Разработка и испытания программируемого логического конвертера интерфейсов для интеграции периферийного оборудования c АСУТП/SCADA системам (заключительный)

Цель этапа НИОКР - Разработать и протестировать прототип программно-аппаратного комплекса - логического конвертера интерфейсов для интеграции периферийного оборудования c АСУТП/SCADA системам. Задачи проекта НИОКР: 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; Разработка интерпретатора скриптов в ПО прошивки; Тестирование функциональных возможностей интерпретатора при программном транскодировании Интеграция протоколов в ПО контроллера: EtherCAT, PROFIBUS, PRONET, Ethernet POWERLINK, EtherNet/IP, FBUS, DCON; Разработка и изготовление корпуса устройства; Изготовление и сборка прототипа. В результате испытания внешних интерфейсов и программных функций была достигнута стабильная скорость 10 Мбит/сек, что не просто соответствует показателям, заявленным в техническом задании, но и превосходит их. Также была произведена проектировка и реализация системы защиты интерфейсов на уровне до 2000 Вольт, что полностью соответствует характеристикам, заявленным в техническом задании. В процессе испытаний была выявлена и устранена критическая неисправность в цепях защиты питания, при этом был расширен доступный диапазон электропитания до 10-36 Вольт, что превосходит диапазон, заявленный в техническом задании. Успешно разработана программная «прошивка» для РКИ, с механизмом интерпретатора скриптов, который выполняет функцию программного транскодирования. Поскольку для целей реализации проекта нами был отобран и использован распространённый и недорогой центральный контроллер, то было проведено обширное тестирование функциональных возможностей интерпретатора при программном транскодировании. По результатам этого тестирования было установлено, что программных возможностей ПАК достаточно для реализации всех функций и интеграции всех промышленных протоколов, заявленных в техническом задании. Помимо этого, в результате данного тестирования было установлено, что дополнительно к заявленным функциям также возможно реализовать функцию, не заявленную в техническом задании, но важную для пользователей – подмену идентификатора «ведомого» устройства, на уровне ПО; такая функция позволяет использовать последовательный порт как для штатной работы «устаревшего» устройства, так и одновременно получать с него данные в SCADA-систему. Была успешно произведена интеграция - в программное обеспечение разрабатываемого прототипа – функционала для работы с наиболее распространенными протоколами EtherCAT, PROFIBUS, PRONET, Ethernet POWERLINK, EtherNet/IP, FBUS, DCON. Достаточно компактные габариты корпуса прототипа ПАК, с возможностью крепления на din-рейку, заявленные в техническом задании, были успешно реализованы, методом 3Д-печати. С учётом положений применимых ГОСТ был сформирован и утверждён протокол испытаний, на основании которого проведены испытания прототипа. По результатам этих испытаний был выявлен список улучшений (доработок) ПО прототипа устройства, которые в совокупности открыли потенциал для улучшения удобства использования интерпретатора. Все эти доработки были реализованы в полном объеме. Был сформирован комплект проектной документации, которая позволит специалистам индустриального партнера проекта (и площадки для его пилотирования) - ООО «НАИС-Интех» - использовать результаты данного проекта в собственных производственных системах и, в случае необходимости, проводить дополнительные испытания. Таким образом, задача, сформулированная перед нашей командой для НИОКР, решена в полном объеме. С точки зрения области применения и экономической значимости результатов проведенной НИОКР, мы рекомендуем отечественным предприятиям широкого круга отраслей промышленности, АПК, транспорта, включить разработанный ПАК в планы модернизации DPU (АСУТП, SCADA). Так, например, по нашим подсчетам, при внедрении комплексного SCADA-решения с использованием подобного устройства в ООО "КурскАгроТерминал", можно сэкономить как минимум 15 млн. рублей и снизить срок технологической модернизации на 2 месяца - с 9-ти месяцев до 7-ми. Мы прогнозируем, что следующими шагами в развитии результата НИОЕР будет выход на опытное, и серийное производство ПАК, с разработкой и согласованием всей необходимой для этого конструкторской и технологической документации. На разработку загрузчика микропрограммы для ПЛК подана заявка на регистрацию Программы для ЭВМ с номером МПЗ EA-171729. Таким образом, можно констатировать, что все работы как по данному (второму) этапу, так и по проекту в целом, выполнены в полном объеме. Достигнутые результаты НИОКР полностью соответствуют тем, что были заявлены в техническом задании, а по ряду характеристик даже превосходят их. Календарный план работ был выдержан нашей командой, с учётом тех корректив, которые были внесены по согласованию сторон НИОКР в заключенный договор.