Введение

На сегодняшний день, практически в любом технологическом процессе применяются программируемые логические контроллеры. Например, в системах автоматизации индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) или системах вентиляции большое распространение получили контроллеры Segnetics. Одной из важных особенностей данных ПЛК является встроенная функция работы с GSM модемами. В данной статье будет рассмотрен один из самых простых способов диспетчеризации - прием и отправка SMS сообщений при помощи модема Segnetics ICM и контроллера SMH4.

1. Общее описание модема ICM

Модем ICM (Рисунок 1) является продуктом российской компании Segnetics и предназначен для организации каналов связи с контроллерами SMH4 и TRIM5, а также и с другими устройствами, поддерживающими использование USB 2.0.

Функционально модем может выступать как сетевым шлюзом для организации связи по каналу GPRS (необходима SIM-карта со статическим IP-адресом), так и устройством приема-передачи SMS сообщений для контроля параметров ПЛК. В этой статье будет рассмотрен только второй вариант использования данного модема с ПЛК SMH4.

Конструктивно модем ICM имеет модульное исполнение, по ширине равное стандартному автоматическому выключателю. Корпус модема позволяет крепить его как на DIN-рейку, так и на монтажную панель. Питание модема осуществляется по USB и не требует дополнительного блока питания.

В верхней части модема имеется разъем SMA, позволяющий подключить внешнюю антенну для улучшения качества связи в условиях слабого сигнала мобильной сети.

Настройка и подключение модема к ПЛК осуществляется с помощью кабеля типа USB A (m) - USB A (m).

2. Установка SIM-карты и запуск SMConfig

Для работы модема требуется SIM-карта. Процесс ее установки проиллюстрирован на рисунке 2. Для этого необходимо:

1. Отодвинуть защелку (1) вниз.

2. Выкрутить саморезы (2).

3. Установить SIM-карту (3) в разъем. Правильное положение указано на корпусе разъема.

После установки SIM карты, необходимо произвести настройку параметров подключения. Конфигурация происходит с помощью приложения SMConfig, входящего в программный пакет SMLogix (среда программирования контроллеров Segnetics). При этом подключение модема к ПК не требуется.

После запуска SMLogix, для перехода в SMConfig необходимо нажать соответствующую кнопку на панели инструментов (рисунок 3).

3. Отправка SMS-сообщений

Рассмотрим настройку на примере производственного процесса термообработки древесины. Термообработка позволяет придать ряд полезных качеств древесине, в том числе повышенную стойкость к негативному воздействию атмосферы. Сам процесс достаточно длительный и, в зависимости от конкретных целей, по времени может занимать от нескольких дней до нескольких недель.

Отправка SMS-сообщений будет производится по следующим условиям:

1. Плановое оповещение с указанием текущей температуры процесса (каждые 12 часов).

2. Экстренное оповещение о превышении допустимого уровня температуры в камере (t > 70 °C).

3. Оповещение об окончании процесса термообработки (процесс завершен).

Настройку оповещений следует начать с программы в среде SMLogix. Для каждого типа оповещения создается соответствующий выход в программе (Рисунок 4):

1. Выход «Периодическое SMS» (дискретный сигнал).

2. Выход «T» (температура).

3. Выход «Окончание процесса» (дискретный сигнал).

Для периодического оповещения используется блок «Notify» (Рисунок 4). Функционально блок представляет собой таймер с циклическим повтором, принимающий значение «1» на выходе «Q» каждый раз, когда проходит промежуток времени, указанный на входе «Hours». Например, если подать на вход «Hours» значение 12, то каждые 12 часов выход Q будет принимать значение «1» и сбрасываться в следующем цикле программы.

Далее во вкладке «Оповещения» SMConfig настраивается первое условие отправки SMS: каждый раз, когда выход «Периодическое SMS» принимает значение «1», адресату «Инженер» отправляется SMS с текстом «Текущая температура: {"T"} градусов, где T — второй выход, созданный ранее в SMLogix (текущая температура процесса) (Рисунок 5).

SMS отправляется каждый раз после того, как значение «Q» станет равным «1».

Таким образом, условие отправки SMS имеет следующий синтаксис:

где:
А — любой выход в программе;
(ос) — операция сравнения («больше», «меньше», «равно» и так далее);
В — уставка сравнения.

Адресаты — один или группа контактов, получающие сообщение. Адресаты настраиваются во вкладке «Адресная книга». В данном примере сообщение отправляется единственному адресату: «Инженер» (рисунок 6).

Текст сообщения может также содержать переменные. Для корректного отображения имя переменной должно быть заключено в кавычки по типу {"имя_переменной"}. Сообщение может содержать несколько имен переменных.

Пример настройки условий отправки остальных оповещений указан на Рисунке 7.

4. Прием SMS-сообщений. Управление технологическим процессом

Модем ICM функционально обладает возможностью приема сообщений, что предоставляет гораздо больше возможностей для дистанционного управления. Далее будет приведен пример задания температуры и времени процесса с помощью SMS-сообщений.

Команды в сообщении должны поступать в виде:

Команда (Параметр_1=Значение_1; Параметр_2=Значение_2; ...)

Команды управления создаются во вкладке «Управление» SMConfig (Рисунок 8).

В столбце «Команда» указывается кодовое слово, активирующее эту команду.

В столбце «Параметры» через точку с запятой перечисляются параметры, для которых будет осуществляться управление.

В столбце «К управлению допущены» указываются контакты из вкладки «Адресная книга», допущенные для управления данной командой.

Пример команды, которую необходимо ввести в SMS-сообщении с телефона, для описанного случая:

Процесс (Уставка=60;Время=50)

В последнем столбце указывается ответное SMS, отправляемое после успешного выполнения команды. Это SMS может содержать переменные из проекта, аналогично оповещениям, описанным в предыдущей главе.

После того, как команды добавлены, в дереве устройств проекта SMLogix появится раздел «Сообщения» (Рисунок 9).

Далее эти команды вставляются в программу. На рисунке 10 показан пример реализации.

Время нагрева и уставка температуры задаются при помощи SMS с командой «Процесс».

После этого, команда «Пуск» включает ПИД-регулятор и таймер. Как только таймер заканчивает отсчет, на его выходе появляется сигнал «1», который сбрасывает RS-триггер, и, как следствие, выключает ПИД-регулятор.

В правой части программы расположены два дополнительных выхода: «Работа» и «Уставка». Они необходимы для того, чтобы настроить ответное SMS (Рисунок 8, последний столбец). К примеру, ответное сообщение о пуске системы настроено в соответствии со следующим синтаксисом:

«Текущее состояние процесса: {"Работа"(0=ВЫКЛ; 1=ВКЛ)}»

Пример управления с помощью SMS для рассмотренного процесса представлен на рисунке 11.

Заключение

В статье было рассмотрено использование модема ICM для приема и отправки SMS-сообщений, что позволяет организовать управление процессом удаленно. Этот способ особенно актуален, когда стоит задача управления процессом, не имеющим большого количества переменных. В таком случае, по сравнению с использованием Online-передачи данных, этот способ обладает рядом преимуществ:

• не требуется SIM-карта со статическим IP-адресом;
• не требуется OPC-сервер и SCADA-система;
• для управления достаточно использовать любой телефон с возможностью отправки SMS-сообщений.

Инженер ООО «КИП-Сервис»
Черемисин П.В.