Разработка и программирование логических промышленных контроллеров при автоматизации и диспетчеризации предприятий

Наши разработки в области диспетчеризации

1.Разработка программного обеспечения для вентиляции и кондиционирования.

-   WEB-сервер
-   SQL-сервер
-   Система логгирования
-   Поддержка протокола ModBus TCP
-   Поддержка SNMP V1, (V2, V3), SMTP,NTP
-   Операционная система: Линукс Ubuntu 12.04 или или Android.
-   Программирование на языках высокого уровня: C+, JavaScript, Phyton, Perl.

Средства разработки задействованные для реализации проекта следующие:
1)    WEB-интерфейс
       (состав: web-сервер Apache; База данных MySQL; языки: PHP, JavaScript, HTML/CSS).
2)    Кросс-платформенное решение (MAC/Windows/Linux);
3)    Веб-интерфейс для пользователя;
4)    API для разработчиков;
5)    Активное сообщество;
6)    OpenSource. Лицензия MIT;
7)    Разрешения: 700*600 px, 1024*600 px, 1920*1080 px.
8)    Мобильная версия (Windows Phone, iOS, Android)

Разрабатываемое ПО должно обеспечивать решение следующих задач:
1. Физическое взаимодействие микропроцессора с элементами электрической схемы контроллера вентиляции серверного помещения,
2. Информационное взаимодействие с внешними ведомыми устройствами на основной информационной магистрали посредством протокола Modbus-RTU с учетом кольцевой топологии основной информационной магистрали,
3. Информационное взаимодействие с внешними ведомыми устройствами на других последовательных портах посредством протокола Modbus-RTU,
4. Информационное взаимодействие с внешними ведущими устройствами на Ethernet порту в соответствии с протоколом Modbus-TCP. Информационное взаимодействие с внешним ведущим устройством на выделенном последовательном порту по протоколу Modbus-RTU.
5. Настройка контроллера вентиляции серверного помещения с помощью Web-сервера.
6. Протоколирование состояния контроллера и подконтрольного ему технологического оборудования. Запись протокольных данных на USB-Flash накопитель.
7. Реализация заданных алгоритмов управления вентиляционным оборудованием серверного помещения.

1.3. Контроллер.
         Возможности разрабатываемого Контроллера:
-   сбор данных с датчиков, подключенных к локальным блокам управления,
-   поддержка не менее 32 устройств или датчиков на каждом RS-485 (всего до 96 единиц),
-   поддержка до 20 устройств M-BUS,
-   конфигурирование интерфейсов,
-   конфигурация входных сигналов дискретных и аналоговых с возможностью нормировки,
-   формирование событий,
-   формирование аварийных сообщений,
-   формирование выходных дискретных сигналов и/или сообщений в ответ на событие,
-   формирование выходных дискретных сигналов и/или сообщений согласно расписанию,
-   запись событий и сигналов в виде ЛОГ-файлов на microSD, FAT32,
-   измерение текущего времени и синхронизация его с NTP-сервером,
-   связь со SCADA верхнего уровня по RS-485 или Ethernet,
– используемый протокол обмена-ModBus,
-   формирование отчетов по расписанию и рассылка их по электронной почте,
-   рассылка аварийных    сообщений по электронной почте,
-   рассылка аварийных сообщений через SMS (опционально при наличии модема),
-   формирование TRAP-прерываний по протоколу SNMP при возникновении аварии.

   Начинка разрабатываемого Контроллера:
-   процессор TI Sitara ARM Cortex-A8 Microprocessor AM3352
-   OЗУ 512 Мбайт,
-   ПЗУ – flash не менее 2 Гбайт,
-   три интерфейса RS-485.
– MODBUS со скоростью работы до 115200 бит/сек,
-   интерфейс M-BUS ,
-   два интерфейса Ethernet 10/100 Мбит/сек,
-   микро SD-карту для записи данных. емкостью не менее 32ГБ,
-    USB-порт для начального программирования и обновления прошивки,
-   часы реального времени,
-   встроенный датчик температуры,
-   4 оптически изолированных дискретных входа,
-   2 дискретных выхода (реле),
-   внутренний разъем для подключения платы GSM-модема,
-   внутренний разъем для подключения платы расширений.

2. Визуализация и удаленное программирование Шнайдер: STU+M238+MX2.

Решение на Шнайдере отличается простотой и дешевизной по сравнению с другими вариантами программирования логических контроллеров. Визуализация реализована на Webgate, специальном ActiveX дополнении для браузеров Internet Explorer.

Программирование контроллеров компании Controllergroup.ru г. Санкт-Петербург

Для того чтобы реализовать эту визуализацию необходимо во время создание проекта для HMI указать возможность использования webgate, выбрать экраны панели к которым разрешен удаленный доступ и указать начальный экран, который будет запускаться на удаленном компьютере. После этого достаточно загрузить проект в панель, подключить и настроить сетевое соединение (TCP/IP), установить на удаленном компьютере расширения Webgate и все! После этого можно запускать браузер. Набрав в адресной строке IP панели, можно подключиться к её web-интерфейсу, через который имеется доступ к расширениям webgate. Помимо этого имеется возможность для каждого экрана панели указать, где она будет отображаться: на панели, в браузере или одновременно на панели и в браузере. Имеется возможность реализовать систему контроля доступа через пароль и логин. Минусом решения является то, что размер экрана в webgate совпадает с размером экрана HMI.

2. Связка на контроллере Омрон NQ+CP1+MX2 на основе CX-Server DDE / FINS.

Вариант решения на контроллере CJ2 c поддержкой Ethernet/IP и NQ с поддержкой Ethernet.

Особенностью решения является связь контроллера с панелью, она может осуществляться либо через Hostlink, либо через Ethernet. Теоретически есть возможность сделать её и через Modbus, но как показала практика данный вариант нежелателен, так как, во-первых, нет встроенной трансляции адрессов, поэтому придется обмениваться данными через регистры модбаса, во-вторых, связь панели с контроллером через модбас, сильно сажает пропускную способность данной сети. Особенностью решения также является то, что в режиме вышедшего из строя контроллера имеется возможность удаленно связаться с приводами через сеть модбас. Для этого следует предварительно связаться через интернет с панелью и её, переведя подключение к сети модбас из режима slave в режим master.

$программирование touchscreen панелей Omron NQ\NB\NS$

управление частотными преобразователями через панель

3. Связка Омрон NQ+CP1+MX2 с соединением на основе Modbus Slave.

Если соединение идет через USB(из-за того что соединению не хватает длины) можно сделать связь визуализатора через Modbus по витой паре (RS-485), для этого нужно представить визуализатор в виде одного из ведомых узлов сети модбас. Поставить преобразовать интерфейсов RS485/RS232 и завести его на com порт компьютера. На компьютере и контроллере нужно реализовать программу обмена данным по протоколу Modbus. Плюсом решения является независимость от производителей контроллеров, так как обмен данными идет по стандартизованному протоколу Modbus, минусом является- сложность реализации и низкая скорость обмена данными.

4. Связка на панели Шнайдер Magelis + Ethernet.

Touch screen Magelis от Schneider с поддержкой Ethernet обладает потенциалом в реализации следующих технических решений:

Базовой HMI:

стандартный графический интерфейс: кнопки, лампочки, поля ввода и др.
прямая трансляция адресов памяти контролера (напрямую обращаемся к ячейкам памяти)
Поддержка стандартных интерфейсов (RS232/RS485 и вся гамма протоколов на их основе)
ведения журналов (кстати, объем здесь практически безграничный)
реализация быстрой смены группы параметров в контроллере (рецепты)
реализация ошибок и предупреждений
поддержка CF карт и обычных USB-flash

Расширенной HMI:

в качестве мастера в сети Modbus и CanOpen
в качестве контроллера (через скрипты на JAVA)
в качестве Еthernet шлюза для удаленной наладки машины
в качестве визуализатора, благодаря поддержки синхронизации экранов через браузер
в качестве основного элемента облачной scada системы.

5. Разработка прикладного программного обеспечения для одноплатного промышленного компьютера.

Программное обеспечение логически делится на две части: среду выполнения и набор конфигураций. Среда выполнения разрабатывается исполнителем на базе технического задания. Наборы конфигураций разрабатываются прикладными программистами заказчика. Исполнитель разрабатывает учебно-методический и справочный материал для освоения прикладным программистом навыков разработки набора конфигураций. Набор конфигураций логически делится на три части: адреса, данные и функции.

Функции представляют собой список функций, определенных на языке программирования и разделенных по областям видимости.

Данные – представляют собой внутреннюю именованную область памяти, которую можно использовать для различных расчетов. Все данные имеют буквенное имя. Данные определяются либо через другие данные, посредством функции, либо через адреса.

Определение данных через функции хранится в конфигурационном файле в текстовом формате, и доступно для редактирования непосредственно через редактор текста, либо через программу работы с таблицами (например, MS Excel). Также в комплекте с программным обеспечением поставляется утилита для графического редактирования данных файлов.

Адреса – представляют собой таблицу, связывающие данные с внешних устройств с данными внутри программного обеспечения.

Таблица состоит из следующих столбцов:

Имя данных – имя доступное в области данных. Данное имя будет доступно в области данных, его можно будет использовать для определения данных в таблице, описанной выше.
Имя порта – Имя физического порта платы, к которому подключено устройство (например, LAN, CAN, RS485)
Протокол – Протокол данных, по которому идет обмен данных с устройствами (Modbus, Can Open, Bac NET и так далее)
Имя устройства - Имя устройства в формате выбранного протокола (IP, номер узла и так далее)
Область и адрес памяти – непосредственно точка с которой будет идти обмен данных.
Направления обмена – возможны варианты чтение/запись/чтение-запись
Комментарий – текстовое описание данных.

6. Оригинальное решение системы сбора информации.

7. Разработка подсистемы GATEWAY FINS.

Подсистема визуализации HMI.

WIN32 – ПРИЛОЖЕНИЕ WINDOWS, СИСТЕМА ВИЗУАЛИЗАЦИИ. Обычная программа, запуская которую открывается окно с изображением конвейеров. В окне, в режиме реального времени, отображается информация о работе приводов и датчиков. Каждый привод можно остановить, запустить, задать скорость вращения.

WEB – та же программа визуализации, но работающая в режиме web приложения, доступ к программе доступен через браузер.

Подсистема интерфейсов доступа к данным.

DATASEBASE SERVER – модуль взаимодействия с базами данных, позволяет подключаться к базе данных и записывать в неё данные (вести журнал)

OPC – сервер – софт любого производителя.

Подсистемы верхнего уровня не зависят друг от друга и набираются в зависимости от пожеланий заказчика.