La funzione del sistema di supervisione PRAIN MAINT, nel suo complesso, è di fornire le informazioni necessarie all'operatore, al fine di assicurare in modo razionale e sistematico il controllo e la supervisione degli impianti tecnologici (cabine elettriche, impianti di distribuzione dell'energia, antincendio, antintrusione, controllo accessi, condizionamento, scale ed ascensori, etc.).
Il sistema utilizza lo schermo di un computer, anche decentrato rispetto all´area tecnica, per presentare, attraverso una grafica estremamente intuitiva, la situazione di tutti gli impianti controllati. E' così possibile gestire da un'unica postazione l´intera area tecnologica con evidenti vantaggi in termini di costo, ed impiego razionale del personale.
Nella sezione grafica i cambi pagina, i comandi e le richieste di dati o di stampa, sono realizzati attraverso appositi tasti che guidano l´operatore passo-passo con delle procedure talmente semplificate da rendere superfluo qualsiasi addestramento del personale, anche se inesperto: rappresenta la principale caratteristica della struttura dei software PRAIN MAINT.
La rilevazione dei segnali in campo, e la trasmissione di questi alla stazione di supervisione, avviene attraverso una rete di PLC industriali le cui caratteristiche di affidabilità (anche in situazioni di emergenza) sono palesemente migliori di qualunque altro sistema adottato.
La piattaforma di supervisione utilizzata è un prodotto standard facilmente reperibile sul mercato con caratteristiche di espandibilità praticamente illimitate. La postazione operatore viene consegnata con una versione "sviluppo" (possibilità di modifiche e/o aggiunte senza dover acquistare ulteriori licenze) corredata da un manuale in italiano e da una sostanziosa serie di "drivers" per il collegamento del sistema ad apparecchiature di qualunque genere (purchè rispondenti agli standard comuni).
Il sistema soddisfa inoltre la necessità di monitorare i consumi energetici e di ottimizzare gli interventi manutentivi, cercando di minimizzare i tempi occorrenti per la ricerca guasti ed il ripristino dell'impianto, individuando tempestivamente le cause delle anomalie.
L'impostazione architettonica, che ha privilegiato la distribuzione delle funzioni su livelli indipendenti, risulta ottimale dal punto di vista della flessibilità strutturale, ed offre il vantaggio di definire una netta separazione delle aree geografiche e del personale chiamato ad intervenire nelle manutenzioni.
Ne è conseguito un impianto di supervisione strutturato su tre livelli la cui dislocazione è rigidamente connessa alle funzioni svolte :
PRIMO
LIVELLO : La Postazione Operatore
E' fisicamente costituito da un Personal Computer industriale corredato
di monitor al plasma ad alta risoluzione grafica, mouse e stampante. Collocato
generalmente nella Sala-controllo espleta le funzioni base di controllo
degli impianti, l'invio di comandi, l'archiviazione o la stampa dei dati
rilevati e la definizione delle procedure di ottimizzazione energetica.
Elettricamente risulta collegato al Front-end del secondo livello attraverso una rete Ethernet con protocollo TCP/IP. Qualora la distanza lo richieda il collegamento fra i due livelli è assicurato da Modems.
SECONDO
LIVELLO : Il Front-End
La funzione del front-end è
principalmente quella di presentare in maniera ordinata al primo livello
i dati raccolti dalle unità di campo.
Per eseguire questa funzione di interfaccia, il front-end (un PLC dotato
di CPU ad alte prestazioni) ha a disposizione due porte di comunicazione
separate : la prima (Ethernet con protocollo TCP/IP) è riservata
al dialogo con la postazione operatore, la seconda (rete industriale ad
alta velocità) gli consente la gestione di tutte le periferiche
del terzo livello predisposte alla rilevazione dei dati.
Questa postazione, generalmente collocata nei locali tecnologici confinanti con la sala controllo, garantisce un isolamento totale fra il campo ed il primo livello.
TERZO
LIVELLO : Le Unità di Campo
Questo livello è costituito
da Controllori a logica programmabile decisionalmente autonomi e dotati
di un proprio programma di lavoro indipendente l'uno dall'altro tutti
collocati direttamente sul campo.
Hanno lo scopo di raccogliere i dati provenienti dai singoli rilevatori,
effettuare le correlazioni base dei parametri controllati e gestire, sulla
base delle impostazioni ricevute dal primo livello, le anomalie o le situazioni
di emergenza.
I plc sono collegati fra loro attraverso una
rete industriale ad alta velocità,
immune ai disturbi, gestita dal Front-End.
HARDWARE
L'unità centrale del PLC ha le seguenti caratteristiche:
Capacità di gestire minimo 160 I/O, memoria di lavoro da almeno 6K parole di programma, tempo di scansione minore di 0,7 msec per 1k parole, almeno 1024 registri interni da 16 bit.
Sono equipaggiati con moduli sfilabili di ingressi e uscite con le seguenti caratteristiche:
Ingressi digitali da 8/16/32 punti a tensioni comprese fra 24Vcc e 220Vac
Ingressi analogici da 16pt. tensione(0-5/0-10/-10+10V) o corrente(0/4-20mA)
Ingressi temperatura da 4/8/16 punti termocoppie o termoresistenze RTD
Uscite digitali da 8/16 punti a relè con portata 2A
Uscite analogiche da 4/8pt. tensione (0-10/-10+10V) o corrente (0-20/4-20mA)
Per l'interfacciamento con sistemi a microprocessore
(interruttori MT e BT intelligenti, centraline di condizionamento o di
allarme, ect.etc.) o con altre reti, sono previste apposite schede di
comunicazione, già predisposte con protocolli standard con le seguenti
caratteristiche:
Protocolli RTU (slave), CCM, SNP, SNPx:
Modulo con due
porte seriali con interfaccie RS232/485
Protocollo TCP/IP
Modulo di comunicazione
rete Ethernet in modalità Client o Server
Protocolli MODBUS, JBUS
Modulo coprocessore
programmabile 192Kb/RAM - 2 porte seriali
Rete Smart Distributed System
Modulo bus controller
per rete SDS (max. 64 dispositivi)
Rete DeviceNet
Modulo scanner
per rete DeviceNet (max. 64 dispositivi)
Rete Genius
Modulo Genius Bus
Controller (max. 32 dispositivi)
Essendo dotata di un programma proprio la periferica è in grado di assicurare una continuità di esercizio anche in caso di interruzione delle comunicazioni con il livello superiore.
Il software implementato è funzione dell'impianto controllato (gestione energia, condizionamento, controllo accessi, etc.etc.) ma è già realizzato in "pacchetti standard".
L'utente riceve, oltre alla documentazione dettagliata ed un disco di backup, una licenza di utilizzo specifica per ciascuna periferica programmata.
L'apparecchiatura, di ultima generazione e realizzata da società certificate ISO9000, è capace di gestire minimo 1024 I/O, memoria di lavoro da almeno 40K parole di programma, tempo di scansione minore di 0,3 msec per 1k parole, almeno 10K registri interni da 16 bit.
Il Front-end è equipaggiato con moduli sfilabili di comunicazione con le seguenti caratteristiche:
Moduli di comunicazione con PC di supervisione:
Protocolli RTU
(slave), CCM, SNP, SNPx:
Modulo con due
porte seriali con interfaccie RS232/485
Protocollo TCP/IP
Modulo di comunicazione
rete Ethernet in modalità Client o Server
Moduli di comunicazione con periferiche:
Protocolli RTU
(slave), CCM, SNP, SNPx:
Modulo con due
porte seriali con interfaccie RS232/485
Protocolli MODBUS,
JBUS
Modulo coprocessore
programmabile 192Kb/RAM - 2 porte seriali
Rete Smart Distributed
System
Modulo bus controller
per rete SDS (max. 64 dispositivi)
Rete DeviceNet
Modulo scanner
per rete DeviceNet (max. 64 dispositivi)
Rete Genius
Modulo Genius Bus
Controller (max. 32 dispositivi)
Essendo dotato di un programma proprio il Master è in grado di assicurare una continuità di esercizio anche in caso di interruzione delle comunicazioni con il livello superiore o con la quasi totalità del livello inferiore.
Il software implementato è funzione della quantità di dati prevista dal progetto, ma è già realizzato in "pacchetti standard".
L'utente riceve, oltre alla documentazione dettagliata ed un disco di backup, una licenza di utilizzo specifica per questa applicazione.
Il Personal Computer utilizzato come postazione operatore ha il compito
di presentare, in forma estremamente semplificata, tutti i dati riguardanti
l'impianto controllato e guidare l'operatore nell'esecuzione di comandi
e configurazione dei parametri del processo.
L'apparecchiatura, di ultima generazione tecnologica, è realizzata
da società certificate ISO9000 con servizio di assistenza post-vendita
di elevatissimo livello. Salvo casi specifici in cui sia richiesta una
diversa configurazione, la postazione viene realizzata con:
- Case TOWER ATX industriale con alimentatore 230W CE
- CPU Pentium III da 700 MHz Intel
- Memoria da 128 Mb
- Hard disk 10,2 Gb ULTRA ATA W. Digital
- Floppy Disk 3" 1/2 1.44 Mb
- SVGA 8 Mb Intel 740
- CD ROM 40x Speed Plextore SCSI
- Mouse Logitech Pilot PS/2 OEM
- Tastiera italiana WIN 95 Ergonomica PS/2
- Monitor DIGITAL al plasma
- Stampante
SOFTWARE
Il Logoview NT consente di sfruttare completamente la potenza dei processori a 32 bit fornendo elevatissime prestazioni in termini di velocità di esecuzione e di multi-tasking.
Caratteristiche funzionali del Logoview NT sono:
Specifiche
tecniche
- Kernel Multitasking
- Funzionamento in Protected mode in memoria estesa
- Fino a 32 processi contemporanei gestibili a semafori di sincronizzazione
- Debugger/Tracing integrato
- Grafica a colori ad alta definizione (fino a 1024x768 pixel, 16 milioni di colori)
- Gestione dei seguenti formati di dati:
Triggers: variabili
binarie (0 o 1)
Bytes: variabili
intere costituite da un byte (8 bit) con range da 0 a 255)
Words: variabili
intere costituite da due bytes
DoubleWords: variabili
intere costituite da quattro bytes
Real: variabili
reali costituite da quattro bytes equivalente a 7 decimali
significativi
Alfanumeriche: costituite
da un massimo di 512 caratteri
- Interfaccia utente di sviluppo del tipo a finestre (windows) con l'utilizzo di dispositivi di puntamento (mouse, trackball)
- Possibilità di integrazione con programmi applicativi scritti in linguaggio "C"
- Gestione integrata nel pacchetto di file database in formato DBF
- Funzioni di programmazione, menù guida e manualistica in italiano o in inglese
Processi,
Triggers e EventiUn evento è un sottoprogramma contenente la sequenza dei comandi necessari ad attivare le azioni desiderate. Eventi individuali possono essere attivati in diversi modi:
- Per chiamata da un altro evento
- In base a schedulazione temporale
- Dalla transizione di una variabile trigger (digitale)
- Da comando manuale dell'operatore (tasto, mouse,
touch-screen)
Attraverso operazioni elementari che possono essere utilizzate per creare eventi, l'utente può: - Visualizzare pagine grafiche e sinottici animati
- Modificare dinamicamente attributi grafici di campi e visualizzazione
- Aggiornare valori numerici sul video
- Effettuare calcoli matematici tra le variabili definite
- Verificare condizioni logiche tra variabili ed attuare delle scelte
- Leggere e scrivere dati sul PLC
- Registrare variabili in files storici
- Visualizzare trends
- Generare rapporti su video o su stampante
- Creare e gestire files DBF
Capacità
grafiche Logoview 32 consente di realizzare una sofisticata animazione di sinottici basandosi sull'utilizzo di frames.
La parte statica dei frames può essere generata in diversi modi:
- Utilizzando l'editor grafico fornito con il pacchetto (che consente tra l'altro la ricerca ottimizzata sulle variabili di sistema utilizzando formati GIF o SLD)
- Importando immagini da altri editors grafici o software CAD
- Utilizzando disegni o fotografie importate con
scanner
Indipendentemente da come è stato ottenuto il frame statico (schermata grafica), è possibile animare fino a 255 zone del disegno. Le zone animate sono le aree dello schermo che mostrano messaggi alfanumerici, grafici, valori aggiornati di variabili ove l'operatore può inserire dati, attivare lampeggi e cambi di colore, modificare dinamicamente simboli per rappresentare movimenti meccanici.
Le variabili continue possono essere rappresentate in differenti formati:
- Display digitale (tre digits, un punto decimale, una variabile)
- Diagrammi a barre
- Trends attuali e storici
- Grafici X-Y
Protocolli
di comunicazione disponibili
Controllori a logica programmabile
- GE Fanuc CCM2
- GE Fanuc SNP
- GE Fanuc SNP-X
- GE Fanuc Genius
- Bus VME (utilizzo con PC integrato nel rack del PLC GE Fanuc 90-70 ad architettura VME)
- AEG Modicon
- ALLEN BRADLEY
- OMRON
- SIEMENS
- TELEMECANIQUE
Reti dati LAN
- DECNET
- Novell NetWare
- TCP/IP
- IBM Token Ring
- IBM Net Bios
LA RETE - DATI GENIUS (Secondo-Terzo livello)
MODULI
DI COMUNICAZIONE GENIUS
Gli Enhanced Genius Communications Modules (GCM+)
sono moduli intelligenti che permettono scambi completamente automatici
di dati tra un PLC Serie 9030 ed altre unità su bus Genius.
In una LAN Genius, ciascun GCM+ supporta fino a 32 unità collegate.
Ogni modulo può essere situato in qualunque rack della CPU della
serie 9030, in un rack di espansione, o in un rack remoto. Non vi è
un limite definito per il numero di GCM+ che possono essere gestiti da
un PLC.
Sul modulo di comunicazione non vi sono selettori
numerici da impostare in quanto il modulo è configurato completamente
dal software.
Il collegamento al bus Genius si effettua con un cavo bipolare con terminazioni
ad entrambe le estremità. Ciascun modulo dispone di due LED: uno
indica che il modulo è acceso e funzionante, l'altro che è
configurato e sta trasmettendo o ricevendo.
Ogni GCM+ può trasmettere e ricevere fino a 128 bytes da 31 altre unità collegate sulla stessa rete.
Il bus Genius può accettare velocità fino a 153Kbaud (selezionabile fra 38.4Kbaud fino a 2283m, 76.8Kbaud fino a 1364m, 153,6Kbaud fino a 1061m) e il modulo può essere configurato per ricevere dalle comunicazioni solo i dati di cui necessita, in modo da non influenzare negativamente il tempo di scansione della CPU o la velocità del bus. Il GCM+ invia anche informazioni diagnostiche, in formato di bit di stato, alla CPU per indicare la presenza o l'assenza di un'unità sul bus. Inoltre il GCM+ supporta applicazioni quali il monitoraggio dati da parte di un computer industriale.
SCANSIONE
DEL BUS
Le comunicazioni sul bus avvengono con un sistema
chiamato "Token Passing" (letteralmente: "passaggio del
gettone"). I dispositivi sulla rete si passano un gettone virtuale
che gira fra essi in sequenza dal "Device" 0 al numero 31. I
dispositivi non utilizzati sono bypassati con tempi rapidissimi.
Questa sequenza è chiamata scansione del bus. Quando il dispositivo
31 ha completato le proprie operazioni di lettura/scrittura la scansione
ricomincia dal dispositivo numerato 0.
Ogni dispositivo sulla rete può leggere i messaggi in qualunque
momento (e non solo quando detiene il gettone). Questi sono messaggi che
vengono inviati a tutti i dispositivi in rete.
Soltanto quando il dispositivo in rete ha il gettone, può inviare
dei messaggi. Quando ha completato le operazioni di scrittura, il dispositivo
invia un messaggio specifico di "fine-lavoro" ed il gettone
passa all'unità successiva.
TEMPO
DI SCANSIONE DEL BUS
Il minimo tempo richiesto perché un gettone esegua una completa rotazione del bus è di 3 millisecondi. Questo limite di tempo minimo è imposto dal modulo di comunicazione GCM+. Il massimo tempo possibile di scansione è di 400 millisecondi, ma non sarà mai raggiunto se non in circostanze critiche.
Il tempo di scansione è funzione della velocità
di trasmissione selezionata e della quantità di dispositivi presenti
sulla rete.
Per eseguire il calcolo del tempo di scansione occorre prima, aggiungere
il tempo richiesto per eseguire l'indirizzamento a tutti i numeri di dispositivi
presenti sulla rete, poi, per ogni numero di dispositivo occorre aggiungere
il tempo necessario al funzionamento come indicato sotto:
Tempo
di contribuzione per ogni device espresso in mS
| Dispositivo | 153Kb std | 153Kb ext | 76.8Kb | 38.4Kb | |
| Modulo utilizzato | 1.09 | 1.16 | 2.33 | 4.66 | |
| Modulo non utilizzato | 0.026 | 0.052 | 0.104 | 0.208 |
 |