Средства автоматизации одного производителя должны иметь единый подход к реализации обмена данными между устройствами. Так же средства автоматизации должны иметь возможность организации обмена по открытым протоколам связи. В статье описана процедура конфигурации связи между одной панелью оператора и двумя ПЛК по сети Ethernet. ПЛК подключены к панели оператора по протоколам Kinco TCP и Modbus TCP. Приводятся настройки связи в Kinco Builder, Kinco Dtools, Uni-Pro 3.
Введение
При реализации АСУ ТП принято минимизировать количество разных производителей средств автоматизации. Предпочтительно использовать оборудование одного производителя. Однако не все производители имеют необходимый перечень позиций для реализации всей АСУ ТП. Общая АСУ ТП может включать несколько локальных систем под управлением ПЛК разных производителей. В связи с чем при реализации даже небольшой АСУ ТП, часто используют автоматику двух (трёх) производителей.
Стремление к минимизации количества производителей средств автоматизации в одной АСУ ТП объясняется просто — оборудование одного производителя, как правило легко “стыкуется” между собой. Ситуацию, когда оборудование одного производителя не “стыкуется” между собой, можно считать неприемлемой и в принципе маловероятной. При использовании оборудования разных производителей ситуация совершенно иная. У разных производителей могут быть разные подходы к реализации коммуникаций, как на цифровом, так и на физическом уровне. Автоматика разных производителей может поддерживать исключительно специализированные протоколы связи. Физические интерфейсы связи у разных производителей так же могут не совпадать. В качестве примера можно привести интерфейс RS485. Интерфейс RS485 может быть, как двух проводным, так и четырех проводным. Автоматика одного производителя может поддерживать работу по двух проводному RS485, другой производитель предусмотрел связь со своими изделиями по четырёх проводному RS485.
Стоит отметить, что существуют решения проблемы с разными протоколами и интерфейсами связи. Среди решений можно выделить шлюзы протоколов и преобразователи интерфейсов. Однако включение дополнительных шлюзов и преобразователей приводит к удорожанию стоимости аппаратной (появляются новые устройства) и программной части (устройства необходимо настраивать) АСУ ТП.
Компания Kinco Automation специализируется на производстве следующих средств автоматизации: панели оператора, контроллеры с программируемой логикой (ПЛК), модули ввода/вывода, преобразователи частоты (ПЧ), системы позиционирования. Комплексное использование автоматики Kinco на этапе проектирования АСУ ТП позволит снизить затраты на этапе наладки. Единые подходы к реализации коммуникаций позволяют легко объединить всю автоматику Kinco в одну общую систему обмена данными. Кроме того, автоматика Kinco поддерживает работу по открытым протоколам связи. ПЛК сторонних производителей по открытым протоколам могут быть интегрированы в АСУ ТП, реализованную на автоматике Kinco. Для демонстрации коммуникационных возможностей автоматики Kinco сконфигурируем связь в АСУ ТП со следующей архитектурой (рис.1).
Описание архитектуры АСУ ТП
К панели оператора GL070E подключены два ПЛК по сети Ethernet. Первый ПЛК — K204ET-16DT, производитель Kinco Automation, протокол связи Kinco TCP (специализированный протокол связи). Второй ПЛК — EPK4HQ, производитель EVCO, протокол связи Modbus TCP (открытый протокол связи). Панель оператора является мастером, оба ПЛК подчинёнными устройствами.
Конфигурация обмена данными между ПЛК и панелью оператора
Конфигурация ПЛК Kinco происходит среде Kinco Builder. Приведём краткую информацию о среде Kinco Builder. Среда поддерживает графический (LD) и текстовый (IL6) языки программирования. Kinco Builder позволяет реализовать следующие задачи:
- обработка цифровых и аналоговых сигналов;
- программно-логическое управление технологическим процессом;
- вычисление значений переменных при помощи математических операций;
- обмен данными между устройствами по открытым протоколам;
- отладка созданной программы в онлайн или в офлайн (без наличия ПЛК).
В состав среды Kinco Builder входят:
- библиотеки обработки аналоговых сигналов;
- библиотеки преобразования типов данных;
- библиотеки логических и арифметических операций;
- библиотеки конфигурации часов реального времени;
- библиотеки высокоскоростных счётчиков;
- библиотеки конфигурации связи по протоколам Modbus и CANopen;
- библиотеки конфигурации связи по костомиризированным протоколам связи;
- библиотеки ПИД-регулирования;
- библиотеки для управления системами позиционирования.
Для конфигурации IP адреса ПЛК Kinco зайдём во вкладку “Workspace” и выберем “TCP/IP Setting”. IP адрес ПЛК и панели оператора должен принадлежать одному сегменту сети. Различие в IP адресах ПЛК и панели оператора только в четвертом байте. Зададим следующий IP адрес ПЛК Kinco: 192.168.0.252. ПЛК Kinco и панель оператора для связи используют 502-й порт. Для записи в ПЛК сетевых настроек ПЛК Kinco нажмём кнопку “Write”. На рис.2 приводится данные сетевых настроек ПЛК Kinco.
Стоить отметить, что не все ПЛК Kinco поддерживают обмен данными по сети Ethernet. Связь по сети ethernet поддерживают все модели ПЛК серии K6 и некоторые модели серий KS и К2.
Конфигурация ПЛК EVCO происходит среде Uni-Pro 3. IP адрес ПЛК EVCO: 192.168.0.102. ПЛК EVCO и панель оператора для связи используют 503-й порт. На рис.3 приводится данные сетевых настроек ПЛК EVCO.
Конфигурация панели оператора Kinco происходит в среде Kinco Dtools. Kinco Dtools обладает следующим функционалом:
- создание мнемосхем любой сложности: отрисовка дуг, секторов шкал во внутреннем графическом редакторе;
- использование в проекте сторонних графических изображений распространенных форматов (png, jpeg, bmp, gif);
- настройка пользовательских полномочий и разграничение прав доступа к элементам и экранам интерфейса панели оператора;
- ведение журналов действий оператора;
- архивация аналоговых параметров по времени или по состоянию триггера;
- вывод архивных данных в виде трендов и таблиц;
- ведение журналов событий;
- отображение в журнале выбранного типа событий;
- сохранение данных на USB накопитель, SD карту и внутреннюю память панели оператора;
- выгрузка архивов по FTP;
- создание мультиязычного проекта (до 32 языков);
- поддержка всех шрифтов операционной системы Windows;
- возможность создания макрокоманд на языке Си;
- большая база драйверов специализированных протоколов связи (более 150 драйверов);
- OPC UA сервер;
- гибкие инструменты работы с энергонезависимой памятью панели оператора, дополнительные утилиты для работы с рецептами;
На рис. 4 приводится общий вид конфигурация связи между панелью оператора, ПЛК Kinco и ПЛК EVCO в среде Kinco Dtools.
На рис. 5 приводится детальные настройки связи в среде Kinco Dtools. IP адрес панели оператора 192.168.0.100. К панели оператора подключено два канала Ethernet. Первый канал: к панели оператора подключен ПЛК Kinco. Порт связи 502. Для ПЛК используется драйвер Kinco TCP Ethernet Slave. На панели оператора выбран протокол Kinco TCP Ethernet. Номер станции ПЛК — 1. Второй канал: к панели оператора подключен ПЛК EVCO. Порт связи 503. Для ПЛК используется драйвер Modbus TCP Slave. На панели оператора выбран протокол Modbus TCP. Номер станции ПЛК — 2.
На рис. 6 приводится главный экран проекта, на котором реализован опрос регистров ПЛК Kinco и ПЛК EVCO. На ПЛК Kinco: панель оператора читает/записывает следующие регистры: M0.0, M0.1, VW10, VW20. ПЛК EVCO: панель оператора читает/записывает следующие регистры: 4х10, 4х11, 4х12.
На рис. 7 приводится экран панели оператора с запущенным проектом. Связь двух ПЛК и панели оператора работает штатно. Данные считываются с ПЛК и выводятся на экран панели оператора.
Подробные данные по настройке связи между панелью оператора и ПЛК можно найти в руководстве по коммуникациям. Принципы настройки функциональных компонентов среды Kinco Dtools можно найти в руководстве пользователя. Описание среды Kinco Builder можно найти в документации.
Заключение
В статье описаны программно-технические решения от компании Kinco Autoamtion для проектирования АСУ ТП. Единый подход к реализации коммуникаций позволяют быстро организовать обмен данными между устройствами Kinco. ПЛК сторонних производителей могут быть интегрированы в АСУ ТП, созданную на базе программно-технический решений Kinco по открытым протоколам связи. ПЛК и панели оператора поддерживают протоколы Modbus, BacNet, CANopen. Преобразователи частоты Kinco поддерживают протокол Modbus. Системы позиционирования поддерживают протоколы Modbus, CANopen.
Таким образом программно-технические решения Kinco могут быть комплексно применены в АСУ ТП. Область применения автоматики Kinco: небольшие системы автоматизации, включая АСУ ТП конвейерных линий, текстильных и упаковочных машин, печей металлургических циклов и других теплообменных установок.
