Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Nové nástroje Step 7 a nové funkce jednotek Simatic PN-CPU

Článek představuje nové nástroje obsažené ve vývojovém softwaru pro programovatel­né automaty řady Simatic od jeho verze Step 7 V5.5. a krátce zmiňuje nové funkce jed­notek Simatic PN-CPU (procesorové jednotky s rozhraním Profinet).
 
V moderní automatizaci se stále častěji používají zařízení se zabudovanými mecha­nismy a rozhraním umožňujícími přes ether­netové sítě přímo přistupovat k údajům ve výrobním systému s použitím univerzálních klientů. Děje se tak jednoduše a zdarma pro­střednictvím běžných webových prohlíže­čů. Integrátoři systémů či pracovníci servisu (údržby) v současnosti při ověřování a oži­vování řídicího systému a technologického zařízení požadují co možná nejpružnější pří­stup k procesorovým jednotkám (CPU) v ří­dicím systému. Nejsnáze lze takový přístup zajistit prostřednictvím internetu či intrane­tu, přičemž je účelné využívat již existující a osvědčené prostředky, jakými jsou protokol HTTP, jazyk HTML, JavaScript a standard­ní webové prohlížeče. Pro diagnostické úče­ly nebo občasnou kontrolu lze takto snadno splnit individuální požadavky na zobrazení či změnu údajů v automatizačním projektu.
 

Integrované nástroje k tvorbě webových stránek

 
Procesorové jednotky řady Simatic s roz­hraním Profinet (Simatic PN-CPU) umož­ňují zpřístupnit úplné i aktuální účelové diagnostické údaje jak prostřednictvím stan­dardizovaných vlastních webových stránek CPU, tak i volně programovatelných webo­vých stránek, jejichž obsah si každý uživatel může volně určit. Funkce tvorby vlastních webových stránek není u programovatelných automatů (PLC) řady Simatic nová. Nová je její dostupnost při absenci dříve nezbytných speciálních komunikačních karet (např. karta CP 343-1 Advanced). V praxi to znamená, že např. při použití velmi oblíbeného procesoru CPU 315 lze nyní nejen pohodlně komuni­kovat prostřednictvím sítě Ethernet (bez po­užití nebo s použitím protokolů Profinet), ale také využívat připravené diagnostické nástro­je, které uživatel dříve neměl k dispozici, aniž by použil vývojové prostředí Step 7. Navíc si uživatel může připravit vlastní stránky HTML k různým doplňkovým úče­lům. Výsledkem je mnohem komfortnější a efek­tivnější obsluha řídicích jednotek při stejných vy­naložených finančních pro­středcích. Současná proce­sorová jednotka tedy zvlá­dá množství funkcí, jejichž realizace dříve vyžadova­la nákladnější a prostorově rozsáhlejší uspořádání ří­dicího systému s doplňko­vými speciálními kartami.
 
Integrovaný webový server S7-CPU, jehož da­tový obsah je dostupný při použití standardního webo­vého prohlížeče, především poskytuje identifikační úda­je a údaje o aktuálním stavu hardwaru. Dále jsou k dispozici např. diagnostický buffer, sys­témová hlášení, informace o datovém provo­zu přes rozhraní, topologie sítě, stavové úda­je proměnných nebo celé tabulky proměnných (Virtual Allocation Table – VAT).
 

Snadná tvorba a příklady webových stránek

 
K tvorbě vlastních uživatelských webo­vých stránek lze použít jakýkoliv editor a vy­užít všechny možnosti poskytované nástroji jako HTML, CSS (Cascading Style Sheet) a JavaScript. Pro přímý přístup k hodnotám proměnných v CPU se používají symbolické názvy proměnných a speciální příkazy pro tvorbu uživatelského programu (Anwender­programm, tzv. příkazy AWP).
 
Principiální postup při tvorbě vlastních uživatelských stránek je takovýto (obr. 1):
  • Připravit a vytvořit stránku HTML (webo­vou aplikaci), která se poté převede do formy datových bloků. Programový kód se dopl­ní o funkci, která zajišťuje výměnu dat mezi webovým prohlížečem a CPU jako webo­vým serverem (SFC99 volaná např. z OB1) a která inicializuje příslušné datové bloky, do nichž je webová aplikace „přeložena“.
  • O převod webové stránky (HTML, JPG atd.) do datových bloků (včetně automatic­ké kompilace) se stará nový nástroj, kterým je přídavný software S7-Web2PLC. Ten také zajišťuje správu projektů Web2PLC, import symboliky a integraci proměn­ných do uživatelského programu pro PLC Simatic S7, nahrání vytvořených databází a všechny další úkony potřebné pro správ­nou integraci webových stránek do stan­dardního automatizačního projektu Step 7.
  • Přenesení vytvořených webových stránek do procesorové jednotky PN-CPU (např. CPU 317-2 PN/DP) jako webového serveru.
  • Poté stačí zavolat a zobrazit webovou stránku v běžném prohlížeči prostřednic­tvím adresy IP procesoru (obr. 2).
Návody k tvorbě uživatelských webo­vých stránek různé složitosti krok za kro­kem, kterými je možné se inspirovat, lze po instalaci doplňku ke Step 7 V5.5 (Add-On) Web2PLC nalézt ve složce \Siemens\Step7\EXAMPLES\.
 
Úplnou ukázku postupu a připravený pro­jekt k vyzkoušení lze stáhnout pod označe­ním ID 44212999 [1].
 

Ochrana autorských práv k programům

 
Jiným užitečným nástrojem, obsaženým (stejně jako doplněk Web2PLC) na druhém CD instalačního balíku Simatic Step 7 verze V5.5 a vyšší, je doplňkový software S7 Block Privacy. Tento nástroj přináší vylepšený me­chanismus ochrany autorství uživatelského softwaru šifrováním bloků (ve firemní litera­tuře ho lze nalézt také pod označením know-how protect). Programové bloky lze zašif­rovat s možností či bez možnosti následného dešifrování. Jde tudíž o způsob práce vyža­dující určitou obezřetnost.
 

Požadavky na hardware

 
K využití uvedených softwarových nástro­jů je nezbytný adekvátní hardware. Minimum představují jednotlivě následující hardwarové moduly (obr. 3):
  • CPU 31x-2/3 PN/DP od firmwaru V3.2,
  • CPU 41x-3PN/DP od firmwaru V6.0,
  • ET 200S CPU od firmwaru V3.2,
  • ET 200pro CPU od firmwaru V3.2.
Úplný přehled a detailní informace o této problematice lze získat na webových strán­kách technické podpory společnosti Siemens. Které z hardwarových modulů podporují nové funkce PN-CPU, je možné zjistit pod označením ID 44383954 [2].
 
Nový firmware od společnosti Siemens uvedený ve výčtu shora nabízí větší počet funkcí, které významně přispějí k jednoduchosti a transparentnosti řešení nových úloh z oblasti automatizační techniky a pomo­hou dosáhnout dalších úspor a vyšší efekti­vity práce na projektech řešených s použi­tím PLC řady Simatic S7 a sítí s protokolem Profinet. Při použití nových verzí procesoro­vých jednotek a firmwaru výše zmiňovaných verzí může CPU fungovat jako I-Device, popř. Shared Device, čímž lze dále redu­kovat a optimalizovat potřebný hardware (obr. 4) a využít nové přístupy také např. v oblasti diagnostiky a servisu provozova­ného řídicího systému.
 
Odkazy na internet:
Ing. Rostislav Kosek,
Simatic S7, SW/PG,
Siemens, s. r. o.
 
Obr. 1. Princip tvorby a zobrazení uživatelských webových stránek
Obr. 2. Příklad uživatelské webové stránky s přístupem k údajům v jednotce Simatic PN-CPU
Obr. 3. Nové procesorové jednotky PN-CPU pro PLC Simatic: a) CPU 314C-2 PN/DP, b) CPU 412-2 PN
Obr. 4. Úspora hardwaru při použití procesorových jednotek Simatic PN-CPU: sdílená stanice I-Device na síti Profinet