Projekt PLC do škôl - SCADA/HMI v systémoch riadenia technologických procesov
V riadení technologických procesov hrá významnú úlohu rozhranie človek-stroj všeobecne označované skratkou HMI (Human Machine Interface). Úlohou takéhoto rozhrania je poskytnúť ľuďom vhodné grafické nástroje na zadávanie parametrov procesu a sledovanie aktuálnych stavov procesu.
Zariadenia, ktorými sa HMI rozhranie realizuje závisí od úrovne riadenia (podniková úroveň - prevádzková úroveň - procesná úroveň). Medzi tieto nástroje riadenia patria i tzv. systémy SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Systém SCADA informuje obsluhu o aktuálnych hodnotách procesných veličín (zber dát) a umožňuje ovplyvňovať tieto procesy (ovládanie procesu).
Procesná úroveň riadenia je zdrojom veľkého množstva údajov, ktoré je potrebné prenášať medzi prvkami procesnej úrovne, ale aj do vyšších úrovní riadenia. Preto neoddeliteľnou súčasťou riadenia sú i komunikačné technológie so svojimi komunikačnými protokolmi. Prečo o týchto všeobecne známych skutočnostiach píšem? Lebo sú súčasťou riadiacich systémov a mali by byť i súčasťou vyučovania programovania PLC. Izolované použitie PLC automatu bez výmeny údajov je vo väčších systémoch nemyslitelné. Ďalej uvediem, ktoré prvky na vytváranie HMI rozhraní a výmenu údajov v procese riadenia v súčasnosti používame pri praktickom vyučovaní. Dúfam, že v blízkej budúcnosti sa nám podarí tento zoznam rozšíriť.
Dotykové paneli
Dotykové paneli s LCD displejom farebným alebo monochromatickým rôznych rozmerov sú asi najčastejším riešením HMI rozhrania pri realizácii riadiacich systémov. Pri cvičeniach používame panel GT01 a GT05. Využitie týchto dotykových panelov bolo prezentované v minulých častiach tohto seriálu.
Komunikácia v procese riadenia
Komunikácia v priemyselných podmienkach je založená na komunikačných zberniciach. PLC obsahujú rôzne komunikačné moduly vstavané alebo rozširujúce. PLC Panasonic FPX C14, ktoré v rámci cvičení programujeme, umožňujú bez rozširujúceho komunikačného modulu komunikáciu len protokolom RS 232 cez Tool port. PLC sme doplnili o komunikačný modul COM5, ktorý podporuje protokol RS232 (115 200 b/s) a Ethernet (100/10 Mb/s) obr.1 a obr. 2.
Využívanie protokolu Ethernet v priemyselných aplikáciách (Industrial Ethernet) predpokladá deterministické riadenie prístupu k médiu zaručené výhradným používaním sieťového prvku prepínač. Je potrebné zaistiť reálnu dobu a stabilitu odozvy. Pôvodný Ethernet s predpokladanou kolíznou doménou nezaručuje odozvy v reálnom čase. Podľa „tvrdosti" nárokov na real-time odozvy sa používajú rôzne metódy zaistenia týchto nárokov. Komunikačný modul COM5 rieši tieto nároky na úrovni štandardných vrstiev komunikačného modelu TCP/IP. Na komunikáciu je potrebná IP adresa. Doba odozvy je v jednotkách milisekund.
OPC server
Štandard OPC (OLE for Process Control) definuje štandardnú výmenu údajov medzi rôznorodými prvkami riadiacich systémov.
Technológia výmeny údajov podľa tohto štandardu je typu klient -server a je založená na OLE technológii fy Microsoft (Object Linking and Embedding). S OPC štandardom úzko súvisí i distribuovaný objektový model označovaný ako DCOM (Distributed Component Object Model). DCOM je sieťová technológia a umožňuje vzdialený prístup zariadení k OPC serveru. OPC vytvára spoločné komunikačné rozhranie prenosu dát v hybridných systémoch riadenia.
Štandard OPC zaisťuje:
OPC Data Accesss - zdieľanie dát (technológia DCOM)
OPC XML Data Accesss - zdieľanie dát (WEB technológie)
OPC Alarm and Event Handling - zdieľanie hlásení a udalostí
OPC Historical Data Access - zdieľanie historických trendov prístupov
Výmena údajov sa vykonáva pomocou OPC servera. Na tento server pristupujú klienti jednotlivých prvkov riadiaceho systému. Používame FP OPC server fy Panasonic - obr. 4.
SCADA/HMI
Na vytváranie aplikácií vizualizácie technologických procesov používame český softvérový vývojový nástroj Control Web.
Control Web podporuje veľké množstvo štandardov a komunikačných protokolov. Odladené aplikácie sa prevádzkujú pomocou runtime modulu.
Control Web vo verzii 6 má podporu na vývoj aplikácií pre strojové videnie. Zakúpením dvoch kamier k systému Control Web v.6 začíname i s vyučovaním dnes aktuálnej problematiky strojového videnia.
V tomto článku som chcel prezentovať rozšírenie vyučovania programovania PLC o ďalšie možnosti zaradením uvedených prvkov do praktických cvičení. Obrázky týkajúce sa komunikačného modulu AFPX-COM5 boli prevzaté z originálnych zdrojov fy Panasonic Electric Works.
Text a foto Ing. Jaroslav Karban
(SpŠ Jozefa Murgaša,
Banská Bystrica)
Pridať komentár
Aktuálne vydanie
Partnerské periodiká
Copyright © 2008 TechPark, o.z. | Všetky práva vyhradené | Realizácia: Webmax