PLC vezérlése és felügyelete Interneten keresztül

1. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemGépészmérnöki KarMechatronika, Optika és Műszertechnika Tanszék PLC vezérlése és felügyelete Interneten keresztül készítette: Nagy Zsigmond konzulens: Dr. Szabó Tibor Budapest, 2005. 11. 09.

2. Célkitűzés • Interneten keresztül vezérelhető automatizálási eszközök megismerése • FESTO PLC illesztése a hálózathoz (hardveresen és szoftveresen) • Feladat, mintaprogram (PLC és HTML) meghatározása amely segítségével a technológia bemutatható és oktatható • Oktatáshoz szükséges segédanyagok elkészítése Alapgondolatok • Gyorsan terjedő on-line kommunikáció és kereskedelem • Kereslet internetes kapcsolat megosztásra • Az ipari folyamatirányítás kommunikációs lehetőségei nagy mértékben bővültek • Ethernet-hálózat az iparban, mint kommunikációs fizikai réteg

3. A ma Internete • Nincsen központ, nincs "egy" központi gép • Minden, a hálózatra kötött gép egyszerre fő- és alállomás • Hálózatok óriási gyűjteménye • Általános kommunikációs, információtovábbító médiává vált • Számítógépekhez nem értő laikusok is könnyedén, minden tanulás nélkül navigálhatnak az Internet óceánján

4. Internet használata Mit jelent „rajta lenni az Interneten”? • TCP/IP-protokollkészletet használja • Van saját IP-címe • Tud más gépeknek IP-csomagokat küldeni

5. Protokollok és hálózatok

6. Világháló (World Wide Web) • Keretszerkezet • Különféle dokumentumok hatalmas, világméretű gyűjteményéből áll • Az oldalakat egy böngésző (browser) programmal tekinthetünk meg

7. HTML dokumentumok (HyperText Markup Language – hipertext jelölőnyelv) Ahhoz, hogy meg tudja jeleníteni az oldalt, a böngészőnek értenie kell az oldal formátumát. Szükség van egy szabványosított nyelvre. • Szövegfájl • HTML-tag – formázóutasítások • Megjelenítendő objektumokra történő hivatkozásokat

8. Programozható Logikai Vezérlő • Ethernet hálózati csatlakozó a PLC-n

9. Programozható Logikai Vezérlő • Ipari számítógép • Speciális hardveregység és felhasználói program • Technológiai folyamatok tárolt programú vezérlése, szabályozása • Intelligens kommunikációs felület • Folyamatirányító rendszerek létrehozhatók FEC FC34: • Egyszerű moduláris felépítés, kis méret • Galvanikusan leválasztott bemeneti/kimeneti fokozatok (24 Vdc-től 240Vac) • Könnyű programozhatóság és újraprogramozás • Beágyazott webszerver- valós idejű PLC adatszerver • FTP szerver

10. Program-memória Bemenetiáram-körök Programozó-egység Bemeneti szervek Központi logikai ill. feldolgozó-gység Adat-memória Kimeneti áram-körök Kimeneti szervek Kommunikációs egység PLC-k kommunikációs rendszere • PLC és a technológiai folyamat közötti kommunikáció párhuzamos formában: • Kétállapotú be/kimenetek • Analóg be/kimenetek • Frekvencia (impulzus) be/kimenetek

11. 1 0 1 1 1 0 1 1 +6 V 0 V t PLC-k kommunikációs rendszere • Soros adatátvitel : • PLC és PLC, PLC és PC, PLC és kezelő • PLC és periféria között • Adatok bitenként, a kiegészítő, ellenőrző jelekkel együtt, időben egymás után rendszerint egy vezetéken kerülnek továbbításra • Az információt a feszültség vagy az áram szintje, ill. jelátmenete képviselheti

12. PC PC PC PC PLC-hálózat Ethernet RS 232 PLC PLC PLC PLC PLC PLC PLC PLC a) b) c) Hálózati kommunikáció • Több soros vonal révén kialakított pont-pont kapcsolat: • - korlátozott kommunikációra alkalmas • - alacsony átviteli sebesség és a kis távolság • PLC-hálózat: • - leggyakoribb kommunikációs módszer • - ha a rendszerben változás történik a hálózatot módosítani kell • ETHERNET-hálózat • - különösen a nagy távolságra • - nagy adatmennyiségeket igénylő kommunikáció esetén • - szabványosított, egyszerűen telepíthető

13. Hálózati kommunikáció • Az irányítástechnika kommunikációs hálózatainak előnyei: • Jelentősen kisebb kábelköltségek • Kisebb telepítési és ráfordítási költségek • Nagyobb üzembiztonság és teljesítmény • Rugalmas módosítási lehetőség • A PLC rendszer ETHERNET-hálózatának alkalmazási példái: • Távprogramozás és monitorozás • Mail-szolgáltatás pl.: a PLC e-mail üzenetet küld hiba detektálásakor • PLC-PLC közötti üzenetváltás • Fájlátvitel valósítható meg a PLC-memória és a PC memóriája között

14. Csomagemelő berendezés működtetése Interneten keresztül VEEP (Visualised Equepvipment Emulation Program) berendezés-emulációs eszköz segítségével bármely PLC oktatható, működése tesztelhető. Emulált berendezés összes érzékelőjét és végrehajtóját a VEEP helyettesíti.

15. Csomagemelő berendezés működtetése Interneten keresztül • Össze kell kötnünk a PLC be- és kimeneteit a VEEP megfelelő ki- és bemeneteivel

16. Csomagemelő berendezés működtetése Interneten keresztül • A berendezés működéséhez szükséges programot kell megírnunk a • FESTO AWL utasításlistás nyelv alapján az FST 4.1 programot felhasználva: Lényege, hogy belső regisztereket (flag) használunk. A jelzőbitek értékeinek változásából információt kapunk a PLC be- és kimeneti állapotairól (rendszerfelügyelet), és ezáltal tudjuk e jelzőbitek értékeit a webes felületen keresztül változtatni, ezzel a PLC működését befolyásolni (vezérlés). 3. HTML nyelven megírt Web-es felület létrehozása: Kódsoraiban a PLC-HTML fordító számára értelmezhető utasítások szerepelnek

17. Csomagemelő berendezés működtetése Interneten keresztül 4. Meg kell határoznunk a PLC IP-címét:

18. Csomagemelő berendezés működtetése Interneten keresztül 5. Fel kell töltenünk a PLC FTP szerverére a létrehozott web oldalakat:

19. Webes-felület létrehozása Legfontosabb HTML alkalmazások: • Script beolvasása: • <head> • <script language= "JavaScript" src= "fst.js" > • </script> • </head> Az adott parancsokat kezelni tudja, azt a PLC számára értelmezhető nyelvre fordítja. • Weboldalunkat állandó időközönként frissíttetjük: • <head> <meta http-equiv= "Refresh" content= "3;url=oldal_neve.htm" > </head> Valós idejű adatokat nyerhetünk, vezérelt folyamat változó paramétereinek visszaolvasásánál jelentős.

20. Webes-felület létrehozása 3. Nyomógomb használata, beállításával a PLC memória értékét változtathatjuk : Vezérlési funkció A PLC programjában, feltételként figyelembe vesszük az adott memória szó értékét: IF FW0 ‘Memória szó = V4 THEN SET O0.3 'Vezérelt kimenet HTML nyelvben, a gomb pozícióját és feliratát definiálva: <div align="center"> <input name="button4" type="button„ onClick="CISend('MW0', '4')" value=" KI"> </div> Rákattintás hatására a 0-s memória szót 4 decimális értékűre írja a PLC-ben.

21. Webes-felület létrehozása 4. Adatok kiolvasása is szintén a memória bitek felhasználásával történik. A PLC be- vagy kimeneteit jelzőbitekhez rendeljük: IF I0.1 THEN SET F1.1 '1-s szó 1-s jelzőbit ELSE RESET F1.1 '1-s szó 1-s jelzőbit A 0.1 bemenetet az F1.1 belső regiszterhez rendeljük. HTML nyelvben: <script language= "JavaScript" > switch ( <FSTCI dmw1> ) { case 2: document.write("Üzenet_1"); break; default: document.write("Kapcsolódás"); break; } </script> A HTML-ben nem egy-egy bit értékre hivatkozunk, hanem az egész szót figyeljük, vagyis decimális értéket olvassuk ki.

22. Webes-felület létrehozása 4. Számláló használata: IF NOP THEN LOAD V500 TO CP0 'Számláló értéke SET C0 'Számláló bit IF I0.1 THEN INC CW0 'Számláló aktuális értéke A PLC-ben a számlálás már eredetileg is belső regiszterek felhasználásával történik. HTML nyelvben: <p align="center"><font size="5" color="#008000">Számláló értéke:</font><font size="5" color="#FF0000"> <FSTCI dzw0> </font> A számláló aktuális értékének kiolvasása a CW0 értékének megfelelően.

23. Konklúzió • Webtechnológia optimalizálja az ember-gép kapcsolatot • Könnyen elérhető megoldások, valós idejű információk • Nincs licence a „kliens” állomásokon • Nincs szükség a felhasználók képzésére • Webes felület kezelése egyszerű • Jogosultsági szinteket felállítása • Veszélyforrások: Vírusok; kémprogramok; férgek • Külön gondoskodnunk kellvédelemről ezen veszélyforrások ellen

24. Következőkben Szervo-pneumatikus munkahely Interneten keresztüli vezérlése és felügyelete.

25. Köszönet Dr. Szabó Tibormestertanár és Kármán Tódor Számítástechnikai Szakmai Kollégium

26. Köszönöm a megtisztelő figyelmet!