Санкт-Петербург, Тел: (812) 335-01-91

РОССИЯ
Сервер катера

ВЕРНУТЬСЯ: Главная > Сервер катера

Для того чтобы подключиться к системе диспетчеризации перейдите по ссылке, если контроллер находится вне действия WiFi сети и недоступен, тогда он доступен через GPRS модем. Попробуйте подключиться, используя эту ссылку. Тестовая версия доступна по ссылке

Данный проект создан для того, чтобы продемонстрировать возможности оборудования и программного обеспечения, выпускаемого компанией Сегнетикс.

Ядром системы является контроллер SMH2Gi, программа для которого, написана на FBD языке Logix. Программа реализует управление движением катера по заранее заданным координатам. Текущие значения координат, полученные от датчика GPS, алгоритм сравнивает с заданными координатами и выдает управляющее воздействие на привод руля.

Описанная выше задача является геодезической, поэтому требует большого объема математической обработки данных. Она реализована на FBD Logix и с успехом работала на SMH 2G. Однако, в связи с необходимостью реализовать веб-диспетчеризацию, контроллер был позже заменен на более мощный SMH2Gi. Применение этого прибора также позволило легко реализовать интеграцию с устройствами, поддерживающими протокол NMEA 0183. Нужный драйвер NMEA 0183 был написан на языке С++ для ОС Линукс и подключен к данным проекта «Сервер катера» через программный модуль Logixgate.

Веб диспетчеризация реализована на базе сервера Apache 2 и веб-сервиса Skipper, поддерживающего SOAP протокол. Все указанные приложения работают на SMH2Gi под управлением ОС Линукс. Аппаратура катера связана с интернет-пространством с помощью беспроводного CDMA-модема. Пропускной способности такого канала достаточно для обмена данными с 10 клиентами, которые могут одновременно обращаться к серверу.

Веб технологии, как следует из данного демонстрационного проекта, дают набор возможностей, получить которые другими путями или очень дорого, или просто невозможно.

•	Уникальная системная гибкость. В нашем проекте, для того, чтобы не перегружать трафик по CDMA каналу, мнемосхему объекта разместили на стационарном сервере. Таким образом, «картинку» клиент получает с одного интернет-сервера, а данные поступают с другого.
•	Совместимость. Проект диспетчеризации может работать под любым броузером или ОС, на любом компьютерном устройстве. Элементы визуализации можно было бы создать и на PHP и на Java. Результат был бы совместим на 100%. Обмен данными по протоколу SOAP открыт и унифицирован. Клиентом может быть любая программа, даже обычная бухгалтерская БД, которая напрямую может качать необходимые данные с объекта.
•	Векторная графика. Для создания мнемосхемы был использован инструмент CS2 и язык AS2, позволяющие создавать FLASH ролики, с векторной графикой. Таким образом, все изображения мнемосхемы векторные. Это значит, что помимо высокого качества графики у проектировщика открыты неограниченные возможности управления такими изображениями. В проекте «Сервер катера» эту возможность демонстрирует масштабирование изображения катера на графике глубины (рисунок 1) и взаимное движение элементов поворотно-откидной колонки при изменении угла наклона винта (рисунок 2).


	Можно реализовать и более сложные эффекты, которые бы способствовали более простому восприятию мнемосхем конечными пользователями. 3D мнемосхема – это тоже реальная возможность сегодняшнего дня.
•	Родство с мультимедийными ресурсами. В мнемосхему такого проекта очень просто вставить видеокартинку с IP камеры или динамически грузить растровые изображения, например, карты Google.
•	Простые инструментальные средства. Мнемосхема данного объекта была создана с нуля, без использования библиотечных компонентов. На создание всех ее элементов ушло всего лишь 4 дня. Для выполнения этой задачи были привлечены программист и дизайнер. Большинство современных SCADA систем создать подобную мнемосхему не позволяют.

Объект

Объект управления представляет собой обычный катер, имеющий датчики уровня топлива в баке, датчики двигателя и угла наклона ходовой колонки. Другие данные, такие, как глубина, координаты, крен и дифферент поставляются специализированными датчикам, установленными на катер в целях текущего эксперимента. Перечень элементов объекта представлен на рисунке 3.

	1. Резисторный делитель: напряжение бортовой сети		5. Датчик курса: истинный курс
	2. SMH 2Gi + CDMA modem		6. Инклинометр: крен дифферент
	3. Гидропривод пера руля		7. Датчик уровня: уровень топлива в баке
	4. Датчик глубины: глубина под килем		8. Датчик GPS: координаты скорость
			9. Датчики двигателя: давление масла температура двигателя обороты вала наклон винта

Устройства, поддерживающие стандартный протокол NMEA, соединены между собой по RS232.

Инклинометр поддерживает протокол Pixel-bus, поэтому подключен к стандартной шине расширения контроллера SMH2Gi. Остальные датчики подключены к модулю MC к измерительным каналам, настроенным для сигналов 4-20mA и 0-10в. Модем подключен по USB шине, питается от нее же.

Программное обеспечение

ПО, установленное на контроллере, включает в себя ОС Linux, Logix RT, Web server Apache 2 и сервер Skipper.
Структура ПО выглядит следующим образом:

Алгоритмы и работа

Основанная задача ПО – исполнить заданный маршрут и среагировать на чрезвычайные ситуации.
При наличии питания контроллер SMH2G опрашивает датчики, исполняет запрограммированный маршрут, управляет приводом пера руля и по запросу от Web клиентов отправляет данные через беспроводной модем. Программа, разработанная для этих целей, инициализирует модем при включении питания, отслеживает состояние связи и перезапускает его в случае необходимости. Пользователь через WEB-броузер может получить необходимы данные и динамически отобразить их на мнемосхеме, разработанной с помощью FLASH.

Согласно исходному ТЗ система управления должна вести катер по заданным в глобальных координатах точкам. Максимальное отклонение от маршрута должно быть не более 2м.

Для решения такой задачи требуется определить линейное расстояние между точками с заданными координатами и пеленг (угол относительно Севера) из одной точки на другую. Вариант решения этой так называемой обратной геодезической задачи приведен ниже.

Кроме того, есть еще два ПИД регулятора, включенных каскадно, которые отвечают за ведение судна в заданном направлении.

Первый ПИД регулятор отвечает за удержание катера на генеральном курсе, второй на мгновенном, смотри рисунок 8. Ошибкой для первого регулятора является линейное отклонение судна от заданного курса, а для второго – угловое отклонение с мгновенного курса.

Настройки регуляторов учитывают сносы, вызванные течением, волнами или ветром, а также обеспечивают адекватную реакцию на резкие изменения заданных величин, например, при разворотах катера.

Веб-диспетчеризация

Для того, чтобы осуществлять мониторинг объекта в режиме реального времени требуется любое компьютерное устройство, имеющее Веб броузер.

По известному IP адресу клиент обращается на Веб-сервер и после прохождения процедуры логирования получает от последнего HTML страницу, содержащую клиента веб-сервиса и мнемосхему объекта. Клиент веб-сервиса осуществляет отправку/получение данных от веб-сервиса по протоколу SOAP. Таким образом, можно обмениваться тегами или файлами с любым приложением, которое в этот момент запущено на сервере (SMH 2Gi), будь то Logix RT, Codesys RT или драйвер опроса датчиков, написанный на С.

Структура взаимодействия компонентов Веб диспетчеризации приведена на рисунке:

Важные замечания

1. В период запрета навигации на Ладожском озере и Финском заливе реальный объект в море не выходит. Маршрут катера эмулируется и работает на стационарном сервере.

2. Компания Сегнетикс не специализируется на разработке или продаже систем мониторинга подвижных объектов. Этот сайт, осуществляющий web-диспетчеризацию катера в реальном времени не является коммерческой системой. Мы не продаем и не лицензируем его копию. Проект демонстрирует потенциал Интернет технологий, которые можно эффективно использовать во многих отраслях промышленности. Google maps, не используются в качестве карт навигации. Применение Google maps на данном сайте имеет своей единственной целью популяризовать web-технологии и показать их широкие возможности.