Web-alapú automatizálás

Ethernet-hálózatok alkalmazása a folyamatirányításban

      A korszerű folyamatirányító berendezések, közéjük értve a technológiai műszerezés és beavatkozás eszközeit is, az elmúlt évtized alatt egyre intelligensebbek lettek. A vezérlő-, és feldolgozóegységek a műszertermek koncentrált világából az irányított technológia közvetlen közelébe települtek. Az „osztott intelligencia” megjelenése magával hozta a jó minőségű adatátviteli hálózatok kiépítésének igényét. Számtalan terepi busz szabvány és soros vonali protokoll jelzi a különböző fejlesztő, gyártó cégek részben sikeres és részben elvetélt próbálkozását.

    Az ipari eszközök fejlődésével egyidőben az információ technológia (IT) is rohamléptekkel fejlődött, amely a személyi számítógépek és hálózatainak világát teremtette meg. A két rohamosan fejlődő technológiai ágnak törvényszerűen egyszer kereszteznie kellett egymást, amely a Windows alapú SCADA programokkal és az ipari számítógépekkel már a 90-es években megtörtént. A két iparág eredményeinek ötvözetéből alakult ki korunk fejlett irányítástechnikája.

    A PLC technika már régebben is rendelkezett különféle kommunikációs lehetőségekkel, amely kezdetben egyedi programozó eszközzel történő kapcsolatban ki is merült. Később a soros vonali kommunikáció és az ipari buszok megjelenésével a PLC-k egymással kezdtek kommunikálni, még a terepi eszközökkel a kapcsolat a diszkrét jelek szintjén maradt.

    A kommunikáció sebessége pedig nem volt túl nagy. Az intelligens eszközök egyre nagyobb számú megjelenése és ez által a meg növekedett adatmennyiség a kommunikációs csatornák átviteli kapacitásának növelését kívánta meg. Az ipari buszok a PLC-k egymás közötti, illetve a terepi műszerek közötti kommunikációs kapcsolatokat kiválóan, a felügyeleti számítógépek és a cégirányítás információ mennyiségi igényeit már kevésbé tudta kiszolgálni.

   Az Ethernet hálózatok alkalmazása az irányítástechnikában kisebb áttörést eredményezett. A kiépítésük egyszerű, anyag igényük kicsi, ezáltal jóval olcsóbbak, a terepi jelkábelezés költségénél. Sebességük jelenleg nagyobb az ismert szabványos ipari buszokénál, a használt kommunikációs protokollok (TCP, UDP/IP) alkalmassá teszik több, nem azonos gyártótól származó eszköz egy rendszerben történő használatára, komoly és költséges protokoll fejlesztési és illesztési munkák elvégzése nélkül. Úgy tűnik a PLC és terepi eszközöket gyártó cégek ebben az irányban fejlesztik tovább termékeiket.

    A SBC is felismerte az Ethernet hálózatokban rejlő lehetőségeket, ezért nagy hangsúlyt fektet(ett) a Saia PCD termékcsalád ilyen irányú fejlesztésére.

 

Web-alapú automatizálás és megjelenítés

       A nagysebességű adathálózatok (Ethernet) ipari alkalmazása és a Web technológia megteremtette annak a lehetőségét, hogy ne csak a vezérlőtermek „kiváltsága” legyen a részlet dús megjelenítés.

   A korszerű vezérlőegységekben és terepi műszerekben megjelentek a nagysebességű ipari busz és Ethernetcsatolók, amelyek szabványos protokollok használatával a kialakuló hálózatok miden tagja számára elérhetővé teszi adataik hozzáférését. A hagyományos értelemben ismert sokszintű folyamatirányítási hierarchia lecsökkent egy, legfeljebb két szintre. Az adatforgalom ebből kifolyólag, minden eddig ismert korlátot átléphetett.

    Az új fejlesztésű Saia vezérlők alapprogramja (firmware) a korszerű kommunikációs rendszeren felül magába foglalja a Web-szerver funkciót. Ez lehetővé teszi, hogy a PCD –n futó alkalmazói program tartalmazza a megjelenítés grafikus fájljait (bmp, jpg), beágyazva abba a PCD által gyűjtött megjelenítendő adatokat. Az így előállított Weblap, az adatátviteli hálózatokon keresztül a jogosultak részére elérhető és megtekinthető. A megjelenítés bármilyen hagyományos Web böngészővel (Explorer, Netscape) rendelkező számítógéppel megvalósítható.

   A weblap elkészítése Web-szerkesztő segítségével (S-Web-Editor) történik. A PCD-be, a fájlnak a működtető programhoz történő csatolásával és letöltésével kerül. Természetesen ezek a gépek a szerver funkció miatt megnövelt memória területtel rendelkeznek, melynek a bővítése szükség esetén lehetséges.

   Megjelenítés a technológiai területen „vezérlőtermi” minőségben történhet anélkül, hogy további megjelenítő program licenszeket kellene vásárolni. A Web-panelek rendelkeznek a megjelenítéshez szükséges összes videó eszközzel (LCD kijelző, videóvezérlő), az adatbevitelhez és kurzorpozicionáláshoz szükséges eszközökkel (érintőképernyő, billentyűzet, stb.) és nagysebességű kommunikációs csatornákkal (soros iparibusz, USB, Ethernet, nyomtató port). Operációs rendszerük típustól függően lehet Mikro-Browser, Windows CE, vagy eXP. Ezeken az eszközökön bármilyen folyamatábra-szintű kép megjeleníthető.

   Természetesen a kép minősége nagyban függ a Web-panel méretétől, felbontóképességétől, színmélységétől, stb. Web-panel és a Web szerverkapcsolata önmagában SCADA funkciót nem lát el, viszont Web-szerver funkcióval rendelkező SCADA-k objektumai (naplók, trendek, stb.) Web panelen megjeleníthetők, kinyomtathatók és hozzáférési jogosultság esetén a paraméterek is módosíthatók.

 

Alarm és trendkezelés a WEB alapú automatizálásban

    A korszerű vezérlőegységek (PCD) és megjelenítők (WEB terminál) új lehetőségeket teremtenek az ember és gép kapcsolatában. Az új fejlesztésű Saia vezérlők alapprogramja (firmware) a korszerű kommunikációs lehetőségeken felül magába foglalja a Web használatához szükséges szerver funkciót is.

  A Web-alapú megjelenítés olyan új funkciókkal bővült, mint az alarmkezelés, trendek készítése. Mindkét funkció makrói a PCD firmware programjába került. A programozásukat új funkció blokkok könnyítik meg, melyek a fejlesztőprogram (PG5) könyvtára tartalmazza.

   A bekonfigurált alarmok nem felejtő, úgynevezett gyűrűsmemóriába kerülnek letárolásra, ahol a legrégebbi alarm mindig felírásra kerül. Két fajta alarm lista létezik, az egyik a „Státusz lista” amely tartalmazza alarmok számát dátum és időbélyeggel ellátva, valamint az alarm és a nyugtázásának státuszát. A „History” (történeti) lista sorrendben tartalmazza mindegyik be és kilépő alarm dátum és időbélyegét és státuszait.

    Egy PCD belül 10 különböző alarm listát lehet konfigurálni és kezelni. Az alarm listák összesen 4200 eseményt képesek tárolni. Az alarmok lehetnek úgynevezett „on-line”, illetve „off-line” típusúak, attól függően, hogy az alarmok megjelenítése folyamatosan történik, vagy az alarm memória időnkénti lekérdezésével. Természetesen az előbbi alarm típus folyamatos kommunikációs kapcsolatot feltételez a PCD és a kijelző terminál (PC) között. A 2.ábrán a WEB terminálon megjelenő On-line alarm lista látható. Az alarm listák MS Excel kompatíbilis CVS kiterjesztésű fájlba lementhetők és tárolhatók.

   A második új funkció a trendek készítését teszi lehetővé. Trendeltetni digitális és analóg jeleket egyaránt lehet. Az adatmentés (recording) szintén gyűrűsmemóriába történik, a legidősebb adatsor felülírásával. A trend adatok dátum és időbélyeggel kerülnek elmentésre. A trendek megjelenítése konfigurálható, megadható a görbék száma, minimum és maximum értéke, valamint a görbék színe. Több fajta görbe típus (vonal, kitöltött terület) használata lehetséges, amit szintén a konfiguráció során kell beállítani. A görbék kiértékelését több kiegészítő funkció is segíti (görgetés, zoom). Egy képen öt görbe jelezhető ki egyszerre, viszont több kép használható. Ugyanúgy, mint az alarmkezelésnél két fajta trendet használhatunk, az „on-line” és az „off-line” trendet. A két trend közötti különbség az alarmoknál leírtakkal megegyezik. A gyűjtött adatokat Excel kompatíbilis CSV kiterjesztésű fájlba tudjuk menteni.

    A különböző kiegészítő funkciók a PCD –k alap memória kapacitását teljes egészében lekötik, ezért szükségessé válhat a memóriaterület megnövelése. Az új processzorokkal rendelkező gépeknél lehetőség van a memória terület bővítésére 4 GB-ig. A bővítés SD Flash memóriakártyákkal történhet. Egyes PCD típusok beépített memóriacsatlakozóval rendelkeznek, de a kisebb típusoknál is lehetőség van a bővítésre, az I/O modulhelyen történő speciális bővítő modulok használatával.

   A kommunikációs kapcsolatok között új lehetőség az adatok, üzenetek továbbítására az E-mail küldés lehetősége. A PCD –k beépített SMTP kliens funkció lehetővé teszi a vezérlőnek az Ethernet-en keresztül levelek küldését a levelező szerver, így az üzenetet felhasználó felé. A funkció programozását az előbbiekhez hasonlóan F-Boxok teszik könnyebbé, melyek a fejlesztő program „Kommunikáció” könyvtárában megtalálhatók. Lehetőség van a levelek, „rövid szöveges üzenetekké” (SMS) alakítására is, ez azonban a kommunikációs szolgáltató feladata. Ebben az esetben az elküldött E-mail-t SMS formátumú üzenetekké alakítják, majd a GSM hálózaton keresztül mobiltelefonra továbbítják.