ARIES PLC110[M02]-MS4, HMI, OPC và SCADA hoặc lượng trà hoa cúc mà một người cần. Phần 1

Xin chào các độc giả thân mến của bài viết này. Tôi đang viết bài này ở dạng đánh giá.

Một chút cảnh báoTôi muốn cảnh báo bạn rằng nếu bạn hiểu ngay những gì chúng ta đang nói từ tiêu đề, tôi khuyên bạn nên thay đổi điểm đầu tiên (thực ra là lõi PLC) sang bất kỳ thứ gì từ loại giá cao hơn một bước.
Về mặt chủ quan, không có số tiền tiết kiệm nào đáng giá đến thế.

Đối với những người không sợ một chút tóc bạc và biên độ của cảm giác lo lắng, sau này tôi sẽ mô tả chi tiết phép màu công nghệ này đã được tạo ra như thế nào. Bài viết này cung cấp một phân tích ngắn gọn về dự án với một số lời chỉ trích nhất định.

Nguồn gốc. Xây dựng vấn đề

Trên thực tế, tôi làm việc trong phòng thiết kế và chúng tôi thử nghiệm thiết bị tự động hóa để tích hợp vào các nhà máy chìa khóa trao tay của mình. Gần đây, thiết bị OWEN đã đến kho và người ta quyết định lắp ráp một băng ghế thử nghiệm từ đó:

• PLC110[M02]-MS4 (môi trường điều hành MasterSCADA 4D)
• Bảng điều khiển SP307
• Mô-đun đầu vào tín hiệu tương tự đa năng МВ110-224.2А
• Mô-đun đầu vào tín hiệu máy đo biến dạng MV110-4TD
• Mô-đun đo điện MV110-220.3M

Cấu trúc hệ thống được lựa chọn với sự phân biệt các mạng theo mục đích:

1. Modbus RTU dựa trên RS-485 - giao tiếp giữa PLC và các thiết bị phụ (mô-đun, bộ biến tần, cảm biến thông minh, bảng điều khiển HMI SP307), mạng PLC chính.
2. Modbus TCP dựa trên Ethernet - Giao tiếp giữa các PLC khác nhau với nhau và với máy chủ OPC
3. Máy chủ PC của hệ thống OPC và SCADA đồng thời là cổng kết nối giữa hai mạng khác nhau (Mạng LAN công ty của doanh nghiệp và mạng Modbus TCP của bộ điều khiển (hai bộ điều hợp mạng có định tuyến dữ liệu bằng các công cụ Windows tiêu chuẩn)
4. Mạng LAN công ty có quyền truy cập Internet thông qua máy chủ proxy

Cấu trúc chung của hệ thống được thể hiện trong hình dưới đây:

Chức năng tích hợp

• Thu thập và chuyển hướng dữ liệu từ PLC đến máy chủ OPC
• Kiểm soát và giám sát cục bộ thông qua bảng HMI
• Điều khiển và giám sát từ SCADA qua máy chủ OPC
• Kiểm soát từ bất kỳ PC nào từ mạng LAN doanh nghiệp và qua Internet bằng máy khách SCADA
• Kết nối màn hình OPC di động qua mạng LAN và Internet
• Tất nhiên, việc lưu trữ và tạo báo cáo

Có vẻ như không có gì bị bỏ sót. Có một mô tả chung về hệ thống và bây giờ, trên thực tế, về chủ đề này (tôi sẽ mô tả các phương pháp loại bỏ trong các bài viết về cách triển khai từng nút):

Những khó khăn gặp phải

1. Tài liệu PLC

Thử nghiệm beta của PLC được công bố trên lõi MasterSCADA 4D đã được nhà sản xuất chỉ định vào năm 2012. Mặc dù ý tưởng này có tuổi thọ ấn tượng như vậy, nhưng tất cả những gì nhà phát triển có trong năm 2019 là một sách hướng dẫn lập trình gồm 28 trang (!?), trong đó có rất ít thông tin hữu ích và ảnh chụp màn hình trong sách hướng dẫn là từ MasterSCADA 3D, điều này khá buồn cười khi tính đến việc giao diện đã thay đổi.

Một chủ đề diễn đàn gồm 20 chủ đề cũng được hỗ trợ tích cực bởi ba tín đồ và một người quản lý bán hàng.

2. Kiến trúc module PLC

Đây là một chủ đề riêng biệt để thảo luận. Tóm lại: PLC giao tiếp với các mô-đun dưới dạng thiết bị phụ Modbus RTU, trước tiên phải được cấu hình riêng bởi tiện ích bằng cách kết nối từng mô-đun với PC thông qua bộ chuyển đổi RS-485.

Tất nhiên, những người thông minh có thể biết cách thực hiện việc này mà không cần bộ chuyển đổi thông qua PLC, kết nối tuần tự các mô-đun với mạng và ghi các thanh ghi cần thiết, nhưng điều này đòi hỏi kinh nghiệm và rất nhiều khó khăn.

Đối với một nhà phát triển lần đầu tiên nhìn thấy một kiến ​​trúc như vậy, nó hoàn toàn không thân thiện với người dùng.
Ngoài ra, tất cả các mô-đun tương tự đều có xu hướng bị lỗi mà không rõ lý do, kéo theo toàn bộ mạng RS-485 ở Terra Incognita, nhưng tôi cũng muốn nói riêng về vấn đề này, tất nhiên là cả một câu chuyện hoành tráng. Nhân tiện, vấn đề là 10 năm, nhà sản xuất cười nhạo nó “Chúng tôi phải thừa nhận rằng các mẫu không phù hợp với chúng tôi”, tuy nhiên, đây là giao diện duy nhất để giao tiếp với các mô-đun và mọi người, khá nghiêm túc, đã viết các triển khai Modbus RTU của họ trong một thời gian dài.

Trong khi đó, trà hoa cúc đã hết... Mặt trời đã đang lặn

3. IDE MasterSCADA

Chúng ta sẽ không nói về các công cụ đồ họa; Tôi chưa thử nghiệm chúng nhiều nhưng tôi sẽ nói ngay rằng tôi không thích nó.

Chúng ta đang nói về việc triển khai trao đổi dữ liệu và ngôn ngữ tiêu chuẩn IEC:

Đầu vào và đầu ra vật lý của bộ điều khiển không phải là biến toàn cục và không thể truy cập được từ bất kỳ phần nào của chương trình bằng cách viết bí danh, ví dụ: “DI1”. Bạn nên kéo phần này vào từng chương trình bằng cách sử dụng các thẻ điều khiển, một biến cục bộ được hình thành ở đó, biến này kế thừa hoặc chuyển giá trị. Những thứ kia. Theo tầm nhìn của tôi, bản chất của PLC hơi bị mất đi một chút: thiết bị phải đơn giản hóa việc lập trình logic hoạt động của các kênh vật lý ở mức độ “Nếu đầu vào DI1 được kích hoạt, hãy bật đầu ra DO1”và nó trông như thế này "Đầu vào DI1 - Biến LI1 - Biến LO1 - Đầu ra DO1"Ngoài ra, do thiếu hiểu biết về nguyên tắc IDE này, bạn có thể nhận được một cảnh báo thú vị “Không thể chuyển đổi Boolean-Boolean” (rất có thể, một trong số chúng là con trỏ, nhưng tôi tưởng tượng trong trình soạn thảo của những người sáng tạo, nó hài hòa hơn) .

Thư viện của các ngôn ngữ ST, FBD, SFC khá đồ sộ và có nhiều lựa chọn để dễ lập trình, tuy nhiên, các thành phần này không phải là hàm mà là các lớp trong đó các phương thức được nhúng và thứ hai, hầu hết không có trợ giúp mô tả chức năng và kiểu dữ liệu. Sự kiên trì đã dẫn tôi đến các thư viện hạt nhân CodeSys, nơi tất cả các chức năng này được lấy từ đó, sự trợ giúp của chúng đã giúp ích rất nhiều.

4. Trao đổi với bảng SP307

Một sự kiện khá thú vị dành cho những người không có nơi nào để ở trong vài ngày.

Kiểm tra GUI tiêu chuẩn (HMI hoặc SCADA) đối với tôi là thực hiện 6 bài kiểm tra:

1. Đọc tín hiệu rời rạc
2. Ghi tín hiệu rời rạc
3. Đọc một giá trị số nguyên
4. Viết một giá trị số nguyên
5. Đọc giá trị thực
6. Viết giá trị thực

Theo đó, tôi vẽ 6 thành phần nguyên thủy lên màn hình và kiểm tra thứ tự từng thành phần
Việc trao đổi hoàn toàn giống như với các mô-đun, nhưng từ một cổng PLC RS-232/485 riêng biệt và có vẻ ổn định hơn. Vì nó là nô lệ HMI nên tôi đã viết thư cho nó bằng cách thay đổi và đọc nó trong vòng 500 mili giây để không bỏ lỡ các hành động của người vận hành.

4 điểm đầu tiên được hoàn thành một cách hoàn hảo nhưng điểm 5 và 6 lại gây ra vấn đề.

Chúng tôi gửi dữ liệu thuộc loại Single Float, hiển thị trên màn hình và thấy rằng dữ liệu không giống nhau, mặc dù tất cả các cài đặt đầu ra (Float, thanh ghi kích thước 1, v.v.) đều chính xác. Sẽ là nói dối nếu nói rằng tiền lệ không được mô tả trong tài liệu, tuy nhiên, hãy thử tìm xem cái nào và ở đâu, nhìn từ bên ngoài thì buồn cười.

Sau khi tìm kiếm điên cuồng tất cả các cài đặt liên quan đến dữ liệu và việc gửi nó, Chúng tôi viết thư cho bộ phận hỗ trợ kỹ thuật, phản hồi trung bình là 5-6 ngày theo lịch, chúng tôi làm việc theo kịch bản hỗ trợ kỹ thuật tiêu chuẩn “Kiểm tra xem nguồn đã bật chưa - kiểm tra phiên bản phần mềm - vui lòng đợi thêm một tuần nữa - Hãy tự mình tìm hiểu xem ”.

Nhân tiện, nó được quyết định bằng cách cài đặt một dấu tích ở một nơi hoàn toàn không phù hợp với một chữ ký hoàn toàn không phù hợp.

Trong chức năng màn hình Không bao gồm đầu vào tín hiệu tương tự của định dạng “Thanh trượt”, chỉ có thể được nhập vào trường văn bản bằng số. Điều này đơn giản là đáng kinh ngạc, hoặc chúng ta tự viết các nút “±” và tập lệnh hoặc chúng ta nhập một số từ bàn phím và quên mất khả năng điều khiển mềm đối với một số ổ đĩa.

Mình sẽ không làm quá tải bài viết nên sẽ mô tả các vấn đề với cấp độ cao nhất ở phần 2.

Tổng kết, Tôi muốn lưu ý rằng tôi có đủ tự do và nhiều thời gian để giải quyết những vấn đề này, thoạt nhìn có vẻ buồn cười nhưng lại gây ra rất nhiều đau đớn cho nạn nhân. Trong điều kiện thời gian có hạn, việc đối mặt với những vấn đề như vậy là rất quan trọng.

Tái bút: Tất cả những luận điểm được trình bày ở đây đều mang tính chủ quan và chỉ nhằm mục đích cảnh báo những người chưa chuẩn bị và không phân biệt đối xử với các nhà sản xuất, tôi yêu cầu bạn hãy tiếp nhận bài viết này từ quan điểm này.

Phần thứ hai đã có ở đây: nhấp chuột

Nguồn: www.habr.com