1. Università degli studi di Trieste
Dipartimento di Ingegneria ed Architettura
Corso di studi in Ingegneria Informatica
Laureando:
Enrico PALUZZANO
Relatore:
prof. Alberto BARTOLI

2. Introduzione
 Il lavoro presentato è stato svolto all’interno
dell’azienda SMS Concast.
 SMS Concast sviluppa e produce software per
l’automazione degli impianti siderurgici.
 Il software presentato è il sistema di comunicazione,
utilizzato dalle applicazioni, per controllare il processo
produttivo dell’impianto: il suo nome è GATE.

3. Organizzazione aziendale
 L’organizzazione degli impianti viene strutturata
su diversi livelli.
 Livello 1: è il livello che gestisce l’automazione
nell’impianto.
 Il livello 2: è il livello preposto alla gestione del processo
produttivo.
(livello in cui è stato sviluppato il software prodotto)
 Il livello 3: è il livello preposto alla gestione delle
commesse.

4. Livello 2
 Il software sviluppato nel livello 2 svolge svariati
compiti:
 calcolo dei piani di taglio per gli acciai speciali
 controllo della composizione chimica dell’acciaio
…
 Le necessità del software di questo livello sono:
 Conoscere lo stato dell’impianto
 Comandare il processo produttivo

5. PLC
 Lo stato dell’impianto viene controllato da specifiche
apparecchiature chiamate PLC (Programmable Logic
Controller)
 Al loro interno sono installate le applicazioni di Livello 1
che permettono di:
 Scrivere in memoria i dati ricevuti dai rilevatori
 Leggere dalla memoria i comandi da inviare alle macchine
tramite gli attuatori
 Un’applicazione di livello 2, per controllare il processo
produttivo, deve necessariamente comunicare con i PLC.
 Questa comunicazione avviene interagendo con la loro
memoria interna.

6. Definizione del problema (I)
 Comunicare con i PLC presenta delle difficoltà in
quanto:
 Possono esser prodotti da case produttrici differenti
 Utilizzano librerie proprietarie diverse
 Necessitano di comunicazioni robuste ed affidabili
 Le applicazioni di livello 2 hanno la necessità di
comunicare:
 Con più PLC nello stesso momento
 In maniera concorrente fra loro
 Frequentemente

7. Definizione del problema (II)
 Per questo è stato realizzato dall’azienda un software
intermedio tra applicazioni di livello 2 e PLC.
 Vantaggi:
 Non impegna le applicazioni nella comunicazione
 Incorpora l’utilizzo di diversi protocolli
 Permette di controllare lo stato delle comunicazioni
 Svantaggi:
 Deve essere robusto
(capace di gestire correttamente i malfunzionamenti)
 Deve essere affidabile
(non può bloccarsi altrimenti le applicazioni non controllano
più il processo produttivo)

8. Specifiche richieste
 A fronte di una commessa è stato chiesto al livello 2
dell’azienda di:
 Tradurre le applicazioni che già distribuisce, in
linguaggio C#
 Ridisegnare le interfacce utilizzando WPF(Windows
Presentation Foundation)
 Sviluppare delle nuove applicazioni personalizzate per
alcune necessità specifiche del committente

9. Stato dell’arte
 Il software presentato in questa tesi è stato sviluppato
partendo da quello correntemente utilizzato.
 Il software precedente:
 E’ scritto in linguaggio Pascal
 Utilizza tre tipi di librerie



Softnet
AllenBradley
SendReceive
 Implementa il controllo da remoto

10. Specifiche del GATE (I)
 Il nuovo software, sviluppato nell’ambito del tirocinio,
presenta le seguenti specifiche:
 E’ scritto in linguaggio C#
 Ha le interfacce disegnate utilizzando WPF
 Utilizza la libreria proprietaria Softnet utilizzata per
comunicare con i PLC SIEMENS S7
 Implementa il sistema remoto utilizzando WCF
(Windows Comunication Foundation)

11. La comunicazione(I)
 Per comunicare con i PLC, le applicazioni, comunicano
con il Gate utilizzando la seguente procedura:
 Definiscono una connessione (Link)
 Accodano una richiesta (Transazione)
 Prelevano l’esito della richiesta
 Successivamente il Gate interagisce con i PLC nel
seguente modo:
 Carica la libreria proprietaria
 Apre il canale di comunicazione
 Esegue la richiesta tramite le funzioni della libreria
proprietaria

12. La comunicazione (II)
 La comunicazione, all’interno del Gate, avviene
tramite l’intervento di due macro entità:
 PlcDriver
 PipeObject
GATE
PIPEOBJECT
PLCDRIVER
APPLICAZIONI
SOFTNET
PLC
ALLEN-BRADLEY
LINK
LINK
ALLNBRADLEY
PLC
SENDRECEIVE LINK
SENDRECEIVE
PLC
SOFTNET LINK
TRANSAZIONI

13. Comportamento delle classi
 Il PipeObject ha il compito di:
 Ricevere le richieste di connessione da parte delle applicazioni
 Passarle al corretto driver in esecuzione
 Ricevere ed accodare le richieste di lettura o scrittura
 Il PlcDriver ha il compito di:
 Caricare le librerie proprietarie
 Aprire le connessioni passategli dal PipeObject, con i PLC
 Prelevare dal PipeObject, se accodata, una Transazione
relativa alla connessione aperta
 Eseguire la Transazione e salvarne il risultato all’interno del
PipeObject
 Rilasciare le librerie proprietarie

14. Sviluppo di PlcDriver
 E’ la classe ancestrale che definisce il comportamento
generale del driver
 Incorpora un thread per l’esecuzione ciclica di una
funzione chiamata Execute
 Questa funzione è stata completamente
riprogettata e sviluppata
 E’ la più rilevante modifica apportata al software
precedente
 Si basa sull’applicazione a PlcDriver di un modello a stati
finiti

15. UNUSED
SIMULATION
Entry / Link da servire = 0
Do / Attende e inizial. driver
Exit / Link da servire > 0
INIZIO
ERROR
Entry / Inizial. driver fallita
Do / Aspetta timeout
RESTARTING
Entry / Mod. sim. richiesta
Do / Finalizza il driver e attende
Exit / Mod. live richiesta
ACTIVE
Entry / Link da servire > 0
Do / Apre link, attende transazioni ed esegue
transazioni
Exit / Links da servire = 0 oppure un link è in stato
di errore per più di MaxOveralltime oppure è
stata richiesta la chiusura del driver
Do / Finalizza driver e terimina link
STOPPED
FINE
Do / Finalizza il driver e
rimuove i link.

16. Risultati dello sviluppo:
 Il risultato ottenuto da questa implementazione di
PlcDriver si può riassumere in:
 Un comportamento più affidabile dei driver
 Una miglior chiarezza del codice
 Un aumento delle prestazioni in alcune situazioni

17. Screenshot Gate

18. L’applicazione di test: Board
 Il Board è un’applicazione che simula il
comportamento di una normale applicazione del
livello 2
 Tramite il Board è possibile:
 Definire un Link ad un PLC
 Leggere dalla memoria del PLC
 Scrivere sulla memoria del PLC
 Lanciare delle funzioni di test
 Controllare lo stato delle transazioni

19. Screenshot Board