|
|
|
|
|
|
|
Контроллеры Satchwell MicroNet – от
Satchnet к IoT |
| |
Павел Гирак, Юрий Макуха / ООО «СОЛИТОН» |
| |
Компания Satchwell Control Systems
(Великобритания) хорошо известна специалистам по
автоматике своими системами Satchnet, MicroNet,
BAS2800+, Sigma для автоматизации и диспетчеризации
зданий различного масштаба.
Satchwell Control Systems была лидером
на рынке систем управления зданими (BMS) Великобритании,
одной из первых компаний, разработавшей компактные
свободно программируемые сетевые контроллеры и дисплеи
серии IAC (Intelligent Advanced Controller) с
графической средой программирования Satchnet в 90-х
годах XX века.
 |
| |
Оригинальный коммуникационный протокол SNP (Satchwell
Network Protocol) обеспечивал надежный обмен данными в
архитектуре сети master-slave, в т.ч. между
контроллерами в сети LAN. Контроллеры получили
возможность удаленного конфигурирования с уровня
центрального компьютера через порт RS-485. ПО Satchnet
позволяло создавать и отлаживать прикладную программу в
т.ч. и без подключения контроллера. Система
предоставляла возможность создания крупных систем с
централизованным контролем и обменом данными через сети
LAN и WAN, например, через модемы по телефонным каналам
связи. |
|
|
 |
|
|
Satchwell стала первой в мире компанией,
разработавшей сенсорный дисплей IAC
Touch Screen для систем HVAC. |
|
|
 |
|
|
IAC Touch Screen v.1
|
|
|
|
|
|
Графическая визуальная среда
программирования Satchwell Satchnet с технологией
“Bubbleland” (“страна пузырьков”) стала революционным
шагом в системах автоматизации. Она предоставила
возможность простого визуального программирования систем
управления специалистам по теплоснабжению, вентиляции и
кондиционированию воздуха (HVAC). Создание систем
автоматизации стало доступным и понятным не только
программистам, а и инженерам-технологам по HVAC. |
|
|
 |
|
|
Интерфейс ПО
Satchnet |
|
|
|
|
|
В середине 90-х годов Satchwell вошла в
холдинг Siebe (Великобритания), а в 1999г. после слияния
Siebe PLC и BTR PLC стала подразделением холдинга
Invensys PLC. В составе Invensys на основе линейки
контроллеров IAC были разработаны новые контроллеры с
коммуникационным интерфейсом NCP (Native Communication
Protocol), новое инструментальное и коммуникационное
программное обеспечение, ПО системы SCADA для систем
диспетчеризации зданий, а вся система получила название
MicroNet.
Развитием идей, заложенных в технологию “Bubbleland”,
стала среда программирования VisiSat, которая объединила
преимущества визуального программирования систем
автоматического управления с мощными библиотеками
компонент и функций графической среды Microsoft Visio.
MS Visio также используется в программном обеспечении
Work Place Tech Tool для программирования контроллеров
Satchwell MicroNet серий MNL (LonWorks) и MNB (BACnet),
разработанных Invensys Building Systems (США).
В системе MicroNet была впервые применена концепция
“bus-du-jour” (сети на каждый день), которая
предоставила интеграторам возможность выбора типа
коммуникационной сети (NCP, ARCNET или LonWorks)
благодаря возможности выбора соответствующей
коммуникационной платы контроллера или дисплея. Стало
возможным расширение функциональности систем управления
за счет взаимодействия контроллеров как
“равный-с-равным” (pear-to-pear) на основе протоколов
ARCNET и LonTalk.
Кроме того, в систему MicroNet вошла серия настенных
датчиков для помещений MN-Sx с двухпроводным интерфейсом
S-Link производства компании Invensys Building Systems
(США). Датчики имели цифровой дисплей, клавиатуру,
позволяли контролировать температуру и влажность
воздуха, управлять режимами работы оборудования,
существенно расширили возможности применения
контроллеров в системах HVAC и удобство их эксплуатации.
|
|
|
 |
|
|
Коммуникационные
платы LON и ARCNET
Комнатный датчик MN-S4 |
|
|
В качестве программной платформы MicroNet
для систем диспетчеризации разработчиками Satchwell была
выбрана надежная промышленная система SCADA InTouch (Wonderware),
которая поставлялась как OEM версия MicroNet View. Для
интеграции с сетями контроллеров использовались DDE
серверы с протоколами SNP, NCP, ARCNET. Кроме того, в
систему MicroNet входила простая и удобная web-платформа
VisiView.
В настоящее время контроллеры и программное обеспечение
Satchwell MicroNet используются в системах автоматизации
и диспетчеризации инженерного оборудования зданий, как в
Украине, так и по всему миру. На их основе в Украине
реализованы сотни проектов систем теплоснабжения,
вентиляции и кондиционирования воздуха, систем
диспетчеризации зданий и промышленных предприятий,
которые позволили обеспечить высококачественный
микроклимат в зданиях при оптимальном использовании
энергоресурсов. |
|
|
 |
|
|
Контроллер MicroNet
MN 550
Сенсорный дисплей MicroNet MN Touch |
|
|
Например, одним из первых крупных
проектов Building Management System в Украине была
система на основе контроллеров Satchwell IAC и ПО
Satchnet для здания Укрэксимбанка (г.Киев,
ул.Антоновича, 127), инсталлированная в конце 90-х
годов.
В систему Satchwell MicroNet входит широкий ряд свободно
программируемых контроллеров и дисплеев:
|
Серия |
Типы
контролеров |
Разрабочик |
Произодитель (TM) |
Коммуникационный интерфейс |
|
IAC |
IAC400
IAC420
IAC600
IAC-TS |
Satchwell Control
Systems (GB) |
Satchwell
Invensys
Invensys Building Systems
TAC
Scheider Electric |
SNP |
|
MNN |
MN440
MN500
MN620
MN LCD
MN TOUCH |
Satchwell Control
Systems (GB) |
Satchwell
Invensys
Invensys Building Systems
TAC
Scheider Electric |
NCP
ARCNET
LON |
|
MN50 |
MN350
MN450
MN550
MN650
MN50-LCD
MN50-TS |
Satchwell Control
Systems (GB) |
Satchwell
Invensys
Invensys Building Systems
TAC
Scheider Electric |
NCP
ARCNET
LON |
|
MNL |
MNL-V1RV3
MNL-V2RV3
MNL-V3RV3
MNL-5Rx
MNL-10Rxx
MNL-11RF3
MNL-13RF3
MNL-15Rxx
MNL-20Rxx
MNL-800-101 |
Invensys Building
Systems (USA) |
Invensys
Invensys Building Systems
TAC
Scheider Electric |
LON |
|
MNB |
MNB-V1
MNB-V2
MNB-70
MNB-300
MNB-1000 |
Invensys Building
Systems (USA) |
Invensys
Invensys Building Systems
TAC
Scheider Electric |
BACnet |
|
|
|
|
|
|
С 2006 года Satchwell в составе группы
Invensys Building Systems вошла в ТАС, подразделение
группы Schneider Electric (Франция), одного из лидеров
мирового рынка систем управления. В рамках группы
Schneider Electric, поглотившей многих производителей
систем BMS, проведен процесс оптимизации номенклатуры
продукции и контроллеры серий MNN и MN50 в настоящее
время не выпускаются.
Однако, контроллеры Satchwell MicroNet, обладая
надежностью оборудования промышленного уровня,
продолжают эксплуатироваться во многих системах
автоматизации и диспетчеризации зданий. Важным вопросом
является модернизация систем и интеграция контроллеров
Satchwell в открытые системы SCADA, BMS, облачные
системы, а также возможность подключения контроллеров к
новым сетевым сенсорным операторским панелям и мобильным
устройствам.
В контроллерах Satchwell MicroNet серий MNN и MN50 в
качестве коммуникационного протокола используется NCP (Native
Communication Protocol), обеспечивающий передачу данных
по сети RS-485.
Решением для интеграции служат программные или
аппаратные коммуникационные шлюзы. Для этого Schneider
Electric предлагает встраиваемые веб-серверы Xenta 555,
Xenta 731 с поддержкой сетей LON, ARCNET, MicroNet NCP и
Satchnet SNP. Другие компании также предлагают шлюзы и
драйверы для контроллеров Satchwell, например,
FieldServer (SNP), Tridium Niagara (драйверы NCP, SNP).
|
|
|
 |
|
|
|
|
|
Для интеграции контроллеров MicroNet MNN
и MN50 с другими системами и устройствами, компанией
СОЛИТОН разработан шлюз NCP2Modbus, обеспечивающий обмен
данными между сетями устройств с интерфейсами NCP
(RS-485) и Modbus TCP/IP (Ethernet).
|
|
|
 |
|
|
Переменные конфигурации контроллеров
экспортируются через .csv файл VisiSat Point List.
Настройка основных параметров и загрузка
конфигурационного файла выполняется через программу
Point List Converter.
|
|
|
 |
|
|
Экспорт данных в
VisiSat Point List |
|
|
 |
|
|
Интерфейс ПО Point
List Converter |
|
|
Шлюз предоставляет возможность обмена
данными между контроллерами Satchwell MicroNet и другими
системами и устройствами для построения систем
автоматизации и диспетчеризации зданий на основе
открытого протокола Modbus TCP/IP.
Данное решение позволяет использовать широкие
возможности интеграции контролеров MicroNet с
промышленными цветными сенсорными операторскими панелями
различных производителей, например, Schneider Electric,
Weintek, AutomationDirect и многих других.
Также возможно управление системами с контролерами
Satchwell через веб-интерфейс и мобильные устройства.
Для этого можно использовать не только системы SCADA и
BMS, но и бесплатные открытые системы openHAB, Node-RED,
и др., поддерживающие протокол Modbus TCP/IP.
Как пример, ниже приведена конфигурация контроллера
MN550 в ПО VisiSat для системы управления микроклиматом
и освещением в помещении. На вход U1 контроллера
подключен датчик температуры, регулирование температуры
в помещении выполняется через аналоговый выход A1 и
привод клапана с управлением 0-10V. ПИД регулятор
выполняет регулирование температуры на основе текущего
значения и уставки температуры. Управление яркостью
освещения выполняется через аналоговый выход A2.
Включение/выключение вентилятора фанкойла и освещения
выполняется через дискретные выходы D1 и D2.
|
|
|
 |
|
|
Конфигурационный файл на основе VisiSat
Point List имеет вид: |
|
|
 |
|
|
Загрузив файл в шлюз NCP2Modbus, можно выполнять
управление микроклиматом и освещением через
Modbus-клиент.
В системе Node-RED конфигурирование клиента Modbus,
чтение/запись значений, создание графических компонентов
интерфейса может быть выполнено на основе функциональных
модулей - нодов. Такой подход позволяет создавать
системы управления с широким функционалом при
минимальных затратах времени на программирование, а для
инженеров, знакомых с системами Satchwell он может
напомнить «Bubbleland» :-).
|
|
|
 |
|
|
Конфигурация Modbus Read node для чтения
значений из контроллера MN550 приведена ниже. Для этого
выполняется чтение 7 значений Holding Register (адреса
Modbus 0…6) Modbus-клиентом, предварительно
сконфигурированным в модуле Modbus Flex Getter. Адрес
сервера modbus-tcp соответствует IP адресу шлюза
NCP2Modbus.
|
|
|
 |
|
|
Пример отображения параметров контроллера
MN550 через web-интерфейс системы Node-RED приведен
ниже, тема интерфейса может быть светлой или темной.
|
|
|
 |
|
|
Интерфейс Node-RED
Dashboard Light
Интерфейс Node-RED Dashboard Dark |
|
|
Система Node-RED работает как под ОС
Windows, так и под Linux, в т.ч. на embedded-платформах
типа Raspberry PI, возможно использование шлюза
NCP2Modbus и Node-RED на одном устройстве. Такое решение
позволяет инсталлировать компактный web-сервер для сети
контроллеров Satchwell MicroNet в ограниченном объеме
шкафа автоматики. Безусловно, при конфигурировании
систем управления, подключенных к сети Internet, важно
обеспечить их кибербезопасность.
|
|
|
 |
|
|
Node-RED имеет компоненты для отправки
сообщений по электронной почте и через социальные сети.
При необходимости, в Node-RED можно также
сконфигурировать обмен данными по протоколу MQTT через
облачные системы, что обеспечит интеграцию контроллеров
MicroNet с распределенными системами IoT.
Пример подключения системы управления к MQTT серверу, а
также интерфейса мобильного устройства с ОС Android,
сконфигурированного в приложении MQTT Dash приведен
ниже. В данной конфигурации контроль и управление
микроклиматом и освещением поддерживается как через
web-интерфейс Node-RED, так и через приложение для
мобильного устройства.
|
|
|
 |
|
|
Для взаимодействия с системой управления
можно также использовать социальные сети. Ниже приведен
пример конфигурации с обменом данными на основе чат-бота
сети Telegram.
|
|
|
 |
|
|
Несколько нодов Node-RED позволяют передать значение
температуры воздуха в помещении при ее изменении более
чем на 0.5°C. При запросах по настроенным ключевым
словам чат-бот отправит соответствующее сообщение.
Например, для запроса температуры необходимо ввести
слово “Temp”, освещенности - “Light”, просмотреть все
Modbus параметры можно по слову “All”. Кроме того,
настроив соответствующие модули, через чат-бот можно
обеспечить изменение значений параметров.
И если через чат-бот спросить контролер Satchwell «How
are you?», он конечно-же ответит: «Thank you, I'm fine
and I'm working :-)». |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
