Необходимость применения промышленных контроллеров в составе автоматизированных систем энергоучёта и телеуправления, по мнению специалистов фирмы «Аналитика», обусловлено следующими причинами:

- Контроллеры являются электронными вычислительными устройствами с достаточно высокой производительностью. Работая под управлением встроенного программного обеспечения, они могут решать широкий спектр задач в автоматическом режиме. Таким образом, разместив непосредственно на объектах автоматизации такие автономные интеллектуальные устройства, можно добиться следующих результатов:

• снижение нагрузки на вычислительный центр (сервер);
• возможность понизить требования к надёжности каналов связи (и использовать более дешёвые варианты);
• уменьшение объёма передаваемого по каналам связи трафика;
• увеличение надёжности всей автоматизированной системы в целом.

- Контроллеры позволяют концентрировать и приводить к единому формату разнородные данные, полученные от множества приборов различных производителей. Контроллер обеспечит максимально эффективную работу с приборами, так как может быть установлен в непосредственной близости и подключен к ним через простые и надёжные линии связи.

- Контроллеры могут расширить основной набор задач энергоучёта, используя свои внутренние аппаратные ресурсы для дополнительной обработки и оперативного анализа показаний приборов учёта. Это позволяет на основе базового варианта контроллера реализовать достаточно сложные специализированные задачи, необходимые конкретному заказчику.

- Контроллеры могут постоянно проверять состояние подключенного оборудования (в частности, коммуникационного), по возможности исключая «зависания» и сигнализируя об аварийных ситуациях.

- Контроллеры необходимы в задачах телемеханики в качестве автономного интеллектуального звена: они могут выполнять задачи оперативного анализа состояния датчиков и обеспечивать автоматическое управление исполнительными механизмами.

Многолетний опыт специалистов фирмы «Аналитика» в области проектирования и внедрения систем автоматизации энергоучёта показывает, что в подавляющем большинстве случаев, использование контроллеров с хорошо отлаженным встроенным программным обеспечением, делает работу более эффективной, простой и надёжной. Двухуровневые системы, предполагающие реализацию всей логики работы в программном обеспечении верхнего уровня, для эффективной эксплуатации должны обладать следующими качествами:

• Безупречная реализация и максимально объёмное тестирования ПО верхнего уровня. Такое требование обусловлено тем, что в двухуровневой модели в зоне ответственности этого ПО находится вся система в целом, включая множество территориально удалённых приборов учёта и управления, а также коммуникационное оборудование. Это множество приборов включает в себя аппаратуру различных производителей с разными протоколами обмена данными и массой индивидуальных особенностей эксплуатации.
• Максимально надёжные и скоростные каналы связи (так как каждый элемент системы должен в любой момент времени опрашиваться или управляться из территориально удалённого центра).
• Высокая производительность компьютерного оборудования, на котором работает ПО верхнего уровня.

Не только разработка но и внедрение, и эксплуатация двухуровневой системы, обладающей всеми вышеперечисленными качествами, требует значительных затрат (как финансовых, так и временных) и высокого профессионализма. Представленные на современном рынке двухуровневые решения жертвуют этими качествами и предлагаются по достаточно низким ценам. Результатом внедрения этих решений часто являются системы с низкой эффективностью и малой надёжностью.

Безусловно, включение контроллеров в состав автоматизированных систем делает их дороже. Специалисты фирмы «Аналитика» поставили перед собой задачу найти решение, которое не вело бы к сильному удорожанию системы, но соответствовало всем необходимым требованиям. В результате исследований оптимальной аппаратной платформой для реализации подавляющего большинства задач автоматизации были признаны контроллеры ICP CON серии I-7188 производства фирмы ICP DAS.

Рис. 1 - Контроллеры ICP CON серии I-7188 (I-7188EX и I-7188XA)

Это мнение обусловлено тем, что данные контроллеры:

• являются серийно выпускаемыми изделиями, которые можно приобрести у множества российских фирм–поставщиков промышленного оборудования;
• имеют PC совместимую архитектуру, обладают необходимыми вычислительными ресурсами (процессор, ОЗУ, Flash-память) и коммуникационными аппаратными интерфейсами RS-232, RS-485, Ethernet;
• работают под управлением встроенной операционной системой MiniOS7, разработанной специально для своих решений фирмой ICP DAS;
• обладают возможностью запуска встроенных приложений, написанных на языках C/C++ или Pascal, скомпилированных и скомпонованных с помощью стандартных общедоступных средств разработки;
• выпускаются в пластиковых корпусах небольших размеров c винтовыми клеммниками; могут монтироваться на DIN-рейку;
• могут эксплуатироваться в промышленных условиях, имеют широкий температурный диапазон;
• обеспечены хорошей документацией и сопровождаются центром поддержки;
• имеют низкую конкурентную стоимость.

Технологии, разработанные специалистами фирмы «Аналитика», позволили значительно увеличить эффективность эксплуатации данных контроллеров:

• разработана процедура удалённой смены встроенного программного обеспечения (новая встроенная программа может быть передана по различным каналам связи);
• разработана специальная дисковая система, позволяющая увеличить срок службы Flash-памяти за счёт оптимизации процедур записи; разработанные процедуры работы с Flash-памятью имеют стандартный интерфейс, что позволяет интегрировать их в готовое встроенное ПО практически без изменений.

Отечественные устройства, обладающие аналогичными функциональными возможностями и качествами, на рынке не представлены.

Контроллеры «Integrity» являются промышленными контроллерами на базе ICP CON I-7188 со встроенным программным обеспечением, разработанным фирмой «Аналитика» и являющимся её интеллектуальной собственностью.

Рис. 2 - Блок питания для контроллера Integrity

Существует несколько вариантов встроенного ПО, предназначенных для решения различных задач автоматизации. Постоянно ведётся разработка и тестирования версий с новыми функциональными возможностями. Все варианты встроенного ПО строятся на основе общего ядра, в котором реализованы следующие функциональные возможности:

• удалённое конфигурирование с помощью технологического ПО «ICM» (Integrity Controller Manager);
• удалённая смена встроенного ПО с помощью технологического ПО «ICM» (Integrity Controller Manager);
• возможность работы со всеми аппаратными ресурсами контроллера: портами ввода/вывода (RS-232, RS-485, Ethernet), Flash-памятью, дискретными сигналами;
• возможность взаимодействия с ПО верхнего уровня по протоколам Modbus RTU/ASCII/TCP, что даёт возможность использования наших решений без доработок в составе сторонних информационных систем (например, в SCADA).