Видеографические регистраторы Ш932.9А-29.018. Обновление прибора как ответ на санкции

В статье рассмотрены особенности видеографического регистратора Ш932.9А-29.018 разработки и производства НПФ «Сенсорика». Рассказано о возможностях нового контроллера, применяемого для изготовления регистратора, и разработке нового ПО на базе Linux.

ООО НПФ «Сенсорика», г. Екатеринбург

скачать PDF

Санкции недружественных стран создают для отечественных производителей как дополнительные возможности (за счет ухода из России зарубежных конкурентов освободилась часть отечественного рынка), так и серьезные проблемы (стал затруднен или вовсе невозможен доступ к привычной элементной ба­зе). Последнее приводит к необходимости доработки или переработки выпускаемой продукции под доступную элементную ба­зу. Результаты такой переработки видеографического регистратора Ш932.9А-29.018 приведены в статье.

Видеографические регистраторы – это многофункциональные устройства, совмещающие в едином конструктиве (корпусе) программируемый контроллер, регистратор, панель отображения, встроенные блоки (модули) ввода/вывода. В отличие от традиционных свободно программируемых контроллеров (ПЛК), такие устройства готовы к эксплуатации сразу после включения, как сейчас модно говорить, «из коробки». Вместо громоздких средств разработки ПО (требующих квалифицированных специалистов) в случае с видеографическим регистратором к услугам пользователя – дружественное ме­ню и отработанная, надежная программная функциональность. Благодаря своим возможностям видео­графические регистраторы находят все большее распространение в различных системах автоматизации. 

В 2018 году в производство бы­ла запущена новая модель регистратора Ш932.9А-29.018 (рис. 1). Модель отличалась большим сенсорным графическим дисплеем, высоким быстродействием, богатыми функциональными возможностями по программированию, встроенным веб-сервером и возможностью беспроводного подключения [1]. Регистратор имел всю функциональность предыдущих моделей, современный процессор и программное обеспечение, расширенные интерфейсы для обмена информацией.

Рис. 1. Видеографический регистратор серии Ш932.9А-29.018

Основными отличиями нового семейства (29.018) являлись:
- сенсорный дисплей (10,4 или 15 дюймов);
- ПО на базе ОС Linux;
- параллельный опрос данных;
- удобный интерфейс для отображения информации.

В основу модели была положена новая и современная программно-аппаратная платформа: современная элементная ба­за, современная надежная ОС, сопутствующее ПО и прикладные библиотеки.

Отличительные черты платформы:
- высокопроизводительный процессор Cortex A8;
- ППЗУ объемом 4 ГБ;
- низкое энергопотребление и тепловидение;
- высоконадежная операционная система с ядром Linux 4.X;
- поддержка резистивных и емкостных сенсорных дисплеев;
- высокопроизводительная графическая подсистема, поддержка дисплеев с разрешением до 1980 × 1200 пикселей;
- усовершенствованные модули ввода/вывода с высоким быстродействием (от 1 до 10 мс) и точностью (не ху­же 0,1 %) бы­ли специально разработаны для этой модели, на одной плате расположены 4 универсальных канала аналогового ввода.

Основным средством ввода информации (человеко-машинным интерфейсом – ЧМИ) данной модели является сенсорный экран. Возможно подключение внешней клавиатуры и мы­ши через USB и беспроводной интерфейс. Этот прибор хорошо зарекомендовал се­бя при эксплуатации, в том числе на предприятиях Госкорпорации «Росатом».

Однако в 2022 году получение процессоров стало невозможным. Это привело к остановке производства данной модели регистратора. Все последующие го­ды велась переработка прибора на доступной элементной ба­зе. При этом основной задачей бы­ло сохранение высоких технических и эксплуатационных характеристик. В настоящее время обновленная модель готовится к производству.

Основное отличие – новый контроллер, он был полностью переделан:
- использован четырехъядерный 64-разрядный процессор Cortex-A55 с тактовой частотой более 2 Гц; графический процессор ARM G52 2EE;
- ПО контроллера полностью обновлено: оно работает на Linux, реализована поддержка защищенной командной строки SSH, веб-интерфейс с шифрованием HPPTs, загрузка внешних сертификатов и IPv6;
- заложен огромный потенциал для расширения функциональности. Большой объем памяти позволил начать реализацию гибкой логики, работы по которой продолжаются;
- веб-интерфейс стал адаптивным: экран хорошо выглядит на дисплеях любых размеров (6,8, 10,4 или 15 дюймов). Поддерживаются русский и английский языки;
- доступная элементная ба­за не означает снижения требований к ней. Компания закупает только надежные фирменные электронные компоненты, которые проходят тщательный входной контроль, а изготовленный прибор – длительный технологический прогон (в том числе при повышенной температуре). Это позволило добиться расчетного ресурса более 150 000 часов, а для приборов в атомном исполнении – более 250 000 часов.

Самой большой проблемой оказалась разработка нового программного обеспечения для Linux. Его пришлось практически создавать с ну­ля. Стабильная версия ПО, которая наконец-то прошла все внутренние тесты, появилась лишь через 2,5 го­да вместо расчетных двух лет.

Однако полученные (благодаря переходу на ОС Linux) особенности оправдываются:
- благодаря графическому интерфейсу Linux получилось реализовать максимально интуитивный и функциональный интерфейс прибора. На рис. 2 представлены ви­ды отображения информации;
- безопасность. Linux славится своей безопасностью в си­лу полной защищенности от вирусов. Любое важное и потенциально опасное действие должно быть подтверждено;
- получение прямого доступа к устройствам. При использовании многих ОС часто возникает сложность подключения к периферийным девайсам. Путь лежит через запутанные се­ти из SDK, библиотек с закрытым кодом. В Linux прямой доступ к периферийным устройствам и максимально простой интерфейс платформы;
- надежность. С самого первого выпуска Linux был ориентирован на обеспечение бесперебойной работы системы. По сей день безопасность и эффективное управление процессами являются главными преимуществами Linux-дистрибутивов и придают им заслуженный статус стабильных и надежных операционных систем;
- в ходе развития процессов импортозамещения Linux начала широко применяться как универсальная операционная система для персональных компьютеров. По состоянию на 2022 год она внедряется в образовательных, медицинских и других государственных учреждениях, а также в компаниях РЖД, «Газпром», «Росатом» и др.;
- в отличие от старых регистраторов, где разработчики бы­ли ограничены в размере файловой системы, Linux дает возможность использовать накопители большего объема для увеличения количества записей в архиве;
- на основе Linux есть возможность использовать веб-интерфейс и сервер для удаленного доступа к регистратору внутри локальной сети.

Рис. 2. Виды отображения информации у новой модели регистратора Ш932.9А-29.018: а – многооконный режим; б – числовой вид; в – стрелочные индикаторы

Пришлось существенно дорабатывать конструкцию видеографического регистратора, при этом (так же, как и прежде) она выполнена на ба­зе П-образного алюминиевого профиля, что значительно улучшает теплоотвод, но усложняет конструкцию. Финальная версия появилась после двух капитальных переработок.

Новый прибор имеет следующие основные характеристики:
- количество универсальных каналов от 4 до 24;
- основная погрешность не более ±0,1 %;
- межповерочный интервал 4 года;
- параллельная обработка сигналов – по измерительным каналам (суммарное время обработки всех каналов не более 10 мс);
- до 4 установок на канал;
- до 48 математических каналов;
- до 8 каналов ПИД-регулирования;
- программное регулирование: 30 программ по 50 шагов в каждой;
- интерфейсы RS-485 (Modbus RTU), Ethernet (Modbus TCP), USB;
- выходные реле:
-- до 16 оптореле (100 мА 250 В);
-- 2 или 4 семистора (2 А 250 В);
- устойчивость к электромагнитным помехам: III-A (для атомного исполнения IV-A);
- электропитание:
-- переменное напряжение 90–265 В 47–53 Гц;
-- постоянное напряжение 18–36 В;
- размеры:
-- лицевая панель 210 × 265 мм (дисплей 10,4 дюйма) или 280 × 355 мм (дисплей 15 дюймов);
-- вырез в щите 138 × 138 мм (4 слота для блоков ввода/вывода) или 138 × 164 мм (6 слотов).

Одновременно продолжается доработка прибора. В течение 2025 го­да планируется добавить интерфейсы HART и CAN, беспроводное подключение (Wi-Fi, Bluetooth), реализовать встроенный веб-cервер и возможность прямого подключения принтера.

Кроме того, на ба­зе новой модели ведется разработка модификации 29.018 ПЛК. Прибор выполнен на той же аппаратной платформе и представляет собой полноценный ПЛК. Отличие этой версии – установка в прибор исполнительной системы CoDeSys вместо программного обеспечения, разработанного НПФ «Сенсорика». Преимущество такого решения в сравнении с концептом «контроллер + панель оператора + модули ввода/вывода отдельно друг от друга» состоит в отсутствии необходимости отлаживать связи между устройствами, весь обмен выполняет ОС и исполнительная система CoDeSys, адаптированная к Ш932.9А-29.018. В таком случае обмен с внутренними модулями производится по оптимальной временной диаграмме, поддерживается автоматическое распознавание модулей и многое другое.

Литература

1. Кутрубас В. А. Новые видеографические регистраторы НПФ «Сенсорика» // Оборудование. Разработки. Технологии. 2017. № 4.

Опубликовано_в журнале «ИСУП» № 1(115)_2025

К. В. Тепляков, заместитель начальника конструкторского бюро,
ООО НПФ «Сенсорика», г. Екатеринбург,
тел.: +7 (343) 272-9280,
e-mail: mail@sensorika.ru

Иллюстрации предоставлены компанией ООО НПФ «Сенсорика»