Регистрация / Вход
Прислать материал

Применение WEB-технологий для управления промышленными объектами

Сведения об участнике
ФИО
Гаврилов Никита Владимирович
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования ""Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина)” (СПбГЭТУ ""ЛЭТИ"")
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Информационные технологии и вычислительные системы
Раздел области наук
Информационные технологии
Тема
Применение WEB-технологий для управления промышленными объектами
Резюме
Разработанный программный продукт реализует WEB-интерфейс на базе программируемого логического контроллера Siemens Simatic s7 1200. Интерфейс включает в себя три страницы, которые реализуют различные функции. Первая страница позволяет выполнить контроль производственного процесса в режиме «онлайн» с графическим отображением различных характеристик процесса. Вторая страница реализует возможность долгосрочного контроля за состоянием процесса по средствам скачивания долгосрочного журнала данных, который создаётся ПЛК. Третья страница обеспечивает управление программируемым логическим контроллером и преобразователем частоты.
Ключевые слова
Диспетчеризация, человеко-машинный интерфейс, Интернет, программируемый логический контроллер, преобразователь частоты, WEB-технологии, WEB-интерфейс, веб-сервер
Цели и задачи
Цель: разработка программного продукта, позволяющего удаленно получать информацию об оборудовании и производить базовые команды управления.
Задачи: настройка WEB-сервера программируемого логического контроллера, разработка WEB-интерфейса, настройка программируемого логического контроллера для работы с WEB-интерфейсом,описание производственного процесса, отладка и тестирование
Введение

Удаленный контроль и управление объектами представляет собой актуальную область изучения и разработки. Это связано с значительным расширением возможностей связи при помощи проводных и беспроводных каналов. Частным случаем является удаленный контроль и управление в промышленности, в которой требуется высокая точность, оперативность, надежность и помехозащищенность. Последнее время повсеместное развитие Интернета подталкивает промышленность к использованию WEB-технологий на производстве, несмотря на возникающие сложности связанными с высокими требованиями к сетям, предъявляемыми на производстве.

Методы и материалы

Методы проведения работы: синтез, моделирование, эксперимент, анализ
Материалы работы: при выполнении работы был изучен большой объем документации по оборудованию и программным комплексам фирмы Siemens. Были проработаны примеры реализаций различных функций программируемых логических контроллеров, которые предоставляет фирма Siemens. Также рассматривались примеры WEB-страниц и WEB-интефрейсов, разработанных на базе фреймвока Bootstrap и библиотек, используемых в работе.

Описание и обсуждение результатов

В процессе разработки была проведена трудоёмкая и масштабная работа по созданию WEB-интерфейса и программных компонентов для управления ПЛК и ПЧ. Была проведена настройка WEB-сервера ПЛК, разработка работы WEB-интерфейса и его настройка на корректную работу. Был разработан производственный процесс и на финальном этапе проведена отладка работы WEB-интерфейса и WEB-сервера. В итоге были выполнены основные требования к финальному продукту.

В процессе разработки были выявлена особенности работы WEB-сервера ПЛК. Первым важным моментом является особенность работы с параметрами ПЧ, которые представляют собой значения разных типов данных. Также при реализации функции создания журнала была выявлена негибкость данного механизма, так как журнал создается в формате csv и доступен исключительно из WEB-интерфейса, либо при чтении его с карты памяти. Доступ к журналу в WEB-интерфейсе ограничен особенностями безопасности ПЛК и не позволяет работать с этими данными в режиме «онлайн».

При выполнении разработки были сформулированы следующие выводы. Во-первых, разработка WEB-интерфейса на базе ПЛК Siemens Simatic s7 1200 имеет определенную специфику, которая связана с особенностями работы ПЛК, освещенными в предыдущем параграфе. Эти особенности требуют от разработчика специализированных знаний и квалификации, а также четкого понимания целей и задач разрабатываемого интерфейса. Во-вторых, WEB-сервер ПЛК требует отдельного рассмотрения вопроса функциональной безопасности, так как с одной стороны он работает в сети Интернет с высоким уровнем опасности атак, и с другой стороны, он работает в рамках предприятия, где надежность и стабильность работы играет одну из ключевых ролей.

В заключении стоит отметить, что разработанный программный продукт реализован на практике и может быть использован в деятельности предприятий.

Используемые источники
Веб-интерфейс [https://ru.wikipedia.org/wiki/Веб-интерфейс]
Мусаев А.А, Шерстюк Ю.М. Автоматизация диспетчеризации производственных процессов промышленных предприятий [http://www.szma.com/art21.pdf]
[ГОСТ Р МЭК 60447-2000]
Проектирование человеко-машинного интерфейса [http://www.4stud.info/user-interfaces/ui-design-intro.html]
Применение WEB-технологий в промышленности [http://www.bookasutp.ru/Chapter1_2.aspx]
Bootstrap [https://ru.wikipedia.org/wiki/Bootstrap_(фреймворк)]
SINAMICS G: Speed Control of a G110M/G120 with S7-1200 via PROFINET with Safety Integrated and HMI, 2014 г.
Центрифуга периодического действия для разделения утфеля [http://www.findpatent.ru/patent/223/2238328.html]
[ГОСТ Р ИСО/МЭК 27033-1-2011]
Siemens Security Advisory by Siemens ProductCERT SSA-625789
и другие
Information about the project
Surname Name
Gavrilov Nikita
Project title
Appliance of WEB technologies for control of industrial facilities
Summary of the project
Designed software solution realizes the WEB-interface on programmable logical controller Siemens s7-1200. This interface includes three pages, that realize different functions. The first page realizes the function of online monitoring of a manufacturing process with graphical display of current state of different process characteristics. Present values of speed, current and torque of induction motor can be shown on plot. The state of digital inputs and outputs and the state of analog inputs displays on specified numerical labels. The second page realizes the ability of long term monitoring by downloading the created data log. The third page provides the programmable logical controller and the frequency converter control function. It allows to control digital outputs of programmable logical controller and to get and modify parameters of the frequency converter. As an example of a manufacturing process the batch sugar centrifuge acting was taken.
Keywords
Dispatching, Human-Machine Interface, Internet, programmable logic controller, frequency converter, WEB technologies, WEB interface, WEB server.