ÚSTAV AUTOMATIZACE A MICÍ TECHNIKY Fakulta elektrotechniky a komunikaních technologií Vysoké uení technické v Brn

ÚSTAV AUTOMATIZACE A M ICÍ TECHNIKY Fakulta elektrotechniky a komunika ních technologií Vysoké u ení technické v Brn

ANOTACE Tato bakalá ská práce se zabývá již realizovaným programem dataloggeru. Na jejím za átku je stru n popsáno co je to datalogger, následuje popis použitého protokolu OPC, jeho vznik, základní specifikace, princip funkce a komunikace. Dále je stru n popsán ídící systém spole nosti ABB. Poté následuje krátká zmínka o aplikaci MS Excel a na konci je popis samotného programu datalogger z hlediska vzhledu, funkcí, možností a ov ení jeho funk nosti.

KLÍ OVÁ SLOVA Datalogger, záznam dat, m ení, protokol OPC, ídící systém, PLC, ABB, AC 800M, MS Excel

2


ANOTATION This bachelor’s work covers with already realized program of datalogger. On its beginning is shortly described what datalogger is, followed by description of used OPC protocol, its formation, basic specifications, principle of function and communication. Next is shortly described control system of ABB Company. Then follow short mention about application MS Excel and in the end is description of program of datalogger from view of visual aspect, function, ability and verify of its functionality.

KEY WORDS Datalogger, data recording, measure, protocol OPC, control system, PLC, ABB, AC 800M, MS Excel

3


ABSTRAKT Cílem této bakalá ské práce bylo vytvo it datalogger schopný zaznamenávat m ená data z ídícího systému za pomoci komunika ního protokolu OPC. Jako nejvhodn jší pro vytvo ení programu datalogger tak aby co nejvíce odpovídal daným požadavk m spole nosti ABB se ukázala aplikace MS Excel s vhodnými knihovnami pro komunika ní protokol OPC. V úvodu je tak popsáno co je to vlastn datalogger. Následuje vysv tlení p edávání dat z

ídícího systému, seznámení

s komunika ním protokolem OPC, jeho historií, organizací která jej vytvo ila, jeho specifikacemi a vysv tlením principu jak vlastn protokol OPC funguje. Dále je v práci popsán ídící systém spole nosti ABB, p esn ji použitý kontroler ady AC 800M se základním vý tem jeho vlastností podstatných pro tuto práci a stru n popsán Compact Control Builder, jehož sou ástí je i OPC server a který slouží k ízení kontroleru. Poté je v práci od vodn no zvolení aplikace MS Excel pro program dataloggeru a je stru n popsáno k emu jsou activeX prvky a makra. Následuje popis vzhledu programu datalogger a významu jednotlivých ovládacích prvk . V další kapitole této práce je popis skriptu, tedy programového kódu programu datalogger. P i emž je zárove vysv tleno co jednotlivé ovládací prvky d lají a jak. Následuje popis možností programu datalogger a zhodnocení provedeného testování na kontroleru ady AC 800M spole nosti ABB. V záv ru jsou pak shrnuty vlastnosti programu datalogger a poznatky zjišt né p i vytvá ení programu datalogger a popsány dosud objevené chyby v programu.

4


RESUMÉ V rámci této bakalá ské práci jsem vytvo il program dataloggeru “WOPCDlogger.xls”. Jako prost edek pro vytvo ení programu dataloggeru jsem použil aplikaci MS Excel a jazyk Visual Basic. Pro komunikaci mezi programem dataloggeru a ídícím systémem jsem použil protokol OPC, který byl požadavkem v zadání. P i tvorb jsem se seznámil s jazykem Visual Basic, protokolem OPC a ídícím systémem spole nosti ABB. Zjistil jsem, že samotný

ídící systém

nespl uje požadavek na rychlost záznamu dat a p i zát ži ídícího systému se vyskytuje problém se ztrátou dat. Také jsem p i lad ní programu dataloggeru zjistil zvláštnosti v chování testovacího OPC serveru spole nosti Kepware jejíž knihovna je v programu dataloggeru použita. P edevším opa né indexování nakonfigurovaných veli in než bylo p edpokládáno a ob asnou samovolnou zm nu v jeho nastavení. Rovn ž bylo velmi obtížné najít jakoukoliv dokumentaci k použitým knihovnám od spole ností OPCware a Kepware a tak bylo pot eba znalosti o t chto knihovnách získat z demo program distribuovaných t mito spole nostmi.

SUMMARY In scope of this bachelor’s work I have made program of datalogger “WOPCD-logger.xls”. As device for making of program of datalogger I used application MS Excel a Visual Basic language. For communication between program of datalogger and control system I used OPC protocol, which was request of assignment. In creation I acquainted with Visual basic language, OPC protocol and control system of ABB Company. I find out that control system itself fail to meet the requirement of speed of data recording and that in load of control system occur problem of data lose. Also in debugging of program datalogger I find out

5


unusualness in behaviour of testing OPC server of Kepware Company which library is used in program datalogger. First of all wrong indexing of configured quantity than was supposed and sporadic spontaneous change of its settings. Also was very difficult to find soever documentation for used libraries from companies Kepware and OPCware and so it was need to get knowledge about these libraries from demo programs distributed by these companies.

6


B I B LI O GRAFI C K Á C I TAC E BRÁBLÍK, Radim. Datalogger pro zaznamenávání m ených veli in. Brno: Vysoké u ení technické v Brn , Fakulta elektrotechniky a komunika ních technologií, 2008. s. Vedoucí bakalá ské práce Ing. Zden k Bradá Ph. D.

7


PROHLÁŠENÍ

„Prohlašuji, že svou bakalá skou práci na téma "Datalogger pro zaznamenávání m ených veli in" jsem vypracoval samostatn

pod vedením

vedoucího bakalá ské práce a s použitím odborné literatury a dalších informa ních zdroj , které jsou všechny citovány v práci a uvedeny v seznamu literatury na konci práce. Jako autor uvedené bakalá ské práce dále prohlašuji, že v souvislosti s vytvo ením této bakalá ské práce jsem neporušil autorská práva t etích osob, zejména jsem nezasáhl nedovoleným zp sobem do cizích autorských práv osobnostních a jsem si pln

v dom následk

porušení ustanovení § 11

a následujících autorského zákona . 121/2000 Sb., v etn možných trestn právních d sledk vyplývajících z ustanovení § 152 trestního zákona . 140/1961 Sb.“

V Brn dne :

Podpis:

8


POD KOVÁNÍ

D kuji vedoucímu semestrální práce Ing. Zde ku Bradá ovi Ph. D., konzultantu Ing. Radku Cabejškovi ze spole nosti ABB za cenné informace, p ipomínky a podn ty a Ji ímu Jánošíkovi ze spole nosti ABB za jeho pomoc p i testování mého programu WOPCD-logger.xls.

9


1.

OBSAH

ANOTACE..............................................................................................................1 ANOTATION .........................................................................................................3 ABSTRAKT............................................................................................................4 RESUMÉ.................................................................................................................5 B I B L I O G R A F I C K Á C I T A C E .........................................................7 P R O H L Á Š E N Í ..............................................................................................8 POD KOVÁNÍ ......................................................................................................9 1. OBSAH .............................................................................................................10 2. SEZNAM OBRÁZK .....................................................................................13 3. SEZNAM TABULEK .....................................................................................15 4. ÚVOD ...............................................................................................................16 4.1 Hardwarový datalogger...................................................................................16 4.2 Softwarový datalogger ....................................................................................17 4.3

ešení dataloggeru..........................................................................................17

5. KOMUNIKACE DAT A PROTOKOL OPC ...............................................18 5.1 P edávání dat z ídícího systému ....................................................................18 5.2 Pro vzniklo OPC............................................................................................18 5.3 OPC Foundation..............................................................................................19 5.4 P ehled OPC specifikací: ................................................................................20 5.5 Princip funkce OPC ........................................................................................21 5.6 Komunikace p es OPC....................................................................................22 6.

ÍDÍCÍ SYSTÉM SPOLE NOSTI ABB......................................................24

6.1 PLC AC 800M ................................................................................................24 6.2 Compact Control Builder ................................................................................25 6.3 ABB OPC server.............................................................................................25 7. APLIKACE MS EXCEL ................................................................................26 7.1 Pro MS Excel ................................................................................................26 7.2 ActiveX prvky.................................................................................................26 7.3 Makra ..............................................................................................................27

10


8. WOPCD-LOGGER.XLS ................................................................................28 8.1 popis WOPCD-logger – popis vzhledu...........................................................28 8.1.1 List „Nastavení“ ...........................................................................................28 8.1.2 List „Tabulka TRENDU“ .............................................................................32 8.1.3 List „Graf1“ ..................................................................................................32 8.2 Popis innosti programu datalogger................................................................33 8.2.1 Implementace knihovny do excelu ...............................................................33 8.2.2 P ipojení OPC server ..................................................................................33 8.2.3 Nastavení veli in ..........................................................................................34 8.2.4 M ení veli in...............................................................................................35 8.2.4.1

Spušt ní m ení ...........................................................................35

8.2.4.2

Pr b h m ení..............................................................................36

8.2.4.3

Ukon ení m ení .........................................................................37

8.2.4.4

Export do csv...............................................................................38

8.2.4.5

Vykreslení trendu ........................................................................38

8.2.4.6

Anulování m ení ........................................................................38

8.3 Možnosti dataloggeru......................................................................................39 8.3.1 Po et OPC server ........................................................................................39 8.3.2 Po et veli in .................................................................................................39 8.3.3 Datové typy veli in.......................................................................................39 8.3.4 P idávání veli in ...........................................................................................40 8.3.5 Perioda vy ítání dat ......................................................................................40 8.3.6 Zpracování nam ených dat..........................................................................40 8.3.7 Zápis hodnot do „Tabulka Trendu“ ..............................................................40 8.3.8 Problém s milisekundami .............................................................................40 8.3.9 Graf ...............................................................................................................41 8.4 Testování.........................................................................................................41 8.5 Výsledky testování..........................................................................................43 8.5.1 Test - 1 veli ina, perioda 100 ms.................................................................43 8.5.2 Test – 1 veli ina, perioda 250 ms .................................................................44 8.5.3 Test – 1 veli ina, perioda 500 ms .................................................................45

11


8.5.4 Test – 5 veli in, perioda 100ms....................................................................45 8.5.5 Test – 5 veli in, perioda 250 ms...................................................................45 8.5.6 Test – 5 veli in, perioda 500 ms...................................................................45 8.5.7 Test – 10 veli in, perioda 100 ms.................................................................46 8.5.8 Test – 10 veli in, perioda 250 ms.................................................................46 8.5.9 Test – 10 veli in, perioda 500 ms.................................................................46 8.5.10

Test – 20 veli in, perioda 100 ms..........................................................46

8.5.11


8.5.12


8.5.13


8.5.14


8.5.15


9. ZÁV R .............................................................................................................49 10.

POUŽITÉ INFORMA NÍ ZDROJE .......................................................52

11.

P ÍLOHA: VÝSLEDKY TESTOVÁNÍ ..................................................53

12.

P ÍLOHA: INSTALACE WOPCD-LOGGER.XLS ..............................62

13.

P ÍLOHA: SPUŠT NÍ DATALOGGERU WOPCD-LOGGER.XLS .64

12


2.

SEZNAM OBRÁZK

Obrázek 1: Vlevo struktura s ovlada i pro jednotlivý hardware, vpravo struktura OPC .................................................................................................................... 19 Obrázek 2: Dv základní úrovn

ízení...................................................................... 22

Obrázek 3: Tabulka OPC server .............................................................................. 28 Obrázek 4: Tla ítko P ipoj OPC servery a panel P ipoj OPC servery....................... 29 Obrázek 5: Nastavení veli in ..................................................................................... 30 Obrázek 6: Tla ítko „Start m ení“............................................................................ 30 Obrázek 7: Tla ítko „Ulož m ení do csv“ ................................................................ 30 Obrázek 8: Tla ítko „Anulovat m ení“ .................................................................... 31 Obrázek 9: Tabulka M ených veli in....................................................................... 31 Obrázek 10: Tabulka a tla ítko pro vykreslení grafu................................................. 32 Obrázek 11: Vykreslený Trend .................................................................................. 32 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 1................................................................ 53 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 2................................................................ 53 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 3................................................................ 54 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 4................................................................ 54 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 5................................................................ 55 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 6................................................................ 55 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 7................................................................ 56 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 8................................................................ 56 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 9................................................................ 57 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 10.............................................................. 57 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 11.............................................................. 58 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 12.............................................................. 58 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 13.............................................................. 59 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 14.............................................................. 59 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 15.............................................................. 60 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 16.............................................................. 60 Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 17.............................................................. 61

13


Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 18.............................................................. 61

14


3.

SEZNAM TABULEK

Tabulka 1: Zatížení CPU p i testování....................................................................... 42

15


4.

16

ÚVOD

P i diagnostice r zných za ízení v ízení technologických proces a p i lad ní regula ních d j je pot eba analyzovat dynamické chování veli in. K tomuto ú elu slouží datalogger, který data zaznamenává do databáze a asto je i vyhodnocuje, nap íklad v trendu. V sou asnosti existuje celá ada nástroj a p ístroj , které bu fungují p ímo jako datalogger nebo lze s jejich pomocí datalogger velmi jednoduše vytvo it. I p es tuto skute nost je však problém na trhu najít aplikaci i p ístroj, který by p esn odpovídal požadavk m konkrétního použití. Nap íklad rychlost záznamu m ených veli in, schopnost zaznamenat požadované množství veli in a hodnot p i m ení. Proto se neustálým vývojem t chto aplikací a p ístroj

zabývá celá ada

softwarových i hardwarových firem. Datalogger m že být ešen hardwarov nebo jako speciální softwarová aplikace i dopln k databázové aplikace, jako je nap íklad MS Access, MS SQL Server a Oracle Database. 4.1

HARDWAROVÝ DATALOGGER

P estože je tato práce zam ená na softwarový datalogger, nem l bych opomenout zmínit hardwarové ešení. To se skládá zpravidla z procesorové jednotky s pam tí sloužící jako buffer, pam tí pro získaná data a z r zných druh

port

pro p ipojení ke sledovaným za ízením. Sou ástí hardwarového dataloggeru bývá i display se stru ným interfacem, rozhraní pro p ipojení k PC a nap íklad

te ka pam ových karet pro uložení

nam ených dat k pozd jší analýze. Výhodou hardwarového ešení dataloggeru je vysoká robustnost a rychlost zaznamenávání dat. Nevýhodou je pak asto velmi úzká specializace použití. Datalogger je v tšinou navrhován pouze s ur itým omezeným po tem analogových a digitálních vstup

pro diagnostiku ur itého za ízení. Využívá se

hlavn tam kde není možné použít PC se softwarovým dataloggerem, nap íklad p i získávání telemetrických dat ze závodního vozu v pr b hu závodu.


4.2

17

SOFTWAROVÝ DATALOGGER Softwarov se datalogger eší jako aplikace b žící na PC s pot ebnou

zásuvnou kartou, která zajiš uje propojení s diagnostikovaným za ízením. Vlastnosti softwarového dataloggeru závisí na tom jak je datalogger navržen. Jeho vlastnosti závisí také na PC na kterém datalogger b ží. Výkon použitého PC podstatnou m rou ovliv uje rychlost záznamu dat a velikost opera ní pam ti pak množství ukládaných dat. Rychlost ovšem záleží také na tom, zda je jako datalogger použita speciální aplikace,

která

je

ur ená

pouze

k zaznamenávání

dat

a

jednoduchému

vyhodnocování, nap íklad vykreslení graf nebo zda je navržen jako zásuvný modul i skriptovací makro v databázové aplikaci typu MS Access, MS SQL Server nebo Oracle Database. Tyto databázové aplikace sice v tšinou nabízejí další, asto tém okamžité zpracování dat, ímž odpadá nutnost použít další software, ale samotné zaznamenávání dat je pomalé. Spolehlivost dataloggeru pak p edevším závisí na stabilit

použitého

opera ního systému. Díky velké kapacit pam ových médií v PC a databázovým systém m má softwarový datalogger oproti hardwarovému dataloggeru výhodu ve schopnosti zaznamenávat obrovské množství dat. A to a už z hlediska po tu analyzovaných veli in, tak z hlediska množství dat zaznamenaných v ase. 4.3

EŠENÍ DATALOGGERU

Tato bakalá ská práce se tedy zabývá softwarovým ešením dataloggeru, p esn ji dataloggerem vytvo eným pomocí jazyka Visual Basic v aplikaci MS Excel. Aplikace MS Excel byla zvolena proto, že po dopln ní vhodných knihoven, nejlépe vyhovovala požadavk m spole nosti ABB, pro kterou byl program dataloggeru vytvo en. Požadavky dané spole ností ABB byly, aby byl program dataloggeru schopen p ijímat data z ídícího systému, vy ítat hodnoty z ídícího systému v ádu milisekund, zapisovat data v r zných datových formátech, ukládat zaznamenaná data, vykreslovat trendy a aby byl program dataloggeru jednoduše rozši itelný mezi potencionální zákazníky.


5.

KOMUNIKACE DAT A PROTOKOL OPC

5.1

P EDÁVÁNÍ DAT Z ÍDÍCÍHO SYSTÉMU

[1][2][3][4] Pokud diagnostikované za ízení, v tomto p ípad

ídící systém,

nedisponuje ani jedním ze standardních rozhraní typu RS-232, USB nebo Ethernet pro p ipojení k PC, je nutné použít zásuvnou kartu, která má komunika ní sb rnici pot ebnou pro komunikaci s diagnostikovaným za ízením. Výhodou zásuvné karty bývá vlastní výpo etní

ip s bufferem, díky n muž m že karta sama rychle

zpracovávat data a nezat žuje tolik samotné PC. Dále je pot eba v PC p edat data získaná z diagnostikovaného za ízení do aplikace SCADA/HMI (Supervisory Control And Data Acquisition – Prost edek správy dat a ízení / Human machine interface – Interface lov k stroj), v tomto p ípad dataloggeru. To zajiš uje I/O server (Input/Output server – Vstupn /výstupní server). Ten v tšinou dodává p ímo výrobce ídícího systému. Pokud tomu tak není, existuje možnost univerzálního I/O serveru do kterého se pouze doinstaluje ovlada pot ebný pro dané za ízení. I/O server pak p edává získaná data do klientské aplikace, tedy dataloggeru pomocí komunika ního protokolu. Nejpoužívan jší protokoly jsou OPC (OLE for Process Control – Objektové spojování a vkládání pro procesní ízení) a DDE (Dynamic Data Exchange – protokol dynamické vým ny dat), což je v podstat

p ímý p edch dce OPC.

Klientská aplikace SCADA/HMI pak zajiš uje ukládání dat do databáze a zárove jejich zpracování i vykreslení do grafu. 5.2

PRO VZNIKLO OPC

[1][2][3][4] P ed vznikem protokolu OPC bylo k ízení, monitorování a získávání dat z ídících systému nutné používat k tomu ur ený software dodávaný výrobcem daného hardware. Ten však, pokud tedy výrobce n jaký software dodával, nemusel vždy odpovídat požadavk m koncového zákazníka, p ípadn pro n j nebyl dostate n

uživatelsky p átelský. Z toho d vodu vzniklo mnoho aplikací, které

už požadavky spl ovaly.

18


19

To ovšem vedlo k takzvaným I/O driver (Input/Output Driver – ovlada zajiš ující vstup a výstup) problém m. Každá aplikace musela obsahovat ovlada pro konkrétní hardwarové za ízení, dále vznikaly neshody mezi ovlada i r zných dodavatel , kdy n které hardwarové vlastnosti nebyly podporovány všemi dodavateli ovlada

a zárove zm na n kterých hardwarových vlastností zp sobila nefunk nost

n kterých ovlada . Vzhledem k tomu, že hardwarové za ízení mohlo obsluhovat i více aplikací najednou, kdy jedna aplikace obstarávala ízení hardwaru a druhá záznam, ukládání a vyhodnocování dat, musely ob jednotlivé aplikace obsahovat nezávislý ovlada pro dané za ízení, jinak asto vznikl konflikt p i sou asném p ístupu obou aplikací k hardwaru. Výrobci hardwaru se snažili tyto problémy vy ešit vyvíjením dalších ovlada , ale bránily jim v tom rozdílnosti v aplikacích.

Obrázek 1: Vlevo struktura s ovlada i pro jednotlivý hardware, vpravo struktura OPC

5.3

OPC FOUNDATION

[4] To vedlo ke vzniku mezinárodní dobrovolné organizace OPC Foundation (www.opcfoundation.org) se sídlem v Scottsdale, Arizona, USA, která si dala za úkol definovat, udržovat a ší it OPC standard. V této organizaci p sobí tém významných

sv tových firem,

které se zabývají monitorováním,

450

ízením

a vizualizací z oblasti ízení a sledování technologických proces . Z nejznám jších to jsou nap íklad ABB Inc. Siemens, Honeywell a Rockwell Software. I

eská

republika má v organizaci OPC Foundation své zástupce. Jsou to firmy Merz (d íve


20

Kontron Czech), OPC Labs a Geovap. Jedním z nejvýznamn jších len

v této

organizaci je i spole nost Microsoft, která s ostatními leny spolupracuje na tvorb nových specifikací a jejíž technologie COM/DCOM (component object model a distributed component object model) vlastn tvo í základ OPC protokolu. OPC protokol pracuje na principu server – klient. První OPC standard, který lenové

této

organizace

v spolupráci

s Microsoftem

vytvo ili

byla

OPC

Specification. Tento první standard definoval soubor standardních pravidel pro objekty, rozhraní a metody používané v ízení a automatizaci technologických proces tak aby usnadnil propojení a používání do té doby nespolupracujících prvk . Dnes již OPC standard neobsahuje pouze tuto první specifikaci. Ta byla p ejmenována na Data Access Specification a postupem

asu byly p idány

specifikace další. 5.4

P EHLED OPC SPECIFIKACÍ:

Data Access – je ur ena pro p edávání real-timových dat z ídícího systému k HMI (Human Machina Interface) nebo k jinému klientskému software. [4] Alarms & Events – ur uje p edávání a vyhodnocování alarm

a zpráv

o událostech ve vztahu k p edávaným real-timovým dat m. [4] Batch – je ur ena k p edávání dat podobn jako Data Access, ale místo spojitých provoz

se uplat uje v provozech s dávkovou výrobou nap íklad

ve farmacii a potraviná ství. [4] Data eXchange – definuje komunikaci mezi ídícími jednotkami s r znými komunika ními protokoly p es Ethernet. [4] Historical Data Access – zatím co Data Access zajiš uje p edávání real-time dat, Historical Data Access zajiš uje p edávání dat, která již jsou uložena v databázi. [4] Security – pomocí bezpe nostních nástroj systému Windows zabezpe uje p enos dat mezi klientským softwarem a OPC serverem napojeným na hardware. [4] XML-DA – definuje zp sob integrování OPC a XML do internetových aplikací. [4]


21

Complex Data – definuje možnosti popisu struktury komplexních dat a jak tyto data zp ístupnit. [4] Commands – definuje soubor p íkaz , které mohou OPC klienti a servery provád t na hardware. [4] Unified Architecture – nový soubor specifikací, které nejsou založeny na technologii COM od firmy Microsoft, ale na standardním základu nap í r znými technologiemi. [4] 5.5

PRINCIP FUNKCE OPC

[1][2][3][4] OPC je založeno na prov eném a funk ním principu klient – server. OPC server je propojen s automatiza ním prost edkem a pomocí softwarového ovlada e s ním komunikuje data. V tšina výrobc prost edk

zárove

automatiza ních

se svým hardwarem dodává i OPC server s integrovanými

pot ebnými ovlada i nebo alespo

dodává samostatné ovlada e, které lze

nainstalovat do OPC serveru jiného výrobce. Na OPC server se pak p ipojí OPC klient, který pomocí výše uvedených specifikací p ebírá data a alarmy z OPC serveru a p edává je HMI

ídící,

monitorovací i vizualiza ní aplikaci, p ípadn OPC severu p edává p íkazy ze HMI aplikace ur ené pro automatiza ní prost edky. OPC klient je sou ástí této SCADA/HMI aplikace a to bu

p ímo nebo jako instalovatelný dopln k. Díky

principu klient – server nemusí být na jeden OPC server napojen pouze jeden OPC klient, ale m že jich být n kolik, p i emž každý OPC klient m že využívat jiné OPC specifikace. A stejn tak m že být jeden OPC klient napojen na více OPC server najednou,

ídit n kolik automatiza ních prost edk

sou asn

a ješt

z nic

zpracovávat data, p ípadn data vzájemn porovnávat. Navíc, a proto vlastn OPC standard vznikl, nemusí být ani OPC servery, ani klienti pouze od jednoho výrobce, ale práv naopak m že být každý od jiného výrobce, což p ináší mnoho výhod. Díky implementování technologie DCOM od firmy Microsoft nemusí komunikace klient – server probíhat pouze na jednom po íta i, ale celý standard funguje, nap íklad pomocí po íta ové sít LAN i mezi po íta i v podnikové síti.


Obrázek 2: Dv základní úrovn

ízení

Na obrázku Chyba! Nenalezen zdroj odkaz . jsou zobrazeny dv základní úrovn

ízení. Nižší se ozna uje jako Field Management. Je tvo ena komunika ními

i ídícími po íta i, tedy po íta i s OPC servery, s p ipojenými bu

jedním nebo

více automatiza ními prost edky jako jsou PLC (Programmable Logic Controller Programovatelné logické pole) na jedné stran a sítí LAN na stran druhé. Krom toho m že tato úrove navíc obsahovat komunika ní a datový server, který uchovává data v real-timové nebo rela ní databázi. Vyšší úrove je Process Management, ta obsahuje klientské po íta e s monitorovacími, ovládacími a vizualiza ními aplikacemi. 5.6

KOMUNIKACE P ES OPC

[1][2][3][4] Nejprve je pot eba nakonfigurovat OPC server tak aby z automatiza ního prost edku získával pot ebná data, která pak bude p edávat OPC

22


23

klient m. To se provádí nakonfigurováním takzvaných I/O bod (Input/Output – Vstupn /Výstupní), tedy nastavením požadovaných veli in v OPC serveru a jejich napojením na veli iny uložené v pam ti automatiza ního prost edku. V OPC serveru lze

v tšinou

zárove

nastavit

perioda

s jakou

budou

data

p edávána

z automatiza ního prost edku. Následn

je pot eba nakonfigurovat OPC klienta. To znamená vyhledat

a p ipojit OPC server nainstalovaný bu na stejném po íta i nebo na po íta i v síti LAN. Vyhledávání se provádí v seznamu nainstalovaných OPC server a nazývá se „browsing OPC server “. Tento browsing je umožn n práv díky implementované technologii COM a DCOM od firmy Microsoft. Po propojení OPC serveru a klienta je pot eba v klientu nastavit vyhodnocování veli in nakonfigurovaných v OPC serveru. Toto nastavování veli in je velmi pracné, proto je velkou výhodou pokud server i klient podporují takzvaný „browsing veli in“, což umožní klientu rychlé prohledání seznamu veli in nakonfigurovaných v OPC serveru a jejich snadné p ipojení. Pak již v podstat

nic nebrání spušt ní run-time režimu, ve kterém se

komunikují data. Run-time režim se v tšinou spouští p es OPC klienta, který zárove spustí k n mu p ipojené OPC servery. OPC klient pak p ijímá data do HMI aplikace, která OPC server p evedl do formátu OPC a dále je zpracovává, ukládá do databáze, vizualizuje a vyhodnocuje. Jednou z variant, která velmi zjednodušuje OPC komunikaci a p idávání veli in je takzvané dynamické p idávání veli in. Což je možnost p idávání a mazaní veli in v nastavení OPC serveru i v pr b hu run-time režimu. Tato varianta je velmi výhodná, protože p i dynamickém p idávání veli in v podstat nedochází k p erušení komunikace a nemusí se tak vypínat nap íklad nep etržité provozy, jejichž p erušení je asto velmi nákladné, protože by v dob kdy je komunikace p erušena a provádí se úprava nastavených veli in mohlo dojít ke kritické chyb , která by nebyla zachycena, vyhodnocena a napravena. Bohužel, zatím tuto možnost nenabízí mnoho dodavatel OPC klient a server .


6. 6.1

ÍDÍCÍ SYSTÉM SPOLE NOSTI ABB PLC AC 800M

P estože je datalogger díky použitému protokolu OPC schopen p es OPC server s pot ebným ovlada em pracovat s jakýmkoliv ídícím systémem, p edstava spole nosti ABB byla využití dataloggeru p evážn

s kontrolerem neboli PLC

(Programable Logic Controler – Programovatelný logický kontrolér) AC 800M. [5] Kontroler AC 800M pat í do ady „Compact Products“ tedy kompaktních produkt spole nosti ABB. Tyto produkty jsou postaveny na základ platných norem a s pot ebnou otev eností tak, aby je bylo možné kombinovat i s jinými produkty na trhu automatizace. Kontroler se dodává s n kolika druhy procesorových jednotek s r znou frekvencí, velikostí vnit ní pam ti a velikostí pam ti pro aplikace. Pro jeden projekt ízení m že být použito až 32 kontoler na nichž m že b žet až 256 aplikací. Jeden kontroler pak zvládá 8 aplikací a v jedné aplikaci m že být až 64 program . Z hlediska dataloggeru jsou pak podstatné informace, že OPC server pro kontroler AC 800M zvládá až 40 000 prom nných. Perioda vy ítání dat je v rozsahu 0,1 sekund až 1 hodina. Na kontroler mohou být napojeny pouze dva OPC servery najednou a p es jeden OPC server m že být ke kontroleru p ipojeno maximáln p t OPC klient . P enosová rychlost mezi kontrolerem AC 800M a OPC serverem je 36-86 událostí za sekundu a 113-143 datových zpráv za sekundu. Ostatní parametry v etn

odlišností jednotlivých procesorových jednotek jsou dostupné

na stránkách spole nosti ABB [6]. Ke konfiguraci kontroleru AC 800M se využívá PLC Control Builder, který umož uje kontroleru podílet se na jakémkoliv druhu ešení ízení.

24


6.2

COMPACT CONTROL BUILDER

[7] Compact Control Builder je velmi mocný nástroj pro vytvá ení ídících proces a je navržen pro prost edí MS Windows. Nabízí celou škálu funkcí pro ízení kontroleru AC 800M v rozsahu od jednoduché binární logiky až po moderní regula ní ízení, od diskrétních proces až po procesy na velmi vysoké úrovni. Compact Control Builder podporuje základní datové typy jako boolean, integer, real, floating-point, string, time, date, p i emž lze tyto datové typy r zn kombinovat do struktur. Prom nné pak mohou být až 32 znak dlouhé. Obsažená knihovna funkcí je pravd podobn

jedna z nejv tších, které jsou v pr myslu

dostupné. Obsahuje vše od nejjednodušších funkcí jako je AND a OR až po hotové funkce pro adaptivní PID regulátory. Compact Control Builder je vlastn softwarový balík spole nosti ABB, který obsahuje PLC Control Builder, což je aplikace, která umož uje naprogramování a ízení kontroleru AC 800M. Dále je sou ástí tohoto balíku OPC server a softcontroler, který je ur en pro testování vytvo ených aplikací. 6.3

ABB OPC SERVER

OPC server je sou ástí Compact Control Builder. Veli iny, prom nné a jejich parametry a vlastnosti se nastavují p ímo v aplikaci PLC Control Builder. OPC server v tomto p ípad tedy slouží ist jako komunika ní prost edek k nastavení parametr

p enos

jako je

asová synchronizace, p ístupová práva, p id lení

prost edk procesoru, perioda vy ítání dat a podobn . OPC serveru se pouze nastaví IP adresa po íta e s Compact Control Builderem pro OPC Data Access a OPC Alarms and Events protokol, ostatní je na OPC klientu.

25


7.

APLIKACE MS EXCEL

7.1

PRO MS EXCEL

Jedním z hlavních požadavk spole nosti ABB, pro kterou datalogger v rámci této práce vznikal, bylo aby byl datalogger co nejsnáze rozši itelný mezi zákazníky. Na sou asném trhu je pouze velmi málo firem, které by nevyužívaly produkt spole nosti Microsoft a to a

už se jedná o opera ní systém Windows, tak

o kancelá ský balík Microsoft Office. Zárove je jen velmi málo uživatel osobních po íta , kte í nemají alespo základní znalosti práce s aplikací MS Excel. Aplikace navíc nabízí velmi p ehledné uspo ádání zaznamenaných dat do tabulky a další operace s nimi. Jako p íklad lze uvést r zné zp soby filtrování, vyhledávání, matematické funkce, vykreslování nejr zn jších graf export dat do r zných formát a jiných aplikací. Tyto fakta umož ují požadované, velmi snadné rozší ení mezi zákazníky. 7.2

ACTIVEX PRVKY

[8],[9] ActiveX prvky v aplikaci MS Excel jsou nej ast ji r zné ovládací prvky. Ty m žou být od t ch nejjednodušších jako je nap íklad textové pole nebo tla ítko až po složit jší jako nap íklad celý ovládací panel. Nejvíce se základní activeX prvky v aplikaci MS Excel podobají formulá ovým prvk m. Tyto ovládací prvky mají adu vlastností, které lze r zn nastavovat. Další vlastnosti a funkce jim lze p i adit pomocí maker a soubor programového kódu. Do aplikace MS Excel je také možné vkládat activeX prvky jiných aplikací, nap íklad Flash, ovládací prvky Media Playeru. Pak jde op t o ovládací prvky typu tla ítko, zaškrtávací polí ko i celé ovládací panely nebo o spustitelné balí ky kódu, které vykonávají ur íte operace a funkce.

26


7.3

27

MAKRA

[10] Makra obecn

v aplikaci MS Excel slouží k automatizaci

asto

provád ných úkon . Makro se skládá z ady p íkaz a funkcí uložených v modulu aplikace MS Visual Basic. Spušt ním makra se p íkazy a funkce zapsané v makru provedou a tím makro vykoná požadovanou innost.


8.

WOPCD-LOGGER.XLS

8.1

POPIS WOPCD-LOGGER – POPIS VZHLEDU

28

Program dataloggeru WOPCD-logger (dále jen program datalogger) je vlastn aplikace dataloggeru vytvo ená v sešitu aplikace MS Excel, což programu datalogger poskytuje všechny výhody a nevýhody spojené se zpracováním dat v MS Excel. Program datalogger se skládá ze t í list sešitu MS Excel, pojmenovaných „Nastavení“, „Tabulka Trendu“ a „Graf1“. 8.1.1 List „Nastavení“ List „Nastavení“ se skládá ze t í tabulek a n kolika ovládacích tla ítek. V první tabulce (Obrázek 3: Tabulka OPC server ), která se na listu nachází vlevo naho e jsou uvedeny OPC servery ke kterým se program datalogger p i m ení p ipojuje. Tato tabulka má ty i sloupce, kdy v prvním sloupci je íslo skupiny, ve druhém sloupci jsou uvedeny OPC servery ke kterým se server p ipojuje, ve t etím sloupci je uvedena sí ová cesta pokud je OPC server nainstalován na jiném po íta i než je spušt n program datalogger a v posledním sloupci je perioda vy ítání dat pro danou skupinu neboli OPC server. Obrázek 3: Tabulka OPC server

Vedle této tabulky je tla ítko, které otev e panel sloužící práv pro nastavení OPC

server

a

tedy

k vypln ní

tabulky

(Obrázek

4:

Tla ítko P ipoj OPC servery a panel P ipoj OPC servery). V panelu jsou t i hlavní prvky, pojmenované shodn

„OPC Server Explorer“, každý z t chto t í prvk

odpovídá jednomu ádku tabulky. Tyto prvky umož ují prohledávání sít a vyhledání


vzdáleného po íta e s nainstalovanými OPC servery a také prohledání seznamu nainstalovaných OPC serveru v lokálním nebo vzdáleném umíst ní. Obrázek 4: Tla ítko P ipoj OPC servery a panel P ipoj OPC servery

Pod výše uvedenou tabulkou se nacházejí další tla ítka. První tla ítko „Nastavení veli in“ otev e další panel, který slouží k nastavení sledovaných veli in (Obrázek 5: Nastavení veli in). V levé ásti panelu je roletka, pomocí které se vybere jeden z nastavených OPC server a umožní se tak vyhledání a napojení veli in, které se provádí p es na panelu vpravo umíst ný prvek. Tento prvek se skládá ze dvou hlavních oken, kdy levé slouží k prohledávání seznamu veli in daného OPC serveru a pravé slouží k výb ru požadované vlastnosti vybrané veli iny, která se bude sledovat. Dále prvek obsahuje r zná pole pro filtrování a tla ítka pro p idávání veli in do seznamu m ených veli in. Posledním prvkem v panelu je tla ítko „P epsat p vodní veli iny“, které nastaví zápis veli in na první ádek v p íslušné tabulce.

29


Obrázek 5: Nastavení veli in

Druhé tla ítko „Start m ení“ spouští m ení sledovaných veli in (Obrázek 6: Tla ítko „Start m ení“). Obrázek 6: Tla ítko „Start m ení“

T etí tla ítko „Uložit m ení do .csv“ p evede tabulku nam ených hodnot z druhého listu do souboru ve formátu csv (Obrázek 7: Tla ítko „Ulož m ení do csv“). Obrázek 7: Tla ítko „Ulož m ení do csv“

tvrté tla ítko „Anulovat m ení“ vymaže tabulku nam ených hodnot z druhého listu (Obrázek 8: Tla ítko „Anulovat m ení“).

30


Obrázek 8: Tla ítko „Anulovat m ení“

Pod t mito tla ítky se nachází tabulka pro m ené veli iny (Obrázek 9: Tabulka M ených veli in). V prvním sloupci této tabulky je

íslo skupiny

respektive OPC serveru na kterém je daná veli ina. Ve druhém sloupci je název OPC serveru, který náleží k íslu skupiny z prvního sloupce. Ve t etím sloupci je pak název m ené veli iny. Ve tvrtém sloupci je stav m ené veli iny. V pátém sloupci je aktuální hodnota m ené veli iny. V šestém sloupci je asový údaj uvád jící as kdy byla hodnota dané veli iny zaznamenána. V sedmém sloupci je íselný údaj udávající kvalitativní hodnotu získaného údaje. Obrázek 9: Tabulka M ených veli in

Poslední v tomto listu je pak malá tabulka udávající který asový sloupec z tabulky v druhém listu se má použít jako asová osa a za átek a konec intervalu hodnot vykreslených v grafu ve t etím listu. Pod touto tabulkou je pak poslední tla ítko „Vykreslit TREND“ na tomto listu. Toto tla ítko otev e panel ve kterém lze nastavit parametry grafu v tabulce uvedené výše a tla ítkem „Vykresli“ se vykreslí graf do t etího listu (Obrázek 10: Tabulka a tla ítko pro vykreslení grafu).

31


Obrázek 10: Tabulka a tla ítko pro vykreslení grafu

8.1.2 List „Tabulka TRENDU“ List „Tabulka TRENDU“ slouží k zobrazení zaznamenaných hodnot v tabulce. Tabulka je vždy rozd lena po dvou sloupcích, kdy v prvním sloupci jsou uvedeny asové zna ky zaznamenaných hodnot a ve druhém z dvojice sloupc jsou hodnoty veli iny náležící k dané asové zna ce. 8.1.3 List „Graf1“ Na lisu „Graf1“ se vykresluje graf z nam ených hodnot. Na x-ové ose jsou asové zna ky, vybrané ze zvoleného sloupce z listu „Tabulka TRENDU“, na y-ové ose jsou pak hodnoty m ených veli in (Obrázek 11: Vykreslený Trend). Obrázek 11: Vykreslený Trend

32


8.2

33

POPIS INNOSTI PROGRAMU DATALOGGER

Jedním z požadavk

na datalogger bylo aby se m ení dalo co nejvíce

automatizovat, to znamená aby obsluha p i opakovaném m ení musela nastavovat co nejmén parametr , p ípadn mohla použít nastavení z p edchozího m ení. Za tímto ú elem jsem se rozhodl využít jednu ze základních funkcí aplikace MS Excel, což je možnost uložit celý sešit. Proto se všechny parametry pot ebné ke správnému záznamu hodnot ukládají do tabulek popsaných v kapitole popis WOPCD-logger – popis vzhledu a celý proces p ipojování server

a veli in se

provádí až po stisknutí tla ítka „Start m ení“. 8.2.1 Implementace knihovny do excelu Pokud má aplikace vytvo ená v MS Excel (Microsoft Excel – sou ást kancelá ského balíku) fungovat jako datalogger, tedy prost edek pro zaznamenávání dat z PLC (Programable Logic Controler – Programovatelný logický kontrolér), je pot eba data z PLC do dataloggeru n jakým zp sobem dostat. Požadavkem spole nosti ABB bylo aby se pro tento datalogger k ú elu p enosu m ených dat využilo komunika ního protokolu OPC. Bylo tedy nutné ud lat z aplikace MS Excel takzvaného OPC klienta. K tomu posloužila knihovna „kepopcdaauto.dll“, kterou zdarma na svých stránkách poskytuje spole nost Kepware Technologies v rámci p íkladu Visual Basic OPC klienta. Tato knihovna vychází z knihovny „OPC Data Access Automation Specification2.01“ vytvo ené organizací OPC Foundation a je založena na standardu OPC Data Access, který práv zajiš uje p enos dat mezi OPC klientem a OPC serverem. 8.2.2 P ipojení OPC server Jak již bylo uvedeno výše, p ipojení programu datalogger k OPC server m se kv li automatizaci m ení provádí až po stisknutí tla ítka „Start m ení“. Aby se ovšem program datalogger mohl k OPC server m p ipojit, musí se nejprve nastavit ke kterým. To lze díky koncepci provést dv ma zp soby. První zp sob je pomocí objekt „OPC Server Explorer“ zmín ných v kapitole popis WOPCD-logger – popis vzhledu a umíst ných v panelu „P ipoj OPC servery“.


34

Objekt „OPC Server Explorer“ je activeX prvek a je sou ástí souboru „OPCWareAX.ocx“, který spole nost OPCware nabízí ze stažení ve své zkušební demoverzi dataloggeru. Tento activeX prvek není licen n omezen a je zdarma. Umož uje prohledat sí

a vyhledávat vzdálené po íta e s nainstalovanými OPC

servery a zobrazit seznam OPC server na zvoleném po íta i. Po zvolení OPC serveru a stisknutí tla ítka „CONNECT“ se volá událost „ConnectServer“

obsažená

ve

t íd

„OPCWareServerExplorer“

v knihovn

„OPCWareDAAuto.dll“. Tato událost vrací název zvoleného OPC serveru a sí ovou cestu k jeho umíst ní. Ob tyto informace se ukládají do p íslušných bun k v dané tabulce. Zárove se do p íslušné bu ky v tabulce vloží defaultní hodnota „500“, udávající periodu vy ítání. Aby se ovládání programu dataloggeru zbyte n nekomplikovalo dalšími tla ítky a ovládacími prvky, lze hodnota pro periodu vy ítání dat z OPC serveru zm nit pouze ru n

v tabulce p epsáním p íslušné

hodnoty. Druhý zp sob je jednodušší, ale vyžaduje po obsluze aby p esn znala název a cestu k OPC serveru. Sta í totiž do tabulky pouze vepsat jméno OPC serveru, cestu ke vzdálenému umíst ní a periodu vy ítání dat. 8.2.3 Nastavení veli in Po nastavení OPC server je ješt pot eba nastavit, které veli iny se mají m it, respektive sledovat. To lze op t, stejn jako u OPC server provést dv ma zp soby. První zp sob je pomocí panelu „Nastavení veli in“. Nejprve je pot eba pomocí roletky zvolit OPC server ze kterého se budou veli iny nastavovat. Do roletky se automaticky po otev ení panelu „Nastavení veli in“ na tou názvy OPC server

z p íslušné tabulky. Po zvolení jednoho z nastavených OPC server

se

v p ípad , že je program datalogger v rámci nastavování veli in napojen na jiný OPC server, tedy respektive pokud má prom nná „ConnectedOPCServer“ nastavenu jinou hodnotu než „Nothing“, provede se nejd ív odpojení od aktuáln p ipojeného OPC serveru, prom nné „ConnectedOPCServer“ se nastaví hodnota „Nothing“ a teprve pak se program datalogger napojí na zvolený OPCServer.


Napojení je nutné provést proto, aby bylo možné pomocí metody zvané „browsing veli in“ vyhledat a nastavit požadované veli iny danému OPC serveru. K „browsingu veli in“ pak slouží objekt „OPC Item Browser“, což je activeX prvek, který je také sou ástí souboru „OPCWareAX.ocx“. Poté co je požadovaná veli ina nalezena, vybrána a validována se stisknutím tla ítka „Add“ nebo „Add Item(s)“ (pro p idání více veli in najednou) p idá bu na první volný ádek v dané tabulce, který se automaticky vyhledá a nastaví p i inicializaci, tedy otev ení panelu „Nastavení veli in“ nebo na první ádek v p íslušné tabulce, který se nastaví tla ítkem „P epsat p vodní veli iny“. S požadovanou veli inou se do tabulky na daný ádek uloží nejprve skupina do které veli ina náleží, název OPC serveru pro p ehlednost, název veli iny a její stav, zda je veli ina aktivní nebo neaktivní. Panel se zavírá stiskem tla ítka „Done“ v activeX prvku „OPC Item Browser“. P i zav ení panelu se ov í zda je prom nná „ConnectedOPCServer“ prázdná, v p ípad , že není provede se odpojení od p ipojeného OPC serveru a její nastavení na hodnotu „Nothing“. Druhým, ovšem na obsluhu náro n jším, zp sobem je op t vypln ní tabulky m ených veli in ru n . 8.2.4 M ení veli in 8.2.4.1 Spušt ní m ení M ení neboli záznam veli in se spouští tla ítkem „Start m ení“. P i spušt ní se nejprve v cyklu prohledá první sloupec tabulky m ených veli in ve kterém jsou uvedeny skupiny veli in. Podle toho které skupiny jsou ve sloupci uvedeny se pak nastaví p íslušné binární prom nné „groupX_added“ (X znamená íslo skupiny). Jejich hodnota „TRUE“ následn zajistí spln ní podmínky pro p ipojení pot ebných OPC server , tedy t ch jejichž veli iny se mají sledovat a zaznamenávat. Zárove se ve stejném cyklu vypíše hlavi ka tabulky v listu „Tabulka Trendu“ a to podle po tu nastavených veli in. Dále následuje série podmínek, respektive pro každou ze t í skupin jedna, dotazujících se práv na prom nnou „groupX_added“. Pokud je podmínka spln na, zavolá se na prom nnou „ConnectedOPCServerX“ (X znamená

íslo skupiny)

35


36

metoda „Connect“ jejíž parametry jsou název OPC serveru a jeho sí ová cesta nastavené v tabulce OPC server . A prom nné „ConnectedGroupX (X znamená íslo skupiny) se p i adí p ipojená skupina s názvem „GroupX“. Nezbytné je ješt pomocí metody „UpdateRate“ a „IsSubscribed“ volané na prom nou „ConnectedGroupX“ p i adit periodu vy ítání dat pro danou skupiny, tedy z p íslušného OPC serveru a povolit volání metody „DataChange“ OPC serverem p i zm n sledovaných dat. Následuje další cyklus, který znovu projede ádky tabulky nastavených veli in a na základ sloupce s ísly skupin napo ítá kolik je v jednotlivých skupinách nastavených sledovaných veli in a do prom nných „OPCItemIDsX“ typu pole uloží názvy sledovaných veli in. Dále

následují

znovu

podmínky

s dotazem

na

stav

prom nných

„groupX_added“ p i jejichž spln ní se nastaví a pomocí metody „DefaultIsActive“ aktivují kolekce veli in „OPCItemCollectionX“, jimž se navíc pomocí metody „AddItems“ s p íslušnými parametry p i adí napo ítané sledované veli iny. Poslední je série podmínek, která ur í skupinu, která bude zvyšovat index ádku p i zápisu do tabulky v listu „Tabulka Trendu“. A zm na textu tla ítka „Start m ení“ na „Stop m ení“ a zm na barvy ze zelené na ervenou. 8.2.4.2 Pr b h m ení Skupiny veli in jsou tedy nastaveny tak aby se data vy ítala pouze p i jejich zm n . To zajiš uje funkce „ConnectedGroupX_DataChange“, která je volána OPC serverem p i zm n sledovaných dat a to maximáln jednou za nastavenou periodu. Ve funkci je nejprve podmínka, která ov í, že OPC server funkci poslal data se všemi sledovanými veli inami. Následuje cyklus ve kterém se pro každý ádek tabulky nastavených veli in nejprve zjistí zda bude aktuální funkce zvyšovat index ádk

pro zápis hodnot

do tabulky v listu „Tabulka Trendu“, p i emž zm na se provede pouze pokud je cyklus na svém za átku. Dále následuje dotaz na íslo skupiny na aktuálním ádku v tabulce m ených veli in aby se ov ilo zda veli ina na daném ádku náleží do skupiny, která je práv vy ítána z OPC serveru. Pokud ano, na daný ádek se do sloupce „Hodnota“ se


37

zapíše hodnota „ItemValue“ odpovídající veli iny, do sloupce „ as záznamu“ se zapíše

as kdy byla hodnota zm ena „TimeStamps“, která je ješt

p evedena

do vhodného formátu a do posledního sloupce „Kvalita“ se zapíše kvalita získané hodnoty „Qualities“. To že se hodnoty zapisují ke správným veli inám zajiš uje indexování hodnot, které v podstat odpovídá ádkování. Po zapsání hodnot do tabulky nastavených veli in se ješt

provede

nakopírování aktuáln zaznamenané hodnoty veli iny a as záznamu do p íslušného sloupce v tabulce v listu „Tabulka Trendu“ na p íslušný ádek. Což je upraveno podmínkou zda již byl nebo nebyl upraven index

ádku v tabulce tak aby

odpovídající asy záznamy byly na stejném ádku. Na konci je ješt dotaz zda není následující ádek prázdný, pokud ano, upraví se index ádk tak aby se cyklus ukon il a neprovád l se zbyte n i pro prázdné ádky. 8.2.4.3 Ukon ení m ení Ukon ení m ení se pak provádí stiskem tla ítka zm n ného na „Stop m ení“. Po jeho stisknutí se volají funkce „Remove_Items“, „Remove_Group“ a „Disconnect_Server“. Ve

funkci

„Remove_Items“

se

provádí

dotaz

zda

má

kolekce

„OPCItemCollectionX“ jinou hodnotu než „Nothing“. Pokud ano, kolekce veli in byla nastavena a je pot eba ji tedy odstranit, což se provede voláním metody „Remove“ s p íslušnými parametry na kolekci „OPCItemCollectionX“ a jejím p epsáním na hodnotu „Nothing“. Ve funkci „Remove_Group“ se provádí dotaz zda byly vytvo eny na OPC server p ipojené skupiny veli in. Pokud ano, provede se jejich odstran ní metodou „Remove“ volanou na prom nnou „ConnectedServeerGroupsX“ s názvem skupiny „GroupX“ jako parametrem a její p epsání na hodnotu „Nothing“. Na hodnotu „Nothing“ se rovn ž p epíše veli ina „ConnectedGroupX“. Poslední volaná funkce „Disconnect_Server“ provede dotaz na prom nnou „ConnectedOPCServerX“. V p ípad , že má tato prom nná jinou hodnotu


než „Nothing“, zavolá se na prom nnou metoda „Disconnect“, ímž se datalogger odpojí od p ipojených server a prom nná se ješt p epíše na hodnotu „Nothing“. Nakonec se po stisknutí tla ítka „Stop m ení“ vynulují použité prom nné, aby byly p ipravené pro další spušt ní m ení a op t se zm ní text tla ítka na „Start m ení“ a barva na zelenou. 8.2.4.4 Export do csv Do souboru ve formátu csv se exportuje pouze tabulka dat v listu „Tabulka Trendu“. Export se provádí stiskem tla ítka „Uložit m ení do .csv“ a využívá se p i n m schopnosti aplikace MS Excel uložit sešit do formátu csv. Po stisknutí tla ítka se list „Tabulka Trendu“ se celý zkopíruje do nového sešitu, ten se uloží ve formátu csv a nový sešit se zav e. 8.2.4.5 Vykreslení trendu Vykreslení trendu se provádí stisknutím tla ítka „Vykreslit TREND“. Po jeho stisknutí se nejprve otev e panel „Nastavení trendu“. Po nastavení osy asu, rozsahu dat, ze kterého se má graf vykreslit a stisknutí tla ítka vykresli se nastavené hodnoty nejprve zapíší do tabulky s parametry vykreslovací oblasti. Poté se provede série dotaz , respektive podmínek, zda nastavené parametry vykreslovací oblasti nep ekra ují vymezené rozsahy. P esn ji, aby série hodnot nebyla delší než 32 000, jelikož pak aplikace MS Excel nedokáže graf vykreslit a další omezení je série vykreslovaných hodnot nep ekra ovala rozsah listu. Pokud je nastavení vykreslovací oblasti v po ádku, aktivuje se list „Graf1“ a provede se nastavení grafu. Respektive se ur í typ grafu, vytvo í se jednotlivé ady hodnoty pro osu y pro všechny veli iny v tabulce v listu „Tabulka Trendu“, vytvo í se ada hodnot pro osu x a nastaví se legenda grafu a její umíst ní. Nakonec se panel „Nastavení trendu“ zav e. 8.2.4.6 Anulování m ení Anulování m ení se provádí stiskem tla ítka „Anulovat m ení“. Po jeho stisknutí se nejprve vynuluje ádkový index pro tabulku v listu „Tabulka Trendu“, dále se prom nné „BeforeChangeX“, které ovliv ují zápis na ádek v závislosti

38


na tom, zda již byl zm n n ádkový index, vymaže se celý list „Tabulka Trendu“ a upraví se vzhled prvního ádku tabulky pro její hlavi ku. 8.3

MOŽNOSTI DATALOGGERU

Vzhledem k tomu, že jsem dop edu nev d l jak dob e si aplikace MS Excel poradí se svou úlohou dataloggeru, to znamená jak bude b h aplikace stabilní, do jaké míry bude spolupracovat s použitými knihovnami, jak rychle se budou data zapisovat do tabulky a další podobné chování, rozhodl jsem se pro ur itá omezení. 8.3.1 Po et OPC server Program datalogger jsem nejprve vytvo it tak aby byl schopen p ipojit se ke t em OPC server m. Což se nakonec ukázalo pro praxi dosta ující. Pro každý p ipojený OPC server se vytvo í jedna skupina m ených veli in, již se nastavuje perioda vy ítání dat. V p ípad , že by bylo pot eba vy ítat data z OPC serveru s r znou periodou, p ipojí se program datalogger k OPC serveru dvakrát, p ípadn t ikrát. Tím se vytvo í pro každé p ipojení jiná skupina u které je možné nastavit jinou periodu vy ítání dat. Tato vlastnost nevznikla prvoplánov a její využití v praxi se p íliš nep edpokládá. 8.3.2 Po et veli in Po et p ipojitelných veli in jsem volil t icet, což nakonec také ukázalo pro praxi posta ující. Zde by ovšem nebyl velký problém po et veli in rozší it úpravou n kterých podmínek a cykl . 8.3.3 Datové typy veli in Díky tomu, že hodnoty veli in vlastn p es pot ebnou kartu do PC,

m í kontroler a p edává je

není problém pomocí programu datalogger

zaznamenávat jak digitální, tak analogové veli iny, protože hodnoty analogových veli in jsou p evedeny na digitální už bu

kontrolerem nebo m ící kartou.

Variabilita aplikace MS Excel a protokolu OPC pak umož uje zaznamenávat jakýkoliv základní datový typ hodnot.

39


8.3.4 P idávání veli in Pokud jde o p idávání veli in, nov p idávané veli iny se ukládají vždy na první volný ádek v p íslušné tabulce. Vymazání starých nepot ebných veli in lze provést stisknutím tla ítka „P epsat p vodní veli iny“, ímž se index ádku nastaví na první ádek a staré veli iny se p epíšou novými nebo je možné je vymazat klasicky ozna ením p íslušného ádku a stiskem tla ítka „Delete“ na klávesnici nebo p íkazem „Odstranit“. P i vymazání nastavených veli in je pot eba myslet na to aby mezi zbylými veli inami nebyly prázdné ádky, jinak by veli iny pod prázdnými ádky nebyly zaznamenávány. 8.3.5 Perioda vy ítání dat Minimální perioda s jakou program datalogger dokáže data z OPC serveru vy ítat je 10 milisekund, což je omezení dané použitou knihovnou pro protokol OPC. Perioda se defaultn nastaví p i p idání OPC serveru, hodnotu je jinak pot eba zm nit ru n v p íslušné tabulce. 8.3.6 Zpracování nam ených dat Pokud jde o zpracování dat, díky tomu, že je program datalogger vytvo en v aplikaci MS Excel, lze zaznamenaná data zpracovat kterýmkoliv zp sobem, jaký aplikace MS Excel umož uje, tedy r zné typy graf , vyhodnocovací funkce a jiné. Dále je možné jediným tla ítkem zaznamenaná data exportovat do souboru ve formátu csv a zpracovat jinou, nap íklad databázovou aplikací. 8.3.7 Zápis hodnot do „Tabulka Trendu“ P i novém spušt ní programu datalogger a zm n

nastavení veli in,

respektive jejich po tu se tabulka p episuje automaticky od za átku, pokud se m ení spustí opakovan

bez ukon ení programu datalogger, zápis hodnot naváže

na p edchozí m ení, tedy od prvního volného ádku. 8.3.8 Problém s milisekundami Nevýhodou je, že se mi program datalogger nepoda ilo upravit tak aby v asové zna ce zobrazoval i milisekundy. Problém je v tom, že aplikace MS Excel

40


údaj v asovém formátu, tedy formátu „Date“, zaokrouhluje na sekundy a milisekundy tedy nezobrazuje. 8.3.9 Graf V p ípad , že je graf v listu „Graf1“ vhodn nastaven p ed spušt ním m ení neboli záznamu, vykreslují se hodnoty p ímo do tohoto grafu. Nevýhodou ovšem je, že se graf po každé p idané hodnot p ekreslí a tudíž graf problikává. 8.4

TESTOVÁNÍ

Protože je program datalogger v podstat jen záznamník hodnot m ených ídícím systémem nebo kontrolerem, není rychlost s jakou se data z kontroleru dostanou do programu datalogger p íliš d ležitá. Nejv tší zpožd ní zp sobuje m ící karta, která m ená data zpracovává, toto zpožd ní je asi 100-200 milisekund. Doba za jakou se pak dostanou data z m ící karty do programu datalogger je oproti zpožd ní m ící karty zanedbatelná. Program datalogger byl testován na kontroleru ady AC800M s procesorem PM861. V kontroleru byla nahrána testovací aplikace spolu s b žným projektem a ob aplikace b žely sou asn . Testování se provád lo pro 1, 5, 10, 20 a 30 sledovaných veli in a pro každý po et veli in s periodou 100, 250 a 500 milisekund. Po debat s konzultantem ze spole nosti ABB se testování neprovád lo pro periodu menší než 100 milisekund. D vodem bylo, že OPC server spole nosti ABB nebyl schopen p i period nižší než 100 milisekund spolehliv dodávat data s požadovanou periodou. V praxi se navíc ukázalo, že v reálných aplikacích, kdy se zát ž výše zmín ného kontroleru blíží 100% a zpracovávaná data se blíží tisíc m informací za sekundu by bylo nereálné pomocí dataloggeru zaznamenávat data s periodou menší než v ádu sekund. Kontroler by totiž díky ídícím proces m které obsluhuje nebyl schopen pot ebná data rychleji zpracovávat. V testovacím p ípad , kdy byla na kontroleru nahrána testovací aplikace spole n s b žným projektem se zát ž procesoru kontroleru pohybovala na úrovni 76%. P i zm n po tu sledovaných veli in se zát ž procesoru nem nila. V p ípad ,

41


že na kontroleru b žela pouze testovací aplikace, byla zát ž procesoru kontroleru p ibližn 60%. P i b hu programu datalogger byla rovn ž sledována zát ž CPU na po íta i na kterém byl program datalogger spušt n. Konfigurace tohoto po íta e byla: CPU: Dual 1.8 GHz Intel Pentium Pro/II/III, Pam : 2015MB, OS: Win XP / SP2. Zát ž byla sledována vzhledem k po tu sledovaných veli in a period vy ítání dat. Tabulka 1: Zatížení CPU p i testování Po et veli in

Perioda [ms]

Zatížení CPU [%]

5

100

4

5

200

2

5

300

malé

5

500

malé

10

100

8

10

200

4

10

300

2

10

500

malé

15

100

12

15

200

6

15

300

4

15

500

2

20

100

14

20

200

7

20

300

5

20

500

3

30

100

20

30

200

10

30

300

7

30

500

5

42


43

Z tabulky „Zatížení CPU p i testování“ uvedené výše je patrné, že zatížení procesoru stoupá s po tem m ených veli in a také s kratší periodou vy ítání dat z OPC serveru, což je vcelku logické jelikož s rostoucím po tem veli in a zkracující se periodou vy ítání nar stá náro nost úlohy. 8.5

VÝSLEDKY TESTOVÁNÍ

8.5.1 Test - 1 veli ina, perioda 100 ms P i nastavení periody vy ítání dat 100 milisekund by se za jednu sekundu m lo zaznamenat deset hodnot. P i pohledu na výsledek m ení je ovšem patrné, že p i testování s použitím kontroleru program datalogger zaznamenal pr m rn pouze dev t hodnot za sekundu, n kdy jen sedm až osm hodnot za sekundu. Pro ov ení správné funkce programu dataloggeru tedy byla ješt provedena simulace se stejným nastavením jako p i testování, ale tentokrát na aplikaci, která se používá k ízení kontroleru a která je schopna data z kontroleru simulovat. Rozdílem bylo také to, že simulace už prob hla na jiném po íta i, jehož konfigurace byla: CPU: 1.6 GHz Intel Centrino, Pam : 512MB, OS: Win XP / SP2. U simulace sice také došlo ke ztrát dat, ovšem ne k tak výrazné. Bohužel,

díky

chyb jícím

milisekundám

v asových

zna kách

pro zaznamenané hodnoty je obtížné ur it, které hodnoty chybí. Ale jelikož rozdíl mezi dv ma sousedícími hodnotami má exponenciáln klesající pr b h, v tší skok je pouze ve chvíli kdy se výrazn zm ní pr b h sledované veli iny, a p itom daný rozdíl je vetší než šum, dá se chyb jící hodnota z daného rozdílu alespo p ibližn odhalit, protože u chyb jící hodnoty by m l být mín ný rozdíl zhruba dvakrát v tší. Pokud tedy zmín ný rozdíl vyneseme do grafu, vidíme na pr b hu kdy zhruba ke ztrát dat došlo. U simulace, na obrázku: Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 1, je ztráta dat vícemén náhodná a z ejm souvisí s aktuálním zatížením CPU v jehož d sledku dojde ke zpomalení jak OPC serveru, tak programu datalogger. V p ípad testu, na obrázku: Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 2, je ztráta dat zhruba konstantní a pravd podobn je zp sobena pomalejším zpracováním dat kontrolerem, jelikož perioda 100 milisekund je na dolní hranici intervalu


pro periody, které kontroler zvládne, emuž se p iklonil i konzultant ze spole nosti ABB. 8.5.2 Test – 1 veli ina, perioda 250 ms U testování s periodou nastavenou na 250 milisekund je na první pohled problém v podstat stejný jako u p edchozího testování. Rozdíl je pouze v tom, že vy ítání dat je pomalejší, takže zát ž CPU a kontroleru není tak velká a dochází tak k menší ztrát dat. V p ípad periody 250 milisekund ale není ztráta dat tak velká jak se na první pohled zdá. Pokud byl program datalogger p ipojen k OPC serveru spole nosti ABB a m l nastavenou periodu 250 milisekund, statistika zobrazená na OPC serveru ukázala p ipojeného jednoho klienta a jednu skupinu veli in s periodou vy ítání 300 milisekund. Z toho vyplývá, že OPC server spole nosti ABB nejspíše periodu vy ítání zaokrouhluje na stovky milisekund. P i period 300 milisekund se pak do jedné sekundy vejdou pouze t i záznamy, místo požadovaných ty , což p i chyb jících milisekundách v asové zna ce hodnoty m že jevit jako ztráta dat. Vezmeme-li tedy toto v potaz, dochází ke ztrát dat relativn z ídka. Na tuto skute nost poukazuje i fakt, že by odchylka v p ípad chyb jící veli iny m la být dvojnásobná.

44


45

Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 3 a Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 4. 8.5.3 Test – 1 veli ina, perioda 500 ms U testování s periodou 500 milisekund již ke ztrát dat tém

nedochází.

Pokud ke ztrát dojde, je to pravd podobn zp sobeno momentálním vytížením procesoru. „Zubatost“ grafu (6) je v tomto p ípad zp sobena šumem, který se p i tak velké period projeví. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 5 a Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 6. 8.5.4 Test – 5 veli in, perioda 100ms U testování s periodou 100 milisekund se vyskytl v podstat stejný problém jako u testování pro 100 milisekund s jednou veli inou, tedy že kontroler p i tak nízké period nestíhá data zpracovat. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 7. Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn . 8.5.5 Test – 5 veli in, perioda 250 ms U testování s periodou 250 milisekund je, stejn jako u testování s periodou 100 milisekund, problém stejný jako testování pro 250 milisekund a jednu veli inu, tedy to, že OPC server periodu vy ítání zaokrouhlil na celé stovky milisekund, ímž se za sekund vy etla pouze trojice dat. V grafu Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 8 pak je takováto chybná odchylka p i zaokrouhlení periody menší než chybná dvojnásobná odchylka p i ztrát dat. Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn . 8.5.6 Test – 5 veli in, perioda 500 ms U testování s periodou 500 milisekund je výsledek testování v podstat stejný jako u testování s periodou 500 milisekund a jednou veli inou. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 9 Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn .


8.5.7 Test – 10 veli in, perioda 100 ms U testování s periodou 100 milisekund je výsledek testování v podstat stejný jako u testování s periodou 100 milisekund a jednou veli inou a p ti veli inami. P i emž je patrné, že po et veli in zatím nemá na ztrátovost dat vliv. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 10 Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn . 8.5.8 Test – 10 veli in, perioda 250 ms U testování s periodou 250 milisekund je výsledek testování v podstat stejný jako u testování s periodou 250 milisekund a jednou veli inou a p ti veli inami. P i emž je patrné, že po et veli in zatím nemá na ztrátovost dat vliv. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 11 Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn . 8.5.9 Test – 10 veli in, perioda 500 ms U testování s periodou 500 milisekund je výsledek testování v podstat stejný jako u testování s periodou 500 milisekund a jednou veli inou a p ti veli inami. P i emž je patrné, že po et veli in zatím nemá na ztrátovost dat vliv. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 12 Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn . 8.5.10 Test – 20 veli in, perioda 100 ms U testování s periodou 100 milisekund je výsledek testování v podstat stejný jako u testování s periodou 100 milisekund a jednou veli inou, p ti veli inami a deseti veli inami. P i emž je patrné, že po et veli in zatím nemá na ztrátovost dat vliv. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 13 Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn .

46


8.5.11 Test – 20 veli in, perioda 250 ms U testování s periodou 250 milisekund je výsledek testování v podstat stejný jako u testování s periodou 250 milisekund a jednou veli inou, p ti veli inami a deseti veli inami. P i emž je patrné, že po et veli in zatím nemá na ztrátovost dat vliv. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 14 Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn . 8.5.12 Test – 20 veli in, perioda 500 ms U testování s periodou 500 milisekund je výsledek testování v podstat stejný jako u testování s periodou 500 milisekund a jednou veli inou, p ti veli inami a deseti veli inami. P i emž je patrné, že po et veli in zatím nemá na ztrátovost dat vliv. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 15 Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn . 8.5.13 Test – 30 veli in, perioda 100 ms U testování s periodou 100 milisekund je výsledek testování v podstat stejný jako u testování s periodou 100 milisekund a jednou veli inou, p ti veli inami, deseti veli inami a dvaceti veli inami. P i emž je patrné, že po et veli in zatím nemá na ztrátovost dat vliv. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 16 Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn . 8.5.14 Test – 30 veli in, perioda 250 ms U testování s periodou 250 milisekund je výsledek testování v podstat stejný jako u testování s periodou 250 milisekund a jednou veli inou, p ti veli inami, deseti veli inami a dvaceti veli inami. P i emž je patrné, že po et veli in zatím nemá na ztrátovost dat vliv. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 17 Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn .

47


8.5.15 Test – 30 veli in, perioda 500 ms U testování s periodou 500 milisekund je výsledek testování v podstat stejný jako u testování s periodou 500 milisekund a jednou veli inou, p ti veli inami, deseti veli inami a dvaceti veli inami. P i emž je patrné, že po et veli in zatím nemá na ztrátovost dat vliv. Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 18 Simulaci pro toto m ení jsem neprovád l, jelikož pro mne bylo obtížné simulovat více veli in sou asn .

48


9.

49

ZÁV R

Ve své práci jsem vytvo il program datalogger, který slouží jako záznamník hodnot m ených ídícím systémem neboli kontrolerem. Program datalogger sice p vodn vznikal pro spole nost ABB a její kontroler ady AC 800M s Compact Control Builderem, ale díky požadovanému, implementovanému komunika nímu datovému protokolu OPC m že program datalogger spolupracovat v podstat s jakýmkoliv na trhu se vyskytujícím OPC serverem. Pokud jde o spln ní požadavk spole nosti ABB na program datalogger, po et p ipojitelných OPC server

i m ených veli in je dosta ující. Požadavek

na schopnost zaznamenávat data v ádu milisekund není sice p esn spln n, použitá knihovna pro protokol OPC umož uje zaznamenávat data s minimální periodou pouze 10 milisekund. Tento požadavek se však pro kontroler AC 800M ukázal jako nadhodnocený, jelikož ten dokáže zasílat data s minimální periodou pouze 100 milisekund. Požadavek na schopnost zaznamenávat veli iny s r znými datovými typy a možnosti vykreslování graf byl také spln n. Testování, které m lo ov it funk nost programu datalogger v podstat splnilo o ekávání. Ztráta hodnot p i testování, která je popsána v kapitole Výsledky testování je v této kapitole i vysv tlena. P i vytvá ení programu datalogger jsem se setkal s n kolika problémy. Prvním v tším bylo, že p estože jsem se rozhodl program datalogger vytvo it v aplikaci MS Excel a s touto aplikací jsem m l ur ité zkušenosti, k vytvo ení programu datalogger bylo nutné využít jazyka Visual Basic se kterým jsem do té doby nem l zkušenosti. Takže jsem se tento jazyk u il „za pochodu“, z ehož m že pramenit ada, n kterých dosud neobjevených, programových chyb. Jedna z takových chyb, kterou se mi bohužel dosud nepoda ilo odstranit se vyskytne pokud obsluha p i spušt ném m ení, „klikne“ neboli ozna í bu ku v listu „Tabulka Trendu“. Z mn

dosud neznámých p í in tím pravd podobn

zm ní

indexování ádku p i zápisu hodnot a dojde k pádu programu. Nejjednodušším ešením by bylo tento list p i m ení „schovat“, tím by se ovšem znemožnilo


prohlížení zaznamenaných hodnot v pr b hu m ení, což je nepraktické. Ideálním ešením by bylo daný list n jakým zp sobem „zamknout“ proti ozna ení. Další „vadou na kráse“ programu datalogger je, že program datalogger nezobrazuje milisekundy v asové zna ce zaznamenaných hodnot. Možnou p í inou toho je fakt, že aplikace MS Excel

asový údaj v milisekundách zaokrouhluje

na sekundy a milisekundy tak nezobrazuje. P i lad ní programu datalogger jsem používal testovací OPC server spole nosti Kepware, který nebyl tak náro ný na systém a ovládání. Pozd ji jsem však zjistil, že tento OPC server nebyl nejideáln jší a jeho využití p i lad ní si posléze vyžádalo dv úpravy kódu. Jedna z nich byla, že testovací OPC server spole nosti Kepware ob as programu datalogger poslal o jednu zaznamenanou veli inu mén

než m l program datalogger nakonektován a ten pak v podstat

provád l tení v poli mimo rozsah, což zap í inilo jeho pád. Tento problém jsem ošet il podmínkou pro kontrolu po tu zaslaných a p vodn nakonektovaných veli in, p i emž její nespln ní znamená „zahození“ a tedy nezaznamenání zaslaných hodnot. Nakonec jsem tuto podmínku v programu datalogger zanechal. Tato podmínka by nem la zp sobit výše popsanou ztrátu dat. Další vada OPC serveru spole nosti Kepware, která si vyžádala pozd jší úpravu kódu byla, že tento testovací OPC server zasílal nakonektované veli iny v opa ném po adí než byly nakonektovány, což p vodn zp sobilo zápis hodnot k jiným veli inám. P i vytvá ení programu datalogger se mi bohužel nepoda ilo najít žádnou dokumentaci k použitý knihovnám spole ností Kepware a OPCware. Proto jsem informace o použitých knihovnách a jejich vlastnostech získával z demo program , jejichž sou ástí tyto knihovny byly a které tyto spole nosti distribuují zdarma. Mnou vytvo ený program dataloggeru není dokonalý, p edpokládám u n j ješt

adu skrytých, dosud neobjevených chyb. V sou asném stavu je však

posta ující, což mi potvrdil i konzultant ze spole nosti ABB. Dalším možným vylepšením programu datalogger je nap íklad p idání funkce pro takzvaný „postmort“. Postmort je funkce, která sleduje m ené veli iny a vyhodnocuje je podle zadaného výrazu nebo podmínky. V p ípad pozitivního

50


vyhodnocení pak uloží do zvláštního souboru p edem ur enou p ed a za hodnotou, která pozitivn splnila daný výraz i podmínku.

51

adu hodnot


10. POUŽITÉ INFORMA NÍ ZDROJE [1]

OPC server pro ovlada e systému Control Web [online] Dostupné na WWW: http://www.mii.cz/art?id=214&cat=97&lang=405

[2]

Peterka Jaromír.: Sb r dat, vizualizace a operátorská rozhraní pro systémové integrátory. [online] Dostupný na WWW: http://www.automatizace.cz/article.php?a=492 Automatizace, ro ník 48, íslo 1, leden 2005

[3]

Co je OPC?. [online] Dostupný na WWW: http://shop.kontronczech.com/InfoPage.asp?TP=FT&ID=89

[4]

(Komplexní informace o protokolu OPC) Dostupné na WWW: http://www.opcfoundation.org/

[5]

Compact products 800 [online] Dostupné na WWW: http://www.abb.com/product/us/9aac128752.aspx

[6]

AC 800M Controler [online] Dostupné na WWW: http://www.abb.com/product/seitp334/0436295a3abadcffc12570b20034641e.a px

[7]

Compact Control Builder for AC 800M Controler [online] Dostupné na WWW: http://www.abb.com/product/seitp334/a862651a2e6d1704c125716400428d4a. aspx

[8]

Nápov da a postupy k aplikaci Excel 2007 – ActiveX [online] Dostupné na WWW: http://office.microsoft.com/cscz/excel/HA100310671029.aspx

[9]

Ing. Petr Pechá ek.: Excel rozumí, p epínám… [online] Dostupný na WWW: http://officir.web3.cz/chipclanky04/09/excel_prvky.html

[10] Nápov da aplikace MS Excel – výraz Makro

52


53

11. P ÍLOHA: VÝSLEDKY TESTOVÁNÍ Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 1

as

Ukázka rozdílu s chyb jícími hodnotami 2

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 21:05:2008

odchylka

Simulace

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008

15:05:2008

21:05:2008 21:05:2008 21:05:2008 21:05:2008 21:05:2008 21:05:2008 as

as

15:05:2008

21:05:2008

21:05:2008 21:05:2008

15:05:2008

21:05:2008

15:05:2008

21:05:2008

15:05:2008

21:05:2008

15:05:2008

21:05:2008

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008

21:05:2008 21:05:2008

Simulace

15:05:2008

Testování

15:05:2008

21:05:2008


15:05:2008

21:05:2008


15:05:2008

Odchylka 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0

1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 15:05:2008


odchylka

21:05:2008 21:05:2008

54


55


as


21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

21:05:2008

3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 21:05:2008

odchylka

Simulace

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 as

as

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

Testování

15:05:2008

Testování

15:05:2008

15:05:2008


15:05:2008

15:05:2008


15:05:2008

odchylka 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 15:05:2008


odchylka

15:05:2008

56




57

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 as

as

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008

Testování

15:05:2008

Testování

15:05:2008

15:05:2008


15:05:2008

15:05:2008


15:05:2008

1,2 1

15:05:2008

0,8 0,6

15:05:2008

0,4 0,2

15:05:2008

odchylka 0

3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 15:05:2008


odchylka

15:05:2008 15:05:2008

58

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 as

as

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008 15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

Testování

15:05:2008

Testování

15:05:2008

15:05:2008


15:05:2008

15:05:2008


15:05:2008

odchylka 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 15:05:2008


odchylka

59

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008

as

as

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

Testovani

15:05:2008

Testování

15:05:2008

15:05:2008


15:05:2008

15:05:2008


15:05:2008

odchylka 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 -0,5 -1

1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 15:05:2008


odchylka

60

15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008 15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008

15:05:2008


15:05:2008


15:05:2008

15:05:2008

as

as

15:05:2008

15:05:2008

Testování

15:05:2008

Testování

15:05:2008

2,5

15:05:2008

2

15:05:2008

1,5

15:05:2008

1

15:05:2008

0,5

15:05:2008

odchylka 0

3

2,5 2

1,5 1

0,5 0 15:05:2008


odchylka

61


12. P ÍLOHA: INSTALACE WOPCDLOGGER.XLS 1. ve složce datalogger zkopírovat složku „system32“ do složky Windows (instalace pot ebných knihoven) 2. Zapnout samotný Excel 3. V excelu povolit makra 4. P epnout do Visual Basicu a v horní lišt „Preferences…“,

v nabídce „Tools“ zvolit

dále tla ítko „Browse“, najít složku „datalogger“, a nahrát

soubor „OPCWareAX.ocx“ (v tšinou není vid t, je pot eba zobrazit „All files“)

62


!!!!!!!! Toto je pot eba ud lat p ed otev ením samotného dataloggeru, jinak se nena tou prvky pro browsing sever a item !!!!!!! 5. Nakonec v excelu otev ít „WOPCD-logger.xls

63


13. P ÍLOHA: SPUŠT NÍ DATALOGGERU WOPCD-LOGGER.XLS 1. Pokud je uložena konfigurace od posledního spušt ní, není pot eba nic nastavovat a sta í pouze spustit m ení 2. Pro nastavení je nejprve pot eba stisknout tla ítko „P ipoj OPC servery“, ímž se

otev e okno se t emi objekty pro p ipojení OPC server (je možno p ipojit 3 r zné servery, pro každý slouží jeden objekt). Z roletky nainstalovaných server jeden vybrat a stisknout „Connect“, po nakonektování stisknout „Hotovo“. 3. Stisknout tla ítko „Nastavení veli in“ a v roletce zvolit OPC server ze kterého se budou veli iny konektovat. V objektu „OPC Item browser“ vyhledat veli inu. Dvojklikem na zvolenou veli inu (v pravém okn ) nebo stiskem tla ítka „Validate Selected“ se veli ina p idá do okna pro p idání více veli in najednou („Add Multiple Items“ – dole), po zvolení požadovaných veli in stisknout tla ítko „Add Item(s)“ a tla ítko „Done“.

64


4. Po nastavení veli in stisknout tla ítko „Spustit m ení“.

65

ÚSTAV AUTOMATIZACE A MICÍ TECHNIKY Fakulta elektrotechniky a komunikaních technologií Vysoké uení technické v Brn

Recommend Documents