Łączenie wejść/wyjść cyfrowych i analogowych z Internetem Rzeczy
Zdalne systemy sterowania od lat znajdują zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Idea Internetu Rzeczy pokazuje, że również kierunek rozwoju sieci przemysłowych to łączenie ich przez sieć globalną, w celu stałej kontroli i zbierania danych pomiarowych. Umożliwiają to m.in. rozwiązania firmy Moxa.
Firma Moxa oferuje szereg rozwiązań kontrolno-pomiarowych, które ułatwiają podłączenie sygnałów wejść/wyjść, cyfrowych i analogowych, a także wejść temperaturowych do sieci LAN i WAN.
Systemy zdecentralizowane
Systemy rozproszone są szeroko stosowane w wielu branżach, w postaci sterowników PLC, różnych kart pomiarowych, modułów I/O, sterowników RTU, a także komputerów wbudowanych. W zakresie komunikacji węzłów można obecnie spotkać w Europie zarówno standardy komunikacji szeregowej, jak i te bazujące na standardzie Ethernet, jednak rynek jest systematycznie przejmowany przez ten ostatni, na którym bazuje wiele protokołów, np. Profinet, Modbus TCP i EtherNet/IP.
Do rozwoju takich systemów znacznie przyczyniła się sieć globalna, ponieważ umożliwiła łączenie obiektów rozmieszczonych nawet na innych kontynentach w jedną skomunikowaną całość. Internet to tak naprawdę wielki system rozproszony, z wydzielonymi podsieciami prywatnymi. Do tej pory większość urządzeń, które były do niego podłączone, stanowiły komputery i urządzenia mobilne, czyli w praktyce ludzie. Jednak w niedalekiej przyszłości zmieni się to znacząco.
ioLogik E1200: minimalistyczny interfejs I/O – Ethernet
ioLogik E1200 to pasywne moduły kontrolno-pomiarowe firmy Moxa, montowane na szynie DIN i wyposażone w podwójny port Ethernet. To podstawowa seria urządzeń dla systemów remote I/O z Ethernetem, co nie oznacza braków – wręcz przeciwnie: dostępne są wersje z wejściami/wyjściami cyfrowymi i analogowymi, a także z wejściami na czujniki termoparowe lub czujniki termorezystancyjne. Ich główne zastosowanie to automatyka budynkowa, ale dobrze sprawdzą się też w przemysłowych warunkach.
Pasywność serii ioLogik E1200 oznacza, że te moduły są „podwładnymi” urządzeń nadrzędnych. Aby odczytać lub załączyć wejścia/wyjścia tej serii, wystarczy popularny protokół Modbus TCP. Najczęściej moduły ioLogik E1200 są odpytywane przez sterowniki PLC, oprogramowanie SCADA itp.
Zastosowany model komunikacji peer-to-peer (P2P) gwarantuje, że po konfiguracji wyjście modułu „A” będzie załączać się w zależności od stanu wejścia modułu „B”, podłączonego do tej samej sieci LAN. W sieci P2P, gdzie wszystkie węzły są równoważne, przenoszenie sygnałów „włącz/wyłącz” lub stanu napięcia/prądu odbywa się Ethernetem, bez pośrednictwa urządzeń trzecich. Ostatnio producent wprowadził nowe oprogramowanie firmware dla tej serii, dzięki któremu możliwe jest połączenie z modułami ioLogik za pomocą protokołu przemysłowego EtherNet/IP.
ioLogik 2500: zaawansowany kontroler I/O
Seria ioLogik 2500 to zdalne kontrolery I/O, wyposażone w cyfrowe wejścia/wyjścia oraz wejścia analogowe (tylko ioLogik 2542), których liczbę można dodatkowo zwiększyć za pomocą nawet ośmiu modułów ioLogik E1200. Urządzenia tej serii mają cztery porty Ethernet 10/100 Mbps i dwa porty RS-232/422/485, a ponadto slot na kartę microSD, na której może być zapisywany, a następnie wysyłany na serwer FTP log danych pomiarowych. Możliwy jest też odczyt węzłów slave Modbus RTU, np. analizatorów. Dostępne są też wersje z interfejsem komórkowym GPRS lub HSPA, co ogromnie zwiększa możliwości budowania systemów rozproszonych.
Tym, co odróżnia to rozwiązanie od wcześniej wspomnianego, jest jego aktywny charakter. Serię ioLogik 2500 można programować za pomocą narzędzia IOxpress przez wybieranie z list rozwijanych zdarzeń oraz łączenie ich w bramki logiczne AND, OR i NOT. W jednej regule można użyć maksymalnie trzech bramek logicznych, łącząc w różny sposób wcześniej wpisane warunki, które finalnie sterują wykonaniem określonych akcji. Tworzenie takiej logiki jest intuicyjne i umożliwia osobom, które nie są programistami tworzenie złożonych algorytmów sterowania.
Do zdarzeń, jakie można wybrać jako warunki należą: zmiana stanu wejścia/wyjścia, uruchomienie systemu, błąd połączenia Modbus, timer, harmonogram (określony czas), zdalna akcja, komenda CGI, wartość rejestru slave RTU oraz warunki porównujące dwie wartości. Spośród akcji w IOxpress można z kolei wybrać: wyjście cyfrowe/impulsowe, rejestr wewnętrzny, sterowanie licznikiem, włączenie logu danych, wysłanie logu na serwer FTP, zdalna akcja. Warto wspomnieć o akcjach typu Active Message – w tym przypadku można wybrać akcje wysyłania sygnałów trap SNMP, wiadomości w protokole TCP/UDP, wiadomości e-mail, a także komend CGI.
Wszystkie opisane cechy i możliwości pokazują, że ioLogik 2500 to zaawansowane narzędzie, które w wielu przypadkach może zastąpić sterownik PLC wraz z modułami I/O, będąc jednocześnie tańszym rozwiązaniem w porównaniu z kilkoma oddzielnymi urządzeniami z pojedynczymi funkcjami. Sterowniki PLC, które zapewniają takie możliwości komunikacyjne, są zazwyczaj o wiele droższe i bardziej skomplikowane w konfiguracji i programowaniu.
Gdzie ten IoT?
W przypadku obu omówionych rozwiązań możliwe jest zdalne połączenie za pośrednictwem dostarczanego przez producenta darmowego serwera OPC oraz przy użyciu protokołu Modbus TCP lub innych. Sprawia to, że mogą one pełnić rolę uniwersalnych węzłów systemów IoT. Dane można dalej rejestrować, analizować, prowadzić statystykę bądź wykorzystywać do sterowania i optymalizowania procesu, np. w zakresie zużycia energii.
Firma Moxa jest producentem szerokiej gamy urządzeń do komunikacji przemysłowej. Od ponad 25 lat zdobywa doświadczenie i wygrywa w największych projektach realizowanych w różnych branżach. Przemysłowy Ethernet, komunikacja szeregowa, komputery przemysłowe oraz rozwiązania IoT to najmocniejsze strony firmy Moxa.
ELMARK AUTOMATYKA Sp. z o.o.
ul. Niemcewicza 76, 05-075 Warszawa-Wesoła
tel. 22 773 79 37, fax 22 773 79 36
e-mail: elmark@elmark.com.pl
www.elmark.com.pl
source: Automatyka 10/2016