Propojení SCADA/HMI systému Reliance s PLC Siemens SIMATIC S7 pomocí OPC serveru Deltalogic

31. července 2013 | Reliance SCADA

Následující článek byl převzat z recenze pana Jaroslava Blažka, který testoval propojení PLC Siemens SIMATIC S7 se systémem Reliance. Originální verze jeho článku byla zveřejněna na webu blaja.cz.

Pozn.: OPC server Deltalogic je totožný s OPC serverem Softing.

Chtěli jste si někdy vyzkoušet, jak se vůbec něco vyvíjí ve vizualizačním, správněji SCADA systému, jak se vůbec systém spojí s PLC, ale báli jste se složitosti instalace, překonfigurování celého PC a samotné práce ve vývojovém prostředí? Potom odhoďte zábrany a zkuste si vytvořit vizualizační projekt v příjemném prostředí SCADA/HMI systému Reliance. V tomto článku si na ukázkovém projektu předvedeme, jak lze propojit systém Reliance s řídicím systémem Siemens SIMATIC S7 pomocí OPC serveru.

Vše krok za krokem jsem vyzkoušel na běžném notebooku s Windows XP Professional SP3. Spojení s PLC SIMATIC S7 obstaral síťový IBHNet Link MPI kabel a OPC server od firmy Deltalogic.

Nastavení projektu

Po založení projektu ve vývojovém prostředí Reliance Design a potvrzení všech nastavení je vhodné vybrat, s čím budeme spojeni, tedy typ PLC, driver atp. Spustíme tedy v menu Správci Správce stanic, a protože pro SIMATIC využíváme OPC server, vybereme OPC a potvrdíme. Pokud bychom chtěli přímou komunikaci, vidíme v nabídce drivery pro jiná PLC připojená například přes RS232. Dále se nastavení komunikace budeme věnovat trochu podrobněji, neboť to je to, s čím celý projekt stojí a padá.

Správce stanic – výběr typu stanice

V levé polovině okna se postavíme na OPC1 a v pravé klikneme na ikonku OPC vedle červeného kříže. Otevře se okno
s výběrem OPC serveru. Vybereme si OPC server Deltalogic a potvrdíme. Potom si ještě vytvoříme ve složce Proměnné složku (OPC grupu) Skupina_OPC, do které vložíme proměnné z OPC. Těchto složek můžeme mít více a s různými vlastnostmi.

Správce stanic – výběr OPC serveru Deltalogic

Vlastnosti složky Skupina_OPC říkají, že aktualizace proměnných bude probíhat každých 500 ms, s nulovou necitlivostí a celá skupina je aktivní. Hlavní je zde dostat proměnné do složky, tedy kliknout na tlačítko Importovat z OPC serveru.

Správce stanic – parametry OPC grupy

Vidíme, že v OPC je přístupný jeden PLC SIMATIC S7_313. Rozklikneme si typ proměnných, které chceme dostat do složky,
a jednoduše je tam přetáhneme myší.

Import proměnných z OPC serveru

Jakmile jsou proměnné ve skupině, u každé si můžeme nastavit spoustu vlastností. Stačí na ni kliknout. Ukážeme si jen zobrazení 16bitové proměnné SET_04, kterou budeme zobrazovat s jedním desetinným místem. Na záložce Korekce proto nastavíme konstantu na 0,1 pro jedno desetinné místo.

Správce stanic – parametry proměnné – záložka Korekce

A na záložce Upřesnit nastavíme počet desetinných míst, tedy 1. U každé proměnné může být ještě například nastaveno zobrazení s jednotkami, tedy kPa, °C, MW atp. Na všechno přijdete prostým přepínáním záložek. Čeština je tady opravdu neocenitelná.

Správce stanic – nastavení počtu desetinných míst u vybrané proměnné

A hotovo. Teď máme definovány proměnné, které můžeme použít v našem projektu. Uložíme změny a pozor – otevře se okno s potvrzením připojení OPC1 k naší stanici počítače. Pokud dáme Ano, je vše v pořádku. Jestliže zvolíme Ne, proměnné nebudou fungovat. Musíme tak připojení potvrdit později přes Správce struktury projektu. Potvrzení je dobrá věc, aspoň na to nezapomenete.

Správce stanic – potvrzení definice nových objektů

Teď již směle ve Správci oken vytvoříme nové okno a na ně z horního menu umístíme nějaký objekt, komponentu. Nejdříve samozřejmě displej, neboť chceme přece zobrazit číslo z PLC. Ikony komponent v horním menu srozumitelně napovídají, co která komponenta bude asi dělat. Takže stačí nahoře označit a v okně už jen myší umístit. Velikost a polohu nastavíme opět myší jako v nějakém běžném grafickém editoru. V Okně1 jsou už nějaké objekty vloženy, další jsou ve druhém okně. Hlavně přepínač oken, číslo z PLC a bity k vyvolání alarmu a hlášení. Ty jsou zobrazeny v malé části obrazovky (kontejneru) a i ve velkém standardním okně. Zkusil jsem i recepturu, její uložení a zápis do PLC a taky nějaký vnitřní tag (proměnnou).

Okno1 – vkládání komponent do vizualizačního okna

Do Okna2 jsem umístil navíc ještě obrázek LED měnící se podle stavu tagu, zadávání čísla do PLC, čtení z PLC i se zobrazením jednotek, nastavení bitu v PLC a nějaký graf, aby byl vidět průběh v čase.

Okno2 – vkládání komponent do vizualizačního okna

Parametrizace komponent

Teď si ukážeme, jak se tyto objekty (komponenty) naparametrizují, aby se chovaly a zobrazovaly to, co chceme. Není to vůbec složité.

Jako první displej. Klikneme na něj a v okně vybereme záložku Funkce. Zvolíme proměnnou (tady je to ACT_00) a potvrdíme. A je to. Nic složitého. Projdeme ostatní záložky a nastavíme velikost čísla, tvar, font, barvy atd. Záložky jsou důležité, neboť u jakékoliv komponenty jsou téměř stejné, takže stačí si je projít u displeje a pak u dalších komponent už jen klikneme na Funkce a přiřadíme např. proměnnou, pokud chceme.

Displej – výběr proměnné

Tlačítko (button) nám přepne okno. Zase klikneme na záložku Funkce, kde tentokrát budeme aktivovat okno. Kliknutím na ikonku okna se nám otevře nabídka s definovanými okny v projektu a jenom vybereme to okno, které chceme. Je to naprosto jednoduché a intuitivní.

Tlačítko – aktivace okna

SCADA/HMI systém Reliance umožňuje uživateli definovat vlastní akce, tedy to, co se má udělat. Nadefinoval jsem jich jen několik, např. ukázat hlavní okno s alarmy, receptury. Takže opět tlačítko, ale již na záložce Skripty/Akce, tam akce na myš
a opět pod ikonkou je seznam všech akcí. Stačí přiřadit akci Ukaž alarmy. Tlačítku Otevři Recepty je potom přiřazena akce Seznam receptur.

Tlačítko – výběr akce

Všechny tyto vložené funkce, tedy akce, tagy, receptury nebo obrázky se nejdříve nadefinují přes menu Správci. Neděste se množstvím položek v menu, pro náš příklad jich budeme potřebovat jen několik, a navíc, jak jsem psal výše, vše je velmi intuitivní a česky, takže není problém si správce klidně projít. Princip vytvoření třeba akcí ve Správci akcí je u všech správců podobný, takže se nestane, že byste se někde v menu ztratili.

Menu Správci

Definice alarmů a událostí. Spuštěním Správce stanic, kde jsme na začátku definovali spojení na OPC server a přiřazovali tagy do projektu, se dostaneme k možnosti definovat nějaký alarm nebo událost. Stačí u složky Alarmy/události zvolit Nový alarm/událost a pak jen vyplnit podmínky vpravo. Můžeme ještě přidat i rozsahy pro celočíselnou proměnnou. Když si opět projdete ostatní záložky, zjistíte další možnosti, co s tímto alarmem dělat. Třeba na záložce Informace můžete napsat vše, co má obsluha udělat, aby se alarmu zbavila. Já jsem použil jen jeden bit pro alarm a druhý pro událost, které se ovládají tlačítky na obrazovce.

Definování alarmů a událostí

Když si na obrazovku vložíme tzv. kontejner, můžeme do něj vložit třeba alarmy a události a vidět v našem okně, co se děje.

Kontejner – parametry

Zde se budeme věnovat recepturám. Ve Správci receptur vložíme Recepturu1 a do ní tolik proměnných, kolik potřebujeme. Nám ale stačí jedna, takže hotovo.

Správce receptur

Jakmile potom spustíme projekt v runtime modulu, ukážeme si zápis a čtení receptury.

V dalším okně máme ještě ukázku definice aktivního obrázku, tedy takového, který se mění v závislosti na proměnné. Opět záložka Funkce, vazba na proměnnou (blikající bit 1 Hz z PLC) a definice obrázků pro jednotlivé stavy proměnné. Pro "L" je zelená LED malá a pro "H" je velká. V runtime modulu pak bude LED efektně pulsovat. Indikuje se tím spojení a běh PLC.

Nastavení parametrů aktivního obrázku

Pokud chceme graf, tak ve Správci plovoucích grafů musíme nejdříve do grafu definovat proměnné. Potom je ve vlastnostech grafu přiřadíme k řadám. Tady je dobře patrné, že ať definujeme cokoliv, jsou vkládací funkce stále stejné.

Správce plovoucích grafů

Spuštění projektu v runtime modulu

A teď už můžeme naši aplikaci spustit v runtime modulu, a to buď přímo z vývojového prostředí Reliance Design, nebo klávesou F9.

Tlačítky hlášení a alarmu zapneme poruchové bity v PLC a ty se pak projeví jako text, přičemž poruchový se musí potvrdit
a událost stačí vypnout. Vnitřní tag nastavíme na "H" a změní se i barva textu. Odkaz www otevře přímo v runtime modulu obsah definované internetové adresy.

Projekt spuštěný v runtime modulu Reliance 4 Control

Tlačítko Otevři Recepty nám zobrazí okno ukládání a čtení receptur. Čísla 863 jsou aktuální online v PLC a můžeme je buď uložit jako další recepturu pod nějakým názvem, nebo přepsat již uloženou recepturou. Tady přes tlačítko Přenést do stanice se číslo změní na 256. Vše je jasné z obrázku a po jedné zkoušce.

Přenesení receptur do stanice

Přepneme se do dalšího okna, kde nám vše taky jede na první pokus. Graf umožňuje snadno zjistit, zda nedošlo k přerušení spojení nebo běhu runtime modulu. Červená pila v grafu je totiž přesná časová základna z PLC čísla 0–100, takže jakékoliv zaváhání je ihned vidět. Základnu je možno vypnout tlačítkem Vypni bit. Modrá křivka představuje náhodné číslo v rozmezí
0–250.

Projekt spuštěný v runtime modulu Reliance 4 Control

Na závěr ještě ukázka zadávání hodnoty proměnné. Přepíše se ve zvláštním okně, které se otevře poklepáním na proměnnou.

Zadání hodnoty proměnné

Podobným způsobem lze propojit SCADA/HMI systém Reliance i s jinými řídicími systémy.

Na našich stránkách je k dispozici videotutoriál, který ukazuje, jak jednoduše připojit OPC server ke SCADA/HMI systému Reliance.