10
38 СТА 3/2014 РАЗРАБОТКИ КОнТРОльнО-ИЗмеРИТельные сИсТемы www.cta.ru ВВЕДЕНИЕ Устройства человеко-машинного ин- терфейса (ЧМИ) встречаются практи- чески во всех проектах АСУ ТП или во встраиваемых системах автоматизации. Диапазон технических решений необы- чайно широк и разнообразен, начиная от простейших текстовых дисплеев и кнопочных пультов и заканчивая про- граммируемыми терминалами и сен- сорными графическими панелями. В этих условиях перед проектировщиком или конструктором встаёт непростая за- дача выбора оптимального техническо- го решения. В процессе принятия решения может помочь ряд важных оценочных крите- риев. В первую очередь, устройство че- ловеко-машинного интерфейса должно быть функциональным, то есть обес- печивать требуемый набор технических характеристик и решать возложенные на него задачи. Не менее важны надёж- ность и способность к работе в опреде- лённых (зачастую жёстких) условиях эксплуатации. В тисках рыночной эко- номики и конкуренции очень важными критериями становятся стоимость изде- лия, затраты на ввод его в строй и экс- плуатационные расходы. Непосред- ственно к этому критерию примыкают требования к разработчикам, а также к обслуживающему и эксплуатирующему персоналу. Несомненно, универсальных реше- ний нет. Однако опыт последних лет де- монстрирует, что для широкого круга задач, связанных с визуализацией дан- ных и управлением системой, успешно применяется оборудование человеко- машинного интерфейса компании Weintek. Оно в полной мере отвечает пе- речисленным требованиям и обладает рядом привлекательных особенностей. Среди его достоинств следует отметить развитую функциональность, прекрас- ные эксплуатационные характеристики и конкурентные цены. Программные средства разработки отличаются хоро- шим качеством, обеспечивают решение большого числа разнообразных задач и доступны для широкого круга специа- листов. В первой части статьи приведён крат- кий обзор устройств человеко-машин- ного интерфейса и программных средств разработки компании Weintek. Во второй части мы познакомим чита- телей с примерами использования дан- ного оборудования в системах автома- тизации в нефтехимии, строительстве, электроэнергетике, образовании и нау- ке. Отбирая примеры внедрений, мы стремились не только показать возмож- ность применения оборудования Wein- tek в различных отраслях, но и проде- монстрировать его прекрасную совме- стимость с контроллерами различных производителей. ОБЗОР ПРОДУКЦИИ КОМПАНИИ WEINTEK Номенклатура устройств человеко- машинного интерфейса компании Weinek состоит из нескольких классов изделий (табл. 1). Наиболее обширным и популярным является класс графических панелей се- мейств MT6000/MT8000 и MT3000 с бесплатным программным пакетом раз- работки EasyBuilder. С точки зрения разработки про- граммного обеспечения, очень близок к ним класс устройств ЧМИ, не содер- жащих встроенного дисплея. Это устройства машинного TV-интерфейса mTV-100 и cMT-SVR-100 с облачной технологией. Главным их отличием от других изделий Weintek является отсут- ствие встроенного дисплея. Подготовка проекта визуализации ведётся в среде разработки EasyBuilder Pro. Изделие mTV-100 оснащено интерфейсом HDMI и позволяет отображать рабочий проект на больших мониторах или те- левизионных экранах. Изделие сMT- SVR-100 после загрузки проекта функ- ционирует как сервер, к которому по беспроводному каналу связи могут под- ключаться клиентские приложения ви- зуализации данных CloudHMI, уста- новленные на мобильных устройствах iPad. Отдельный класс составляют панель- ные ПК с сенсорным экраном семей- ства MT600. В состав семейства входят три серии: i, eMT и iWP. Серии MT600i и eMT600 – это свободно программи- руемые панельные компьютеры с пред- установленными операционными си- стемами реального времени Windows CE 5.0 и Windows CE 6.0. Поставляемый с этими изделиями комплект разработ- ки (SDK) даёт возможность создавать Примеры решений на базе сенсорных панелей Weintek для АСУ ТП и встраиваемых систем Александр Деркач, Раис Камалиев, Вячеслав Маценко В статье дан краткий обзор устройств человеко-машинного интерфейса производства компании Weintek, а также приведены примеры проектов автоматизации, реализованных с использованием этих устройств в нефтехимии, строительстве, электроэнергетике, образовании и науке.

Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

  • Upload
    others

  • View
    7

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

38

СТА 3/2014

РАЗРАБОТКИКОнТРОльнО-ИЗмеРИТельные сИсТемы

www.cta.ru

ВВЕДЕНИЕ

Устройства человеко-машинного ин-терфейса (ЧМИ) встречаются практи-чески во всех проектах АСУ ТП или вовстраиваемых системах автоматизации.Диапазон технических решений необы-чайно широк и разнообразен, начинаяот простейших текстовых дисплеев икнопочных пультов и заканчивая про-граммируемыми терминалами и сен-сорными графическими панелями. Вэтих условиях перед проектировщикомили конструктором встаёт непростая за-дача выбора оптимального техническо-го решения.

В процессе принятия решения можетпомочь ряд важных оценочных крите-риев. В первую очередь, устройство че-ловеко-машинного интерфейса должнобыть функциональным, то есть обес-печивать требуемый набор техническиххарактеристик и решать возложенныена него задачи. Не менее важны надёж-ность и способность к работе в опреде-лённых (зачастую жёстких) условияхэксплуатации. В тисках рыночной эко-номики и конкуренции очень важнымикритериями становятся стоимость изде-лия, затраты на ввод его в строй и экс-плуатационные расходы. Непосред-ственно к этому критерию примыкаюттребования к разработчикам, а также кобслуживающему и эксплуатирующемуперсоналу.

Несомненно, универсальных реше-ний нет. Однако опыт последних лет де-монстрирует, что для широкого кругазадач, связанных с визуализацией дан-

ных и управлением системой, успешноприменяется оборудование человеко-машинного интерфейса компанииWein tek. Оно в полной мере отвечает пе-речисленным требованиям и обладаетрядом привлекательных особенностей.Среди его достоинств следует отметитьразвитую функциональность, прекрас-ные эксплуатационные характеристикии конкурентные цены. Программныесредства разработки отличаются хоро-шим качеством, обеспечивают решениебольшого числа разнообразных задач идоступны для широкого круга специа-листов.

В первой части статьи приведён крат-кий обзор устройств человеко-машин-ного интерфейса и программныхсредств разработки компании Weintek.Во второй части мы познакомим чита-телей с примерами использования дан-ного оборудования в системах автома-тизации в нефтехимии, строительстве,электроэнергетике, образовании и нау-ке. Отбирая примеры внедрений, мыстремились не только показать возмож-ность применения оборудования Wein -tek в различных отраслях, но и проде-монстрировать его прекрасную совме-стимость с контроллерами различныхпроизводителей.

ОБЗОР ПРОДУКЦИИ

КОМПАНИИ WEINTEK

Номенклатура устройств человеко-машинного интерфейса компанииWein ek состоит из нескольких классовизделий (табл. 1).

Наиболее обширным и популярнымявляется класс графических панелей се-мейств MT6000/MT8000 и MT3000 сбесплатным программным пакетом раз-работки EasyBuilder.

С точки зрения разработки про-граммного обеспечения, очень близокк ним класс устройств ЧМИ, не содер-жащих встроенного дисплея. Этоустройства машинного TV-интерфейсаmTV-100 и cMT-SVR-100 с облачнойтехнологией. Главным их отличием отдругих изделий Weintek является отсут-ствие встроенного дисплея. Подготовкапроекта визуализации ведётся в средеразработки EasyBuilder Pro. ИзделиеmTV-100 оснащено интерфейсомHDMI и позволяет отображать рабочийпроект на больших мониторах или те-левизионных экранах. Изделие сMT-SVR-100 после загрузки проекта функ-ционирует как сервер, к которому побеспроводному каналу связи могут под-ключаться клиентские приложения ви-зуализации данных CloudHMI, уста-новленные на мобильных устройствахiPad.

Отдельный класс составляют панель-ные ПК с сенсорным экраном семей-ства MT600. В состав семейства входяттри серии: i, eMT и iWP. Серии MT600iи eMT600 – это свободно программи-руемые панельные компьютеры с пред-установленными операционными си-стемами реального времени WindowsCE 5.0 и Windows CE 6.0. Поставляемыйс этими изделиями комплект разработ-ки (SDK) даёт возможность создавать

Примеры решений на базесенсорных панелей Weintekдля АСУ ТП и встраиваемых систем

Александр Деркач, Раис Камалиев, Вячеслав Маценко

В статье дан краткий обзор устройств человеко-машинного интерфейса производствакомпании Weintek, а также приведены примеры проектов автоматизации, реализованных с использованием этих устройств в нефтехимии, строительстве,электроэнергетике, образовании и науке.

Page 2: Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

программное обеспечение, используясредства разработки приложений дляоперационной системы Windows CE.

Операторские веб-панели MT600iWPпоставляются со встроенным про-граммным обеспечением iniNet Mic -roBrowser. Эти устройства не требуюткаких-либо средств разработки, отно-сятся к классу так называемых тонкихклиентов и предназначены для отобра-жения через встроенный веб-браузерэкранов, созданных средствами пакетавизуализации CoDeSys. Визуализацияпубликуется на веб-сервере программи-руемого логического контроллера(ПЛК). Такую возможность, например,поддерживают ПЛК WAGO I/O.

ГРАФИЧЕСКИЕ ПАНЕЛИ

СЕМЕЙСТВ MT6000/MT8000И MT3000 С БЕСПЛАТНЫМ

ПО EASYBUILDER

Большой популярностью среди спе-циалистов пользуются графическиесенсорные панели семейств MT6000/MT8000 и MT3000. В состав семействвходит несколько серий панелей раз-личной производительности с разме -рами экранов от 4,3 до 15". На моментнаписания статьи в производственнойпрограмме Weintek этот класс устройствпредставлен сериями i, iE, XE и eMT(табл. 2). Одной из ключевых состав-ляющих успеха этих семейств являетсябесплатно распространяемое про-граммное обеспечение EasyBuilder 8000и EasyBuilder Pro, предназначенное дляразработки проектов ЧМИ. Все панелипоставляются с предустановленной сре-дой исполнения проектов.

Семейство MT6000/MT8000В состав семейства MT6000/MT8000

входят серии i, iE, XE. Доступны панелис размерами экранов по диагонали 4,3,7, 10,1, 10,4, 12,1 и 15". Вычислительноеядро построено на мощных RISC-про-цессорах с частотой 400 МГц (серия i),600 МГц (серия iE), 1 ГГц (серия XE).

С увеличением частоты процессора отсерии к серии растёт объём оперативнойпамяти: 64 Мбайт (серия i), 128 Мбайт(серия iE), 256 Мбайт (серия XE), ифлэш-памяти, предназначенной дляразмещения проектов и хранения дан-ных: 128 Мбайт (серии i и iE), 256 Мбайт(серия XE). Увеличивается от серии ксерии и количество передаваемых цве-тов от 65 536 (серия i) до 16,7 млн (серии

iE и XE) . Практически все панели этогосемейства содержат часы реального вре-мени (за исключением моделей 6050i и8050i). Все панели семейства имеют отодного до трёх последовательных портов(RS-232/RS-485), один или два портаUSB. Некоторые модели содержат слотдля размещения SD-карты.

В отличие от панелей MT6000 все па-нели MT8000 комплектуются портомEthernet. При незначительной разницев цене наличие порта Ethernet суще-ственно увеличивает количество прото-колов обмена с устройствами, расши-ряет функциональные возможности па-нелей MT8000, обеспечивает удобствозагрузки проектов и возможность уда-лённого подключения к рабочему столупанели (через VNC-клиентов). Моделисерии MT8000XE комплектуются мощ-ным процессором с частотой 1 ГГц,алюминиевым корпусом и экраном по-вышенной яркости.

Серия еМТ3000Панели серии еМТ3000 оснащены

RISC-процессором с частотой 800 МГц(у модели eMT3070A частота 600 МГц)и ОЗУ 256 Мбайт. Важной особен-ностью панелей этой серии являетсяподдержка протоколов CANopen,BACnet/IP, MPI/PPI. В серии имеютсямодели с алюминиевым корпусом (суф-фикс -А: еМТ3070А, еМТ3120А,еМТ3150А) и пластиковым корпусом(суффикс -Р – модель еМТ3105Р). Па-нель eMT3070A с процессором 600 МГцспособна работать в жёстких условиях(диапазон рабочих температур–20…+50°C).

Р А З Р А Б О Т К И / К О Н Т Р О Л Ь Н О - И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е С И С Т Е М Ы

39

СТА 3/2014 www.cta.ru

Графические панели(размеры экранов от 4,3” до 15”) с бесплатным ПО визуализации EasyBuilder

MT6000i (iH)MT8000i (iH) MT8000iE eMT3000 MT8000XE

Устройства ЧМИ без встроенного дисплея, с бесплатным ПО визуализации EasyBuilder

mTV-100 cMT-SVR-100 — —

Панельные компьютеры(размеры экранов от 7” до 15”) MT600i и eMT600: свободно программируемые ПКс предустановленнойОС Windows CEMT600iWP: веб-панелисо встроенным MicroBrowser

MT600 eMT600 MT600iWP —

Таблица 1

Основные классы устройств человеко-машинного интерфейса компании Weintek

Название серии i iE eMT3000 XEИнструмент для программирования EasyBuilder 8000 EasyBuilder Pro EasyBuilder Pro EasyBuilder Pro

Частота RISC-процессора 400 МГц 600 МГц 600 или 800 МГц 1 ГГц

RAM/флэш-память 64/128 Мбайт 128/128 Мбайт 256/256 Мбайт 256/256 Мбайт

Количество цветов 65 536 65 536 До 16,7 млн До 16,7 млн

Яркость 375 кд/м2 300–350 кд/м2 500 кд/м2 400–500 кд/м2

Продолжительностьработы лампы подсветки

30 000 ч 30 000 ч 30 000–50 000 ч 50 000 ч

Последовательныепорты COM1–СОМ3 (RS-232, RS-485 2W, RS-485 4W)

Ethernet 10/100Base-T (нет у моделей серии MT6000)

USB До 3×USB 2.0 хост, клиент (уточнять для младших моделей)

SD-слот SD/SDHC (только МТ8000i) Нет SD/SDHC SD/SDHC

Диапазон рабочих температур 0…+50°C 0…+50°C –20 (0)… +50°C 0…+50°C

Особенности серии Базовые функции

Пыле- и влагоза-щита платы. Двойная защита по RS-485

Дополнительныепротоколы: CANopen, BacNET/IP

Высокая про-изводительность.Размеры экранов12" и 15"

Таблица 2

Основные технические характеристики графических панелей

семейств MT6000/MT8000 и eMT3000

Page 3: Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

EasyBuilder 8000 и EasyBuilder ProДля создания ПО человеко-машин-

ного интерфейса компания Weintekпредлагает бесплатные средства разра-ботки EasyBuilder 8000 и EasyBuilderPro. Для программирования панелейсерии i применяется EasyBuilder 8000.Для программирования панелей серийiE, XE, eMT предназначен пакет Easy -Builder Pro. В статье в отношении лю-бой версии этого программного обес-печения используем общее названиеEasyBuilder.

Программное обеспечение EasyBuil -der – бесплатное средство разработки,которое устанавливается на инженер-ной станции, работающей под управле-нием операционной системы семействаWindows. В среде проектирования раз-работчику предоставляется интуитивнопонятный русифицированный интер-фейс, богатый набор инструментов длябыстрого создания проектов. Экранныеформы проектов могут содержать раз-личные элементы управления и инди-кации, таблицы, графики и тренды. Ис-пользуя команды меню, можно на-строить сбор данных по времени или поусловию, отобразить на экранных фор-мах текущие значения параметров и ар-хивную информацию. При этом можносконфигурировать хранение архива впамяти панели, на SD-карте или USB-носителе.

Наличие библиотек специальныхкоммуникационных драйверов (болеедвухсот) позволяет создать подключе-ния для взаимодействия с контролле-рами различных производителей: Sie -mens, Allen-Bradley, Mitsubishi, Omron,Yokogawa, Sharp, Fuji Electric, GE Fa -

nuc, Delta, Hitachi и других. Встроеннаяподдержка стандартных коммуника-ционных протоколов Modbus TCP (че-рез порт Ethernet) и Modbus RTU/ASCII (через интерфейсы RS-232 и RS-485) гарантирует быструю интеграциюпанелей Weintek с контроллерамиFASTWEL I/O, WAGO I/O, Advan tech идругими.

Рассмотрим примеры реализованныхпроектов и подробнее остановимся наособенностях панелей Weintek и про-граммного обеспечения EasyBuilder.

ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ

ПРОЕКТОВ АСУ ТП И ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ

НА БАЗЕ СЕНСОРНЫХ ПАНЕЛЕЙ

WEINTEK

Нефтехимия: FASTWEL I/OCPM713 + MT8070iH

В 2013 году компания «КИП-Сервис»(г. Казань) реализовала проект модер-низации комплекса весовых термина-лов в цехе подготовки шинной резинына Нижнекамском шинном заводе. Пе-ред разработчиками стояла задача соз-дать систему терминалов для точногоизмерения веса основных компонентовшинного производства, в том числе тех-нического углерода разных марок. Поусловиям технического задания повы-шенные метрологические требованияпредъявлялись к тензометрическимдатчикам, вторичным преобразовате-лям и каналам АЦП контроллера.

Другим ключевым требованием коборудованию весовых терминалов ста-ла высокая надёжность оборудования.Исходя из этого, в основу техническогорешения был положен ПЛК СРМ713 снабором модулей ввода-вывода серии

FASTWEL I/O (рис. 1). СерияFASTWEL I/O имеет сертификат обутверждении типа средств измерений ихарактеризуется высокими показателя-ми безотказности.

Из-за высокой концентрации пылитехнического углерода в цехе при выбо-ре панели оператора дополнительнымтребованием стало исполнение лицевойпанели со степенью защиты не нижеIP65, при этом изображение должнооставаться многоцветным и ярким. Посовокупности всех факторов для визуа-лизации и управления процессами взве-шивания, калибровки и настройки ве-сов было решено использовать графи-ческую панель MT8070iH производствакомпании Weintek (рис. 2).

На рис. 3 изображена структурнаясхема шкафа весового терминала. Какпоказано на рисунке, сигналы от тензо-датчика, преобразованные модулемнормализации ADAM-3016 в токовыйсигнал 0–20 мА, заводятся в АЦП конт-роллера (модуль AIM721). После циф-ровой фильтрации и обработки данныео текущем весе передаются в основнуюуправляющую программу контроллераСРМ713. С панели оператораМТ8070iH выполняется ввод контроль-ных параметров и управление процес-сами взвешивания. Обмен даннымимежду панелью и контроллером осу-ществляется по стандартному промыш-40

СТА 3/2014

Р А З Р А Б О Т К И / К О Н Т Р О Л Ь Н О - И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е С И С Т Е М Ы

www.cta.ru

Рис. 1. Размещение оборудования

FASTWEL I/O в шкафу контроллера

весового терминала

Шкаф весового терминала

Сигнал от тензодатчика

Весы с тензодатчикомp

Ethernet-подключение для:1) отладки программ ПЛК и панели,2) переконфигурирования,3) интеграции в единую систему диспетчеризации

КоммутаторADAM-6520

Modbus TCP-клиент

Панель WeintekMT8070iH

Modbus TCP-сервер

0–20 мА

МодульнормализацииADAM-3016

ПЛК FASTWEL I/O CPM713 +модули AIM721 и DIM718

ADAM

Рис. 3. Структурная схема шкафа весового

терминала

Рис. 2. Лицевая панель шкафа контроллера

весового терминала со встроенной панелью

MT8070iH

Page 4: Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР ПРОДУКЦИИ AAEON

Модель AEV-6356-A1 AEV-6356-A2 AEV-6356HDD-A1 AEV-6356HDD-A2Процессор Intel® Core™ i7-3517UE до 2,8 ГГц Intel® Celeron® 827E 1,4 ГГц Intel® Core™ i7-3517UE до 2,8 ГГц Intel® Celeron® 827E 1,4 ГГц

Чипсет Intel® QM77 Intel® QM77

ОЗУ 1×DDR3 SODIMM до 8 Гбайт 1×DDR3 SODIMM до 8 Гбайт

Накопители 1×CFast™ 1×CFast™, отсеки SATA 2

Порты передней панели

2×USB 2.0 (M12), 1×RS-232/422/485 (M12), 2×Giga LAN (M12),1×VGA (DB-15), DVI-I, выключатель, разъем 1×CFast, 1×SIM

2×USB 2.0 (M12), 1×RS-232/422/485 (M12), 2×Giga LAN (M12),1×VGA (DB-15), 1×DVI-I, выключатель, разъем 1×CFast, 1×SIM, 2×НЖМД 2,5"

Порты задней панели

6 каналов дискретного ввода, 2 канала дискретного вывода, 2×USB 3.0, 2×RS-232 (DB-9),1×RS-232/422/485 (DB-9, изоляция), 1×Line-out, микрофон, питание 18-75 В DC (M12)

Применение Мобильный контроллер Медиаплеер, видеорегистратор Мобильный контроллер, медиаплеер, видеорегистратор Медиаплеер, видеорегистратор

Применение• Управление транспортом• Система информации о пассажирах• Сетевой видеорекордер

Особенности• Безвентиляторная конструкция• Диапазон рабочих температур –40…+70°C (кратковременно до +85°С)• Оптическая изоляция отдельных портов• Защита от электростатического разряда до 8,4 кВ• Повышенная устойчивость к воздействию вибрации и ударов

Сертифицированный по стандарту EN 50155Tx

Беспроводное соединение

Протоколыиспытаний Экологический

сертификат

Сертификатсоответствия

Page 5: Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

ленному протоколу Modbus TCP. Ис-пользование открытого протоколаModbus TCP в перспективе позволитпровести интеграцию комплекса весо-вых терминалов в единую систему авто-матизации подготовки шинной резины.

Строительство: WAGO I/O + MT8000i/iE

Основным направлением деятельно-сти ООО «КИП-Сервис» (г. Казань) яв-ляется производство и комплексная по-ставка оборудования для дозирования,взвешивания сыпучих и жидких мате-риалов, в том числе при производствебетона. Накопленный системным ин-тегратором опыт по использованиюоборудования разных производителейпомог определиться с оптимальным ти-повым решением для автоматизациибетоносмесительных установок (БСУ).В качестве основы комплекса техниче-ских средств такого типового решенияинтегратором была определена модуль-ная система WAGO I/O и сенсорные па-нели MT8000i/iE компании Weintek(рис. 4).

Большая география проектов и высо-кая степень ответственности перед за-казчиками ставит во главу угла надёж-ность всех компонентов системы, это-му критерию в полной мере соответ-ствует выбор технических средств авто-матизации.

Благодаря широкой номенклатуремодулей WAGO I/O и высокой про-изводительности программируемогоконтроллера 750-881 разработчики си-стемы получили возможность созданиягибкой конфигурации с учётом индиви-дуальных особенностей каждого БСУ.Применяя сенсорные панелиMT8000i/iE с диагоналями от 4,3 до 15",можно реализовать проект достаточновысокого уровня сложности, как пографическому содержанию, так и пофункциональному наполнению.

На рис. 5 представлен пример мне-мосхемы визуализации и управленияпроцессами дозирования. В зависимо-сти от сложности объекта автоматиза-ции количество экранов с мнемосхема-ми может меняться. Программное обес-печение EasyBuilder позволяет создать водном проекте до 1997 окон с различ-ными экранными формами, настроитьсвязи и переходы между ними. Приэтом разрешается как использоватьстандартные (предустановленные) биб-лиотеки форм и изображений, так исоздавать свои собственные. Кроме то-го, с сайта производителя можно ска-чать дополнительные отраслевые базыэлементов.

Функционирование БСУ, как прави-ло, предполагает использование не-скольких технологических рецептов дляприготовления бетона разных марок,что особенно важно в сезон активныхстроительных работ. Используя про-граммное обеспечение EasyBuilder Pro,можно создать большую базу рецептов,данные которых будут храниться вэнергонезависимой памяти панели.При необходимости доступ к экрану срецептурными данными, а также к лю-бой другой экранной форме можноограничить, если на этапе созданияпроекта настроить группу учётных за-писей с различными паролями и уров-нями доступа.

Контроллеры серии WAGO I/O 750-881 также имеют энергонезависимуюпамять объёмом до 128 кбайт и допус-кают хранение данных, в том числе ирецептурных, в своей памяти. Кроме

того, в номенклатуре WAGO I/O при-сутствуют модели контроллеров, имею-щие разъём для SD-карты, которуюможно использовать для создания и ве-дения архива средствами ПЛК.

Для обмена данными между панеля-ми Weintek и контроллером WAGO I/Oиспользуется промышленный протоколModbus TCP.

Электроэнергетика: SIMATICS7-1200 + eMT3105

Важной характеристикой панелейWeintek является способность взаимо-действовать с контроллерами различ-ных производителей на основе про-приетарных протоколов. Учитывая по-пулярность техники Siemens на рынкепромышленной автоматизации, мы вы-брали для демонстрации этой способ-ности проект компании «КЭР-Автома-тика» (филиал ООО «КЭР-Инжини-ринг», г. Казань), в котором панелиWeintek eMT3105 (10,4") использова-лись в паре с контроллерами Siemensсерии SIMATIC S7-1200.

Проект реконструкции системыуправления горелками котельного агре-гата (капитальный ремонт системы роз-жига газа «АМАКС») был выполненкомпанией «КЭР-Автоматика» дляОАО «Генерирующая компания» Казан-ская ТЭЦ-2». Структурная схема систе-мы приведена на рис. 6.

Система управления горелками ко-тельного агрегата имеет традиционнуюархитектуру. Станция оператора верх-него уровня выполняет управляющие,информационные и диагностическиефункции. Средний уровень системыпредставлен двумя шкафами УСО(устройств связи с объектами) горелок,на которых реализованы подсистемыуправления розжигом горелок котлово-го агрегата. Также к среднему уровнюсистемы относятся шкафы бесперебой-ного питания и сетевого оборудования,шкаф УСО технических защит и обще-го оборудования.

Основным узлом каждого шкафаУСО горелок является пара контролле-ров серии SIMATIC S7-1200. Они обес-печивают сбор данных с нижнего уров-ня оборудования КИПиА, обработку ипередачу информации на верхний уро-вень, а также осуществляют управлениезапорной арматурой и механизмами позаданному программному алгоритму,командам от станции оператора или отлокальной графической панели WeintekeMT3105. На рис. 7 приведён примермнемосхемы на экране локальной пане-42

СТА 3/2014

Р А З Р А Б О Т К И / К О Н Т Р О Л Ь Н О - И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е С И С Т Е М Ы

www.cta.ru

Рис. 4. Размещение оборудования в шкафу

контроллера БСУ

Рис. 5. Копия экрана АРМ оператора БСУ

Page 6: Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

туры (клапанов, регуляторов, задвижек)были реализованы в среде EasyBuilderодним и тем же элементом – «Байто-вым индикатором». Удобство его при-менения в том, что он позволяет в местесвоего расположения последовательноотображать разные состояния арматуры

Р А З Р А Б О Т К И / К О Н Т Р О Л Ь Н О - И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е С И С Т Е М Ы

43

СТА 3/2014 www.cta.ru

P

Ethernet 100Base-Т

Ethernet 100Base-Т

86

P86 P

86

P86

УСО Горелки 1, 2, 3, 4 УСО Горелки 5, 6, 7, 8

Станцияоператора

Шкаф сетевогооборудования

UPS 1

UPS 2

Сенсорнаяпанель

ПЛК S7-1200

ПЛК S7-1200

Сенсорнаяпанель

ПЛК S7-1200

ПЛК S7-1200

ПЛК S7-1200

Шкаф бесперебойногопитания (ИБП) УСО технических защит.

Общее оборудование

Ethernet-коммутатор

Ethernet-коммутатор

Станция инжиниринга

Серверная № 1 Главный щит управления – 2 Котельное помещение

АРМ

Рис. 6. Структурная схема системы управления горелками

Рис. 7. Мнемосхема подсистемы управления

розжигом горелки № 1

ли, где отображены основные техноло-гические параметры и состояния меха-низмов подсистемы управления розжи-гом горелки № 1. Переключение междуподсистемами горелок осуществляетсяс помощью кнопок в верхнем правомуглу.

При разработке экранной формымнемосхемы, показанной на рис. 7, гра-фические индикаторы состояния арма-

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР ПРОДУКЦИИ WEINTEK

Page 7: Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

в зависимости от значения соответ-ствующего контрольного параметра,назначенного пользователем. Элемент«Байтовый индикатор» может отобра-зить до 256 различных состояний объ-екта. Если подходящая библиотекаизображений состояний в системе про-ектирования EasyBuilder отсутствует, тоона может быть создана при помощиимпорта графических файлов в форма-тах bmp, jpg, png, dpd или gif, то есть безособых ограничений можно подгото-вить изображения в популярных графи-

ческих редакторах, таких как CorelDraw,3D Max, MS Visio и других.

На рис. 7 текущие положения клапа-нов (ПЗК-1, ПЗК-2, КО) и регуляторов(ГЗ, ШВ) отображены меняющимисяизображениями, исходя из следующихправил цветовой индикации: красныйцвет – арматура открыта; зелёный – за-крыта, серый – неизвестное состояние.Цифровые значения параметров поло-жения арматуры считываются напря-мую из контроллера S7-1200.

Отметим, что настройка и отладка ка-нала связи между панелью WeintekeMT3070A и ПЛК S7-1200, взаимодей-ствующими в локальной сети Ethernet,выполняется очень просто на этапеподготовки проекта панели в среде раз-работки EasyBuilderPro:1)создаётся стандартное подключение с

типом ПЛК S7-1200 (Ethernet);2)указывается IP-адрес контроллера

S7-1200, который включён в одну ло-кальную сеть с инженерной станцией

и выполняет в режиме RUN свою ра-бочую программу, созданную в систе-ме проектирования Siemens TIA Por-tal Step 7 Basic;

3)считывается таблица тегов контрол-лера S7-1200 по нажатию кнопки Gettag info (в российской локализацииEasyBuilderPro кнопка имеет назва-ние «Получить информацию о мет-ках»);

4)теперь в атрибутах элементов отобра-жения и управления, которые мы хо-тим привязать к каналу связи с ПЛКS7-1200, имеется полная информацияо тегах контроллера: именах, типахданных и занимаемых ими областяхпамяти %I, %Q, %M.Таким образом, учитывая опыт по-

добных проектов, простоту и надёж-ность реализации, мы предполагаем,что панели Weintek с достоинством зай-мут часть ниши промышленной авто-матизации, где применяется контрол-лерное оборудование Siemens.

Образование и наука: ADAM-4000 + WT3010

Многим специалистам в области про-мышленной автоматизации знакомынедорогие и надёжные модули удалён-ного ввода-вывода серии ADAM-4000компании Advantech. С начала выпускав 1992 году произведено более миллио-на устройств этой серии, и они до сихпор остаются популярными и востребо-ванными. Поэтому вполне естествен-ным оказалось появление проектов, гдепроверенные решения на базе модулейADAM-4000 оснащаются современны-ми средствами визуализации – сенсор-ными панелями Weintek. Одним из при-

44

СТА 3/2014

Р А З Р А Б О Т К И / К О Н Т Р О Л Ь Н О - И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е С И С Т Е М Ы

www.cta.ru

Рис. 9. Структурная схема лабораторной

установки для исследования температурных

волн

Сигналы от датчиковтемпературы

Шкаф контроллера

КоммутаторEKI-2528

Modbus TCP-клиент

Modbus TCP-сервер

Панель WeintekWT3010

АРМ студента

Modbus RTU ведущий

МодулиADAM-4017

ADAM ADAM ADAM

Modbus RTU

Нагреватель с набором датчиков температуры t

Рис. 8. Лабораторная установка для исследования температурных волн

Рис. 10. Редактор EasyBuilder Pro с исходным текстом макроса, реализующим

информационный обмен панели WT3010 с устройствами серии ADAM-4000

Page 8: Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

меров такой реализации является рабо-та, проведённая в лаборатории гидро-динамики кафедры радиоэлектроникиКазанского федерального университета(КФУ).

Ещё в начале 2000-х годов сотрудни-ками кафедры была создана лаборатор-ная установка для исследования про-цесса распространения температурныхволн (рис. 8). Для измерения темпера-туры на установке использовались мо-дули ADAM-4017 и набор датчиков тем-пературы.

В 2013 году после модернизации ла-боратории гидродинамики и созданиянового учебно-лабораторного комплек-са [1] возникла задача интеграции скомплексом установки для наблюдениятемпературных волн. В качестве устрой-ства контроля и управления установкойбыло предложено использовать графи-ческую панель оператора WeintekWT3010, расположенную в шкафу конт-роллера. Кроме интерфейса сетиEthernet, панель имеет набор коммуни-кационных портов стандарта RS-232 иRS-485, один из которых (СОМ3 RS-485 двухпроводной) и был использовандля подключения модулей ADAM.Структурная схема установки приведе-на на рис. 9.

Однако отсутствие у панелей Weintekвстроенной поддержки проприетарно-го протокола Advantech ASCII для опро-са модулей ADAM-4000 потребовало отразработчиков нестандартного реше-ния. Для этого они воспользовалисьвозможностью дополнять встроенныефункции EasyBuilder пользовательски-ми макросами. Язык макросов, встро -енный в EasyBuilder, позволяет исполь-зовать условные и циклические опера-торы, математические и строковыефункции, оперировать всеми стандарт-ными типами данных и массивами чи-сел, осуществлять преобразования ти-пов и т.д. Таким образом, не составилобольшого труда написать макрос, реа-лизующий сетевой обмен по нестан-дартному протоколу для опроса моду-лей ADAM-4000. На рис. 10 показаноокно редактора макросов с фрагментомпрограммы. Небольшой макрос выпол-няет следующие задачи: - формирует запрос в формате, соот-

ветствующем системе команд моду-лей ADAM-4017 (используется мас-сив char request[5]);

- посылает строку запроса в коммуни-кационный порт интерфейса RS-485и читает строку ответа от модуляADAM-4017 из порта, при этом ис-

пользуются функции OUTPORT() иINPORT();

- преобразует строку ответа из форма-та, соответствующего системе командмодулей ADAM-4017, в число с пла-вающей точкой;

- вычисляет значения температуры всоответствии с калибровкой датчи-ков, основываясь на полученныхзначениях напряжения;

- сохраняет значения температуры впамяти панели. Из памяти панели значения темпе-

ратуры стандартными средствами ПО

EasyBuilder отображаются на экранепанели и подготавливаются для пере-дачи данных по сети Ethernet, исполь-зуя протокол Modbus TCP, в SCADA-систему учебно-лабораторного ком-плекса.

Таким образом, в данном проектебыла реализована функция шлюза дан-ных из протокола ASCII (Advantech) впротокол Modbus TCP. По нашему мне-нию, используя макрос, можно на-строить обмен информацией междуразличными прикладными протокола-ми. Особенно просто это будет сделать,

Р А З Р А Б О Т К И / К О Н Т Р О Л Ь Н О - И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е С И С Т Е М Ы

45

СТА 3/2014 www.cta.ru

Тел.: (495) 234-0636 • [email protected] • www.prosoft.ru

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР КОМПАНИИ EUROTECH

• Высочайшая производительность – 26 Тфлопс• Компактность – 16 Intel® Xeon E5 и 16 Nvidia® Kepler в 9U• Охлаждение – непосредственное жидкостное• Энергоэффективность – 3,15 Гфлопс/Вт

Page 9: Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

если они входят в большой переченьпротоколов, поддерживаемых панелью.В таком случае задача согласования об-мена различными данными упрощает-ся: достаточно использовать в макросефункции GetData() и SetData(), то есть,условно говоря, получить данные отту-да-то и записать данные туда-то (де-тальный синтаксис функций описан вдокументации).

Если возникает задача техническимисредствами одной панели реализоватьнесколько шлюзов, то целесообразноиспользовать несколько макросов, каж-дый из которых можно настроить насвой период исполнения (100 мс, 1 или2 с и т.д.). Общее число макросов в про-екте может быть до 256.

Результаты лабораторных работ (таб-личные выборки данных, графики), по-лученные в процессе наблюдения тем-пературных волн, можно распечатать набумаге в виде копии экранных форм па-нели Weintek и приложить к лаборатор-ному отчёту. Для реализации этойфункции необходимо:- сконфигурировать соответствующий

раздел системных параметров в про-екте панели;

- сконфигурировать для печати напринтере параметры утилиты Easy-Printer – удалённого сервера печати всоставе инструментального ПО Еasy-Вuilder.Если нет необходимости печатать ко-

пии экранных форм на бумаге, то ихможно сохранять на жёстком диске сер-вера в файлах формата bmp, указав это внастройках утилиты EasyPrinter. Такимобразом можно вести электронный ар-хив графических файлов по дате, номе-ру учебной группы и т.п.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведённые в статье примеры ис-пользования оборудования ЧМИ ком-пании Weintek в системах автоматиза-ции в нефтехимии, строительстве, элек-троэнергетике, образовании и науке неисчерпывают сферы его применения.Панели семейств MT6000/MT8000 иMT3000 с успехом используются втранспортном машиностроении, неф-тедобыче, производстве пищевых про-дуктов и многих других отраслях про-мышленности.

Суммируя опыт реализованных иописанных в этой статье проектов с ис-пользованием панелей Weintek, можнообобщить его в виде набора типовых ре-шений, которые схематично представ-лены на рис. 11. На диаграмме показанооборудование разных производителей,которое было описано в статье, и ото-бражены способы его взаимодействия сустройствами визуализации и управле-ния Weintek.

Не все реализованные на практикерешения мы описали в этой статье. На-пример, в ряде проектов определяю-щим аргументом при выборе панелиeMT307A послужила способность рабо-тать в расширенном диапазоне темпе-ратур. Встроенный язык для програм-мирования макросов позволяет реали-зовать различные алгоритмы. Поэтомув ряде проектов панель использоваласьне только как средство человеко-ма-шинного интерфейса, а выполняла,кроме того, функции, являющиеся тра-диционными для ПЛК, или функциишлюза, связывающего сети с различны-ми протоколами.

Программное обеспечение EasyBuil -der 8000 и EasyBuilder Pro обладает бо-

гатыми возможностями, превышающи-ми требования к ЧМИ. Благодаря это-му на основе панелей реализовано по-строение систем мини-SCADA с тради-ционно присущими им функциямиЧМИ, архивирования, тревог, инфор-мационного обмена данными и по-строения отчётов.

Конечно, возможности продукцииWeintek значительно богаче и несом -ненно позволяют существенно увели-чить число подобных решений. Боль-шие функциональные возможности,прекрасные эксплуатационные харак-теристики и конкурентные цены де-лают устройства ЧМИ компании Wein -tek хорошим решением для широкогокруга задач в различных отраслях эко-номики.

Авторы признательны коллегам из ООО«КИП-Сервис» (г. Казань), компании«КЭР-Автоматика» (филиал ООО «КЭР-Инжиниринг», г. Казань) и с кафедры ра-диоэлектроники Казанского (Приволж-ского) федерального университета запредоставленные материалы реализован-ных проектов и конструктивное профес-сиональное участие и поддержку.●

ЛИТЕРАТУРА

1. Гаврилов А., Деркач А., Камалиев Р., Ма-

ценко В., Овчинников М. Учебно-лабора-

торный комплекс по применению автома-

тизированных систем для исследования

явлений переноса в пористых средах //

Современные технологии автоматиза -

ции. – 2013. – № 4.

Авторы – сотрудники Казанскогофилиала фирмы ПРОСОФТТелефон: (843) 291-7555E-mail: [email protected]

СТА 3/2014

Р А З Р А Б О Т К И / К О Н Т Р О Л Ь Н О - И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Е С И С Т Е М Ы

www.cta.ru

Панели оператора(Weintek, Тайвань)

УСО и ПЛК серии ADAM(Advantech, Тайвань)

ПЛК FASTWEL I/O(НПФ «ДОЛОМАНТ», Россия)

ПЛК WAGO I/O(WAGO, Германия)

ПЛК SIMATIC S7-1200(Siemens, Германия)

Modbus TCPModbus RTUAdvantech ASCII

Modbus TCPModbus RTU

Modbus TCPModbus RTU

Modbus TCPModbus RTUS7-1200 (Ethernet)

Рис. 11. Типовые решения с применением панелей Weintek и контроллеров различных

производителей

Page 10: Примеры решений на базе ... · АРМ студента Modb us RTU ведущий Модули ADAM-4017 ADAM ADAM ADAM Modb us RTU Нагреватель с набором

EX7500026-портовый управляемый РоЕ-коммутаторFast+Gigabit Ethernet для промышленного использования(мощность РоЕ 420 Вт)

EX78000Управляемый коммутатор8 PoE + 2 GbE(мощность РоЕ 180 Вт)

Промышленное сетевое оборудованиедля отказоустойчивых сетей IP-видеонаблюдения

РоЕ-коммутаторы высокой мощностиРезервирование линий связи для отказоустойчивостиФункции управления для оптимальной передачи IP-видеоУдлинители Ethernet до 6 км (cat. 3, 5, RG-6/U)Преобразователи сред EthernetДиапазон рабочих температур –40…+75°С для монтажа вне помещенийГрозозащита Ethernet

ED3142удлинитель Ethernet(до 2,1 км по витой паре)с РоЕ-портом (30 Вт)

SAD-10KA модуль искро- игрозозащиты для Ethernet(PoE–Ethernet)

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ДИСТРИБЬЮТОР ПРОДУКЦИИ ETHERWAN