inteligentne moduły I/O do sieci Ethernet z serii ADAM-6200

Firma Advantech już od ponad kilkunastu lat cieszy się statusem cenionego na całym świecie, a także i w Polsce, dostawcy urządzeń dla rozproszonych systemów kontrolno-pomiarowych. Powstała w roku 1993 seria modułów ADAM, która w pierwszej swej odsłonie stanowiła tylko listę kilku urządzeń z interfejsem szeregowym RS-485, sukcesywnie i po dziś dzień jest rozwijana, szczególnie pod względem rozszerzenia możliwości komunikacji z różnymi systemami automatyki. W ostatnim czasie było to przede wszystkim wyróżnienie nowej serii ADAM-6100 – modułów I/O z obsługą protokołów EtherNet/IP i PROFINET. Także jesienią tego roku producent przedstawił kolejną nowość – moduły serii ADAM-6200, których właściwości i możliwości postaramy się pokrótce przedstawić w niniejszym artykule.

I/O

Na obecną chwilę w serii tej występuje 7 modułów wyposażonych w wejścia/wyjścia analogowe (U/I) i cyfrowe (także przekaźnikowe). Dodatkowo każde z wejść cyfrowych pracować może jako wejście licznikowe (w trybie zliczania lub pomiaru częstotliwości) lub zatrzaskowe (latch), a każde z wyjść cyfrowych jako wyjście impulsowe (o regulowanym wypełnieniu i liczbie generowanych jednorazowo impulsów) lub opóźniające (o zadanej zwłoce czasowej).

Komunikacja

Moduły wyposażone zostały w dwa interfejsy sieciowe Ethernet 10/100 Base-TX oraz obsługę protokołu Modbus/TCP, jakby nie patrzeć jednego z cały czas najpowszechniej stosowanych w automatyce przemysłowej. Na szczególną uwagę zasługuje tu funkcjonalność wynikająca z istnienia właśnie dwóch portów sieciowych (stanowiących de facto wbudowany dwuportowy switch, zgodny z IEEE 802.3u), które pozwalają na kaskadowe łączenie modułów (w topologii linear daisy chain), bez konieczności stosowania normalnie wymaganych przełączników sieciowych. Dodatkowo (co wydaje się być szczególnie istotne dla uzyskania jak największej niezawodności całości układu) połączenie takie objęte jest funkcją auto-bypass, która w przypadku zaniku zasilania pojedynczego modułu 

zapewnia utworzenie przezroczystego połączenia między obydwoma interfejsami, skutkujące oczywiście utrzymaniem komunikacji z pozostałymi modułami znajdującymi się w łańcuchu. Także i tu, podobnie jak w modułach serii ADAM-6000 poprzez implementację prostego serwera www, producent przewidział także możliwość korzystania z urządzeń za pośrednictwem zgodnej z HTML5 przeglądarki internetowej (z wykorzystaniem komputera, tabletu czy nawet smartfona). Po wpisaniu do pola adresowego przeglądarki IP modułu i po prawidłowym zalogowaniu (wymagane jest podanie hasła ustawianego za pomocą programu narzędziowego AdamApax .NET Utility) uzyskujemy widok fabrycznie wgranej do urządzenia prostej strony www, pozwalającej na wgląd w aktualne stany we/wy (wraz z krótkim trendem graficznym) oraz wysterowanie poszczególnych wyjść. Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie, aby strona ta została odpowiednio zmodyfikowana we własnym zakresie przez użytkownika (co tu wydaje się być dużo prostsze niż w przypadku modułów serii ADAM-6000, gdzie wymagane było przygotowanie apletu Java). Wystarczy odpowiednie przygotowanie samego kodu HTML (oczywiście w połączeniu z JavaScript). Dla dostępu do danych modułu będzie to ajax’owe wykorzystanie zaimplementowanych i szczegółowo opisanych w instrukcji użytkownika wywołań GET/POST (zgodnych z architekturą REST i zwracających informacje w postaci danych XML). Do graficznej reprezentacji wyników skorzystać możemy z występującego w specyfikacji HTML5 i pozwalającego na uzyskanie rozbudowanych grafik elementu (kontenera) „<canvas>”, a do interakcji z użytkownikiem oczywiście z obiektów formularzowych. Gotowy kod wgrywamy do pamięci modułu za pomocą utility.

Połączenia P2P

Stosunkowo często pojawiającym się problemem rozproszonych systemów automatyki i pomiarów jest przesyłanie dużej ilości sygnałów, często także na duże odległości. Kłopotliwa staje się wtedy konieczność prowadzenia dużej ilości przewodów oraz występowanie, szczególnie w przypadku przesyłania sygnałów analogowych, wszelakiego rodzaju zakłóceń. Jednym z możliwych rozwiązań eliminujących te problemy jest oczywiście przesyłanie sygnałów w postaci przetworzonej do cyfrowej, za pomocą chociażby sieci Ethernet. I tu pomocną okazać się może właśnie implementacja połączeń P2P (Peer To Peer), występująca także modułach serii ADAM-6200, nie wymagająca korzystania z dodatkowego urządzenia master i umożliwiająca dodatkowo pracę w dwóch trybach: BASIC (One To One, gdzie współpracuje ze sobą tylko para modułów) oraz ADVANCED (One To Multi, gdzie dla każdego kanału modułu „źródłowego” wskazać możemy dowolny kanał dowolnego modułu „docelowego”).

Algorytmy GCL

Dzięki zaimplementowanej obsłudze algorytmów GCL (Graphic Condition Logic), czyli prostych reguł logicznych (maksymalnie 16 na moduł, z możliwością łączenia kaskadowego) operujących na sygnałach wejściowych i na ich podstawie ustalających stany wyjść (także na zdalnych modułach), urządzenia te mogą także przyjąć rolę prostego autonomicznego sterownika. Do sterownika PLC tu oczywiście bardzo daleko, ale w przypadku pojawiających się czasem bardzo prostych zadań, dla których stosowanie PLC jest zdecydowanie nadmiarowe, ta funkcja modułów serii ADAM-6200 wydaje się być bardzo przydatną.