1. Автор данного материала принимал участие и руководил разработкой и наладкой систем управления
технических объектов на предприятиях России,Украины,Казахстана,Японии,Китая,Ю.Кореи,Индии.
Как правило, наладка технического объекта заканчивалась успешным внедрением.
Однако, в ряде случаев, на объекте, как правило, когда наладка уже заканчивалась и мы уезжали к себе домой,
возникали побочные явления, отрицательно влияющие на его работу и снижающие производительность его работы.
В некоторых случаях приходилось даже возвращаться на объект и разбираться в причинах возникших осложнений.
Интересно, что при этом, в большинстве случаев, побочные эффекты возникали из-за ошибок эксплуатирующего
объект персонала, причем часто, несмотря на неопровержимые доказательства, было трудно доказать, что ошибки
в работе оборудования происходили по их вине.
Чтобы получить объективные данные о работе оборудования было принято решение, что новые проектируемые
объекты должны снабжаться удаленной диагностикой и контролем, чтобы разработчик, находясь, например, в Москве
мог получать объективную информацию об объекте, находящемся, например, в окрестностях Сеула или Мумбаи.
При этом Заказчикам и хозяевам этих объектов мы не сообщали, что в систему управления встроена удаленная диагностика,
чтобы картина была действительно объективной и они не смогли внести в объективную картину работы объекта свои
субъективные коррективы. Ниже приводятся особенности работы разработанной удаленной системы и ее особенности.
2. Известно, что удаленная диагностика и управление позволяет:
- Реализовывать объекты IoT;
- Контролировать на расстоянии параметры жизненно важных параметров системы управления;
- Осуществлять анализ данных для выявления тенденций изменения работы объекта;
- Осуществлять сравнение с известными или ожидаемыми данными поведения системы;
- Осуществлять прогнозирование момента сбоя с помощью экстраполяции и анализа;
- Осуществлять план технического обслуживания, которые должны быть выполнены,
когда это действительно необходимо;
- Осуществлять пуско-наладочные работы на объекте, когда наладчик
должен находиться вдали от шкафов управления объектом;
Растущая глобализация , все более усложняющиеся механизмы и программное обеспечение, также
порождают желание удаленного инжиниринга, поэтому поездки на растущие расстояния
опытного и дорогого инженерного персонала лучше ограничивать.тем более, что эти поездки могут происходить
и не по вине разработчиков.
Центральная экспертиза (локальное решение небольших проблем, удалённое/централизованное решение
сложных проблем экспертами) ограничивает количество персонала до минимума и резко снижает рабочую
нагрузку на персонал.
Кроме этого удаленный контроль и диагностика позволяют осуществить в реальном масштабе времени
реализацию принципов Общей Эффективности Оборудования(OEE) — системы анализа общей эффективности
работы оборудования, предназначенной для контроля и повышения эффективности производства и
основанной на измерении, анализе и обработке конкретных производственных показателей и параметров.
3. Разработанная удаленная диагностика объектов была предназначена для систем управления на базе
контроллеров OMRON и Yaskawa (Япония). Поэтому все технические решения по разработке этой системы
принимались применительно к этим контроллерам.
Хотя в первую очередь данная система предназначалась для разработчиков системы управления объектом,
в дальнейшем, она была передана Заказчикам оборудования, чтобы обслуживающий персонал и руководство
предприятием могло использовать возможности этой системы для принятия правильных решений по
обеспечению повышения производительности оборудования и снижению непроизводственных простоев.
4. Программное обеспечение разрабатывалось на языке Delphi.
Базовая версия системы удаленной диагностики была разработана в начале 2014, когда появилась версия DelphiXE5,
что позволило разрабатывать клиентскую часть системы для Андроид смартфонов.
Указанная система прошла путь от простых решений к более сложным и в процессе развития дополнялась
новыми режимами и возможностями.Последняя версия системы разработана на базе Delphi XE10.3.3(Rio).
Система построена на основе программной структуры Клиент-сервер. Сервер аппаратно и програмно организован
на отдельном компьютере, при этом сервер служит и для задач чтения -записи информации с контроллера, а также
для задач приема-передачи соответствующей информации в Андроид смартфон.
Первоначально, указанная система была основана на обмене информацией с помощью протокола TCP/IP.
При этом обмен информацией между сервером и смартфоном осуществлялся по локальной сети или WI-FI.
В дальнейшем основным протоколом обмена стал Интернет (MQTT), при этом использовался также обмен информацией
по Bluetooth и WI-FI.
Первоначально для обмена информацией между контроллером и компьютером была разработана соответствующая DLL,
с помощью которой осуществлялась связь по протоколу Ethernet и Ethernet/IP.
В дальнейшем эта часть программы была усовершенствована и в настоящее время обмен информацией
между контроллером и компьютером сервера может осуществляться по протоколам:
- Ethernet;
- Ethernet/IP;
- USB;
- RS 232/485;
- Modbus/TCP
по выбору Заказчика, при этом возможно на одном сервере использовать несколько протоколов.
5. В базовой версии указанной системы Андроид смартфон реализовывает следующие функции:
- Настройка параметров на требуемые значения обмена
информацией между смартфоном и контроллером;
- Запись / чтение целого слова памяти командой пользователя;
- Запись / чтение бита памяти командой пользователя;
- Циклическое чтение переменных одной зоны памяти
контроллера (основной режим);
- Циклическое чтение переменных разных зон памяти
контроллера (вспомогательный режим);
- Выполнение, задаваемой пользователем или предустановленной,
строки FINS;
- Циклический контроль заданных переменных памяти
контроллера на минимальные и максимальные пределы в
реальном масштабе времени с выработкой сигналов при
выходе за пределы – Alarms ( контролируемые пределы
устанавливаются пользователем). При необходимости
автоматическое формирование E-mail пользователю с
сообщением о сбое по требуемому интернет адресу.
- Быстрая корректировка значения переменной – слово памяти
контроллера, в реальном масштабе времени;
- Быстрая корректировка значения переменной – бит памяти
контроллера, в реальном масштабе времени;
- Установка и работа с битовыми объектами контроллера
(установка осуществляется один раз при первом входе в
Программу и далее может не меняться);
- Работа с битами слов – чтение / запись графического
отображения битов слов – аналогично программе SwitchBox
(OMRON) , в реальном масштабе времени;
- Отображение принимаемых в цикле переменных в отдельном
Memo в реальном масштабе времени, с возможностью записи
содержимого Memo в файл и выборки содержимого файла в
Memo.
- Индикация 6-ти переменных на табло индикаторов с
возможностью выработки цветовых сигналов, если значения
переменных выходят за требуемые пределы в реальном
масштабе времени;
- Формирование осциллограмм 6-ти переменных в реальном
масштабе времени. Время периода =0.5…1 сек;
Время записи – до 4-х часов
- Формирование статических графиков 6-ти переменных в
реальном масштабе времени . Время периода =0.5…1 сек.
Время записи – до 4-х часов;
- Расчет и отображение параметров Общей Эффективности Оборудования(OEE)
- Формирование в сервере журнала (Log file) событий и сбоев в системе.
- Формирование в сервере Ping контроля для проверки правильности подключения
компьютер-контроллер по сети;
- Работа с встроенным редактором файлов;
- Чтение / запись переменных моушен-контроллера Trajexia
(OMRON).
- Передача файлов с сервера на смартфон или обратно.
и т.п.
Очевидно, что данное приложение может быть легко расширено и адаптировано под конкретные
требования конкретного Заказчика.
6. Ниже представлены описания и скрин-шоты основных, разработаных мною, программ
для удаленного управления, диагностики и контроля между Андроид смартфонами и контроллерами
семейства OMRON и Yaskawa. Эти программы схожи в части обмена информацией между смартфоном
и компьютером, однако, существенно различаются в части реализации сервера, при этом в них применены
следующие программные технологии:
- Клиент-сервер - Sasha_Server_Dz.exe и Sasha_Client_Dz.exe;
- Локальный MQTT broker - Sasha_Local_MQTT_Client.exe;
- WEBSocketServer - WebSocketServer_controllers_OMRON_Yaskawa.exe;
- Глобальный MQTT broker - Omron_Remote_control; (можно приобрести на сайте Galaxy Store Samsung);
- Глобальный MQTT broker - Yaskawa_Remote_control;
