Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Článek představuje nové nástroje obsažené ve vývojovém softwaru pro programovatelné automaty řady Simatic od jeho verze Step 7 V5.5. a krátce zmiňuje nové funkce jednotek Simatic PN-CPU (procesorové jednotky s rozhraním Profinet).
V moderní automatizaci se stále častěji používají zařízení se zabudovanými mechanismy a rozhraním umožňujícími přes ethernetové sítě přímo přistupovat k údajům ve výrobním systému s použitím univerzálních klientů. Děje se tak jednoduše a zdarma prostřednictvím běžných webových prohlížečů. Integrátoři systémů či pracovníci servisu (údržby) v současnosti při ověřování a oživování řídicího systému a technologického zařízení požadují co možná nejpružnější přístup k procesorovým jednotkám (CPU) v řídicím systému. Nejsnáze lze takový přístup zajistit prostřednictvím internetu či intranetu, přičemž je účelné využívat již existující a osvědčené prostředky, jakými jsou protokol HTTP, jazyk HTML, JavaScript a standardní webové prohlížeče. Pro diagnostické účely nebo občasnou kontrolu lze takto snadno splnit individuální požadavky na zobrazení či změnu údajů v automatizačním projektu.
Integrované nástroje k tvorbě webových stránek
Procesorové jednotky řady Simatic s rozhraním Profinet (Simatic PN-CPU) umožňují zpřístupnit úplné i aktuální účelové diagnostické údaje jak prostřednictvím standardizovaných vlastních webových stránek CPU, tak i volně programovatelných webových stránek, jejichž obsah si každý uživatel může volně určit. Funkce tvorby vlastních webových stránek není u programovatelných automatů (PLC) řady Simatic nová. Nová je její dostupnost při absenci dříve nezbytných speciálních komunikačních karet (např. karta CP 343-1 Advanced). V praxi to znamená, že např. při použití velmi oblíbeného procesoru CPU 315 lze nyní nejen pohodlně komunikovat prostřednictvím sítě Ethernet (bez použití nebo s použitím protokolů Profinet), ale také využívat připravené diagnostické nástroje, které uživatel dříve neměl k dispozici, aniž by použil vývojové prostředí Step 7. Navíc si uživatel může připravit vlastní stránky HTML k různým doplňkovým účelům. Výsledkem je mnohem komfortnější a efektivnější obsluha řídicích jednotek při stejných vynaložených finančních prostředcích. Současná procesorová jednotka tedy zvládá množství funkcí, jejichž realizace dříve vyžadovala nákladnější a prostorově rozsáhlejší uspořádání řídicího systému s doplňkovými speciálními kartami.
Integrovaný webový server S7-CPU, jehož datový obsah je dostupný při použití standardního webového prohlížeče, především poskytuje identifikační údaje a údaje o aktuálním stavu hardwaru. Dále jsou k dispozici např. diagnostický buffer, systémová hlášení, informace o datovém provozu přes rozhraní, topologie sítě, stavové údaje proměnných nebo celé tabulky proměnných (Virtual Allocation Table – VAT).
Snadná tvorba a příklady webových stránek
K tvorbě vlastních uživatelských webových stránek lze použít jakýkoliv editor a využít všechny možnosti poskytované nástroji jako HTML, CSS (Cascading Style Sheet) a JavaScript. Pro přímý přístup k hodnotám proměnných v CPU se používají symbolické názvy proměnných a speciální příkazy pro tvorbu uživatelského programu (Anwenderprogramm, tzv. příkazy AWP).
Principiální postup při tvorbě vlastních uživatelských stránek je takovýto (obr. 1):
-
Připravit a vytvořit stránku HTML (webovou aplikaci), která se poté převede do formy datových bloků. Programový kód se doplní o funkci, která zajišťuje výměnu dat mezi webovým prohlížečem a CPU jako webovým serverem (SFC99 volaná např. z OB1) a která inicializuje příslušné datové bloky, do nichž je webová aplikace „přeložena“.
-
O převod webové stránky (HTML, JPG atd.) do datových bloků (včetně automatické kompilace) se stará nový nástroj, kterým je přídavný software S7-Web2PLC. Ten také zajišťuje správu projektů Web2PLC, import symboliky a integraci proměnných do uživatelského programu pro PLC Simatic S7, nahrání vytvořených databází a všechny další úkony potřebné pro správnou integraci webových stránek do standardního automatizačního projektu Step 7.
-
Přenesení vytvořených webových stránek do procesorové jednotky PN-CPU (např. CPU 317-2 PN/DP) jako webového serveru.
-
Poté stačí zavolat a zobrazit webovou stránku v běžném prohlížeči prostřednictvím adresy IP procesoru (obr. 2).
Návody k tvorbě uživatelských webových stránek různé složitosti krok za krokem, kterými je možné se inspirovat, lze po instalaci doplňku ke Step 7 V5.5 (Add-On) Web2PLC nalézt ve složce \Siemens\Step7\EXAMPLES\.
Úplnou ukázku postupu a připravený projekt k vyzkoušení lze stáhnout pod označením ID 44212999 [1].
Ochrana autorských práv k programům
Jiným užitečným nástrojem, obsaženým (stejně jako doplněk Web2PLC) na druhém CD instalačního balíku Simatic Step 7 verze V5.5 a vyšší, je doplňkový software S7 Block Privacy. Tento nástroj přináší vylepšený mechanismus ochrany autorství uživatelského softwaru šifrováním bloků (ve firemní literatuře ho lze nalézt také pod označením know-how protect). Programové bloky lze zašifrovat s možností či bez možnosti následného dešifrování. Jde tudíž o způsob práce vyžadující určitou obezřetnost.
Požadavky na hardware
K využití uvedených softwarových nástrojů je nezbytný adekvátní hardware. Minimum představují jednotlivě následující hardwarové moduly (obr. 3):
-
CPU 31x-2/3 PN/DP od firmwaru V3.2,
-
CPU 41x-3PN/DP od firmwaru V6.0,
-
ET 200S CPU od firmwaru V3.2,
-
ET 200pro CPU od firmwaru V3.2.
Úplný přehled a detailní informace o této problematice lze získat na webových stránkách technické podpory společnosti Siemens. Které z hardwarových modulů podporují nové funkce PN-CPU, je možné zjistit pod označením ID 44383954 [2].
Nový firmware od společnosti Siemens uvedený ve výčtu shora nabízí větší počet funkcí, které významně přispějí k jednoduchosti a transparentnosti řešení nových úloh z oblasti automatizační techniky a pomohou dosáhnout dalších úspor a vyšší efektivity práce na projektech řešených s použitím PLC řady Simatic S7 a sítí s protokolem Profinet. Při použití nových verzí procesorových jednotek a firmwaru výše zmiňovaných verzí může CPU fungovat jako I-Device, popř. Shared Device, čímž lze dále redukovat a optimalizovat potřebný hardware (obr. 4) a využít nové přístupy také např. v oblasti diagnostiky a servisu provozovaného řídicího systému.
Odkazy na internet:
Ing. Rostislav Kosek,
Simatic S7, SW/PG,
Siemens, s. r. o.
Obr. 1. Princip tvorby a zobrazení uživatelských webových stránek
Obr. 2. Příklad uživatelské webové stránky s přístupem k údajům v jednotce Simatic PN-CPU
Obr. 3. Nové procesorové jednotky PN-CPU pro PLC Simatic: a) CPU 314C-2 PN/DP, b) CPU 412-2 PN
Obr. 4. Úspora hardwaru při použití procesorových jednotek Simatic PN-CPU: sdílená stanice I-Device na síti Profinet