Автор: Майк Ротвел
Источник: automation.com
За последние пару лет было написано достаточно, чтобы убедить большинство менеджеров предприятий в преимуществах подключения оборудования и процессов на заводе к интернету или интранете. Итак, теперь, когда мы все убеждены в преимуществах автоматизации с помощью веб-технологий, какие части и части необходимы для работы этой технологии? Основными компонентами, необходимыми для сбора и управления веб-данными, являются:
-интерфейс к машине или процессу, который должен контролироваться или контролироваться через сетевое (сетевое) соединение;
-веб-сервер, чтобы сделать доступным отображаемые и / или управляющие страницы удаленному браузеру или клиенту; а также
-служба передачи данных или интерфейс для обмена данными между локальной машиной / процессом (сервером) и удаленной системой (клиентом).
Для удаленного просмотра данных и / или веб-страниц единственным требованием является стандартный интерфейс браузера. Для приложений, требующих программного обеспечения SPC, оптимизации или корпоративного уровня для обмена данными в реальном времени с машиной / процессом, требуется удаленный серверный ПК и совместимая служба обмена данными.
В упрощенной форме блок-диаграммы части могут выглядеть так, как показано на рисунке ниже.
В этой системе устройство веб-сервера / службы данных («тонкий сервер») обеспечивает соединение между машиной или процессом и Интернетом. В типичной установке для извлечения данных или включения контроля над оборудованием потребуется подключение к существующему ПЛК или проприетарному контроллеру. Большинство ПЛК, включая продукты от AB, Schneider / Modicon и Siemens, поддерживают как минимум последовательное соединение с использованием протоколов связи, доступных от поставщика ПЛК или сторонних поставщиков. Во многих случаях драйвер связи будет доступен от поставщика тонкого сервера как часть встроенного программного приложения.
Если оборудование использует стандартный протокол ПЛК или поддерживает другой открытый стандартный протокол, такой как Modbus RTU или TCP, то работа по подключению тонкого сервера обычно значительно упрощается. Тем не менее, это не всегда так.
Если на рассматриваемом оборудовании используется нестандартный ПЛК или проприетарный контроллер, соединение с тонким серверным устройством все еще возможно, если контроллер поддерживает какой-то последовательный протокол, и поставщик может предоставить протокольную документацию. В этой ситуации разработчик тонкого сервера или сторонний разработчик будут задействованы для реализации драйвера, необходимого для подключения тонкого сервера к контроллеру оборудования.
В крайнем случае, оборудование, которое должно контролироваться, может иметь контроллер без внешнего коммуникационного порта, или по какой-либо причине протокол может быть недоступен. В этой ситуации может потребоваться внешнее измерение оборудования или процесса с использованием дополнительных датчиков и ввода / вывода. Эти устройства ввода / вывода могут быть установлены для мониторинга стратегических данных или контрольных точек на оборудовании. Если это необходимо, устройства ввода / вывода следует выбирать так, чтобы они поддерживали стандартный протокол связи (например, Modbus или открытый протокол ASCII) и могут быть подключены к тонкому серверу. В качестве альтернативы может быть выбрано устройство ввода-вывода, которое включает в себя интегральную функцию тонкого сервера. Если устройство ввода / вывода содержит интегрированный сервер, то отдельный тонкий сервер может не понадобиться.
С установленным или выбранным тонким сервером, установленным или установленным соответствующим драйвером, следующим шагом будет настройка тонкого сервера для связывания данных связи с оборудованием и управления (входы и выходы) с сетевым каналом. Детали этого шага различаются в зависимости от функций и программного обеспечения конфигурации, поставляемого с тонким сервером. Например, сервер шлюза может просто сопоставлять регистры ПЛК с сетевыми переменными или удаленное соединение с ПК. Более сложные тонкие серверы могут разрешить настройку веб-страницы для просмотра данных о оборудовании, включения мониторинга сигналов и тренда данных, добавления стандартных интерфейсов связи, таких как OPC, и могут даже поддерживать пейджинг в условиях неисправности программируемого оборудования. Убедитесь, что выбранный для проекта тонкий сервер поддерживает соответствующий набор функций, позволяющий в будущем расширять его.
Вот крупный план шкафа управления чиллером, показывающий ПЛК управления чиллером и встроенный веб-сервер (серый ящик). Можно увидеть последовательный кабель, соединяющий веб-сервер с ПЛК для обмена данными, а также синее Ethernet-соединение LAN для Интранета
Подключение к Интернету или локальной сети (LAN) с тонким сервером может включать в себя стандартную проводную линию Ethernet, модем / телефонную линию (dialup) или беспроводное соединение (например, Ethernet 802.11b). Тип подключения обычно определяется типом тонкого сервера и существующей инфраструктурой сети предприятия - или отсутствием сетевой инфраструктуры.
Если проводная сеть уже существует рядом с подключаемым оборудованием, то сетевое соединение относительно простое с добавлением другого кабеля к оборудованию. Если жесткое соединение сложно или дорого из-за сложных кабельных трасс или расстояний, лучшим вариантом может быть беспроводное соединение. Однако при выборе беспроводных подключений обязательно тщательно оценивайте предлагаемый сайт установки и учитывайте такие факторы, как правильный диапазон и целостность сигнала. Если вы используете беспроводную сеть, найдите тонкий сервер, который напрямую поддерживает интерфейс беспроводной локальной сети, чтобы упростить установку на сайте оборудования.
При установленном подключении к локальной сети удаленная система с ее прикладным программным обеспечением теперь может обращаться к машинным оборудованием на назначенный IP-адрес тонкого сервера через фабричную сеть. Такие приложения, как пакет SPC, теперь могут использовать двухсторонний обмен данными с оборудованием, что стало возможным благодаря тонкому серверу. Если тонкий сервер и удаленное прикладное программное обеспечение поддерживают общий интерфейс, такой как OPC, настройка обмена данными обычно выполняется за считанные минуты.
Используя это же подключение к Интернету, браузерный ПК (рабочий стол, ноутбук, КПК или «тонкий клиент») может получить доступ к веб-странице, находящейся на тонком сервере. Эта веб-страница может использоваться для мониторинга данных с оборудования, а также для отправки данных на оборудование через тонкий сервер. И поскольку веб-страница находится на тонком сервере, в браузере не требуется программное обеспечение, отличное от Internet Explorer или Netscape.
Экран чиллера (любезно предоставлен Dumont Associates)
Это основной обзор системы чиллера, если смотреть с удаленного компьютера через браузер. Эта веб-страница с живыми данными со встроенного веб-сервера дает краткий обзор состояния чиллера и позволяет удаленно настраивать заданные значения и другие параметры с помощью правильных учетных данных
В качестве побочного преимущества для этой реализации, если единственным требованием для ПК-браузера является просмотр веб-страниц с тонкого сервера, ПК может быть исключительно предназначен для этой задачи. В этом случае браузер «ПК» может быть очень простым устройством. Для этого требуется только ЖК-дисплей, процессор и небольшой объем памяти; устройство тонкого клиента. Это может привести к снижению стоимости установки и снижению затрат на обслуживание, чем стандартный ПК. Другим преимуществом является то, что устройство не ограничивается просмотром веб-страниц только с тонкого сервера. Он также может просматривать веб-страницы из любого источника, доступного через сеть. Таким образом, браузерный ПК или тонкий клиент, расположенный в цехе, может быть использован ассемблером для доступа к файлам справки HTML с графикой и инструкциями, расположенными на удаленном сервере. Прочность и низкая стоимость этого типа тонкого клиентского браузера позволяют предоставлять данные и управлять доступом в местах, которые ранее не были возможны со стандартными или даже промышленными ПК.
Для обмена данными с прикладным программным обеспечением, работающим на удаленной системе (как показано на диаграмме), требуется общий «язык». Существует несколько возможностей, в том числе OPC, упомянутых ранее, а также XML. XML или расширяемый язык разметки, является стандартом, определенным консорциумом World Wide Web (W3C), который обеспечивает метод обмена данными между системами через Интернет и является важным элементом архитектуры Microsoft .NET. Данные обмениваются вместе с «тегом», который определяет данные таким образом, который не зависит от аппаратной платформы, ОС и приложения отправителя и получателя. Это делает XML очень мощным при внедрении открытых систем внутри компании или между различными компаниями, как в приложениях «бизнес-бизнес».
И поскольку автоматизация с использованием веб-приложений позволяет использовать данные внутри и между компаниями для улучшения процессов и снижения затрат, XML очень хорошо подходит для этой распределенной веб-архитектуры. Выбор тонкого сервера, поддерживающего XML, может стать реальной выгодой для будущих подключений к заводу.
Теперь, когда мы увидели мощь автоматизации с поддержкой Интернета и рассмотрели, как ее можно реализовать, куда мы идем? Возьмем образец архитектуры из предыдущего раздела и посмотрим, как это можно реализовать с помощью продуктов eAutomation от Advantech Automation.
Тонкий сервер: новый WebLink от Advantech был разработан для этой задачи. WebLink - это комплексное решение «интеллектуального встроенного сервера», включающее в себя все аппаратное и программное обеспечение, требуемое для веб-поддержки системы. Он может подключаться к устройству (контроллер машины / процесса, ввод-вывод, датчик и т. Д.), Используя стандартный последовательный порт RS-232/485 или дополнительный адаптер полевой шины. Затем сетевое соединение осуществляется через стандартный порт Ethernet 10 / 100BaseT WebLink или через дополнительный модем или беспроводную сеть / интернет-соединения. Программное обеспечение для разработки позволяет легко создавать и обслуживать веб-страницы и подключения к удаленному прикладному программному обеспечению из любого места через сетевое соединение. Безопасность обеспечивается через WebLink посредством входа в систему с защитой паролем и дополнительного ограничения доступа по IP-адресу пользователя.
Для приложений, в которых локальный HMI требуется для веб-доступа, Advantech предлагает терминал интерфейса WebOIT. Эта серия продуктов сочетает в себе функции WebLink со встроенными функциями ЖК-дисплея и программного обеспечения HMI.
Браузер / Тонкий клиент: здесь есть несколько вариантов, в зависимости от необходимости. Любой стандартный ноутбук или настольный компьютер с программным обеспечением браузера может обращаться к веб-страницам, проживающим в WebLink, обеспечивая мгновенный доступ к информации о вашем оборудовании, заводе, процессе, строительстве или бизнесе по всему миру. Для доступа со стороны завода или других мест, где требуется надежный просмотрщик, стандартный промышленный HMI от промышленной панели Advantech Industrial Panel можно использовать для обеспечения возможностей браузера, а также полной возможности расширения и функциональности ПК. Если полная функциональность ПК не требуется, WebView Advantech может быть очень экономичным решением. WebView - это тонкий клиентский терминал, который поддерживает просмотр удаленных веб-страниц через встроенное Ethernet-соединение и стандартное программное обеспечение Internet Explorer. WebView также поддерживает сторонние или пользовательские приложения HMI на базе Windows CE или Linux, включая поддержку Java.
Автоматизация с использованием веб-приложений имеет настоящие преимущества и обеспечивает реальные конкурентные преимущества для вашего предприятия. И с такими решениями, как WebLink, WebOIT и WebView, это может быть легко и экономически выгодно, чтобы сделать автоматизацию с веб-доступом реальностью.