Comment utiliser le contrôleur d'E/S de ControlByWeb ?
La logique est essentielle pour le contrôle industriel, et elle se présente généralement sous la forme d'échelles, de blocs fonctionnels ou de texte structuré. Les contrôleurs d'E/S sont conçus pour automatiser les tâches logiques simples et les fonctions de données.
Les automates modernes sont capables d'effectuer des milliers de tâches, notamment la communication entre de nombreux protocoles, la définition d'algorithmes pour les systèmes de mouvement et de vision, et l'exécution d'arrangements incroyablement complexes de structures de contrôle logiques.
Cependant, il arrive qu'un système de contrôle n'ait pas besoin d'un tel niveau de complexité. Que se passe-t-il si nous avons simplement besoin de connecter quelques points d'entrée/sortie, d'utiliser une logique de base et d'activer quelques sorties ? Et, ce qui est important dans les processus analytiques actuels à forte densité de données, que se passe-t-il si nous avons besoin de surveiller certains de ces quelques points d'E/S à partir d'un site distant ? Pour ce type de situation, la plupart des grands automates programmables sont largement surdimensionnés.
Contrôleurs d'E/S ControlByWeb X400
Une série de contrôleurs d'E/S compatibles avec le web constitue l'épine dorsale de la gamme de produits de ControlByWeb, un fabricant basé dans l'Utah aux Etats-Unis. Ces contrôleurs ne sont pas ce que nous pourrions considérer comme des automates programmables complets normaux qui utilisent les langages IEC et commandent des centaines de contrôleurs d'E/S, de mouvement et de vision, mais ils permettent de nombreuses fonctions de base de contrôle logique sur le terrain.
La puissance réside dans la connectivité web, soit par Ethernet, WiFi ou connexion cellulaire selon le modèle spécifique, qui fournit un lien instantané vers le nuage ou le stockage de données à distance à des fins de surveillance et d'analyse.
Figure 1. Exemples de catalogues de produits de contrôleurs d'E/S. Image utilisée avec l'aimable autorisation de ControlByWeb
Chaque contrôleur est conçu pour différentes fonctions d'E/S, telles que des entrées numériques et des sorties de relais, des entrées analogiques, des thermocouples ou des nœuds de communication spécifiques au protocole pour l'acquisition de données à partir d'un autre contrôleur en réseau.
La distinction la plus frappante par rapport à la programmation traditionnelle des contrôleurs est sans doute le fait que le développement du projet s'effectue entièrement via un portail de serveur web, protégé par un mot de passe pour garantir l'intégrité du projet. En d'autres termes, aucune installation de logiciel n'est nécessaire pour programmer ces contrôleurs.
Cet article présente le processus de configuration d'un projet de contrôle d'E/S de base sur un contrôleur X410W, y compris les étapes d'accès au module et de configuration de la connexion WiFi pour les utilisateurs qui ont besoin de cette fonctionnalité.
Figure 2. Configuration du banc d'essai pour le contrôleur d'E/S X410W. Image utilisée avec l'aimable autorisation de l'auteur
Connexion et alimentation du contrôleur d'E/S
La première étape, comme d'habitude, consiste à connecter le matériel. Certains contrôleurs d'E/S de ControlByWeb peuvent être alimentés par Ethernet (PoE), mais la plupart nécessitent une entrée DC. Ce X410W sera alimenté par une alimentation standard de 24 Vdc.
Les entrées numériques sont reliées en interne à la masse commune DC, donc contrairement à la programmation normale d'un module PLC, nous n'avons pas besoin de fournir une masse commune séparée pour les terminaux d'entrée. Nous connectons simplement une sortie de capteur PNP à In1+, et nous alimentons le capteur pour nous assurer que la LED s'allume comme prévu.
Si le contrôleur est connecté à une alimentation différente de celle des appareils de terrain E/S, vous devez connecter un fil entre le 0 Vdc des deux alimentations.
Établissement de la connexion initiale avec le contrôleur
Ces contrôleurs n'ont pas de port USB. La raison en est simple : ils ne sont pas programmés en téléchargeant un projet à partir d'un logiciel PC via une connexion série normale (USB ou RS-232). Nous accédons au contrôleur directement à partir d'une connexion Ethernet.
Branchez le câble Ethernet et assurez-vous que votre ordinateur se trouve sur le même réseau, mais avec une adresse IP différente de celle du contrôleur. Lors de la connexion initiale, l'adresse IP est 192.168.1.2 par défaut. Vous pouvez la modifier immédiatement si nécessaire, mais vous devez vous connecter avant de modifier les paramètres de connexion.
Attention: si vous êtes connecté à un réseau Ethernet comportant déjà de nombreux appareils, assurez-vous qu'AUCUN d'entre eux n'utilise déjà l'adresse 192.168.1.2, sinon il y aura un conflit d'adresses IP. Pour cette raison, il peut être utile de déconnecter votre PC du réseau et de n'utiliser qu'un seul câble Ethernet entre le X410 et l'ordinateur.
Une fois connecté et sur le même réseau, ouvrez un navigateur et tapez 192.168.1.2. Vous devriez voir un écran qui ressemble à celui ci-dessous, bien que certains des points d'E/S puissent être allumés si vos capteurs sont sous tension.
Figure 3. Accès au serveur web en mode surveillance (non administrateur). Image utilisée avec l'aimable autorisation de l'auteur
Depuis cet écran, nous pouvons visualiser l'état des E/S, mais nous ne pouvons rien programmer. C'est très utile pour la surveillance en tant qu'IHM, mais nous devons entrer dans l'écran de configuration pour que le plaisir commence vraiment.
Activation du WiFi et définition des adresses IP
Pour entrer dans la configuration, il faut un accès administrateur, ce qui est facile avec les paramètres d'usine, mais devrait probablement être modifié si la sécurité est un problème.
Dans le navigateur web, tapez "192.168.1.2/setup.html" et la boîte de saisie des informations d'identification apparaîtra. Utilisez "admin" comme nom d'utilisateur et "webrelay" comme mot de passe (sans les symboles ").
Avec le X410W, nous pouvons activer le WiFi de sorte qu'une connexion câblée n'est plus nécessaire. Cela vous permet de vous connecter et de régler les paramètres depuis n'importe quel endroit disposant d'une connexion WiFi.
Accédez au menu WiFi dans la barre latérale gauche de l'écran.
Figure 4. Accès aux paramètres WiFi. Image utilisée avec l'aimable autorisation de l'auteur
Le système recherche les réseaux disponibles, qui apparaissent dans un menu déroulant. Vous devez également fournir le mot de passe du réseau.
À ce stade, il peut être utile de désactiver le DHCP et de choisir une adresse IP appropriée afin de pouvoir saisir cette adresse dans le navigateur pour accéder au serveur via le réseau. Dans mon cas, j'ai choisi 192.168.1.27 pour ce contrôleur.
En bas de l'écran, cliquez sur le bouton "Submit" pour enregistrer les modifications, puis redémarrez l'appareil.
Si votre ordinateur est connecté au même réseau WiFi, vous devriez pouvoir déconnecter le câble Ethernet, taper la nouvelle adresse IP dans le navigateur suivi de "/setup.html", et entrer à nouveau les informations d'identification. Je recommande de laisser le câble Ethernet connecté pendant l'installation. Si le routeur modifie l'adresse IP ou si vous activez le DHCP, l'adresse IP changera et vous ne pourrez plus accéder au serveur. Si vous ne connaissez pas la nouvelle adresse IP, vous risquez d'être bloqué ! En gardant l'Ethernet connecté, vous avez toujours une porte dérobée pour accéder au système jusqu'à ce que l'unité soit complètement configurée.
Maintenant, nous sommes sans fil !
Configuration des E/S
La dernière étape de ce tutoriel sera la mise en place d'une action de contrôle qui surveille le capteur à la recherche d'un signal d'entrée et le relie à l'un des relais de sortie.
Plus tard, nous pourrons utiliser cette action d'entrée pour déclencher une réponse plus axée sur les données, comme l'envoi d'un courriel avec les statuts actuels des E/S ou le téléchargement d'un paquet de données vers un broker MQTT pour le stockage des données à long terme, mais pour l'instant, nous allons simplement mettre sous tension les points d'E/S locaux.
Développez la configuration des E/S dans le menu de gauche et donnez un nom à l'une des entrées numériques. Il peut s'agir du nom du capteur, comme "capteur de métal inductif" dans mon cas.
Figure 5. Désignation des entrées numériques et définition des différents paramètres d'entrée. Image utilisée avec l'aimable autorisation de l'auteur
Cliquez sur "Edit" et saisissez les informations nécessaires.
Figure 6. Détails de l'entrée pour l'état des E/S et de la synchronisation. Image utilisée avec l'aimable autorisation de l'auteur
Les fonctions avancées pour les entrées comprennent également le debouncing pour les interrupteurs mécaniques et les contacts de relais. Vous pouvez également activer la mesure de la "OnTime" et de la "OnTime Total", qui peuvent être enregistrées à des fins d'analyse ou incluses dans un paquet de données envoyé par courrier électronique ou téléchargé. Comprendre les durées d'utilisation des capteurs peut être une grande source d'informations.
Vous pouvez également configurer l'un des relais si vous connectez un dispositif de sortie. J'utilise simplement le relais intégré pour tester les fonctions d'entrée/sortie. J'entends le clic et je vois la LED, ce qui me donne la preuve que le programme fonctionne correctement.
Configuration d'une action de contrôle d'E/S
Enfin, la dernière étape consiste à créer une tâche d'E/S, un peu comme un élément de logique dans un programme en échelle.
Les tâches conditionnelles sont celles qui agissent lorsqu'elles sont déclenchées par une entrée. Les fonctions programmées exécutent une action prédéfinie à un moment précis ou de manière récurrente, et les redémarrages peuvent surveiller d'autres contrôleurs en réseau et réinitialiser les machines si les communications réseau sont interrompues.
Figure 7. Menu des tâches logiques. Image utilisée avec l'aimable autorisation de l'auteur
Ajoutez une nouvelle tâche conditionnelle et choisissez le capteur inductif (ou votre propre capteur) comme condition de déclenchement . Vous pouvez certainement ajouter un deuxième capteur et expérimenter avec et/ou la logique ; c'est assez simple.
Figure 8. Mise en place de la partie "if" (condition) de l'instruction "if/then". Image utilisée avec l'aimable autorisation de l'auteur
De même, nous devons définir l'instruction d'action " then" qui en résulte.
Figure 9. Mise en place de la partie then (action) de l'instruction if/then. Image utilisée avec l'aimable autorisation de l'auteur
Comme vous pouvez le voir dans la liste des menus, la condition peut déclencher n'importe quel type de réponse, y compris des sorties de relais, l'envoi de données vers MQTT, des alertes par courrier électronique ou le déclenchement de fonctions d'enregistrement. Soyez prudent lorsque vous configurez des déclencheurs de courrier électronique. Si vous connectez accidentellement cette action à un déclencheur qui émet des impulsions toutes les quelques millisecondes, vous allez spammer le serveur de messagerie de votre pauvre destinataire et probablement être mis sur liste noire. N'utilisez cette action que lorsqu'il y a un délai significatif et délibéré entre les événements de déclenchement.
Remarque : si vous choisissez d'activer le relais lorsque le capteur est sous tension, vous devez penser à effectuer une deuxième action qui désactive le relais lorsque le capteur est à nouveau hors tension !
Lorsque vous effectuez une modification, l'action est immédiatement appliquée dans le contrôleur, vous n'avez pas à vous préoccuper des modes marche/arrêt ou du téléchargement du projet sur l'appareil ; vous disposez simplement d'un portail vers le programme qui s'exécute sur l'appareil à tout moment.
Fonctions avancées
Bien que cet appareil soit innovant dans le sens où il permet de développer des projets à l'aide d'un serveur web, nous n'avons effectué jusqu'à présent que des actions d'E/S de base. Ce n'est pas différent de l'automate le plus basique. Dans les prochains tutoriels, nous examinerons des fonctions plus avancées telles que l'enregistrement des données, l'interface avec les brokers MQTT et l'envoi de courriels d'état périodiques ou d'alertes afin d'obtenir un accès plus rapide aux points de données critiques.
