MODELOWANIE STANDARDU PROFIBUS W ŚRODOWISKU LABVIEW

Podobne dokumenty
Uniwersalny Konwerter Protokołów

Pracownia Transmisji Danych, Instytut Fizyki UMK, Toruń. Instrukcja do ćwiczenia nr 10. Transmisja szeregowa sieciami energetycznymi

Katedra Inżynierii Systemów Sterowania WEiA PG. Przemysłowe Sieci Informatyczne Laboratorium

WIRTUALNY MOST DO KOMUNIKACJI MIĘDZYSIECIOWEJ

MiniModbus 4DO. Moduł rozszerzający 4 wyjścia cyfrowe. Wyprodukowano dla. Instrukcja użytkownika

Rozproszony system zbierania danych.

Przemysłowe Sieci Informatyczne (PSI) Systemy Czasu Rzeczywistego (SCR)

Zadania do ćwiczeń laboratoryjnych Systemy rozproszone automatyki - laboratorium

PROFIBUS MODEL KOMUNIKACJI

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

IV - INSTRUKCJE SIECIOWE SPIS TREŚCI: 1. Charakterystyka protokołu komunikacyjnego PPI Charakterystyka interfejsu MPI...5

Zarządzanie infrastrukturą sieciową Modele funkcjonowania sieci

Opracowanie ćwiczenia laboratoryjnego dotyczącego wykorzystania sieci przemysłowej Profibus. DODATEK NR 4 Instrukcja laboratoryjna

Politechnika Wrocławska

Kurs SINAMICS G120 Konfiguracja i uruchomienie. Spis treści. Dzień 1

Kurs Certyfikowany Inżynier Sieci PROFIBUS DP. Spis treści. Dzień 1

SPIS TREŚCI: 1. Charakterystyka protokołu komunikacyjnego PPI... 2 str. 2. Charakterystyka interfejsu MPI... 4 str.

Projektowanie oprogramowania cd. Projektowanie oprogramowania cd. 1/34

Przesyłania danych przez protokół TCP/IP

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

MODBUS RTU wersja M1.14 protokół komunikacyjny wyświetlaczy LDN

Komunikacja Master-Slave w protokole PROFIBUS DP pomiędzy S7-300/S7-400

RS485 MODBUS Module 6RO

DOKUMENTACJA TECHNICZNA. KONWERTER MODBUS v1. INSTRUKCJA OBSŁUGI wersja instrukcji 1.0

Mini Modbus 1AI. Moduł rozszerzający 1 wejście analogowe, 1 wyjście cyfrowe. Wyprodukowano dla

Rozwiązanie dla standardowych urządzeń...

RS485 MODBUS Module 6RO

Smart home managing by Ethernet micro server. Zarządzanie systemem inteligentnego domu za pomocą mikro serwera Ethernet. 1. Cele

SiMod-X-(A1) Przetwornik parametrów powietrza z interfejsem RS485 (MODBUS RTU) oraz wyjściem analogowym (dotyczy wersji -A1)

APLIKACJA COMMAND POSITIONING Z WYKORZYSTANIEM KOMUNIKACJI SIECIOWEJ Z PROTOKOŁEM USS W PRZETWORNICACH MDS/FDS 5000

RS485 MODBUS Module 6RO

Spis treści. Dzień 1. I Wprowadzenie (wersja 0906) II Dostęp do danych bieżących specyfikacja OPC Data Access (wersja 0906) Kurs OPC S7

instrukcja instalacji modemu SpeedTouch 605s

Komputerowe systemy pomiarowe. Dr Zbigniew Kozioł - wykład Mgr Mariusz Woźny - laboratorium

Konfigurowanie PPP dla Windows 7

Komunikacja sterownika PLC Fatek jako master w protokole ModBus RTU

1. Opis. 2. Wymagania sprzętowe:

Konfiguracja panelu ASTRAADA HMI z sterownikiem ASTRADA ONE

ASMAX ISDN-TA 128 internal Instalacja adaptera w środowisku Windows 98 / ME

Zastosowanie oprogramowania Proficy (ifix, Historian oraz Plant Applications) w laboratoryjnym stanowisku monitoringu systemów produkcyjnych in-line

RS485 MODBUS Module 16O

SM211 RS485 - JBUS/MODBUS dla SM103E. Æ Instrukcja obsługi

Nowe spojrzenie na systemy monitoringu i sterowania sieciami ciepłowniczymi

ZAGADNIENIE STEROWANIA RUCHEM ULICZNYM W STANDARDZIE MODBUS

Systemy wbudowane - wykład 7

PRZYKŁADOWE PYTANIA NA PRÓBNY EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE ZAWODOWE

1. Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest zestawienie połączenia pomiędzy dwoma sterownikami PLC za pomocą protokołu Modbus RTU.

Spis treści. Dzień 1. I Konfiguracja sterownika (wersja 1410) II Edycja programu (wersja 1406) III Środowisko TIA Portal (wersja 1410)

Instrukcja użytkownika ARsoft-CFG WZ1 4.0

Cyfrowy wzmacniacz AED dla przetworników tensometrycznych.

MODEL WARSTWOWY PROTOKOŁY TCP/IP

Instrukcja instalacji

Sieci Komputerowe. Wykład 1: TCP/IP i adresowanie w sieci Internet

Instrukcja użytkownika ARSoft-WZ1

FAQ: /PL Data: 09/06/2012. Zastosowanie zmiennych Raw Data Type WinCC v7.0

SDM-6RO. Moduł rozszerzający 6 wyjść przekaźnikowych. wyprodukowano dla

Konfiguracja sterowników Horner APG do pracy w trybie Modbus RTU Master

Spis treści. Dzień 1. I Wprowadzenie do diagnostyki sieci PROFIBUS (wersja 1303) II Warstwa fizyczna sieci PROFIBUS DP (wersja 1401)

dr inż. Tomasz Krzeszowski

PROGRAMOWALNE STEROWNIKI LOGICZNE

Uproszczony opis obsługi ruchu w węźle IP. Trasa routingu. Warunek:

Działanie i charakterystyka sterownika GE FANUC VersaMaxNano

Obługa czujników do robota śledzącego linie. Michał Wendland czerwca 2011

MiniModbus 4DI. Moduł rozszerzający 4 wejścia cyfrowe. Wyprodukowano dla

1. INSTALACJA SERWERA

Sieci miejscowe stosowane w układach serwonapędowych. Zagadnienia komunikacji w nowoczesnych układach serwonapędowych R Θ. R ω R M

2. Format danych i zaimplementowane funkcje MODBUS

Podstawy obsługi programów TwinCAT System Manager i TwinCAT PLC Control

Zaliczenie przedmiotu:

Problemy techniczne. Kontrolę konta administratora można z powrotem włączyć po zainstalowaniu programu.

Materiały dodatkowe Krótka charakterystyka protokołu MODBUS

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej. Laboratorium przyrządów wirtualnych. Ćwiczenie 4

Instrukcja do oprogramowania ENAP DEC-1

Industrial Ethernet Dokumentacja techniczna połączenia Sterowniki S7-400(300) firmy Siemens - System PRO-2000 firmy MikroB

Tytuł Aplikacji: Aplikacja przetwornic częstotliwości Danfoss w sieci przemysłowej Profinet

SM210 RS485 - JBUS/MODBUS dla SM102E. Æ Instrukcja obsługi

Ćw. I. Środowisko sieciowe, połączenie internetowe, opcje internetowe

VComNet Podręcznik użytkownika. VComNet. Podręcznik użytkownika Wstęp

Kurs OPC S7. Spis treści. Dzień 1. I OPC motywacja, zakres zastosowań, podstawowe pojęcia dostępne specyfikacje (wersja 1501)

DigiPoint mini Karta katalogowa DS 6.00

Katedra Inżynierii Systemów Sterowania WEiA PG. Przemysłowe Sieci Informatyczne Laboratorium

PLUTO Sterownik bezpieczeństwa Skrócona Instrukcja obsługi oprogramowania. PlutoProgrammingManualPL_v7A.pdf 1

CM Konwerter ModBus RTU slave ModBus RTU slave

Problemy techniczne. Zdejmowanie kontroli konta administratora systemu Windows na czas instalowania programów Optivum

Architektura komputerów. Układy wejścia-wyjścia komputera

Moduł Ethernetowy. instrukcja obsługi. Spis treści

ASEM UBIQUITY PRZEGLĄD FUNKCJONALNOŚCI

Automatyka przemysłowa. SiR_7 Transmisja danych ze sterownika PLC. Sieci przemysłowe typu Profibus i Profinet.

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej. Laboratorium cyfrowej techniki pomiarowej. Ćwiczenie 4

Site Installer v2.4.xx

Kurs Projektowanie i programowanie z Distributed Safety. Spis treści. Dzień 1. I Bezpieczeństwo funkcjonalne - wprowadzenie (wersja 1212)

INFORMATOR TECHNICZNY HORNER. Konfiguracja komunikacji GPRS pomiędzy sterownikiem XLe i oprogramowaniem Proficy HMI/SCADA Cimplicity

Robert Barański, AGH, KMIW State Machine v1.0. Maszyna stanów (State Machine)

SDM-16RO. Moduł rozszerzający 16 wyjść przekaźnikowych. wyprodukowano dla

asix4 Podręcznik użytkownika SAPIS7 - drajwer protokołu SAPIS7 Podręcznik użytkownika

Sterownik komunikacyjny CommDTM dla ProfiCore Ultra

LABORATORIUM PRZEMYSŁOWYCH SYSTEMÓW STEROWANIA

RS485 MODBUS Module 16O

Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia: Zestaw do badania cyfrowych układów logicznych

Akademickie Centrum Informatyki PS. Wydział Informatyki PS

Transkrypt:

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Nr 69 Politechniki Wrocławskiej Nr 69 Studia i Materiały Nr 33 2013 Krzysztof PODLEJSKI*, Jarosław SZAFRAN* Profibus, LabView, modelowanie MODELOWANIE STANDARDU PROFIBUS W ŚRODOWISKU LABVIEW Środowisko LabVIEW dostarcza podstawowych narzędzi do zaprojektowania modelowania standardu PROFIBUS takich jak PROFIBUS Master i Slave służących do wykonania polecenia zapisu i odczytu rejestrów wejściowych, i wyjściowych, obliczania sumy kontrolnej CRC czy zapisu pojedynczego rejestru. Rodzina PROFIBUS składa się z trzech wersji DP, PA i FMS różniących się zastosowaniem i wymaganiami dotyczącymi transmisji i bezpieczeństwa także typami wykorzystywanych ramek protokołu komunikacyjnego. W Profibus wykorzystuje się dwa odmienne podejścia do organizacji ruchu w sieci. Pierwszym jest protokół odpytywania, w którym kontrola dostępu do magistrali jest scentralizowana Metoda druga oparta jest o zasadę pierścienia logicznego (token passing). 1. WPROWADZENIE Profibus to standard przemysłowy przeznaczony do pomiarów, kontroli, sterowania i przesyłania danych w rozproszonych systemach automatyki określony normami DIN 19245 i EN50170. W skład standardu wchodzą trzy wersje: Profibus DP optymalizowany według kryterium dużej szybkości i efektywności transmisji przy możliwie niskich kosztach, Profibus PA stosowany w automatyzacji procesów produkcyjnych w środowiskach zagrożonych wybuchami (wersja iskrobezpieczna) i Profibus FMS wykorzystywany do komunikacji pomiędzy urządzeniami inteligentnymi (sterowniki PLC, komputery przemysłowe). Profibus FMS jest wersją uniwersalną wykorzystywaną najczęściej na poziomie wydziału systemu przemysłowego (poziom gniazd). Warstwa fizyczna dla wersji DP i FMS to RS485 i światłowód z wykorzystaniem powtarzaczy a dla wersji PA stosowany jest standard IEEE 1158-2 zapewniający wymagania iskrobezpieczeństwa. Dostępne jest tunelowanie protokołów poprzez sieć Ethernet i protokół TCP/IP. Organizacja komunikacji w sieci opiera się na dwóch * Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, 50-370 Wrocław, ul. Smoluchowskiego 19, krzysztof.podlejski@pwr.wroc.pl

551 różnych rozwiązaniach: metodzie odpytywania (master-slave) i zasadzie pierścienia logicznego (token passing). W Profibus wykorzystuje się pięć typów ramek (komunikatów) i cztery rodzaje usług [2] [4], [7], [8], [11]. Środowisko LabVIEW oferuje szerokie możliwości diagnostyczne standardu Profibus. Przykładowo pakiet Comsoft zawiera Profibus VIS, dostęp do urządzenia Slave DP i danych diagnostycznych. Narzędzie PROFIBUS-DP-Master Express VI Standard umożliwia prosty dostęp do urządzenia Master []. Blok konfiguracyjny Express VI integruje środowisko LabVIEW w sieciach PROFIBUS, bez konieczności tworzenia dodatkowego oprogramowania []. Aplikacje napisane w LabVIEW mogą pracować pod kontrolą systemu MS Windows, Vista, Unix, Linux, Mac OS, itp., także w systemach czasu rzeczywistego. Zagadnienia modelowania elementów standardu PROFIBUS lub całej sieci omawiane są w przykładowych pracach [6], [9] [13], [15] [18]. 2. PRZYKŁADOWE ELEMENTY APLIKACJI MAINPROFIBUS 2.1. PODSTAWOWE STRUKTURY Aplikacja modeluje działanie komunikacji pomiędzy urządzeniami Master i Slave w czterech przypadkach: praca poprawna, inicjalizacja komunikacji, utrata znacznika (tokena) w pierścieniu oraz podstawowe ustawienia magistrali (rys. 1). Program napisano w dwóch pętlach używając wielu zagnieżdżeń subvi. Pętla znacznika z częstością 1000 ms zmienia położenie znacznika a jej działanie aktywowane jest po wykonaniu ustawień w pętli głównej przechowującej dane o kolejności urządzeń Master w odpowiednich rejestrach, co jest warunkiem przekazywania znacznika zgodnie z priorytetami adresowymi. Pętla główna programu wykorzystuje architekturę maszyny stanów aktywną na zdarzenia wywoływane przez użytkownika. W tej architekturze podstawowymi składnikami są: pętla While zapewniająca ciągłość przejść między stanami, rejestr przesuwny zawierający aktualny stan maszyny oraz struktura Case odpowiadająca poszczególnym stanom. W implementacji pętli głównej aplikacji stany reprezentowane są, jako składowe zmiennej typu Enum [1], [13], [15]. Po uruchomieniu aplikacji wybierany jest stan rozpoczęcie, w którym zmiennym przypisane są wartości domyślne i ustawiane właściwości przycisków w panelu użytkownika Stan bezczynność jest stanem odniesienia, w którym umieszczona jest struktura zdarzeniowa reagująca na zdarzenia wywoływane przez kontrolki z obiektu Front Panel takie jak: ustawienia, inicjalizacja, zmiana adresów urządzeń Slave, i inne. Realizację stanu bezczynności uzyskano przez wykorzystanie w strukturze zdarzeniowej elementu z aplikacji Timeout z częstością domyślną dla tej struktury. Definiowane są zdarzenia zmian wartości następujących kontrolek: inicjalizacja, ustawienia, start, exit, wyślij, zmiana adresu odbiorcy (urządzenia Slave).

552 Rys. 1. Panel ustawień symulatora Stan wyślij realizuje wysyłanie ramki danych od urządzenia Master do określonego urządzenia Slave wywołując subvi: ramka.vi i subvi: string-to-digital.vi. Stan zakończ kończy pracę aplikacji po aktywacji zdarzenia EXIT w panelu użytkownika. 2.2. ADRESOWANIE URZĄDZEŃ MASTER Adresowanie urządzeń Master jest wewnętrzną aplikacją programu głównego odpowiedzialną za inicjalizację obiegu znacznika w pierścieniu logicznym (z aktywnym panelem użytkownika przedstawionym na rys. 2). W poszczególnych stanach realizowane są następujące akcje: stan start realizuje powtórną inicjalizację zmiennych do wartości domyślnych oraz uruchamia bufor przechowujący adresy urządzeń Master. Dla zmiennych zastosowano referencję do kontrolek znajdujących się na panelu użytkownika programu głównego. Takie rozwiązanie umożliwia zarówno pobieranie aktualnej wartości, jak i ich nadpisywanie,

553 stan bezczynność wykorzystuje struktury zawierające obsługę następujących zdarzeń dotyczących zmiany wartości kontrolek: exit, inicjalizacja (przejście do stanu inicjalizacja_ring maszyny stanów), A_M1 do A_M3 (dodanie do bufora adresów urządzeń Master adresu przypisanego do wymienionych zmiennych), stan inicjalizacja_ring rozpoczyna obieg znacznika w pierścieniu, stan stop wykonuje czynności kończące pracę programu (np. przypisanie wartości zmiennych do zmiennych globalnych, zamknięcie panelu użytkownika). Główny panel użytkownika przedstawiono, wraz z opisem, na rys. 3. Rys. 2. Inicjalizacja obiegu znacznika w pierścieniu logicznym

554 Rys. 3. Panel główny użytkownika 3. PODSUMOWANIE Wykorzystując możliwości środowiska LabVIEW zamodelowano działanie standardu PROFIBUS. Po uruchomieniu symulatora (mainprofibus) użytkownik dokonuje adresowania urządzeń typu Master i Slave. Rozpoczęcie komunikacji wymaga

555 niezbędnych ustawień (np. parzystość lub jej brak, prędkość transmisji). Wstępne czynności poprzedzają inicjalizację obiegu znacznika w pierścieniu logicznym, przy czym urządzenie Master o najniższym adresie ma najwyższy priorytet. Składowe komunikatu do urządzeń typu Slave zawierają typ ramki, jej zawartość i adres. Podstawowym zagadnieniem w realizacji aplikacji w LabVIEW jest typ zmiennej stałoprzecinkowej o długości 64 bitów przy wymaganiach standardu PROFIBUS często przekraczających tą wartość. Problem rozwiązano sklejając dane w odpowiednich etapach tworzenia ramki, co jednak powoduje dodatkowe przekształcenia typów danych, szczególnie widoczne przy obliczaniu sumy CRC. LITERATURA [1] CHRUŚCIEL M., LabVIEW w praktyce, BTC, Legionowo 2008. [2] DEREŃ A., Zastosowanie sieci przemysłowych, Turck, Warszawa 2003. [3] MIELCZAREK W., Interfejsy cyfrowe, Helion, 2004 [4] NAWROCKI W., Rozproszone systemy pomiarowe, WKŁ, Warszawa 2006. [5] [http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/en/nid/201711 [6] http://www.imne.pwr.wroc.pl/ Krzysztof PODLEJSKI, Krzysztof BRUNICKI, Zagadnienie komunikacji między sieciami przemysłowymi PNIMNIPE, [7] www.profibus.org.pl [8] www.profibus.com [9] www.automation.com [10] www.prosoft-technology.com [11] http://www.lumel.com.pl [12] www.labview.pl [13] www.eti.pg.gda.pl [14] http://www.ni.com [15] http://m6.mech.pk.edu.pl [16] http://www.ee.pw.edu.pl [17] http://automatykab2b.pl [18] http://www.anybus.com MODELLING STANDARD PROFIBUS IN LABVIEW Modelled standard PROFIBUS of simulator mainprofibus. Shown communication between master and slave devices. Describes the basic structure of the program, addressing the master and slave devices.