Debugowanie systemu SCADA

TRACE MODE® 6 zapewnia projektantowi systemu sterowania zaawansowane narzędzia do debugowania umożliwiające zwiększenie produktywności na wszystkich etapach tworzenia projektu. Podczas prac nad TRACE MODE® 6 specjalną uwagę poświęcono narzędziom do debugowania. Dzięki temu można zredukować czas pracy nad projektem oraz zwiększyć niezawodność systemu sterowania.

Narzędzia do debugowania w TRACE MODE® 6 są podzielone na następujące grupy:

• debugery komponentów projektu systemu sterowania, zintegrowane z odpowiednimi edytorami środowiska projektowego TRACE MODE® 6;
• narzędzia do debugowania działające w czasie rzeczywistym, pozwalające monitorować działanie modułów runtime w trakcie pracy;
• narzędzia do diagnostyki systemu sterowania w trybie pracy.

Pierwsza grupa zawiera:

• debugery programów napisanych w jednym z pięciu języków programowania standardu IEC 61131-3:

- Techno FBD;
- Techno LD;
- Techno ST;
- Techno IL;
- Techno SFC;

• emulator grafiki, wbudowany w edytor grafiki;
• debuger szablonów dokumentów;
• debuger zapytań SQL.

Druga grupa zawiera:

• debuger czasu rzeczywistego (profiler) – specjalny moduł runtime zintegrowany ze środowiskiem projektowym TRACE MODE® 6;
• SPY – zdalny debuger przeznaczony do rozproszonych systemów sterowania, wbudowany w środowisko projektowe TRACE MODE® 6.

Debugowanie systemu sterowania w TRACE MODE® 6 odbywa się w kilku etapach:

1. debugowanie programów w edytorach w środowisku projektowym;
2. debugowanie zapytań SQL w edytorze zapytań SQL;
3. Debugowanie współpracy programów i zapytań SQL w pojedynczym węźle, bez połączenia z PLC;
4. Emulacja rozproszonego systemu sterowania na pojedynczym PC: debugowanie współpracy pomiędzy różnymi węzłami na pojedynczym PC;
5. Debugowanie wymiany danych z PLC;
6. Lokalne debugowanie przy uruchomieniu systemu sterowania: debugowanie każdego węzła projektu w profilerze;
7. Zdalne debugowanie przy uruchomieniu systemu sterowania: debugowanie rozproszonego systemu sterowania w czasie rzeczywistym przy użyciu zdalnej stacji roboczej w trybie SPY.

Przy debugowaniu algorytmów sterowania debugowane są jednocześnie wizualizacje HMI oraz alarmy. Szablony raportów mogą być utworzone i debugowane niezależnie od głównej części projektu TRACE MODE® 6, lecz ich ostateczne debugowanie jest wykonywane z reguły po uruchomieniu systemu sterowanie w trybie testowym, gdy możliwe jest uzyskanie danych z bazy danych SIAD/SQL 6 i raportu alarmów.

Debugowanie programów napisanych przy użyciu języków standardu IEC 61131-3

Debugery języków standardu IEC 61131-3 są wbudowane w edytory środowiska projektowego. Wszystkie debugery mają jednakowy interfejs – pasek narzędzi debugera jest intuicyjny dla każdego programisty. Debugowanie może odbywać się w jednym z poniższych trybów:

• wykonywanie poleceń krok-po-kroku – w językach tekstowych wykonywany jest jeden wiersz, natomiast w językach wizualnych – jeden blok funkcyjny;
• ciągłe wykonywanie programu – cały program jest wykonywany;
• wykonywanie cykliczne – program jest wykonywany bez przerw, po wykonaniu ostatniej komendy następuje ponowne wykonanie pierwszej komendy.

We wszystkich trybach debugowania wyświetlony jest przybliżony czas wykonania programu w milisekundach. Dzięki temu programista może porównywać wydajność określonych algorytmów i optymalizować je.

Dla wszystkich programów napisanych w dowolnym języku IEC 61131-3 można ustawić breakpointy. Dla lepszej nawigacji w edytorze dostępne są zakładki. W językach proceduralnych zakładki i breakpointy są zaznaczone kolorowymi znacznikami, w przypadku języków wizualnych zaznaczany kolorem jest blok funkcyjny. Kolor niebieski jest używany do zaznaczania zakładek, a kolor czerwony – breakpointów. Kolor zielony jest wykorzystywany do zaznaczania aktualnie wykonywanej komendy – wiersza lub bloku funkcyjnego.

W ustawieniach debugerów programów możliwe jest określenie głębokości stosu dla wywołań funkcji czy zmiana wartości opóźnienia przy cyklicznym wykonywaniu programu.

W trakcie debugowania programów wizualnych aktualna wartość jest wyświetlana obok każdego wejścia i wyjścia bloku funkcyjnego.

TRACE MODE® 6 obsługuje debuger programów FBD z rzeczywistymi danymi on-line. Klikając na przycisk debugowania on-line użytkownik otrzymuje rzeczywiste wartości wejść/wyjść bloków FBD, otrzymane ze sterownika. Po wyjściu z trybu on-line, użytkownik może kontynuować debugowanie w trybie emulacji (debugowanie ręczne).

Kompilacja języków tekstowych niekoniecznie musi zakończyć się sukcesem. W tym przypadku w oknie debugowania zamiast czasu wykonania programu wyświetli się lista błędów. Dwukrotne kliknięcie na komunikacie błędu pozwoli na przejście do linii zawierającej błąd. Z reguły do poprawienia błędu nie potrzebne są żadne dodatkowe informacje ponieważ składnia języków IEC 61131-3 jest znacznie łatwiejsza niż składnia popularnych języków wysokiego poziomu takich jak C ++.

Debuger może także przetwarzać zagnieżdżony podprogram napisany w jednym z 5 języków. W trybie krok-po-kroku debuger może przetwarzać funkcję w jednym kroku lub wykonywać każdą z jej komend. Jeżeli w trakcie kompilacji znajdzie się błąd w zagnieżdżonej funkcji napisanej w Techno ST, debuger po dwukrotnym kliknięciu na wiadomość o błędzie otworzy początkowy tekst tej funkcji.

W ten sposób TRACE MODE® 6 oferuje zaawansowany zestaw narzędzi do debugowania programów napisanych w językach IEC 61131-3. Języki te są intuicyjne zarówno dla zaawansowanych jak i początkujących programistów. Wszystkie funkcje debugerów są udokumentowane i dostępne w oknie pop-up pomocy.

Debugowanie innych elementów projektu

Debugowanie szablonów ekranów HMI odbywa się bardzo łatwo: pozwala na to tryb emulacji, który nie wymaga komunikacji ze źródłami danych systemu sterowania. Tryb emulacji uruchamia się klikając przycisk w edytorze graficznym. Podczas debugowania można łatwo zmienić dowolne wartości zmiennych (argumentów) ekranów HMI, symulując w ten sposób źródło danych. Emulator ekranu graficznego HMI jest znakomitym narzędziem do debugowania logiki ekranowej czy alarmów.

Debugowanie szablonów raportów sprawdza poprawność kodu html szablonu raportu i pozwala sprawdzić jak raport będzie wyglądał w czasie rzeczywistym. Z racji tego, że generowanie raportów nie wpływa na pracę serwerów czasu rzeczywistego, początkowe debugowanie można ominąć i sprawdzać poprawność generowania raportów na działającym systemie sterowania.

Debuger zapytań SQL przedstawia pełnowymiarowego klienta ODBC. Rezultaty przetwarzania zapytań SQL są wyświetlane w specjalnym oknie. W przypadku braku komunikacji z bazą danych debuger SQL sprawdza tylko poprawność składni.

Jedną z najbardziej interesujących funkcji debugowania w TRACE MODE jest debugowanie rozproszonego systemu pomiarowego oraz emulacja pracy sieciowej na jednym komputerze. Wszystkie kanały i programy w projekcie rozproszonym mogą być uruchomione na jednym wirtualnym węźle z zachowaniem wszystkich połączeń, wartości początkowych itp. W tym celu wskazane jest umieszczenie każdego projektu w indywidualnej grupie. Węzeł technologiczny może być debugowany w profilerze z algorytmami emulującymi źródła danych. Po zakończeniu debugowania, zawartość wszystkich węzłów zawartych w węźle technologicznym jest przenoszona do odpowiednich węzłów (sterowników lub PC) rozproszonego systemu sterowania przy pomocy metody przeciągnij-upuść. Wszystkie połączenia między kanałami poszczególnych węzłów są oczywiście zachowane.

Dzięki temu projektant ma unikatową możliwość debugowania całego rozproszonego systemu sterowania tylko przy pomocy środowiska projektowego TRACE MODE® 6.

Debugowanie i diagnostyka projektu na etapie próbnym

Lokalne debugowanie rozproszonego systemu sterowania na jednym PC

Ważny etap debugowania system sterowania jest wykonany gdy system sterowania TRACE MODE® 6 jest uruchomiony w profilerze. Profiler różni się od zwykłych modułów runtime – RTM kilkoma dodatkowymi cechami.

Najczęściej używanym jest okno widok komponentów, wywoływane z menu Widok. Zapewnia ono tryb debugowania w czasie rzeczywistym (na pojedynczym PC) w następujący sposób:

• wyświetlanie wszystkich kanałów węzła i ich aktualnych wartość;
• wyświetlanie wszystkich atrybutów zaznaczonego kanału i ich aktualnych wartości;
• wprowadzanie wartości do dowolnego atrybutu kanału;
• wyświetlanie użytkowników zalogowanych w danym węźle;
• informacje o aktywności sieciowej wszystkich węzłów w projekcie.

W ten sposób projektant otrzymuje zaawansowane narzędzie do lokalnego debugowania wszystkich programów i przepływów danych w rozproszonym systemie sterowania pracujące na jednym PC. Możliwe jest także odłączenie kanałów od ich źródeł danych i wykonywanie debugowania pracy węzła przy różnych warunkach.

Debugowanie w profilerze może być wykonane w połączeniu z prawdziwymi źródłami sygnałów lub wirtualnymi. Projektant systemu sterowania może ustawić algorytmu emulacji urządzeń lub wykorzystać jeden z generatorów dostępnych w TRACE MODE® 6. Każde źródło danych jest ustawiane indywidualnie do pracy z rzeczywistym urządzeniem lub emulatorem. Dzięki temu nie trzeba symulować wszystkich sygnałów – możliwa jest praca części kanałów z rzeczywistym urządzeniem. Co więcej każde źródło danych może być połączone z kilkoma emulatorami, dzięki czemu można utworzyć kilka procesów debugowania.

Zdalne debugowanie rozproszonego systemu sterowania

Ostateczne debugowanie systemu sterowania w czasie rzeczywistym odbywa się przy pomocy oryginalnego debugera SPY dostępnego w środowisku projektowym. Debuger SPY został zaprojektowany specjalnie dla projektów dużych, rozproszonych systemów sterowania, aczkolwiek w przypadku mniejszych systemów sprawuje się równie dobrze. Debuger SPY pozwala połączyć się zdalnie przez sieć TCP/IP z dowolnym węzłem (PC lub sterownik) i uzyskać szczegółowe informacje o wartościach dowolnych atrybutów kanałów dowolnego węzła.

Praca debugera SPY nie wpływa na pracę serwerów TRACE MODE® 6. Użytkownicy nie muszą się obawiać nieautoryzowanego dostępu do systemu przez SPY ponieważ połączenie się z działającym projektem jest możliwe tylko w przypadku gdy dokonano odpowiedniej konfiguracji w IDE. W przeciwnym razie działania zostaną zablokowane przez system bezpieczeństwa TRACE MODE® 6.

Tryb SPY aktywuje się jednym kliknięciem myszy na głównym pasku narzędziowym środowiska projektowego. Wyświetlany jest w specjalnym oknie podzielonym na dwa panele. W lewym panelu wyświetlone jest drzewo projektu, zawierające wszystkie węzły, grupy komponentów oraz kanały, na przeciwko których wyświetlone są aktualne wartości. Wybierając dowolny kanał, na panelu po prawej stronie pojawi się lista wszystkich jego atrybutów wraz z wartościami. Oryginalny debuger SPY umożliwia monitorować jednocześnie zmiany wartości kanałów różnych węzłów jednego projektu TRACE MODE® 6, co zapewnia niezrównane możliwości debugowania i skraca czas projektowania i uruchamiania systemu.

Narzędzie debugowania SPY pozwala nie tylko monitorować wartości. Możliwe jest również zmienianie wartości dowolnych parametrów systemu w czasie rzeczywistym. Pozwala to inżynierom wykonać szybkie i wydajne debugowanie dowolnych algorytmów rozproszonego systemu sterowania jak również urządzeń oraz połączeń sieciowych bez konieczności opuszczania biura.

Dzięki temu, środowisko projektowe TRACE MODE na każdym etapie daje inżynierom zaawansowane i poręczne narzędzie debugowania projektu zgodne z aktualnymi wymaganiami pod względem pewności i wydajności.

Zobacz więcej na www-test-automatyka.pl