45454

Комплексные программные средства разработки приложений РВ. Инструменты разработки систем автоматизации. IPC@Chip. Организация приложений на базе промышленного Ethernet

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

На текущий момент существует 3 различные системы обеспечивающие интеграцию АСУП и АСУТП. WizFctory Fctory Suile TFctory Данные системы объединяют уровень производственной информации т. Система позволяет строить диаграммы линейной логики и диаграммы функционирования системы. Гибкость и универсальность подхода создания любой системы автоматизации любой сложности 2.

Русский

2013-11-17

109 KB

7 чел.

Комплексные программные средства разработки приложений РВ. Инструменты разработки систем автоматизации. IPC@Chip. Организация приложений на базе промышленного Ethernet. Особенности программирования систем реального времени на базе микропроцессорной техники. Архитектура IPC@Chip. Основные команды

Комплексные программные средства разработки приложений реального времени.

Комплексный программный продукт – система, позволяющая автоматизировать уровень производства и технологического процесса. Группа этих систем называется автоматизация производства, поэтому комплексный программный продукт должен предоставлять информацию для руководителя предприятия, для отделов разработки и эксплуатации. Продукт информатизации. Информатизация – поддержка процесса управления информации. На текущий момент существует 3 различные системы, обеспечивающие интеграцию АСУП и АСУТП.

  1.  WizFactory
  2.  Factory Suile
  3.  T-Factory

Данные системы объединяют уровень производственной информации, т.е. ресурсы и т.д. и уровень технологического процесса. Данные комплексы позволяют обеспечить неразрывную связь уровнем управления промышленным процессом и уровнем бизнеса (менеджментом предприятия).

Основное назначение продукта – анализ производства в целом и моделирование отдельных этапов. Моделирование необходимо для формирования прогноза по реализации основных средств предприятия на базе существующей и накопленной информации. Эти продукты позволяют создать стратегию развития предприятия.

В состав программного продукта должны входить:

1. SCADA-приложения (обеспечивает управление технологическим процессом, протекающем на предприятии);

2. реляционная БД

3. система управления оборудованием и процессом (средство для формирования процесса на основе решения руководства.) Система позволяет строить диаграммы линейной логики и диаграммы функционирования системы.

4. Средства просмотра данных: локально и дистанционно. Возможность построения распределенных приложений с целью получения информации и нескольких узлов одновременно.

5. Система управления производством (хозяйственная, финансовая и др. службы – эта система должна представлять прикладные программы управления производством, моделируя и отслеживая каждую стадию производственного процесса).

6. Система отчетов по установленным формам.

Основное применение: большие сложные производства, такие как нефтедобыча, газодобыча, производство потребительской продукции, система управления движения транспорта.

Инструменты разработчиков систем автоматизации

Основная тенденция развития процесса проектирования систем автоматизации заключается в применении структурного подхода к описанию функционирования. Его применение заключается в исключении разработчика по микропрограммному обеспечению и представление пользователю стандартных общепринятых описаний процесса автоматизации.

Достоинства:

1. Гибкость и универсальность подхода создания любой системы автоматизации любой сложности

2. Простота обучения

3. Независимость от аппаратной платформы

4. Возможность распределенной разработки

Недостатки:

1. Невозможность выявления ошибок микропрограммного обеспечения на стадии тестирования системы

2. Невозможность дополнения системы собственными функциями пользователя

3. Высокая стоимость средств разработки

ISaGraphPro – программный продукт, являющийся средством разработки приложений с помощью функциональных моделей.

Этот продукт включает 3 уровня, обеспечивающие функционирование системы:

  1.  Базовый уровень
  2.  Уровень переносимости функций
  3.  Уровень переносимости приложений

Эти три уровня позволяют применять одни и те же функции и решения для нескольких различных задач. Базовый уровень предполагает, что системы совместимы на некотором подмножестве базовых функций, определяемых стандартом. К этим базовым модулям относятся типы переменных, языковые конструкторы и исходные тексты, совместимость реализуется производителем программных контроллеров. Все контроллеры должны быть реализованы по стандарту 11:31 – это система, позволяющая реализовать возможность программирования на 5 языках. К одному из таких языков относится FBD (язык функциональных блоков). Стандарт разработан в 1993г. независимой организацией PLC Open.

Уровень переносимости функций – это уровень совместимости функций и функциональных блоков между различными системами. Для обмена создается специальный формат файла обмена. Уровень переносимости приложений определяет степень совместимости различных реализаций в различных системах.

Возможность ISaGraphPro: Используются базовые функции являющиеся частью контроллера ISaGraphPro позволяет передавать различные человеко-машинные интерфейсы данные через уровень приложений управление осуществляется через уровень ядра, называемой виртуальной машиной ISaVM.

Структура ISaGraphPro:

Системный компонент позволяет создать связь всех функций. Компонент связывания ресурсов позволяет объединять все промышленные элементы в единый комплекс. Сервер обслуживания запросов позволяет реализовать взаимодействие пользователя с разработанной системой автоматизации. Функции ввода / вывода обеспечивают коммуникацию с внешним контроллером и уровень программирования.

IPC чип (лучше зайти на сайт WWW.rca.perm.ru )

Введение

Микроконтроллер IPC@CHIP совместим с процессором 80186 и позволяет легко организовать ввод-вывод с другими устройствами, соединенными с ним при помощи шины I2C, контактов ввода-вывода или Интернета. В его BIOS встроенны средства для работы с ftp, telnet, WEB, cgi. В новых версиях BIOS также добавлены возможности работы с почтой и PTP. В этом руководстве мы попытаемся научить вас на практике использовать основные возможности этого чипа.

Начало работы

Для нашего курса необходимо иметь следующие компоненты:

- IPC@CHIP SC12 на плате DK40@CHIP

- хаб, подключенный к Интернету; сетевой шнур (витая пара)

- интерфейсный кабель; персональный компьютер с доступом в Интернет, ОС Windows 95/98, компилятором Borland C++ 3.0, ftp-клиентом и утилитой ChipTool

- блок питания 10-36 вольт

Для начала работы нужно подключить питание к контактам платы, подсоединить чип к компьютеру, используя интерфейсный кабель и к хабу через витую пару.

После этого можно включать источник питания и компьютер, загрузить утилиту ChipTool.

Затем необходимо выбрать Chip/IP config и ввести следующие данные: Серийный номер чипа (указан на нем), IP адрес, маску подсети, шлюз.

После того как вы нажмете на кнопку Yes, если вы все сделали правильно, чипу будет сообщен IP адрес и он станет доступным из сети. Для того чтобы в этом убедиться, выберите Chip/Find и посмотрите, появился ли этот чип в списке сетевых IPC чипов.

Можно также установить новую версию BIOS, выбрав Bios/Program flash

Теперь можно выключить чип и компьютер и отсоединить их друг от друга: интерфейсный кабель нам больше не понадобится.

Ftp-сессия

Для того чтобы получить доступ к файловой системе чипа можно использовать любой ftp-клиент. Для этого введите IP адрес чипа, логин 'ftp' и пароль 'ftp'.

Конфигурирование чипа

В корневом каталоге вы обнаружите файл chip.ini, в котором хранятся настройки чипа. Их можно редактировать, используя следующие команды:

[STDIO]
STDIN - Определить стандартное устройство ввода.
Возможные устройства: COM, EXT, TELNET. Можно определить несколько устройств одновременно.

По умолчанию: COM иTELNET

Пример использования:
[STDIO]
STDIN=COM TELNET

[STDIO]
STDOUT - Определить стандартное устройство вывода.

Возможные устройства: COM, EXT и TELNET. Можно определить несколько устройств одновременно.

По умолчанию: COM иTELNET

Пример использования:
[STDIO]
STDOUT=COM TELNET
[STDIO]
FOCUS - Установить фокус ввода-вывода на коммандную оболочку или на приложения пользователя

Возможные параметры: USER или SHELL.

Если только USER, то стандартный ввод-вывод игнорируется командным процессором;

Если только SHELL, то стандартный ввод-вывод игнорируется приложениями

Пример использования:
[STDIO]
FOCUS=SHELL USER
По умолчанию: SHELL и USER
Если SHELL и USER, то будет соперничество между вводом-выводом приложения и командного интерпретатора.
В процессе выполнения горячая клавиша (по умолчанию Ctrl-F) переключает фокус между этими тремя режимами и показывает текущий.

[STDIO]
FOCUSKEY - изменить горячую клавишу для переключения фокуса ввода

Например, Ctrl-F (ASCII 6):
[STDIO]
FOCUSKEY=6

По умолчанию: CTRL-F (ASCII 6)
Диапазон значений параметра: 0..254
Если параметр=0, то переключение ввода-вывода отключено. Горячая клавиша не может быть использована приложением или коммандным процессором
[STDIO]
CTRL_C - Включить/Выключить остановку выполнения файла autoexec.bat при нажатием ctrl-c

Параметры: ENABLE или DISABLE

По умолчанию: ENABLED

Пример использования:
[STDIO]
CTRL_C=DISABLE
[IP]
ADDRESS - установить IP адрес контроллера, если не использутся DHCP

Пример:
[IP]
ADDRESS=192.168.200.1
[IP]
NETMASK - установить маску подсети

Пример:
[IP]
NETMASK=255.255.255.224
[IP]
GATEWAY - установить шлюз

Пример:
[IP]
GATEWAY=195.243.140.65
[IP]
DHCP - Использовать ли DHCP.

Параметры: 1 или 0

Если 1, то используется DHCP сервер, и остальные настройки IP игнорируются

[RAMDRIVE]
SIZE - установить размер виртуального диска E: (в килобайтах)

Максимум: 256 Kbyte
[TIMER]
1C - установить интервал для таймера .0x1C в мс.

Диапазон: 1..32767
По умолчанию: 55

[TIMER]
AF=ms

Установить интервал для таймера 0xAF в мс.

Диапазон: 1..32767
По умолчанию: 4

[FTP]
ENABLE - использовать ли FTP-сервер

Возможные значения: 0 или 1
По умолчанию: 1

[FTP]
USER0 - установить имя ftp-пользователя, можно использовать также USER1 для установки имени второго пользователя

Пользователи по умолчанию: 'anonymous' (без пароля) и 'ftp' (пароль 'ftp').
Вы должны указать и имя и пароль (см. PASSWORD0)

Имя и пароль - не зависят от регистра

[FTP]
PASSWORD0- установить пароль для ftp-пользователя. (PASSWORD1 - для второго пользователя)

Пользователи по умолчанию: 'anonymous' (без пароля) и 'ftp' (пароль 'ftp').
[WEB]
MAINPAGE - имя основной веб-страницы

Веб-сервер открывает эту страницу, если в запросе отсутствует имя страницы
[WEB]
ROOTDIR - корневой каталого веб-сайта. Если такого нет, то он устанавливается в A:

Команда webstat показывает значение ROOTDIR
[WEB]
MAXCGIENTRIES - максимальное число cgi (от 2 до 128)

По умолчанию: 25

Команда cgistat показывает значение MAXCGIENTRIES

[TELNET]
TIMEOUT - Тайм-аут для телнет-сессии (в минутах)

По умолчанию: TIMEOUT=0, т. е. нет тайм-аута, иначе если TIMEOUT секунд не было получено ни одного байта от клиента, сессия закрывается.
[TELNET]
USER0 - установить имя telnet-пользователя, можно использовать также USER1 для установки имени второго пользователя

Пользователи по умолчанию: '' (без пароля) и 'tel' (пароль 'tel').
Вы должны указать и имя и пароль (см. PASSWORD0)

Имя и пароль - не зависят от регистра

[TELNET]
PASSWORD0- установить пароль для telnet-пользователя. (PASSWORD1 - для второго пользователя)

Пользователи по умолчанию: '' (без пароля) и 'tel' (пароль 'tel').

[DEVICE]
NAME - название устройства, показывается в утилите CHIPTOOL при сканировании сети.

Telnet-сессия

Для telnet-сессии можно использовать программу telnet, поставляемую с Microsoft Windows. Запустите ее, свяжитесь с чипом по его IP адресу и 23 (telnet) порту.
Введите логин и пароль (по умолчанию - 'tel' и 'tel') и вы увидите приглашение операционной системы RTOS вида A:\>

Команды RTOS

В файле autoexec.bat вы можете указать внутренние команды коммандного процессора и имена исполняемых файлов. Они будут выполняться последовательно, как в "обычном" DOS, с одним лишь отличием: слежующая команда начнет свое выполнение до того, как завершилась предыдущая. Исключение составляют команды: WAIT, REBOOT

DEL filename
Удалить
filename, например del *.dat
DIR filename
Вывести содержимое каталога по шаблону, например dir *.exe
TYPE file
Вывести файл
COPY file1 file2
Копировать файл (шаблоны не указывать!)
REN file1 file2
Переименовать файл (шаблоны не указывать!)
MD dir

Создать каталог, например: md temp

CD dir
Сменить текущий каталог
RD dir
Удалить каталог (не работает с каталогами, содержащими файлы), например rd temp
CON
Прямой консольный ввод/вывод
Определяет устройство, которое используется консолью: COM, EXT или TELNET. Можно указать несколько устройств (эта опция работает до перезагрузки). Пример:

CON COM

CON EXT

CON COM TELNET

IW
Ввод слова. Производит 16-битовый ввод из данного адреса. Адрес и результат - шестнадцетиричные. Пример: IW 600
OW
Вывод слова. Производит 16-битовый вывод в даный адрес. Адрес и данные - шестнадцетиричные. Пример: OW 600 F
IB
Ввод байта. Производит 8-битовый ввод из данного адреса. Адрес и результат - шестнадцетиричные. Пример: IB600
OB
Вывод байта. Производит 8-битовый вывод в данный адрес. Адрес и результат - шестнадцетиричные. Пример: OB600 F
IP address
Устанавливает IP адрес контроллера, например IP 195.243.140.85

Изменения записываются в файл A:\CHP.INI, а опция DHCP выключается. Новый адрес используется только после перезагрузки системы.

Используйте команду IPCFG для проверки конфигурации до перезагрузки системы.
NETMASK mask

Устанавливает маску подсети, например NETMASK 255.255.255.224

Изменения записываются в файл A:\CHP.INI, а опция DHCP выключается. Новый адрес используется только после перезагрузки системы.

Используйте команду IPCFG для проверки конфигурации до перезагрузки системы.
GATEWAY address

Устанавливает шлюз, например GATEWAY 195.19.161.83

Изменения записываются в файл A:\CHP.INI, а опция DHCP выключается. Новый адрес используется

DHCP 0/1
Включить/выключить DHCP.
IPCFG
Показывает текущую конфигурацию IP чипа: DHCP, IP-адрес, маску подсети, шлюз, серийный номер и адрес локальной сети. Эта информация может быть недействительной до перезагрузки системы.
REBOOT
Перезагрузка (приложения не предупреждаются)
WAIT secs
Приостанавливает коммандный интерпретатор на secs секунд, например, wait 1
FORMAT A:
Форматирует флеш-диск A:

Вся информация с него будет потеряна! Позаботьтесь о том, чтоб другие приложения не работали с диском во время форматирования.
VER
Версия BIOS

Выводит серийный номер IPC@CHIP, версию и дату компиляции BIOS
MEM
Выводит карту памяти с именами задач, использующих ее. Выводимый объем памяти фактически используется программой + один сектор (16 байт) добавляется для управления памятью.
CGISTAT
Вывести все заголовки CGI
CLOSETELNET
Закрывает текущую сессию telnet.
WEBSTAT
Выводит корневой каталог и стартовую страницу веб-сервера
HTTP-cоединение

Для HTTP-соединения можно использовать любой браузер, например Microsoft Internet Explorer или Netscape Navigator. В строке адреса укажите IP адрес чипа и в окне браузера откроется главная страница.

Описание

Характеристики устройства

- операционная частота 20-Мгц

- нулевое ожидание при частоте 20-Мгц

- до 1 мегабайта внутренней памяти (512 Кб - ОЗУ, 512 Кб - флэш)

- 6x256-байтовое пространство ввода/вывода

- CMOS, работающий с источником питания в 5 вольт

Дополнительные периферийные устройства

Четырнадцать программируемых портов ввода-вывода

Два полноценных асинхронных последовательных порта позволяют дуплексную семи, восьми или девяти битовую пересылку данных.

Последовательный порт способен установить связь с сигналами CTS, RTS, ENRX и RTR, выбираемыми для каждого порта.

Усовершенствованное использование последовательного порта расширяет поддержку девяти битового прямого доступа в память.

Независимые генераторы частоты последовательного порта.

DMA в последовательный порт и из него.

Ethernet контроллер для IEEE 80.2.3, 10Base-T.

Интегрированный 10Base-T приемопередатчик.

Автоопределение полярности и коррекция.

Возможность обратной связи для диагностики.

Приемник и цепь подавления коллизий для уменьшения шумов.

Встроенные резисторы для 10Base-T приложений.

Сторожевой таймер.

Возможность демодуляции по ширине импульса.

Сброс регистра конфигурации.

Известные периферийные устройства 80C186

- два независимых канала прямого доступа в память

- программируеммый контроллер прерываний (до шести внешних и восьми внутренних прерываний)

- три программируемых шестнадцати-битных таймера

- программируемая память и разъем для подключения внешних чипов.

Встроенное ПО

В этот чип интегрированы не только все эти интерфейсы, но и программное обеспечение для их использования, которое включено в его BIOS. В последней версии (на данный момент v. 0.65) уже содержится:

- Операционная система реального времени (RTOS), способная выполнять несколько обычных DOS-приложений

- Полный стек TCP-IP и интерфейсы для взаимодействия UDP и TCP разьемов.

- DHTP-клиент

- FTP-сервер

- Web-сервер (http), с возможностью использования CGI - API ввода/вывода

Компания BECK объявила что в будущих версиях будут добавлены PPP-сервер, time-клиент, email-клиент, telnet- сервер и многое другое [Stup 99]

В микроконтроллеры семейства IPC@CHIPR встроенно 512 кб DRAM с увеличенной производительностью и до 512 кб FLASH для уменьшения стоимости памяти подсистем. В эти микроконтроллеры также встроены функции CPU, мультиплексная адресная шина, три таймера, сторожевой таймер, разъемы для внешнего чипа, контроллер прерываний, два DMA- контроллера, два ассинхронных последовательных порта, программируемая разрядная шина, программируемые порты ввода-вывода на чипе.

В микроконтроллер @CHIP SC11/SC12 интегрированы все функции MAC (Контроль доступа к среде) и ENDEC (Encode-Decode) согласно стандарту IEEE 802.3, сетевые интерфейсы, включая 10Base-T с витой парой. Встроенный 10Base-T передатчик делает @Chip SC11/SC12 более эффективным с точки зрения издержек.

В сравнении с микроконтроллерами 80C186/188, чипы IPC@CHIPR позволяют уменьшить размеры, потребление энергии и стоимость внедряемых систем, параллельно увеличивая их надежность, функциональность и производительность. [HW 99]

Применение

Возможности применения этого чипа очень разнообразны, это могут быть простые системы, сложные автоматизированные системы, и fieldbus системы. Многие механические устройства (например, контроль давления) могут быть укомплектованы IPC@CHIP и связанны с Ethernet. Для визуализации данных может использоваться WEB-браузер, а Java-программа на HTML-странице может легко обновлять значения. Для этого необходимо подключить чип к источнику питания и к Ethernet.

Дисплеи, преобразователи частоты, цифровые пульты и другие элементы могут легко быть подсоединены с локальной сетью используя IPC@CHIP в качестве интерфейса, при этом стоимость подключения невелика. Для этого логика ядра чипа предоставляет dual-port-RAM для обмена информации с электроникой системы.

IPC@CHIP также может быть установлен в качестве внедряемой системы во многих примерах автоматизации (например, автоматизации производства сигарет и т. д.:) не только для автономного управления автоматами, но также для управления и мониторинга автомата при помощи телефона и/или интернета.

В Fieldbus-системах подобных LON или CAN, этот чип может быть использован в качестве программного модуля, для выполнения программы, конторая работает распределенно. Большие автоматизированные системы не будут системами с мощными процессорами, но они будут включать в себя несколько процессоров.

С помощью чипов IPC@CHIP возможно соединить Ethernet с е Fieldbus-системами. В этом случае, чипы могут быть использованны для связи подчиненных устройств (slave в обычной Fieldbus-системе) c локальной сетью, или в качестве master в multi-master- системе.

Умеренная цена и легкость удаленного управления, используя новые технологии, такие как hand-held-PC или мобильные телефоны с web-браузерами, открывает новые возможности создания автоматизированных систем.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27499. Определите гипотезу и диспозицию ст. 211 ГК РФ 32 KB
  Нормы права устанавливающие определенный шаблон поведения в той или иной ситуации т. 1 Гипотеза юридической нормы часть юридической нормы указывающая на жизненные обстоятельства при наличии или отсутствии которых реализуется норма. Если в гипотезе указано одно обстоятельство с наличием или отсутствием которого связывается действие юридической нормы то такая гипотеза называется простой. Если гипотеза действие нормы ставит в зависимость от наличия или отсутствия одновременно двух или более обстоятельств то она называется сложной.
27500. Определите структуру пенсионного правоотношения 25 KB
  В структуру правоотношения входят: 1 Субъекты участники. 3 Содержание: Субъективное право право принадлежащее субъекту права т.е управомоченному лицу мера возможного поведения.
27501. Определите структуру страхового правоотношения 30.5 KB
  Определите структуру страхового правоотношения. Страховое правоотношение это отношение урегулированное нормами страхового права и представляющее организационное единство правовой формы и его содержания возникающее действующее изменяющееся и прекращающееся на основе норм страхового права и определяемых ими субъективных прав юридических обязанностей и ответственности страхователя и страховщика. Структура страхового правоотношения состоит из следующих элементов: 1 субъект; 2 объект; 3 содержание. Так например к числу основных прав...
27502. Определите, к какому виду актов относятся: приговор суда, приказ о зачислении на работу, и какова их структура 27 KB
  Определите к какому виду актов относятся: приговор суда приказ о зачислении на работу и какова их структура. Структура: Структурная единица логический элемент правового акта объединяющий сходные в той или иной степени нормы права.
27503. Определите, к какому виду правовых норм относится ст.5 ГК РФ 35 KB
  Нормы бывают исходные и правила поведения. Так же нормы бывают: начала дефиниции принципы коллизионные. 1 Исходные отправные первичные учредительные нормы занимают высшую ступень в законодательстве имеют наиболее общий характер наиболее высокую форму абстрагирования и выполняют особую роль в механизме правового регулирования общественных отношений. Эти нормы определяют исходные начала основы правового регулирования общественных отношений.
27504. Определите, что выступает предпосылками пенсионного правоотношения 28 KB
  Разграничиваются собственно юридические факты юридически значимые обстоятельства и юридически значимые предпосылки. Первые это основные фактические обстоятельства с которыми связано появление правовых отношений данного вида например возраст инвалидность потеря кормильца выслуга лет и т. Вторые это обстоятельства которые не предопределяя появления прав и обязанностей все же влияют на их объем величина трудового стажа наличие нетрудоспособных членов семьи и иждивенцев и т. Третьи такие фактические обстоятельства которые...
27505. Основные подходы к понятию политическая система 33.5 KB
  Элементами политической организации общества являются государство общественные объединения отдельные граждане. К числу общественных объединений входящих в политическую систему общества можно отнести: общественные организации т. основанные на членстве общественные объединения создаваемые на основе совместной деятельности для защиты общих интересов и достижения уставных целей членами которых могут быть как физические так и юридические лица ст.8; общественные движения состоящие из участников и не имеющие членства общественные...
27506. Основные подходы к правопониманию 27.5 KB
  Правопонимание это научная категория отражающая процесс и результат целенаправленной мыслительной деятельности человека включающая в себя познание права его восприятие и отношение к нему как к целостному социальному явлению Субъектом правопонимания всегда выступает конкретный человек например гражданин обладающий минимальным правовым кругозором столкнувшийся с проблемой права Объектом правопонимания могут быть право конкретного общества отрасль институт права отдельные правовые нормы Содержание правопонимания составляет...
27507. Относительная самостоятельность государства и права по отношению к обществу 26.5 KB
  Самостоятельность независимость свобода от внешних влияний принуждений от посторонней поддержки помощи. Относительная самостоятельность государства его органов естественна необходима и социально оправданна. Самостоятельность государства проявляется в свободе выбора при принятии им управленческих и других актов при избрании путей и методов решения встающих перед обществом задач при определении стратегии и тактики государственной политики.