15. OPC-технология

Тема урока PC технологии.

OPC - это аббревиатура от OLE for Process Control, или OLE для управления процессами.

OLE - это стандартный термин Windows, внедрение и редактирование объектами, а управление процессами связано с АСУТП.

OPC технология представляет универсальный механизм для обмена данными в системах контроля и управления.

С помощью её решается вопрос независимости программного обеспечения верхнего уровня от железа конкретных производителей, обычно OPC технология поддерживается SCADA системами.

Базовыми понятиями OPC технологии является OPC-сервер и OPC-клиент.

OPC-сервер - это программа, которая взаимодействует с непосредственно с железом, и разные производители пишут для своего железа различные OPC-сервера, которые обеспечивают преобразование данных в стандартный формат OPC.

OPC-клиенты общаются с OPC-сервером посредством определённых спецификаций, что позволяет любому OPC-клиенту общаться с любым OPC-сервером, обычно в качестве клиентов выступают SCADA системы.

Чтобы обеспечить единообразие программирования верхнего уровня, OPC-сервера разрабатывают не только под конкретную аппаратуру, но и под стандартные протоколы.

В частности, существует большое количество OPC-серверов для протокола Modbus TCP, мы с вами будем рассматривать общение нашего контроллера с компьютером верхнего уровня через такой OPC-сервер от фирмы ICONICS.

Прежде чем конфигурировать OPC-сервер, подготовим наш проект для общения с верхним уровнем помимо Codesys.

Программирование контроллеров, естественно, остаётся за ним, а вот визуализацию управления мы должны осуществлять из других программ, для этого нам необходимо уметь передать по полевой сети не только входные, выходные каналы, которые у нас привязаны к железу, сигнал отключен, сигнал включен, команда включить, команда отключить, сигнал тока электродвигателя, но и внутренние переменные, вычисляемые для организации управления, а именно, мы должны исключить из глобальных переменных Codesys, а привязать к полевой сети кнопки включения, отключения, переводки на автомат, управление сливным клапаном и так далее.

Это делается путём привязки к полевой сети переменных, направление передачи оно также ассоциативно отображается стрелочками и цветами, то есть жёлтые - это входные сигналы, то, что мы должны получать от SCADA системы, красные - выходные.

Все эти переменные могут быть получены с верхнего уровня по Modbus TCP протоколу.

Загрузим проект в контроллер и выйдем из Codesys.

Теперь запускаем конфигуратор OPC-сервера и поставим в соответствие Modbus переменные OPC-тегам.

Как мы говорили на прошлом уроке, у нас на Modbus может быть несколько ведомых устройств, так, в частности, контроллеры сорок шестой, шестидесятый и при необходимости могут быть добавлены ещё контроллеры под TCP-сервер.

Для каждого контроллера задаём имя узла, IP-адрес и номер идентификатора, для каждого тега задаём его имя в OPC-сервере, тип команды Modbus, по которому он считывается или записывается, и адрес в адресном пространстве контроллера.

То есть для каждого тега мы должны задать его имя, как оно будет видеться потом в OPC, номер команды Modbus, тип переменной и стартовый адрес, откуда она считывается, это у нас для аналогового сигнала тока электродвигателя, дискретный сигнал мы считываем первой командой Bit Read Only только для чтения, и это сигнал об состоянии электродвигателя, они в адресном пространстве WAGO начинаются с первого номера, вот первый и второй номера.

Дискретные выходные команды предназначены как для записи, так и для чтения, и в соответствии с пространством Modbus начинаются с 513-го адреса, 193-го адреса, и тоже могут быть использованы как для записи, так и для чтения.

Аналогично могут быть сконфигурированы другие узлы на Modbus TCP, то есть мы можем из одного OPC-сервера опрашивать несколько контроллеров.

Сохраним конфигурацию OPC-сервера, а для того, чтобы посмотреть, как это работает, воспользуемся простейшим примером OPC-клиента, то есть на персональном компьютере он будет обращаться к нашему серверу.

Сначала нужно подключиться к OPC-серверу, мы в окошке выбора видим, что на моём компьютере их установлено довольно много, мы сейчас хотим работать с ICONICS Modbus Ethernet OPC-сервером.

Далее мы можем выбрать теги, которые хотим увидеть, видите, как в конфигурации у нас два узла, и мы можем эти узлы вынести на наш на поле.

Я начну этот выбор.

Мы вытащили все теги, связанные с первым контроллером, в OPC-клиент, и можем увидеть их значения, на канале тока электродвигателя у нас ноль, сигнал отключен в единице, остальные сигналы и переменные в нуле.

Мы можем попробовать включить электродвигатель, для этого нажимаем, выбираем тег кнопки включения и записываем значение переменной.

Переменная на включение прошла, мы видели переход к состоянию, видим ток электродвигателя, и сейчас отменим команду включения и зададим команду отключения, слышим и видим, что электродвигатель остановился.

В этом уроке мы с вами ознакомились с основными понятиями OPC-технологии, сконфигурировали OPC-сервер для протокола Modbus TCP, по которому работает контроллер управления электродвигателем, с помощью простейшего OPC-клиента включили, отключили электродвигатель, в принципе, те же действия по привязке управления переменными проводятся из SCADA-систем.