ARIES PLC110[M02]-MS4, HMI, OPC ו-SCADA, או כמה תה קמומיל אדם צריך. חלק 1

צהריים טובים, קוראים יקרים של מאמר זה. אני כותב את זה בפורמט סקירה.

אזהרה קטנהאני רוצה להזהיר אותך שאם הבנת מיד על מה אנחנו מדברים מהכותרת, אני ממליץ לך לשנות את הנקודה הראשונה (למעשה, ליבת ה-PLC) לכל דבר מקטגוריית מחיר שלב אחד גבוה יותר.
שום סכום כסף לא שווה כל כך הרבה עצבים, סובייקטיבית.

למי שלא מפחד מקצת שיער אפור ומשרעת של טיק עצבני, בהמשך אתאר בפירוט כיצד נוצר הנס הטכנולוגי הזה. מאמר זה מספק ניתוח קצר של הפרויקט עם מידה מסוימת של ביקורת.

מָקוֹר. ניסוח הבעיה

למעשה, אני עובד בלשכת תכנון, ואנחנו בודקים ציוד אוטומציה לשילוב במפעלי הסוהר שלנו. לאחרונה הגיע ציוד OWEN למחסן והוחלט להרכיב ממנו ספסל בדיקה:

• PLC110[M02]-MS4 (סביבת מנהלים MasterSCADA 4D)
• לוח מפעיל SP307
• מודול כניסת אות אנלוגי אוניברסלי МВ110-224.2А
• MV110-4TD מודול קלט אותות של מד מתח
• מודול מדידה חשמלי MV110-220.3M

מבנה מערכת נבחר עם בידול של רשתות לפי מטרה:

1. Modbus RTU מבוסס RS-485 - תקשורת בין ה-PLC להתקני עבדים (מודולים, ממירי תדרים, חיישנים חכמים, פאנל HMI SP307), PLC master network.
2. Modbus TCP מבוסס על Ethernet - תקשורת של PLCs שונים זה עם זה ועם שרת OPC
3. שרת המחשבים של מערכת OPC ו-SCADA הוא בו זמנית שער בין שתי רשתות שונות (רשת LAN ארגונית של הארגון ורשת Modbus TCP של בקרים (שני מתאמי רשת עם ניתוב נתונים באמצעות כלי Windows סטנדרטיים)
4. לרשת ה-LAN הארגונית יש גישה לאינטרנט באמצעות שרת פרוקסי

המבנה הכללי של המערכת מוצג בתמונה למטה:

פונקציונליות מובנית

• איסוף והפניה מחדש של נתונים מה-PLC לשרת OPC
• בקרה וניטור מקומיים באמצעות פאנל HMI
• בקרה וניטור מ-SCADA דרך שרת OPC
• שליטה מכל PC מה-LAN הארגוני ודרך האינטרנט באמצעות לקוח SCADA
• חיבור צגי OPC ניידים דרך LAN ואינטרנט
• כמובן, ארכיון והפקת דוחות

נראה ששום דבר לא הוחמץ. יש תיאור כללי של המערכת, ועכשיו, למעשה, על הנושא (אתאר שיטות חיסול במאמרים עם היישום של כל צומת):

קשיים שנתקלו בהם

1. תיעוד PLC

בדיקות בטא של ה-PLC המוצהר על ליבת MasterSCADA 4D צוינו על ידי היצרן ב-2012. למרות אורך חיים כל כך מרשים של הקונספט, כל מה שיש למפתח ב-2019 הוא מדריך תכנות של 28 (!?) עמודים, עליו יש קצת פחות מכל מידע שימושי, וצילומי מסך במדריך הם מ-MasterSCADA 3D, וזה די מצחיק כשלוקחים בחשבון שהממשק השתנה.

שרשור פורום של 20 נושאים נתמך גם על ידי שלושה חסידים ומנהל מכירות.

2. ארכיטקטורה של מודולי PLC

זה נושא נפרד לדיון. בקצרה: ה-PLC מתקשר עם המודולים כהתקני עבד של Modbus RTU, אותם יש להגדיר תחילה על ידי תוכנית השירות בנפרד על ידי חיבור כל אחד מהם למחשב באמצעות ממיר RS-485.

חכמים, כמובן, כנראה יודעים לעשות זאת ללא ממיר דרך PLC, מחברים ברצף מודולים לרשת וכתיבת הרשמים הדרושים, אבל זה בא עם ניסיון וכמות עצומה של כאב.

עבור מפתח שרואה ארכיטקטורה כזו בפעם הראשונה, זה בכלל לא ידידותי למשתמש.
כמו כן, כל המודולים האנלוגיים אוהבים להיכשל מסיבות לא ידועות, ולוקחים איתם את כל רשת ה-RS-485 ב- Terra Incognita, אבל אני גם רוצה לדבר על זה בנפרד, אפוס שלם, כמובן. הבעיה, אגב, היא בת 10 שנים, היצרן צוחק מזה "אנחנו חייבים להודות שהתבניות לא עבדו עבורנו"עם זאת, זהו הממשק היחיד לתקשורת עם מודולים, ואנשים, ברצינות למדי, כותבים את יישומי Modbus RTU שלהם במשך זמן רב.

בינתיים, תה הקמומיל אזל... השמש שקעה

3. IDE MasterSCADA

לא נדבר על כלים גרפיים; לא בדקתי אותם בהרחבה, אבל אני אגיד מיד שלא אהבתי את זה.

אנחנו מדברים על יישום של חילופי נתונים ושפות סטנדרטיות של חברת החשמל:

כניסות ויציאות פיזיות של הבקר אינם משתנים גלובליים ולא ניתן לגשת אליהם מכל חלק של התוכנית על ידי כתיבת כינוי, למשל "DI1". כדאי לגרור את זה לכל תוכנה באמצעות ידיות, נוצר שם משתנה מקומי שיורש או מעביר את הערך. הָהֵן. עצם המהות של ה-PLC, בעיניי, קצת אבודה: המכשיר אמור לפשט את תכנות ההיגיון של פעולת הערוצים הפיזיים לרמה "אם קלט DI1 מופעל, הפעל את הפלט DO1"וזה נראה כך "כניסה DI1 - משתנה LI1 - משתנה LO1 - יציאה DO1", גם בגלל בורות של עיקרון IDE זה, אתה יכול לתפוס אזהרה מענגת "המרה בוליאנית-בוליאנית היא בלתי אפשרית" (סביר להניח שאחד מהם הוא מצביע, אבל אני מתאר לעצמי שבעורכים של היוצרים זה יותר הרמוני) .

הספריות של שפות ST, FBD, SFC הן נפחיות למדי ויש בחירה להקלה בתכנות, עם זאת, רכיבים אלו אינם פונקציות, אלא מחלקות שבתוכם מוטמעות שיטות, ושנית, לרוב אין עזרה בתיאור הפונקציונליות וסוגי הנתונים. ההתמדה הובילה אותי לספריות הליבה של CodeSys, משם כל הפונקציות הללו נלקחו, העזרה שלהן עזרה.

4. החלפה עם פאנל SP307

אירוע מעניין למדי למי שאין לו איפה לבלות כמה ימים.

בדיקת GUI סטנדרטית (HMI או SCADA) בשבילי היא לעשות 6 בדיקות:

1. קריאת אות בדיד
2. הקלטת אות בדיד
3. קריאת ערך מספר שלם
4. כתיבת ערך מספר שלם
5. קריאה של ערך אמיתי
6. כתיבת ערך אמיתי

בהתאם לכך, אני מצייר 6 רכיבים פרימיטיביים על המסך ובודק כל אחד מהם לפי הסדר
ההחלפה זהה לחלוטין למודולים, אבל מיציאת RS-232/485 PLC נפרדת, ונראה שהיא יציבה יותר. מכיוון שהוא עבד של HMI, כתבתי לו בשינוי, וקראתי אותו בסקר של 500ms, כדי לא לפספס את פעולות המפעיל.

4 הנקודות הראשונות הושלמו בצורה מושלמת, אבל נקודות 5 ו-6 עוררו בעיות.

אנו שולחים נתונים מסוג Single Float, מציגים אותם על המסך ורואים שהנתונים אינם זהים, למרות שכל הגדרות הפלט (Float, ממד 1 אוגר וכו') נכונות. זה יהיה שקר לומר שהתקדים לא מתואר בתיעוד, עם זאת, נסה למצוא איזה ואיפה, זה מצחיק מבחוץ.

לאחר חיפוש היסטרי בכל ההגדרות לגבי הנתונים עצמם ושליחתם, אנו כותבים לתמיכה הטכנית, התגובה היא בממוצע 5-6 ימים קלנדריים, אנו עובדים לפי תסריט התמיכה הטכנית הסטנדרטית "בדוק שהמתח פועל - בדוק את גרסת התוכנה - אנא המתן עוד שבוע - בוא נלך להבין את זה בעצמנו ”.

אגב, הוחלט על ידי התקנת סימון אחד במקום בלתי הולם לחלוטין עם חתימה לא מספקת לחלוטין.

בפונקציונליות המסך כניסת האות האנלוגית של פורמט "Slider" אינה כלולה, ניתן להזין רק בשדה הטקסט באמצעות מספרים. זה פשוט מדהים, או שנכתוב את כפתורי ה-"±" ואת התסריט בעצמנו, או שנזין מספר מהמקלדת, ונשכח משליטה רכה בכונן כלשהו.

אני לא אעמיס על המאמר, אז אתאר בעיות עם הרמה העליונה בחלק 2.

תִמצוּת, אני רוצה לציין שהיה לי מספיק חופש והרבה זמן לפתור את הבעיות האלה, שבמבט ראשון נראות מצחיקות, אבל גורמות לקורבן הרבה כאב. בתנאים של זמן מוגבל, זה קריטי להתמודד עם בעיות כאלה.

נ.ב: כל התזות המובאות כאן הן סובייקטיביות, והן רק ניסיון להזהיר את הלא מוכנים, ולא להפלות יצרנים, אני מבקש מכם לקחת את המאמר הזה מנקודת מבט זו.

החלק השני כבר כאן: נְקִישָׁה

מקור: www.habr.com