Краткая предыстория

В течении некоторого времени использования одной из систем управления тех. процессом возникла необходимость редакции проекта PLC. Так как, система была установлена американской компанией, то проект был реализован на контроллере Allen Bradley, а именно 1756-L61. Совпадение? Не думаю.

Хотя любовь американцев к Allen Bradley — это скорее просто мое наблюдение. И ни в коем случае не реклама этого производителя контроллеров.

Ближе к делу. Секции проекта были защищены от редактирования, в связи с ”мудрой” политикой разработчика в стиле ”Ничего не трогайте, без нас! Это нарушит стандарты безопасности эксплуатации управляемого агрегата. И т.д.”

Признаюсь, никто не ставил перед собой цель менять технологическую логику объекта.

Речь шла только о создании пары-тройки переменных для последующего вывода на Панель Оператора с возможностью изменения уставки.

Но защита не позволяла даже создать новую переменную вместо константы. Поэтому желание взлома защиты захлестнуло полностью.

В этой статье я хотел бы рассказать о своем знакомстве с протоком передачи данных МЭК 870-5-104 со стороны контролируемого (slave) устройства путем написания простой библиотеки на Arduino.

Что такое МЭК 870-5-104 это и где применяется?

МЭК 60870-5-104 – протокол телемеханики, предназначенный для передачи сигналов ТМ в АСТУ, регламентирующий использование сетевого доступа по протоколу TCP/IP. Чаще всего применяется в энергетике для информационного обмена между энергосистемами, а также для получения данных от измерительных преобразователей (вольтметры, счетчики электроэнергии и прочее).

Стэк протокола МЭК 670-5-104:

Однажды ко мне попал нерабочий лазерный датчик расстояния Keyence LK-G407. Мало того, что он был нерабочий, так его еще и нельзя было использовать без специального управляющего блока. Но ведь у датчика такие интересные характеристики: измерение расстояния с точностью до единиц микрон, и скорость работы — 50 килоизмерений/с. Так что, чтобы запустить его, придется заметно поковыряться в самом датчике, заодно и ценный опыт получить.

Постановка задачи: как со школьными знаниями дойти до выводов университетского уровня

Эта статья предполагает, что вы прочли мои статьи (ну или и без того знаете) про методы наименьших квадратов и про линейно-квадратичный регулятор.

Как я уже говорил в предыдущих статьях, мои знакомые студенты хотят построить обратный маятник, но умаялись подбирать коэффициенты ПИД-регулятора, поэтому я неспешно смотрю, что такое линейно-квадратичный регулятор, ну а заодно и вам пересказываю то, что прочитал. Задача для этой статьи — показать, как воплотить в железе одномерный пример из статьи про линейно-квадратичный регулятор. Грубо говоря, я хочу написать написать управление для сервомотора: у меня есть текущее положение оси привода и текущая скорость её вращения, я хочу её остановить в заданном положении. Я попытался было прочитать схожую статью на эту тему, но, признаться, ничего в ней не понял, поэтому сел разбираться самостоятельно, предпочтительно на пальцах и без страшных слов типа дифференциальных уравнений Лагранжа-Эйлера.

Продолжая рабочий эксгибиционизм, знакомлю вас с Bubble Bobble, который живёт у нас с коллегой в кабинете. Он рецензирует статьи для конференции SIGGRAPH.

Подобного рода вопрос мне недавно задал один коллега, начинающий программировать на языке Си. И я подумал, что это хороший повод поделится своим пониманием данного вопроса. Потому, что даже опытные программисты не всегда имеют схожие точки зрения на этот счет.

Отчасти это дело вкуса, поэтому, кому интересно как это делаю я, добро пожаловать под кат.

Пользователь YouTube с ником NeumiElektronik использовал старые CD-ROM приводы (сервоприводы и некоторые другие детали), лазерный диод на 150 мВт и 405 нм и Arduino mega для создания лазерного гравировщика. Центральная платформа движется под управлением Arduino, а лазер выжигает на поверхности детали схемы и узоры, заданные мастером. При этом самым интересным вариантом использования такого механизма является создание печатных плат с фоторезистом.

Лазер убирает участки пленки, и схема затем протравливается в обычном растворе. Результат — почти идеальная печатная плата небольшого размера. Автор проекта сообщает, что он потратил на все про все около $61 доллара. Все остальные детали он взял из своих запасников или просто нашел. Гравировщик работает с такими материалами, как бумага, кожа, пластик, дерево, поролон. Для работы с каждым типом материала необходимо установить время экспозиции для лазера.

С недавних пор я начал заниматься встраиваемыми системами и докатился до программирования микроконтроллеров, а именно STM32F373. Одной из задач было развернуть Modbus Slave RTU поверх интерфейса rs485.

Поскольку сроки поджимали было принято решение взять что-нибудь готовое, чем я и занялся. Недолгое гугление навело меня на библиотеку FreeModbus, а вот тут началась боль с которой, я надеюсь, вы не столкнетесь.

Краткое описание: задача заключается в измерении сечения объекта между двумя движущимися лазерными датчиками, весь расчет происходит на стороне компьютера.

В качестве средства разработки была выбрана Qt в связи с тем, что это кросс-платформенный продукт, а также OpenSource. Qt устанавливалась последняя на тот момент версии 5.4. Первоначальное использование программы предполагалось под Windows OS с сенсорным экраном. Где то на середине пути решили переделать по Smart210.

Про промышленные программируемые контроллеры Ace компании Velocio я уже писал на примере модели Ace3090v5. В этот раз хочу рассказать про новую модель Ace7096v10:



За одно повышу в статусе Ace с «маленького ПЛК» до «самого маленького ПЛК в мире»- за время, прошедшее с предыдущей публикации, я не смог найти более компактного промышленного контроллера. Все ПЛК Velocio серии Ace вне зависимости от количества входов, выходов и портов связи имеют одинаковые размеры 2.5''*2.5''.

Вот для сравнения:

«Прелюдия»

В продолжение предыдущей истории, я расскажу о создании средства отображения информации в моей квартире (HMI, SCADA называйте как хотите).
На текущий момент я не встретил SCADA –системы, которые отвечали моим требованиям:
— клиентская часть должна работать на любой платформе, а особенно на мобильной платформе;
— бесплатность системы
— доступ к данным от ПЛК по OPC — технологии.
Итого поискав варианты SCADA (с крэком и без) я понял, что варианты в основном корявые или дорогие. Решил, что надо идти другим путем и путь этот называется «свой костыль плюс framework». Дальше я рыл гугл — Node ModBus-клиенты, самопальные PHP скрипты и т. д. И из чего что было я выбрал CSWorks. Установил, настроил, работает и вроде неплохо работает + HTML5. Лицензия распространяется «Бесплатно 999 переменных, 1 сессия» и это меня устроило. И я остановился на CSWorks.

Ниже я постарался сделать не большую инструкцию по настройке CSWorks.Наверно инженерам по промышленной автоматики, будет полезна эта инструкция, так как вы сможете сделать достаточные простые (и сложные) проекты через web интерфейс;

Решил создать союз между arduino и Master Scada.

Почему именно Master Scada? Отвечу: Master Scada работает через собственный OPC сервер имеющий множество настроек, что позволяет хорошо рассмотреть процесс опроса каналов, ну и он бесплатный на 32 канала).

Для теста воспользовался двумя ультразвуковыми дальномерами HC-04 и платой arduino uno.

Передачу осуществил по протоколу modbus.

Некоторое время назад, хаброжитель DmitrySpb79 написал статьи о создании электронных часов. В них он рассмотрел источники точного времени, а так-же элементную базу для создания электронных часов. Были упомянуты Arduino, STM, Raspberry PI, ESP8266, но совсем забыли про ПЛИС.

Давайте заполним этот небольшой пробел. Узнаем, на сколько просто сделать часы на ПЛИС и какие аппаратные ресурсы для этого потребуются. К тому же, мне подарили микросхему ПЛИС очень малого объема — 64 макроячейки. Это ПЛИС LC4064v фирмы Lattice с которыми я до этого никогда не работал. Я думаю, будет интересно!

Цели:

• попытаться уместить логику работы часов в ПЛИС малого размера (64 макроячейки);
• освоить статическую либо динамическую светодиодную индикацию на ПЛИС для вывода времени;
• собрать кучу граблей, связанных с самостоятельной разработкой схем и получить новый опыт;
• освоить новую среду разработки и программирования для ПЛИС фирмы Lattice, оценить сложность перехода

Меня ожидает несколько очень приятных вечеров, посвященных разработке на ПЛИС!

Введение

Про метеостанции на Arduino писали и не раз. В своё оправдание скажу, что был хакатон — а нашей команде (в составе меня и хабраюзера ViArt) хотелось попробовать работу с Arduino. Кроме того к нашей метеостанции прикручена визуализация данных. Если хотите узнать, какая база данных может получать данные по com-порту без промежуточных звеньев в виде web-сервера, файлов или ещё каких-то ухищрений, добро пожаловать под кат.

Сталкиваясь с реалиями машиностроительной промышленности, большинство разработчиков программного обеспечения не справляются – уж очень узкоспециализированы продукты, с которыми приходится работать. Это вам не создание программ для интернет-пользователей, компьютеров и даже не мобильные приложения, а потому новички чувствуют себя, как Томас из фильма «Бегущий в лабиринте». Посмотрите, примерно, 50 секунд трейлера – и вы поймете, какой шок испытывают те, кто имеет дело с разработкой ПО для автомобилей впервые.

Все, что у вас есть — это множество терминов и инструментов, о которых вы понятия не имеете. Когда во время собеседования в одной автомобильной компании я поинтересовался, какую IDE они используют, интервьюеру мой вопрос, мягко говоря, не понравился. Я привык к Visual Studio, и наивно надеялся, что здесь для разработки встроенного программного обеспечения понадобится что-то аналогичное. Я даже не представлял, что меня ожидало! Просто море мелких и серьезных (по сложности) инструментов, которым нужна была очередная жертва.

В недавней статье на Geektimes в комментариях возник вопрос о поддержке в ОС Android периферии, подключенной к шине USB. Действительно, большинство вендорского ПО, к примеру, для работы с принтерами и МФУ, поддерживает только подключение по сети. Однако это не означает, что в самой ОС Android нет такой возможности — это означает лишь то, что большинство устройств не имеют полноценного USB хоста, и далеко не все имеют поддержку OTG. По сети же могут работать абсолютно все без исключения.

Я хотел бы подарить сообществу Хабра статью, в которой стараюсь дать достаточно полное описание подходов к алгоритмам подсчёта единичных битов в переменных размером от 8 до 64 битов. Эти алгоритмы относятся к разделу так называемой «битовой магии» или «битовой алхимии», которая завораживает своей красотой и неочевидностью многих программистов. Я хочу показать, что в основах этой алхимии нет ничего сложного, и вы даже сможете разработать собственные методы подсчёта единичных битов, познакомившись с фундаментальными приёмами, составляющими подобные алгоритмы.

Надеюсь сообщество простит меня за такой заголовок, просто в последнее время все чаще и чаще сталкиваюсь с программами в которых к микроконтроллерам STM32 подключают различные дисплеи с интерфейсом SPI и очень часто передачу данных при этом делают не правильно.
Как следствие — либо код не работает совсем и тогда в него внедряют различные задержки, или пишут код таким образом что он гарантированно будет работать медленно (по сравнению с возможной скоростью). А кто то, не разобравшись просто копирует чужой «с костылями» код, и потом такие «произведения» ходят по интернету из примера в пример…
Блок SPI описанный в данной статье точно есть у контроллеров семейств: STM32F1, STM32F2, STM32F4. По другим смотрите Reference Manual.

Откуда растут такие проблемы и каким образом они решаются под катом.

Расскажу я вам сегодня о том, как пытался я добраться из питона до интерфейса жесткого диска, и что из этого получилось.

Появляется у меня периодически необходимость тестирования большого количества жестких дисков. Обычно для этого используется досовая Victoria загружающаяся по сети. Она тестирует диски по одному, что не очень удобно. К тому же последнее время пошли платы не имеющие режима IDE, что дополнительно усложняет задачу. По началу у меня возникла идея взять готовый софт под линукс с открытыми исходниками и добавить ему возможность параллельного тестирования нескольких дисков. После беглого поиска выяснилось удручающее состояние этой области в линуксе. Из софта, ведущего при тестировании статистику по времени доступа к секторам и типам ошибок нашел только whdd. Попытка разобраться с кодом whdd закончилась полным провалом. Для меня, ни разу не программиста, код показался очень запутанным. К тому же большую его часть занимает совсем не работа с железом.

Поняв, что простого решения не предвидится я решил попробовать написать подобную программу самостоятельно. Понимая, что подобный проект на C я не осилю я начал изучать возможность прямой работы с дисками из python, которым я частенько пользуюсь для решения простых задач и люблю за простоту и понятность. Информации по этому вопросу в сети кот наплакал, но все же я выяснил, что существует модуль fcntl который в том числе позволяет отправлять устройству ioctl запросы. Теперь у меня появилась возможность отправлять команды диску. Но в линуксе все диски считаются scsi дисками, а для тестирования нужно передавать диску непосредственно ata команды. Оказалось существует механизм ATA Command Pass-Through, позволяющий обернуть ata команду в scsi запрос. Основную информацию о том, как это использовать удалось почерпнуть из исходных текстов проекта sg3_utils. Осталось попробовать реализовать это все на питоне.

В различного рода сложности реализуемых алгоритмов при программировании МК, всегда возникают рутинные циклические и не очень задачи. Одни требуют повышенной точности, другие таким критерием не обязаны обладать. Аппаратных таймеров на борту МК может быть приличное количество, например STM32F4 — аж 14 штук, и это не считая SysTick (системного), а в других и пара тройка за счастье: тот же PIC16, например.

Для решения таких не спешных, не критичных ко времени задач можно и нужно применить программный таймер, на базе одного из аппаратных. Но обо всем по порядку…

Статья посвящена такому интересному и полезному механизму (совокупностям механизмов и библиотек), как Fork/Join Framework. Он позволяет многократно ускорить вычисления, добиться максимальных результатов при обработке, используя все доступные возможности системы (процессоры).

В рамках данной статьи будет созданы классы, использующие Fork/Join Framework. В коде показан один из возможных вариантов применения параллельного программирования. Итак, начнем.