Дистанционный мониторинг PLC Siemens с помощью WeChat

Thread Content

Введение: PLC Siemens S7-200 широко используется в области промышленного управления и представляет собой контроллер с высокими характеристиками и стабильной работой. На этот раз мы собираемся подключить PLC Siemens S7-200 к облачной платформе Интернета вещей EMCP (сокращенно EMCP), чтобы обеспечить удаленный мониторинг этого PLC через веб-страницы на компьютере, мобильные приложения и WeChat. 1. Подготовительные работы. 1.1 Перед соединением нам необходимо подготовить следующие предметы ； 1 шт. S7-200 (рекомендуется использовать PLC с CPU226 или CPU224, имеющий два серийных порта: порт 1 — для загрузки программ и онлайн-мониторинга, порт 0 — для общения в режиме Modbus-RTU с модулем GM10-DTU). Можно также использовать Smart200PLC (далее в качестве примера будет рассмотрен старый вариант 200PLC). 1. Один модуль DTU, антенна и адаптер питания (далее в качестве примера используется GM10-DTU). 2. Одна SIM-карта с тарифом на передачу данных, крупного формата (карта Мобайл или Unicom). 3. Один самцовый разъем DP9. 4. Компьютер с подключением к сети (операционные системы WinXP/Win7/Win8). 5. Электротехнические инструменты, несколько проводов. Подготовка материалов следующая: ； https://attach01.hcbbs.com/forum/201803/06/152246sdh3b37dhd3b037b.png Подготовка к использованию DTU 1.2. Для выполнения операций следуйте инструкции из «Руководства пользователя GM10-DTU». Необходимо подключить антенну к шлюзу DTU (настройки шлюза WM10-DTU схожи с настройками GM10; далее все описания относятся к шлюзу GM10-DTU), вставить SIM-карту (карту мобильного оператора China Mobile или China Unicom), а также подключить адаптер питания напряжением 12 В или 24 В. 1.3 Подготовка к использованию PLC S7-200. Подключите 200PLC к источнику питания (обратите внимание, является ли он 24VDC или 220VAC). Подготовьте разъем с 9 контактами (как показано на рисунке); с помощью двух проводов соедините выводы 3 и 8. В руководстве по системе 200PLC указано, что выводы 3 и 8 предназначены для передачи данных по протоколу 485. В этот момент мы подключаем 3-й вывод порта PLC prot0 к контакту «485A» модуля GM10, а 8-й вывод — к контакту «485B» модуля GM10. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUooOGP3AEwrAM4mAI!300x300.png Второе: создание слейвов 200PLC. 1. Подключите 200PLC к компьютеру с помощью программатора, запустите программное обеспечение для программирования Step7-MicroWin, создайте новый проект и добавьте в основную программу блоки функций Modbus Slave Port0 (MBUS_INIT, MBUS_SLAVE). Библиотека файлов: http://6318546.s21i-6.faiusr.com/2/ABUIABACGAAguKH4zgUoss-k0wIw6AE4iAE.jpg. Библиотека протокола Modbus от Siemens содержит два инструкции: инструкцию MBUS_INIT и инструкцию MBUS_SLAVE. •Инструкция MBUS_SLAVE используется для обслуживания запросов, отправляемых модулем Modbus-хост. •Инструкция MBUS_INIT используется для включения, инициализации или отключения коммуникации модуля Modbus-слейв. Перед использованием инструкции MBUS_SLAVE необходимо правильно выполнить инструкцию MBUS_INIT. После выполнения инструкции необходимо немедленно установить бит «Завершено», чтобы можно было продолжить выполнение следующей инструкции. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUolOj0XzCRAzj-AQ!400x400.png　　　http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUom6L5qgcw-gI4kQE.png Инструкции по командам MBUS_INIT и MBUS_SLAVE смотрите в руководстве программы “STEP 7-MicroWIN”. Выше мы указали, что область регистров хранения Modbus начинается с VB1000 (HoldStart = VB1000), причем количество регистров хранения составляет 100 единиц (MaxHold = 100). Поскольку регистры хранения представлены в виде единиц размером в два байта, этот буфер для передачи данных занимает область от VB1000 до VB1200, то есть 200 байт в общей сложности. 2. Настройка области хранения библиотеки. Нажмите на элемент меню «Файл», в выпадающем списке выберите «Размерирование области хранения библиотеки». В открывшемся диалоговом окне укажите начальный адрес области хранения библиотеки. Следите за тем, чтобы этот адрес не совпадал с другими адресами, которые уже используются или планируется использовать в программе. Можно нажать кнопку «Рекомендуемый адрес», чтобы избежать совпадения адресов, занимаемых модулями Modbus, с адресами регистров в программе. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUo_NrwTTDWAjiOAw!300x300.png
http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUogKuAogEwigM40AI.png
3. Компилируем программу; после успешной компиляции загружаем её в PLC с помощью кабеля PPI (если у PLC есть только один серийный порт, и этот порт настроен как порт Modbus, то при загрузке программы необходимо перевести выключатель работы PLC в положение «Stop»). После завершения загрузки отключаем питание и проверяем через программу мониторинга, являются ли значения на выводах, связанных с инструкциями MBUS_INIT и MBUS_SLAVE, в нормальном состоянии (значение 0 означает нормальную работу; любые другие значения указывают на неисправность. См. также раздел с перечнем неисправностей в технической документации PLC Siemens). Три, настройка платформы EMCP. Войдите в платформу EMCP под учетной записью администратора (браузер IE9 или новее, либо браузер Google) для настройки облачной платформы EMCP. Для получения подробных инструкций обратитесь к «Руководству пользователя для облачной платформы IoT EMCP». После входа в EMCP сначала открывается страница с списком устройств; поскольку мы не создавали никаких устройств, на этой странице ничего нет. Нажмите кнопку «Администрирование» в правом верхнем углу (этот доступ предоставлен только учетным записям администраторов), чтобы перейти в панель управления платформой EMCP. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUo0Iih0QcwgAg4PQ.png 3.1 Удаленная настройка DTU: откройте страницу «Администрирование —> Управление модулями», привяжите DTU к этой учетной записи администратора, после чего сможете использовать функцию «Удаленная настройка» для настройки различных параметров связи и функциональных параметров DTU. Существует два основных параметра, которые необходимо настроить: во-первых, параметры последовательного порта для обмена данными с PLC, а во-вторых, параметры канала MODBUS, через который DTU осуществляет периодический сбор данных от PLC. Ниже приведено пошаговое описание этих настроек. Примечание: Модуль можно настроить удаленно только после того, как он будет подключен к сети. Также для настройки модуля можно использовать программу «DTU Configuration Software». См. руководство по использованию программы DTU Configuration Software. 3.1.1 Привязка модуля http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgi_i8zwUo9aLY9wYwrgY4_wI.png. Исходный пароль для привязки модуля — 111111. Достаточно просто нажать на кнопку привязки. 3.1.2 Удаленная настройка модуля При удаленной настройке модуля рекомендуется сначала «считать» его параметры, а затем уже «записывать» их. Только после успешной записи можно считать, что параметр был правильно настроен в DTU. После записи также можно снова «считать» параметры, чтобы убедиться в том, что операция прошла успешно. Если не использовать модуль DI для сигнализации об ошибках, то настройка SMS не требуется. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguKH4zgUosom33QEwgAg42gM.png
http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguaH4zgUo-9ix7QIwgAg47AM.png
http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguaH4zgUovLC7hAQwgAg46AM.png
http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguqH4zgUo2Yew2gUwgAg46gM.png
Номер слейва устройства: адрес слейва MODBUS устройства, к которому подключен модуль (диапазон от 1 до 250). Этот адрес должен совпадать с адресом слейва устройства. Должен совпадать с номером слейва MODBUS, установленным в PLC. Код функции: флаг для считывания регистров устройства MODBUS модулем. “Код функции 01 соответствует «катушке» (0XXXX), код функции 02 — «входу дискретного значения» (1XXXX), код функции 03 — «регистру удержания» (4XXXX), а код функции 04 — «входному регистру» (3XXXX). В PLC Siemens точка Q соответствует коду функции 01, точка I — коду функции 02, область V — коду функции 03, а область AI — коду функции 04. Начальный адрес: начальный адрес для считывания регистров MODBUS устройства, к которому подключен модуль (без идентификатора области регистров). В рисунке 1 обозначена длина данных 40001: это непрерывная длина данных, считываемых устройством DTU. В рисунке эта длина равна 10, то есть считываются 10 данных подряд, от 40001 до 40010. Стандартный DTU может подключать несколько слэев (до 4), можно нажать «Создать», чтобы добавить новый слей-подустройство, правила настройки соответствуют описанию выше. С учетом вышеописанного процесса создания слейва PLC, здесь считываются значения от 40001 до 40010, то есть данные из регистров VW1000 до VW1019 внутри PLC Siemens 200. Примечание: при возникновении неисправностей у DTU, например, при невозможности подключения к сети или нормальной связи с PLC, можно использовать порт конфигурации (по умолчанию RS232) для подключения к ПК. С помощью «Программы для настройки DTU» можно проверить состояние устройства и увидеть сообщения об ошибках. Подробнее см. в «Руководстве по использованию программы для настройки DTU». 3.2 Создание новых правил обработки данных. Нажмите на раздел «Правила обработки данных» в левой части страницы, чтобы перейти на страницу настройки правил. Затем нажмите «Добавить» в верхнем правом углу. В появившемся окне укажите имя данного правила — «S7-200PLC», а также способ отображения данных — «В виде списка». Мы можем выбрать отображение в виде списка или в виде структурированной таблицы. При отображении в виде списка добавленные данные будут показаны в фиксированном формате списка; этот способ отображения прост и удобен (его можно использовать на этапе тестирования данных). Подготовка отчетов: мы можем произвольно настраивать формат отображения данных об оборудовании — добавлять графики, изображения, панели управления, столбчатые диаграммы и текст и т. д. (эта функция аналогична функциям традиционных программ для подготовки отчетов; более подробную информацию см. в документе «Инструкция по использованию функций формирования отчетов в платформе EMCP»). После создания правил обработки данных нажмите «Реальные данные», чтобы добавить данные в реальном времени (настройки Modbus, указанные в разделе 3.1.2), а затем нажмите «Чтение/запись данных», чтобы создать данные для ручного чтения и записи с помощью платформы. Создание правил показано ниже. Примечание: Данные в реальном времени: DTU согласно настроенным каналам сбора данных Modbus (см. описание в разделе 3.1 выше) периодически считывает данные от слейвов с заданными интервалами и загружает их на платформу для отображения ； Чтение и запись данных: не требуется настраивать каналы сбора данных по протоколу Modbus в DTU; можно напрямую через платформу выполнять ручное чтение и запись данных в устройствах нижнего уровня ； Для всех настроек «адресов регистров» в платформе EMCP не требуется указание идентификатора области регистров. Например, при чтении или записи данных из регистра управления (код функции 03) с адресом 40019 достаточно указать в правилах работы платформы номер 19. Примечание: если номер адреса устройства в формате Modbus начинается с 0, то необходимо добавить 1, то есть указать номер 20. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguqH4zgUoovLfsAMwgAg45AM.png
http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAguqH4zgUo0oasiQEwgAg4lwQ.png
http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgu6H4zgUo-KDC7wIwgAg4pwQ.png
Настройки сигнализации: в разделе с данными в реальном времени нажмите опцию «Сигнализация», чтобы перейти на страницу настроек сигнализации. Мы можем установить верхние и нижние пределы для сигнализации по этим данным, а также содержание сигнала и определить, активирована ли эта сигнализация. После настройки сигнализации, когда значение данных превышает установленные пределы, платформа автоматически фиксирует время и значение сигнализации. Кроме того, платформа отправляет уведомление об сигнализации в приложение или WeChat, через которые входит пользователь. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgu6H4zgUolq7PogUwgAg4qgQ.png3.3 Создание нового устройства: создайте новое устройство, выберите меню «Управление устройствами» -> «Добавить», затем создайте устройство типа «Siemens S7-200PLC». Для нового оборудования необходимо ввести основную информацию о нем: 1) выбрать изображение, соответствующее оборудованию (его можно загрузить с локального устройства, либо не выбирать — тогда система будет использовать стандартное изображение); 2) ввести номер SN модуля, то есть код, который необходимо привязать к оборудованию; если этот номер ранее не привязывался, появится окно для его привязки; 3) выбрать правила обработки данных, созданные ранее; 4) нажать кнопку «Карта», чтобы указать географическое положение оборудования. После завершения нажмите «Сохранить». http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUoxN6ZpQcwgAg4pwQ.png Четвертое, результаты эксперимента. Откройте в программе программирования Step7-MicroWin разделы «Мониторинг состояния программы» и «Мониторинг таблицы состояний», чтобы увидеть информацию о состоянии работы программы и значения внутренних данных. С помощью таблицы состояний мы можем просматривать текущие значения данных и вносить в них изменения. Как показано на рисунке ниже. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUo9KvB0wUw-wU40AM.png http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUoqtTiiQQwgAg46AQ.png Для входа на платформу EMCP необходимо нажать на изображение устройства «Siemens S7-200 PLC» или на его название, чтобы перейти к информации об устройстве. В первую очередь отображается информация о периодическом сборе данных с 200PLC (данные в реальном времени). Чтобы осуществить операции чтения и записи данных на устройстве 200PLC, необходимо нажать кнопку «Чтение/запись данных». Чтобы просмотреть исторические данные, сохраняемые устройством, следует нажать кнопку «Исторические данные». Для просмотра записей об алармах достаточно нажать кнопку «Записи об алармах». Результаты будут отображаться как показано ниже. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvKH4zgUouPy5wwcwgAg4pwQ.png
http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvaH4zgUop6n4VjCACDihBA.png
http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAgvaH4zgUoiNDsggYwgAg4pwQ.png
Установите на телефон приложение «Юньлянь Вутун», войдите с помощью имени пользователя и пароля. После этого перейдите в список устройств, выберите устройство «Siemens S7-200PLC». Вы попадете на страницу с данными в реальном времени или на экран конфигурации (в режиме отображения конфигурации). Нажмите на кнопку в верхнем правом углу меню — появится меню функций. В этом меню нажмите «Чтение/запись данных», чтобы выполнять операции по чтению и записи данных. Нажмите «Исторические отчеты», чтобы просмотреть исторические данные устройства. Нажмите «Графики изменений», чтобы посмотреть графики изменения данных за определенный период. Нажмите «Информация об ошибках», чтобы просмотреть записи об ошибках устройства. Нажмите «Подробная информация о устройстве», чтобы узнать подробности о устройстве или посмотреть видео с его работы. http://6318546.s21i-6.faiusr.com/4/ABUIABAEGAAg6LH4zgUowLz7pwYwlgY4xgU.png