ЗАО НВТ-Автоматика ПТК Саргон. Загрузочные модули и

ЗАО НВТ-Автоматика
ПТК Саргон.
Загрузочные модули и базовое программное обеспечение
Windows CE5.0 для промышленных контроллеров МФК и
КРОСС.
Руководство по эксплуатации.
Редакция 1.0
Москва 2005г
1
Содержание.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ввведение ..........................................................................................................................3
Встраиваемая операционная система Windows CE .........................................................3
2.1
Интерфейс пользователя ...........................................................................................3
2.2
Сетевые средства .......................................................................................................3
2.3
Разработка приложений для WinCE .........................................................................3
Загрузочные модули WinCE для контроллеров МФК и КРОСС ....................................4
3.1
Минимальные требования к аппаратной платформе ...............................................4
3.2
Состав загрузочного модуля .....................................................................................4
3.3
Комплект поставки ....................................................................................................4
3.4
Лицензирование.........................................................................................................5
3.5
Установка ФБПО на контроллеры............................................................................5
3.6
Загрузка WinCE .........................................................................................................5
3.7
Файл Mfc_start.bat......................................................................................................5
Управление контроллером под WinCE ............................................................................5
4.1
Удаленный доступ к командной строке ...................................................................6
4.2
Удаленный доступ к файловой системе ...................................................................6
4.3
Управление через WEB-Интерфейс..........................................................................6
Состав ФБПО ....................................................................................................................6
5.1
Утилита newip.exe .....................................................................................................6
5.2
Утилита serv.exe ........................................................................................................6
Исполнительная система реального времени ТКА..........................................................7
Программа удаленного тестирования модулей УСО.......................................................7
7.1
Запуск.........................................................................................................................8
7.2
Интерфейс пользователя ...........................................................................................8
WEB-интерфейс управления контроллером ..................................................................11
Технические средства .....................................................................................................11
9.1
Контроллер МФК (ЗАО «ТЕКОН», г. Москва)......................................................11
9.2
Контроллер КРОСС («ЗЭиМ», г. Чебоксары) ........................................................12
2
1 Ввведение
Современные промышленные контроллеры обладают высокой вычислительной
мощностью (тактовая частота до 300МГц и более) и значительными ресурсами
оперативной и флэш-памяти (до 64МБ и более). Это делает возможным использование
операционной системы реального времени (ОСРВ) Microsoft Windows CE (WinCE).
Настоящий документ описывает загрузочные модули WinCE, разработанные для
промышленных контроллеров МФК (ЗАО «Текон», г.Москва) и Кросс («ЗЭиМ»,
г.Чебоксары), а также базовое программное обеспечение для работы c контроллерами под
управлением WinCE.
2 Встраиваемая операционная система Windows CE
WinCE 5.0 является компонентной 32-битной многозадачной операционной системой
реального времени. Построитель платформ Windows CE позволяет настраивать набор
компонентов и функциональность конкретного загрузочного модуля (сборки) ОС исходя
из ресурсов целевой аппаратной платформы и назначения сборки.
WinCE является многоплатформенной ОС, поддерживающей процессоры X86, Intel
Strong ARM и т.д.
2.1 Интерфейс пользователя
Для промышленных контроллеров основным средством управления является командный
процессор (интерфейс командной строки) CMD.EXE, аналогичный командному
процессору Windows2000/XP. Интерфейс командной строки доступен удаленному
пользователю через Telnet.
Для контроллеров, оборудованных графическим адаптером, WinCE предоставляет
локальный графический интерфейс, аналогичный интерфейсу ОС Windows.
Возможен также вариант управления контроллером через WEB-интерфейс (п.8).
2.2 Сетевые средства
ОС WinCE содержит набор стандартных серверов, обеспечивающих удаленный доступ к
контроллеру (Telnet, FTP, HTTP и т.д.) и стандартные сетевые утилиты (ipconfig, ping и
т.д.)
2.3 Разработка приложений для WinCE
WinCE включает поддержку прикладного программирования:
•
•
интерфейсы прикладного программирования Win32 и WinSock
Средства работы в реальном времени, непосредственная работа с портами и
устройствами
• Стандартный SDK, обеспечивающий совместимость разных платформ
• Наличие средств удаленной отладки приложений
• Компилятор MS Embedded Visual C++, совместимый с MSVC
Стандартный SDK и компилятор MS Embedded Visual C++ находятся в свободном доступе
на сайте Microsoft.
3
3 Загрузочные модули WinCE для контроллеров МФК и
КРОСС
ЗАО НВТ Автоматика разрабатывает загрузочные модули и фирменное базовое
программное обеспечение (ФБПО) ОС WinCE 5.0 для промышленных контроллеров МФК
и Кросс. Загрузочные модули ОС и ФБПО обеспечивают необходимые функции
дистанционного управления контроллером, работы с сетью и работы с УСО.
Технические характеристики контроллеров приведены в п.9.
3.1 Минимальные требования к аппаратной платформе
Версия WinCE
Флэш-память (для образа ОС)
Оперативная память
Центральный процессор
5.0
8 МБ
8 МБ
486DX
3.2 Состав загрузочного модуля
Загрузочный модуль WinCE для контроллеров МФК и КРОСС-500 содержит следующие
основные компоненты:
Компонент
Ядро ОСРВ, поддержка файловой системы,
последовательного порта, сетевого интерфейса
Стандартный SDK
Командный процессор
FTP, Telnet, HTTP - серверы
Утилиты ФБПО
Графический интерфейс
МФК
+
КРОСС
+
+
+
+
+
+-
+
+
+
+
-
3.3 Комплект поставки
Комплект поставки содержит следующие файлы.
Имя файла
Описание
Nk.bin
Загрузочный модуль операционной
системы (сборочный файл) WinCE.
Содержит ядро и службы ОС,
командный процессор, а также
утилиты ФБПО
Loadcepc.exe
Загрузчик образа WinCE
(программа для DOS). См п.3.6.
Mfc_test.exe
Серверная часть удаленного теста
модулей УСО (запускается на
контроллере WinCE)
Mfc_client.exe
Клиентское приложение
удаленного теста модулей УСО
контроллера (см. п. 7)
Mfc_start.bat
Командный файл автозапуска для
WinCE (п. 3.7)
Tka5ce.exe
Исполняемый файл ТКА под
WinCE (п. 6). Поставляется
дополнительно при работе в
составе ПТК Саргон.
4
3.4 Лицензирование
Конечный пользователь получает лицензию ФБПО на одном контроллере и «Сертификат
подлинности» загрузочного модуля от Microsoft. При использовании контроллера в ПТК
«Саргон» исполнительная система ТКА также лицензируется на каждом контроллере.
Клиентское приложение теста УСО распространяется свободно и может запускаться на
неограниченном количестве рабочих станций Windows при наличии лицензии на ФБПО
контроллера.
3.5 Установка ФБПО на контроллеры
Установка ПО на контроллеры производится путем копирования файлов из подкаталога,
создаваемого программой установки, на флэш-диск контроллера. В рабочем режиме
установка (обновление) конфигурации на диске контроллера производится копированием
по сети с помощью стандартных средств операционной системы (Проводник, Фар и др.).
3.6 Загрузка WinCE
В текущей версии загрузка WinCE на контроллерах осуществляется из-под
предустановленной производителями операционной системы MS-DOS.
Загрузка WinCE выполняется командой
Loadcepc.exe /c:3 nk.bin.
Команда вызывается из командной строки MS-DOS (отладочный режим) или из файла
автоматического выполнения autoexec.bat (рабочий режим).
Примечание. Ключ /c:3 переводит вывод DEBUG сообщения на компорт с номером 3. Он необходим, если
при работе котроллера предполагается использование 1 или 2-го компорта в прикладной программе.
3.7 Файл Mfc_start.bat
В корневой директории диска контроллера находится командный файл автоматического
выполнения Mfc_start.bat. - включенные в него команды выполняются сразу после того,
как загрузится WinCE. Формат файла аналогичен формату командных файлов
DOS/Windows. В Mfc_start.bat может находиться команда изменения IP адреса
контроллера (newip), т.к. при загрузке WinCE контроллер (1-й адаптер) получает
стандартный IP адрес 192.168.1.100.
Также в этом файле могут быть команды, запускающие tka и т.д..
Пример файла mfc_start.bat:
//Изменение IP адреса первого адаптера
newip pci\e100ce1 192.168.0.201
//Запуск ТКА
cd "\hard disk\03201”
tka5ce 03201\03201mfc.cnf
4 Управление контроллером под WinCE
Управление контроллером осуществляется по сети с любой рабочей станции Windows или
Linux с установленным и настроенным протоколом TCP/IP
5
4.1 Удаленный доступ к командной строке
Для удаленного (сетевого) доступа к командной строке используется программа telnet.
Клиент Microsoft Telnet входит в стандартную конфигурацию Windows 2000/XP.
Для того, чтобы связаться с telnet сервером нужно выполнить следующие действия.
1. На рабочей станции запустить программу telnet из командной строки telnet
2. Установить соединение с контроллером командой open <ip_адрес_сервера>
3. Появится пригласительная надпись и вы попадете в командную строку сервера.
Для удаленного доступа к командной строке контроллера может использоваться также
Telnet-клиент, встроенный в стандартную программу связи Windows Гипертерминал и/или
Telnet-клиенты третьих фирм.
4.2 Удаленный доступ к файловой системе
В текущей версии удаленный доступ к файловой системе контроллера осуществляется по
протоколу FTP. Для доступа к файлам используется IE или один из FTP-клиентов,
имеющихся в свободном доступе, например Core FTP Lite фирмы FtpWare
(http://www.coreftp.com).
4.3 Управление через WEB-Интерфейс
Встроенный в WinCE WEB-сервер позволяет осуществить управление контроллером
через WEB-интерфейс (п. 8). Доступные функции управления определяются версией БПО.
5 Состав ФБПО
ФБПО производства НВТ-Автоматика содержит следующие компоненты.
5.1 Утилита newip.exe
Утилита newip является консольным приложением. С ее помощью меняется основной IP
адрес сетевого адаптера. Для того чтобы поменять адрес у адаптера нужно знать его имя.
Это можно сделать с помощью утилиты ipconfig или набрав в командной строке
Newip /l.
Синтаксис :
Newip <Имя адаптера> <новый Ip адрес>
Пример.
В контроллере МФК чтобы поменять IP адрес 1го адаптера на 192.168.1.101 нужно
набрать в командной строке
newip PCI\E100CE1 192.168.1.101
Примечание. При загрузке контроллера по умолчанию 1-му адаптеру назначается статический IP адрес
192.168.1.100.
5.2 Утилита serv.exe
Утилита serv предназначена для управления работой WinCE и обеспечивает
остановку/запуск приложений, посмотреть список активных приложений и быстрый
запуск/останов выделенных приложений ФБПО (ТКА и сервера тестирования УСО).
Синтаксис:
serv <команда> [параметр команды]
В текущей версии реализованы следующие команды
6
Команда
List
Start <приложение> [имя конфигурации]
<приложение>=tka|test
Stop <приложение>
<приложение>=<id>|<выделенное
имя>
<выделенное имя>=tka|test
Help
Описание
Выводит список активных
процессов (приложений) и их
идентификаторов
Запускает выделенное приложение,
определяемое параметром команды
(см. 5.2.1).
Завершает исполнение приложения
и удаляет его из программной
памяти. Параметром команды
может быть идентификатор
процесса, полученный при
выполнении команды list или одно
из специальных (выделенных
имен):
Stop tka – завершает выполнение
ТКА,
Stop test – завершает выполнение
серверной части теста МФК
Выводит краткую справку по
синтаксису утилиты serv
5.2.1 Запуск ТКА
Для запуска tka нужно набрать имя_конфигурации - 5-тизначное число,
характеризующее номер (имя) данного узла - 03201, 06202 и т.д. В корневом каталоге
жесткого диска должна находиться папка с конфигурационным файлом <имя
_конфигурации>mfc.cnf (03201mfc.cnf, 06202mfc.cnf) и исполняемым файлом tka5ce.exe.
Синтаксис:
serv start tka <имя_конфигурации>
Пример:
serv start tka 03201 //Запуск ТКА
6 Исполнительная система реального времени ТКА
При использовании контроллера WinCE в составе ПТК «Саргон» в комплект поставки
дополнительно включается версия исполнительной система реального времени для WinCE
(tka5ce.exe), представляющая собой полнофункциональную многопоточную версию ТКА
с текстовым интерфейсом.
Программа Tka5ce обеспечивает стандартные функции ТКА: загрузку конфигураций,
опрос встроенных в контроллер и присоединенных модулей УСО, обработку информации
по заданным алгоритмам и связь с рабочими станциями по протоколу TCP/IP (UDP).
7 Программа удаленного тестирования модулей УСО
Программа удаленного тестирования предназначена для проверки и/или метрологической
аттестации модулей УСО контроллеров. Программа представляет собой распределенное
клиент-серверное приложение со связью по протоколу TCP/IP (UDP). Серверная часть
приложения (mfc_test.exe) установлена на контроллере, клиентская (Mfc_client.exe) – на
рабочей станции.
7
7.1 Запуск
Запуск теста производится следующим образом:
1. На контроллере запускается серверное приложение командой serv start test
2. На рабочей станции запускается клиентское приложение mfc_client.exe.
7.2 Интерфейс пользователя
Главное окно (Рис.1) содержит главное меню, инспектор оборудования, окна модулей и
панель сообщений.
Рисунок 1. Главное окно программы тестирования модулей УСО
7.2.1 Меню
Меню Команды
Файл Закрыть все окна - закрывает все окна
Выход – выходит из программы
Протокол - отображает на экране протокол
Вид
Инспектор оборудования - Отображает на экране инспектор оборудования
Окна Выровнять – выравнивает окна
Каскадом – Выстраивает все окна каскадом
7.2.2 Инспектор оборудования
Инспектор оборудования (Рис.2) представляет древовидную структуру, корнями которой
являются контроллеры, а листьями модули УСО. Для того чтобы работать с каким либо
модулем УСО нужно дважды щелкнуть по нему мышкой. Появится окно модуля.
8
В начале работы инспектор всегда пуст. Для установления связи с контроллерами следует
просканировать определенное пространство IP адресов. Контроллеры МФК по умолчанию
работают в пространстве адресов 230.100.100.1-254 (групповые IP адреса). Сканирование
производится с помощью кнопки “Обновить”, а настройка IP диапазонов производится с
помощью кнопки “Настройка сетевых диапазонов”.
Рисунок 2. Инспектор оборудования
7.2.3 Окно модуля
Окно модуля (Рис.3.) соответствует одному выбранному модулю УСО. В главной форме
может находиться произвольное количество окон модулей. Для каждого типа модуля
существует свое окно, в котором отображаются входы/выходы модуля, а также
располагаются кнопки управления модулем.
В каждом окне модуля УСО МФК присутствуют три стандартные кнопки:
•
•
•
Закрыть окно,
Перезапустить модуль (посылает контроллеру команду «перезапустить модуль»),
Провести тест чтения-записи модуля (посылает контроллеру команду «произвести
тест чтения записи модуля»).
Кроме стандартных команд, в различных модулях могут быть свои специфичные
команды.
9
Рисунок 3. Окно модуля дискретного ввода D40
7.2.4 Окно протокола событий
Окно протокола событий (Рис.4) служит для протоколирования команд модулям и
сообщений об ошибках. Окно располагается в нижней части экрана. Его можно убрать с
экрана из меню “Вид” или нажав в области окна правую кнопку мыши и выбрав
соответствующий пункт подменю.
Содержание протокола можно сохранить в *.txt файл с помощью команды из
всплывающего меню.
Рисунок 4 .Окно протокола событий
10
8 WEB-интерфейс управления контроллером
Рисунок 5 .Главное окно WEB-интерфейса
Главное окно WEB-интерфейса контроллеров содержит информацию о контроллере и
составе его модулей УСО. Текущая версия БПО позволяет получить справку по составу
БПО и получить доступ к дисковой системе контроллера по FTP-протоколу.
WEB-интерфейс доступен пользователю через стандартный web-браузер (например,
Интернет-экплорер) и не требует специального программного обеспечения на рабочей
станции пользователя.
9 Технические средства
9.1 Контроллер МФК (ЗАО «ТЕКОН», г. Москва)
Контроллер МФК собирается в стандартном конструктиве
Евромеханика 19”. На лицевую панель контроллера выведены
все внешние разъемы – ввод-вывод, интерфейсы, питание. В
левой части корпуса расположены встроенный блок питания и
вычислительно-интерфейсные модули.
В контроллере используется одноплатный компьютер фирмы
Advantech Corp PCM-5823. Он содержит центральный
процессор NS Geode с тактовой частотой 300 МГц, 64 МБ оперативной и 64 МБ флешпамяти. Контроллер имеет канал Ethernet 10/100 (с возможностью резервирования), два
последовательных (RS-232 и RS-485) и принтерный параллельный порты.
Основной объем конструктива занимают модули ввода-вывода, которых может быть до 16
шт. в одном контроллере. Высокая помехоустойчивость и широкий температурный
диапазон (+5÷+50 град.С) работы контроллера обеспечивают возможность его установки
непосредственно в машинных залах.
11
В составе ПТК «САРГОН» контроллер МФК рекомендован для реализации
микропроцессорных защит основного теплоэнергетического оборудования тепловых
электростанций.
9.2 Контроллер КРОСС («ЗЭиМ», г. Чебоксары)
КРОСС – многофункциональный контроллер с высокой вычислительной мощностью. По
показателю цена/качество опережает большинство современных
аналогов, за счет PC-совместимого процессора и быстрых УСО.
Основу контроллера составляет 32-разрядный PC-совместимый
процессорный модуль Wafer 4821(процессор 486DX4-100),
оснащенный каналом Ethernet и двумя высокоскоростными
последовательными каналами. К последовательному каналу может быть подключено до 8
модулей , устанавливаемых на DIN-рейку, что при 16 (в среднем) каналах ввода-вывода на
модуле позволяет обрабатывать до 256 сигналов в контроллере. Компактные размеры
контроллера позволяют устанавливать модули непосредственно в шкафы автоматики, что
обеспечивает экономию кабеля, дорогих конструктивов и монтажных работ.
Использование эффективной системы реального времени «САРГОН» позволяет решать
задачи управления теплоэнергетическим оборудованием без ограничения сложности.
12