Олександр Пупена,
Роман Міркевич,
Олег Клименко
Перейти до початку посібника
1.11. Модулі керування CM
Клапан, який розглядається у прикладах вище, виконує функцію керування фізичним устаткованням. З точки зору рольової ієрархії IEC 61512, що наведена на рис.11, він займає найнижчий рівень устатковання – модулів керування (Control Module, CM). Згідно стандарту є певні вимоги щодо приналежності устатковання до певного рівня, але на них ми зупинимося пізніше. Наразі будемо вважати так: все, що має відношення до засобів КВПіА, які показуються на схемах автоматизації можна віднести до модулів керування. Наприклад, датчики, виконавчі механізми та регулюючі органи, регулятори, частини контролерів та засобів SCADA/HMI що виконують конкретну функцію в контурах контролю, керування та регулювання. Устатковання не обов’язково є фізичним об’єктом, це може бути певне об’єднання взаємопов’язаних функцій. Типовим прикладом є ПІД-регулятор, який реалізований у вигляді виклику програмного бібліотечного функціонального блоку, або – весь контур регулювання, в який він входить.
Стандарт дозволяє включати одні модулі керування в інші. Тобто, контур регулювання може бути представлений модулем керування, який може включати в себе датчики, задатчики, функціональний блок регулятора, виконавчий механізм, оповіщувач і т.п., які у свою чергу також є CM. Розділення чи об’єднання CM робиться виключно з позицій зручності. Наприклад, у каркасі [8], незалежно від типу технологічного процесу, яким керує АСКТП, на рівні модулів керування пропонується виділяти типові об’єкти 3-х рівнів (Рис.12):
- 0-й (LVL0) канали контролеру – для
діагностики каналу, прив’язки логічних каналів до фізичних, форсування
входів/виходів:
- DICH – дискретні входи,
- DOCH – дискретні виходи,
- AICH – аналогові входи,
- AOCH – аналогові виходи,
- COMCH – комунікаційні канали
- 1-й (LVL1) – технологічні змінні для
повної обробки інформації з процесу, включаючи прив’язку до каналу, фільтрацію,
масштабування, інверсію і т.п.; для зручності відлагодження процесу; для
функцій імітаційного моделювання; для функцій технологічної сигналізації;
- AIVAR – аналогові вхідні,
- AOVAR – аналогові вихідні,
- DIVAR – дискретні вхідні,
- DOVAR – дискретні вихідні:
- 2-й (LVL2) – для зручності
налагоджування процесу; для функцій імітаційного моделювання; для функцій
технологічної сигналізації; для ведення статистики:
- виконавчі механізми (запірні клапани, регулюючі клапани, двигуни, насоси);
- контури регулювання та керування: для функцій керування зі зворотним зв’язком.
Така трирівнева архітектура передбачає модель взаємодії між рівнями CM:
- обробка усіх елементів незалежно від рівня проводиться паралельно, тобто вкладеності виклику функцій та функціональних блоків немає, модель підлеглості реалізовується через механізм надання, або звичайними програмними зв’язками;
- 2-й рівень (виконавчий механізм, регулятор) не може взаємодіяти безпосередньо з 0-м (каналом);
- усі елементи вищого рівня можуть взаємодіяти з будь-якими елементами нижчих, за винятком 0-го рівня (див. попередній пункт);
- вищий рівень може змінювати стан нижчого: змінювати його значення, переключати в різні режими (форсування, імітація), змінювати налаштування тривог і т.д.;
- елемент 1-го рівня (змінні) може заволодіти (allocation) елементом нульового (канали);
- 0-й рівень (канал) має інформацію про те, хто ним володіє;
- 1-й рівень (змінна) має інформацію про те, ким він володіє;
- при реалізації об’єктів на різних пристроях (в розподілених системах) механізм взаємодії між ними відбувається через пару СЛОВО СТАНУ – СЛВО КОМАНДИ, а при реалізації в тому ж пристрої дозволяється використовувати як безпосередню зміну значення у підлеглого об’єкту (прямий доступ), так і через взаємодію СЛОВО СТАНУ – СЛВО КОМАНДИ.
Детальніше про реалізація багаторівневості модулів керування описані у роботі [8].