Centralny system wizualizacji i akwizycji danych

Aktualnie oferowane rozwiązania firmy Siemens pozwalają na samodzielne stworzenie centralnego systemu zbierania danych z maszyn i rozproszonych obiektów np. w oparciu o istniejącą sieć Ethernet, z wykorzystaniem komunikacji PROFINET bez konieczności powielania okablowania. Przykładowy system proponowany przez SIMLOGIC do zastosowania w fabrykach przedstawia rysunek 1.

Rys. 1 Schemat blokowy systemu do wizualizacji pracy maszyn i akwizycji danych za pomocą komunikacji PROFINET

System składa się z następujących modułów, elementów i oprogramowania:

• Oprogramowanie WinCC,
• Panel HMI i oprogramowanie WincC Flexible,
• Rozproszone peryferia SIMATIC ET200S z interfejsem PROFINET,
• Czujniki rejestratory PAC,
• System powiadamiania SMS z rozróznieniem na użytkowników i rodzaje alarmów;,
• Centralny sterownik do zbierania, monitorowania i wymiany danych SIMATIC S7-315/317 PN/DP z interfejsem PROFINET oraz procesory komunikacyjne.

Opisywane rozwiązanie obejmuje urządzenia znajdujące się w różnych budynkach, gdzie dociera sieć ETHERNET. Ideą jest wydzielenie i  odseparowanie z istniejących maszyn grupy sygnałów analogowych i cyfrowych, które należy  monitorować. Następnie dokonuje się odpowiednich przyłączy i okablowania. Tak wykonany i odpowiednio oprogramowany układ jest w stanie wysyłać  informacje cyfrowe, które następnie poddaje się obróbce sygnałowej, a następnie wizualizacji i archiwizacji. W systemie wykorzystane są rozwiązania w zakresie komunikacji  PROFINET (Siemens). Standard ten zapewnia cykliczną wymianę danych pomiędzy centralną stacją operatorską, sterownikiem CPU i panelem HMI. Jest to możliwe dzięki temu, iż rozwiązanie PROFINET łączy w sobie cechy sieci PROFIBUS oraz rozwiązań Ethernet. Standard PROFINET wykorzystuje podstawowy model ISO/OSI do komunikacji i wymiany danych. Podstawowym protokołem komunikacyjnym dla PROFINET  jest TCP/UDP, które jest także standardem we wszystkich aplikacjach stosowanych w technologiach branży IT. System posiada skalowalność  jest bardzo elastyczny pod względem integracji i rozbudowy. Najważniejszą cechą jest diagnostyka zapewniona na poziomie sieci, modułów, centralnego sterownika SIMATIC oraz na poziomie  wizualizacji. Rozwiązanie to korzysta z aktualnych zabezpieczeń lokalnych systemu IT i cały czas jest pod jego kontrolą.

W trakcie uruchamiania rozwiązań zintegrowanych i najnowszych generacji należy pamiętać, aby dokładnie zapoznać się ze szczegółami dotyczącymi protokołów sieciowych i opisem mechanizmu wymiany danych PROFINET RT w sieciach VLAN (wirtualne sieci lokalne). Dla zapewnienia komunikacji PROFINET RT priorytet komunikatów przypisywany jest zgodnie ze standardem IEEE 802.1Q. W sieciach VLAN wykorzystuje się priorytet 6 VLAN ID 0. Procedura opisana jest w standardzie IEEE 802.1P. Szczegóły znajdują się w dokumentacji, a budowę ramki komunikacyjnej przedstawiono na rysunku 2.

Rys. 2 Schemat blokowy budowy ramki komunikacyjnej Ethernet

 W sieci VLAN, muszą zostać spełnione następujące warunki:

1. Ramki Ethernet typu 0x8892 muszą być akceptowane i przekazywane dalej
2. Ramki VLAN z ID 0 muszą być akceptowane i przekazywane dalej w oddzielnych sieciach VLAN (np. VLAN ID = 2) z priorytetem 6 – rysunek 3.

Rys. 3 Przykładowa konfiguracja komunikacji RT za pomocą przełączników VLAN

W podanym przykładzie pierwszy przełącznik (switch) musi zmienić VLAN ID z 0 na dowolny inny (tutaj 2). Wymagane jest także to, aby pozostałe przełączniki rozpoznawały komunikaty RT. Ostatni przełącznik musi usuwać Tag VLAN z komunikatu tuż przed dalszym przekazaniem do portu docelowego. Wszystkie ustawienia muszą zostać wykonane na każdym przełączniku.

Serdecznie zapraszamy Państwa do zapoznania się z naszą ofertą usług na stronie www.simlogic.pl oraz do składania zapytań za pośrednictwem sklepu internetowego www.simlogic-automationtradecenter.pl.