Дипломная работа: Автоматизированная система информационной поддержки наладочных работ электропривода в TrendWorX32
На третьем этапе должна быть проведена постепенная передача отдельных установок в ведение эксплуатационного персонала. В этот период наладчики должны вести наблюдение за правильностью действия обслуживающего персонала, при необходимости проводить технический инструктаж и оказывать помощь в работе. Одновременно передается необходимая техническая документация (исполнительные принципиальные схемы и данные по настройке .аппаратов защиты). Полный комплект технической документации сдается по окончании работ на четвертом этапе. Переход к четвертому этапу наладки обусловлен окончанием опробования всех электроустановок, входящих в комплекс объекта. Однако в некоторых случаях объект вводится в действие не
в целом, а частично. Тогда переход на четвертый этап наладки производится по определенному принятому графику очередности.
Четвертый этап относится к наладке электроприводов, является завершающим и охватывает два периода комплексного испытания объекта: «холодное» опробование — работа механизмов вхолостую; «горячее» опробование — работа механизмов под нагрузкой в рабочих режимах, определяемых технологией производства.
Перед комплексными испытаниями руководитель наладочной бригады проводит инструктаж всего состава бригады и четко разграничивает сферу деятельности каждого наладчика. Наладчики должны наблюдать за работой схем и электрооборудования, производить записи показаний приборов (по заданию) и оказывать по вызову эксплуатационного персонала оперативную помощь при обнаружении и устранении неполадок в электрической части.
Все работы на четвертом этапе производятся по программе, согласованной со всеми смежными строительно-монтажными организациями, службой эксплуатации и технологами предприятия. Во время комплексных испытаний обслуживание электроустановок должно полностью находиться в ведении эксплуатационного персонала, который по заявкам из цеха производит включение и отключение схем управления механизмами, дает операторам разрешение на работу и ведет ответственное наблюдение за состоянием электрооборудования. Доступ наладочного персонала к переданным в эксплуатацию схемам разрешается только по согласованию со службой эксплуатации.
По окончании «горячего» опробования должна быть подготовлена и сдана отчетная документация по наладке, обусловленная договором.
Во время комплексных испытаний производятся следующие работы: пуск и наблюдение за совместной работой всех электроприводов и оборудования комплекса; проверка надежности взаимных блокировок схем приводов; наблюдение за четкостью и надежностью действия аппаратуры; осуществление и наладка различных режимов работы комплекса совместно с механиками и технологами цеха; корректировка настроенных ранее параметров схем и аппаратуры; постепенное введение автоматического управления (где это предусмотрено).
Участие наладчиков в нормальной эксплуатации объекта зависит от его сложности, качества работы оборудования и подготовленности обслуживающего персонала. Длительность этого периода определяется договоренностью с заказчиком и обычно составляет 10—15 дней. Для участия в пробной эксплуатации выделяется из состава бригады ограниченное количество наиболее квалифицированных наладчиков.
Как и на последующих этапах наладчики не являются только объективными регистраторами недостатков, а должны активно участвовать в разрешении встретившихся затруднений, давая конкретные рекомендации по их устранению. При этом должна быть проявлена максимальная оперативность, имеющая целью не задерживать дальнейший ход наладки и ввод объекта в эксплуатацию.
Суммарное время наладки затраченное для выдачи, поиска и анализа информации и принятия решения длится 3 дня.
4.3 Критерий
Для решения этой задачи необходимо иметь эталон временных затрат в ручную т.е. сколько уходило времени на поиск информации, измерений и расчетов переходных процессов электромеханических характеристик без информационно советующей системы, и сколько времени отнимет на эти же операции с информационно – советующей системой.
Где – τ ср п среднее время на поиск информации 2 дня.
Где – τ ср в среднее время на выдачу информации 1 день.
Среднее время затраченное на поиск и выдачу информации без информационной системы 3 дня на 1запорс.
Требуется : построить БД, которая удовлетворит ограничениям и минимизирует критерий.
4.4 База данных
Одними из основополагающих в концепции баз данных являются обобщенные категории «данные» и «модель данных».
Понятие «данные» в концепции баз данных — это набор конкретных значений, параметров, характеризующих объект, условие, ситуацию или любые другие факторы. Данные не обладают определенной структурой, данные становятся информацией тогда, когда пользователь задает им определенную структуру, то есть осознает их смысловое содержание. Поэтому центральным понятием в области баз данных является понятие модели. Не существует однозначного определения этого термина, токая абстракция определяется с некоторыми различиями, но тем не менее можно выделить нечто общее в этих определениях.
Система управления базами данных (СУБД) — совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Самая распространенная на сегодняшний день трехуровневая система организации БД, изображенная на рисунке 6
1 Уровень внешних моделей — самый верхний уровень, где каждая модель имеет свое «видение» данных. Этот уровень определяет точку зрения на БД отдельных приложений. Каждое приложение видит и обрабатывает только те данные, которые необходимы именно этому приложению.
2 Концептуальный уровень — центральное управляющее звено, здесь база данных представлена в наиболее общем виде, который объединяет данные, используемые всеми приложениями, работающими с данной базой данных. Фактически концептуальный уровень отражает обобщенную модель предметной области (объектов реального мира), для которой создавалась база данных. Как любая модель, концептуальная модель отражает только существенные, с точки зрения обработки, особенности объектов реального мира.
3 Физический уровень — собственно данные, расположенные в файлах или в страничных структурах, расположенных на внешних носителях информации.
Рисунок 6 - Трехуровневая модель системы управления базой данных
Модель данных — это некоторая абстракция, которая, будучи приложима к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, то есть сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.
На рисунке 7 - представлена классификация моделей данных.
В соответствии с рассмотренной ранее трехуровневой архитектурой мы сталкиваемся с понятием модели данных по отношению к каждому уровню. И действительно, физическая модель данных оперирует категориями, касающимися организации внешней памяти и структур хранения, используемых в данной операционной среде. В настоящий момент в качестве физических моделей используются различные методы размещения данных, основанные на файловых структурах: это организация файлов прямого и последовательного доступа, индексных файлов и инвертированных файлов, файлов, использующих различные методы хэширования, взаимосвязанных файлов. Кроме того, современные СУБД широко используют страничную организацию данных. Физические модели данных, основанные на страничной организации, являются наиболее перспективными.
Рисунок 7 - Классификация моделей данных
Кроме трех рассмотренных уровней абстракции при проектировании БД существует еще один уровень, предшествующий им. Модель этого уровня должна выражать информацию о предметной области в виде, независимом от используемой СУБД. Эти модели называются инфологическими, или семантическими, и отражают в естественной и удобной для разработчиков и других пользователей форме информационно-логический уровень абстрагирования, связанный с фиксацией и описанием объектов предметной области, их свойств и их взаимосвязей .
4.5 Классификатор характеристик
Основными функции разработки являются: измерения, аппроксимация и регистрации электрических характеристик. Система позволяет проводить произвольные выборки с использованием результатов измерений для решения задач по диагностике промышленных установок, протоколированию технологических процессов, выявлению причин нештатных ситуаций, которая позволит наладчикам за меньшее время детально выявить поведения электропривода и просмотреть параметры работы двигателей с сохранением данных.
Для создания информационно-советующий системы нужен набор соответствующих характеристик:
1. Составляющая система должна быть лицензионно свободна
2. Модульная структура, для лёгкого расширения системы.
3. Удобный и понятый интерфейс
4. Просмотр осциллограмм
5. Возможность получать и сохранять данные графических изображений с любого компьютера, имеющего доступ к локальной сети
6. Регистрация и протоколирование осциллографических измерений
7. Модификация
7.1. Сдвиг нуля (по оси ординат)
7.2. Сдвиг времени (по оси абсцисс)
7.3. Масштабирование графика (осциллограммы)
8. Анализ осциллограммы
8.1. График производной от данной осциллограммы
8.2. Определение максимума всей осциллограммы
8.3. Определение максимума на выбранном диапазоне
8.4. Определение среднеарифметического
8.5. Определение среднегеометрического
8.6. Среднеквадратического отклонения с автоматическим выводом
9. Фильтрация
9.1. Фильтр апериодичности
9.2. Фильтр второго порядка (колебательного звена)
9.3. Робастный фильтр
9.4. Определения действующего значения
10. Дополнительные построения
10.1. Линейка
10.2. Прямая по двум точкам
11. Синусоида с построением пройденного пути от времени a=f(t)
4.6 Пакет программ для анализа
Несколько десятилетий наладчикам приходятся принимать участия, в разработке и наладки аналитических методов исследования которые, предоставили очень много теории и практики для электропривода. Однако эти методы дали существенные ограничения. Они позволяют в полной мере исследовать системы, которые описываются дифференциальными уравнениями первого и второго порядка. Системы, описываемые уравнениями третьего и четвертого порядка, подаются аналитическому решению, но влияние параметров системы приходится исследовать уже численными методами.
Численные методы базируются на использования компьютерного моделирования.
Компьютерная модель – это программная реализация математической модели дополненная различными служебными программами (например, рисующими и изменяющими графические обзоры во времени).
На исторических ранних этапах компьютерного моделирования программы создавались на языке машинных слов (1100101…).следующим шагом стал язык Ассемблера. В дальнейшем появились «языки высокого уровня»(Алгол, Бейсик, Фортран, Паскаль и др.). Применявшаяся в те годы технология программирования требовала на создание моделей очень много времени. Трудозатраты на создание простой, современной компьютерной модели оценивалась в 5-6 человеко-месяцев.
В настоящее время можно все кардинально изменить с помощью разработанных прикладных пакетов TrendWorX32 фирмы ICONICS является набором программ, предназначенных для реализации подсистемы построения и анализа зависимостей от параметров контролируемого процесса от времени и друг от друга. А также для архивации и последующего представления исторических данных на графиках на верхнем уровне автоматизированных систем управления.
Назначение программных компонентов TrendWorX32.
Контейнер TrendWorX32 - автономное приложение Windows с многодокументным пользовательским интерфейсом, которое предназначено для одновременной работы с множеством элементов просмотра графиков, включая конфигурирование и использование в режим е Исполнение. Контейнер позволяет запускать на исполнение отдельные экраны с вставленными управляющими элементами ActiveX. Содержит интегрированную среду разработки и исполнения сценарных процедур Microsoft Visual Bask: for Applications (VBA).
Рисунок 8- Архитектура пакета TrendWorX32
Элемент просмотра графиков TrendWorX32Viewer ActiveX (ICONICS TWXView32 ActiveX) -предназначен для построения графических зависимостей контролируемых параметров, получаемых от серверов ОРС доступа к дающим данным (ОРС Data Access или OPC DA) и из архивов. Элемент просмотра графиков TrendWorX32 также может использоваться совместно с другими приложениями, способными выполнять функцию контейнера ActiveX.
К основным функциональным возможностям элемента просмотра графиков относятся:
Построение графиков на основе текущих данных (данных реального времени)
1 Построение графиков на основе данных из архивов (исторических данных
2 Вторичная и статистическая обработка данных
3 Обеспечение целостности данных путем многопоточной буферизации
4 предоставлением пользователю возможности настраивать период сбора и обновления данных
5 Элемент просмотра графиков TrendWorX32 получает исторические данные из базы данных от сервера архивации TrendWorX32 SQL Server с использованием интерфейсов ОРС доступа к историческим данным ОРС Historical Data Access (DPC HDA).
Управляющий элемент ICONICS TWXSQL Tool Control-предназначен для выполнения запросов к базе данных архива GENESIS32. обслуживаемой TrendWorX32 SQL Server. Может быть вставлен в любой контейнер ActiveX, включая GraphWorX32, TrendWorX32 и AlarmWorX32.
Сервер архивации TrendworX32 SQL Server (SQL DataLogger) пред назначен для приема данных от ОРС – серверов, записи в базу данных MS Access, MS SQL Server 7.0, Oracle или Microsoft Date Engine (MSDE) с использованием заданных алгоритмов архивации и предоставления данных клиентским приложениям, соответствующим спецификации ОРС Historical Data Access 1.0 (ОРС HDA – спецификация ОРС доступа к историческим данным).
КонфигураторTrendWorX32 - предназначен для создания и редактирования конфигураций сервера архивации в базе данных. Кроме того, Конфигуратор TrendWorX32 содержит ряд отладочно-диагностических функций, позволяющих проверить правильность и эффективность работы подсистемы архивации данных.
Генератор отчетов TrendWorX32 Reporting - предназначен для автоматического выполнения запросов к базе данных архива и представления полученных выборок в текстовом файле, в рабочем листе MS Ехсеl или в таблице базы данных.
Сервер фоновой буферизации - предназначен для приема данных от серверов ОРС, размещения данных в оперативной памяти и, при необходимости, в файловых буферах, а также для предоставления доступа к буферизованным данным через OLE Automation.
Общие сведения: контейнер TrendWorX32является приложением с многооконным интерфейсом, которое предназначено для одновременной работы с множеством экземпляров элемента просмотра графиков ICONICS TWXView32 ActiveX, а также с другими управляющими элементами ActiveX, вставленными в дочерние окна (окна просмотра или экраны).
Контейнер TrendWorX32 предоставляет средства быстрого доступа к Конфигуратору сервера архивации, к Серверу архивации TrendWorX32 SQL Server, Серверу фоновой буферизации Persistent Trending и Генератору отчетов TrendWorX32 Reporting из единой среды разработки. Кроме того, в состав контейнера входит среда разработки и исполнения сценарных процедур Microsoft VBA.
