Модуль "SMH2Gi", підсистеми "Збір даних"
| Модуль: | SMH2Gi |
| Ім'я: | Segnetics SMH2Gi |
| Тип: | DAQ |
| Джерело: | daq_SMH2Gi.so |
| Версія: | 0.6.0 |
| Автор: | Роман Савоченко |
| Опис: | Збір даних і управління апаратними інтерфейсами та модулями Segnetics SMH2Gi ( http://segnetics.com/smh_2gi). |
| Лицензия: | GPL2 |
Вступ
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 |
Переклад триває
Сборка проекта OpenSCADA для окружения процессора ARM926EJ-S и ОС Linux на основе GCC-4.3.2, Glibc-2.8, Binutils-2.18 и Kernel-2.6.29 была выполнена достаточно давно, о чём описано по ссылке: http://wiki.oscada.org/Using/PLC#h1086-9. Однако в процессе эксплуатации возникла необходимость прямого опроса данных с модулей "MC" и "MR", а также взаимодействия с оригинальным окружением "SMLogix".
В целом нужно отметить, что оригинальное программное окружение SMH2Gi представлено двумя процессами: "mbs" и "logix". При этом "mbs" выполняет функцию опроса модулей MC, MR и других интерфейсов, а "logix" осуществляет выполнение программы и визуализацию на встроенный экран. При конфигурации частого опроса модулей MС и MR процесс "mbs" может использовать более 30% ресурса процессора в системной нагрузи, что оставляет мало ресурсов остальным задачам, а также в целом перегружает процессор. Замена процесса "mbs" в OpenSCADA позволяет убрать эту системную нагрузку за счёт использования функции select() операционной системы при работе с последовательными интерфейсами. А работа с процессом "logix" посредством разделяемой памяти позволяет обойти проблему низкого приоритете локального сетевого интерфейса.
В данной версии модуля реализуется сбор данных и передача значений в процесс "logix" посредством разделяемой памяти, а также опрос и передача значений в модули MC и MR.
Модулем реализуются функции горизонтального резервирования, а именно совместной работы с удалённой станцией этого-же уровня.
1. Общие положения
Для работы модулей MC и MR необходима предварительная процедура инициализации, которая заключается в отправке tune-запроса, специфичного для отдельно взятой модели модуля. Далее, для запроса/отправки данных, необходима информация о структуре модуля. Такого рода информация содержится в INI-файлах, по файлу на устройство. Директория с INI-файлами указывается во вкладке "SMH2Gi" страницы модуля (рис.1), а архив типовых *.INI файлов, адаптированный под нужды OpenSCADA доступен здесь.
Рис.1. Вкладка "SMH2Gi" страницы модуля.
2. Объект контроллера
Объект контроллера описывает задачу опроса источников данных SMH2Gi двух типов: "SHM" и "MRC" (рис.2).
Рис.2. Вкладка конфигурации объекта контроллера.
С помощью этой вкладки можно установить:
- Состояние контроллера, а именно: Статус, "Включен", "Запущен" и имя БД, содержащей конфигурацию.
- Идентификатор, имя и описание контроллера.
- Состояние, в которое переводить контроллер при загрузке: "Включен" и "Запущен".
- Имя таблиц в БД для хранения конфигурации параметров данного контроллера типов "SHM" и "MRC".
- Политику планирования и приоритет задачи опроса.
- Файл описания переменных разделяемой памяти для взаимодействия с процессом "logix" и создаваемый им.
- Адреса последовательных интерфейсов MC и MR устройств.
- Количество попыток запроса по последовательному интерфейсу.
В связи с тем, что модули MC и MR нуждаются в предварительном сбросе, а затем в отправке tune-запроса то независимое физическое подключение, отключение и даже включение/выключение объекта отдельного модуля часто невозможно без остановки и выключения объекта контроллера целиком.3. Объект параметры контроллера
Объект параметра является непосредственным представителем источника данных, в нашем случае разделяемой памяти и модулей MC, MR. Каждый из этих типов представлены отдельно.
3.1. Разделяемая память
Тип параметра "Разделяемая память (SHM)" используется для взаимодействия с процессом "logix" через обмен переменными. Вкладка конфигурации объекта параметра этого типа представлена на рис.3. Процесс "logix" предусматривает четыре типа переменных, которые отражаются на атрибуты источников данных OpenSCADA следующим образом:
- BOOL — TFld::Boolean;
- SHORT (int16), LONG (int32) — TFld::Integer;
- FLOAT — TFld::Real.
Рис.3. Вкладка конфигурации объекта параметра типа "Разделяемая память".
С помощью формы конфигурации объекта параметра можно установить:
- Состояние параметра, а именно "Включен" и тип параметра.
- Идентификатор, имя и описание параметра.
- Состояние, в которое переводить параметр при загрузке: "Включен".
- Список переменных разделяемой памяти для выноса в атрибут этого параметра.
Пример вкладки "Атрибуты" приведена на рис.4.
Рис.4. Вкладка "Атрибуты" объекта параметра разделяемой памяти.
3.2. Модули MC и MR
Тип параметра "Модули MC и MR (MRC)" используется для доступа к данным модулей MC и MR. Вкладка конфигурации объекта параметра этого типа представлена на рис.5. Тип параметра для модулей MC и MR предусмотрен общий поскольку работа с этими модулями похожа и отличается только шиной на которой они установлены, что учитывается знаком адреса модуля.
Рис.5. Вкладка конфигурации объекта параметра типа "Модули MC и MR".
С помощью формы конфигурации объекта параметра можно установить:
- Состояние параметра, а именно "Включен" и тип параметра.
- Идентификатор, имя и описание параметра.
- Состояние, в которое переводить параметр при загрузке: "Включен".
- Тип модуля и адрес его на шине. Тип модуля должен указываться строго соответствующим установленному по адресу модулю иначе при включении объекта параметра возникнет ошибка! Модуль MC может быть один и для него нужно указывать адрес "-1".
Пример вкладки "Атрибуты" приведён на рис.6. На рисунке 7 представлена вкладка "Конфигурация", которая содержит все конфигурационные поля тюн-запроса, а также конфигурацию инверсии дискретных сигналов.
Рис.6. Вкладка "Атрибуты", объекта параметра модуля MC.
Рис.7. Вкладка "Конфигурация", объекта параметра модуля MC.
Ссылки
Архив INI-файлов с конфигурацией модулей MC и MR: file:smh2gi_ini.tgz