Протокол OPC UA (https://ru.wikipedia.org/wiki/OPC_UA) появился впервые в контроллерах Simatic во второй версии прошивки и в Step 7 версии 14. Тогда контроллер можно было настраивать только в качестве OPC UA - сервера, то есть ПЛК мог отвечать на запросы и отдавать данные, но не мог сам инициировать связь и опрашивать других участников сети.

Радикально ситуация меняется в ноябре-декабря 2018 года с выходом прошивки 2.6 и Step 7 версии 15.1. Появляется возможность настроить CPU в качестве OPC UA клиента. А это, в свою очередь дает нам возможность организовать защищенный канал обмена информацией машина-машина (контроллер-контроллер).

Начиная с версии 4.4 операционной системы контроллеров линейки S7-1200 появилась возможность опрашивать их по протоколу OPC UA. В настоящий момент времени поддерживается только серверная часть (ПЛК может отвечать на запросы клиентов), клиентская часть — не поддерживается.

В настройке OPC UA сервера на S7-1200 есть отличия от S7-1500.

Скачивая недавно с сайта winccoa.com установщик последнего патча версии 3.17, с некоторым удивлением, постепенно перешедшим в ликование, обнаружил, что список поддерживаемых дистрибутивов Linux расширился и до Debian. Дело в том, что посмотреть на работу системы в ОС, отличной от Windows, мне хотелось давно, но из всех дистрибутивов Linux я более-менее понимаю только Debian, а привыкать к новому ради баловства откровенно не хотелось. Собственно, и под Debian установка проходит не сильно гладко.

Итак, надоело! Даже, не так, ДОСТАЛО! А точнее, за.... Впрочем, не буду прибегать к ненормативной лексике. Квартира, купленная 2.5 года назад - это не квартира, а какое-то вечное испытание. Да такое, что Форт Баярд отдыхает. Кроме того, в конце игры Баярда можно нехило поднять золотишка, а чем тут все закончится - я еще не знаю. Недостаточная (ниже норм, утвержденных Правительством РФ, а эти нормы, скажем так, разрабатывались моржами) температура воздуха в помещении, отсутствие горячей воды по утрам, а ежедневное принятие душа превращается в соревнование "кто быстрей", ибо вода неожиданно может стать кипятком. Или, наоборот, льдом. Бездействие управляющей компании, сбор инициативной группы, объявления по подъездам, коллективная жалоба... это и многие другие веселые подробности останутся за рамками повествования.

Итак, если какой-то параметр, будь то температура или давление, не устраивает, то этот параметр надо для начала измерить. Желательно, в автоматическом режиме, непрерывно и с сохранением всех значений. И тут на помощь приходят средства промышленной автоматизации - датчик давления, датчик температуры, и программируемый логический контроллер с модулем аналоговых входов и поддержкой протокола HART.

В рамках базового курса в системе WinCC OA используются только внутренние переменные системы. Никаких внешних подключений не предполагается. Однако, слушатели базового курса всегда под завершение учебы просят продемонстрировать, как же считать переменную с «настоящего живого ПЛК». Поскольку WinCC OA относится к продуктам компании Siemens, то логичным будет продемонстрировать подключение к контроллеру компании Siemens и чтению с него нескольких переменных. В нашем случае будем подключаться к PLC серии S7-1200.

Набор драйверов WinCC OA включает в себя два вида драйверов для контроллеров Simatic — это s7 и s7plus. Разница в них следующая: s7 предназначен для связи с ПЛК классической серии S7-300 / S7-400, а s7plus — для современной линейки S7-1200 / S7-1500. Драйвер s7plus указывается при установке отдельно. Он может отсутствовать в вашей системе, если вы его не устанавливали. Вне зависимости от того, какой используется драйвер (хоть iec104), общие принципы сохраняются. Необходимо в консоли добавить соответствующий драйвер. Далее сконфигурировать соединение с устройством и задать этому соединению номер добавленного драйвера, активировать. Так же требуется на DPE навесить конфиг Periphery Address и выполнить настройки, указав корректный адрес переменной.

Для начала необходимо прописать в консоли драйвер. Технически добавление драйвера в систему не отличается от добавления менеджера. Откроем консоль, нажмем в ней Append a new manager

В процессе создания модели поведения клапанов мы создали (и в прошлой части модифицировали его) скрипт Model, в котором было несколько вызовов dpConnect и несколько callback-функций. Тогда я писал, что это «быстрый, но неправильный способ». Эта пауза была необходима, чтобы предварительно ознакомиться с функцией dpQuery. Предлагаю вернуться немного назад и реализовать модель медленно и очень занудно правильно, теперь при помощи функций семейства dpQueryConnect. Откроем наш скрипт Model.

Оживим уже созданную (но пустую) панель Trends графиком изменения переменной во времени. Однако, перед тем, как смотреть на тренды, их необходимо сконфигурировать и каким-то образом задать значения, чтобы они скопились в базе данных. Необходимо, чтобы в системе была переменная, которая меняла свое значение. Необходимо повесить соответствующий конфиг на эту переменную, чтобы значения складывались в архив. Для типа точек данных Flap у нас есть DPE с названием Flow (расход) и типом int. Этот DPE и будем использовать для ознакомления с трендами. Для имитации поведения системы у нас уже есть созданный control-скрипт Model. Предлагаю его и использовать для иммитации расхода. Откроем скрипт Model

В прошлый раз мы разбирались с тем, как в WinCC OA можно открывать дополнительные окна. Сейчас давайте приступим к созданию полноценного интерфейса операторской системы. Как правило, в АСУ ТП операторская система состоит из области навигации (переход между мнемосхемами), расположенной в верхней части экрана, основного рабочего поля и области сигнализации, расположенной в нижней части.

Создаем панель Main, в которую будем встраивать остальные компоненты. Ее размер делаем больше размера панели Flaps.

До настоящего момента весь наш прикладной проект состоял, фактически, из одной экранной формы — Flaps (панель Flap можно уже не рассматривать, она неактуальна, а Flap_ref является шаблоном). Реальные «боевые» проекты содержат, как правильно, (значительно) больше одной мнемосхемы, отображающие целую картину, отдельные технологические участки, настройки, тренды, алармы и т.д. Рассмотрим, каким образом в системе WinCC OA возможно осуществлять переход между экранами.

Создадим еще одну панель в проекте и назовем ее Trends (на будущее), сделаем ее размер сопоставимым с размером панели Flaps и поместим на нее что-нибудь читаемое. Например — надпись «Это тренды», чтобы быть уверенным наверняка.

(* Начиная с этой части я перешел на версию WinCC OA 3.17. Никаких отличий в масштабах базового курса не будет. Изменятся лишь надписи на скриншотах.*)

В предыдущей части мы завершили создание визуализиции задвижки и создали простейший скрипт, имитирующий ее поведение.

У нас есть одна панель под названием Flap, которая отображает и шлет команды для одной задвижки — Flap1. Именно такая точка данных указана во всех скриптах этой панели. Возникает закономерный вопрос — что делать, если задвижек не одна? И даже не две. А несколько десятков, сотен и даже тысяч (для распределенной системы WinCC OA и несколько миллионов сигналов не помеха, смотрим на Большой Андронный Коллайдер,

Запрограммированое в предыдущей части поведение задвижки… нелогично. В обработчике нажатия кнопки «Открыть» или «Закрыть» мы непосредственно задавали значение элемента под названием Position. При том, что в самом DPT у нас уже предусмотрены команды «Открыть» и «Закрыть».

В прошлый раз мы закончили на создании типа точки данных (DPT Flap) и трех экземпляров точки данных (DPs Flap1, Flap2, Flap3). Пора переходить к визуальной составляющей операторского интерфейса. Открываем модуль gedi. В gedi мы видим название нашего проекта в дереве и его составные части. Нас сейчас интересуют «панели», поэтому разворачиваем их.

Решил немного рассказать про систему визуализации от Siemens под названием WinCC OA. Эта SCADA на рынке России распространена гораздо меньше классических версий WinCC (и tia-портальных тоже), знаний по ней в открытом доступе достаточно мало, знаниями делятся неохотно. В ряде моментов WinCC OA радикально отличается от обычных распространенных SCADA, поэтому для начала необходимо усвоить базис.

Перед усвоением этого базиса я рекомендую в общем ознакомиться с архитектурой построения WinCC OA. Лучший способ такого ознакомления — найти в Интернете записи вебинаров и выступлений эксперта по WinCC OA Кондрашкина Андрея. Андрей Геннадьевич — очень мощный специалист и прекрасный докладчик. Настоящий цикл заметок, собственно говоря, и основан на его двухдневном вводном обучении. Рекомендую эту запись.

Можно углубиться в изучении вопроса и дальше, например — ознакомиться с аддонами SmartSCADA или Preactor, но это выходит очень далеко за рамки базового понимания системы. Самое главное, что необходимо вынести из этого ролика — это понимание архитектуры WinCC OA. Например, то, что система состоит из отдельных законченных функциональных единиц, которые называются «менеджерами». Менеджер выполняет строго свою заданную роль. Центральным звеном всей системы является менеджер событий (event manager или EV). Есть менеджер визуализации, User Interface или ui. Есть драйвера, например — s7. Есть менеджер для выполнения скриптов, control. Все менеджеры общаются друг с другом посредством центрального EV по стандартному протоколу TCP/IP, вне зависимости от того, находятся они на одном физическом ПК, или разнесены на несколько.

Вторая важная отличительная черта, которую необходимо понять. OA — это система событийная. В ней почти отсутствует постоянный polling данных. Изменение показаний на экране оператора произойдет только в случае изменения значения соответсвующей переменной в контроллере.

Третье. Все или почти все реализовано скриптами (»Что нельзя запрограммировать на Ассемблере, можно спаять» (с) ) и текстовыми файлами. Необходимо зажечь лампочку на мнемосхеме? Скрипт. Причем скрипт, который подвязывается к изменению переменной и выполняющий определенные действия только по этому изменению автоматически.