OpenSCADA

Модули/Siemens

This page is a translated version of the page Modules/Siemens and the translation is 100% complete.

English • ‎российский • ‎українська
Модуль Имя Версия Лицензия Источник Языки Платформы Тип Автор
Siemens Сбор данных Siemens и Beckhoff 4.4 GPL2 daq_Siemens.so en,uk,ru,de x86,x86_64,ARM DAQ Роман Савоченко
Описание
Обеспечивает поддержку источников данных ПЛК Siemens с помощью карт HILSCHER CIF (протоколом MPI) и библиотеки LibnoDave (или собственной реализации) для остального. Также поддерживаются источники данных фирмы Beckhoff для протокола TwinCAT ADS/AMS, поскольку он также работает с блоками данных.
  • Спонсировано, поддержку Простого типа, определение областей данных и другие расширения на 1.6 ЧД[!]: INSERTEC LTDA
  • Сделать (To Do):
+ дополнить встроенным Стандартным Режимом DAQ-Параметров.

Первоочередной целью создания модуля было обеспечение поддержки промышленных контроллеров фирмы Siemens серии S7 (S7-200,300,400,1200). Исторически сложилось, что доступ к контроллерам указанной фирмы в сети ProfiBus производился только посредством собственных коммуникационных процессоров (CP5412, CP5613 и т.д.) и собственного протокола S7. Указанные коммуникационные процессоры и API к протоколу S7 достаточно дорогостоящие, кроме того, драйвера к коммуникационным процессорам и S7 API закрыты, а также доступны только для платформы Intel + MS Windows (встречалась некоторая информация о возможности купить для Linux).

В качестве альтернативы коммуникационным процессорам от фирмы Siemens, которые позволяют полноценно работать с контроллерами фирмы Siemens, выступает спектр коммуникационных продуктов фирмы Hilscher в лице коммуникационных процессоров CIF серии ProfiBus (PB) и библиотека LibnoDave.

Особенностью продуктов Hilscher является полностью открытая спецификация протокола обмена с коммуникационным процессором, унифицированный драйвер для всех плат CIF, наличие драйвера для многих распространённых операционных систем (ОС) и открытость драйвера для ОС Linux (GPL).

В основу данного модуля положен драйвер версии 2.621 фирмы Hilsher, любезно предоставленный фирмой Hilsher в лице Devid Tsaava для ядер серии 2.6 ОС Linux. Все необходимые для сборки файлы включены в модуль и он не требует удовлетворения специальных зависимостей. Драйвер версии 2.621 для плат CIF можно загрузить тут.

Платы фирмы Hilsher семейства CIF и унифицированный драйвер поддерживают широкий спектр оборудования. Заложить поддержку всех этих возможностей в данном модуле, не имея всего этого оборудования на руках, не представляется возможным. Поэтому поддержка того или иного оборудования будет добавляться по мере надобности и наличия оборудования. По состоянию на версию 2.0.0 модулем предоставляется поддержка источников данных в сети ProfiBus или MPI, посредством протокола MPI, на скоростях сети от 9600Бод до 12МБод. В частности поддерживаются и выполнена проверка на контроллерах фирмы Siemens семейства S7 (S7-200,300,400).

Библиотека LibnoDave является реализацией, путём реверсинжениринга, протоколов MPI, S7, ISO-TSAP и других, которые используются при взаимодействии с контроллерами фирмы Siemens. Библиотекой поддерживаются многие MPI и USB адаптеры, а также ProfiNet. Коммуникационные процессоры фирмы Siemens, на платформах отличных от MS Windows, библиотекой не поддерживаются. Посредством библиотеки LibnoDave, на данном этапе, модулем обеспечена поддержка протокола ISO-TSAP(ProfiNet). Библиотека LibnoDave полностью включена в данный модуль и не требует разрешения зависимостей как при сборке, так и при исполнении.

At.png В коде библиотеки LibnoDave присутствуют сложно-уловимые ошибки, которые в основном воспроизводятся под большой нагрузкой и в момент подключений, что приводит к порче памяти процесса и падениям в непредсказуемых местах. В связи с этим, с версии 2 этого модуля, начат процесс переписывания нужных функций и код связи ISO-TCP уже готов к использованию.

Также, модулем реализуются функции горизонтального резервирования, а именно — совместной работы с удалённой станцией этого-же уровня. Кроме синхронизации значений и архивов атрибутов параметров, модулем осуществляется синхронизация значений вычислительных шаблонов, с целью безударного подхвата алгоритмов.

Contents

1 Коммуникационные контроллеры CIF

Драйвером плат семейства CIF поддерживается возможность установки до 4 CIF плат. С целью контроля за наличием плат в системе и возможности их конфигурации, модуль содержит форму контроля и конфигурации CIF-плат (рис.1).

Рис.1. Вкладка конфигурации CIF-плат.

С помощью этой формы можно проконтролировать наличие коммуникационных процессоров, их конфигурацию, а также настроить параметры сети ProfiBus в виде PB адреса коммуникационного процессора и скорости шины ProfiBus. В другой вкладке модуля (рис.2) можно проконтролировать наличие различных станций в сети ProfiBus.

Рис.2. Вкладка мониторинга сети ProfiBus.

2 Объект контроллера

Для добавления источника данных создаётся и конфигурируется объект контроллера OpenSCADA. Пример вкладки конфигурации объекта контроллера данного типа изображен на рисунке 3.

Рис.3. Вкладка конфигурации объекта контроллера.

С помощью этой вкладки можно установить:

At.png Ручной перезапуск включенного объекта контроллера вызывает принудительное переформирование блоков сбора.

3 Параметры

Модуль сбора данных предоставляет два типа параметра: "Логический (logic)" и "Простой (simple)". Дополнительными конфигурационными полями параметров данного модуля являются:

3.1 Логический (logic)

Учитывая высокую интеллектуальность источников данных, в лице промышленных контроллеров фирмы Siemens S7-200,300,400,1200, объекты типа параметра выполняются на основе шаблонов. Данный подход позволяет не ограничиваться жёстким перечнем типов параметров, что ограничивает и возможности контроллеров, а предоставить возможность пользователю формировать нужные ему типы параметров самостоятельно или использовать библиотеки уже разработанных ранее типов параметров — шаблонов.

Дополнительными конфигурационными полями типа параметров (рис.4) является поле выбора шаблона параметра.

Рис.4. Вкладка конфигурации параметра.

Для конфигурации шаблона параметра предоставляется соответствующая вкладка, содержимое которой определяется конфигурацией шаблона, т.е формируются соответствующие ссылочные поля и поля установки постоянных.

Конечный адрес Siemens-БД записывается в форме "(DB{N}|F).{off}[.[{tp}]{SzBit}]", где:

Примеры конечных адресов:

Типы ссылок обычно определяются типом параметра в шаблоне (Логический, Целый, Вещественный и Строковый) и определением значения ссылки (для групповых ссылок). Определение групповой ссылки в шаблоне записывается в формате: "{LnkName}|{OffDB}[.{bit}][|[{tp}]{sz}]", где:

Примеры типов связи:

Наглядный пример общего процесса конфигурации параметра от шаблона и до значений приведен на рисунках от 5 до 8.

Рис.5. Пример шаблона с группированием.
Рис.6. Вкладка конфигурации шаблона параметра.
Рис.7. Вкладка конфигурации шаблона параметра с указанием параметров по отдельности.
Рис.8. Значения параметра.

At.png Модулем поддерживается адресация только к блокам данных (БД) контроллеров.

Модулем предусмотрена особая обработка ряда атрибутов шаблона:

3.2 Простой (std)

Главная страница конфигурации параметра простого типа представлена на рисунке 9.

Рис.9. Вкладка конфигурации параметра простого типа.

Линия атрибута в параметре списка атрибутов записывается как "(DB{N}|F).{off}.{tp}{SzBit}:{flg}:{id}[:{name}]".
Где:

Примеры конечных адресов:

Линия, которая начинается с символа '#', считается комментарием и не обрабатывается.

В соответствии с указанным списком атрибутов выполняется опрос и создание атрибутов параметра (рис.10).

Рис.10. Вкладка атрибутов параметра простого типа.

4 Асинхронный режим записи

Стандартным режимом записи для SCADA-систем, взаимодействующих с PLC, является синхронный, поскольку он позволяет контролировать корректность завершения операции записи. Однако, в случае записи множества параметров сразу, такой подход не оправдан в виду отправки множества мелких запросов в контроллер, что его перегружает и занимает большой интервал времени. Решением этой проблемы является асинхронная запись смежных значений одним блоком. Такой режим поддерживается этим модулем и позволяет записывать все параметры сразу смежными блоками по 240 байт. Чтение и запись в таком режиме производится смежными блоками с периодичностью опроса контроллера.

4.1 API пользовательского программирования

В виду поддержки параметров логического типа, имеет смысл предоставление ряда функций пользовательского API для их вызова из шаблона логического параметра.

Объект "Параметр" [this]


5 Приложение A. Области Данных подключений ISO_TCP (исходная таблица LibnoDave)

Название Код Элемент примера(Немецкое) Элемент примера(Английское)
Блоки данных 132 DB3.DBD4 DB3.DBD4
Флаги/Маркеры 131 MW4 FW4
Образ входной памяти 129 EB2 IB2
Образ выходной памяти 130 AD8 QD8
Таймеры 29 T2 T2
Счётчики 28 Z2 C2
Прямой В/В 128 PEW4 PIW4
Системная информация семейства 200 3
Данные (V-память) у S7-200 132 VW1234 VW1234
Область системных флажков семейства 200 5 SMB0 SFB0?
Слова аналоговых входов семейства 200 6 AEW0 AIW0?
Слова аналоговых выходов семейства 200 7 AAW0 AQW0?
IEC Таймеры 31 T2 T2
IEC Счётчики 30 Z2 C2

6 Замечания

После целенаправленного поиска было обнаружено несколько решений проблемы коммуникации с промышленными контроллерами фирмы Siemens посредством различных коммуникационных интерфейсов:

Некоторые специфические проблемы и их решения около коммуникаций с ПЛК Siemens:

Проблема Решение
Подключение сбрасывается в ПЛК Ошибочно определённый слот ЦП ПЛК, попробуйте какой-то другой.
Подключение похоже установлено, но данные с ПЛК не читаются. Похоже на то, что Вы используете S7-1200, который имеет различные изменения в политике безопасности:
  • Создайте блок данных в совместимости с S7-300/400 и/или выключите оптимизацию этого блока для появления колонки смещения. Отключите любую защиту этого блока данных.
  • Если Вы имеете LibnoDave сообщение "error 33028 context is not supported. Step7 says: Function not implemented or error in telegram.", то Вы имеете S7-1200 V4.0 и должны предоставить доступ для функций интерфейса Get/Put в конфигурации ПЛК.

7 Ссылки

Modules/Siemens/ru - GFDLFebruary 2022OpenSCADA 1+r2802