Web IO – Automatisering met internettechnologieën

De vooruitgang in de micro-elektronica vormt de basis voor de moderne informatie- en communicatietechnologie. De ontwikkelingen op dit gebied leiden tot fundamentele veranderingen op andere technische gebieden. De hieronder gepresenteerde in- en uitvoermodules zijn een bijzonder treffend voorbeeld van de overbrugging tussen conventionele automatiseringstechnologieën en de innovatieve mogelijkheden van internettechnologieën.

1. Besturingstechniek en Internet

Bij Web-IO [1, 2, 3] ligt de nadruk op apparaten die als kleine regelaars in de breedste zin van het woord kunnen worden omschreven. In tegenstelling tot de aanpak van andere fabrikanten wordt de functionaliteit van de klassieke PLC-technologie niet uitgebreid door internet- en webtechnologieën, maar wordt de programmeerbare besturingstechnologie van meet af aan ontworpen op basis van deze technologie.
Web IO-apparaten zijn decentrale in- en uitvoermodules met een geïntegreerde webserver. Ze stellen de gebruikelijke communicatiekanalen op het internet open voor automatiseringstechnologie. Het bedrijf biedt ook Ethernet-interfaces voor

• seriële interfaces
• seriële PC-kaarten
• diverse interfaceconverters

2. Concept en technologie

De componenten die Web-IO (board ➊) worden genoemd, hebben – net als alle kleine controllers – in- en uitgangen en kunnen al als stand-alone oplossing worden gebruikt:

• monitor
• alarm
• controle
• opnemen
• visualiseren

De geïntegreerde ethernet-interface wordt gebruikt als communicatietoegang (afbeelding ➊).

Het systeem is daarom bijzonder geschikt voor de uitvoering van controletaken waarbij deze mogelijkheid kan worden benut.
In het Web IO-kookboek vindt u veel voorbeelden.

2.1 Netwerk- en webtechnologieën

WuTility” is een eenvoudig te gebruiken beheer- en inventarisatietool voor integratie in het netwerk. Door het gebruik van het standaard internetprotocol.
Met een breed scala aan functies zoals HTTP, e-mail, SNMP, Syslog, OPC tot en met de open Socket API voor programmeurs is de Web-IO technologie (foto ➋) geschikt voor bijna elke toepassing. In het eenvoudigste geval kunnen de Web IO-boxen via kant-en-klare webpagina’s direct vanaf de browser of smartphone worden bewaakt en bediend.
Maar ook de integratie in bestaande besturings- en visualisatiesystemen kan met de geïntegreerde OPC-server worden gerealiseerd. Voor het programmeren van eigen toepassingen worden talrijke voorbeelden getoond op de website van de fabrikant.
beschikbaar voor download in de programmeertalen VB, C, C++, C#, Java, Delphi tot en met complexe webapplicaties in PHP, AJAX en JavaScript

2.2 Tijdgestuurde schakeling

Kalenderapplicaties worden gebruikt om de schakeltijden voor tijdgestuurde schakelingen te bepalen. De gebruiker kan de schakeltijden bepalen in kalendertoepassingen zoals Outlook, Sunbird en zelfs de online kalender van Google. De op deze manier gegenereerde iCal-bestanden worden in het Web IO geladen. Het apparaat kan de iCal-bestanden ook cyclisch laden vanaf een webserver en zo automatisch rekening houden met gewijzigde schakeltijden.

2.3 Meerdere web IO’s vormen één systeem

Naast de reeds genoemde mogelijkheden kunnen verschillende Web IO-apparaten ook als systeem samenwerken. Het ene apparaat heeft via het lokale netwerk toegang tot de uitgangen van een ander web-IO. Als er een verbinding met het internet beschikbaar is, werkt dit ook over de locaties heen.

2.4 IO-varianten en -eigenschappen

Web IO-modules worden aangeboden in drie verschillende IO-varianten.

Digitale bewaking, alarmering en schakeling.
Digitale Web IO-apparaten (foto ➌a) bieden tot 12 digitale ingangen en evenveel digitale uitgangen, afhankelijk van de apparatuur. De ingangen detecteren een AAN-signaal vanaf een schakeldrempel van 8 V en zijn met 1 kV geïsoleerd van de apparaatelektronica. Elke ingang is uitgerust met een teller die statuswijzigingen of pulsen kan tellen. Afhankelijk van het apparaat zijn de uitgangen ontworpen van 6 V tot
30 V DC of als potentiaalvrij relaiscontact tot 48 V AC/DC.

De digitale uitgangen kunnen stromen schakelen tot 0,5 A (bij spanningen van 6 V tot 30 V). Deze waarde kan worden verhoogd door groepen te vormen (2 of 4 uitgangen elk). Voor het schakelen van grotere belastingen kan een speciale relaismodule met 6 uitgangen worden gebruikt, waarmee stromen tot 5 A kunnen worden geschakeld bij spanningen van 30 V DC of 48 V AC.
Voor het schakelen van belastingen met netspanning (230 V AC) zijn speciale koppelingsrelais beschikbaar die via de uitgangen van de kasten worden aangestuurd. Producten van andere fabrikanten kunnen ook voor dit doel worden gebruikt.

Analoge meetwaarden of besturingsaandrijvingen en servomotoren aanschaffen.
Analoog web IO-apparaten (afbeelding ➌b) werken met twee kanalen, die zowel als ingang als uitgang kunnen worden gebruikt. Er zijn twee versies met de standaardsignalen 0 – 20 mA of 4 – 20 mA en 0 – 10 V. Standaardsignalen worden niet alleen gebruikt voor de overdracht van meetwaarden, maar kunnen ook worden gebruikt voor het aansturen van verbruikers zoals eindsturingselementen en servomotoren. In de lichttechniek (podium- en evenementtechniek) wordt de 0-10 V-interface [4] op grote schaal gebruikt.

Klimaatbeheersing.
Web-IO airconditioners zijn klaar voor gebruik voor het monitoren van temperatuur, vochtigheid en luchtdruk. Afhankelijk van het model kunnen één, twee of maximaal acht temperaturen worden bewaakt. Daarnaast is er ook een apparaat voor de gecombineerde registratie van temperatuur, luchtvochtigheid en luchtdruk beschikbaar.

Speciale toepassingen.
Naast de universeel toepasbare Web IO-modules zijn er verschillende modules voor speciale toepassingen, zoals – als gateway naar een ERP-systeem (bijv. SAP), – voor het registreren en archiveren van telimpulsen of – voor het monitoren van netwerkcomponenten.

3 Dataserver – opname en visualisatie van de omstandigheden

Om uitgebreide besturingssystemen te realiseren kan een willekeurig aantal Web IO-boxen in een netwerk worden geïntegreerd. Om IO-staten centraal op te nemen en beschikbaar te maken voor visualisatie,

• FTP Data Station,
• SD Data Station,
• Moederdoos (foto ➍)
• Purebox

Apparaten met een ander prestatievermogen zijn beschikbaar.
Het FTP-datastation en het SD-datastation bieden de mogelijkheid om een USB-stick of een USB-harde schijf of SD-kaart in het netwerk toegankelijk te maken.
De apparaten zijn geschikt voor DIN-rail montage. De moederdoos heeft een webserver. De kernelementen zijn de geïntegreerde MySQL-meetdatabase en de PHP-geschikte webserver met bijna één gigabyte geheugen, die ook toegankelijk is via FTP en het delen van het Windows-netwerk. De geïntegreerde Site Creator (foto ➎) stelt gebruikers in staat om via drag and drop visualisaties van de IO-toestanden te maken zonder programmeerkennis. Een browser is alles wat nodig is om de gegevens weer te geven.

Opleiding en programmering

Eenvoudige monitoring, controle en visualisatie taken kunnen worden uitgevoerd met de Web IO apparaten zonder deskundige kennis van netwerken en het internet. Dit geldt mede voor de integratie in bestaande besturings- en visualisatiesystemen via OPC. |
Die daarbuiten:

• heeft basiskennis van netwerktechnologie
• kan een website maken zonder hulpmiddelen en heeft ten minste één hogere programmeertaal onder de knie

Zal in staat zijn om zeer snel geavanceerde oplossingen (inclusief visualisaties via het internet) te realiseren op basis van de aangeboden Web IO-boxen en dataservers. Veel technische details kunnen met behulp van de door de fabrikant geleverde documentatie worden ingewonnen. In een eendaagse workshop (board ➋) kan de geïnteresseerde gebruiker een overzicht krijgen van de benodigde tools en hun toepassing en bestaande kennishiaten dichten. Alle onderwerpen zullen aan de hand van concrete voorbeelden worden besproken. Deze workshop laat ook zien dat er geen behoefte is aan kostenintensieve ontwikkelingstools om automatiseringsoplossingen te programmeren, maar dat een groot aantal vrij beschikbare tools (freeware en open source) voor dit doel kan worden gebruikt.

5 Fazit

literatuur
1] Productoverzicht en productoverzicht voor commerciële gebruikers. WuT GmbH, Wuppertal. Het Web IO kookboek. WuT GmbH, Wuppertal. Thiel, F.: TCP/IP-Ethernet naar Web-IO. 6. huidige editie. Wut GmbH 2009 [4] Möbus, H.: Lichtsturing – van dimmer tot DALI en DMX. Elektropraktiker speciale uitgave gebouwautomatisering 11/2009, p. 9-11.

Bron HUSS-MEDIEN GmbH
Autor
Dr.-Ing. Horst Möbus ist als Honorardozent und Fachautor tätig, Groß Düben.