Программируемый контроллер, ПЛК, панель оператора КБ «АГАВА»

В статье представлены новые устройства автоматизации, представленные конструкторским бюро «АГАВА»: промышленные контроллеры ПК-50, программируемые логические контроллеры ПЛК-50 и панель оператора ПО-50. Показано их своеобразие, которое заключается в том, что они различаются прежде всего программным обеспечением, а на аппаратном уровне это универсальные устройства, способные выполнять как управление, так и функции человеко-машинного интерфейса.

ООО КБ «АГАВА», г. Екатеринбург

 

Конструкторское бюро «АГАВА» из Екатеринбурга уже несколько лет разрабатывает устройства для систем автоматизации, отвечающие концепции «всё в одном». Например, таким является АДМ-100[1] – стрелочный манометр с функцией преобразователя давления, легко встраивающийся в автоматизированную систему управления, но сохраняющий при этом все достоинства стрелочных приборов. Таким же можно назвать и контроллер АГАВА ПЛК-40, совмещающий функции контроллера и операторской панели[2].

Новым этапом в работе над данной концепцией можно считать целую линейку устройств 50-й серии: панель оператора АГАВА ПО-50, программируемый контроллер АГАВА ПЛК-50 и промышленный контроллер АГАВА ПК-50. Их интересной особенностью является практически полное сходство на аппаратном уровне. Все они выполнены в одинаковых типоразмерах, снабжены TFT-дисплеем с сенсорным экраном и заключены в корпус для крепления на щит, с разъемами для подключений на задней панели. Если мы сравним технические характеристики устройств 50-й серии, приведенные в табл. 1, то заметим, что они практически идентичны.

Таблица 1. Технические характеристики ПК-50, ПЛК-50, ПО-50 производства КБ «АГАВА»

Характеристика	Реализация в приборе
Общие характеристики
Конструктивное исполнение	Корпус для крепления на щит
Габаритные размеры, мм: Ø Агава ПЛК-50.10 (ПК-50.10, ПО-50.10) Ø Агава ПЛК-50.15 (ПК-50.15, ПО-50.15)	265 × 197 × 53 407 × 263 × 74
Степень защиты корпуса	Лицевая панель – IP54, задняя панель – IP20
Масса и материал корпуса: * Агава ПЛК-50.10 (ПК-50.10, ПО-50.10) * Агава ПЛК-50.15 (ПК-50.15, ПО-50.15)	1,2 кг, пластик 3,5 кг, металл
Напряжение питания	90–265 В переменного или постоянного тока. Частота переменного тока – до 63 Гц. Номинальное значение: ~220 В 50 Гц
Потребляемая мощность, не более	35 Вт
Аппаратные ресурсы
Микроконтроллер	32-разрядный, Cortex-A8 1 ГГц, 3D-ускоритель, L2-кэш 256 кБ
Объем и тип оперативной памяти	256 МБ DDR3
Объем флеш-памяти	4 ГБ
Объем SD-карты	До 2 ТБ
Часы реального времени	Есть
Сторожевой таймер	Есть
Поддержка многозадачности CoDeSys	Есть
Поддержка реального времени	Есть
Интерфейсы программирования	Ethernet, USB (RNDIS)
Человеко-машинный интерфейс
Размер диагонали и тип дисплея: Ø Агава ПЛК-50.10 (ПК-50.10, ПО-50.10) Ø Агава ПЛК-50.15 (ПК-50.15, ПО-50.15)	10,1 дюйма, TFT 15,6 дюйма, TFT
Разрешение дисплея: Ø Агава ПЛК-50.10 (ПК-50.10, ПО-50.10) Ø Агава ПЛК-50.15 (ПК-50.15, ПО-50.15)	1024 × 600 (WSVGA) 1366 × 768 (WXGA)
Количество цветов	16,2 млн
Органы управления	Резистивная сенсорная панель
Индикация	Три двуцветных программируемых светодиодных индикатора
Звуковая сигнализация	Встроенный пьезоэлектрический зуммер
Линейный аудиовыход	Два канала стерео, 1 В ампл., RН ≥10 кОм, разъем mini-jack 3,5 мм, 1 шт.
Интерфейсы
RS-485	Три, скорость – до 230,4 кбит/с, групповая гальваническая развязка
PROFIBUS	Один, скорость – до 230,4 кбит/с, групповая гальваническая развязка, совмещен с RS-485 (3), разъем DB-9
RS-232	Один, скорость – до 921,6 кбит/с, разъем DB-9 (сигналы RX, TX, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD)
Ethernet	Один, гальваническая развязка, 10/100 Мбит/с
USB 2.0	1,5, 12, 480 Мбит/с: - один HOST, разъем USB тип А, - один OTG, разъем mini-USB
SD-карта	Один слот для SD, SDHC, SDXC

Особенно важно, что каждое устройство 50-й серии, имея основное назначение (контроллер или человеко-машинный интерфейс) способно выполнять дополнительные функции (в первом случае – HMI, во втором – контроллера). Даже если взять такую аппаратную особенность любого контроллера, как масштабируемость его входов/выходов с помощью внешнего модуля, то и здесь разница между панелью оператора и контроллерами 50-й серии будет неочевидна. У компании «АГАВА» имеется очень удобный универсальный модуль ввода/вывода МВВ-40, который можно подключить к любому контроллеру, поддерживающему протокол Modbus RTU/TСP. Этот внешний модуль и сам обладает модульной структурой и способен включать в себя до шести субмодулей с разным набором аналоговых и цифровых входов/выходов. Выбрав тот или иной набор субмодулей, можно «закрыть» потребности любого проекта. Однако не только к контроллерам ПК-50 или ПЛК-50, но и к панели оператора ПО-50 при необходимости можно подключить такой же модуль ввода/вывода, поскольку и она поддерживает протокол Modbus RTU/TCP, что дает ей возможность выступать в качестве контроллера. Иными словами, следует признать, что аппаратная часть этих устройств практически одинакова и создает потенциал для использования любых функций: как контроллера, так и человеко-машинного интерфейса.

Главное, чем отличается контроллер ПЛК-50 от панели оператора ПО-50, это программными ресурсами. Именно программное обеспечение «приспосабливает» устройство под выполнение соответствующего круга задач, оставляя другие функции факультативными, а то и вовсе невостребованными. Если кратко перечислить, то для создания функциональности ПК-50 используется программирование на языках Си, для реализации функций ПЛК-50 применяется среда разработки CODESYS, а для панели оператора ПО-50 – среда разработки производства КБ «АГАВА» под названием AgavaHMI.

Рассмотрим подробнее, какую функциональность дает устройствам 50-й серии каждый из этих программных продуктов.

Разработка прикладных приложений для промышленного контроллера АГАВА ПК-50 (рис. 1) осуществляется на языках С/С++, D, C# в средах разработки Qt Creator, Microsoft Visual studio или других доступных. Прикладное ПО выполняется на базовой операционной системе реального времени Linux 4.4 RT. Данная ОС позволяет контроллеру управлять объектами в режиме реального времени, хранить и накапливать данные в файлах, переносить их на внешний USB-флеш-диск или передавать по сети Ethernet.



Рис. 1. Контроллер автоматизации АГАВА ПК-50

Программируемый логический контроллер АГАВА ПЛК-50 (рис. 2) наряду с ОС Linux «получает» среду разработки прикладных программ CODESYS v3.5 SP10+, известный программный продукт для ПЛК, в котором и реализуются все необходимые функции визуализации и управления. Дополнительно можно заказать функцию веб-визуализации, которая позволяет подключаться к ПЛК через веб-браузер с мобильного устройства или персонального компьютера. Таким образом, можно контролировать и измерять рабочие параметры системы из любой точки мира, где имеется доступ в интернет. Проекты можно разрабатывать с использованием любого из языков стандарта IEC 61131-3: SFC (Sequential Function Chart или Grafcet), FBD (Function Block Diagram), LD (Ladder Diagram), ST (Structured Text), IL (Instruction List) и CFC (Continuous Function Chart).



Рис. 2. АГАВА ПЛК-50

Панель оператора АГАВА ПО-50 (рис. 3) – это в первую очередь устройство человеко-машинного интерфейса, хоть и способное выполнять функции контроллера. Панель устанавливается в шкаф системы автоматики и служит для визуализации технологического процесса. Для этой задачи компания «АГАВА» создала специальную среду разработки AgavaHMI.

Рис. 3. Панель оператора АГАВА ПО-50 со средой разработки AgavaHMI

Среда разработки AgavaHMI является современным, модульным и кроссплатформенным приложением для построения систем визуализации и диспетчеризации. Вот список ее преимуществ и инструментов, которые она предлагает:

Весь цикл разработки проекта осуществляется в одной программе – интегрированной среде разработки (ИСР), при этом реализована иерархическая структура проекта, имеется возможность создания собственных функциональных объектов. Также есть средства контроля правильности построения проекта, возможность эмуляции работы проекта на компьютере. Вместе с ИСР предоставляется среда исполнения проектов для ОС Windows, позволяющая запускать на компьютере проекты, разработанные для панели. 

Все перечисленные возможности позволяют осуществлять самую современную визуализацию технологических процессов и обеспечивают легкое взаимодействие оператора с системой. Однако при необходимости на панель оператора можно возложить и функции автоматического управления системой. Она поддерживает протоколы Modbus-TCP, Modbus-RTU, что позволяет ей осуществлять автоматический контроль и управление другими устройствами и фактически являться центральным звеном SCADA-системы. Также, как уже было указано, панель допускает подключение внешнего модуля ввода/вывода, что позволяет масштабировать систему управления.

Сочетание высокотехнологичных аппаратных ресурсов с наилучшими программными продуктами позволило конструкторскому бюро «АГАВА» создать надежные, функциональные и универсальные устройства автоматизации, способные стать центральным звеном SCADA-системы.

 Статья опубликована в электронной версии журнала «ИСУП»

ООО КБ «АГАВА», г. Екатеринбург, 

тел.: +7 (343) 262‑9276,
e‑mail: zakaz@kb-agava.ru,
сайт: kb-agava.ru

---

[1] Новая жизнь стрелочного манометра // ИСУП. 2013. № 6.

[2] ПЛК‑40 от КБ «АГАВА» – всё в одном // ИСУП. 2017. № 5.