Surveillance à distance d’un PLC Siemens via WeChat

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Préface : Le PLC Siemens S7-200 est largement utilisé dans le domaine du contrôle industriel ; il s’agit d’un contrôleur à haute performance et à fonctionnement fiable. Cette fois, nous allons connecter le PLC S7-200 de Siemens à la plateforme cloud IoT EMCP (abréviation : EMCP), afin de permettre un contrôle à distance du 200PLC via des pages Web, des applications mobiles et WeChat. 1. Préparatifs. 1.1 Avant la connexion, nous devons préparer les articles suivants ； Un S7-200 (il est recommandé d’utiliser un PLC avec CPU226 ou CPU224 disposant de deux ports série : le port 1 est utilisé pour le téléchargement des programmes et la surveillance en ligne, tandis que le port 0 sert à communiquer en tant qu’esclave Modbus-RTU avec le module GM10-DTU). On peut également utiliser le Smart200PLC (le modèle ancien 200PLC sera utilisé comme exemple dans les explications suivantes). 1. Un module DTU, une antenne et un adaptateur d’alimentation (ci-après désigné par GM10-DTU à titre d’exemple). 2. Une carte SIM avec données, de grande capacité (carte Mobile ou Unicom). 3. Un connecteur mâle DP9. 4. Un ordinateur connecté à Internet (système d’exploitation WinXP/Win7/Win8)
5. Outils électriques et plusieurs fils électriques. La préparation des matériaux est la suivante ； https://attach01.hcbbs.com/forum/201803/06/152246sdh3b37dhd3b037b.png Préparatifs pour 1,2 DTU : Suivez ici le « Manuel d’utilisation du GM10-DTU » pour effectuer les opérations. Il nous faut connecter une antenne au gateway DTU (les paramètres du gateway WM10-DTU sont similaires à ceux du GM10 ; toutes les explications ci-dessous se réfèrent au gateway GM10-DTU), insérer une carte SIM (carte de données de China Mobile/China Unicom, carte de grande capacité), et connecter un adaptateur d’alimentation de 12 V ou 24 V. 1.3 Préparatifs pour le PLC S7-200. Connecter le 200PLC à l’alimentation électrique (veuillez vérifier si l’alimentation est de 24 VDC ou 220 VAC), préparer une broche série à 9 broches (comme indiqué sur la figure ci-dessus), et souder deux fils aux broches 3 et 8 respectivement (le manuel du système 200PLC explique que les broches 3 et 8 sont des ports de communication 485). À ce stade, nous connectons le pin 3 de la porte série PLC prot0 au terminal « 485A » du module GM10, et le pin 8 au terminal « 485B » du module GM10. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUooOGP3AEwrAM4mAI!300x300.png Deux, création d’un esclave 200PLC. 1. Connectez le 200PLC à l’ordinateur via un ordinateur de programmation, ouvrez le logiciel de programmation Step7-MicroWin, créez un nouveau projet, et ajoutez dans le programme principal le bloc fonctionnel Modbus Slave Port0 (MBUS_INIT, MBUS_SLAVE). Fichier de bibliothèque : la bibliothèque de protocole Modbus esclave de Siemens comprend deux instructions : l’instruction MBUS_INIT et l’instruction MBUS_SLAVE. •L’instruction MBUS_SLAVE sert à répondre aux requêtes émises par un appareil maître Modbus. •L’instruction MBUS_INIT sert à activer, initialiser ou désactiver la communication de la esclave Modbus. Avant d’utiliser l’instruction MBUS_SLAVE, il est nécessaire d’exécuter correctement l’instruction MBUS_INIT. Le bit « Terminé » doit être mis à jour immédiatement après l’exécution d’une instruction pour pouvoir passer à la suivante. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUolOj0XzCRAzj-AQ!400x400.png　　　http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUom6L5qgcw-gI4kQE.png Pour des informations sur les instructions MBUS_INIT et MBUS_SLAVE, veuillez consulter l’aide du logiciel « STEP 7-MicroWIN ». Plus haut, nous avons défini que la zone des registres de maintien Modbus commence à VB1000 (HoldStart = VB1000), et que les registres de maintien comptent 100 mots (MaxHold = 100). Comme les registres de maintien sont organisés par mots (deux octets), ce buffer de communication occupe en réalité 200 octets, de VB1000 à VB1200. 2. Définir la zone de stockage de la bibliothèque. Cliquez sur « Fichier » dans la barre de menu, sélectionnez « Allocation d’espace de stockage de la bibliothèque » dans le menu déroulant. Dans la boîte de dialogue qui s’ouvre, saisissez l’adresse de départ de l’espace de stockage de la bibliothèque. Veillez à ce que cette adresse ne coïncide pas avec d’autres adresses déjà utilisées ou prévues dans le programme. Vous pouvez cliquer sur « Adresse recommandée » pour éviter que les adresses occupées par les blocs fonctionnels Modbus ne chevauchent les adresses des registres du programme. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUo_NrwTTDWAjiOAw!300x300.png
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3. Compiler le programme ; une fois la compilation réussie, télécharger le programme sur le PLC via le câble PPI (si le PLC ne dispose que d’une seule interface série et que cette interface est configurée en mode Modbus, il faut alors mettre l’interrupteur de fonctionnement du PLC en position « stop » lors du téléchargement). Une fois le téléchargement terminé, couper l’alimentation, puis ouvrir la surveillance du programme pour vérifier si les sorties des broches « Error » des instructions MBUS_INIT et MBUS_SLAVE sont normales (une valeur 0 indique une situation normale ; toute autre valeur indique une panne. Veuillez consulter la liste des pannes dans le manuel technique du PLC Siemens). Trois, configuration de la plateforme EMCP. Connectez-vous à la plateforme EMCP avec un compte administrateur (un navigateur IE9 ou supérieur ou Google Chrome) pour configurer la plateforme cloud EMCP. Pour les instructions détaillées, veuillez consulter le « Manuel de l’utilisateur de la plateforme cloud IoT EMCP ». Après vous être connecté à EMCP, vous accédez d’abord à la page affichant la liste des appareils ; comme nous n’avons créé aucun appareil, il s’agit d’une page vide. Cliquez sur le bouton « Gestion administrative » en haut à droite (seuls les comptes administrateurs ont ce droit) pour accéder à l’arrière-plan de la plateforme EMCP. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUo0Iih0QcwgAg4PQ.png 3.1 Configuration à distance du DTU : ouvrez la page « Gestion en arrière-plan > Gestion des modules », associez le DTU à ce compte administrateur, puis vous pourrez utiliser la fonction « Configuration à distance » pour configurer les paramètres de communication et les paramètres fonctionnels du DTU. Il y a deux paramètres principaux à configurer : d’une part, les paramètres de la connexion série pour communiquer avec le PLC, et d’autre part, les paramètres du canal MODBUS qui permettent au DTU de collecter périodiquement les données du PLC. Nous expliquerons cette fonction étape par étape ci-dessous. Note : Le module ne peut être configuré à distance qu’une fois en ligne ; il est également possible de le configurer à l’aide du « logiciel de configuration DTU », veuillez vous référer au manuel d’utilisation du logiciel de configuration DTU. 3.1.1 Liaison du module http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgi_i8zwUo9aLY9wYwrgY4_wI.png Le mot de passe initial pour lier le module est 111111, il suffit de cliquer sur « Lier » directement. 3.1.2 Configuration à distance du module : Il est préférable de « lire » d’abord puis de « écrire » pour la configuration à distance d’un module. Ce n’est qu’après une écriture réussie que l’on peut affirmer que ce paramètre a bien été configuré dans la DTU. Après l’écriture, il est également possible de « lire » afin de vérifier si l’opération précédente a réussi. Si l’on n’utilise pas les points d’alarme du module DI, il n’est pas nécessaire de procéder à la « configuration des SMS ». http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUosom33QEwgAg42gM.png
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Numéro d’esclave du dispositif : adresse d’esclave MODBUS du dispositif auquel le module est connecté (plage 1-250) ; cette adresse doit correspondre à l’adresse d’esclave du dispositif. Il doit correspondre au numéro d’esclave MODBUS configuré sur le PLC. Code de fonction : Indicateur pour que le module lit la zone des registres MODBUS du dispositif. “Le code de fonction 01 correspond à « bobine » (0XXXX), le code de fonction 02 correspond à « entrée discrète » (1XXXX), le code de fonction 03 correspond au « registre de maintien » (4XXXX), et le code de fonction 04 correspond au « registre d’entrée » (3XXXX). Dans les PLC Siemens, le point Q correspond au code de fonction 01, le point I correspond au code de fonction 02, la zone V correspond au code de fonction 03, et la zone AI correspond au code de fonction 04. Adresse de départ : adresse de départ pour la lecture des registres MODBUS du dispositif auquel le module est connecté (sans l’identifiant de la zone de registres). Dans le graphique, 1 correspond à la longueur des données 40001 : il s’agit de la longueur continue des données lues par le dispositif DTU. La longueur indiquée dans le graphique est de 10, ce qui signifie que 10 données sont lues consécutivement, de 40001 à 40010. Un DTU standard peut se connecter à plusieurs esclaves (jusqu’à 4). Vous pouvez cliquer sur « Créer » pour créer un nouvel esclave de périphérique, et les règles de configuration suivent les indications mentionnées ci-dessus. Comme pour l’établissement de la station esclave PLC mentionné précédemment, ce qui est lu ici, c’est les valeurs de 40001 à 40010, soit les données situées dans les registres VW1000 à VW1019 de la PLC Siemens 200. Note : Lorsque le DTU présente des anomalies, par exemple s’il n’est pas possible de se connecter à Internet ou de communiquer correctement avec le PLC, on peut utiliser l’interface de configuration (RS232 par défaut) pour se connecter à un PC et utiliser le « logiciel de configuration du DTU » afin de vérifier l’état et les alertes d’anomalie. Voir le « Manuel d’utilisation du logiciel de configuration du DTU » pour plus de détails. 3.2 Création d’une nouvelle règle de données Cliquez sur « Règles de données » en bas à gauche de la page pour accéder à l’écran de configuration des règles. Cliquez ensuite sur « Ajouter » en haut à droite, et dans la fenêtre qui s’ouvre, définissez le nom de cette règle de données comme « S7-200PLC » et le style de présentation comme « Affichage en liste ». Nous pouvons choisir entre un affichage en liste ou un affichage configuré : l’affichage en liste présente les données ajoutées sous forme de liste fixe ; cette méthode est simple et pratique (elle peut être utilisée pendant la phase de test des données). Affichage de la configuration : nous pouvons dessiner librement le style d’affichage des données des équipements, en ajoutant par exemple des graphiques, des images, des tableaux de bord, des barres remplies et du texte (cette fonction est similaire à celle des logiciels de configuration traditionnels ; pour plus d’informations, consultez le document « Instructions d’utilisation de la configuration des écrans sur la plateforme EMCP »). Après avoir créé les règles de données, cliquez sur « Données en temps réel » pour ajouter des données en temps réel (configuration Modbus définie en 3.1.2), puis cliquez sur « Lire/Écrire des données » pour créer des données relatives aux opérations manuelles de lecture et d’écriture du dispositif par la plateforme. La création de la règle est présentée comme suit. Note : Données en temps réel : il s’agit du contenu affiché sur la plateforme, obtenu par le DTU qui lit périodiquement les données des esclaves à intervalles prédéfinis, en fonction des canaux de collecte Modbus configurés (voir la section 3.1 ci-dessus) ； Lecture/écriture de données : Il n’est pas nécessaire de configurer des canaux d’acquisition périodique Modbus sur la DTU ; il est possible d’effectuer manuellement des opérations de lecture et d’écriture de données sur les dispositifs périphériques directement depuis la plateforme ； Pour toutes les configurations des « adresses de registre » sur la plateforme EMCP, il n’est pas nécessaire d’inclure l’identifiant de la zone de registre. Par exemple, pour lire ou écrire les données du « registre de maintien » (code fonction 03) 40019, il suffit de saisir 19 dans la case « adresse de registre » selon les règles de données de la plateforme (note : si le comptage des adresses Modbus du dispositif commence à 0, il faut ajouter 1, c’est-à-dire saisir 20). http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguqH4zgUoovLfsAMwgAg45AM.png
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Paramètres des alertes : dans les données en temps réel créées, cliquez sur l’option « Alertes » pour accéder à la page de configuration des alertes. Nous pouvons définir les limites supérieure et inférieure d’alarme pour ces données, le contenu de l’alarme, ainsi que l’activation ou non de cette alarme. Une fois l’alarme configurée, lorsque ces données dépassent les limites supérieure et inférieure définies, la plateforme enregistre automatiquement l’heure et la valeur de l’alarme. En même temps, elle envoie un message d’alerte à l’application ou à WeChat utilisés par l’utilisateur. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgu6H4zgUolq7PogUwgAg4qgQ.png3.3 Nouvel équipement : Créez un « équipement », sélectionnez le menu « Gestion des équipements » -> « Ajouter » pour créer un nouvel équipement « Siemens S7-200PLC ». Pour les équipements nouvellement créés, il s’agit de remplir les informations de base de l’équipement : 1 choisir l’image correspondant à l’équipement (à télécharger depuis le disque local ou non ; le système affichera alors une image par défaut) ; 2 saisir le SN du module, c’est-à-dire le code SN à associer ; si ce SN n’a pas été associé précédemment, une fenêtre d’association s’affichera pour effectuer cette opération ; 3 sélectionner la règle de données créée précédemment ; 4 cliquer sur le bouton « Carte » pour choisir la localisation géographique de l’équipement. Une fois terminé, cliquez sur « Enregistrer ». http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUoxN6ZpQcwgAg4pwQ.png Quatre, résultats de l’expérience. Ouvrez les fonctionnalités « Surveillance de l’état du programme » et « Surveillance du tableau d’état » du logiciel de programmation Step7-MicroWin pour visualiser l’état de fonctionnement du programme ainsi que les valeurs des données internes. Grâce au tableau d’état, nous pouvons consulter les valeurs actuelles des données et appliquer des modifications forcées. Comme indiqué ci-dessous. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUo9KvB0wUw-wU40AM.png http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUoqtTiiQQwgAg46AQ.png Connectez-vous à la plateforme EMCP, cliquez sur l’image ou le nom du dispositif « Siemens S7-200PLC » pour y accéder. Ce que l’on voit en premier est l’affichage des données collectées périodiquement par le 200PLC (données en temps réel). Cliquez sur « Lire/Écrire des données » pour effectuer des opérations de lecture et d’écriture sur le 200PLC, cliquez sur « Données historiques » pour consulter le rapport des données historiques stockées périodiquement par le dispositif, et cliquez sur « Enregistrements d’alarmes » pour accéder à la page du rapport des informations d’alarme, comme indiqué ci-dessous. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUouPy5wwcwgAg4pwQ.png
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Installez l’application mobile « Yunlian Wutong » sur votre smartphone, connectez-vous avec votre nom d’utilisateur et votre mot de passe. Une fois dans la liste des appareils, cliquez sur l’appareil « Siemens S7-200PLC » pour accéder directement à la page de liste des données en temps réel ou à l’écran de configuration (en mode affichage de configuration). Cliquez sur le bouton à trois barres dans la barre de menu en haut à droite pour afficher le menu des fonctions. Dans ce menu, cliquez sur « Lire/Écrire des données » pour effectuer des opérations de lecture et d’écriture des données, cliquez sur « Rapports historiques » pour consulter les rapports des données enregistrées historiquement par l’appareil, cliquez sur « Courbes historiques » pour visualiser les graphiques des tendances historiques des différentes données, cliquez sur « Informations d’alarme » pour consulter les enregistrements d’alarme de l’appareil, et cliquez sur « Détails de l’appareil » pour voir les informations détaillées de l’appareil ou des images vidéo. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAg6LH4zgUowLz7pwYwlgY4xgU.png