Vizualizace řídicích systémů

V roce 1998 uvedla firma SofCon® s.r.o. na trh novou verzi průmyslového terminálu pod označením TERM10B-VP - viz Zpravodaj 99/01, článek Vizualizační panel TERM10B-VP. Tento terminál lze použít pro vizualizaci (sledování a ovládání) různých řídicích systémů od jiných výrobců.

V tomto příspěvku se zaměříme na praktické zkušenosti s připojením terminálu TERM10-VP k řídicím systémům od firem TECO, Allen Bradley a SAIA.

Připojení TERM10B-VP k programovatelným automatům Tecomat

Řídicí systém je k vizualizačnímu panelu připojen po sériové lince s fyzickým rozhraním RS232 nebo RS485/422. V případě druhého rozhraní je možno připojit k jednomu vizualizačnímu panelu více řídicích systémů. Doporučená přenosová rychlost je 38400 Bd.

Základem programového vybavení, které řeší komunikaci s řídicím systémem TECOMAT prostřednictvím standardního protokolu firmy Teco, je knihovna ChnTecom napsaná v jazyce Borland Pascal. Pomocí knihovny ChnTecom je možno komunikovat v režimu úplný Server (Slave) nebo úplný Client (Master). Prostřednictvím jednotlivých zpráv, definovaných v rozsahu standardního protokolu Teco režim PC, je možno provádět inicializaci spojení, čtení a zápis různých bloků dat (registry X, Y, S, R, přídavná paměť DataBox). Datovou část jednotlivých zpráv musí uživatel sestavovat a dekódovat sám za pomoci předdefinovaných typů záznamů.

Knihovna ChnTecom byla začleněna do vývojového prostředí KIT-Builder firmy SofCon. V jazyce KIT Basic tohoto prostředí bylo implementováno několik konkrétních automatů. Tyto automaty v případě, kdy vizualizační panel vystupuje v roli Client (Master), zabezpečují navázání komunikace a obsluhují čtení a zápis uživatelem zadaných bloků registrů z jednoho nebo více řídicích systémů TECOMAT. Toto programové vybavení je k dispozici uživateli ve zdrojovém tvaru jako include-soubory, a proto si je může uživatel snadno upravit pro konkrétně požadovaný režim výměny dat mezi vizualizačním panelem a řídicím systémem.

V jazyce KIT-Basic je možno jednoduše zpracovávat v přenášeném bloku dat všechny hodnoty typu bit, byte, integer, word, longint a po převodu i typu single (4-bytový real 1s+8e+23m).

Připojení TERM10B-VP k programovatelným automatům firmy Saia

Řídicí systém je k vizualizačnímu panelu připojen po sériové lince s fyzickým rozhraním RS232 nebo RS485/422. V případě druhého rozhraní je možno připojit k jednomu vizualizačnímu panelu více řídicích systémů. Doporučená přenosová rychlost je 38400Bd.

V programovacím jazyku Borland Pascal byla vytvořena firemní knihovna ChnSBus, implementující standardní protokol SAIA Sbus (P8) firmy Saia, který je použit pro komunikaci s řídicími systémy Saia. Pomocí této knihovny je možno komunikovat v režimu buď jako Server (Slave) nebo jako Client (Master) v rozsahu tzv. neúplného protokolu P8, umožňujícího na základě jednotlivých zpráv provádět čtení a zápis všech druhů proměnných (Input, Output, Flag, Register, Timer, Counter, Clock, DisplayReg) a čtení statusu procesoru, ne však čtení a zápis programového vybavení řídich systémů.

V téže jednotce je implementována i linková vrstva protokolu. U linkové vrstvy jsou podporovány 3 režimy přenosu - režim s vysíláním nastavitelného 9. (paritního) bitu, režim s vysíláním Break-interruptu a tzv. čistě datový režim (první znak zprávy vždy znak FS).

Výše uvedená knihovna byla začleněna do firemního prostředí KIT-Builder. V jazyce KIT-Basic tohoto prostředí byly napsány dva konkrétní automaty (pro 1 řídicí systém a pro více řídicích systémů), zabezpečující navázání komunikace a obstarávající čtení a zápis uživatelem zadaných bloků registrů (jeden blok pro 4 bytové binární registry a jeden blok pro bitové veličiny). Tyto automaty jsou k dispozici uživateli ve zdrojové podobě jako include-soubory, a proto je možno je snadno upravit pro jiný režim přenosů dat.

Připojení TERM10B-VP k programovatelným automatům Allan Bradley

Řídicí systém je k vizualizačnímu panelu možno připojit po sériové lince s fyzickým rozhraním RS232 (na rozhraní RS485 není v řídicích systémech SLC protokol DF1 definován). Doporučená přenosová rychlost je 38400Bd.

V programovacím jazyku Borland Pascal byla vytvořena firemní knihovna ChnDF1, implementující protokol DF1 firmy Allen Bradley, který je použit pro komunikaci s řídicími systémy řady SLC. V knihovně je implementován protokol DF1 ve dvou režimech - half duplex a full duplex, s dvojím možným zabezpečením linkové vrstvy - 16-bitový CRC a 8-bitový součet. Režim a způsob zabezpečení může volit uživatel. Pomocí této knihovny je možno komunikovat s řídicími systémy na úrovni jednotlivých zpráv. Tak je možno provádět inicializaci spojení, čtení a zápis různých bloků dat.

Výše uvedená knihovna byla začleněna do firemního prostředí KIT-Builder. V jazyce KIT-Basic tohoto prostředí bylo napsán konkrétní automat, zabezpečující navázání komunikace a obstarávající čtení a zápis uživatelem zadaných bloků registrů. Tento automat je k dispozici uživateli ve zdrojové podobě jako include-soubor, a proto je možno jej snadno upravit pro jiný režim přenosů dat.

Tvorba programu pro vizualizační panel

Uživatel píše vlastní aplikaci v jazyce KIT-Basic tak, že dodaný vzorový program doplní o čísla požadovaných přenášených registrů, začlení include-soubor s příslušným automatem a poté se může soustředit na vytvoření jednotlivých obrazovek pro zobrazení příslušných přenášených dat.

Komunikace je v připravených automatech omezena na opakovaný přenos max. cca 4000 bytů. V případě potřeby přenosu více dat je třeba využít jazyka KIT-Basic k jejich předzpracování nebo jejich přesměrování do tzv. archivů.

Obrazovky lze definovat buď v textovém zápisu prostředky jazyka KIT-Basic, nebo je lze definovat pomocí grafického návrhového prostředí KbdLCD - viz zpravodaj 99/01 - článek Vizuální návrh obrazovek terminálů.

Jednotlivá přenášená data z řídicího systému lze zobrazovat v těchto formátech:

• dekadicky, binárně, hexadecimálně
• výčtem různých textů,
• pomocí speciálních znaků (šipky, schematické značky apod.),
• jako bar-graf (vyjádření okamžité hodnoty v podobě sloupce)
• jako dvojrozměrný graf typu x, y nebo graf závislosti veličiny na čase.

V posledním případě se vzorkování veličiny v čase může provádět již v řídicím systému a po komunikaci poslat pouze navzorkovanou sadu hodnot. Druhou možností je vzorkování veličiny až ve vizualizačním panelu pomocí algoritmu zapsaného v KIT-Basicu.

Údaje (povely), které se přenášejí z vizualizačního panelu do řídicího systému, lze posílat pomocí předdefinovaných automatů, buď synchronně v určitém časovém intervalu, nebo vždy po provedené změně hodnoty.

Vzhledem k tomu, že algoritmus vizualizačního panelu je popsán v univerzálním jazyce KIT-Basic, je možno vlastní vizualizaci doplnit o další prvky jako je statistické zpracování přečtených veličin, archivace těchto veličin, archivace historie obsluhy apod.

Samozřejmostí je možnost komunikovat s jedním i více řídicími systémy. V případě více systémů je možno psát pro každý řídicí systém speciální sadu obrazovek (pokud každý řídicí systém řídí jiný druh zařízení) nebo je možno psát univerzální obrazovky, kterými lze sledovat stejné množiny údajů z různých řídicích systémů, připojených na stejný druh zařízení.