Конфігурація проекту після застосування WebHMI
Попереднє проєктування засвідчило, що технічне рішення “класичним” для автоматизації методом – фізичне введення всіх необхідних сигналів безпосередньо на керувальний ПЛК 1200 (безпосередньо або за допомогою децентралізованої периферії) стане вельми витратною частиною майбутнього проєкту:
- Додаткові аналогові сигнали – (5 аналогових датчиків температура + перепад тиску), аналогові лінії завдання продуктивності частотних перетворювачів (8 шт.).
- Прокладання необхідних нових кабельних трас також було складним, оскільки сигнали від різних систем потрібно було вести окремо, через усе підприємство на великі відстані. Крім того, деякі сигнали можна було привести тільки по фермах під стелею на висоті 12 метрів, що пов’язано з підвищеним ризиком висотного монтажу. У сукупності з інтенсивним графіком виробництва в 3 зміни, це завдання здавалося важким.
- Частотні перетворювачі мають інтерфейс RS-485 і могли б обмінюватися з ПЛК через нього по Modbus, однак у ПЛК 1200 немає вбудованого послідовного порту – тобто потрібен додатковий комунікаційний модуль, а підтримка Modbus реалізується за рахунок громіздкого програмування.
- До ПЛК S7-1200 “безпосередньо” можна під’єднати тільки оригінальну панель оператора серії KTP, яка коштує в кілька разів дорожче самого ПЛК.
Громіздкість і трудомісткість проєкту сильно зменшували його комерційну привабливість і спонукали до оптимізації структури системи. Ключами до нової, раціональної структури стали:
- У місцях, де розташовувалися щити управління частотними перетворювачами, і місцях імовірного встановлення датчиків вже були встановлені інші інтеграційні контролери WebHMI (моніторинг морозильної камери, дозувальної системи, пакувальної машини), які можна було б використати як шлюзи для прокидання необхідних сигналів у нову систему наявною мережею та мінімізувати в такий спосіб кабельне прокладення.
- Використання WebHMI як комунікаційного процесора, шлюзу даних і операторського інтерфейсу для ПЛК 1200
- Можливість задіяти невикористовувані аналогові входи на перетворювачах частоти для підключення аналогових датчиків
- Використання недорогих датчиків 1-Wire для вимірювання температури і бездротового модуля збору даних IO-NODE, які підключаються в бездротову мережу найближчого WebHMI (обмін з центральним вузлом налаштовується за допомогою маршрутизації)
Після розгляду можливостей, які надає WebHMI в даному проєкті – конфігурація, а не програмування процесу збору даних, функція шлюзу, засоби візуалізації та управління, доступ оператора з різних місць, зокрема й через інтернет, призначені для користувача скрипти, автоматична нотифікація за допомогою СМС, робота в VPN-мережах і проста організація віддаленого сервісного доступу до системи (можливість віддаленої роботи не лише з проєктом WebHMI, а й з пристроями, які розташовані за ним – ПЛК, частотний привод), було ухвалено рішення про застосування WebHMI.
Зовнішній вигляд інтерфейсу оператора
Отримані переваги
- Значна економія кабельно-провідникової продукції та вартості монтажних робіт – як правило, необхідно було тільки дотягнутися інтерфейсним кабелем до найближчого вузла WebHMI або використовувати бездротову мережу.
- Проста програма ПЛК. Центральний WebHMI ОВ опитував і нормалізував усі необхідні сигнали з розрізнених систем, формуючи для ПЛК один блок пам’яті з підготовленими даними, який зчитувався фактично одним простим викликом функціонального блоку MB_CLIENT у його програмі.
- Проста реалізація “дистанційного ручного” режиму управління – в цьому режимі з робочої мнемосхеми центрального WebHMI можна було керувати всіма об’єктами безпосередньо, без програмування в ПЛК. При перемиканні в авт. режим від ПЛК елементи дистанційного керування на мнемосхемах деактивувалися через біт “видимості”.
- Не потрібна панель оператора – вбудований веб-інтерфейс дав змогу отримувати доступ до системи з будь-якого робочого місця в локальній мережі, а також з інтернету.
- Завдяки можливості віддаленого сервісного доступу, час монтажу та налагодження на об’єкті зведено до мінімуму. Основний обсяг робіт з налагодження системи, розроблення інтерфейсу та програмування було виконано з офісу.
- Як наслідок пунктів 1…5, проєкт було реалізовано в стислі терміни і з мінімальними витратами. Водночас було виграно тендер на цю роботу в компанії, що спеціалізується на рішеннях із вентиляції.
- Вбудовані графіки та тренди дали змогу проаналізувати роботу алгоритмів автоматичного режиму (ПІД-регулятори перепаду, температури в приміщенні тощо) і добре налаштувати систему автоматичного керування.