Промышленное программирование *

Поговорим сегодня про промышленные контроллеры, в частности про Siemens SIMATIC S7-1200, их особенности, аппаратные средства, добавление аппаратной конфигурации в  Tia Portal.

Думаю, что каждый из embeded-разработчиков хотя бы раз в жизни пользовался терминалом для работы с COM-портом ПК - простой программой, позволяющей персональному компьютеру через встроенный интерфейс RS-232 (или USB-переходник) общаться с внешними устройствами, например такими, как GSM-модем или просто обмениваться данными с микроконтроллером в процессе разработки и отладки прошивки.

Таких терминалов на данный момент создано довольно много, как говорится "на любой вкус". Однако, как часто бывает, когда начинаешь более-менее длительно работать в какой-либо программе, начинает постоянно не хватать то одной функции, то другой, то одно кажется сделано неудобно, то другое. Всё время ловишь себя на мысли: "это лучше сделать было бы так, а это - вот эдак" :)

Подобные мысли и определённые требования к функционалу в конечном счёте привели к созданию "своего" терминала, который создавался не один год, наращивая свою функциональность и удобство. Он создавался в процессе разработки прошивок для микроконтроллеров, разбора многих протоколов опроса оборудования и возможно придётся "по душе" многим разработчикам ПО и электроники в целом.

В быту мы часто используем автоматические последовательности (АП), но даже не задумываемся об этом. Потому что обычно это проходит быстро и без вау-эффекта. Совсем другое дело на производстве, или при запуске ракет с кучей орбитальных спутников на борту, или в кино.

Но вернемся в реальность и рассмотрим применение АП на производстве. Меня зовут Константин Семаков, в «Северстали» я создаю и настраиваю автоматические последовательности для агрегатов. Хочу поделиться своим опытом: как мы создаем автоматические последовательности и настраиваем их, находим ошибки и ускоряем работу оборудования.

В последнее время у нас на СГОКе (это Стойленский горно-обогатительный комбинат) можно услышать фразы типа: «А что тебе белка сегодня советовала?» Со стороны странновато, но объясняется просто: мы запустили систему с ИИ, которая рекомендует операторам оптимальные настройки оборудования при любом из тысяч возможных сочетаний технологических параметров (все это для получения максимальной производительности обогатительной секции). Официальное название системы очень длинное, а неформально мы зовем ее «Белка» — по аналогии с названием компании, которая помогала нам в разработке, хотя многие сотрудники уверены, что название происходит от пушистого грызуна, которому, теоретически, может и руда по зубам.

Под катом про то, как наша система с машинным обучением помогает управлять секцией измельчения, потребляющей мегаватты. Ну и, разумеется, расскажу, как устроен сам процесс обогащения руды.

• Многомерные данные — что они из себя представляют?
• Зачем их визуализировать и что мы можем понять из визуализации?
• Какими способами можно уменьшить размерность таким образом, чтобы сохранилась главная структура данных и какие свойства учитывать при проектировании?

Статья по ссылке напомнила мне один недавний проект. Статья отличная, но в ней не хватает какого-нибудь практического примера. От этого остаются неясными границы применимости в принципе неплохих советов автора. В своем проекте я полностью следовал рекомендациям из упомянутой статьи и вот что вышло.

Российские BIM-технологии: проектирование систем электроснабжения в Model Studio CS

Эта статья цикла, посвященного российским BIM-технологиям, рассказывает об АРМ Электроснабжения. В основу АРМ положен программный продукт Model Studio CS Кабельное хозяйство, который может применяться при разработке разделов электроснабжения, электроосвещения, контрольно-измерительных приборов и автоматизации и предоставляет возможность сформировать трехмерную информационную модель объекта проектирования.

Оставьте логику процесса по возможности в ПЛК. HMI не лучшее решение для выполнения задач, таких как интегрирование, суммирование и прочее.

Разбираем рекомендации по безопасному программированию ПЛК, формируем список своих рекомендаций. Всех неравнодушных прошу под кат.

Держите ПЛК в режиме исполнения. Если ПЛК вышел из режима исполнения, то следует выдать предупреждение оператору.

Разбираем рекомендации по безопасному программироваю ПЛК, формируем список своих рекомендаций. Всех неравнодушных прошу под кат.

Разделите код на модули, рационально используйте программные организационные единицы. Тестируйте модули независимо.

Разбираем рекомендации по безопасному программироваю ПЛК, формируем список своих рекомендаций. Всех неравнодушных прошу под кат.

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами» читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки» факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность!

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется. В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ.
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.
3.2. Типовые звенья систем автоматического управления регулирования. Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья.
3.3. Апериодическое звено 1–го порядка инерционноезвено. На примере входной камеры ядерного реактора. 
3.4. Апериодическое звено 2-го порядка. 
3.5. Колебательное звено. 
3.6. Инерционно-дифференцирующее звено. 
3.7. Форсирующее звено. 
3.8. Инерционно-интегрирующее звено (интегрирующее звено с замедлением).

А в качестве примера мы рассмотрим изодромный регулятор для водяного нагревателя, что сейчас особенно актуально, поскольку наступила осень, и девушки раздеваются только на Бора-Бора или в душе.

А так же узнаем что такое "астатизм" и почему это не лечится.

Про Модбас написано огромное количество статей и снято множество видео: казалось бы, настроить его и принимать по нему нужные данные не составит большого труда, но на практике оказывается не совсем так. Безусловно все это очень помогает, но все же есть несколько нюансов, способных сильно затормозить работу для новичка, впервые столкнувшего с этим, о чем я и хочу поведать на конкретном примере. Имеется измерительный преобразователь тока Е854ЭЛ c RS485 на борту и поддержкой протокола Modbus RTU (здесь и далее разговор ведется только за этот формат). Моя задача писать данные с токового трансформатора, подключенного к этому преобразователю, на удаленный сервер, у которого уже установлена и настроена программа для приема и записи сигналов, и у нее вроде как есть возможность подключения по Модбасу, но опыта настройки этого вида связи нет. Ну что же, будем пробовать. 

Для начала было бы интересно попробовать подключиться к прибору со своего компа, чтобы просто разобраться что и как там вообще работает. Для этого подойдет уже имеющийся в наличии адаптер USB to RS485. Подключаем адаптер USB кабелем к компу, и он конечно же требует драйвера: скачиваем их, устанавливаем и снова подключаем - в диспетчере устройств появляется новый COM порт. Это хорошо, все идет по плану. Теперь нужно запитать сам прибор и присоединить двумя проводами к адаптеру.

В одном из проектов встала следующая задача: пользователь загружает пачку файлов через клиента (CloudBerry Explorer, к примеру) в S3 бакет, мы копируем эти файлы в архив и шлем SNS уведомление о том, что все сделано. Перекладывать файлы в архив нужно начинать только тогда, когда пользователь загрузит все, что хотел. Пользователей мало и загружают батчи они довольно редко. Но файлов может быть много.

Чтобы понять, что пора начинать архивацию, зададим определенную структуру каталогов и будем просить пользователя загружать триггер-файлы с расширением .trigger когда он закончит. Этакая эмуляция кнопки Done. Структура каталогов будет такой:

<batch_name>/done.trigger
<batch_name>/files/<file_key_1>
<batch_name>/files/<file_key_2>
...
<batch_name>/files/<file_key_n>

Как видим, для каждой пачки создается свой каталог <batch_name> с подкаталогом files, в который и заливаются уже пользовательские файлы с каталогами и именами, которые он хочет. Триггер-файл загружается в <batch_name> и по ключу этого  файла можно понять какие конкретно файлы нужно отправить в архив. Но здесь есть один нюанс, мы хотим при копировании в архив вырезать каталог files. Т.е. файл <batch_name>/files/<file_key_1> скопировать в <batch_name>/<file_key_1>.

К счастью, S3 позволяет отслеживать загрузку файлов с определенным суффиксом и отправлять уведомления при наструплении этого события. В качестве получаетеля этих уведомлений можно указать аж 3 сервиса: SNS, SQS и Lambda-функцию. Но тут не без нюансов. Так, первые 2 типа поддерживают только стандартные очереди и SNS, а FIFO не поддерживают, увы.

Большинство статей на Хабре на тему ML прогноза - про применяемые алгоритмы, подходы, инструментарий, но без фокуса на практическое решение задач.

Мы решили поделиться своим опытом и результатами применения машинного обучения для прикладной задачи крупных промышленных предприятий, которые последние 15-20 лет прогнозируют электропотребление «ручным» способом.

На Хабре есть близкая к этой теме публикация-перевод, но она как раз технически-обучающая и без результатов практического применения.

Энергоёмкие промышленные компании являются крупными потребителями электроэнергии и обязаны каждый день подавать заявки с информацией, сколько они планируют закупить электроэнергии в ближайшие сутки в разбивке по часам. Отклонения фактического потребления от прогнозной заявки и в большую, и в меньшую сторону оплачиваются по отдельной ставке. Чем точнее их прогноз, тем меньше оплата.

Очевидный прямой эффект от повышения точности почасового прогнозирования дал старт нашей исследовательской работе. Всё просто: повышаем точность прогноза на n% → заказчик получает меньший счёт от сбытовой компании или рынка → мы «в одну строчку» защищаем бюджет на такие системы.

Однако, на то это и эксперимент, чтобы получить реальный, а не теоретический ответ на вопросы: где можно повысить точность и сложно ли это сделать? 1-2-3% - это сколько в рублях?

После публикации статьи Использование OpenCPN для автоматизации производства / Хабр (habr.com) в личной почте были вопросы по настройке программного обеспечения на собранном устройстве.

Это устройство размещается непосредственно в рабочей зоне на складе запасных частей. Чем больше диапазон дистанций для размещения этого устройства, тем лучше. Оптимальное соотношение цена-качество-дистанция у такого кронштейна NB North Bayou Gaming Monitor Stand NB45-B.

В этой статье будут более детально и последовательно приведены все необходимые конфигурации как самого имиджа, так и необходимых библиотек для OpenCPN и для новых плугинов, о которых я рассказывал в предыдущей статье.

Цитаты кода на C++ под wxWidget также будут приведены.

Эта статья цикла, посвященного российским BIM-технологиям, рассказывает о  продуманном процессе проектирования внутренних инженерных систем в программных комплексах Model Studio CS Отопление и вентиляция, Model Studio CS Водоснабжение и канализация и Model Studio CS Трубопроводы.

Не так давно сидел я делал ревью кода одного из коллег. Это было не первое мое ревью, но в этот раз я задался вопросом как все таки формализовать подход и на что конкретно стоит обращать внимание и как аргументировать и формулировать предложения и замечания. Сформулировал я для себя вот такие пункты:

"Перед тем, как начинать автоматизацию, нужно избавиться от бардака. Иначе получится автоматизированный бардак."

А расскажу-ка я сегодня вам немного про АСУТП. Вернее, не совсем. Когда говорят "АСУТП", на ум обычно приходят какие-нибудь производственные площадки, "серьезные" ПЛК типа Siemens или Allen-Bradley с алгоритмами на МЭКовских языках программирования, мнемосхемы в SCADA-системах по всем правилам ГОСТ, и огромные тома проектов под все это дело... Нет, сегодня речь пойдет не о том. Сегодня мы поговорим о "неправильном" АСУТП. А именно, о системах радиотелемеханики.