Этап No1 «Проектирование функциональной схемы устройства, выбор элементной базы; Проектирование электрической принципиальной схема; Сборка и отладка прототипа устройства на макетной плате; Подготовка загрузчика микропрограммы; Испытание работы внешних интерфейсов; Разработка web-интерфейса и реализация основных функций Разработка стека протокола ModBus RTU/ModBus TCP; Испытания и отработка программных функций на прототипе созданном на макетной плате; Исследование функциональных возможностей при программном транскодировании;» (промежуточный)

Отчет 41 с., 13 рис., 2 табл., 3 приложения., 1 частей отчета. Перечень ключевых слов: преобразователь протоколов, преобразователь интерфейсов, SCADA, ПЛК. Задача этапа НИОКР - разработка аппаратно-программного устройства, конвертера интерфейсов (РКИ) для подключения автоматизированных производственных линий к SCADA и MES системам. Целью этапа НИОКР является: проектирование функциональной схемы устройства, выбор элементной базы; проектирование электрической принципиальной схема; сборка и отладка прототипа устройства на макетной плате; подготовка загрузчика микропрограммы; испытание работы внешних интерфейсов; разработка web-интерфейса и реализация основных функций; разработка стека протокола ModBus RTU/ModBus TCP; испытания и отработка программных функций на прототипе созданном на макетной плате; исследование функциональных возможностей при программном транскодировании; В процессе выполнения этапа проведены исследования схемотехники и элементной базы присутствующих на российском рынке похожих устройств. В качестве центрального микроконтроллера выбрали контроллер на чипе STM32F406X. На текущий момент это доступный и недорогой контроллер полностью удовлетворяющий заявленные технико-экономические показатели для готового устройства. Спроектирована функциональная схема устройства РКИ. С помощью бесплатного облачного программного обеспечения САПР EasyEDA и на основании функциональной схемы, разработана электрическая принципиальная схема РКИ. Собран прототип устройства на макетной плате и успешно выполнена отладка основных электронных компонентов подтвердившая работоспособность прототипа. Поскольку разрабатываемое устройство является ПАК-ом, разработано встраиваемое программное обеспечение в виде загрузчика микропрограммы. При разработке использовалась среда разработки STM32 Cube IDE. Проведены испытания работы внешних интерфейсов устройства, а именно RS232, RS485, Ethernet. По результатам испытаний выявили и устранили конструкционные недостатки изделия, модернизировали линии защиты интерфейса RS232 в сторону увеличения грозозащиты. Разработали web-интерфейс устройства в котором реализовали вывод информации об ip-адресе, работу с DHCP сервером, изменение параметров интерфейса RS232 и интерфейса RS485. В интерфейсе реализовали раздел загрузки скриптов на языке micro python. Провели тестирование и испытания работы интерпретатора micro python для транскодирования протоколов. Реализовали транскодирование протокола ВТ-009 для весоизмерительных терминалов производства компании НАИС. Остальные протоколы будут реализованы на следующем этапе. Разработан программный стек протоколов ModBus RTU, для интерфейса RS485 и ModBus TCP для интерфейса Ethernet. За основу были взяты свободно распространяемые библиотеки micropython-modbus v3.6 доступные в открытых источниках. Проведены испытания и комплексно отработаны программные функции на прототипе собранном на макетной плате. Успешно испытана функция работы в «прозрачном» режиме когда РКИ устанавливается между датчиком и контроллером ПЛК в процессе работы ПЛК работает так как будто он подключен напрямую к датчику, а РКИ снимает и обрабатывает информацию не внося искажений в линию. Проведены исследования функциональных возможностей программного транскодирования протоколов. Исследования проходили на площадке пилотирования ООО «НАИС-Интех» на действующем весовом комплексе. В результате исследований выявили граничные параметры программного транскодирования которые позволили успешно преобразовывать протоколы с интерфейса RS485 на скорости 7 500 000 бод что равняется 6 мбит/с данный показатель на 20% превосходит заявленные характеристики и открывает большие перспективы для расширения функционала РКИ. Подтвердили прикладность метода программной реализации преобразования протоколов. Выявили ограничение на длину встраиваемой программы преобразования протоколов в 110 строк. Все работы по данному этапу выполнены в полном объеме. Достигнутые результаты полностью соответствуют заявленным в техническом задании. Результаты, полученные в ходе выполнения данного этапа НИОКР, позволяют перейти к выполнению следующего этапа НИОКР.