TIA Portal WinCC Professional V13 jako „mała SCADA”

technika
OPROGRAMOWANIE
TIA ­Portal ­WinCC
­Professional ­V13
jako „mała ­SCADA”
Portfolio firmy ­Siemens w zakresie urządzeń oraz oprogramowania
­HMI jest bardzo bogate. Z jednej strony jego komponenty składowe
zapewniają szeroki przegląd funkcjonalności, z drugiej jednak wybór
odpowiedniego rozwiązania nie zawsze jest oczywisty.
Produkty sprzętowe w postaci paneli operatorskich czy komputerów
przemysłowych można uszyć na miarę potrzeb klienta. Pozostaje kwestia
doboru środowiska pracy aplikacji.
O ile w przypadku paneli operatorskich wybór narzędzia inżynierskiego determinowany jest zazwyczaj typem urządzenia, o tyle w przypadku
wizualizacji na P
­ C – powinien zostać
on dokonany w zależności od zakładanej rozpiętości oraz funkcjonalności systemu. Pod uwagę powinniśmy
wziąć m.in. ilość wymienianych informacji, strukturę systemu czy też
ewentualne pakiety opcjonalne.
W zakresie systemów wizualizacji ­Siemens oferuje kilka rozwiązań
zapewniających pełną skalowalność
systemu. Istnieje możliwość stworzenia projektu panelowego na stacji
­PC (WinCC ­Advanced) lub znacznie
bardziej elastycznej aplikacji ­SCADA
(WinCC ­Professional). Ponadto ofertę uzupełnia sztandarowy system wizualizacji – ­WinCC v7.
W publikacji przybliżamy możliwości aplikacji najmłodszej, a mianowicie ­WinCC ­Professional. Ten
system ­
SCADA stanowi doskonałe uzupełnienie oferty ­HMI firmy S­ iemens. Jest to produkt, który w trakcie kilkuletniej obecności
na rynku został sprawdzony, zastosowany oraz doceniony przez wielu
klientów. Możliwości zastosowania
aplikacji są bardzo szerokie, jednak
z punktu widzenia pozycji środowiska w hierarchii produktów W
­ inCC,
powinniśmy rozważać jej zastoso-
24
s ier p ień
2 0 1 4
wanie w obszarze systemów małych
oraz średnich, gdzie wymogiem będzie możliwość elastycznej konfiguracji zarówno pod kątem funkcjonalnym jak i struktury systemu.
WinCC P
­ rofessional ma szereg zalet funkcjonalnych w stosunku do
starszego brata – wersji ­Advanced.
Przede wszystkim struktura systemu
nie jest ściśle ograniczona – oznacza
to możliwość konfiguracji struktury
klient-serwer, a w najnowszej wersji pojawiała się również możliwość
definicji serwera pracującego w trybie redundancji. Zintegrowany kanał O
­ PC uzupełnia tą funkcjonalność o możliwość wymiany danych
z systemami producentów trzecich.
Skalowalność struktury systemu staje
się jeszcze bardziej elastyczna dzięki
dobrze znanym pakietom opcjonalnym ­WebNavigator czy ­DataMonitor.
W dobie intensywnego rozwoju komunikacji oraz branży I­ T, dostęp do
aplikacji przez serwer ­WWW jest
niejednokrotnie podstawowym wymogiem, a coraz rzadziej zbytecznym
luksusem.
WinCC P
­ rofessional jest częścią
znanego już powszechnie środowiska ­Totally ­Integrated ­Automation
Portal. Środowisko inżynierskie
­
– integrujące projekt sterownika, napędu, panelu operatorskiego
oraz ­SCADA – czyni pracę deweloperską zdecydowanie wygodniejszą,
a co ważniejsze wydajniejszą. Zalety
płynące z możliwości integracji poszczególnych komponentów systemu
sterowania – są zwłaszcza zauważalne w przypadku projektu wizualizacji. Poza bezpośrednim, stałym
oraz nieograniczonym dostępem
do danych projektu sterownika P
­ LC
technika
OPROGRAMOWANIE
(zmienne, bloki danych, alarmy, etc.)
– programista może skorzystać również z wielu funkcji dodatkowych
wynikających z zastosowania podzespołów programowanych z poziomu ­TIA ­Portal.
Bardzo często przeszkodą w zastosowaniu systemu ­WinCC jest jego
cena. Podstawowym wyznacznikiem
wartości aplikacji jest liczba zmiennych procesowych, czyli takich, których bezpośrednim źródłem jest sterownik ­PLC. Niezależnie czy zmienna
jest typu bitowego czy np. jest podwójnym słowem, koszt zmiennej
jest stały. Zwróćmy jednak uwagę, iż
­WinCC ­Professional dostarcza szeregu opcji redukujących ilości zmiennych licencyjnych. Podstawowym
mechanizmem systemowym temu
służącym jest możliwość zawarcia
wielu zmiennych binarnych w dłuższych ciągach danych – np. 32-bitowych. System zawiera zintegrowane
instrukcje pozwalające odczytać bit
w zmiennej (np. statusowej) i wykorzystać jego wartość w celu dynamizacji właściwości graficznej elementów ekranu procesowego. Podobnie
w drugą stronę – możemy ustawić bit
w zmiennej dowolnego typu stosują
prostą funkcję systemową. Bardziej
zaawansowanym mechanizmem wymiany większej ilości informacji jest
zmienna zwana R
­ aw D
­ ata. Wykorzystanie tego typu danych pozwala na
przesłanie (jako jedną zmienną licencyjną) – 208 bajtów w przypadku sterownika serii S­ 7-300 oraz 448 bajtów
dla sterowników z rodziny ­S7-400.
Wymagana jest tutaj interpretacja
danych przez użytkownika po stronie ­WinCC jednak mechanizm jest
bardzo łatwy w obsłudze. Dodatkowo
na polskich stronach wsparcia tech-
nicznego S­ imatic można odszukać
instrukcje – krok po kroku – w jaki
sposób skonfigurować taką wymianę danych.
Kolejną bardzo ciekawą oraz niespotykaną w innych systemach funkcjonalnością T
­ IA jest możliwość
szerokorozumianej diagnostyki. Mechanizmy systemowe pozwalają zdiagnozować problemy z samym projektem W
­ inCC (oraz ze skryptami
użytkownika w niej zawartymi), problemy komunikacyjne czy też błędy sprzętowe występujące w sterowniku S­ 7. Te ostatnie generowane są
systemowo i nie wymagają żadnego
nakładu pracy programisty – poza
wstawieniem na ekran procesowy odpowiedniej kontrolki dla operatora.
Uzupełnieniem szczegółowej diagnostyki sterownika ­PLC jest możliwość
wyświetlenia kodu programu sterownika bezpośrednio na ekranie synoptycznym wizualizacji.
WinCC ­Professional daje również
interesujące możliwości konfiguracji
systemu komunikatów alarmowych.
Mechanizm nie jest nowy, ale w połączeniu z najmłodszą rodziną sterowników ­S7-1500 został on znacznie uproszczony. Konkretnie mamy
tutaj na myśli alarmowanie programowe/telegramowe. Co kryje się
pod tym sformułowaniem? Otóż jest
to metoda generowania alarmów,
gdzie źródłem oraz jedynym miejscem ich konfiguracji jest sterownik
­PLC – zastosowanie odpowiedniej
funkcji. Jakie niesie to za sobą zalety?
Jest ich sporo. Po pierwsze wymiana danych nie odbywa się cyklicznie, a właśnie w formie telegramów,
wysyłanych wyłącznie w momencie
wystąpienia zdarzenia alarmowego
– komunikacja nie jest więc stale obciążona. Po drugie zmienne alarmowe nie są deklarowane w projekcie
­WinCC, co pozwala zminimalizować
liczbę zmiennych licencjonowanych.
Po trzecie, komunikaty zdeklarowane w sterowniku są zcentralizowane,
czyli konfigurację wystarczy wykonać tylko raz, a alarmy będą wyświetlane oraz potwierdzane globalnie ze
wszystkich urządzeń ­HMI w projekcie. Po czwarte – stempel czasowy
nadawany komunikatowi posiada
dokładność zgodną z cyklem sterownika (a nie rozdzielczość 1 sekundy
jak jest to w przypadku rozwiązania klasycznego). Dokładność kilkunastu/kilkudziesięciu milisekund
w wielu aplikacjach jest parametrem
wymaganym. Po piąte zachowana
jest ciągłość zdarzeń alarmowych
w przypadku chwilowego braku komunikacji ­HMI <> ­PLC. Wynika to
z bufora komunikatów znajdującego
się w pamięci sterownika. Te i inne
zalety sprawiają, iż rozwiązanie takie znajduje bardzo wielu zwolenników a w większych systemach ­DCS
jest standardem.
Na koniec warto również wspomnieć o ergonomii pracy z narzędziem deweloperskim. Elastyczność układu interfejsu użytkownika
daje szerokie możliwości usprawnienia pracy oraz dopasowania narzędzi do przyzwyczajeń inżyniera. Wszechobecna idea drag&drop
znacznie ułatwia i przyspiesza. Standaryzacja usprawnia tworzenie danych masowych – np. wymiana danych tabelarycznych (bezpośrednio
przez kopiowanie) z arkuszem kalkulacyjnym ­Excel. Wersja ­V13 została również wzbogacona o mechanizm
integracji projektu T
­ IA ­Portal z klasycznym środowiskiem programowania sterowników – ­Step 7. Możemy więc w łatwy sposób – z poziomu
naszego projektu H
­ MI stworzonego w TIA P
­ ortal – uzyskać dostęp do
zmiennych, bloków danych czy alarmów z projektu S­ tep 7 ­Classic.
Więcej informacji na temat systemu W
­ inCC P
­rofessional można uzyskać w regionalnych biurach
sprzedaży ­Siemens lub pod adresem
mailowym [email protected].
Na przełomie sierpnia i września br.
odbędzie się również ogólnopolski
cykl warsztatów technicznych poświęconych poruszonym w niniejszej
publikacji zagadnieniom. Na warsztaty zapisać się można na stronie internetowej www.siemens.pl/simatic,
serdecznie zapraszamy!
Radosław ­Krzyżanowski
Siemens S
­ p. z o.o.
sie rp ie ń
2 0 1 4
25