PLC z webserwerem - standard czy luksus?

Fot. 1. Sterownik wraz z analogowymi modułami I/O

Ethernet oferuje tutaj cały szereg funkcji służących zarówno do serwisu samego sterownika, jak i wizualizacji obiektu sterowania, takie jak:

• komunikacja serwisowa (odczyt/zapis programu, monitorowanie),
• przesyłanie danych (Modbus TCP serwer i klient oraz komunikacja user),
• synchronizacja czasu z serwerem SNTP,
• wysyłanie e-maili,
• udostępnianie stron internetowych z wykorzystaniem web serwera,
• kontrola obecności zdalnych urządzeń sieciowych (ping).

Należy podkreślić, że sterownik może realizować wiele powyższych funkcji jednocześnie.

KONFIGURACJA DOSTĘPU DO SIECI ETHERNET

Użytkownik może wybrać jeden z trzech sposobów konfigurowania parametrów sieciowych sterownika w sieci Ethernet. Adres sieciowy, maska sieci, domyślna brama oraz parametry DNS mogą być ustawione automatycznie (DHCP), pobrane z rejestrów sterownika lub ustawione ręcznie.

Konfiguracja dostępu do serwera poczty wychodzącej (SMTP) również jest elastyczna i pozwala na zastosowanie ogólnie przyjętych metod uwierzytelniania. Poszczególne kanały komunikacji mogą mieć swobodnie przydzielane porty, a także możliwe jest ustawienie restrykcji dotyczących adresów, z którymi będzie możliwa komunikacja.

WEBSERWER Z JĘZYKIEM JAVASCRIPT

Tabela 1. Podstawowe dane MicroSmart Pentra z wbudowanym Ethernetem

Standardowo webserwer umożliwia za pomocą stron systemowych odczyt podstawowych statusów sterownika, a także monitorowanie i zmianę danych w rejestrach. Użytkownik ma do dyspozycji 1MB pamięci do przechowywania własnych stron WWW. Dzięki zastosowaniu języka JavaScript na stronach mogą być umieszczane obiekty interaktywne służące do odczytu i zapisu danych sterownika.

Wśród standardowych obiektów znajdują się: wyświetlacz danych numerycznych z możliwością wprowadzania, tekstowy przycisk zmiany stanu bitu, graficzny przycisk zmiany stanu bitu, wykres słupkowy (pionowy lub poziomy) oraz wykres trendu.

Ponadto dostępne są funkcje biblioteczne języka JavaScript służące do odczytu i zapisu danych z obiektów sterownika, które mogą być wykorzystane w programie użytkownika w celu stworzenia własnych elementów. Strony tworzone przez użytkownika mogą być dostosowane zarówno do przeglądarek na komputerach PC, jak i telefonach typu smartphone.

WYSYŁANIE E-MAILI

Lista rozkazów sterownika zawiera specjalny rozkaz wysyłania wiadomości e-mail. Użycie go w programie powoduje wysłanie jednej z 255 zdefiniowanych wcześniej wiadomości. W treść wiadomości mogą być wbudowane dane dynamiczne.

Wiadomość może być wysłana do pojedynczego odbiorcy lub do całej grupy odbiorców. Przy tworzeniu e-maili można korzystać z kodowania UTF-8. Skuteczne wysłanie wiadomości do serwera poczty sygnalizowane jest odpowiednim rejestrem statusowym. W przypadku wystąpienia błędu informacja o nim również zostanie przekazana.

TRANSMISJA DANYCH

Rys. 1. Opis złączy sterownika

Internetowa transmisja danych może być wykorzystana do wielu celów: przesyłania danych między sterownikami, komunikacji z oprogramowaniem SCADA oraz z pulpitami operatorskimi. Przy tego typu transmisji użytkownik może skorzystać z protokołu Modbus TCP lub własnego protokołu, czyli tzw. komunikacji swobodnej.

Sterownik może obsługiwać jednocześnie wiele kanałów komunikacji, których funkcje można konfigurować, w tym: 8 kanałów typu serwer (np. Modbus TCP Slave), 3 kanały typu klient (np. Modbus TCP Master). Warto zaznaczyć, że liczba kanałów komunikacji nie jest tożsama z liczbą urządzeń z którymi może komunikować się sterownik. Przykładowo w przypadku komunikacji Modbus TCP Master sterownik może komunikować się np. przez jeden kanał z 255 urządzeniami typu Modbus TCP Slave, z których każdy może mieć inny adres IP.

ŁATWOŚĆ TWORZENIA APLIKACJI

Rozwiązania komunikacji zdalnej zastosowane w nowej jednostce centralnej mogą być z łatwością wykorzystane przez osoby bez głębokiej wiedzy z zakresu technik internetowych. Wszystkich konfiguracji dokonuje się w programie narzędziowym Automation Organizer, natomiast strony użytkownika są tworzone za pomocą dowolnych edytorów HTML i jako gotowe foldery importowane do webserwera.

Ich budowanie nie wymaga znajomości języków programowania, nawet języka JavaScript, który może się jednak przydać przy zaawansowanych projektach. Fakt, że sterownik wyposażony jest w USB, sprawia, że zawsze możliwy jest szybki dostęp do urządzenia, nawet jeśli adres IP nie jest ustawiony poprawnie.

OBSZARY ZASTOSOWAŃ

Rys. 2. Przykład komunikacji sieciowej z wykorzystaniem protokołu Modbus

Nowy sterownik ma wszystkie funkcje najmocniejszych sterowników rodziny MicroSmart Pentra wzbogacone o komunikację Ethernet i możliwość programowania przez USB, a dodatkowo może mieć dwukrotnie większą pamięć programu (do 128KB). Jest on również kompatybilny ze wszystkimi modułami rozszerzeń rodziny MicroSmart i MicroSmart Pentra: modułami wejścia/wyjścia, modułami komunikacyjnymi i opcjami.

Najnowszą jednostkę centralną mającą 8 wejść i 4 wyjścia tranzystorowe można rozszerzyć maksymalnie o 15 modułów, czyli na przykład do 492 sygnałów dwustanowych. Sterownik wyposażony jest w koprocesor LogicEngine zapewniający bardzo krótki czas cyklu dzięki wspomaganiu operacji logicznych. Firmware sterownika znajduje się w pamięci Flash i może być aktualizowany przez użytkownika.

Duża szybkość przetwarzania oraz elastyczność konfiguracji predestynują sterownik do zastosowań w najmniejszych maszynach oraz rozległych systemach, również wykorzystujących magistrale przemysłowe, takie jak AS-I czy Modbus.

Do sterownika można dołączyć aż 6 portów szeregowych RS232 lub RS485. Jest on przeznaczony zarówno do wykonywania szybkich operacji sterowania z enkoderami i silnikami krokowymi, jak i do zaawansowanych procesów, gdzie wymagane są wysokiej klasy regulatory PID. Do urządzenia można dołączyć do 7 specjalnych niezależnych modułów zaawansowanego regulatora PID, z których każdy obsługuje 2 pętle (niezależne lub kaskadowe).

Oprócz tego do dyspozycji jest 56 pętli regulatora PID realizowane przez jednostkę centralną. Oczywiście funkcje zdalnej komunikacji przez Ethernet przydatne są w szczególności w systemach bezobsługowych, takich jak przepompownie czy maszyny sprzedażowe, ale wygoda, jaką oferuje możliwość monitorowania i serwisu maszyny przez Internet, sprawia, że funkcja ta jest coraz powszechniej stosowana we wszelkiego typu maszynach, zwłaszcza eksploatowanych daleko od producenta. W przypadku nowego sterownika funkcjonalność ta nie kosztuje wiele, przestaje więc być luksusem, a ma szansę stać się standardem.

Krzysztof Zajdel
CompArt Automation
www.comparta.pl