Никакая экономия денег не стоит такого количества нервов, субъективно.
Для тех, кого не пугает небольшая седина и амплитуда нервного тика, позже я опишу в подробностях как создавалось это технологическое чудо. В данной статье же краткий анализ проекта с определённой долей критицизма.
Зарождение. Постановка задачи
Собственно, работаю я в конструкторском бюро, и мы тестируем оборудование автоматизации для интеграции в наши заводы под ключ. Недавно на склад поступило оборудование ОВЕН и из него было решено собрать испытательный стенд:
- ПЛК110[M02]-MS4 (исполнительная среда MasterSCADA 4D)
- Панель оператора СП307
- Модуль универсальный ввода аналоговых сигналов МВ110-224.2А
- Модуль ввода сигналов тензодатчиков МВ110-4ТД
- Модуль электроизмерительный МВ110-220.3М
Структура системы была выбрана с разграничением сетей по назначению:
- Modbus RTU на базе RS-485 — общение ПЛК с подчинёнными устройствами(модули, частотники, интеллектуальные датчики, HMI панель СП307), ПЛК-мастер сети.
- Modbus TCP на базе Ethernet — Общение разных ПЛК друг с другом и с OPC-сервером
- ПК-сервер OPC и SCADA-системы является одновременно шлюзом между двумя разными сетями(Корпоративная LAN предприятия и Modbus TCP сеть контроллеров(два сетевых адаптера с маршрутизацией данных стандартными средствами Windows)
- Корпоративный LAN имеет выход в интернет через прокси-сервер
Структура системы в общем виде представлена на изображении ниже:
Заложенный функционал
- Сбор и перенаправление данных с ПЛК на OPC-сервер
- Локальное управление и мониторинг посредством HMI-панели
- Управление и мониторинг из SCADA через OPC-сервер
- Управление с любого ПК из LAN предприятия и через интернет с помощью SCADA-клиента
- Подключение мобильных OPC-мониторов через LAN и интернет
- Разумеется, архивация и генерация отчётов
Вроде ничего не упустили. Общее описание системы есть, а теперь, собственно, по теме(способы устранения буду описывать в статьях с реализацией каждого узла):
Возникшие сложности
1. Документация к ПЛК
Beta-тестирование заявленного ПЛК на ядре MasterSCADA 4D было обозначено производителем в 2012 году. Несмотря на такой внушительный срок существования концепта, всё что имеет разработчик в 2019-м — это руководство по программированию в 28(!?) страниц, на которых полезной информации чуть менее чем нисколько, причём скриншоты в мануале из MasterSCADA 3D, что довольно забавно с учётом того, что интерфейс сменился.
Также активно поддерживается тремя адептами и менеджером по продажам ветка форума в 20 топиков.
2. Архитектура ПЛК-модули
Это отдельная тема для обсуждения. Кратко: ПЛК общается с модулями как с Modbus RTU slave устройствами, которые предварительно необходимо сконфигурировать утилитой отдельно подключив каждый к ПК через преобразователь RS-485.
Умные дяди, конечно, наверняка умеют делать это без преобразователя через ПЛК, последовательно подключая модули в сеть и записывая нужные регистры, но такое приходит с опытом и огромным количеством боли.
Для разработчика впервые увидевшего такую архитектуру совсем не юзер-френдли.
Также все аналоговые модули любят уходить в отказ по неизвестным причинам, забирая за собой всю RS-485 сеть в Терра Инкогнита, но об этом я также хочу рассказать отдельно, целая эпопея, конечно. Проблеме, к слову, лет 10, производитель отшучивается «Следует признать, шаблоны нам не удались», однако это единственный интерфейс общения с модулями, и люди, вполне серьёзно, давно прописывают свои реализации Modbus RTU.
Тем временем, ромашковый чай заканчивался… Солнце уходило на закат
3. IDE MasterSCADA
Про графические инструменты говорить не будем, сильно я не тестировал, но скажу сразу, что не понравилось.
Говорим про реализацию обмена данными и языки стандарта МЭК:
Физические вводы выводы контроллера не являются глобальными переменными и к ним нельзя обратиться из любой части программы, написав алиас, например «DI1». В каждую программу следует перетаскивать это ручками, там формируется локальная переменная, которая наследует или передаёт значение. Т.е. сама сущность ПЛК, в моём видении, немного утеряна: устройство должно упрощать программирование логики работы физических каналов до уровня «Если сработал вход DI1 — Включаем выход DO1», а выглядит это так «Вход DI1 — Переменная LI1 — Переменная LO1-Выход DO1», также по незнанию этого принципа IDE можно словить восхитительное предупреждение «Преобразование Boolean-Boolean невозможно»(вероятнее всего, что то из них указатель, но представляю в редакции создателей, так гармоничнее).
Библиотеки языков ST, FBD, SFC достаточно объемные и выбор для удобства программирования есть, однако эти компоненты являются не функциями, а классами, внутри которых зашиты методы, а во вторых на большинство отсутствует справка с описанием функционала и типов данных. Настырность привела меня в библиотеки ядра CodeSys, откуда все эти функции и были взяты, их справка помогла.
4. Обмен с панелью СП307
Довольно интересное мероприятие для тех, кому некуда потратить пару дней.
Стандартное тестирование GUI(HMI или SCADA) для меня это сделать 6 проб:
- Чтение дискретного сигнала
- Запись дискретного сигнала
- Чтение целочисленного значения
- Запись целочисленного значения
- Чтение вещественного значения
- Запись вещественного значения
Соответственно, я рисую на экран 6 компонентов-примитивов и каждый по порядку проверяю
Обмен абсолютно такой же как и с модулями, но с отдельного порта ПЛК RS-232/485, и, вроде как, более стабильный. Поскольку HMI-слэйв, то писал я в него по изменению, а читал поллингом 500мс, чтобы не упустить действия оператора.
Первые 4 пункта были выполнены на отлично, но 5 и 6 вызвали проблемы.
Отправляем данные типа Single Float, на экране их выводим и видим, что данные не те, хотя все настройки вывода(Float, размерность 1 регистр и прочее) стоят правильно. Будет неправдой сказать, что в документации прецедент не описан, однако, попробуйте найти в какой и где, это со стороны забавно.
После истеричного перебора всех настроек, касаемых самих данных и их отправки, пишем в техподдержку, ответ в среднем 5-6 календарных дней, работаем по стандартному скрипту техподдержки «Проверьте, что питание включено — проверьте версию ПО — ожидайте, пожалуйста еще неделю-Идём разбираться сами».
К слову, решилось установкой одной галочки в абсолютно неадекватном месте с абсолютно неадекватной подписью.
В функционал экрана не заложен ввод аналогового сигнала формата «Бегунок», можно вписать только в текстовое поле цифрами. Это просто восхитительно, либо пишем кнопки "±" и скрипт самостоятельно либо вводим цифру с клавиатуры, о мягком управлении каким-нибудь приводом забываем.
Не буду сильно перегружать статью, поэтому буду описывать проблемы с верхним уровнем в части 2.
Резюмируя, хочу отметить, что я имел достаточную свободу и много времени для решения этих проблем, которые на первый взгляд кажутся смешными, но вызывают много боли у пострадавшего. В условиях ограниченных сроков с такими проблемами сталкиваться критично.
P.S.: Все тезисы, изложенные здесь, субъективны, и являются лишь попыткой предупредить неподготовленных, а не дискриминировать производителей, прошу отнестись к этой статье именно с этой точки зрения.
Вторая часть уже тут: щелкаем
Комментарии (49)
sk123
30.09.2019 09:32… советую первый пункт(собственно, ПЛК-ядро) менять на что угодно из ценовой категории на ступень выше.
Никакая экономия денег не стоит такого количества нервов, субъективно.
В 2007 пришлось поработать с ОВЕН ПЛК150, у нас его называли не иначе как ГОВЕН. Похоже, что спустя более 10 лет ничего не поменялось.
dolgovvad Автор
30.09.2019 09:33Я, на сегодня, придерживаюсь такого же мнения. Однако, как указал, никому его не навязываю
Fenogik
30.09.2019 13:56100% так.
В 2006 году выловили баг и даже получили исправленную библиотеку. В 2012 заказчик настоял, а продавцы продали и пришлось с овнами работать и получили ту же проблему на другом контроллере.
Овен это только под расстрелом или управлять дверями.
Сейчас когда совсем денег жмут то ставим Фаствел.
А вот МастерСКАДА в принципе понравилась. Тоже много косяков есть, но тех.поддержка адекватная. Но сейчас пытаемся на ОпенСКАДА делать, при увеличении наработлк давольно интересная системка и бесплатная (но опять НО! естественно это не на металлургический комбинат, максимум заводик на десяток цехов)ю
SeyranGV
30.09.2019 10:19недавно тоже столкнулся с данным продуктом, и именно с описываемым ПЛК 110М2. Писалось все в CodeSys, без применения SCAD. Так вот скажу так, чтобы управлять парой насосов и несколькими лампочками, это самое то, но вот что то серьезное это у меня в первый и последний раз (что самое обидное, так это то что проц там 400МГц), не дай бог кто то из инженеров предложит мне еще каким либо оборудованием управлять этим ........, лучше уж я отсижу пятерку за нанесение тяжких этому инженегру, а там глядишь суд проникнится причинами моих действий и смягчит приговор за действия в состоянии аффекта. А по поводу поддержки ихней, так это вообще отдельная тема для разговора, сильно напоминает сериал IT Crowd…
dolgovvad Автор
30.09.2019 10:42С техподдержкой, действительно, довелось пообщаться три раза за время тестирования, решение не предложили ни разу. Всё самостоятельно найдено
iBuilder
30.09.2019 13:56А зачем брали с версий от MasterSCADA, если сверху саму MasterSCADA не использовали.
Я уже сто лет не смотрел, но насколько помню, все эти ядра контроллеров от производителей SCADA, особенно местных, годятся хоть как-то, если используешь везде софт от одного «писателя» — как минимум связи от контроллера наверх проставлялись автоматически, что на сотнях сигналов было достаточно удобно.dolgovvad Автор
30.09.2019 13:59Действительно, рассматривалась MS 4D как безальтернативный вариант, но возникли некоторые обстоятельства. Можете ознакомиться со второй частью статьи, там я описал, почему был сделан такой выбор
hooperer
30.09.2019 14:02Доброго дня.
Не сочтите за рекламу(хотя как бы это она и есть), но в случае если Вы на ПЛК110[М02] не использовали собственные входы-выходы я бы рекомендовал «свой боян», а именно М3000-Т Инсат bolid.ru/production/disp/communication-controllers/m3_t_insat.html
При цене в 17000 в розницу Вы бы получили существенно более быстрый ПЛК, но имели бы внутри и open_vpn и прочие радости жизни Хорошего Linux-а. Хорошего естественно в моём, субъективном понимании при сравнении с конкретным М02 в конкретной задаче (отсутствия необходимости работать со встроенными в плк входами-выходами)
dolgovvad Автор
30.09.2019 14:05Я за рекламу не сочту, другие пусть решают сами для себя. Замечу, что ПЛК без физически реализованных вводов-выводов это не ПЛК, а аналог Raspberry PI, ваш продукт — это скорее анализатор промышленных сетей.
«в отличие от компьютеров, ориентированных на принятие решений и управление оператором, ПЛК ориентированы на работу с машинами через развитый ввод сигналов датчиков и вывод сигналов на исполнительные механизмы»(с) Вики (Программируемый логический контроллер)hooperer
30.09.2019 15:32С терминологией нюансов много, тут спору нет. К примеру по ПЛК по русски это Контроллер Программируемый Логический: ГОСТ Р МЭК 61131-1-2016. Ну то-есть ПЛК по русски на самом деле это КПЛ. Но КПЛ-ом в разговоре он от этого не станет, потому как PLC и все понимают о чем речь.
Мой контроллер специфичен только удаленными модулями ввода-вывода, да на нем тут 4-е RS485и это достаточно развитый метод ввода-вывода )))а по виду в прилагаемой в посте схеме к ПЛК ничего не шло напрямую — поэтому и предложил.
Да такие ПЛК с терминологией ПЛК есть у многих производителей — некоторые типа Beckhoff под такой архитектуре в основном работают, не предлагая в основном модуле никакого ввода-вывода, используя свою шину для ввода-вывода. Некоторые производители видят в них УСПД — и это в принципе тоже можно считать ПЛК… Да, такие задачи, только с удалёнными модулями/системами — бывают. В том числе интеграционные, в том числе с горячим/холодным резервированием, где сигналы на самих контроллерах не получиться использовать как пример — Удалённый модуль модбаса подключенный к двум! контроллерам с мастерскадой4д (резерв) — я такие проекты видел, они были интересны.
waricap
30.09.2019 20:13… советую первый пункт(собственно, ПЛК-ядро) менять на что угодно из ценовой категории на ступень выше.
Никакая экономия денег не стоит такого количества нервов, субъективно.
Это только для случая, когда нервы свои, а деньги чужие.dolgovvad Автор
01.10.2019 00:00Полагаю, существуют альтернативы, не всегда мне доводится работать в рамках КБ, и о частных заказах знаю не понаслышке. Взгляните, например, на контроллеры mitsubishi серии fx5, я лучше согласую с заказчиком лишние 5 тыс. руб., получив, в итоге, оборудование другого класса надёжности. Как правило, грамотно выстроенный диалог может привести нас даже к контроллерам Allen-Bradley, и человек будет полностью согласен со стоимостью
waricap
01.10.2019 04:30… я лучше согласую с заказчиком лишние 5 тыс. руб.
и потратите нервов на 505 тыс. руб., объясняя заказчику что в поставляемом оборудовании есть какое-то ПЛК, и что это такое, и что они бывает оказывается разные.
… грамотно выстроенный диалог ...
на столе у него лежит предложение конкурентов, за спиной стоит местный сошка-эксперт, обработанный конкурентами, и тут ещё вы, через голову менеджера по продажам, лезете со своими пятью тысячами.
Извините, не удержался, не люблю демагогии.dolgovvad Автор
01.10.2019 04:35Я вас прекрасно понимаю. Этот самый «диалог», о котором я говорю, это очень сложный и, зачастую, неприятный процесс, однако в некоторых случаях категорически необходимый
loki82
01.10.2019 04:35Работаю с ПЛК 110м02 два года и проблем не наблюдаю. При этом на каждом объекте стоит модуль аналогового ввода на 8 линий. МВ110-32ДН от 3 до 8, модулей МУ16к от 2 до 4. Все это висит на одном 485. На втором частотники шнайдера. На третьем опрос сушилки ТРМы от Овна. SIMPLE SCADA на моноблоке через OPC сервер от codesys. Всё работает стабильно. По поддержке тоже нареканий нет. Обращался раза 4 и всегда вопрос решался. Последний вопрос был про быстрые входы по прерыванию, прислали функциональный блок. Если правильно помню, не было возможности сбросить счетчик. До этого ставили 110 и 160 ПЛК. 6 лет. Все работает. Всё это на не очень быстрых процессах. 100мс
dolgovvad Автор
01.10.2019 04:37Как видите, мы все по разному встретились с этим оборудованием, поэтому я и написал в P.S., что моя оценка сугубо субъективна. Поэтому и интересно увидеть как с этим обстоят дела у других специалистов
shnegs
01.10.2019 08:19А может быть у Вас руки не из того места растут?
dolgovvad Автор
01.10.2019 08:20Вполне вероятно, зависит от того, какое место то самое
hooperer
01.10.2019 09:38С техподдержкой проблема — для меня это факт.
после того как ушел из Овна, уже больше двух лет ( и к м02 я прилагал руку)- больше 5-и разных знакомых
высказываются в том же ключе что и Вы — «если решение типовое то его предлагают, если нет — то толку от техподдержки мало ».
Для давно общающихся с техподдержкой таких вопросов не возникает- у них может быть скайп или почта людей, в той же компании, которые вполне компетентно отвечают.
При этом попасть на них официальной техподдержкой Почти невозможно)
Такой вот полярный мирloki82
01.10.2019 21:06Вот не соглашусь. Первая линия да, даже сути уловить не может. Но в 3х из четырёх случаях со мной связывался именно спец не линии тех поддержки. Или у меня сложилось такое ощущение. Потому как доступ предоставлял я через тимвьювер, и спец использовал довольно специфичный софт который в открытом доступе не лежит.
hooperer
01.10.2019 22:09всё-таки мир полярен. Хорошие спецы в Овене есть, я даже иногда списываюсь с ними просто поболтать. Более того, там есть прямо Офигенные спецы, и надеюсь там остались. А в техподдержке в Харькове прямо огонь — какой специалистки(ты).
но, как и я попытался написать выше — это работает только если Вы смогли пройти текущую первую линию. Автору это могло быть просто не нужно — бывает что людям это не интересно узнавать какая линия поддержки как работает, для него каждое обращение могло быть новым.
И такой подход может дать полярный результат.
По итогу понять — Хорошо это или Плохо с точки зрения Бизнеса — вопрос достаточно широкий чтобы хоть кто-то имел на него однозначный ответ. Ну кроме Директора, само собой.loki82
01.10.2019 22:19Может мне везло, но все обращения были по телефону на горячую линию. С документацией согласен. Есть недочёты, возможно потому что с европейскими контроллерами так: поступил вопрос, на него дали ответ. Не забыли и дополнили документацию. Хотя вот взять LSIS(LG). Пришлось переводить на корейский и слать запрос. Ответ тоже на корейском. Так что у Овна не все так плохо. Сейчас пробую договориться с другими производителями, так там с поддержкой вообще никак. Хотя ещё дешевле Овна, и функционал шире(относительно). Но что отдел продаж, что поддержка, тихий ужас. Пока себе на дом поставлю, почувствую всю прелесть ответов по 4 дня. А вдруг оно стабильно работает.)))
hooperer
01.10.2019 22:37Овен в части ПЛК не забывал и я полагаю сейчас врят-ли забывает править РЭ, если косяк на самом деле есть.
loki82
01.10.2019 22:01Кстати ещё не приходилось вскрывать м02. На чем построен? И если можно чуть больше подробностей про ОС. Обратил внимание что программа выполняется не по порядку при отладке, а как будто параллельно. Много ФБ одинаковых, где на вход подаются сигналы с модулей ввода а на выходе состояние и сигналы модулей вывода.
hooperer
01.10.2019 22:36Это лучше к текущим разработчикам, за два года все могло поменяться с ног на голову.
два года назад всё обстояло примерно так — За ось там Очень Хороший человек отвечает, если это Codesys.
И это покупная ОСь близкая к реальному времени, достаточно известная в узких кругах чтобы понять о чем идёт речь. Достаточно качественно, долго упорно и Проффесионально вставлена и настроена. Добавить и оптимизировать там что-то ну почти не реально
Быстрые входы-выходы он там красиво привернул, рекомендую почитать РЭ, скорее всего уже доделал.
Если же говорить о Мастерскаде то там не всё так радужно было. К Линуксу в нём у меня вопросов много и даже больше чем много было тогда и уверен ничего не поменялось в корне. Не говоря о загрузчике, предзагрузке и вообще архитектуре До загрузки- что для Linux на ПЛК одна из самых ключевых вещей вообще, я бы отметил один для меня характерный момент — не собрано было даже nano.
Пользователям дали только vim.
и для человека который обратился в техподдержку не зная ничего это… я даже эпитетов не подберу…
Мне, гентушнику всё хорошо, но Пользователям? вопрос. и таких вопросов там было много.
Ну а когда возьмёшь осциллограф, два контроллера, заведешь вход на выход и выставишь минимальное время цикла — Codesys прямо показывает на что способен.
Про мультизадачность программ на Мастерскаде — если я правильно понял вопрос то не совсем так. Могу ошибаться, потому что не являюсь разработчиком Мастерскады ( хотя и иногда учу ей в утубе ОПС-ников) и могу высказать свои ощущения-
Если говорить о крайней версии — 1.2.5.8882 — Время цикла в М02 врятли можно опустить ниже 50ms на одной совсем пустой программе в одной задаче- при условии вывода визуализации с графиками и без перегрева. Соответственно вторая программа если она в 100ms в Мастерскаде уложиться — оно пойдёт псевдоодновременно. Если одна программа будет не успевать — цикл Родительской задачи увеличиться, и две программы буду идти с Большим циклом.
По крайней мере когда я на своём М3000-Т тестировал — выходило именно так. только времена у меня были порядка 1… 10ms и задач побольше чем две приходилось нагружать — но суть оставалась такой-же — если есть одна Родительская задача — все программы сводяться к её времени цикла. Если какая то программа не успевает — время цикла увеличивается и остальные программы «ждут».
Интересней по виду происходит когда есть разделение на узлы и подзадачи с резервированием, но это другая история.
Почему так важна версия Мастерскады? потому что там ребята достаточно шустрые работают — с версии 1.1 до версии 1.2 за пол-года переписали движок с нуля. Собственно на новых версиях могут достаточно быстро что-то поменять а мы даже и не узнаем.hooperer
01.10.2019 22:40И да, цифры указаны примерные, и подтвердить их возможно с достоверностью порядка 20% в ту либо иную сторону. Подтвердить создав задачу в том числе с функциональным блоком, выдающим последнее время цикла и вытащить его на график.
loki82
01.10.2019 22:45Я про codesys версию говорю. И что то мне кажется что 50мс это слишком долго. Мой цикл идёт не больше 15мс. Визуализация? Каким боком она к чистому м02 codesys относится? И быстрые входы работают гораздо быстрей. Использую прерывания. Там явно в 1-2мс укладывается. Основной цикл останавливается. По быстрому входу.
hooperer
01.10.2019 22:55Ну так я про MS4D писал
с Кодесисом всё совсем не так.
Время цикла возможно и по-быстерее даже чем 15 мс на Codesys.
Планировщик задач я не крутил и даже не видел кода что-бы что-то сказать — Вам лучше пробиться через все линии техподдержки на Владислава. Это можно сделать даже у них на форуме, он частенько там отвечал, если вопрос по делу.loki82
01.10.2019 23:01Так мне в этом как раз уже помогли. Кто не помню. Это работает. Два энкодера в лёгкую вытянет с оооочень высокой точностью. Я это использую на высокооборотистых движках с червяной передачей. Где на каждый см движения задвижки идёт 150 полных оборотов +-. Позиционируюсь по 4 точкам без энкодера.
loki82
01.10.2019 22:52Меня очень интересует практически мгновенная обработка однотипного функционального блока в количестве 50шт.Хотя если я такое же напишу "лапшей" скорость снижается в разы.
hooperer
01.10.2019 22:56за этим вопросом рекомендую к Овену на форум. там могут подсказать лучший путь к результату. Бстрые входы два года назад можно было " подкручивать"
loki82
01.10.2019 23:04Этот факт уже состоявшийся. Это работает. Интересно было как это изнутри крутится. На форуме вряд ли расскажут. Да и смысл там задавать такой вопрос. Кстати не видел их на хабре.
hooperer
01.10.2019 23:12Бывают они и тут.
Улучшить там, в cs2 ничего практически нельзя (в отличии от линукс версии). Все соки из Ситары они выжимают достаточно полно и качественно. Что собственно характерно для таких систем — они в этом плане в одном ряду с любыми другими производителями стоят.
С энкодерами они работали нормально, быстрые входы как раз под это и были заточены.
loki82
01.10.2019 08:50Надо заметить что прошивки то у них разные. Может быть основная ветка уже вылизана, а мастерскада 4D не очень. По документации, если это codesys контроллер значит надо идти на codesys и смотреть примеры и описание функций. Но вот на каждый модуль в отдельности назначать адрес это да. Ещё то веселье.
dolgovvad Автор
01.10.2019 11:02Да, у них разное исполнительное ядро, и это говорит о том, что баги фикшенные на M02 Codesys не равно M02 MasterSCADA, что прискорбно, было бы хорошим очень плюсом для Инсат'ов. Документация от Инсат, мягко говоря, скудная и мне, после Siemens, Allen Bradley, GE Fanuc было предельно некомфортно с этим работать
Romer
Станции-клиенты — они под Web-браузерами, или таки Инсат все же выпустил отдельный рантайм под 4-ю версию своей скады?
dolgovvad Автор
В конечном варианте используется Simple SCADA, не Инсатовский продукт
Romer
А можно поинтересоваться причинами такого выбора и почему не стали делать на 4-ке АРМы?
dolgovvad Автор
Уже дописываю 2 часть статьи, там описал выбор SCADA системы. Буду признателен, если прочитаете и дадите свою оценку
Romer
Очень даже жду 2-ю часть!
dolgovvad Автор
Уже опубликована, посмотрите в моём профиле