ADAM-3600 — многофункциональный промышленный контроллер

Контроллер ADAM-3600 — универсальное устройство для дистанционного управления промышленными объектами, сбора данных, мониторинга и автоматизации процессов. Одновременно может выступать как устройство связи с объектом (УСО), устройство сбора и передачи данных (УСПД) и программируемый логический контроллер (ПЛК). Имеет модули расширения портов ввода-вывода, а также модули беспроводных интерфейсов Wi-Fi, 4G/3G/GPRS, ZigBee, GPS.

Устройство работает под управлением операционной системы RealTime Linux и процессора Cortex A8. Поддерживает открытые промышленные протоколы ModBus, DNP3, MQTT, HTTP REST API. Может быть интегрирован в любою SCADA-систему. Также поддерживает интеграцию в облачные системы IoT, такие как Microsoft Azure IoT Hub, Amazon AWS IoT и другие.

Технические характеристики

Процессор: Cortex A8 600MHz
RAM: DDR3L 256MB
USB 2.0 host: 1 порт
VGA: 1 порт
Последовательные порты: 1× RS-232/485, 2× RS-485
Ethernet порты: 2× 10/100Base-TX
Цифровые входы: 8 (расширяется до 40)
Цифровые выходы: 4 (расширяется до 20)
Аналоговые входы: 8 (расширяется до 24)
Аналоговые выходы: 0 (расширяется до 16)
mPCIe-слоты: 1 × полного размера, 1 × половинного размера
Слоты расширения I/O: 4
Беспроводные интерфейсы: Wi-Fi, 3G, 4G GPRS, ZigBee (опционально, с помощью модулей Mini-PCIe)
Часы реального времени с автономным питанием: да
SD-карта: да
Диапазоны температур: от −40 до +70°C
Питание: от 8 до 30 В_DC

Модули расширения входов-выходов

Количество входов/выходов I/O может расширяться в зависимости от задач заказчика. В контроллер ADAM-3600 можно установить до 4 модулей расширения интерфейсов. Существует 6 типов модулей: цифровые входы/выходы, аналоговые входы/выходы, входы для термопар (T.C.) и резистивных датчиков температуры (RTD).

Беспроводные интерфейсы

Благодаря наличию слотов Mini-PCIe, в контроллер можно легко добавить беспроводные интерфейсы Zigbee, Wi-Fi, 3G/4G/GPRS, GPS. Одновременно может быть установлено два модуля MiniPCIe: один полноразмерный и один половинного размера. Поддерживаются как фирменные модули Advantech, так и сторонние, производства Huawei, Quectel и других.

В зависимости от типа антенн, устанавливаются подходящие разъемы: SMA или RP-SMA. К платам антенные выводы подключаются через стандартный разъем U.FL.

Сетевые функции

ADAM-3600 имеет на борту два независимых порта Ethernet с функцией Daisy Chain, которые можно использовать в режиме коммутатора, либо разделить их на WAN и LAN. Это удобно для соединения нескольких контроллеров последовательно в топологии daisy-chain, и не требует установки дополнительных коммутаторов на линиях длиннее 100 метров.

Режим Failover и Multi WAN

Для удаленных объектов критической инфраструктуры потеря связи может стоить значительных убытков. Поэтому, для повышения надежности связи ADAM-3600 имеет функцию резервирования канала в режиме failover. При потере связи на основном канале контроллер автоматически переключится на резервный, например, с проводного интернета на 3G. Приоритет каналов и адрес для проверки соединения настраивается в EdgeLink Studio.

Поддержка VPN

Поддержка актуальной версии OpenVPN 2.4 позволяет объединять устройства в виртуальную сеть предприятия. Доступны UDP- и TCP-туннели, аутентификация по сертификатам и современные алгоритмы шифрования, такие как AES-256-CBC.

Аппаратный ID устройства

Быструю первичную конфигурацию можно задать c помощью DIP-переключателя на передней панели. NodeID задает идентификатор устройства и начальный IP адрес. Это позволяет выполнить монтаж большого количества устройств без предварительной настройки, а дальнейшую настройку выполнять удаленно по сети.

Режимы работы

Главная особенность контроллера ADAM-3600 — в его универсальности. Он может быть одновременно и устройством сбора данных (запись и передача телеметрии), и устройством связи с объектом (передача управляющих команд от диспетчерского центра), и программируемым контроллером (управление автоматизацией). Для каждого варианта использования существует своя среда разработки.

Устройство сбора данных и удаленный терминал

ADAM-3600 может работать как классическое устройство сбора и передачи данных (УСПД). Конфигурация устройства происходит в графической среде EdgeLink Studio, позволяющей настроить устройство в режиме сбора данных или удаленного терминала без написания программного кода, что позволяет существенно упростить внедрение.

Все имеющиеся проводные и беспроводные каналы связи можно задействовать для сбора данных, EdgeLink понимает более 200 различных протоколов (например, Modbus, DNP3, IEC-60870-5-101, IEC-60870-5-103, IEC-60870-5-104, CAN, BACnet, EtherNet/IP) и устройств (Siemens, Omron, Mitsubishi, GE Fanuc, Yaskawa, Allen Bradley, Delta DVP и др.).

Одна из дополнительных функций — обработка данных перед отправкой. Например, может быть рассчитано среднеквадратическое отклонение или показания датчиков сырых значений тока или сопротивления, и готовые данные преобразованы в соответствующий формат для различных баз данных, например, MS SQL Server. Сохранение данных может выполняться на SD-карту, в случае, когда связь с интернетом недоступна. После восстановления связи, данные будут переданы на сервер без потерь.

С помощью EgdeLink Studio можно создать вычисляемые теги из уже имеющихся c применением большого набора математических, логических, статистических и других функций. Имеется отладчик выражений, с помощью которого можно проверить работу функции с разными значениями входных переменных. Полученные теги можно включать в наборы выходных данных для отправки в контроллеры вышестоящего уровня или облако, а также использовать их для написания скриптов с помощью среды программирования KW Multiprog.

Интеграция с облачными сервисами

Используя протокол MQTT, можно организовать сбор данных напрямую в облачные сервисы, такие как Microsoft Azure IoT Hub, Amazon AWS IoT и т.д.

Программируемый логический контроллер

Прошивка ADAM-3600 построена на базе RT Linux — специальной версии операционной системы жёсткого реального времени. При этом платформа полностью открыта, разработчики имеют root-доступ к системе. Это позволяет реализовать любые нестандартные решения, используя системные языки программирования. Advantech предоставляет SDK для языков C/C++, а также среду для разработки и Toolchain для сборки проектов под Linux.

Однако, для большинства пользователей вполне подойдет готовый инструментарий для написания скриптов на технологических языках программирования IEC 61131-3: KW Multiprog Express (бесплатная версия) или KW Multiprog Pro (платная версия для сложных проектов).

Суть работы с KW Multiprog для ADAM-3600 состоит в одновременном использовании обоих программных продуктов:
EdgeLink Studio — для настройки сетевых протоколов, создания входных, выходных и промежуточных переменных, а также взаимодействия контроллера с другими сетевыми устройствами;
и KW Multiprog — для создания сложных программных алгоритмов управления с использованием этих же переменных.

Теги-переменные из EdgeLink выгружаются в среду Multiprog, там преобразуются нужным образом с помощью встроенных или пользовательских функций, и итоговая программа загружается в контроллер. Для такой работы в состав установочного пакета KW Multiprog Express v.5.35 входят две надстройки: одна для выгрузки переменных из среды EdgeLink Studio, а вторая — для загрузки проекта в ADAM-3600.

Multiprog поддерживает отладку программы и переменных в режиме online и частичную перезагрузку (soft start) контроллера.

Дополнительные примеры по реализации конкретных задач с помощью ADAM-3600 можно найти на странице технической поддержки контроллера.

Пример использования: мониторинг нефтяных скважин в реальном времени

На сайте Advantech в разделе обучающих материалов публикуются сценарии использования продуктов www.advantech.com/resources/. Один из распространенных сценариев использования контроллера ADAM-3600 — мониторинг и управления буровыми и насосными станциями. Advantech предлагает полный спектр решений для построения АСУ-ТП, в частности систему SCADA с веб-интерфейсом — Advantech WebAccess.

Базовые задачи системы:

• Мониторинг температуры нефти и “рукава”, давления нефти, скорости потока и других параметров насосного агрегата; а также считывание и сохранение в базе данных.
• Подключение датчиков по проводным (RS-232/485, LAN) и беспроводным шинам (ZigBee)
• Подключение датчиков и реле напрямую к цифровым и аналоговым интерфейсам контроллера
• Сбор показаний датчиков периферийного оборудования совместно со статистикой по добыче нефти и работе оборудования. После первичной обработки данные отправляются на сервер SCADA.

Заключение

Контроллер ADAM-3600, благодаря модульной конструкции, позволяет выбирать порты и каналы ввода/вывода, беспроводные интерфейсы и протоколы, исходя из потребностей заказчика, поэтому можно обойтись одним устройством для большого числа задач. Предусмотрены функции быстрой настройки, что облегчает монтаж и инвентаризацию большого числа устройств. Рабочий диапазон температур от −40 до 70°C дает возможность применять контроллер в суровых условиях. Поддержка индустриальных стандартов и современных протоколов IoT позволяет ADAM-3600 интегрироваться в любые промышленные системы.

Дополнительная литература и ссылки

Источник: Advantech