Промышленный роутер TELEOFIS RTU1068 V4 и SoftLogic-система KLogic: связь и автоматизация в одном устройстве

На удалённой площадке работу с приборами и связь с диспетчерским центром часто организуют раздельно. ПЛК опрашивает оборудование и выполняет местные алгоритмы, а промышленный роутер передаёт данные на верхний уровень. Для части проектов важно объединить эти функции без установки отдельного программируемого логического контроллера.

НПО «Каскад-ГРУП» портировало SoftLogic-систему KLogic на TELEOFIS RTU1068 V4. В такой конфигурации роутер сохраняет штатные сетевые функции, а KLogic дополняет их опросом приборов, обработкой и архивированием данных, выполнением локальных алгоритмов управления.

В статье разберём, как устроена эта архитектура и как распределены функции между RTU1068 V4 и KLogic.

RTU1068 V4: связь и аппаратная основа для автоматизации

В системах диспетчеризации и учёта часто приходится работать с распределёнными объектами: приборами учёта, контроллерами, датчиками и другим оборудованием, установленным на удалённых площадках. Проводной канал до диспетчерского центра организовать можно не всегда, поэтому для передачи данных используется мобильная сеть. Для ответственных объектов при этом важно не только качество связи, но и возможность её резервирования, а также сохранение работоспособности объекта при временном отсутствии соединения с сервером.

В классической архитектуре эти задачи обычно распределены между несколькими устройствами. Промышленный роутер обеспечивает канал связи с верхним уровнем, а установленный рядом ПЛК опрашивает полевое оборудование, обрабатывает данные и выполняет алгоритмы управления. Такая схема универсальна, но для части проектов приводит к увеличению количества оборудования в шкафу и стоимости системы. Если требуемую локальную логику можно реализовать на самой коммуникационной платформе, часть функций ПЛК можно перенести на роутер. Промышленный роутер с функциями ПЛК в такой архитектуре обеспечивает канал связи и выполняет необходимые прикладные алгоритмы непосредственно на объекте.

В совместном решении с НПО «Каскад-ГРУП» в качестве аппаратной платформы используется 
TELEOFIS RTU1068 V4 — промышленный 4G-роутер для диспетчеризации удалённых и распределённых объектов. Он поддерживает мобильную связь LTE, оснащён двумя SIM-слотами для резервирования соединения, двумя Ethernet-портами, двумя интерфейсами RS-485, интерфейсом RS-232 и четырьмя линиями GPIO. Последовательные интерфейсы позволяют напрямую подключать счётчики, контроллеры и другое промышленное оборудование, а Ethernet — локальные сетевые устройства или проводной канал связи.

Роутер TELEOFIS RTU1068 V4 работает на операционной системе OpenWrt и поддерживает установку пользовательского программного обеспечения. Поэтому устройство может использоваться не только как каналообразующее оборудование: его аппаратная платформа и набор промышленных интерфейсов позволяют перенести часть прикладных функций непосредственно на роутер. Эта возможность позволяет реализовать SoftLogic на промышленном роутере без отказа от его штатных сетевых функций и стала основой для интеграции с KLogic. Система устанавливается на роутер отдельно, как пользовательское ПО.

KLogic на платформе TELEOFIS

НПО «Каскад-ГРУП» занимается разработкой решений для промышленной автоматизации, внедрением автоматизированных систем и созданием специализированного программного обеспечения. Одним из продуктов компании является SoftLogic-система программирования контроллеров с открытой архитектурой KLogic. В связке с совместимой аппаратной платформой она позволяет реализовать функции программируемого логического контроллера.

KLogic выполняет сбор, преобразование, обработку и хранение данных, запускает пользовательские алгоритмы и формирует команды управления. Система может напрямую взаимодействовать с полевым оборудованием — приборами учёта, модулями ввода-вывода, устройствами РЗА и другим специализированным оборудованием — как по стандартным, так и по проприетарным протоколам. Для обмена с верхним уровнем, в частности, поддерживается протокол телемеханики МЭК 60870-5-104.

KLogic теперь можно запускать на промышленном роутере TELEOFIS RTU1068 V4. 
Портирование системы выполнили специалисты НПО «Каскад-ГРУП»: система работает с последовательными интерфейсами и GPIO роутера, ведёт архивы и использует энергонезависимую память. Штатные функции RTU1068 V4 при этом сохраняются — сетевой частью и конфигурированием оборудования по-прежнему управляет встроенное ПО роутера.

Ключевая ценность KLogic в такой конфигурации — возможность реализовать на удалённом объекте собственную логику работы оборудования, а не ограничиваться сбором и передачей показаний. Роутер может обрабатывать поступающие сигналы, выполнять заданные алгоритмы и формировать управляющие команды непосредственно на объекте, сохраняя при этом функции связи с диспетчерским центром.

RTU1068 V4 с KLogic для диспетчеризации удалённых объектов

На полевом уровне к RTU1068 V4 подключается оборудование объекта. Для этого могут использоваться интерфейсы RS-485, RS-232, Ethernet и линии GPIO. Вместо постоянного прямого опроса каждого устройства со стороны удалённого сервера работа с периферией выполняется непосредственно на объекте.

KLogic опрашивает подключённое оборудование и выполняет заданные алгоритмы непосредственно на объекте. Данные могут сохраняться в локальных архивах, а необходимая информация — передаваться в SCADA-систему или на другой верхний уровень по промышленным протоколам, в том числе МЭК 60870-5-104. Использование временных меток позволяет сохранить привязку параметров к моменту возникновения события, что важно при последующем анализе работы объекта и разборе нештатных ситуаций.

Перенос опроса и части обработки данных на объект позволяет также сократить сетевой обмен: верхнему уровню передаётся уже подготовленная информация вместо необходимости постоянно обращаться к каждому полевому устройству. В проектах, где возможностей RTU1068 V4 и KLogic достаточно для реализации требуемых алгоритмов, отдельный ПЛК может не потребоваться. Это позволяет сократить состав оборудования и объединить функции связи и локальной автоматизации в одном промышленном устройстве.

Где применять RTU1068 V4 с KLogic

Связка RTU1068 V4 и KLogic ориентирована на диспетчеризацию удалённых объектов, где наряду со сбором и передачей данных требуется локальная автоматизация: обработка сигналов, выполнение пользовательских алгоритмов и формирование управляющих команд непосредственно на объекте. Это могут быть системы учёта энергоресурсов, объекты энергетики и промышленной автоматизации, инженерная инфраструктура и другие площадки без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Зоны ответственности в совместном решении

Такое разделение позволяет каждой компании работать в своей зоне компетенций: TELEOFIS отвечает за промышленную аппаратную платформу и связь, а НПО «Каскад-ГРУП» — за программную логику автоматизации на базе KLogic.

Связь и автоматизация в одном устройстве

Совместное использование TELEOFIS RTU1068 V4 и SoftLogic-системы KLogic расширяет привычную роль промышленного роутера. Помимо организации канала связи, устройство может непосредственно взаимодействовать с полевым оборудованием и выполнять локальные алгоритмы.

Если в проекте требуется объединить связь, опрос оборудования, локальную обработку данных и выполнение алгоритмов управления на одном устройстве, RTU1068 V4 с KLogic может стать основой такого узла автоматизации. Специалисты TELEOFIS помогут подобрать конфигурацию роутера под состав подключаемого оборудования и требования объекта, а также подробнее расскажут о возможностях совместного решения.