Что умеет

• Чтение и запись — все функции Modbus: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 15, 16. До 125 регистров одной командой. Перед отправкой видно HEX-кадр запроса.

• Сканирование Slave ID — находит устройства в линии 1–247 за пару минут. Не надо перебирать вручную.

• Brute-force адресов регистров — перебирает диапазон и показывает рабочие адреса. Спасение, когда нет документации.

• График в реальном времени — до 100 000 точек на линию, несколько параметров одновременно, свои имена и цвета тегов, автошкала или ручная шкала.

• Математика на графике — считает формулы прямо по регистрам: #0 - #1, avg(#0..#4), if(#3 > 100, 1, 0). Перепад давления, среднее по датчикам, пороговые сигналы — без Excel.

• Визир с прилипанием — навёл мышь на график, видишь точные значения всех линий в этот момент времени.

• Звуковая сигнализация — пищит при обрыве связи. Порог, повтор, тип сигнала — настраивается. Фон страницы меняет цвет: зелёный — связь есть, жёлтый — ошибки, красный — обрыв. Видно издалека.

• Мониторинг с HEX-логом — каждый запрос и ответ в HEX, с метками TX/RX и временными штампами.

• Экспорт в CSV — скачать или дозаписывать в тот же файл каждые 500 опросов. Данные не потеряются.

• Статистика связи — счётчики отправленных, полученных, ошибок. Сразу видно качество линии.

Плюс мелочи: тёмная тема, сохранение тегов и цветов в браузере, автоопрос, калькулятор глубины записи, скрытие линий кликом по легенде.

Честно о минусах

Работает только в Chrome, Edge и Opera — Safari и Firefox пока не поддерживают Web Serial API. Только RTU и ASCII — Modbus TCP в планах.

Но все минусы временные. Плюсы — фундаментальные.

Как сделали

Я не программист. Писал задачу по-русски, ИИ генерировал код, я тестировал на реальном железе и говорил «не работает — вот ошибка». Через пару итераций — работало.

Утро — первое чтение регистра. День — таблица, запись, мониторинг, лог. Вечер — график, имена тегов, звук. Ночь — тесты на датчиках и ПЛК. Основа была готова за один день.

Где попробовать

modbustester.ru

Бесплатно. Без регистрации. Открыл — работаешь.

Немного про стек разработки.
Напомню, что IDE и рантайм для ПЛК у меня разработаны под Линукс. Пишу на C++, собираю под Cmake как под x86-64, так и под ARM. В качестве внутренней коммуникации реализовал свой бинарный протокол, на базе ZeroMQ и FlatBuffers.
Транслятор с промышленного языка — ANTLR.
Из промышленных протоколов коммуникации, пока поддержка - Modbus. Планирую добавить в дальнейшем OPCUA.
IDE — написан на чистом C++ и Qt
Рантайм — чистый C++
IDE с рантаймом общаются по собственному бинарному асинхронному протоколу, о котором писал выше.

IDE поддерживает два типа логики IL и ST.
Зачем IL спросите вы?
Исторически, случилось так, что рантайм начался с этого языка. И это не совсем IL — это полный аналог языка устройства Tesys T.
Сами разработчики писали о нем как об structural text языке.
Короче, я собирался реализовать рантайм, и чтобы он полностью поддерживал программы, которые были написаны для Tesys.
Также мне понравилась как он был реализован. Вот так с тех пор он и остался, и благополучно работает.

Дерево элементов конфигураций ПЛК.

Один элемент конфигурации — это 1 логика своего типа (IL или ST).
Он же, отдельный выделенный поток для исполнения данной логики. Каждый поток, работает независимо и в параллель. Сколько элементов — столько и параллельно работающих потоков, исполнителей логики.

Компиляция.
Для компиляции ST 61131-3 я написал свой транслятор на базе ANTLR. Перед загрузкой, логика компилируется в IDE и проверяется на ошибки. Успешно или нет логика скомпилирована, информация выводится в панель снизу.

Сохранение и открытие.
Теперь конфигурации можно открыть и сохранить из IDE. И да, это банальный элемент, но без этого никуда. Что кстати требует довольно приличного времени на проектирование, разработку итд.

Настройки подключения и проверка связи.

Подключаем к ПЛК очень просто. Нужно на вкладке настроек подключения вбить настройки IP адреса и кнопку «Подключиться».

Если подключение успешно, в статус панели значок подключения сменит цвет на зеленый.
Если связи нет, или был обрыв — иконка сменит цвет на красный.

Завел кнопку для запроса у работающего ПЛК перечень конфигураций в работе.

На ПЛК летит команда, с запросом. Список конфигураций высвечивается в нижней панели.

Набор кнопок, с разным функционалом.

Спокойно, загружаем и выгружаем через IDE с ПЛК конфигурации.

Автозапуск.
Загрузив через IDE в рантайм 1 раз конфигурации, которые он благополучно сохранит и при его перезагрузке стартует снова с ними же.

В одной из прошлых статей, писал про разработку программного осциллографа, чтобы писать аварийные события в формате COMTRADE. Это больше для устройств РЗА, конечно, но скажем в устройстве Tesys T осциллографа сильно не хватало. Короче он также может запускаться в составе рантайма, хотя его можно и отключать.
В той прошлой статье, я писал про него подробно. У него крутая возможность — с его помощью можно генерировать самые разные осциллограммы, причем можно создавать различные аварийные режимы.

Отладка.

Код на ST 61131-3 у меня в IDE можно отлаживать на «живом» рантайме ПЛК. Завел кнопку Отладка.

Когда у нас фокус на какой либо конфигурации и мы на связи с ПЛК, после нажатия на Отладку, на ПЛК летит команда — перезапустить поток в специальном отладочном режиме.
Это в принципе такой же рабочий режим, все сигналы всё то же самое, что у нормального, но у него имеют некоторые существенные отличия от нормального режима.
В общем, поток с логикой перезапускается в отладочный режим и мы можем ставить точки останова.

Ставим точку останова, там где программа заходит в участки кода на ST. Может и не зайти, если там есть условия итд.
Наблюдаем в окне имена и значения переменных в зоне видимости участка кода программы.

Оригинал моей статьи тут

https://dzen.ru/a/arE1JIoPezZOL4lJ

Рассмотрим как ПЛК принимает решения. Помимо модулей входа и выхода программируемый логический контроллер имеет центральный процессор. ЦП является хранителем памяти, логики и коммуникаций, также это место, где находится созданное разработчиком программное обеспечение. На основе этого ПО и данных, которые были получены от датчиков, ПЛК управляет выходными сигналами, контролируя работу механизмов, устройств и оборудования.

Представьте конвейерную ленту. Оптический датчик видит, что пустая бутылка подъехала по конвейеру на место розлива. Датчик давления проверяет, есть ли углекислый газ в системе. Программа внутри ПЛК получает сигналы от датчиков и сравнивает их с заданным алгоритмом. Если бутылка на месте и давление в норме, контроллер начинает действовать. ПЛК подает сигнал на открытие электромагнитного клапана подачи воды. Включается таймер. Когда время истекает, клапан закрывается, а конвейер делает шаг вперед для подачи следующей бутылки.

ПЛК часто программируют на языке релейных схем (Ladder Diagram), делается это для того, чтобы инженеры на производстве смогли легко разобраться в логике. Для этого им не придется учить сложные языки программирования.

Список основных плюсов ПЛК: гибкость для задач разных сложностей, надежная работа в сложных условиях, простота программирования.

в тот самый момент, когда поняли (на самом деле это был долгий и по большей части безрадостный момент): готовые контроллеры не вывозят наши промышленные условия, готовые алгоритмы "деревянные" и не гнутся под технологию процессов. Тот пост неожиданно для нас попал в горячее, собрал много комментариев и вопросов из ответов на которые и собран этот пост.

Но сначала коротко о том, кто мы и зачем всё это затеяли.

Мы не копировали западные образцы. Мы с ними работали и думали: "Что нам не нравится в существующих решениях? Что ломается в поле, о чём молчат производители и чего не хватает?"

И вот что мы насобирали за годы работы на реальных фермах.

1. Ограничения сред разработки. Даже в самых продвинутых универсальных средах есть жёсткие ограничения, не позволяющие полноценно реализовать сложные алгоритмы.

2. Энкодер и модули ввода-вывода. На длинных линиях при управлении пусковыми аппаратами возникают импульсы. Модули ввода-вывода, в том числе те, что должны принимать сигналы с энкодера, от этих помех сходят с ума. Или не видят сигналы с датчиков. В результате - потеря позиции, хаос, остановки, убытки.

3. Сбои. Система требует ручного перезапуска, еще хуже если настройки не сохраняются или требуется перепрошивка, а до неё ещё добежать надо. Это часы простоя, особенно ночью.

4. Закрытые протоколы. Никакой интеграции с другими системами, всё зашито намертво. Вы не можете забрать данные.

5. Разрозненность мировых решений. Существуют отличные алгоритмы - решения мировых лидеров. Но они разрозненны: одна система - для навозоудаления, другая - для микроклимата (и это отдельно шторы, отдельно вентиляторы, отдельно орошение, приточка), третья и четвертая - для КНС и Сепарации, пятая - для дезинфекции доильных аппаратов.
Все от разных производителей, с закрытыми протоколами. Между собой не связаны. Не позволяют синхронизировать процессы. И их сложно, а чаще невозможно дополнить, оптимизировать или адаптировать под реконфигурацию исполнительного оборудования.

6. Отсутствие удобного человеко-машинного интерфейса. У большинства решений:

• нет веб-интерфейса, где можно было бы посмотреть состояние системы, изменить уставки или перенастроить логику прямо с телефона или ноутбука;

• панель оператора, если она есть - недружелюбная, с архаичным меню и/или кривым переводом, которую, к тому же, еще и отдельно надо программировать;

• а если и есть ПО для ПК - оно проприетарное, требует установки, весит гигабайты, не работает без "родного" программатора.. и на немецком.

В результате любое изменение в системе — это вызов инженера или программиста, поиск программатора, установка софта и потеря времени. Вместо того чтобы открыть браузер, зайти в настройки и за пару кликов изменить параметры или тут же через встроенный Wi-Fi обновить прошивку, вы тратите часы на поиск нужного кабеля, совместимой версии ПО и человека, который умеет с этим работать и, по опыту, ему ехать до фермы километров 300.

А есть и «альтернативы»:

• Мировые лидеры — калибровка выполняется по току, упором в ограничитель. Скрепер просто упирается, ток резко растёт — и система запоминает эту точку как конечную. После 4-5 таких калибровок редуктор ломается или станцию вырывает из креплений.

  Потому что при первых запусках, в период приработки ответных плоскостей механизмов к свежему бетонному полу навозных аллей, упор происходит с полным усилием двигателя.

• Другие "альтернативы" - вообще без энкодера. Вся логика защиты завязана на одном единственном параметре - токе двигателя. Превысил - значит, препятствие. А если датчик тока вышел из строя или дал ложный сигнал? Или настроили большой ток, чтобы не отвлекаться лишний раз на штатные инциденты? Всё...

Мы сделали свой контроллер не чтобы "заменить", а чтобы решить эти проблемы раз и навсегда.

Мы собрали в одном устройстве все технические и программные функции, которые предлагают западные лидеры для каждой подсистемы (навоз, климат и т.д.) - плюс дополнительный функционал, которого у них нет. Добавили техническую устойчивость к нашим реалиям: гальваническую развязку, широкий диапазон питания, аппаратную самодиагностику, энергонезависимую память с ресурсом 14 триллионов циклов перезаписи и гибкое программное обеспечение.

Самая стробоскопическая история, которая лучше любых цифр доказывает, что мы не зря старались.

Однажды летом на одной из площадок в 70 гектаров (к слову, стоимостью более 30 млрд. рбл.) случился электромагнитный ад: штормовой ветер, ливень, проблемы на линии 10 кВ. Трансформаторы заискрили, включились резервные дизель-генераторы, у некоторых оказалась перепутана очередность фаз - случилось все и сразу!

Что произошло с "чужими" контроллерами? Они дружно ушли в защиту и ждали перезапуска. Инженеры под дождём бегали бодрить системы водоподготовки, тепловые пункты, вентиляцию, попутно пробегая мимо наших систем.

А мы - те, кто еще недавно жег оборудование заказчика направо и налево бегали вместе с ними. И когда всё успокоилось, к нашему общему, с заказчиком, изумлению - 100% наших систем отработали штатно. Без ручного перезапуска. Без нашего вмешательства.

Наши "Операторы" - просто пережили всё. Те, что управляли скреперами, заметили, что двигатель крутится не в ту сторону (очередность фаз), и самостоятельно реверсировали контакторы. Там, где сработали тепловые реле (отсутствие одной из фаз), контроллер зафиксировал инцидент и терпеливо ждал сброса, там, где питание пропадало и появлялось – продолжалась работа, не потеряв ни позиции энкодера, ни текущего шага техпроцесса.

Что внутри и чем это отличается от того, что есть на рынке.

Энкодер и позиционирование
У нас не просто "есть энкодер". На любую пару дискретных входов можно подать сигнал энкодера - до 10 кГц (можно увеличить). Этого достаточно, чтобы отслеживать положение скрепера с точностью до миллиметра (длина аллеи 120+ метров). И позиция сохраняется в Backup-регистрах, которые питаются от батарейки. Даже если питание пропадёт, контроллер помнит, где стоит скрепер, куда ехал и что делал.

Восстановление после сбоя
50 мс - загрузка ядра. 200 мс - полный старт с Wi-Fi. Без потери позиции, без ручного перезапуска. Это не просто цифры. Это оптимизированный код. Это скрепер, который не "забывает", где он остановился, и продолжает цикл с того же шага многоступенчатого динамического алгоритма.

Память - три уровня
- Backup-регистры (CR2032) - для позиции энкодера и текущего состояния в алгоритме. Чтение - мгновенное. Даже если питание пропадёт, контроллер знает, где стоит скрепер и на каком этапе цикла остановился.

- FRAM - для моточасов и данных, которые перезаписываются постоянно. Ресурс - 14 триллионов циклов. Для сравнения: у обычной EEPROM - 100 тысяч. Если бы мы писали моточасы в EEPROM, он бы умер через пару месяцев. FRAM живёт десятилетиями.

- EEPROM - для настроек и калибровок. Там, где не нужна частая перезапись, EEPROM работает без проблем и не деградирует десятилетиями.

Гальваническая развязка 1500 В
RS-485 с развязкой 1500 В - чтобы частотники и длинные линии не сбивали энкодер, не убивали каналы и не дотягивались до ядра. Это не опция. Это стандарт.

Питание 5-60 В
Контроллер работает от любого источника в этом диапазоне. Терпит скачки, от которых теряют сознание платы конкурентов. Встроенная аппаратная защита - диод от переполюсовки и предохранитель. Программный контроль напряжения непрерывно отслеживает питание и при критических отклонениях отключает каналы, защищая оборудование. По значению питания в разрешении миллисекунд мы видим даже срабатывание промежуточного реле.

И ещё один важный момент: у нас на борту "жирная зона питания" с запасом по току. Даже после отключения электроснабжения и после отключения блока питания контроллер продолжает писать логи и регистрировать отказы ещё 2–3 секунды. Эти события помечаются как «отказ питания» и не смешиваются с техпроцессом. Это даёт полную картину: если что-то пошло не так, мы знаем — куда механизмы успели "доехать", посчитать импульсы энкодера, пока он их еще может отправлять.

Для нормальной работы нам не нужны дорогостоящие блоки автоматического ввода резервного питания, дополнительные аккумуляторы и остальные приборы и устройства фильтрации для качества электроснабжения, мы гарантированно "взлетаем" за 50 мс.

Дискретные выходы - 2 А на канал
MOSFET с защитой от замыкания и перегрева, контроль температуры.

Аналоговые входы - 12 бит
11-12 каналов, 0-10 В / 0-20 мА, 100 кОм. С калибровочными таблицами - подключайте любые датчики с любой характеристикой.

Аппаратная самодиагностика
Мы опрашиваем каждый цифровой канал каждую миллисекунду. Это не просто "подали команду и забыли". После каждой команды на включение или выключение контроллер проверяет, изменилось ли состояние на канале.
Подали команду на катушку реле - проверили, есть ли напряжение на канале. Команда есть, напряжения нет - значит, обрыв провода, перегорел предохранитель или сгорела катушка. Команда отключить, а напряжение осталось - значит, контакты реле залипли или MOSFET пробит.

600+ типов событий. Обрыв цепи, короткое замыкание, перегрев MOSFET - знаем за 1 мс. И не просто знаем, а фиксируем в журнале, чтобы вы могли найти причину, а не гадать, что случилось.

Светодиоды на каждый канал, интерфейс, ядро и Wi-Fi - видно даже без интерфейса. И у них разная логика мигания. Заглянул в шкаф, посмотрел на индикацию - и уже понимаешь, что случилось, даже без ноутбука и веб-интерфейса.

REST API + веб-интерфейс
Настройка и мониторинг с телефона или ноутбука по Wi-Fi. Открытая интеграция с системами верхнего уровня.

Бутлоадер и защита прошивки
Обновление встроенного ПО выполняется через веб-интерфейс - без вскрытия корпуса и программаторов, даже через Wi-Fi.

Но главное - защита от "кирпича". Если по какой-то причине прошивка не загрузилась, контроллер не превращается в бесполезный кусок пластика. После настраиваемого числа неудачных попыток загрузки прошивки он автоматически переключается в бутлоадер.

И всё это - гальваническая развязка, широкий диапазон питания, три уровня памяти, 50 мс восстановления, самодиагностика, опросы каналов 1 мс, светодиоды на каждый канал и компонент, ядро и Wi-Fi, интерфейсы связи, от 66 каналов на "борту" - собрано в одном приборе, модули расширения по 72 канала или 30 ШИМ каналов, масштабирование ПЛК до 32х модулей.

По отдельности эти функции можно найти у разных производителей. Но чтобы всё это работало вместе, без компромиссов, в одном устройстве, с собственной ОСРВ, френдли web-интерфейсом и открытым API - такого на рынке нет.

И мы не просто даём "коробку". Вместе с каждой системой передаём полный комплект документации: пугающе детализированные принципиальные схемы и технически глубоко проработанные, подробные руководства по эксплуатации с пошаговыми инструкциями по настройке всех алгоритмов, чек-листами, короткими справками типа "вопрос-ответ", голоссарий, спецификации с артикулами на все компоненты. И это всё - не для галочки, а чтобы инженер на месте мог разобраться, понять, как устроена система, и быстро решить любую задачу.

Плюс - комплекты ЗИП для быстрой замены "железа" и резервное ПО для восстановления. Всё, чтобы вы не зависели от нас и могли оперативно обслуживать систему сами.

Ваш технологический суверенитет.

Мы не продаём напрямую конечным заказчикам — мы, как производители, работаем через дилеров и интеграторов, которые сами выбирают, с кем им работать. И они выбирают нас. Потому что им удобно с нами. Потому что техподдержка и сервис работает.

Наши «Операторы» уже управляют навозоудалением, микроклиматом, КНС, сепарацией и дезинфекцией на крупнейших фермах России. Более 1000 единиц оборудования в поле.

Мы входим в технологический стек мирового лидера в поставках комплексных решений для мегаферм. Мы не имеем права разглашать название партнёра без его прямого согласия — это условие нашего сотрудничества. Но если вы работаете в отрасли, вы знаете, о ком речь

И у нас есть рекомендательные письма от Росатома. Это не про фермы. Это про уровень требований к контрагентам.

Мы рады, что получили подобный результат и нам приятно рассказать, какие вещи можно делать самостоятельно на уровне мировых лидеров - это оказалось возможно. Нам, конечно, повезло в том, что удалось сразу тестировать системы на огромных предприятиях, хоть такая возможность и появилась не на ровном месте - в прошлом посте я рассказывал, что мы уже долго время занимаемся автоматизацией, было не просто, но обстоятельства сложились благоприятные.

Мы не останавливаемся. У нас есть собственное производство, своя механообработка и SMD-монтаж. С партнёрами мы можем выпускать до 10 000 плат за три недели, и у нас есть складской запас комплектующих, чтобы не ждать поставок.

Мы научились оперативно и эффективно внедрять наш программно-аппаратный комплекс в сложные технологические процессы.

И мы не замыкаемся на одной нише. Мы идём туда, где сложные техпроцессы либо не решаются вовсе, либо решаются через изысканно сложные и дорогие конструкции - мы приходим и делаем проще, надёжнее и эффективнее. Без фантастических бюджетов и нейросетей там, где они не нужны.

Например, в диагностике конвейерных лент на шахтах - там, где пытаются ставить машинное зрение, мы видим более простые и надёжные подходы.

Если хотите узнать, какие отрасли мы сейчас рассматриваем, что рассматриваем изменить в технических характеристиках и ПО, где видим границы применения наших ПАК — пишите в комментарии. Отвечу на всё.

Или может быть у вас есть задачи или предложения?

Спасибо, что дочитали.