цілому. Імітаційне моделю-
вання об’єктів ПА дозволяє істотно під-
вищити ефективність підготовки фахівців
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
67
з програмування: вивчити типові стратегії
управління, які застосовуються в різних
виробництвах, забезпечити наочність ви-
рішуваних завдань і ввести ігровий еле-
мент (важливо використовувати в процесі
навчання) [4]. Але, безсумнівно, ще біль-
шу значимість імітація ОУ має в реальних
проектах у галузі ПА. Поточна практика
ПА така, що в переважній більшості ви-
падків пусконалагоджувальні роботи сис-
темних інтеграторів на новому об’єкті
автоматизації (ОА) перетворюються на
своєрідний «момент істини»: перший за-
пуск ПЗ фактично означає початок його
тестування на польовому рівні ПЛК. Пое-
тапне введення ПЗ до складу СУ (автоно-
мне тестування, комплексне тестування)
не забезпечує (і не може забезпечити) ви-
явлення помилок на логічному рівні алго-
ритму, оскільки по суті зводиться до пе-
ревірки коректності під’єднання сигналь-
них ліній.
Можливість моделювання ОУ
практично відсутня і в інструментальних
програмних пакетах розробки (IDE). За-
соби для налагодження керуючого ПЗ, що
надаються виробниками IDE на базі стан-
дарту МЕК 61131-3, обмежуються мож-
ливістю «відірвати» сигнальний кабель
від датчика і змінити його значення вруч-
ну. Тобто як імітатор ОУ виступає сам
інженер-програміст, що унеможливлює
перевірити навіть логічну коректність
складного алгоритму, не кажучи вже про
тестування його стійкості або динамічних
характеристик. Інші технології верифіка-
ції ПЗ, такі як статичний аналіз вихідного
коду, випробування на ОА, хоча і володі-
ють величезним потенціалом, але, тим не
менш, не в змозі замінити тестування як
домінуючу технологію [6], яка у разі ал-
горитмів управління передбачає активне
моделювання поведінки ОУ.
Фізичні імітатори ОУ. ПЗ польо-
вого рівня ПЛК налагоджується на фізич-
них імітаторах, які відтворюють ТП, що
автоматизується в тій чи іншій мірі деталі-
зації. Фізичні імітатори під’єднуються до
ПЛК через наявні датчики та виконавчі
пристрої або через їх аналоги (імітатори,
пульти). Цей підхід пов’язаний з наступ-
ними проблемами: складністю у виборі
імітатора, неможливістю модифікації мо-
делі ОУ, складнощами з використанням
тих же датчиків і виконавчих пристроїв,
що і на ОУ, а також високою вартістю
підтримки обладнання в працездатному
стані [4].
Програмно-апаратні імітатори
ОУ. Більш просунутий підхід, який засто-
совується на практиці, – використання як
імітатора окремого програмно-апаратного
комплексу, що інтегрується у створювану
СУ. Такий цифровий імітатор містить
програму модель, відтворюючу поведінку
ОУ, і формує вхідні аналогові і цифрові
сигнали для СУ через свої модулі виходів
на підставі керуючих сигналів, зчитува-
льних через аналогові і цифрові модулі
входів.
На відміну від фізичного імітатора
така схема дозволяє тестувати алгоритми
управління для широкого спектру ОУ і
змінювати поведінку модельованого ОУ.
В силу згадуваної компліментарності СУ
та ОУ підхід дозволяє також застосовува-
ти вже використовувані мови програму-
вання, що дає очевидну перевагу в порів-
нянні зі спеціалізованими ЗІКМ. Ще одна
перевага підходу – проста комутація ал-
горитму від імітатора до реального ОУ.
Однак програмно-апаратне моделювання
передбачає додаткові витрати на ПТЗА,
що приблизно дорівнюють витратам на
апаратуру СУ.
Програмні імітатори ОУ. Іноді
застосовується підхід, за яким для тесту-
вання ПЗ ПЛК вхідні сигнали «відрива-
ються» від фізичних модулів вводу і фор-
муються програмно. При цьому в алго-
ритм управління інтегруються спеціалізо-
вані програмні модулі – імітатори облад-
нання та технічних засобів автоматизації
(ТЗА). Цей підхід також дозволяє в якійсь
мірі підлагодити алгоритм, але тісна інте-
грація керуючих та модельних частин ПЗ
викликає складнощі при наступному ви-
даленні коду моделі ОУ з алгоритму уп-
равління. З цієї ж причини серйозні про-
блеми виникають і при спробі організува-
ти групову роботу над проектом розробки
ПЗ до СУ.
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
68
3. Віртуалізації технічних об’єктів
управління
Щоб спростити тестування розроб-
люваного ПЗ для ПЛК, зробити його роз-
робку більш комфортним, зручно викорис-
товувати для налагодження ПЗ польового
рівня ПЛК ідею віртуалізації лабораторних
стендів (ВЛС), що знедавна розвивається в
Інституті автоматики і електрометрії СО
РАН [4]. На базі цієї ідеї пропонується
концепція віртуальних об’єктів автомати-
зації (ВОА) – програмних імітаторів і си-
муляторів технічних ОУ та ТЗА в цілому.
Відмінність імітатора від стимулятора бу-
демо розуміти наступну. Імітатор – стати-
чний замінник ОУ, тобто зміна стану мо-
делі ОУ підкоряється розробнику. Симу-
лятор – динамічний замінник ОУ, коли
стан моделі ОУ незалежно від розробника
змінюється з плином (віртуального, такто-
вного) часу.
ВЛС, створені для навчання студе-
нтів програмуванню керуючих алгорит-
мів, базуються на концепції ВОА – про-
грамного симулятора деякого ОУ, що
включає також ТЗА (давачі, виконавчі
пристрої тощо) без яких унеможливлю-
ється автоматизація ОУ як така. Код ВОА
виконується незалежно від алгоритму уп-
равління (керуюча програма ПЛК), ство-
рюваного інженером-програмістом. Обмін
даними між ВОА і алгоритмом управлін-
ня реалізований через віртуальні інтер-
фейси та промислові протоколи, тому при
зміні алгоритму керування немає необ-
хідності в перекомутації інформаційних
та мережевих зв’язків. Алгоритм управ-
ління кодується технологічною мовою
відповідно стандарту 61131-3. У якості
інструментарію та мови програмування
моделей ВОА пропонується використову-
вати відкриті або безкоштовні ПЗ скрип-
топодібного типу, наприклад, мова
BASIC. Серед брендових ПЗ як комерцій-
на альтернатива може виступати пакет
LabVIEW [7], який активно використову-
ється в ПА як аналог так званих софт-
ПЛК, розширеного засобами створення
операторського інтерфейсу і інтеграції
периферійного обладнання [4]. Вибір
LabVIEW дозволяє використовувати гра-
фіку і візуалізувати поведінку ВОА, при-
ховати від користувача деталі реалізації
та надати йому ВОА єдиним додатком з
простим інтерфейсом.
Оскільки керуючий алгоритм в
ПЛК і алгоритм поведінки ВОА компле-
ментарні за інтерфейсами і мають однако-
ву процесну природу, поведінку ВОА та-
кож можна описати засобами мови МЕК в
середині коду керуючої програми ПЛК,
що використовується при створенні скла-
дних ОУ.
Можливість відокремлювати коди
керуючого алгоритму та програмного імі-
татора ОУ дозволяють не тільки тестува-
ти алгоритм управління, але і використо-
вувати при розробці алгоритму ітераційну
схему (рис. 1). Ітераційна розробка алго-
ритму управління починається з фіксації
початкової моделі ВОА, для якої пишеть-
ся програмний симулятор (наприклад,
мовою BASIC) і алгоритм управління.
Після цього перевіряється взаємна відпо-
відність алгоритму та програмного іміта-
тора ОУ. Виявлення невідповідності
означає наявність помилок або в алгорит-
мі, або в програмній моделі ВОА, які усу-
ваються. У разі успішного проходження
тесту початкова модель ВОА ускладню-
ється. Цикл повторюється до реалізації
повноцінного ВОА.
Оскільки створення моделі ОУ та
алгоритму управління ведеться незалежно,
радикально знижується ймовірність невия-
влених до початку пусконалагоджуваль-
них робіт помилок.
На рис. 1 показана структура кон-
цептуальної моделі ВОА у складі контура
управління класичної СУ.
СУ складається із наступних блоків
(див рис.1): З – задаючий пристрій (ручне
завдання або автоматичне); ВК – віртуаль-
ний контролер; М – віртуальні модулі вве-
дення-виведення ВК; Р – програмний ре-
гулятор; ОУ – об’єкт управління; В – вір-
туальні виконавчі пристрої; Д – віртуальні
давачі (датчики); П – перетворювачі (при-
строї узгодження).
Згідно класичної теорії управління
у структурі СУ фігурують наступні типи
сигналів: r – задаючий вплив (уставка),
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
69
y
В Д
П
М
Р
ВК
М
uЗ -
r e
ОУ
ВОА
Рис. 1. Структура СУ із концептуальною моделлю ВОА
e – сигнал розузгодження (помилка), u –
керуючий вплив (вихід Р), y – регульо-
вана величина (вихід ОУ).
4. Результати
Концептуальні положення, що за-
пропоновані у роботі успішно впрова-
джуються у реформуванні та модернізації
нових лабораторних комплексів навчаль-
но-методичних дисциплін технічного
спрямування орієнтованих на отримання
знань та умінь у галузі ПА.
На кафедрі «Автоматики та управ-
ління в технічних системах» НТУУ «КПІ»
розроблено лабораторні роботи із викори-
станням наступного ПЗ: CoDeSys – для
програмування польового рівня ПЛК;
BASIC – для програмування моделі ВОА;
fmPLCs – для виконання (симуляції) ВОА.
Як віртуальний виконавчий пристрій СУ
використовується віртуальний контролер
CoDeSys Control Win (ВК). Віртуальний
канал передачі даних між ВОА та ВК – це
віртуальне нуль-модемне з’єднання (ана-
лог фізичного кабелем) за інтерфейсом RS-
232. Узагальнена структура віртуального
лабораторного стенда показана на рис. 2.
Функціонування віртуального стен-
да наступне. Прикладна програма
CoDeSys, завантажена у ВК, через інтер-
фейс віртуального порту COM1 (MS)
передає команди протоколом MODBUS.
Віртуальним нуль-модемним каналом
зв’язку команди від MS передаються
до віртуального COM2 (SL), який, у
свою чергу, передає команди до ВОА, що
надходять до виконавчих пристроїв
СУ. В свою чергу ВОА повертає до ВК
необхідні дані з давачів про поточний стан
ОУ.
COM1COM1
MODBUS-каналMODBUS-канал
ВК (CoDeSys Control Win)ВК (CoDeSys Control Win)
Прикладна
програма АCУ
Прикладна
програма АCУ
за
п
и
т
и
д
а
н
н
і
COM2COM2
COM1COM1
Віртуальний RS-232
(ELTIMA Virtual COM)
Віртуальний RS-232
(ELTIMA Virtual COM)
ВОА (fmPLCs)ВОА (fmPLCs)
COM2COM2
MODBUS-каналMODBUS-канал
Давачі,
задавачі
Давачі,
задавачі
Виконавчі
елементи
Виконавчі
елементи
за
п
и
т
и
д
а
н
н
і
Регістри даних ТЗАРегістри даних ТЗА
MSMS
SLSL
Рис. 2. Структура віртуального лабораторного стенда
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
70
Висновки та рекомендації
Для зниження ризиків при введенні
СУ в експлуатацію пропонується підхід
ітераційної розробки керуючих програм
ПЛК на основі концепції ВОА. Запропоно-
вано метод реалізації концепції за допомо-
гою комплексу ПЗ на прикладі навчально-
методичної розробки у вищому технічному
навчальному закладі.
Використання методу в реальних
проектах ПА та у навчальному процесі
дозволяє:
– тестувати створювані алгоритми,
починаючи з самих ранніх стадій розроб-
ки, впровадити ітераційну модель розроб-
ки для випадку ПА;
– забезпечити контроль процесу
створення керуючих алгоритмів і знизити
психологічне навантаження на колектив
розробників.
1. Зюбин В.Е. Итерационная разработка
управляющих алгоритмов на основе ими-
тационного моделирования объектов
управления // Автоматизация в промыш-
ленности. – 2010. – № 11, № 2. – С. 43–48.
2. Hartmann S. The World as a Process:
Simulations in the Natural and Social
Sciences // in: R. Hegselmann et al. (eds.),
Modelling and Simulation in the Social
Sciences from the Philosophy of Science
Point of View, Theory and Decision Library.
Dordrecht: Kluwer 1996.
http://philsciarchive.pitt.edu/archive/0000241
2/01/Simulations.pdf
3. Дозорцев В.М., Крейдлин Е.Ю. Современ-
ные автоматизированные системы модели-
рования ТП // Автоматизация в промыш-
ленности. – 2009. – № 6.
4. Зюбин В.Е., Калугин А.А. Виртуальные
лабораторные стенды: обучение програм-
мированию задач промышленной автома-
тизации // Промышленные АСУ и контро-
ллеры. – 2009. – № 2.
5. Медведев В. Имитационное моделирование
в промышленности // Plm news. Инновации
в промышленности. Май 2008.
http://www.plm.automation.siemens.com/ru_r
u/Images/Plant%20Simulation_tcm802-
92342.pdf
6. Мейер Б. Семь принципов тестирования
программ // Открытые системы. – 2008. –
№ 7.
7. Бутырин П.А., Васьковская Т.А., Каратае-
ва В.В., Материкин С.В. Автоматизация
физических исследований и эксперимента:
компьютерные измерения и виртуальные
приборы на основе LabVIEW 7. М.: ДМК
Пресс, 2005.
Одержано 24.10.2014
Про автора:
Жеребко Валерій Анатолійович,
молодший науковий співробітник НДІ ІП,
здобувач кафедри АУТС НТУУ «КПІ».
Місце роботи автора:
Національний технічний університет
України «КПІ»,
03056, Київ,
Проспект Перемоги 37,
корпус 18, к. 522.
Тел.: +380(44) 406 83 46.
E-mail: zherebko@kpi.ua
http://philsci-/
http://philsci-/
http://archive.pitt.edu/archive/00002412/01/Simulations.pdf
http://www.plm.automation.siemens.com/ru_ru/Images/Plant%20Simulation_tcm802-92342.pdf
http://www.plm.automation.siemens.com/ru_ru/Images/Plant%20Simulation_tcm802-92342.pdf
http://www.plm.automation.siemens.com/ru_ru/Images/Plant%20Simulation_tcm802-92342.pdf
mailto:zherebko@kpi.ua
|