Материал посвящен краткому описанию продукции Leroy Automatique Industrielle применительно к основным областям ее применения – системам автоматизации на транспорте (железнодорожном, наземном, морском и воздушном, на метрополитене) и на объектах специального назначения. Заказчиков привлекают функциональные возможности и надежность продукции Leroy Automatique Industrielle, вибро- и ударопрочность, расширенный диапазон рабочих температур, строгое соблюдение международных и отраслевых стандартов в области качества выпускаемой продукции, заслуженная репутация, базирующаяся на солидном опыте участия в крупномасштабных проектах. С.Н.Дроздов (“ФИОРД”), С.В. Золотарев (“ФИОРД”)
Компания Leroy Automatique Industrielle: ориентация на объекты с тяжелыми условиями эксплуатации
Французская компания Leroy Automatique Industrielle (торговая марка Leroy Automation, www.leroy-automation.com) основана в 1983 году и специализируется на разработке и производстве средств автоматизации для тяжелых условий эксплуатации - контроллеров, модулей ввода-вывода, промышленного коммуникационного оборудования (RS485, Modbus, CAN, MVB, FIP) и программного обеспечения. За последние 7 лет оборот компании вырос более, чем в 3,5 раза. С 1999 года продукция и система менеджмента Leroy Automatique Industrielle (LAI) имеет сертификат качества ISO9001 от уполномеченной компании DNV на проектирование, производство, продажу и сопутствующие сервисы для средств автоматизации от LAI. Основной потребитель продукции Leroy Automatique Industrielle – железнодорожный транспорт (57%) и метрополитен (15%) в различных странах мира. Также продукция LAI широко используется в энергетике и системах безопасности на атомных объектах. Среди заказчиков LAI такие известные компании как Alstom Transport. Thales Air Systems. SNCF (национальная фарнцузская железнодорожная компания), RATP (парижская муниципальная транспортная система), KNR (корейские национальные железные дороги) и несколько сотен других компаний. В настоящее время на объектах железнодорожного транcпорта установлено более 24 тыс. программируемых контроллеров LAI. Среди других крупных заказчиков – системы специального назначения (морские и воздушные средства). Приведем некоторые из крупных объектов автоматизации, в которых используется оборудование компании. Железнодорожный транспорт в Мадриде (проект RER –Cercanias), Аусбурге (проект DB Frame), Стокгольме и Копенгагене (проект X40 и X 60), в Бразилии (проект Fortaleza), в Англии (проекты Juniper–WCML), Будапеште, трамвай в Иерусалиме, Лионе и Нанте, скоростные железные дороги во Франции (проекты Citadisan и TGV), метрополитен в Париже, Лондоне, Лиссабоне, Сингапуре, Барселоне, Шанхае, Сиднее, Мехико, Пусане (Южная Корея). Продукция LAI используется в системе автоматизации локомотивов серии V150 (рис.1) для высокоскоростной железной дороги во Франции, максимальная скорость движения которых достигает 574,8 км/час. Этот мировой рекорд скорости движения поездов на железной дороге установлен в апреле 2007 года на участке новой западно-европеской линии LGV (http://www.youtube.com/watch?v=nwseVKRHMIg).
Рис.1 Локомотив V150, установивший мировой рекорд скорости движения на ж/д, использует оборудование Leroy Automatique Industrielle
Другим примером, подтверждающим компетенцию и репутацию компании Leroy Automatique Industrielle, является использование оборудования LAI в новейшей полностью цифровой мобильной РЛС дальнего обнаружения GRAUND MASTER 400 (ThalesRaytheonSystems) (рис.2).
Рис.2 Оборудование LAI в цифровой мобильной РЛС дальнего обнаружения GRAUND MASTER 400
LAI имеет достаточно большой ассортимент продукции – контроллеры и модули ввода-вывода различного назначения (рис.3), специализированные устройства для OEM-производителей и сопутствующее программное обеспечение.
Рис.3 Образцы оборудования Leroy Automatique Industrielle
Ввиду ограниченности объема статьи мы подробно остановимся только на флагманском продукте компании – контроллере LT200. Информация по другим продуктам доступна на сайте LAI (www.leroy-automation.com) и на сайте дистрибьютора в России – компании «ФИОРД» (www.fiord.com).
LT200 - Linux-контроллер для тяжелых условий эксплуатации
LT200 –контроллер, специально разработанный для применения в системах с тяжелыми условиями эксплуатации. LT200 (рис.4) имеет следующие основные характеристики: расширенный рабочий температурный диапазон от -40 до +70°С, высокую механическую прочность (удар 30g, вибрация 20 м/c2, от 5 до 150 Гц), соответствует стандартам МЭК 61000-4-2, 61000-4-3, 61000-4-4, 61000-4-5, 61000-4-6. Напомним, что стандарт МЭК 61000 определяет жесткие требования к защищенности электронных устройств от электростатического разряда, устойчивости к радиочастотным излучениям, к воздействию быстрых переходных напряжений, к скачкам напряжения, к помехам, к воздействию магнитного поля, создаваемого токами питающей сети, к кратким пропаданиям и изменениям напряжения питающей сети и другие. LT200 монтируется в шкаф (19" стойка, ассиметричная DIN-рейка), имеет модульную конструкцию и алюминиевый корпус с защитой по IP30, которые обеспечивают защиту от электромагнитных помех и хорошее тепловое рассеивание. Поддерживается до 15 блоков ввода / вывода, причем на один блок может быть установлено от 2 до 5 модулей (дискретного и аналогового входа и выхода с различными характеристиками, релейных выходов). Размеры всей конструкции зависят от числа модулей и имеют следующие значения: высота=105 мм, глубина=84 мм; ширина = 25 мм x N, где N=число модулей. LT200 имеет высокоскоростную внутреннюю шину и обеспечивает ввод-вывод для систем повышенной надёжности за счет поддержки настраиваемого порога чувствительности, резервированных входов и релейных выходов повышенной надёжности.
Несколько слов о средствах повышения надежности конечных систем на базе LT200. Каждый блок имеет встроенные средства самодиагностики: контролирует напряжение источника питания, когерентность данных и шины адресов. Для блоков дискретного ввода может обрабатываться не только само значение дискретного сигнала (state bit), но и подтверждающий бит корректности значения сигнала (fault bit). Для команд релейного вывода предусмотрена возможность дублирования команд. Надежность конечных систем на базе LT200 может быть значительно повышена за счет использования возможностей, заложенных в среде программирования контроллеров ISaGRAF v.5, таких как связывание контроллеров по данным реального времени (binding) и по событиям (функциональным блокам стандарта МЭК 61499). Например, за счет этих механизмов можно обрабатывать сигналы сторожевого таймера не только на отдельном контроллере, на и синхронно в рамках распределенной системы контроллеров.
Рис.4 Контроллер LT200 с четырьмя модулями ввода-вывода
Блок центрального процессора LT200 (рис.5) состоит из модуля центрального процессора CPU610 и коммуникационного модуля COM630. CPU610 состоит из микропроцессора Intel PXA 255 (300 Мгц), cопроцессора для управления вводом-выводом FPGA Spartan III (100 Мгц), имеет SRAM 32 Мбайт, FLASH ROM 16 Мбайт (включая 4 Мбайт для пользователя), FRAM 8 Кбайт (включая 4 Кбайт для пользователя) и часы реального времени. Отметим наличие в составе CPU610 памяти FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) на основе сегнетоэлектрического эффекта, которая имеет характеристики, позволяющие рассматривать ее, как эффективное решение для применения в качестве энергонезависимого ОЗУ в приложениях с высокими требованиями по надежности и живучести. По сравнению с флэшь-памятью, ячейки FRAM практически не деградируют - гарантируется до 1010 циклов перезаписи.
Также на модуле CPU610 имеется последовательный канал RS232 или RS422 (выбирается распайкой проводов) и USB-порт, который может использоваться как коммуникационный порт для связи с ISaGRAF Workbench (виртуальный COM-порт). Коммуникационный модуль СОМ630 состоит из порта Ethernet (RJ45) и порта последовательного канала (через SubD 25), поддерживающего до трех каналов RS232/RS422/RS485.
Рис.5 Блок центрального процессора LT200
LT200 прошел серьезные испытания на применимость для работы в тяжелых условиях эксплуатации по следующим параметрам: механические, климатические и электрические испытания, испытания на элемктромагнитное излучение и электромагнитную защищенность. Подробнейшие результаты испытаний изложены в документе (к сожалению, пока только на французском языке) «LT200 - Dossier de qualification materielle B1». Испытания полученных результатов и их анализ проводились в соответствии с нормативами базовых стандартов МЭК (IEC, Международной Электротехнической Комиссии) и Евросоюза (EN) по соответствующим критериям: 61000-4 и 61000-6 (электромагнитные характеристики), 61131-2 (программируемые контроллеры), 50155 (электронное оборудование на железнодорожном транспорте), 61373 (испытания на удар и вибрацию оборудования для подвижного состава железных дорог), 60068-2 (климатика и механика, испытания на воздействие внешних факторов), 60048-2-27 (вибрация) и другие. По всем проверяемым критериям для LT200 были получены требуемые стандартами характеристики.
Программное обеспечение LT200: три возможности
LT200 работает под управлением операционной системы Linux. Для создания прикладных программ разработчик может использовать одну из трех возможностей в зависимости от сложности решаемой задачи и квалификации персонала: систему программирования ISaGRAF v.5, поддерживающую языки программирования стандарта МЭК 61131-3, либо интегрированную среду Eclipse IDE, поддерживающую язык C/C++, либо средство конфигурирования OPAL32.
Программирование на языках стандарта МЭК 61131-3 в среде ISaGRAF v.5 для LT200
ISaGRAF v.5 – последняя версия всемирно известной системы программирования контроллеров ISaGRAF компании ICS Triplex (www.icstriplex.com). Поддерживаются все пять языков стандарта МЭК 61131-3: SFC ( (Sequential Function Chart), FBD (Function Block Diagram), LD (Ladder Diagram), ST (Structured Text), IL (Instuction List). Пользователем может быть использован также графический язык Flow Chart. На рис.6 показан пример программирования в среде ISaGRAF.
Рис.6 Пример программирования в среде ISaGRAF
Leroy Automatique Industrielle обеспечивает драйверы и библиотеки для поддержки модулей ввода-вывода в среде ISaGRAF Workbench. Для загрузки программ используется Ethernet или USB (виртуальный последовательный канал). Функциональные библиотеки для LT200 в среде ISaGRAF включают несколько групп функций: работа со временем (чтение/запись времени и даты), обработка данных во флешь-памяти (чтение/запись блока данных), взаимодействие по последовательному каналу (настройка параметров связи и чтение/запись блока данных). Отдельная группа функций для работы с протоколом Modbus. LT200 может отдновременно работать по 4 последовательным каналам как master или slave modbus RTU и по Ethernet каналу как master или slave modbus TCP. Поддерживаются следующие коды команд Modbus: 1 (read_coils), 2 (read_input_discretes), 3 (read_multiple_registers), 4 (read_input_registers), 5 (write_coil), 6 (write_single_register), 15 (force_multiple_coils), 16 (write_multiple_registers), 23 (read_write_register).
Linux software development kit (SDK)
SDK - компактная реализация операционной системы GNU/Linux, основанной на релизе ядра 2.6 Linux. Ядро Linux было оптимизировано для использования приложений на платформах Leroy Automatique Industrielle, предварительно загруженных и сконфигурированных для работы из флэшь-памяти. SDK предлагает встраиваемую версию Linux с высоконадежной журналируемой файловой системой c возможностью восстановления при пропадании питания. Основные характеристики SDK: релиз 2.6.12 ядра Linux, полный набор средств разработки GNU (кросс-компилятор ARM C/C++ GCC, удаленный отладчик GDB, стандартные библиотеки GNU C/C++), Journaling Flash File System JFFS2, драйверы периферийных устройств (для плат ввода-вывода, последовательных каналов, памяти), поддержка базовых протоколов (DHCP-клиент, FTP-сервер, SNMP-агент V1, V2, V3, Telnet-сервер, web-сервер, протокол Modbus TCP master и slave, протокол Asynchronous Modbus master и slave). SDK может быть установлен из любого дистрибутива Linux, поддерживающего стандартные сервисы, но LAI использует Linux OpenSUSE.
Средства разработки GNU tool chain могут быть полностью интегрированы с платформой Eclipse (рис. 7) и средствами разработки на языке C/C++ и предоставить пользователю возможность работать в полностью интегрированной среде без необходимости оплаты за ее использование.
Рис.7 Интегрированная среда Eclipse разработки программ для LT200
Пользователь может разрабатывать собственные приложения с помощью SDK, используя функции для взаимодействия с LT200 такие как, запуск и остановка приложения, управление платами ввода-вывода, активация сторожевого таймера, использование миллисекундных счетчиков, управление светодиодами на плате CPU, обработка данных протокола modbus и другие.
Cредство конфигурирования OPAL32
OPAL32 – средство конфигурирования для LT200 (как и других продуктов LAI) удобно для первоначального запуска различного оборудования LAI и работы с простыми приложениями, не требующими от пользователя глубоких знаний и опыта работы с программным обеспечением. Оно обеспечивает конфигурирование модулей (рис.8) из списка плат путем использования встраиваемых интеллектуальных функций, таких как счетчики длительности, фильтрация на входе, мигание на выходе, стабилизированные выходные значения, конвертирование аналоговых значений и т.д.
Рис.8 Конфигурирование модулей ввода-вывода LT200 с помощью OPAL32
С помощью простого языка скриптов OPAL32 позволяет пользователю использовать простые операции, такие как условные операторы, пороговые вычисления, триггеры сети и другие, а также обеспечивает отображение в типы данных Modbus и интерактивную диагностику оборудования.
Продукция Leroy Automatique Industrielle теперь доступна и для отечественных пользователей
В данном описании авторы постарались вкратце представить продукцию (аппаратные и программные средства) Leroy Automatique Industrielle - одной из ведущих европейских компаний в области разработки и производства средств автоматизации для тяжелых условий эксплуатации и в первую очередь для транспорта и систем специального назначения. Выход LAI на российский рынок дает возможность отечественным компаниям использовать в своих проектах продукцию мирового уровня, создавая на ее основе конкурентноспособные системы, опираясь при этом на авторитет и репутацию хорошо известной в мире торговой марки Leroy Automation. Немаловажным фактором для потенциальных пользователей продукции Leroy Automatique Industrielle в России является наличие локального дистрибьютора – известной в области АСУТП санкт-петербургской компании «ФИОРД».
Об авторах:
Дроздов Сергей Николаевич, Зам. генерального директора компании «ФИОРД»Золотарев Сергей Викторович – канд. техн. наук, ведущий эксперт компании «ФИОРД» Контактный телефон (812) 323-62-12. Е-mail: info(at)fiord.comИсточник: www.fiord.com
| < Предыдущая |
|---|