ARIES PLC110[M02]-MS4, HMI, OPC e SCADA, ou quanto chá de camomila uma pessoa precisa. Parte 1

Boa tarde, queridos leitores deste artigo. Estou escrevendo isso em formato de revisão.

Um pequeno avisoGostaria de avisar que se você entendeu imediatamente do que estamos falando pelo título, aconselho que mude o primeiro ponto (na verdade, o núcleo do PLC) para qualquer coisa desde uma categoria de preço um degrau acima.
Nenhuma quantidade de dinheiro economizado vale tanto nervosismo, subjetivamente.

Para quem não tem medo dos cabelos grisalhos e da amplitude de um tique nervoso, mais tarde descreverei detalhadamente como esse milagre tecnológico foi criado. Este artigo traz uma breve análise do projeto com algumas críticas.

Origem. Formulação do problema

Na verdade, trabalho em um escritório de design e testamos equipamentos de automação para integração em nossas fábricas prontas para uso. Recentemente, o equipamento OWEN chegou ao armazém e decidiu-se montar a partir dele uma bancada de testes:

• PLC110[M02]-MS4 (ambiente executivo MasterSCADA 4D)
• Painel operador SP307
• Módulo de entrada de sinal analógico universal МВ110-224.2А
• Módulo de entrada de sinal do extensômetro MV110-4TD
• Módulo de medição elétrica MV110-220.3M

Estrutura do sistema foi escolhido com a diferenciação das redes de acordo com a finalidade:

1. Modbus RTU baseado em RS-485 - comunicação entre o CLP e dispositivos escravos (módulos, conversores de frequência, sensores inteligentes, painel HMI SP307), rede CLP mestre.
2. Modbus TCP baseado em Ethernet - Comunicação de diferentes CLPs entre si e com o servidor OPC
3. O servidor PC do sistema OPC e SCADA é simultaneamente um gateway entre duas redes diferentes (LAN corporativa da empresa e rede Modbus TCP de controladores (dois adaptadores de rede com roteamento de dados usando ferramentas padrão do Windows)
4. A LAN corporativa tem acesso à Internet através de um servidor proxy

A estrutura geral do sistema é mostrada na imagem abaixo:

Funcionalidade integrada

• Coleta e redirecionamento de dados do PLC para o servidor OPC
• Controle e monitoramento local via painel IHM
• Controle e monitoramento do SCADA via servidor OPC
• Controle de qualquer PC a partir da LAN corporativa e via Internet usando um cliente SCADA
• Conectando monitores OPC móveis via LAN e Internet
• É claro que o arquivamento e a geração de relatórios

Parece que nada foi perdido. Há uma descrição geral do sistema, e agora, na verdade, sobre o tema (descreverei os métodos de eliminação em artigos com a implementação de cada nó):

Dificuldades encontradas

1. Documentação do CLP

O teste beta do PLC declarado no núcleo MasterSCADA 4D foi indicado pelo fabricante em 2012. Apesar da vida útil tão impressionante do conceito, tudo o que o desenvolvedor tem em 2019 é um manual de programação de 28 (!?) páginas, no qual há um pouco menos de nenhuma informação útil, e as capturas de tela do manual são do MasterSCADA 3D, o que é muito engraçado tendo em conta que a interface mudou.

Um tópico de fórum de 20 tópicos também é apoiado ativamente por três aderentes e um gerente de vendas.

2. Arquitetura de módulos PLC

Este é um tópico separado para discussão. Resumidamente: o PLC se comunica com os módulos como dispositivos escravos Modbus RTU, que devem primeiro ser configurados pela concessionária separadamente, conectando cada um a um PC através de um conversor RS-485.

Os espertos, claro, provavelmente sabem fazer isso sem conversor via PLC, conectando sequencialmente os módulos à rede e gravando os registros necessários, mas isso vem com experiência e muito trabalho.

Para um desenvolvedor que vê tal arquitetura pela primeira vez, ela não é nada amigável.
Além disso, todos os módulos analógicos gostam de falhar por motivos desconhecidos, levando consigo toda a rede RS-485 na Terra Incognita, mas também quero falar sobre isso separadamente, todo um épico, claro. O problema, aliás, tem 10 anos, o fabricante ri “Devemos admitir que os modelos não funcionaram para nós”, no entanto, esta é a única interface para comunicação com módulos, e as pessoas, muito seriamente, vêm escrevendo suas implementações Modbus RTU há muito tempo.

Enquanto isso, o chá de camomila estava acabando... O sol estava se pondo

3.IDE MasterSCADA

Não vamos falar de ferramentas gráficas, não as testei extensivamente, mas direi desde já que não gostei.

Estamos falando sobre a implementação de troca de dados e linguagens padrão IEC:

As entradas e saídas físicas do controlador não são variáveis ​​globais e não podem ser acessadas de qualquer parte do programa escrevendo um alias, por exemplo “DI1”. Você deve arrastar isso para cada programa usando alças, uma variável local é formada ali, que herda ou transfere o valor. Aqueles. a própria essência do PLC, na minha visão, está um pouco perdida: o dispositivo deve simplificar a programação da lógica de funcionamento dos canais físicos ao nível “Se a entrada DI1 for acionada, ligue a saída DO1”e parece com isso "Entrada DI1 - Variável LI1 - Variável LO1 - Saída DO1", também, devido à ignorância deste princípio IDE, você pode pegar um aviso encantador “A conversão booleano-booleana é impossível” (provavelmente, um deles é um ponteiro, mas imagino que nos editores dos criadores seja mais harmonioso) .

As bibliotecas das linguagens ST, FBD, SFC são bastante volumosas e há uma opção pela facilidade de programação, porém, esses componentes não são funções, mas sim classes nas quais os métodos estão embutidos e, em segundo lugar, a maioria não tem ajuda para descrever a funcionalidade e os tipos de dados. A persistência me levou às bibliotecas do kernel CodeSys, de onde todas essas funções foram retiradas, sua ajuda ajudou.

4. Troca com painel SP307

Um evento bastante interessante para quem não tem onde passar alguns dias.

O teste de GUI padrão (HMI ou SCADA) para mim é fazer 6 testes:

1. Lendo um sinal discreto
2. Gravando um sinal discreto
3. Lendo um valor inteiro
4. Escrevendo um valor inteiro
5. Lendo um valor real
6. Escrevendo um valor real

Assim, desenho 6 componentes primitivos na tela e verifico cada um em ordem
A troca é absolutamente a mesma dos módulos, mas a partir de uma porta PLC RS-232/485 separada e, ao que parece, mais estável. Por ser uma HMI escrava, escrevi para ele por alteração, e li em polling de 500ms, para não perder as ações do operador.

Os primeiros 4 pontos foram concluídos perfeitamente, mas os pontos 5 e 6 causaram problemas.

Enviamos dados do tipo Single Float, exibimos na tela e vemos que os dados não são iguais, embora todas as configurações de saída (Float, registro de dimensão 1, etc.) estejam corretas. Seria mentira dizer que o precedente não está descrito na documentação, porém, tente descobrir qual e onde, é engraçado visto de fora.

Após uma busca histérica de todas as configurações relativas aos próprios dados e seu envio, Escrevemos para o suporte técnico, a resposta é em média de 5 a 6 dias corridos, trabalhamos de acordo com o script padrão de suporte técnico “Verifique se a energia está ligada - verifique a versão do software - espere mais uma semana - vamos descobrir nós mesmos ”.

Aliás, foi decidido instalar um carrapato em local absolutamente inadequado e com assinatura absolutamente inadequada.

Funcionalidade na tela A entrada de sinal analógico do formato “Slider” não está incluída, só pode ser inserido no campo de texto usando números. Isso é simplesmente incrível, ou nós mesmos escrevemos os botões “±” e o script, ou inserimos um número no teclado e esquecemos o controle suave de alguma unidade.

Não vou sobrecarregar muito o artigo, então descreverei os problemas do nível superior na parte 2.

Em suma, Quero ressaltar que tive liberdade e muito tempo para resolver esses problemas, que à primeira vista parecem engraçados, mas causam muita dor à vítima. Em condições de tempo limitado, é fundamental enfrentar tais problemas.

PS: Todas as teses aqui apresentadas são subjetivas, e são apenas uma tentativa de alertar os despreparados, e não discriminar os fabricantes, peço que encarem este artigo sob este ponto de vista.

A segunda parte já está aqui: clique

Fonte: habr.com