ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. SCADA-СИСТЕМЫ И ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 6
1.1. Общие сведения о SCADA-системах 6
1.2. Обзор существующих SCADA-систем 6
1.3. Механизмы обмена с ПЛК 11
1.3.1. Механизм обмена OPC 11
1.3.2. Механизм обмена DDE 13
1.3.3. Механизм обмена ActiveX OLE 13
1.3.4. Механизм обмена COM/DCOM 14
1.4. Функциональные возможности SCADA-систем 14
1.5. Интеграция многоуровневых систем автоматизации 15
1.6. Используемые ПЛК 17
1.6.1. Программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК110 17
1.6.2. Панельный программируемый логический контроллер ОВЕН СПК107 18
1.7. Языки программирования ПЛК 18
1.7.1. Язык SFС 18
1.7.2. Язык IL 19
1.7.3. Язык ST 19
1.7.4. Язык LD 20
1.7.5. Язык FBD 20
1.8. Протокол cвязи Modbus 21
1.9. Используемые в стендах датчики 22
1.9.1. Датчик температуры 23
1.9.2. Датчик температуры и влажности 23
1.10. Вывод по главе 24
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРАКТИКУМОВ ПО КУРСУ ИИС 25
2.1. Обзор существующих практикумов по ИИС в АлтГУ 25
2.2. Анализ аналогичных практикумов в других ВУЗах 25
2.3. Аппаратно-программное обеспечение лабораторного практикума 26
2.4. Пути решения проблемы совершенствования существующего лабораторного
практикума 27
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕМАТИКИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 28
3.1. Содержание лабораторного практикума по ИИС 28
3.2. Разработка задания «Простой калькулятор на СПК107» 28
3.3. Разработка задания «Кодовый замок на СПК107» 30
3.4. Разработка задания «Контроль уровня в MasterSCADA» 33
3.5. Разработка задания «Построение задающего графика с помощью C# скрипта в
MasterSCADA» 35
3.6. Разработка задания «Перевод двоичного числа в десятичное на ПЛК110» 38
3.7. Разработка задания «Бегущие огни на ПЛК110 с изменением скорости» 40
3.8. Разработка задания «Симуляция автомобиля на ПЛК110 в MasterSCADA» 43
3.9. Разработка задания «Работа с датчиком температуры» 46
3.10. Разработка задания «Работа с датчиком влажности» 48
3.11. Перспективы развития лабораторных практикумов и учебных стендов 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 53
В настоящее время дни все больше проявляется внедрение автоматических систем управления технологическим процессом (АСУ ТП) в нашу жизнь. Сейчас уже нельзя представить ни одно перспективное предприятие без автоматизации иили роботизации производства. Более того на сегодняшний день автоматизация уже широко применяется в быту человека. Различные системы типа «умный дом» позволяют значительно упростить многие аспекты жизни, такие как, например, автоматическое управление энергопотреблением. Широко продвинулись такие понятия как интернет вещей и интернет всего. Умный дом уже не фантастическое будущее, а массово доступная реальность. По этим причинам, на рынке нужны квалифицированные специалисты, имеющие навыки работы с подобными системами, а значит возникает необходимость изучения основ работы подобных систем.
Для этой задачи существуют предметы "Информационные измерительные системы" в бакалавриате и "Нейроинформационные технологии и робототехнические системы" в магистратуре. К сожалению, даже при наличии необходимого оборудования, основанного на принципах АСУ ТП, ощущается недостаток практической части обучающего процесса. Поэтому было решено разработать лабораторный практикум, затрагивающий большинство основных принципов работы с подобными системами.
Цель - разработка лабораторного практикума по дисциплине «Информационные измерительные системы» для изучения SCADA-систем на базе учебных стендов, оснащенных оборудованием фирмы Овен.
Задачи:
• выполнить аналитический обзор используемых в учебных стендах ПЛК и существующих SCADA-систем;
• выполнить аналитический обзор аналогичных практикумов, используемых в других вузах;
• рассмотреть особенности построения, функционирования и разработки алгоритмов SCADA-систем;
• разработать тематику лабораторных работ по изучению SCADA-систем с использованием оборудования фирмы ОВЕН;
• осуществить практическую реализацию лабораторных работ с помощью программного обеспечения MasterSCADA и CoDeSys;
• рассмотреть возможность дальнейшего развития стендов с целью использования их в других дисциплинах.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были рассмотрены наиболее важные аспекты, необходимые для проведения анализа существующих SCADA- систем и методических указаний других ВУЗов по курсу «Информационные измерительные системы», обоснована актуальность работы. Проведен обзор используемых в учебных стендах ПЛК и датчиков. На основании данной информации была выбрана SCADA-система и язык программирования ПЛК. Выполнен обзор необходимого для выполнения данного лабораторного практикума программного обеспечения.
Были разработаны тематики лабораторных работ, составлен план выполнения лабораторного практикума, разработаны задания к лабораторным работам и осуществлена их практическая реализация с описанием выполнения работ. Намечены перспективы дальнейшего развития лабораторного практикума и учебных стендов.
Таким образом, цель выпускной квалификационной работы достигнута, разработан лабораторный практикум по курсу «Информационные измерительные системы».
