Возможности панелей С-more и С-more micro для создания систем человеко-машинного интерфейса

Введение

В современных системах автоматизации все чаще встречаются задачи локального управления отдельными частями большой АСУТП. Это могут быть отдельные аппараты, требующие вмешательства оператора по месту, небольшие технологические линии вспомогательных производств, станки с программным управлением и т.п. Использование для управления такой системой полнофункциональной рабочей станции и SCADA-системы часто становится неоправданным из-за их значительной стоимости. К тому же, в таких задачах большинство функций SCADA-систем остаются невостребованными. При этом задача создания человеко-машинного интерфейса и возможности управления по месту остается актуальной. В качестве решения этой задачи в современных системах все чаще применяют панели оператора. Такое решение имеет ряд преимуществ, как с экономической, так и с технической точки зрения. В самом деле, стоимость системы построенной на классическом сочетании панельный компьютер и SCADA система значительно выше, чем при использовании операторской панели. Сравним систему, построенную на базе 15-дюймовой панели C-more и промышленного панельного компьютера с аналогичной диагональю экрана.
Помимо разницы в цене самого устройства на стоимость системы существенно влияет стоимость программного обеспечения. Если для панели оператора программное обеспечение покупается один раз и в дальнейшем его можно использовать для программирования аналогичных панелей, то в случае SCADA системы Runtime лицензию необходимо приобретать заново для каждого проекта. В таблице 1 дано сравнение стоимости двух систем, в качестве SCADA системы взята лицензия на среду разработки и Runtime InTouch на 64 тега. Заметим также, что при увеличении числа тегов стоимость лицензии на SCADA систему возрастает в геометрической прогрессии. В то время как количество тегов, отображаемое панелью оператора, ограниченно только ее памятью и никак не влияет на стоимость.
Конструктивно панели также имеют ряд преимуществ перед панельными компьютерами, они более устойчивы к внешним воздействиям, таким как вибрации и высокие температуры, экономичнее по энергопотреблению, требуют меньше места для монтажа.

Таблица 1

Цены на оборудование взяты из текущих прайс-листов компаний ПЛКСистемы, Прософт, Klinkmann.

Можно возразить, что за разницу в цене при использовании компьютера мы получаем определенные преимущества в функциональном плане. Однако, это утверждение верно при решении достаточно сложных задач, требующих вычислительных мощностей, дополнительных программ выполняемых по месту и т.д.
Панели C-more по своим возможностям могут решать большинство задач, которые раньше считались выполнимыми исключительно с помощью SCADA систем. Ниже подробно рассматриваются такие функции панелей C-more, как архивирование данных, построение архивных трендов, выдача сообщений.

Общие сведения

Серия панелей C-more ЕА7 фирмы AutomationDirect представляет широкую номенклатуру панелей оператора с сенсорным экраном. Все панели имеют степень защиты IP65, удобную систему монтажа для встраивания панелей в щиты и пульты, устойчивы к вибрациям.
Цветные жидкокристаллические ТFT-экраны (у панелей диагональю 6 дюймов STN-экраны) с диагональю от 5.7 до 15 дюймов и разрешениями от 320х240 до 1024х768 точек, обеспечивают решение задач по созданию систем отображения и управления небольшими технологическими процессами или аппаратами. Для программирования панели подключаются к компьютеру через USB-порт, а с контроллером соединяются по интерфейсам RS-232/422/485 или Ethernet, имеются слоты расширения для карт CF. Встроенные драйвера для контроллеров DirectLOGIC, GE Fanuc, Allen Bradley, Omron, Mitsubishi облегчает интеграцию панели в системы автоматизации.
Все панели оператора серии ЕА7 имеют питание 24 В, защиту IP65 по лицевой панели, выдерживают виброускорения до 1 G в диапазоне от 57 до 150 Гц, в пиках до 15G в течение 11 мс, рабочий диапазон температур от 0 до 50 ˚С. Наработка на отказ лампы подсветки составляет 50000 часов, стоит отметить, что конструкция панели допускает замену лампы по месту, силами персонала предприятия, а не требует отправки панели в сервисный центр. Для расширения коммуникационных возможностей в панели присутствуют порт Ethernet и слот для карты CF (кроме двух младших моделей).
В линейку входят пять 6-дюймовых панелей, с процессором 333 Мгц и разрешением дисплея 320х240 QVGA, 10 Мб памяти. Дисплей может быть выполнен как в цветном, так и в черно-белом исполнении.
Начиная, с 8-дюймовой модели панели оборудуются TFT дисплеями и 400 Мгц процессором. Разрешения экрана 640х480 VGA у 8- и 10- дюймовых моделей, 800х600 SVGA у 12- дюймовой модели, 1024х768 XGA у 15-дюймовой модели. 12 и 15- дюмовые модели, также имеют увеличенную внутреннюю память 40 Мб.
Внешний вид графических панелей семейства С-more показан на рис. 1. На рис.2 показаны коммуникационные возможности панелей.

Рис 1. Внешний вид графических панелей оператора C-more.

Рис 2. Коммуникационные возможности панелей C-more.

Панели C-more можно использовать для широкого круга задач автоматизации: от контроля систем жизнеобеспечения и систем безопасности до управления производственными процессами в промышленности. Однако применение больших графических панелей не всегда оправдано. Специально для небольших задач фирма AutomationDirect разработала серию панелей C-more micro с упрощенными графическими возможностями и наличием кнопочной клавиатуры. Эти панели подходят для решения задач управления в системах автоматизации зданий, системах безопасности и контроля доступа.
Панели C-more micro могут поставляться с сенсорным или обычным дисплеем размером 128х64 пикселя с подсветкой пяти различных цветов и возможностью поддержки псевдографики. Питание панели осуществляется от контроллера через коммуникационный порт. Панели оснащены программируемой 5-ти кнопочной клавиатурой. При необходимости возможна комплектация 8-ми или 20-ти кнопочной клавиатурой, дополнительным блоком питания и дополнительным COM-портом. Все панели оператора серии ЕА7 выдерживают виброускорения до 1 G в диапазоне от 9 до 150 Гц, в пиках до 15G в течение 11 мс, рабочий диапазон температур от 0 до 50 ˚С, питание 5 В от контроллера или 24 В при использовании встроенного адаптера.
Линейка C-more micro включает в себя две модели ЕА1-S3ML и ЕА1-S3ML-N соответственно с сенсорным и с обычным дисплеем. Панели имеют драйвера для контроллеров DirectLOGIC, GE Fanuc, Allen Bradley, Omron, Mitsubishi. Панели C-more micro в различных исполнениях показаны на рис.3.

Рис 3. Панели C-more micro в различном исполнении.

Возможности

Панели C-more имеют ряд возможностей характерных для полноценных SCADA – систем, таких как:

• Отображение трендов;
• Выдача сообщений о событиях;
• Возможность ведения архивов;
• Встроенные часы реального времени;
• Возможность выполнения рецептов.

Кроме того панели характеризуются стандартным набором функций с некоторыми особенностями:

• Легкое соединение с ПЛК и компьютерами, используя встроенные драйверы и открытые протоколы;
• Отображение графики и текста;
• Библиотека готовых объектов, включая специальные объекты для ПИД-регуляторов;
• Возможность создания простейшей анимации;
• Календарь;
• Интеграция в сети Ethernet.

Рассмотрим подробнее наиболее важные возможности панелей C-more.

Конфигурирование панели

Операторские панели C-more и C-more micro можно настраивать без подсоединения к компьютеру, через внутреннее меню. Для доступа к внутреннему меню в панелях C-more необходимо нажать на левый верхний угол экрана и удерживать нажатие в течение 3-х секунд. В панелях C-more micro для доступа к меню настройки необходимо в течение 3-х секунд удерживать нажатыми клавиши F1 и F5. Возможна защита доступа к меню паролем.
С помощью меню настройки можно просмотреть текущую информацию о панели, сконфигурировать параметры экрана и провести его калибровку, задать параметры коммуникационным портам, установить системные дату и время, произвести сброс панели, протестировать панель, стереть информацию с карт памяти или USB накопителя.

Среда разработки

Среда разработки проектов для панелей C-more и C-more micro предназначена для работы под операционными системами Windows 2000 и Windows XP. Программное обеспечение C-more разработано в соответствие с современными тенденциям создания средств проектирования систем визуализации. Работа с ним не требует глубоких знаний языков программирования и в большинстве случаев сводится к параметрированию объектов, доступных в поставляемой вместе с ПО библиотеке. Большинство задач, возникающих в ходе создания систем автоматизации, легко решается стандартными средствами, предоставляемыми ПО.
Конфигурационное ПО скорее представляет собой программу построения экранных форм, а не среду программирования. Встроенная библиотека объектов и графический редактор позволяют быстро сформировать типовую графику. Поддерживаются графические bmp файлы, в том числе и динамические.
Примеры графических изображений для панелей C-more представлены на рис. 4 и 5.

Рис 4. Пример проекта системы автоматизации многоквартирного жилого дома.

Рис 5. Пример проекта автоматизации системы кондиционирования.

Поддержка языков панели C-more поддерживают следующие языки: арабский, китайский, английский, французский, немецкий, японский, корейский, испанский, тайский, отдельно стоит отметить встроенную поддержку русского языка.
Библиотека объектов - стандартные средства включают в себя: окна ввода вывода числовых значений, тренды, стрелочные приборы, гистограммы, индикаторы, панели ПИД-регуляторов, статический и динамический текст, аппараты, клапана, кнопки. Готовые экранные формы для быстрого создания системы навигации по проекту.
Рецепты Существует целый ряд технологических процессов, характеризующихся, повторяющимися по времени или по команде оператора действиями. Для удобства управления в автоматизации выделяют класс систем управления рецептурными процессами. Панели C-more имеют возможность управлять рецептурными процессами с помощью объединения последовательности действий в единую команду. Для этого существует специальная экранная форма Recipe.
Системные функции набор форм для управления настройками панели: включение хранителя экрана, регулировка громкости, регулировка яркости подсветки, установка времени и языка.
Имитация предоставляет возможность протестировать проект до его загрузки в панель.

Особенности панелей C-more

Организация памяти и система архивирования - Одним из основных преимуществ панелей C-more является развитая система архивирования. Всего возможно вести до 18 архивов в одной панели. Из них шестнадцать выделяются под архивирование значений, с возможностью построения архивных трендов, два отводятся под архивы сообщений. Величина хранимых архивов зависит от количества памяти в панели. Структура памяти панелей представлена на рис.4. Из рисунка видно, что память разделена на внешнюю (карты CF, USB накопители) и внутреннюю. Внутренняя память состоит из энергонезависимой памяти, в которой хранятся резервные копии проекта и операционная система, рабочей памяти, и 256 Кб SRAM памяти, в которой хранятся архивы. По современным требованиям 256 Кб для ведения полноценного архива недостаточно, поэтому предусмотрен механизм сбрасывания данных во внешнюю память. Внешняя память представляет собой либо карту CF объемом до 1 Гб, либо USB диск, сброс данных на которые может происходить либо по заполнению памяти, либо по событию, либо периодически каждые 5 минут. Таким образом, общий объем памяти для хранения архива может достигать 1 Гб. Такой объем позволяет использовать панели C-more для ведения серьезных локальных архивов. Дополнительным преимуществом является возможность передачи архивов, как по сети Ethernet, так и непосредственно на носителе. Одним из возможных применений этой особенности могут стать узлы учета энергоресурсов, где ведение локальных архивов является непременным условием.

Рис 6. Структура памяти панелей C-more.

Система сообщений Панели C-more могут хранить и отображать сообщения о событиях и аварийные сообщения. Архив сообщений хранится во внутренней памяти и передается на внешний носитель. Существует возможность защитить архив аварийных сообщений паролем. Для конфигурации архива сообщений используется специальный объект Alarm, а для отображения и редактирования сообщений Event Manager. С помощью этих инструментов, возможно, просмотреть и редактировать все виды сообщений в проекте. Дополнительно существует возможность вывода сообщения в виде всплывающего окна и отсылка в виде e-mail по событию.
E-mail клиент FTP и WEB сервера Панели C-more имеют встроенные почтовый клиент, службу файлового обмена и WEB сервер. С помощью почтового клиента можно передать из панели как вложенные файлы архивы, вид экрана в виде картинки, данные по трендам. FTP сервер встроенный в панель служит для аналогичных целей, но предоставляет ряд дополнительных возможностей, таких как удаленный доступ к файлам хранящимся на внешних носителях. WEB сервер позволяет удаленно просматривать текущее состояние панели через стандартные Интернет браузеры.

Василий Шауро
ООО «ПЛКСистемы»