Sterowniki PFC200(100) można w nieskomplikowany sposób wykorzystać w aplikacjach chmurowych. Są różne motywacje do korzystania z tego rodzaju rozwiązań. Najważniejsza z nich to uzyskanie globalnego zasięgu aplikacji monitorująco-sterującej bez inwestowania we własną infrastrukturę. Coraz większa dostępność rozwiązań komercyjnych pozwala uprościć do poziomu prostego klikania proces organizacji źródeł danych i budowania interfejsu użytkownika.
Kluczem dostępu do technologii chmurowej jest protokół MQTT (Message Queue Telemetry Transport). W sterownikach PFC100/200 protokół jest częścią firmware’u (od wersji FW11). Jest on domyślnie wyłączony, ale można go włączyć z poziomu strony WBM sterownika (http://<adres_ip_sterownika/wbm).
WAGO Cloud – pierwszy krok w chmurę
WAGO Cloud jest rozwiązaniem umieszczonym na platformie Microsoft Azure. WAGO Cloud nie udostępnia wszystkich funkcji Azure, ale jest niezwykle prosty w użyciu i zoptymalizowany z punktu widzenia WAGO. Zaawansowany użytkownik może wyjść poza funkcjonalność podstawową i samodzielnie korzystać z mechanizmów oferowanych przez dostawcę chmury.
WAGO Cloud można traktować jako portal internetowy, będący miejscem centralnej wizualizacji danych udostępnianych przez globalnie rozproszone sterowniki WAGO. Jest to uniwersalne rozwiązanie dla szerokiego zakresu zastosowań. W ramach WAGO Cloud użytkownik (administrator) może założyć tzw. pulpit nawigacyjny (Dashboard), czyli zindywidualizowaną podstronę zawierającą informacje (administracyjne) o sterowniku oraz udostępniającą dane pochodzące ze sterownika. WAGO Cloud z bieżącymi danymi jest osiągalny niezależnie od lokalizacji i urządzenia. Dzięki dostępowi poprzez dowolną przeglądarkę internetową WAGO Cloud nie wymaga żadnych instalacji. Wszelkie sygnały analogowe czy dwustanowe (wejścia sterownika) lub dowolne zmienne podstawiane przez program sterownika (np. pozyskane poprzez lokalne magistrale obiektowe jak DALI, Modbus, czy CAN) można przy użyciu przygotowanych przez WAGO bibliotek w łatwy i szybki sposób wysłać do chmury.
Rys.1. Idea powiązania danych z chmurą WAGO Cloud za pośrednictwem sterownika WAGO PFC200.
Dzięki WAGO Cloud możliwe jest połączenie rozproszonych geograficznie sterowników WAGO PFC w jeden spójny system. Rozwiązanie umożliwia dwukierunkową, szyfrowaną (TLS) komunikację sterowników z chmurą poprzez dowolną infrastrukturę sieciową z dostępem do Internetu. Nie są do tego potrzebne jakiekolwiek narzędzia – całość konfiguracji sprowadza się do nawigowania po przyjaznej stronie internetowej. Oprócz wyświetlania wartości zmiennych oraz wysyłania komend do sterowników zaimplementowano podstawowe narzędzia diagnostyczne. Możliwe jest wskazanie pozycji sterownika na mapie, gdzie przedstawiony jest w formie graficznej stan sterownika. Pozostałe informacje o sterowniku, które można odczytać to: numer katalogowy urządzenia, wersja firmware, adres MAC, adres IP, maska podsieci, wykorzystywany runtime, stan wizualizacji oraz listę modułów.
Rys. 2. Dashboard – pulpit nawigacyjny przykładowego sterownika na stronie WAGO Cloud
Indywidualne pulpity nawigacyjne (Dashboards) mogą zawierać: dowolny tekst połączony z wartością zmiennej, mapę (w wersji drogowej lub lotniczej) z umieszczonymi wskaźnikami oznaczającymi sterowniki, tablice danych, graficzne reprezentacje mierników – liniowe lub kołowe, z możliwością oznaczania kolorami stref. Jeśli mamy np. dwie stacje pomiarowe, którymi opiekują się dwie różne osoby, wtedy każda z nich może mieć swój pulpit i widzieć wyłącznie dane z przeznaczonych dla niej sterowników.
Rys.3. Przykład wizualizacji wartości analogowej na pulpicie nawigacyjnym sterownika
Ważną częścią WAGO Cloud jest prosty i intuicyjny moduł powiadomień. Możliwe jest monitorowanie wartości zmiennej, stanu połączenia lub sterownika. Do wyboru są trzy typy powiadomień: alarm, ostrzeżenie oraz informacja. W zależności od dnia tygodnia lub godzin można wysyłać zgłoszenia do innych użytkowników. W zakładce „Message” znajduje się pole edycji tytułu, treści wiadomości oraz zbiór pól kluczowych, które zostaną automatycznie wypełnione wartościami, do których się odnoszą.
Rys.4. Moduł powiadomień pulpitu nawigacyjnego
Etapy tworzenia aplikacji
Zaczynamy od napisania programu z logiką. Posiadając sterownik z programem należy zdecydować, które ze zmiennych chcielibyśmy przesyłać do chmury oraz jakie komendy chcielibyśmy odbierać. Każdą wysyłaną zmienną można opisać za pomocą nazwy (tagu), jednostki (unit) oraz typu zmiennej. Zmienne zbieramy w kolekcje, czyli grupy zmiennych, które wysyłamy razem.
Rys.5. Widok ustawień sterowników oraz zmiennych
Nawiązanie połączenia z chmurą polega na dodaniu na portalu WAGO Cloud nowego sterownika, a następnie przekopiowanie Device Id oraz Activation Key do konfiguracji Cloud Connectivity na stronie konfiguracyjnej (WebBasedManagement) sterownika.
Rys. 6. Strona Web-Base Management sterownika i zakładka Cloud Connectivity
W ten sposób możemy monitorować na portalu WAGO Cloud zmienne ze sterowników oraz wysyłać komendy.
Liczba przesyłanych danych oraz limity:
Maksymalna liczba kolekcji: 10
Maksymalna liczba zmiennych w kolekcji: 200
Maksymalna częstotliwość publikowania: 1/s
Maksymalne próbkowanie: 100ms (z użyciem RAM), 1s (z użyciem karty SD)
Korzystanie z WAGO Cloud jest bezpłatne do końca Q1 2019 (później dostępny będzie również 30 dniowy okres próbny), więc jeśli masz sterownik PFC100 lub PFC200, możesz sam przetestować nasze rozwiązanie!
A może poszybować w inne chmury?
WAGO Cloud to tylko przykład wykorzystania sterowników WAGO do aplikacji chmurowych. Wspieranie przez sterownik protokołu MQTT otwiera nieograniczone możliwości samodzielnego budowania aplikacji. W nocie aplikacyjnej dostępnej na stronach internetowych WAGO opisano krok po kroku, w jaki sposób skonfigurować połączenie z największymi dostawcami usług w chmurze – Microsoft Azure, Amazon AWS, IBM Bluemix.
Poprzez interfejs REST lub OPC UA możliwe jest rozszerzenie funkcjonalności chmury w ramach projektu. Można skorzystać z pełnej funkcjonalności chmury – uczenia maszynowego, analizy Big Data, rozbudowanych statystyk, konserwacji predykcyjnej, sieci neuronowych oraz wiele, wiele więcej. Zamiast kupować na stałe pakiety oprogramowania i serwery, użytkownik wykorzystuje wyłącznie te funkcje, które są mu potrzebne. Rozwiązania w chmurze mają tę zaletę, że są w pełni skalowalne – rozszerzenie projektu o kolejne sterowniki nie przysporzy problemów.
Rozwiązania w chmurze wydają się być alternatywą dla komercyjnych pakietów SCADA, choć zawsze można dyskutować o bezpieczeństwie danych i gwarancjach świadczenia usług. Ze strony dostawców odpowiedzią na wątpliwości w zakresie bezpieczeństwa danych są certyfikaty (PN-EN ISO/IEC 27001, SOC1, SOC2 FedRAMP, UK g-Cloud, PCI DSS lub HIPAA), doświadczenie, pozycja na rynku. To jest jednak osobne zagadnienie, daleko wykraczające poza ramy tego artykułu.
Podsumowanie:
WAGO Cloud to usługa w chmurze oraz portal internetowy służący do:
- szyfrowanej, dwukierunkowej komunikacji z nieograniczoną liczbą sterowników WAGO,
- monitorowania stanu i obsługi alarmów – centrum powiadomień,
- wyświetlenia informacji diagnostycznych o połączonych sterownikach,
- lokalizacji urządzeń na mapie,
- wyświetlania zindywidualizowanych paneli dostępowych (dashboardów).
Linki:
- Strona poświęcona aplikacji MQTT dla WAGO PFC https://www.wago.com/global/open-automation/cloud-automation
- Noty aplikacyjne https://www.wago.com/global/search?q=cloud
- Wersje BETA https://www.wago.com/pl/d/swreg_cloud_connectivity_c
Opracował: Damian Rudnik, WAGO.PL
Czy istnieje możliwość wizualizacji danych z kilku sterowników na jednym dashboardzie?
Czy istnieją konta użytkowników, tak aby nie każdy użytkownik wszystko widział (np. tylko dashboard, a ustawienia sterownika nie)?
Właśnie w tym tkwi moc! Możemy wybrać zmienne z dowolnego sterownika (lub sterowników) i wyświetlić je na jednym wspólnym dashboardzie. Możliwe jest zablokowanie dostępu użytkownikom do ustawień sterownika, ale udostępnienie kolekcji (grupy lub grup) zmiennych, które ten sterownik przekazuje.
Niedługo to wszystko będzie wirtualne i w chmurze, ale nie ma co się dziwić. Technika idzie do przodu aż miło 🙂
Przetestowałem Wago Cloud na sterowniku PFC 200 i ciekawią mnie dwie rzeczy:
1. Ile będzie kosztować dostęp do Wago Cloud po uruchomieniu finalnej wersji usługi.
2. Czy planujecie państwo wprowadzenie możliwości wysyłania zmiennych do sterownika? Tzn. Wago cloud opiera się w tej chwili praktycznie na odczycie danych z sterownika. Chciałbym np poprzez zdalny dostęp mieć możliwość do wpływania na pracę PLC.
1. Dokładne ceny jeszcze nie zostały podane, na pewno koszta będą się wiązać z przeniesieniem WAGO Cloud na subskrypcję klienta, instalacją w Azurze oraz opłatą za transfery danych zależną od liczby sterowników/liczby zmiennych oraz jakich technologii będziemy chcieli korzystać (archiwizacja, sieci neuronowe, wizualizacja i raporty w Power BI etc). Dla małych instalacji te koszta mogą być mniejsze, ponieważ nie ma opłat za przesyłanie do 8000 komunikatów/dzień (gdzie jeden komunikat to 4kB danych, czyli np. 250 zmiennych typu WORD) oraz za przechowywanie do 50 GB danych.
2. Taka możliwość już istnieje! Komunikacja dwukierunkowa obsługiwana jest przez WAGO Cloud, Microsoft Azure oraz AWS. W przygotowanej paczce [http://global.wago.com/en/products/new-items/overview/registration-cloud-connectivity.jsp] znajduje się instrukcja jak to zrobić oraz przykładowe programy.
Czy Wago Cloud będzie rozwijane? Chodzi mi o możliwość dodawania bitmap, gridów itp?
Tak, będzie dalej rozwijany – już w listopadzie pojawi się aktualizacja umożliwiająca przeglądanie trendów oraz eksportowanie danych do plików CSV
Czy można w wago cloud zrobić konta użytkowników, tak aby nie każdy użytkownik wszystkie dashboardy widział?
Podobnie jak w webvisu?
Tak, na rysunku 5. po lewej stronie znajduje się główne menu WAGO Cloud, a w nim zakładka „Users” – tam można dodać nowych użytkowników i przypisać im uprawnienia