Module "SMH2Gi" of subsystem "DAQ"
| Module: | SMH2Gi |
| Name: | Segnetics SMH2Gi |
| Type: | DAQ |
| Source: | daq_SMH2Gi.so |
| Version: | 0.6.0 |
| Author: | Roman Savochenko |
| Description: | Data acquisition and control by Segnetics SMH2Gi ( http://segnetics.com/smh_2gi) hardware interfaces and modules. |
| License: | GPL2 |
Translation continued
Introduction
Модуль надає функцію інтеграції системи OpenSCADA в оточення програмованого панельного контролеру з ОС Linux SMH2Gi (рис.1) від фірми Segnetics. Модуль розроблено для проекту "Автоматизованої системи управління вакуумної технологічної установки" та фінансовано "Лабораторією вакуумних технологій". Задачу реалізації даного модуля доступно за посиланням.
Рис.1. Контролер SMH2Gi.
"SMH 2Gi" — програмований логічний контролер, призначено для автоматизації інженерних систем будівель та технологічних процесів у промисловості.
Особливості контролеру "SMH 2Gi":
- Висока степінь модульності. Не потрібно платити за невикористані канали або інтерфейси. До базових ресурсів контролеру додаються наступні можливості:
- Збільшення каналів вводу-виводу за рахунок підключення модуля погодження "МС" та модулів розширення "MR".
- Робота у мережах Lonworks та Ethernet.
- Робота із USB-модемом, канали CSD, GPRS, EDGE, 3G
- Робота у VPN, робота через інтернет та локальні мережі
- При додані нових модулів розширення немає потреби у демонтажі контролеру або його розбиранні. Це значно спрощує роботу у процесі розширення системи та її налаштування.
- Вільне програмування за допомогою інструменту "SMLogix" у поєднані із програмою конфігурації "SMConstructor" дозволяють швидко створювати керуючі програми та адаптовувати їх під конкретний об'єкт.
- Повна програмна сумісність із контролерами "SMH2010", "Pixel" та "SMH 2G". Не потребує створення програми наново.
- Можливість роботи у мережах, побудованих на Modbus та Ethernet у ролі керованого (Slave) та керуючого (Master) пристрою.
- Графічний дисплей, який дозволяє виводити різноманітні об'єкти візуалізації, графіки процесів та текст різного розміру.
Таблиця 1: Характеристики SMH2Gi
| Найменування | Тип (Значення) |
| Живлення | |
| Номінальна напруга живлення | 24 В постійного струму ± 5% |
| Дозволений діапазон напруги живлення | 18…36 В постійного струму |
| Споживана потужність | Не більш 5 Вт без модуля "МС" та не більш 10 Вт із підключеним "МС" |
| Процесор, пам'ять | |
| Керуючий процесор, роздільна здатність шини | Freescale iMX27 з ядром ARM926EJ-S, 32 bit |
| Робоча частота процесору | 400 MHz |
| Операційна система | Linux 2.6.29 |
| Розмір та тип оперативної пам'яті | 64 Mbyte (або 128 Mbyte) DDR у залежності від виконання |
| Розмір та тип постійної пам'яті | 128 MByte NAND Flash |
| Інтерфейси | |
| RS-232 | Швидкість – від 2400 … до 115200 біт/с; опторозв'язки немає; протокол – Modbus RTU; роз'єм для підключення – клемна колодка (потрібно додатковий перехідник на DB-9) |
| RS-485 | Швидкість – до 2400…115200 біт/с; опторозв'язка є; протокол – Modbus RTU; роз'єм для підключення – клемна колодка |
| USB Host | Підтримує стандарт USB 2.0; роз'єм для підключення – USB типу A (великий роз'єм); |
| USB Device | Роз'єм для підключення – USB тип miniAB (малий роз'єм) |
| Ethernet | Вбудований, 10/100Mbit; протоколи які підтримуються: FTP, HTTP та інше. Роз'єм для підключення – типу RJ-45 |
| Додаткові мережеві модулі | LONworks, модулі окремого замовлення |
| Користувацький інтерфейс | |
| Клавіатура | 23 кнопки |
| Графічний дисплей | Тип – STN, монохромний 192 х 64 точки; діагональ - 4.1" |
| Звукова сигналізація | Відсутня |
| Дискретні входи | |
| Кількість входів | 3…5 гальванічно розв'язаних входів (кількість конфігурується програмно) із підтримкою функції лічильних входів до 10 kHz |
| Тип гальванічної розв'язки | Групова |
| Рівні напруги спрацьовування | Замкнений "сухий" контакт ≤1.1В. Розімкнений "сухий" контакт ≥4.2В постійного струму (не більш 50В) |
| Дискретні виходи | |
| Кількість та тип: | 2 транзисторних виходи (без гальванічної розв'язки) |
| SMH 2Gi – 0XXX – XX – Х | 1 оптореле |
| SMH 2Gi – 1XXX – XX – Х | 2 оптореле |
| Діапазон робочої напруги | Для виходів на основі транзисторів: 0…36 В постійного струму. Для виходів на основі оптореле: 0…36 В постійного струму; 0…25 В (rms) змінного струму. |
| Комутований струм, не більш | 0.4 А на кожен вихід |
| Час перемикання, не більш | 1.5 мс |
| Ресурс "контактів", перемикань, не менш | Не обмежено |
Збірка проекту OpenSCADA для оточення процесору ARM926EJ-S та ОС Linux на основі GCC-4.3.2, Glibc-2.8, Binutils-2.18 та Kernel-2.6.29 було виконано доволі давно, про що описано за посиланням: http://wiki.oscada.org/Using/PLC#h1086-9. Однак у процесі експлуатації виникла потреба прямого опитування даних з модулів "MC" та "MR", а також взаємодії із оригінальним оточенням "SMLogix".
В цілому треба відзначити, що оригінальне програмне оточення SMH2Gi представлено двома процесами: "mbs" та "logix". При цьому "mbs" виконує функцію опитування модулів MC, MR та інших інтерфейсів, а "logix" здійснює виконання програми та візуалізацію на вбудований екран. При конфігурації частого опитування модулів MС та MR процес "mbs" може використовувати більш 30% ресурсу процесору у системному навантажені, що залишає мало ресурсів іншим задачам, а також в цілому перевантажує процесор. Заміна процесу "mbs" у OpenSCADA дозволяє прибрати це системне навантаження за рахунок використання функції select() операційної системи при роботі із послідовними інтерфейсами. А робота із процесом "logix" за посередництвом поділюваної пам'яті дозволяє обійти проблему низького пріоритету локального мережевого інтерфейсу.
У цій версії модуля реалізується збір даних та передача значень у процес "logix" посередництвом поділюваної пам'яті, а також опитування та передача значень у модулі MC та MR.
Модулем реалізуються функції горизонтального резервування, а саме спільної роботи із віддаленою станцією цього-ж рівня.
1. Загальні положення
Для роботи модулів MC та MR потрібна попередня процедура ініціалізації, яка полягає у відправлені tune-запиту, специфічного для окремо взятої моделі модуля. Далі, для запиту/відправлення даних, потрібна інформація про структуру модуля. Такого характеру інформація міститься у INI-файлах, по файлу на пристрій. Тека із INI-файлами визначається у вкладці "SMH2Gi" сторінки модуля (рис.1), а архів типових *.INI файлів, адаптований під потреби OpenSCADA доступний тут.
Рис.1. Вкладка "SMH2Gi" сторінки модуля.
2. Об'єкт контролеру
Об'єкт контролеру описує задачу опитування джерел даних SMH2Gi двох типів: "SHM" та "MRC" (рис.2).
Рис.2. Вкладка конфігурації об'єкту контролера.
За допомогою цієї вкладки можна встановити:
- Стан контролеру, а саме: Статус, "Включений", "Запущений" та ім'я БД, яка містить конфігурацію.
- Ідентифікатор, ім'я та опис контролеру.
- Стан, у який переводити контролер при завантажені: "Включений" та "Запущений".
- Ім'я таблиць у БД для зберігання конфігурації параметрів цього контролеру типів "SHM" та "MRC".
- Політику планування та пріоритет задачі опитування.
- Файл опису змінних поділюваної пам'яті для взаємодії із процесом "logix" та створюваний їм.
- Адреса послідовних інтерфейсів MC та MR пристроїв.
- Кількість спроб запиту за послідовним інтерфейсом.
У зв'язку з тим, що модулі MC та MR потребують попереднього скидання, а потім відправлення tune-запиту то незалежне фізичне підключення, відключення та навіть включення/виключення об'єкту окремого модуля часто неможливе без зупинки та вимкнення об'єкту контролера ціликом.3. Об'єкт параметру контролера
Об'єкт параметру є безпосереднім представником джерела даних, у нашому випадку поділюваної пам'яті та модулів MC, MR. Кожен із цих типів представлено окремо.
3.1. Поділювана пам'ять
Тип параметру "Поділювана пам'ять (SHM)" використовується для взаємодії із процесом "logix" через обмін змінними. Вкладку конфігурації об'єкту параметра цього типа представлено на рис.3. Процес "logix" передбачає чотири типи змінних, які відображаються на атрибути джерел даних OpenSCADA наступним чином:
- BOOL — TFld::Boolean;
- SHORT (int16), LONG (int32) — TFld::Integer;
- FLOAT — TFld::Real.
Рис.3. Вкладка конфігурації об'єкту параметра типу "Поділювана пам'ять".
За допомогою форми конфігурації об'єкту параметра можна встановити:
- Стан параметру, а саме "Включений" та тип параметру.
- Ідентифікатор, ім'я та опис параметру.
- Стан, у який переводити параметр при завантажені: "Включений".
- Перелік змінних поділюваної пам'яті для виносу у атрибут цього параметру.
Приклад вкладки "Атрибути" приведено на рис.4.
Рис.4. Вкладка "Атрибути" об'єкту параметра поділюваної пам'яті.
3.2. Модулі MC та MR
Тип параметру "Модулі MC та MR (MRC)" використовується для доступу до даних модулів MC та MR. Вкладку конфігурація об'єкту параметра цього типу представлено на рис.5. Тип параметру для модулів MC та MR передбачено загальний оскільки робота з цими модулями схожа та відрізняється тільки шиною на якій вони встановлені, що враховується знаком адреси модуля.
Рис.5. Вкладка конфігурації об'єкту параметра типу "Модулі MC та MR".
За допомогою форми конфігурації об'єкту параметра можна встановити:
- Стан параметру, а саме "Включений" та тип параметру.
- Ідентифікатор, ім'я та опис параметру.
- Стан, у який переводити параметр при завантажені: "Включено".
- Тип модуля та адреса його на шині. Тип модуля мусить вказуватися суворо у відповідності із встановленому за адресою модулем інакше при ввімкнені об'єкту параметра виникне помилка! Модуль MC може бути один та для нього потрібно вказувати адресу "-1".
Приклад вкладки "Атрибути" приведено на рис.6. На рисунку 7 представлено вкладку "Конфігурація", яка містить всі конфігураційні поля тюн-запиту, а також конфігурацію інверсії дискретних сигналів.
Рис.6. Вкладка "Атрибути", об'єкту параметра модуля MC.
Рис.7. Вкладка "Конфігурація", об'єкта параметра модуля MC.
Посилання
Архів INI-файлів із конфігурацією модулів MC та MR: 
file:/Doc/SMH2Gi/smh2gi_ini.tgz