با انقلاب Industry 4.0، یکپارچهسازی IT/OT به یکی از روندهای مهم محیطهای صنعتی تبدیل شده است. در نتیجه، PLCها نیز هوشمندتر شده و قابلیتهای پیشرفتهتری بهصورت توکار در آنها قرار گرفته است.
وبسرور (Web Server) ابزاری است که زیمنس در محیط TIA Portal ارائه کرده تا بتوان از طریق یک صفحه وب اختصاصی در مرورگر، بهصورت راه دور به PLC و سیستمهای اتوماسیون دسترسی پیدا کرد. از جمله قابلیتها میتوان به ثبت دادهها (Data Logging)، تغییر مقادیر تگها و تغییر حالت کاری PLC اشاره کرد. این آموزش، یک راهنمای جامع برای استفاده از وبسرور در PLC S7 1500 زیمنس ارائه میدهد.
پیش نیازها
برای دنبال کردن این آموزش به موارد زیر نیاز دارید:
- آشنایی پایه با نرمافزار TIA Portal.
- نرم افزار TIA Portal V17 (این نسخه در آموزش استفاده شده است)
- PLCSIM Advanced 4.0
مزایای وب سرور PLC
حال بیایید کمی دقیقتر بررسی کنیم که استفاده از قابلیت وب سرور در TIA Portal چه مزایایی دارد.
1. دسترسی از راه دور
شاید مهمترین مزیت وب سرور، فراهم کردن دسترسی از راه دور به سیستمهای اتوماسیون باشد. این قابلیت میتواند در شرایط مختلف بسیار مفید باشد، مانند:
- بهروزرسانی یک سیستم در زمان کار از منزل
- پایش وضعیت سیستم زمانی که خارج از محیط کارخانه هستید
با وجود وبسرور، کاربر میتواند از هر مکانی به سیستم خود متصل شده و از هر دستگاهی که مرورگر وب دارد، به PLC زیمنس و فرآیندها دسترسی پیدا کند.
2. قابلیت سفارشی سازی
یکی از نقاط قوت وبسرور در TIA Portal، سطح بالای قابلیت سفارشیسازی آن است. کاربران میتوانند صفحات وب اختصاصی خود را ایجاد کرده و تنها به بخشهای موردنیاز سیستم دسترسی داشته باشند.
به عنوان مثال:
- طراحی یک صفحه اختصاصی برای تغییر Setpoint کنترلر
- نمایش دادههای لحظهای یک سنسور یا موتور خاص
این انعطافپذیری امکان ایجاد یک سیستم دقیقاً متناسب با نیازها و فرآیندهای خاص را فراهم میکند.
3. سهولت استفاده
ویژگی وبسرور در TIA Portal کاربرپسند و ساده برای راهاندازی است. تنها با چند مرحله میتوان وبسرور را فعال و پیکربندی کرد. پس از آن، کاربران به راحتی میتوانند صفحات اختصاصی خود را بسازند تا به اطلاعات یا بخشهای دلخواه سیستم دسترسی داشته باشند، بدون اینکه نیاز به جستجوی پیچیده در منوها داشته باشند.
4. امنیت
وبسرور در TIA Portal دارای امکانات امنیتی متعدد برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز است. با استفاده از پروتکلهای امن ارتباطی مانند HTTPS میتوان دسترسی را فقط برای کاربران مجاز فعال کرد.
فعال سازی وب سرور
نرمافزار TIA Portal را اجرا کرده و یک پروژه جدید ایجاد کنید. سپس یک PLC از سری S7 1500 را مطابق تصویر اضافه کنید.
وب سرور PLC | ایجاد یک پروژه جدید در TIA Portal
فعالسازی وب سرور در TIA Portal روی سختافزار S7-1500
برای برقراری یک اتصال امن وب، فعال کردن گزینه “Permit access only with HTTPS” باعث میشود ارتباط بهصورت امن برقرار شود.
مدیریت کاربران (User Management)
برای اینکه بتوان PLC را در دسترس افراد مختلف قرار داد، میتوان سطوح دسترسی مختلفی همراه با رمز عبور برای کاربران ایجاد کرد.
در صفحه وبسرور به بخش User Management بروید. به طور پیشفرض یک کاربر به نام Everybody بدون رمز عبور وجود دارد، اما میتوان سطح دسترسی این کاربر را تنظیم کرد.
بیایید سه کاربر جدید ایجاد کنیم:
- ADMIN
- SUPERVISOR
- OPERATOR
و برای هر یک رمز عبور مخصوص تعیین کنیم.
پیکربندی مدیریت کاربر
تنظیمات دسترسی کاربر مدیر
پیکربندی رمز عبور دسترسی کاربر ادمین
نرمافزار PLC SIM Advanced را اجرا کنید. در این آموزش از آدرس IP پیشفرض PLC یعنی 192.168.0.1 استفاده میکنیم.
البته هر آدرس IP دیگری نیز قابل استفاده است، مشروط بر اینکه در PLC تنظیم شده باشد.
در این آموزش از آداپتور مجازی PLC Sim استفاده میکنیم.
پیکربندی پیشرفته S7-PLCSIM برای وب سرور
تنظیمات پیشرفته آداپتور شبکه ویندوز S7-PLCSIM
برنامه PLC را در نرمافزار S7‑PLCSIM Advanced دانلود کنید و شبیهساز (Simulator) را در حالت Run قرار دهید.
وب سرور پیشرفته S7-PLCSIM در حالت اجرا
مرورگر وب خود را اجرا کنید و آدرس PLC را وارد نمایید؛ در این آموزش، آدرس 192.168.0.1 استفاده شده است. سپس Enter را فشار دهید.
در این مثال، مرورگر مورد استفاده Google Chrome است. با وارد شدن به آدرس، صفحه معرفی اولیه (Startup Intro Screen) مربوط به S7‑1500 نمایش داده میشود.
راه اندازی وب سرور در مرورگر گوگل کروم
صفحه نمایش وب سرور PLC S7-1500
ورود به سیستم مدیریت سرور وب PLC S7-1500
توضیحات منوهای وب سرور
زمان محلی PLC در گوشه بالا-سمت راست صفحه نمایش داده میشود. همچنین در این بخش، گزینه انتخاب زبان و دکمهای برای خاموش کردن وبسرور قرار دارد.
انتخاب زمان و زبان محلی وب سرور
Start Page : این گزینه شما را به صفحه اصلی (Start Page) هدایت میکند؛ همان صفحهای که در حال حاضر در آن هستیم.
اگر در هر بخش دیگری باشید، انتخاب این گزینه شما را به صفحه اصلی بازمیگرداند.
Diagnostics
صفحه Diagnostics دارای زیرمنوهای مختلفی است، از جمله:
- Identification (شناسایی)
- Program Protection (محافظت برنامه)
- Memory (حافظه)
- Runtime Information (اطلاعات زمان اجرا)
- Fail‑Safe (ایمنی در برابر خطا)
منوی تشخیص سرور وب
منوی Identification: منوی Identification شمارهسریال PLC، شماره سفارش و اطلاعات نسخه را نمایش میدهد، همانطور که در شکل 2.3 دیده میشود.
محافظت برنامه (Program Protection): منوی Program Protection سطح حفاظت PLC و شمارهسریال کارت حافظه را نمایش میدهد.
منوی حافظه (Memory Menu): منوی Memory اطلاعات مختلف حافظه PLC را نمایش میدهد: حافظه کاری کد، حافظه کاری داده، حافظه بارگذاری، حافظه نگهدارنده و غیره.
زیرمنوی حافظه عیبیابی وب سرور
زیرمنوی اطلاعات زمان اجرا عیبیابی وب سرور
Diagnostic Buffer
این منو همان اطلاعات موجود در بخش Diagnostic Buffer در قسمت آنلاین و عیبیابی (Online and Diagnostics) در نرمافزار TIA Portal را نمایش میدهد. این منو برای مشاهده اطلاعات عیبیابی PLC استفاده میشود.
بافر تشخیص عیب وب سرور
منوی Motion Control
در صورتی که در پروژه خود، اشیای فناوری Motion Control را پیکربندی کرده باشید، یک منو برای Motion Control نیز وجود خواهد داشت.
منوی Alarm
این منو آلارمهایی را که در نرمافزار TIA Portal برای PLC پیکربندی شدهاند، نمایش میدهد. در این بخش، زمان وقوع آلارم (Alarm Timestamp) و وضعیت آن (Status) نشان داده میشود.
منوی Communication
پارامترها (Parameter):
منوی پارامتر، ویژگیهای PROFINET مربوط به PLC را نمایش میدهد. در تصویر زیر، آدرس اتصال شبکه (Network Connection Address)، ویژگیهای فیزیکی (Physical Properties)، نام میزبان (Host Name) و دامنه (Domain) نیز قابل مشاهده است.
ارتباط با وب سرور
Connection Resources
منوی Connection Resources منابع اتصال (Connection Resources) مربوط به CPU را نمایش میدهد. در حال حاضر، ارتباط وب (Web Communication) از ۶ منبع اتصال استفاده میکند.
منوی منابع اتصال به وب سرور
Connection Status
در این منو، تمامی اتصالات پیکربندیشده برای CPU نمایش داده میشوند.
منوی وضعیت اتصال ارتباط وب سرور
در منوی Topology، دستگاههای مختلف متصل به CPU قابل مشاهده هستند. در این بخش، گزینههایی برای نمایش به صورت Table View (نمای جدولی)، Graphics View (نمای گرافیکی) و Status Overview (نمای کلی وضعیت) وجود دارد.
منوی توپولوژی وب سرور
منوی Tag Status
بیایید چند تگ ایجاد کنیم. به قسمت PLC Tags بروید و تگهای زیر را ایجاد کنید. پس از ایجاد تگها، آنها را در PLC دانلود کنید.
نمونه بلوک داده وب سرور
در وبسرور، منوی Tag Status را باز کنید و تگهایی که در PLC ایجاد شدهاند را وارد نمایید.
نمایش وضعیت برچسب داده وب سرور
همانطور که از مقادیر تگهای ایجادشده در PLC میبینیم، تگهای بولی (Bool Tags) را با وارد کردن “1” (برای True) در باکس Modify Value تغییر داده و روی Apply کلیک کنید. همچنین تگهای عدد صحیح (Integer) را تغییر داده و Apply بزنید.
اصلاح مقدار برچسب داده وب سرور
در TIA Portal تگها را مانیتور کنید تا ببینید آیا به مقداری که در وبسرور وارد کردهایم تغییر یافتهاند یا خیر.
بازیابی برچسب وب سرور TIA Portal
همانطور که مشاهده میشود، مقادیر تغییر کرده و با دادههای وبسرور هماهنگ شدهاند. توجه داشته باشید که ما با ورود ادمین (Admin Login) در حال کار هستیم، که دسترسی کامل برای خواندن و تغییر مقادیر تگها دارد. بنابراین، هر تگی میتواند از طریق وبسرور خوانده یا در PLC نوشته شود.
Watch Tables
در TIA Portal یک Watch Table با تگهای موجود ایجاد کنید.
کاربرد جدول نظارت بر وب سرور TIA Portal
از منوی Device Configuration، گزینه Web Server را انتخاب کنید. در بخش تنظیمات وبسرور به پایین اسکرول کنید تا گزینه Watch Table را مشاهده کنید. با کلیک روی آیکون Harbinger، جدول مانیتورینگ (Watch Table) ایجادشده را انتخاب کنید. صفحه باید مشابه شکل (پیکربندی مدیریت کاربر) باشد.
پیادهسازی جدول نظارت بر وب سرور TIA Portal
برای Watch Table میتوان سطح دسترسی را بهصورت Read یا Read/Write تنظیم کرد. سپس این پیکربندی را در PLC دانلود کنید. در وبسرور، روی Watch Table کلیک کنید.
پیادهسازی جدول نظارت بر وب سرور TIA Portal – 2
اگر بیش از یک Watch Table در پروژه خود داشته باشید، میتوانید جدول فعلی را با استفاده از منوی کشویی سمت چپ بالا تغییر دهید. همچنین امکان تغییر مقادیر تگها مستقیماً از داخل Watch Table وجود دارد.
سایر قابلیت های وب سرور PLC
امکان ساخت صفحات وب سفارشی (User Defined Pages) با استفاده از زبانهای برنامهنویسی JavaScript و HTML.
ایجاد Data Log با استفاده از دستورالعملهای مربوطه در TIA Portal برای ذخیرهسازی دادهها.
نتیجهگیری درباره وبسرور PLC
در مجموع، کاربرانی که به دنبال دسترسی و کنترل سیستمهای اتوماسیون خود از راه دور هستند، میتوانند از قابلیت وبسرور در Siemens TIA Portal بهرهمند شوند. کاربران میتوانند با ایجاد صفحات وب سفارشی، سیستم را متناسب با نیازها و گردشکار اختصاصی خود تطبیق دهند.
ویژگی وبسرور، ابزاری قدرتمند برای متخصصان اتوماسیون صنعتی است که ترکیبی از دسترسی از راه دور، سهولت استفاده، و قابلیت سفارشیسازی را ارائه میدهد. همچنین با توجه به اینکه امنیت در طراحی این قابلیت از اولویت بالایی برخوردار بوده، کاربران میتوانند با اطمینان خاطر از ایمن بودن سیستمهای خود هنگام مشاهده یا کنترل آنلاین، استفاده کنند.