Непредвиденные сложности, возникающие при интеграции разнородных средств автоматизации

Приведены рекомендации по интеграции в единую сеть оборудования различных производителей (VIPA, Beijer, LUMEL), работающего с применением разных протоколов обмена данными.

При разработке типового проекта автоматизации с применением аппаратных средств, дистрибьютором которых является фирма ЭФО, встала задача интеграции в единую сеть оборудования различных производителей, работающего с применением разных протоколов обмена данными. Было необходимо организовать получение аналоговых сигналов с измерите-лей, использующих протокол обмена Modbus, отображение и регистрацию их на панели Cimrex и передачу на обработку в контроллер, оснащенный интерфейсом MPI. В частности, использовалась следующая конфигурация оборудования:

Для конфигурирования и программирования контроллеров применялся программный пакет Siemens SIMATIC STEP7. Панель оператора конфигурировалась c помощью ПО Information Designer. Настройка измерителей производилась с их лицевых панелей с помощью клавиш.

Для соединения контроллера VIPA с панелью Cimrex использовалось прямое (точка-точка) MPI-соединение на базе интерфейса RS-485. Применяющийся для этого кабель был изготовлен самостоятельно по схемам, приведенным в фирменном руководстве Beijer по соответствующему соединению.

Измерители были объединены в сеть типа "шина" по интерфейсу RS-485, который преобразовывался с помощью PD51 в интерфейс RS-232. Последний, в свою очередь, соединен с портом RS-232 панели Cimrex. Электрические соединения осуществлялись в соответствии с цоколевкой разъема порта RS-232, приведенной в руководстве по панелям. Обмен данными между панелью и измерителями происходил по протоколу Modbus ASCII, где панель являлась ведущим, а измерители - ведомыми устройствами.

В проекте для контроллера, создаваемом в STEP7, в соответствии с руководством от VIPA была составлена конфигурация, соответствующая аппаратной. Особенность этой конфигурации заключается в том, что кон-троллер VIPA эмулируется процессорным модулем Siemens серии 300 (315-2DP). Для VIPA CPU315DPM, например, это будет процессорный модуль Siemens с каталожным номером 6ES7 315-2AF01-0AB0. Однако в ру-ководстве по MPI-соединению указывается необходимость установки в качестве скорости обмена 19200 бит/с. На всех прочих скоростях данная сеть не работает. Соответственно при этом должна применяться такая моди-фикация контроллера, которая поддерживает обмен по протоколу MPI со скоростью 19200 бит/с, а данный процессорный модуль с такими скоростями не функционирует. Это противоречие удается преодолеть только установкой в виртуальную стойку STEP7 модуля, работающего с необходимой скоростью, например, 6ES7 315-2AF02-0AB0. При этом STEP7 выдает ошибку при загрузке проекта в контроллер, так как данный процессорный модуль VIPA им определяется иначе (как 6ES7 315-2AF01-0AB0), но, несмотря на это, такая конфигурация, в отличие от рекомендуемой производителем, является работоспособной. Максимальный MPI (Highest MPI address), настраиваемый в установках сети, целесообразно сделать минимально возможным, то есть равным 15. В свойствах проекта Information Designer для панели Cimrex устанавливались два драйвера.

Один - для соединения с контроллером: SIMATIC MPI Direct, другой - для соединения в качестве ведущей станции с сетью измерителей MODICON Modbus Master. Из всех доступных для загрузки драйверов протокола Modbus необходимо выбирать именно вышеуказанный, в соответствии с требуемым типом (ASCII или RTU). Для используемых измерителей это был ASCII. Зачастую производители оборудования, оснащенного интерфейсами передачи данных, по не совсем понятным причинам не указывают или указывают не явным образом формат символа данных. Между тем, как правило, только одна комбинация оказывается работоспособной. И опре-делять эту комбинацию иногда приходится экспериментальным путем. В некоторых случаях помогают также установки по умолчанию. В рассматриваемом случае, в настройках периферии необходимо было установить параметры коммуникационных портов панели. Для первого порта (RS-232) устанавливается скорость, четность, число информационных и стоповых бит, которые должны соответствовать параметрам сети Modbus измерите лей (у нас - 9600, Even, 7, 1). Для второго порта настраивается тип интерфейса, скорость, четность, число информационных и стоповых бит. Должны были быть RS-485, 19200, Even, 8, 1 соответственно. При установке двух стоповых бит на обоих портах панели работоспособность сохраняется.

В соответствии с руководствами по интерфейсу измерителей, адреса их регистров представляют собой четырехзначные числа (конкретные адреса приводятся там же). В то же время адреса регистров для драйвера Modbus панели Cimrex имеют определенный диапазон для каждого из типов регистров: 0 - для катушек, 10000 - для входов, 30000 - для регистров ввода, 40000 - для регистров хранения. Если в качестве максимального адреса (MaxAddress) на вкладке Addressing выбрано 65535, то стартовые адреса будут соответственно 0,100000, 300000, 400000.

Данная особенность адресации не описывается даже в стандарте на протокол Modbus. Как показал опыт, для обеспечения совместимости в адресации необходимо задавать в проекте панели адреса регистров измерителей в качестве смещения к стартовым адресам диапазона.

Например, значение, измеренное на первом канале прибора NA22, находится в регистре 4000. Адрес в сети Modbus для этого прибора установлен, равным 2. Адрес для данного значения, указываемый в Information Designer, будет выглядеть, как 2:44000.

Таким образом, практика показывает, что не любая задача интеграции разнородного оборудования промышленной автоматики может быть решена строгим следованием руководствам и инструкциям про-изводителей, даже если технически такая интеграция вполне осуществима.

Ахунзянов Андрей Сергеевич - инженер-консультант ООО "ЭФО".
Контактный телефон (812) 331-09-64. http://www.efo.ru

• 2. панель оператора Cimrex 41 фирмы Beijer;
• 3. измерители NA22, NA6 фирмы LUMEL;
• 4. преобразователь интерфейса RS-232/485 PD51 фирмы LUMEL.