ARIES PLC110[M02]-MS4, HMI, OPC και SCADA, ή πόσο τσάι χαμομηλιού χρειάζεται ένας άνθρωπος. Μέρος 1

Καλησπέρα, αγαπητοί αναγνώστες αυτού του άρθρου. Το γράφω σε μορφή κριτικής.

Μια μικρή προειδοποίησηΘα ήθελα να σας προειδοποιήσω ότι αν καταλάβατε αμέσως για τι πράγμα μιλάμε από τον τίτλο, σας συμβουλεύω να αλλάξετε το πρώτο σημείο (στην πραγματικότητα, τον πυρήνα του PLC) σε οτιδήποτε από κατηγορία τιμής ένα βήμα παραπάνω.
Καμία εξοικονόμηση χρημάτων δεν αξίζει τόσα νεύρα, υποκειμενικά.

Για όσους δεν φοβούνται τα λίγα γκρίζα μαλλιά και το εύρος ενός νευρικού τικ, αργότερα θα περιγράψω αναλυτικά πώς δημιουργήθηκε αυτό το τεχνολογικό θαύμα. Αυτό το άρθρο παρέχει μια σύντομη ανάλυση του έργου με μια ορισμένη ποσότητα κριτικής.

Προέλευση. Διατύπωση του προβλήματος

Στην πραγματικότητα, εργάζομαι σε ένα γραφείο σχεδιασμού και δοκιμάζουμε εξοπλισμό αυτοματισμού για ενσωμάτωση στα εργοστάσιά μας με το κλειδί στο χέρι. Πρόσφατα, ο εξοπλισμός OWEN έφτασε στην αποθήκη και αποφασίστηκε να συναρμολογηθεί ένας πάγκος δοκιμών από αυτήν:

• PLC110[M02]-MS4 (εκτελεστικό περιβάλλον MasterSCADA 4D)
• Πίνακας χειριστή SP307
• Μονάδα εισόδου αναλογικού σήματος γενικής χρήσης МВ110-224.2А
• Μονάδα εισόδου σήματος μετρητή καταπόνησης MV110-4TD
• Ηλεκτρική μονάδα μέτρησης MV110-220.3M

Δομή συστήματος επιλέχθηκε με τη διαφοροποίηση των δικτύων ανάλογα με το σκοπό:

1. Modbus RTU βασισμένο στο RS-485 - επικοινωνία μεταξύ του PLC και των εξαρτημένων συσκευών (μονάδες, μετατροπείς συχνότητας, έξυπνοι αισθητήρες, πίνακας HMI SP307), κύριος δικτύου PLC.
2. Modbus TCP βασισμένο σε Ethernet - Επικοινωνία διαφορετικών PLC μεταξύ τους και με τον διακομιστή OPC
3. Ο διακομιστής υπολογιστή του συστήματος OPC και SCADA είναι ταυτόχρονα μια πύλη μεταξύ δύο διαφορετικών δικτύων (Εταιρικό LAN της επιχείρησης και δίκτυο ελεγκτών Modbus TCP (δύο προσαρμογείς δικτύου με δρομολόγηση δεδομένων χρησιμοποιώντας τυπικά εργαλεία των Windows)
4. Το εταιρικό LAN έχει πρόσβαση στο Διαδίκτυο μέσω διακομιστή μεσολάβησης

Η γενική δομή του συστήματος φαίνεται στην παρακάτω εικόνα:

Ενσωματωμένη λειτουργικότητα

• Συλλογή και ανακατεύθυνση δεδομένων από το PLC στον διακομιστή OPC
• Τοπικός έλεγχος και παρακολούθηση μέσω πίνακα HMI
• Έλεγχος και παρακολούθηση από το SCADA μέσω διακομιστή OPC
• Έλεγχος από οποιονδήποτε υπολογιστή από το εταιρικό LAN και μέσω Διαδικτύου χρησιμοποιώντας έναν πελάτη SCADA
• Σύνδεση φορητών οθονών OPC μέσω LAN και Internet
• Φυσικά, αρχειοθέτηση και δημιουργία αναφορών

Φαίνεται ότι δεν χάθηκε τίποτα. Υπάρχει μια γενική περιγραφή του συστήματος και τώρα, στην πραγματικότητα, για το θέμα (θα περιγράψω μεθόδους εξάλειψης σε άρθρα με την υλοποίηση κάθε κόμβου):

Δυσκολίες που συναντήθηκαν

1. Τεκμηρίωση PLC

Η δοκιμή beta του δηλωμένου PLC στον πυρήνα MasterSCADA 4D υποδείχθηκε από τον κατασκευαστή το 2012. Παρά την τόσο εντυπωσιακή διάρκεια ζωής του concept, το μόνο που έχει ο προγραμματιστής το 2019 είναι ένα εγχειρίδιο προγραμματισμού 28 (!?) σελίδων, στο οποίο υπάρχουν λίγο λιγότερες από καθόλου χρήσιμες πληροφορίες και τα στιγμιότυπα οθόνης στο εγχειρίδιο είναι από το MasterSCADA 3D, κάτι που είναι αρκετά αστείο αν λάβουμε υπόψη ότι η διεπαφή έχει αλλάξει.

Ένα νήμα φόρουμ 20 θεμάτων υποστηρίζεται επίσης ενεργά από τρεις υποστηρικτές και έναν διευθυντή πωλήσεων.

2. Αρχιτεκτονική μονάδων PLC

Αυτό είναι ένα ξεχωριστό θέμα προς συζήτηση. Εν συντομία: το PLC επικοινωνεί με τις μονάδες ως βοηθητικές συσκευές Modbus RTU, οι οποίες πρέπει πρώτα να ρυθμιστούν από το βοηθητικό πρόγραμμα ξεχωριστά συνδέοντας το καθένα σε έναν υπολογιστή μέσω ενός μετατροπέα RS-485.

Τα έξυπνα παιδιά, φυσικά, πιθανότατα ξέρουν πώς να το κάνουν αυτό χωρίς μετατροπέα μέσω ενός PLC, συνδέοντας διαδοχικά μονάδες στο δίκτυο και γράφοντας τα απαραίτητα μητρώα, αλλά αυτό συνοδεύεται από εμπειρία και τεράστιο πόνο.

Για έναν προγραμματιστή που βλέπει μια τέτοια αρχιτεκτονική για πρώτη φορά, δεν είναι καθόλου φιλική προς το χρήστη.
Επίσης, σε όλες τις αναλογικές μονάδες αρέσει να αποτυγχάνουν για άγνωστους λόγους, παίρνοντας μαζί τους ολόκληρο το δίκτυο RS-485 στο Terra Incognita, αλλά θέλω επίσης να μιλήσω για αυτό ξεχωριστά, ένα ολόκληρο έπος, φυσικά. Το πρόβλημα, παρεμπιπτόντως, είναι 10 ετών, ο κατασκευαστής το γελάει «Πρέπει να παραδεχτούμε ότι τα πρότυπα δεν λειτούργησαν για εμάς», ωστόσο, αυτή είναι η μόνη διεπαφή για την επικοινωνία με ενότητες και οι άνθρωποι, πολύ σοβαρά, γράφουν τις υλοποιήσεις Modbus RTU τους εδώ και πολύ καιρό.

Στο μεταξύ, το τσάι με χαμομήλι τελείωνε... Ο ήλιος έδυε

3. IDE MasterSCADA

Δεν θα μιλήσουμε για εργαλεία γραφικών· δεν τα έχω δοκιμάσει εκτενώς, αλλά θα πω αμέσως ότι δεν μου άρεσε.

Μιλάμε για την εφαρμογή ανταλλαγής δεδομένων και τυπικών γλωσσών IEC:

Οι φυσικές είσοδοι και έξοδοι του ελεγκτή δεν είναι καθολικές μεταβλητές και δεν μπορούν να προσπελαστούν από οποιοδήποτε μέρος του προγράμματος γράφοντας ένα ψευδώνυμο, για παράδειγμα "DI1". Θα πρέπει να το σύρετε σε κάθε πρόγραμμα χρησιμοποιώντας λαβές, μια τοπική μεταβλητή σχηματίζεται εκεί, η οποία κληρονομεί ή μεταφέρει την τιμή. Εκείνοι. η ίδια η ουσία του PLC, κατά την άποψή μου, είναι λίγο χαμένη: η συσκευή θα πρέπει να απλοποιεί τον προγραμματισμό της λογικής της λειτουργίας των φυσικών καναλιών στο επίπεδο "Εάν ενεργοποιηθεί η είσοδος DI1, ενεργοποιήστε την έξοδο DO1"και μοιάζει με αυτό "Είσοδος DI1 - Μεταβλητή LI1 - Μεταβλητή LO1 - Έξοδος DO1", επίσης, λόγω άγνοιας αυτής της αρχής IDE, μπορείτε να λάβετε μια ευχάριστη προειδοποίηση "Η μετατροπή Boolean-Boolean είναι αδύνατη" (πιθανότατα, ένας από αυτούς είναι δείκτης, αλλά φαντάζομαι στους συντάκτες των δημιουργών, είναι πιο αρμονικός) .

Οι βιβλιοθήκες των γλωσσών ST, FBD, SFC είναι αρκετά ογκώδεις και υπάρχει δυνατότητα επιλογής για ευκολία προγραμματισμού, ωστόσο, αυτά τα στοιχεία δεν είναι συναρτήσεις, αλλά τάξεις στις οποίες είναι ενσωματωμένες οι μέθοδοι και, δεύτερον, οι περισσότερες δεν έχουν βοήθεια για την περιγραφή τη λειτουργικότητα και τους τύπους δεδομένων. Η επιμονή με οδήγησε στις βιβλιοθήκες του πυρήνα του CodeSys, από όπου ελήφθησαν όλες αυτές οι λειτουργίες, και η βοήθειά τους βοήθησε.

4. Ανταλλαγή με πίνακα SP307

Αρκετά ενδιαφέρουσα εκδήλωση για όσους δεν έχουν πού να περάσουν μερικές μέρες.

Η τυπική δοκιμή GUI (HMI ή SCADA) για μένα είναι να κάνω 6 δοκιμές:

1. Ανάγνωση ενός διακριτού σήματος
2. Καταγραφή διακριτού σήματος
3. Διαβάζοντας μια ακέραια τιμή
4. Γράφοντας μια ακέραια τιμή
5. Διαβάζοντας μια πραγματική αξία
6. Запись вещественного значения

Αντίστοιχα, σχεδιάζω 6 πρωτόγονα στοιχεία στην οθόνη και ελέγχω το καθένα με τη σειρά
Η ανταλλαγή είναι απολύτως η ίδια με τις μονάδες, αλλά από μια ξεχωριστή θύρα RS-232/485 PLC, και, φαίνεται, πιο σταθερή. Επειδή είναι σκλάβος HMI, του έγραψα με αλλαγή και το διάβασα σε ψηφοφορία 500ms, για να μην χάσω τις ενέργειες του χειριστή.

Οι πρώτοι 4 πόντοι συμπληρώθηκαν άψογα, αλλά τα σημεία 5 και 6 προκάλεσαν προβλήματα.

Στέλνουμε δεδομένα τύπου Single Float, τα εμφανίζουμε στην οθόνη και βλέπουμε ότι τα δεδομένα δεν είναι ίδια, αν και όλες οι ρυθμίσεις εξόδου (Float, καταχωρητής διάστασης 1 κ.λπ.) είναι σωστές. Θα ήταν ψέμα να πούμε ότι το προηγούμενο δεν περιγράφεται στην τεκμηρίωση, ωστόσο, προσπαθήστε να βρείτε ποιο και πού, είναι αστείο απ' έξω.

Μετά από μια υστερική αναζήτηση όλων των ρυθμίσεων σχετικά με τα ίδια τα δεδομένα και την αποστολή τους, Γράφουμε στην τεχνική υποστήριξη, η απόκριση είναι κατά μέσο όρο 5-6 ημερολογιακές ημέρες, εργαζόμαστε σύμφωνα με το τυπικό σενάριο τεχνικής υποστήριξης "Ελέγξτε ότι η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη - ελέγξτε την έκδοση λογισμικού - περιμένετε άλλη μια εβδομάδα - Ας πάμε να το καταλάβουμε μόνοι μας ”.

Παρεμπιπτόντως, αποφασίστηκε τοποθετώντας ένα τσιμπούρι σε απολύτως ανεπαρκές μέρος με απολύτως ανεπαρκή υπογραφή.

Στη λειτουργικότητα της οθόνης Η είσοδος αναλογικού σήματος της μορφής "Slider" δεν περιλαμβάνεται, μπορεί να εισαχθεί μόνο στο πεδίο κειμένου χρησιμοποιώντας αριθμούς. Αυτό είναι απλά εκπληκτικό, είτε γράφουμε μόνοι μας τα κουμπιά "±" και το σενάριο, είτε εισάγουμε έναν αριθμό από το πληκτρολόγιο και ξεχνάμε τον απαλό έλεγχο κάποιας μονάδας δίσκου.

Δεν θα υπερφορτώσω το άρθρο πάρα πολύ, επομένως θα περιγράψω προβλήματα με το ανώτερο επίπεδο στο μέρος 2.

Συνοψίζοντας, Θέλω να σημειώσω ότι είχα επαρκή ελευθερία και πολύ χρόνο για να λύσω αυτά τα προβλήματα, τα οποία με την πρώτη ματιά φαίνονται αστεία, αλλά προκαλούν πολύ πόνο στο θύμα. Σε συνθήκες περιορισμένου χρόνου, είναι κρίσιμο να αντιμετωπίζουμε τέτοια προβλήματα.

ΥΓ: Όλες οι διατριβές που παρουσιάζονται εδώ είναι υποκειμενικές, και είναι απλώς μια προσπάθεια προειδοποίησης των απροετοίμαστων, και όχι διάκρισης σε βάρος των κατασκευαστών, σας ζητώ να πάρετε αυτό το άρθρο από αυτήν την οπτική γωνία.

Το δεύτερο μέρος είναι ήδη εδώ: Κάντε κλικ

Πηγή: www.habr.com