उस समय के दौरान जो हाबराहाब पर पहले लेख के प्रकाशन के बाद से पारित हुआ है, समुदाय के साथ कुछ विचार साझा करने की इच्छा थी, साथ ही साथ स्वचालित उपकरणों के सॉफ्टवेयर सिम्युलेटर बनाने की प्रक्रिया को और अधिक विस्तार से वर्णन करना था। पिछले पाठ के साथ खुद को परिचित करने के इच्छुक लोगों के लिए, मैं यहां पूछता हूं - प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियों के लिए सॉफ्टवेयर का परीक्षण करने के लिए सिम्युलेटर ।

अब कार्यक्रम का पूरा संस्करण परियोजना की वेबसाइट पर उपलब्ध है। कुछ विचार के बाद, मैं इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि यह इस उत्पाद को एक वाणिज्यिक उत्पाद के रूप में विकसित करने के लिए काम नहीं करेगा। मुझे कार्यशाला में सहकर्मियों से प्रतिक्रिया प्राप्त करने में खुशी होगी, अगर कोई काम आता है।

कार्य, जिसे एक उदाहरण के रूप में चुना गया था, प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली की तुलना में सिग्नल प्रोसेसिंग से अधिक संबंधित है, और इसका कोई व्यावहारिक अर्थ नहीं है। यह उद्देश्य पर किया जाता है, ताकि विषय क्षेत्र के अत्यधिक विवरण के साथ पाठक को विचलित न करें और दृश्यता बढ़े (हर कोई ग्राफिक्स से प्यार करता है)।

परिचय

लगभग हर लेख जो मैंने टीडीडी (टेस्ट-संचालित विकास) या यूनिट परीक्षण के बारे में पढ़ा है, परीक्षण बनाने के लिए परियोजना के लिए आवंटित समय बिताने की व्यवहार्यता पर चर्चा की। स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली सॉफ्टवेयर के परीक्षण के लिए एक सिम्युलेटर के मामले में, सब कुछ कुछ अधिक जटिल है, क्योंकि कुछ संस्थान या बहुत गंभीर विशेषज्ञों के लिए गतिशील उत्पादन प्रक्रिया का पूरी तरह से विश्वसनीय मॉडल बनाना संभव है।

खुद के लिए, मैंने मॉडल की विश्वसनीयता के कुछ पहलुओं को चुना, जिसके बाद इसके निर्माण पर खर्च किया गया समय खुद को औचित्य नहीं देता है। ईमानदारी से, मुझे वास्तव में प्रौद्योगिकी, भौतिकी और गणित का ज्ञान नहीं है, इसलिए मैं आमतौर पर उपकरणों के संचालन का अनुकरण करने के लिए खुद को सीमित करता हूं और स्वचालित कार्यों और विनियमन की जांच करने के लिए समय के साथ भौतिक पैरामीटर में एक सरल बदलाव करता हूं।

गलतियाँ करना मानव स्वभाव है, इसलिए सबसे सरल मॉडल का उपयोग करते समय भी, कई त्रुटियां पॉप अप होती हैं। इसके अलावा, कुछ समय के लिए सिस्टम के साथ "चारों ओर खेलना" सार्थक होता है और ऐसे प्रश्न पूछना शुरू करता हूं जो मैंने केवल एनडीपी के स्तर पर सोचा होगा।

किसी भी मामले में, पूरे समय के लिए मैंने काम किया है, मैंने कभी भी एक सिम्युलेटर बनाने पर खर्च किए गए समय को पछतावा नहीं किया है, क्योंकि यह विशाल निगरानी तालिकाओं और चर संशोधनों की तुलना में बहुत अधिक सुविधाजनक है। किसी वस्तु पर पहुंचने पर भी, मैं अक्सर डिबगिंग के लिए इसका उपयोग करता हूं। आप पूरे सिस्टम को किसी भी समय आभासी मॉडल पर स्विच कर सकते हैं और शांति से, नसों के बिना, अपना काम कर सकते हैं।

कार्य

मैं जिस उदाहरण को प्रदर्शित करूँगा वह इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग पर ज्ञान के दयनीय अवशेषों से प्रेरित है जिसे विश्वविद्यालय से संरक्षित किया गया है। शायद, कई लोगों को एक पूर्ण डायोड पुल और एक संधारित्र पर एक फिल्टर (चित्र www.cqham.ru/pow2_15.htm पर लिया गया है) के साथ एक एसी वोल्टेज कनवर्टर के सर्किट को याद है:

रेखांकन से यह देखा जा सकता है कि पुल सर्किट बारी-बारी से वोल्टेज को एक स्पंदित करने के लिए परिवर्तित करता है, प्रत्येक वाल्व को साइनसॉइड के आधे-आधे हिस्से को विभिन्न वाल्वों से गुजारता है, जिसके बाद कैपेसिटर रिपल को सुचारू करता है।
आइए सिग्नल रूपांतरण स्तर पर इस सर्किट के व्यवहार का एक मॉडल बनाने का प्रयास करें।

निर्णय

"प्रोसेस सिम्युलेटर" शुरू करने के बाद, आप तुरंत चर (आइटम-> आइटम शब्दकोश) बनाना शुरू कर सकते हैं।

आइटम शब्दकोश

तीन आंतरिक चर बनाएं:

"पाप" मूल साइन लहर है
"सकारात्मक" - एक स्पंदित संकेत में रूपांतरण के बाद मूल्य
"फ़िल्टर" - चौरसाई फिल्टर के बाद परिणाम

आंतरिक चर को आपस में अनुकरण की वस्तुओं के संचार के लिए अभिप्रेत है। थोड़ी देर बाद, मैं समझाऊंगा कि सिम्युलेटर बाहरी दुनिया (पीएलसी या अन्य सॉफ़्टवेयर) के साथ कैसे संवाद करता है।

सिमुलेशन वस्तुओं का निर्माण प्रबंधक (सिमुलेशन-> सिमुलेशन ऑब्जेक्ट्स) का उपयोग करके किया जाता है।

सिमुलेशन वस्तुओं

पहली चीज जो हमें चाहिए वह है मूल साइनसोइडल सिग्नल। एक ऑब्जेक्ट बनाएं - "एनालॉग जनरेटर" और इसे चर "सिन" पर सेट करें।

एनालॉग जनरेटर

उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस को लागू करने के लिए, आपको एक स्क्रीन (विज़ुअलाइज़ेशन-> स्क्रीन जोड़ें) बनाने की आवश्यकता है, जिस पर हम अपने द्वारा बनाई गई वस्तुओं को प्रदर्शित करेंगे (विज़ुअलाइज़ेशन-> व्यू-कॉन्ट्रोल जोड़ें)।

ViewControls

प्रत्येक प्रकार की वस्तु में प्रदर्शन विधियों की संख्या होती है। जब आप "जोड़ें" बटन पर क्लिक करते हैं, तो चयनित प्रदर्शन प्रकार वर्तमान स्क्रीन पर रखा जाता है जिसे हमने पहले ही बनाया है। स्क्रीन पर स्थिति बदलने के लिए, डिज़ाइन मोड (विज़ुअलाइज़ेशन-> डिज़ाइन मोड) पर स्विच करना और डिस्प्ले को माउस से खींचना आवश्यक है। यदि डिस्प्ले आकार बदलने का समर्थन करता है, तो यह डिज़ाइन मोड में भी किया जा सकता है।

अब आपको साइनसोइडल सिग्नल को एक स्पंदित करने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, आप एक ऑब्जेक्ट बना सकते हैं जो आपको C # - "CSharpScript" में स्क्रिप्ट लिखने की अनुमति देता है।

स्क्रिप्ट पाठ के साथ CSharpScript

स्क्रिप्ट आदिम से अधिक है और उसे टिप्पणियों की आवश्यकता नहीं है, सिवाय इसके कि हमारे चर "पाप" और "सकारात्मक" उनके उपनाम "var0" और "var1" के माध्यम से एक्सेस किए जाते हैं, जो C # ऑब्जेक्ट हैं और उन्हें अग्रिम में घोषित किया जाना चाहिए (आइटम ±) ।

मैं इस वस्तु के प्रकार पर थोड़ा ध्यान दूंगा। .Net प्लेटफ़ॉर्म के मानक कार्यों का उपयोग करते हुए, हमने जो स्क्रिप्ट लिखी है वह एमएसआईएल में संकलित है, इसलिए निष्पादन की गति काफी अच्छी है। स्क्रिप्ट की आवृत्ति को समायोजित किया जा सकता है (ट्रिगर टाइम)। संकलन चरण में त्रुटियां आपको ऑब्जेक्ट बनाने की अनुमति नहीं देंगी। यदि निष्पादन चरण में त्रुटियां होती हैं या निष्पादन समय अनुमेय (वॉचडॉग) से अधिक है, तो ऑब्जेक्ट निष्क्रिय हो जाएगा और त्रुटि पाठ लॉग में लिखा जाएगा। वैसे, आप किसी भी समय किसी भी प्रकार के ऑब्जेक्ट को सक्रिय या निष्क्रिय कर सकते हैं, प्रबंधक के माध्यम से (सिमुलेशन-> सिमुलेशन ऑब्जेक्ट्स-> सक्रिय / निष्क्रिय करें) या स्क्रीन पर ऑब्जेक्ट को प्रदर्शित करने के लिए संदर्भ मेनू के माध्यम से।

अंतिम चरण निस्पंदन है। ऐसा करने के लिए, इनपुट चर "पॉजिटिव" और आउटपुट "फ़िल्टर" के साथ एक ऑब्जेक्ट "फर्स्ट-ऑर्डर लैग" बनाएं।

फर्स्ट-ऑर्डर लैग

परिणाम

कुछ सहायक वस्तुओं को जोड़ने और डिस्प्ले को स्क्रीन पर रखने के बाद, हमें निम्न परिणाम मिलते हैं:

अब आप उदाहरण के लिए, संकेत आयाम, अवधि या अन्य मापदंडों को बदल सकते हैं और तुरंत परिवर्तन देख सकते हैं।

XML प्रारूप में प्रोजेक्ट सहेजा गया

<ProcessSimulator WindowState="Normal" Top="152" Left="272" Height="703" Width="1463" Split="354"> <Items OPC_Host="" OPC_Server="" UseAccessPath="False" Separator="." IgnoreRoot="False" UpdateRate="0" UseASyncWrite="False" ReducedOPCItemIDs="False" S7PLCSim="False" S7ProSimInstance="1"> <Item Type="Internal" DataType="System.Double" Value="-76.1457525570486" ID="Sin" Comment=" " /> <Item Type="Internal" DataType="System.Double" Value="77.117550442077" ID="Positive" Comment=" " /> <Item Type="Internal" DataType="System.Double" Value="152.754176188765" ID="Filter" Comment="  " /> </Items> <SimulationObjects RefreshRate="0"> <SimulationObject Name="Filter" Active="True" Type="First-order lag" InValueItemID="Positive" OutValueItemID="Filter" LagMS="20000" Gain="1" /> <SimulationObject Name="Positive" Active="True" Type="CSharpScript" Watchdog="1000" TriggerTime="1"> <ItemIDs> <Var Value="Sin" /> <Var Value="Positive" /> </ItemIDs> <Script><![CDATA[if((double)var0 >= 0.0D) { var1 = (double)var0; } else { var1 = -(double)var0; }]]></Script> </SimulationObject> <SimulationObject Name="Positive Output" Active="True" Type="Analog sensor" RawValueItemID="" PhysicalValueItemID="Positive" MaxPhysicalValue="220" MinPhysicalValue="-220" MaxRawValue="27648" MinRawValue="0" Units="" /> <SimulationObject Name="Sine" Active="True" Type="Analog generator" ValueItemID="Sin" Signal="Sine" Bias="-220" Amplitude="220" Period="20000" Turn="0" /> </SimulationObjects> <Screens> <Screen Name="Rectifier" Open="true"> <ViewControl SimulationObject="Positive" Type="Items" X="615" Y="370" Width="230" Height="96" FirstColumnWidth="78" /> <ViewControl SimulationObject="Positive Output" Type="Trend" X="481" Y="0" Width="481" Height="324" UpdateRate="100" TimeFrame="1" Color="FF0000C0" /> <ViewControl SimulationObject="Filter" Type="Trend" X="966" Y="0" Width="481" Height="324" UpdateRate="100" TimeFrame="1" Color="FF000000" /> <ViewControl SimulationObject="Filter" Type="Simple" X="1110" Y="369" /> <ViewControl SimulationObject="Sine" Type="Trend" X="0" Y="0" Width="481" Height="324" UpdateRate="100" TimeFrame="1" Color="FFFF0000" /> <ViewControl SimulationObject="Sine" Type="Simple" X="112" Y="324" /> </Screen> </Screens> </ProcessSimulator>

बाहरी दुनिया से संबंध

प्रागितिहास

जब, मैंने अभी इस परियोजना को करना शुरू किया, तो मुझे कई दुविधाओं को हल करना पड़ा। सबसे पहले, सिम्युलेटर बनाने के लिए SCADA पैकेज का उपयोग करने का विचार था। इस प्रकार, संचार की मुख्य समस्या दूर हो गई। उपलब्ध, उस समय, मेरे लिए सीमेंस विनसीसी 6.2 में ओपीसी और एस 7-पीएलसीएसआईएम सहित कई ड्राइवर हैं, जो आवश्यक थे। थोड़ी देर बाद, यह पता चला कि एक शुद्ध WinCC पर मैंने जो योजना बनाई थी, उसे लागू करना असंभव था। सब कुछ समय के नियंत्रण पर आराम करता है, उदाहरण के लिए, खुले से बंद तक वाल्व स्ट्रोक। अगला विचार WinCC को काम करने के लिए एक कंटेनर के रूप में उपयोग करना था। नेट तत्वों (.Net नियंत्रण) जिसमें सिमुलेशन को लागू करना है।

हो सकता है कि यह टेढ़े हाथों में हो, लेकिन मैं WinCC में सामान्य रूप से काम करने के लिए .Net तत्व नहीं प्राप्त कर सका। इंटरनेट ने मदद नहीं की, इसलिए मैंने इस उद्यम को छोड़ने का फैसला किया। शायद WinCC 7 के नवीनतम संस्करण में सब कुछ काम करता है, मुझे पता नहीं चला।

अवसर के बाद तैयार ओपीसी ग्राहक पुस्तकालय का उपयोग करने के लिए, मैंने अपनी बाइक लिखने का फैसला किया, जिसमें मैंने तब आंतरिक चर, एस 7-पीएलसीएसआईएम के लिए एक कनेक्शन और आखिरकार, ओपीसी सर्वर कार्यक्षमता को बाहर से सभी चर तक पहुंच के लिए जोड़ा।

उपरोक्त उदाहरण में, केवल आंतरिक चर का उपयोग किया जाता है। बेशक, इसका कोई मतलब नहीं है, क्योंकि सिम्युलेटर का मुख्य विचार पीएलसी कार्यक्रम के लिए वास्तविक उपकरणों के साथ काम का अनुकरण करना है।

यदि सीमेंस SIMATIC S7-PLCSim (V5.4 + SP4) कंप्यूटर पर स्थापित किया गया है जहां सिम्युलेटर चल रहा है, तो आप आसानी से साइन लहर के किसी भी (वैध) पीएलसी सिम्युलेटर मेमोरी के हमारे रूपांतरण का परिणाम रिकॉर्ड कर सकते हैं।

सबसे पहले आपको कनेक्ट करने की आवश्यकता है (आइटम-> कनेक्ट S7 PLCSim)। उदाहरण चयन विंडो में, आप 1 से 8 तक की संख्या का चयन कर सकते हैं। यह उदाहरण संख्या S7-PLCSim (विंडो शीर्षक में लिखित) है जिससे हम कनेक्ट करना चाहते हैं। नवीनतम संस्करण आपको एक ही मशीन पर एक साथ आठ इंस्टेंस चलाने की अनुमति देता है।

S7 PLCSim प्रकार के साथ एक नया चर "FilterS7" बनाएं और पता निर्दिष्ट करें, उदाहरण के लिए, MD0 (मेमोरी प्रकार = M; डेटा प्रकार = S7_DoubleWord; बाइट = 0; फ्लोटिंग पॉइंट = सच)। अब वस्तुओं में "फ़िल्टर" चर को "फ़िल्टर 7" में बदलना पर्याप्त है।

ओपीसी कनेक्टिविटी के साथ, सब कुछ उसी क्रम में है। हम बाहरी सर्वर से कनेक्ट होते हैं (आइटम-> कनेक्ट ओपीसी), सर्वर पर उपलब्ध से चर बनाते हैं, और सिमुलेशन ऑब्जेक्ट में उनका उपयोग करते हैं।

कृपया ध्यान दें, आंतरिक चर के विपरीत, S7 PLCSim और OPC चर हमेशा पठनीय और लिखने योग्य नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, पीएलसी सिम्युलेटर के क्यू क्षेत्र में कुछ भी नहीं लिखा जा सकता है, क्योंकि यह आउटपुट क्षेत्र है।

आखिरी चीज जिसका मैं उल्लेख करना चाहूंगा वह यह है कि सिम्युलेटर अपने सभी चरों को ओपीसी सर्वर के रूप में एक्सेस प्रदान करता है। सभी चर उनके नामों के तहत दिखाई देते हैं और किसी भी OPC क्लाइंट के लिए उपलब्ध हैं, उदाहरण के लिए, MatriconOPC एक्सप्लोरर।

इस कार्यक्षमता का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, S7PLCSim को SCADA या किसी अन्य पैकेज से जोड़ने के लिए जो OPC का समर्थन करता है। बेशक, पहले, सभी चर को प्रोसेस सिम्युलेटर में जोड़ा जाना चाहिए।

निष्कर्ष

मैं एक उपकरण बनाने में कामयाब रहा जो वास्तव में मेरे काम में मेरी मदद करता है। शायद यह किसी और के लिए उपयोगी होगा, मुझे समीक्षाओं और यहां तक कि बग रिपोर्ट की खुशी होगी :)। अगर आपको कुछ याद आ रहा है - लिखें। शायद, अंतहीन व्यापारिक यात्राओं के बीच, मेरे पास कार्यक्रम में उपलब्ध वस्तुओं के पुस्तकालय को थोड़ा विस्तार करने का समय होगा।

स्वचालित प्रक्रिया नियंत्रण प्रणाली के परीक्षण के लिए सिम्युलेटर: उदाहरण