9. Прикладное по обеспечивающее связь с плк

STEP 7 – это базовый пакет программ, включающий в свой состав весь спектр инструментальных средств, необходимых для конфигурирования аппаратуры и промышленных сетей, настройки параметров, программирования, диагностики и обслуживания систем управления, построенных на основе программируемых контроллеров SIMATIC S7-300/S7-400/C7/WinAC.

• SIMATIC Manager - ядро пакета STEP 7, позволяющий выполнять управление всеми составными частями проекта, осуществлять быстрый поиск необходимых компонентов, производить запуск необходимых инструментальных средств.

• Symbol Editor - программа задания символьных имен, типов данных, ввода комментариев для глобальных переменных. Символьные имена доступны во всех приложениях.

• Hardware Configuration - для программного конфигурирования аппаратуры системы автоматизации и настройки параметров всех модулей. Выполняется автоматическая проверка корректности всех вводимых данных.

• Communication - для задания управляемой по времени циклической передачи данных между компонентами автоматизации через MPI или для событийно управляемой передачи данных через MPI, PROFIBUS или Industrial Ethernet.

• System diagnosis - предоставляет пользователю обзор состояния контроллера.

• Information functions - для быстрого обзора данных CPU и поведения написанной пользователем программы.

• Документирование - предоставляет пользователю функции документирования всего проекта.

• NetPro. Используя программное средство NetPro, можно удобно конфигурировать, задавать значения параметров и документировать конфигурацию сети для своей установки. С помощью NetPro можно выполнить следующие операции:

• Создавать графическое изображение структуры сети для Вашей

Установки

• Определять свойства и параметры для каждой подсети, используемой

в установке

• Определять свойства узлов для каждого из размещенных в сети

Модулей

• Конфигурировать соединения (функция доступна в том числе и из

других проектов)

• Документировать конфигурацию сети для установки

10. Сетевые технологии и технологии обмена данными в асу тПиП.

Интерфейс - совокупность средств, методов и правил взаимодействия (управления, контроля и т. д.) между элементами системы.

Под интерфейсом понимают не только устройства, но и правила (протокол) взаимодействия этих устройств.

Интерфейсы являются основой взаимодействия всех современных информационных систем. Если интерфейс какого-либо объекта (персонального компьютера, программы, функции) не изменяется (стабилен, стандартизирован), это даёт возможность модифицировать сам объект, не перестраивая принципы его взаимодействия с другими объектами

В вычислительной системе взаимодействие может осуществляться на пользовательском, программном и аппаратном уровнях.

1). Физический интерфейс – реализует процесс приема и передачи данных между источниками сети по определенным правилам, называемым «пакетом данных». Делятся на несколько видов:

-RS(point-to-point protocol) – интерфейс высокого напряжения, используется для подключения ПЛК к устройствам доп. Обработки данных.

PPP (Point-to-Point Protocol) — двухточечный протокол канального уровня (Data Link). Обычно используется для установления прямой связи между двумя узлами сети, причем он может обеспечить аутентификацию соединения, шифрование и сжатие данных. Используется на многих типах физических сетей: нуль-модемный кабель, телефонная линия, сотовая связь и т. д.

Часто встречаются подвиды протокола PPP такие, как Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE), используемый для подключения по Ethernet, и иногда через DSL; и Point-to-Point Protocol over ATM (PPPoA), который используется для подключения по ATM Adaptation Layer 5 (AAL5), который является основной альтернативой PPPoE для DSL.

PPP представляет собой целое семейство протоколов: протокол управления линией связи (LCP), протокол управления сетью (NCP), протоколы аутентификации (PAP, CHAP), многоканальный протокол PPP (MLPPP).

-Industrial Ethernet - стандартизованный (IEEE 802.3 и 802.11) вариант Ethernet для применения в промышленности.

Пром.интерфейс использующий TCP/IP, UDP для связи ПЛК со SCADA-системой, ПЛК с др. ПЛК, ПЛК с ИМ.

Сеть с процедурой доступа CSMA/CD. Industrial Ethernet обычно используется для обмена данными между программируемыми контроллерами и системами человеко-машинного интерфейса, реже для обмена данных между контроллерами и, незначительно, для подключения к контроллерам удаленного оборудования (датчиков и исполнительных устройств). Широкому применению Ethernet в последних задачах препятствует суть метода CSMA/CD, делающая невозможным гарантию обмена небольшим количеством информации (единицы байт) с высокой частотой (миллисекундные циклы обмена).

В последнее время является одной из самых распространённых промышленных сетей. Широко применяется при автоматизации зданий и в областях не требующих высокой надёжности.

• Для обеспечения гарантированного времени реакции используют протоколы реального времени:

• Profinet

• EtherCAT

• Ethernet Powerlink

• EtherNet/IP

• SERCOS III

Эти протоколы в различной степени модифицируют стандартный стек TCP/IP, добавляя в него:

• функции синхронизации

• новые алгоритмы сетевого обмена

• диагностические функции

• методы самокорректировки

Канальный и физический уровни Ethernet при этом остаются неизменными. Что позволяет использовать протоколы реального времени в существующих сетях Ethernet с использованием стандартного сетевого оборудования.

-ProfiBus - (Process Field Bus) — открытая промышленная сеть, прототип которой был разработан компанией Siemens AG для своих промышленных контроллеров Simatic, на основе этого прототипа Организация пользователей Profibus разработала международные стандарты, принятые затем некоторыми национальными комитетами по стандартизации.

Сеть Profibus — это комплексное понятие, она основывается на нескольких стандартах и протоколах. Сеть отвечает требованиям международных стандартов IEC 61158 и EN 50170. Поддержкой, стандартизацией и развитием сетей стандарта Profibus занимается Profibus Network Organization (PNO).

Profibus объединяет технологические и функциональные особенности последовательной связи полевого уровня. Она позволяет объединять разрозненные устройства автоматизации в единую систему на уровне датчиков и приводов.

Profibus использует обмен данными между ведущим и ведомыми устройствами (протоколы DP и PA) или между несколькими ведущими устройствами (протоколы FDL и FMS). Требования пользователей к получению открытой, независимой от производителя системе связи, базируется на использовании стандартных протоколов Profibus.

Profibus DP (Decentralized Peripheral — Распределенная периферия) — протокол, ориентированный на обеспечение скоростного обмена данными между:

• системами автоматизации (ведущими DP-устройствами)

• устройствами распределённого ввода-вывода (ведомыми DP-устройствами).

Протокол характеризуется минимальным временем реакции и высокой стойкостью к воздействию внешних электромагнитных полей. Оптимизирован для высокоскоростных и недорогих систем. Эта версия сети была спроектирована специально для связи между автоматизированными системами управления и распределенной периферией. Электрически близка к RS-485, но сетевые карты используют 2-х портовую рефлективную память, что позволяет устройствам обмениваться данными без загрузки процессора контроллера.

Profibus PA (англ. Process Automation — автоматизация процесса) — протокол обмена данными с оборудованием полевого уровня, расположенным в обычных или Ex-зонах (взрывоопасных зонах). Протокол отвечает требованиям международного стандарта IEC 61158-2. Позволяет подключать датчики и приводы на одну линейную шину или кольцевую шину.

Profibus FMS (англ. Fieldbus Message Specification — спецификация сообщений полевого уровня) — универсальный протокол для решения задач по обмену данными между интеллектуальными сетевыми устройствами (контроллерами, компьютерами/программаторами, системами человеко-машинного интерфейса) на полевом уровне. Некоторый аналог промышленного Ethernet, обычно используется для высокоскоростной связи между контроллерами и компьютерами верхнего уровня и используемыми диспетчерами. Скорость до 12 Мбит/с.

2). Программный (логический) интерфейс – правила (пакеты) данных по которым программа производит обмен данными с другими устройствами сети или же программами этих устройств.

Примерами служат: OPC, S7, CX-Driver.

Технология OPC регламентирует только интерфейс между OPC-клиентами и OPC-серверами (как и положено в технологии клиент-сервер, допускается множественные подсоединения). И она абсолютно не регламентирует способ получения этих данных от оборудования! Разработчик сам определяет, где и как их брать. Но, тем не менее, есть некоторые модели взаимодействия с оборудованием, предполагаемые разумными с точки зрения разработчиков OPC. И для их рационального обслуживания предлагаются соответствующие механизмы. Например, можно "попросить" OPC-сервер получать данные не напрямую, а извлекать их из своего внутреннего буфера (кэша). Разумеется, если сервер не делает кэширования, он может эту "просьбу" проигнорировать.

Организация данных

Переменные в OPC-сервере могут быть упорядочены либо в простой список, либо в дерево, напоминающее дерево файлов на диске (только вместо термина "папка" в OPC говорят "ветвь"). И есть соответствующие интерфейсы для навигации по этому дереву. Можно, в частности, в любой момент запросить дерево переменных, поддерживаемых OPC-сервером. Если оборудование допускает, дерево может изменяться динамически. Впрочем, если быть до конца точными, интерфейс, необходимый для просмотра дерева, объявлен в OPC-спецификации как необязательный. Тем не менее, он настолько удобен, что практически все OPC-серверы его реализуют.

OPC через сеть.

Имеется устройство, управляемое через какой-нибудь сетевой протокол. В этом случае вполне типична реализация OPC-сервера, получающего данные по этому протоколу. Единственная особенность в этом случае - предусмотреть механизмы восстановления связи в случае сбоев.

CX-Server OPC обеспечивает совместимость стандартного промышленного интерфейса ОPC и архитектуры сети и контроллеров Omron. CX-Server OPC обеспечивает возможности интерфейса любой клиентской программы, совместимой с OPC, и Omron.