OpenSCADA

Модули/Serial

This page is a translated version of the page Modules/Serial and the translation is 79% complete.

English • ‎mRussian • ‎Українська
Модуль Имя Версия Лицензия Источник Языки Платформы Тип Автор Описание
Serial Последовательные интерфейсы 2.7 GPL2 tr_Serial.so en,uk,ru,de x86,x86_64,ARM Транспорт Роман Савоченко
  Максим Кочетков (2016)
Предоставляет транспорт основанный на последовательных интерфейсах. Используется для обмена данными через последовательные интерфейсы типа RS232, RS485, GSM и похожие.
- проверить режим модема и добавить к нему поле ввода PIN.

Модуль предоставляет в программу поддержку транспортов, основанных на последовательных интерфейсах типа RS232, RS485, GSM и похожие. Поддерживаются входные и выходные транспорты. Добавить новые входные и выходные интерфейсы можно посредством конфигурации транспортной подсистемы в любом конфигураторе OpenSCADA.

Модулем, в режиме модема, поддерживается смешанный режим работы, который предусматривает наличие входного транспорта, ожидающего внешних подключений, а также выходного транспорта на том-же устройстве. Т.е. входной транспорт будет игнорировать все запросы при наличии установленного выходным транспортом соединения, в тоже время выходной транспорт не будет осуществлять попыток установить соединение при наличии подключения к входному транспорту или соединения другого выходного транспорта, например, с другим номером телефона.

At.png В обычном режиме последовательного интерфейса не допускается многократное использование одного и того-же порта во входных и выходных транспортах. Глобальное блокирование последовательного устройства не осуществляется в виду неоднозначности этого процесса на системном уровне, а многократное использование может привести к непредсказуемым и сложно-уловимым проблемам. При необходимости организации локального последовательного канала с парой связанных портов рекомендуется использование команды socat -d -d pty,raw,echo=0,perm=0666 pty,raw,echo=0,perm=0666.

Contents

1 Входные транспорты

Сконфигурированный и запущенный входной транспорт открывает порт последовательного интерфейса для ожидания запросов клиентов. Каждый входной интерфейс обязательно связывается с одним из доступных транспортных протоколов, к которому передаются входные сообщения.

Fig.1. The generic configuration dialogues of the input serial interface.

Using the main dialog you can set:

Using the additional dialog you can set:

2 Выходные транспорты

Сконфигурированный и исполняющийся выходной транспорт открывает порт последовательного интерфейса для отправки запросов через него.

Fig.2. The generic configuration dialogues of the output serial interface.

Using the main dialog you can set:

Using the additional dialog you can set:

Can be prioritatile specified into the address field as the second global argument, as such "/dev/rfcomm0:9600||1000:40-20".

Транспорт может работать с аппаратной шиной I2С, если в качестве устройства выбрать "/dev/i2c-{N}" и шина позволит установить адрес подчинённого устройства командой I2C_SLAVE, из первого байта запроса. Скорость и формат не играют роли в данном режиме. Из таймаутов тут фактически работает только время символа и в основном для расчёта ожидания повтора запроса.

3 API пользовательского программирования

Объект "Выходной транспорт" (SYS.Transport.Serial.out_{OutTransport})

4 Замечания

Коммуникации через последовательные интерфейсы имеют ряд особенностей. Наиболее важной особенностью является критерий окончания сообщения и время ожидания этого критерия. В одних протоколах таким критерием является признак окончания или указанный размер сообщения. В других протоколах таким критерием является отсутствие данных во входном потоке в течение указанного времени — время символа. В обоих случаях время ожидания критерия, или символа, является ключевым и сильно сказывается на общем времени обмена. Следовательно, чем меньше это время тем лучше. Тут и возникает проблема латентности оборудования и его драйверов.

Проверить латентность канала обмена, и тем самым оптимально настроить время дожидания-символа, можно с помощью интерфейса вкладки "Запрос" выходного транспорта. Для этого необходимо указать образцовый запрос соответствующего протокола, указать "Ожидать таймаут", отослать запрос и проконтролировать его целостность. Для получения более репрезентативного результата необходимо запрос повторить несколько раз. Если наблюдается получение неполных ответов, то время символа необходимо увеличить, иначе можно уменьшить.

На встроенном оборудовании последовательных интерфейсов RS232/422/485 можно добиться низкого уровня латентности — вплоть до единиц миллисекунд. Однако, на высоко-нагруженных системах с множеством задач в приоритете реального времени, латентность может стать недетерминированной, в связи с исполнением потока обслуживания событий ядра Linux в низком приоритете. Для решения этой проблемы необходимо установить высокий приоритет этим потокам, что можно сделать с помощью скрипта, поместив его, например, в "/etc/rc.local":

#!/bin/sh

# Setting the high priority for events kernel threads to rise the serial interfaces reaction
events=`ps -Ao pid,comm | sed -n '/[ ]*\([^ ]\)[ ]*events\/[0-9]/s//\1/p'`
for ie in $events; do
  chrt -pr 21 $ie
done

Этот скрипт не имеет смысла для ядер Linux реального времени, с патчем PREEMPT_RT, поскольку все потоки прерываний и событий там уже запускаются в приоритете реального времени.

На внешнем оборудовании последовательных интерфейсов, например, в переходниках USB->RS232/422/485, может возникнуть проблема высокой латентности, связанная с особенностью аппаратной реализации или его драйвера. Решать эту проблему нужно путём изучения настроек этого оборудования или установкой большого времени ожидания- символа!

Похожим образом определяется и оптимальное время подключения, а именно: установить время подключения в значение по умолчанию для данной скорости (ставится при смене скорости в адресе), снять "Ожидать таймаут", отослать запрос. Если ответ пришёл то берём измеренное время отклика устройства, удваиваем и устанавливаем полученное значение, как время подключения. Необоснованное превышение времени подключения приведёт к большим ожиданиям в случае отсутствия устройства, а также срабатывания защитных таймаутов внутренних процедур!

At.png На рынке встречаются USB->Serial преобразователи, которые работают только с терминалами, т.е. они могут передавать и обрабатывать исключительно ASCII символы и не могут быть переключены в бинарный режим. Известные экземпляры таких преобразователей: PL2303TA (Y-105).

4.1 Виртуальные/локальные последовательные интерфейсы

Часто для локальной проверки, без физического оборудования, необходима пара портов подключенных в одну сеть. Создание таких портов и выполнение множества других операций над последовательным потоком позволяет выполнять утилита socat. Например, для создания двух связанных портов нужно выполнить команду, которая создаст их и сообщит адреса:

socat -d -d pty,raw,echo=0,perm=0666 pty,raw,echo=0,perm=0666
#2013/07/02 16:37:29 socat[10402] N PTY is /dev/pts/6
#2013/07/02 16:37:30 socat[10402] N PTY is /dev/pts/7
#2013/07/02 16:37:30 socat[10402] N starting data transfer loop with FDs [3,3] and [5,5]

4.2 Проброс последовательного интерфейса через сеть Ethernet

В некоторых случаях бывает полезным пробросить порт последовательного интерфейса удалённой машины на локальный порт, например, для опроса устройств, подключенных к последовательному интерфейсу удалённой машины. Конечно, если установить на удалённую машину OpenSCADA в конфигурации ПЛК, то можно будет сразу выполнять обработку этих данных, предварительное буферирование/архивирование и т.д., но иногда оборудование может быть сложным для запуска OpenSCADA, где и спасает возможность проброса последовательного потока через сеть. Для решения этой задачи можно воспользоваться той-же утилитой socat или remserial, ser2net, какую удастся собрать и запустить на удалённой машине. Примеры проброса последовательного порта:

# Создание сокета на порту 5555 удалённой машине, для порта /dev/ttyS0
socat tcp-l:5555,reuseaddr,fork file:/dev/ttyS0,raw
# Подключение к сокету отражённого порта удалённой машины и формирование файла отражённого локального интерфейса
socat -d -d pty,raw,echo=0,perm=0666 tcp:192.168.2.4:5555,mss=1400
#2013/07/04 10:09:09 socat[12947] N PTY is /dev/pts/4
#2013/07/04 10:09:09 socat[12947] N opening connection to AF=2 192.168.2.4:5555
#2013/07/04 10:09:09 socat[12947] N successfully connected from local address AF=2 192.168.2.61:33493
#2013/07/04 10:09:09 socat[12947] N starting data transfer loop with FDs [3,3] and [5,5]

В случае с "socat", а возможно и других утилит, можно на клиентской стороне опустить запуск драйвера EthernetTCP->Serial и подключаться из OpenSCADA прямо на TCP-порт удалённого устройства.

At.png В работе через драйвер EthernetTCP->Serial есть особенность, которая связанна с наличием двух таймаутов подключения: один в драйвере, а другой в Transport.Sockets. Важно чтобы значение этого таймаута в Transport.Sockets был больше чем в драйвере иначе возможно смещение и получение запоздалых ответов от предыдущих запросов.

Многие производители промышленного коммуникационного оборудования выпускают готовые конвертеры из Ethernet в RS-232/422/485, которые могут использоваться с OpenSCADA таким-же образом. Комментарии и перечень конвертеров с которыми работа OpenSCADA проверена:

Modules/Serial/ru - GFDLMay 2024OpenSCADA 0.9.7