Asix4WAGO - wizualizacja BMS "od ręki"

| Prezentacje firmowe

W ostatnich latach obserwujemy gwałtowny wzrost realizacji tzw. inteligentnych budynków, których istotnymi elementami są systemy BMS (Building Management Systems). Są one tworzone zwykle w oparciu o sterowniki programowalne PLC oraz systemy wizualizacji klasy SCADA. W tradycyjnym podejściu przygotowuje się niezależne oprogramowanie aplikacyjne dla sterowników oraz systemów wizualizacji. Każde z nich jest projektowane w innym środowisku konstrukcyjnym, osobnymi narzędziami inżynierskimi.

Asix4WAGO - wizualizacja BMS "od ręki"

Z kolei w zaawansowanych technicznie przemysłowych systemach DCS (Distributed Control Systems), na stacji inżynierskiej jednocześnie projektuje się powiązane ze sobą moduły programowe sterowania i wizualizacji, bazując na gotowych bibliotekach zawierających także szablony wizualizacji oraz na wspólnej bazie zmiennych procesowych. W znaczący sposób upraszcza to proces tworzenia aplikacji, zmniejsza jego czasochłonność, jak również minimalizuje ilość błędów projektowych. Kwestią czasu było przeniesienie takiego podejścia na grunt systemów BMS.

Udaną próbą stworzenia wspólnej platformy programowej PLC + SCADA z funkcjonalnością DCS jest pakiet Asix4WAGO. Powstał on dzięki bliskiej współpracy wiodącego polskiego producenta oprogramowania SCADA firmy ASKOM oraz lidera rynku automatyki budynkowej firmy WAGO ELWAG. Kluczową ideą produktu Asix4WAGO jest powiązanie oprogramowania sterowników programowalnych WAGO z systemem wizualizacji Asix w jedną spójną całość realizującą w sposób kompleksowy zadania sterowania i wizualizacji inteligentnych budynków.

Asix4WAGO zawiera z jednej strony opracowaną przez WAGO ELWAG dla sterowników WAGO bibliotekę gotowych bloków programowych do obsługi urządzeń najczęściej wykorzystywanych w automatyce budynkowej, a z drugiej strony Kreator aplikacji BMS dla WAGO w systemie Asix.Evo.

Dzięki wbudowanym mechanizmom programu narzędziowego CoDeSys, służącego do programowania sterowników WAGO, możliwy jest eksport informacji o danych programu aplikacyjnego sterownika do zewnętrznych plików *.EXP oraz *.SYM_XML. Firma ASKOM rozbudowała system Asix o narzędzie programowe, które umożliwia import tak przygotowanych informacji do systemu Asix oraz na ich podstawie automatyczne generowanie bazy zmiennych.

Po wykonaniu kilku prostych czynności środowisko Asix dysponuje pełnymi strukturami zmiennych odpowiadającymi urządzeniom sterowanym z poziomu sterownika WAGO. Zawierają one nazwy zmiennych, ich typy, opis oraz atrybuty gotowe do użycia w parametryzacji obiektów wizualizacji. Stanowi to ogromne ułatwienie w stosunku do żmudnego konstruowania bazy "na piechotę", poprzez odręczne wpisywanie typów danych i innych atrybutów zmiennych. Kolejnym atutem jest to, że wszelkie zmiany wprowadzone w bazie zmiennych w środowisku programistycznym CoDeSys są tą samą droga przekazywane do programu wizualizacyjnego, więc baza zmiennych jest zawsze spójna i aktualna.

W systemie ASIX przygotowane zostały wzorce obiektów wizualizacyjnych skojarzone z blokami programowymi sterownika WAGO dla automatyki budynkowej: blok programowy w sterowniku zbiera dane i realizuje algorytmy sterowania, a powiązany z nim obiekt graficzny systemu Asix prezentuje w czytelny sposób wszystkie informacje operatorowi i umożliwia sterowanie nadrzędne.

Parametryzacja obiektów Asix została w tym tandemie maksymalnie uproszczona. Sprowadza się ona do wyboru obiektu i wskazania jednym kliknięciem z rozwijanego drzewa całej grupy zmiennych prostych niezbędnych do sparametryzowania obiektu. W niebyt odchodzi tradycyjne, żmudne przypisywanie pojedynczych zmiennych do różnych pól obiektu.

Oczywiście w przypadku mało skomplikowanych obiektów, które zmieniają wyłącznie kilka swoich właściwości (np. kolor lub obraz) w zależności od stanu zmiennych, oszczędność czasu nie jest duża. Jednak w przypadku rozbudowanych grup obiektów zajmujących niekiedy całe diagramy i zależnych od ponad stu zmiennych (np. obiekt harmonogram) możliwe jest zaoszczędzenie wielu godzin pracy.

Biblioteka Asix4WAGO zawiera w chwili obecnej wzorce do obsługi takich grup urządzeń jak:

  • HVAC - wzorce elementów central wentylacyjnych (45),
  • Klimat - wzorce regulatorów sterujących klimatyzacją (8),
  • Oświetlenie - wzorce monitorujące i sterujące oświetleniem (22),
  • Żaluzje - wzorce elementów sterujących żaluzjami (4),
  • Scheduler - wzorce bloków harmonogramów czasowych,

obejmujących wymienniki ciepła, nagrzewnice, chłodnice, wentylatory, klapy, pompy, filtry, lampy, pomiary itp.

Rys. 1. Struktura WAGO

Prześledźmy proces parametryzacji na przykładzie prostego wzorca as_stFilterMonitoring, który służy do monitorowania filtra powietrza. Dla instancji programu WAGO opartej na strukturze przedstawionej na rysunku 1 w programie ASIX generowana jest grupa zmiennych o unikatowej nazwie jak na rysunku 2.

Następnie grupa ta przypisywana jest do odpowiedniego wzorca SCADA, którego parametryzacja sprowadza się do podania nazwy instancji. Poszczególne elementy wzorca zostają automatycznie nakierowane na zmienne składowe wchodzące w skład danej struktury (rys. 3).

Tworzenie całej aplikacji BMS automatyzuje obecny w pakiecie kreator aplikacji SCADA dla WAGO. Krok po kroku definiuje się w nim potrzebne do działania aplikacji elementy, takie jak język, nazwy stacji operatorskich i terminali webowych (jeśli są przewidziane) oraz parametry archiwizacji zmiennych.

Rys. 2. Definicja zmiennych ASIX

Automatycznie tworzony jest szkielet aplikacji zawierający diagram menu, przygotowane wcześniej diagramy instalacji, tabele alarmów aktywnych i historycznych oraz system trendów. Komunikacja ze sterownikami odbywa się za pomocą drivera WAGO, opartego na zmiennych sieciowych "Network Variables". Kreator pozwala w łatwy sposób zdefiniować kanały komunikacyjne do sterowników - wystarczy podać adres IP sterowników oraz numery portów IP.

Za jego pomocą inicjowany jest też system alarmów oparty na strategii alarmów WAGO. Każdy blok funkcyjny w bibliotece zawiera zmienną dwustanową informującą o wystąpieniu alarmu oraz zmienną liczbową opisującą rodzaj zdarzenia, które jest aktualnie zgłaszane. Zmienne te służą do wykrywania stanów alarmowych. Kreator automatycznie konfiguruje strategię wykrywania alarmów oraz definiuje parametry wszystkich alarmów. W efekcie otrzymujemy gotowy do działania system alarmów. W tekście opisującym każdy wykryty alarm znajdzie się informacja o miejscu i rodzaju zdarzenia.

Rys. 3. Wzorzec Asix

Niezwykle przydatną funkcjonalnością Asix4WAGO jest możliwość tworzenia harmonogramów tj. schematów załączania i wyłączania urządzeń czy zmiany ich parametrów pracy w różnych horyzontach czasowych. Możliwe są programy oparte na cyklu tygodniowym, z uwzględnieniem świąt czy dowolnie definiowanych okresów.

Podsumowując, Asix4WAGO to unikatowy pakiet programowy ułatwiający i zmniejszający do niezbędnego minimum nakład pracy związany z przygotowaniem aplikacji klasy BMS. Dzięki automatyzacji większości czynności skraca się wielokrotnie czas potrzebny na zaprojektowanie i uruchomienie aplikacji oraz redukuje się znacząco możliwość popełnienia błędów.

Dzięki wykorzystaniu wzorców dopracowanych i sprawdzonych w wielu projektach, Asix4WAGO wyznacza standardy w automatyce budynkowej i jest niezwykle przydatny zarówno dla projektantów rozpoczynających swoją przygodę z systemami BMS, jak i dla tych zaawansowanych, ceniących sobie łatwość i szybkość przygotowywania aplikacji.

ASKOM Sp. z o.o.
www.asix.com.pl