ΟΔΗΓΟΣ ΤΗΛΕΡΑΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ-

Transcript

1 Μάρτιοσ 2016 ADAPT2CHANGE ΟΔΗΓΟΣ ΤΗΛΕΡΑΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ- ΧΕΙΙΣΜΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΓΟΤΙΚΗ ΡΑΑΓΩΓΗ Project Partnership TEI of Larisa Lead Partner Agricultural Research Institute TEI of Piraeus Europliroforisi S.A. University of Thessaly Icon ltd Project Brief Description Co-funded by EC LIFE+ (50%) - Project budget: Project duration: 1/09/ /08/2016 Adapt2change Adapt Agricultural Production to climate change and limited water supplies

2 Περιεχόμενα 1. Ειςαγωγι Συνοπτικι Τεχνικι περιγραφι ςυςτιματοσ Ρεριγραφι του εγκατεςτθμζνου ςυςτιματοσ Μζκοδοσ εγκατάςταςθσ του ςυςτιματοσ τθλεπαρακολοφκθςθσ Ραράκεςθ φωτογραφιϊν των ςυςτθμάτων με επεξιγθςθ των λειτουργιϊν τουσ Λειτουργίεσ Συςτιματοσ: Τεχνικι περιγραφι του τρόπου λειτουργίασ του εγκατεςτθμζνου εξοπλιςμοφ Σενάρια λειτουργίασ ςυςτιματοσ τθλεπαρακολοφκθςθσ Ρικανά προβλιματα ςτθ λειτουργία του ςυςτιματοσ - Αντιμετϊπιςθ

3 1. Ειςαγωγή Ο αυτόματοσ ζλεγχοσ των κερμοκθπίων ζχει βαςιςτεί ςε 2 υπο-ςυςτιματα τα οποία ελζγχουν υπο-μονάδεσ (αιςκθτιρων κερμοκραςίασ, υγραςίασ, βροχισ, αντλιϊν δροςιςμοφ, παρακφρων, κλπ) και επικοινωνοφν μεταξφ τουσ για τθν καταγραφι των δεδομζνων. Η κεντρικι μονάδα ελζγχου δίνει τθ δυνατότθτα απομακρυςμζνθσ παρακολοφκθςθσ ι τθλε-παρακολοφκθςθσ των λειτουργιϊν των κερμοκθπίων κακϊσ επίςθσ τθσ καταγραφισ και αποκικευςθσ των μετροφμενων μεγεκϊν ςτο cloud. 2. Συνοπτική Τεχνική περιγραφή ςυςτήματοσ 2.1 Περιγραφή του εγκατεςτημζνου ςυςτήματοσ Το εγκατεςτθμζνο ςφςτθμα βαςίηεται ςτο υλικό και λογιςμικό των ακόλουκων μονάδων: (1) PLC (Programmable Logic Controller) τφπου DELTA DVP20SX-211R, που εκτελεί ςυγκεκριμζνο πρόγραμμα και ρυκμίηει αυτόματα τθ λειτουργία των μθχανολογικϊν εξαρτθμάτων των κερμοκθπίων. (2) Βιομθχανικό Η/Υ τφπου National Instruments NI cdaq-913x Embedded Controller, με κατάλλθλουσ αςφρματουσ ανιχνευτζσ κερμοκραςίασ υγραςίασ για τθν καταγραφι μεγεκϊν και τθν εν ςυνεχεία επεξεργαςία τουσ. To PLC λειτουργεί ςυνεχϊσ, ελζγχει τα απαραίτθτα θλεκτρομθχανολογικά μζρθ των κερμοκθπίων και εκκινεί τισ αντλίεσ κερμότθτασ ςε mode λειτουργίασ χειμϊνα ι κζρουσ. Το ςφςτθμα αυτό παρζχει επίςθσ παρακολοφκθςθ μόνο των κερμοκραςιϊν εντόσ των δυο κερμοκθπίων, τθν ταχφτθτα του εξωτερικοφ ανζμου και τθν φπαρξθ βροχισ. Ο βιομθχανικόσ υπολογιςτισ ΝΙ 9138 με τισ υπο-μονάδεσ ΝΙ 9208 και ΝΙ 9205 μπορεί να μετρά τθ ςτάκμθ ςτθ δεξαμενι νεροφ και τθ κερμοκραςία / υγραςία περιβάλλοντοσ. Μζςω ενόσ Ethernet Gateway (ΝΙ 9791) και ενόσ Ethernet Switch επικοινωνοφν τζςςερεισ αςφρματοι κόμβοι WSN 3226, δυο εντόσ του μθχανοςταςίου και από ζνασ ςε κάκε κερμοκιπιο. Σε κάκε κόμβο ζχουν ςυνδεκεί τζςςερεισ αιςκθτιρεσ για τθ μζτρθςθ κερμοκραςίασ και υγραςίασ. Ραράλλθλα ςτο 3

4 Ethernet Switch ζχει ςυνδεκεί και το PLC μζςω καλωδίου Ethernet. Επίςθσ, ςτο βιομθχανικό υπολογιςτι ζχουν εγκαταςτακεί όλα τα απαραίτθτα πακζτα λογιςμικοφ (NI LabView, drivers για επικοινωνία με αςφρματουσ κόμβουσ και πακζτο λογιςμικοφ δθμιουργίασ OPC server / OPC client για επικοινωνία με PLC και παρουςίαςθ τθσ κατάςταςισ του). 2.2 Μζθοδοσ εγκατάςταςησ του ςυςτήματοσ τηλεπαρακολοφθηςησ Στο παραπάνω υλικό, αναπτφχκθκαν προγράμματα με τθ χριςθ τθσ γλϊςςασ G του LabView, που αναλαμβάνουν τθν παρακολοφκθςθ των αιςκθτιρων και των παραμζτρων του PLC. Το LabView παρζχει ζτοιμο Web Server και ζτςι μπορεί κάκε πρόγραμμα παρακολοφκθςθσ των αιςκθτιρων και των παραμζτρων του PLC να παρουςιάηεται ςαν ιςτοςελίδα, χωρίσ δυνατότθτα μεταβολισ παραμζτρων μζςω web browser. Οι τιμζσ των φυςικϊν μεγεκϊν κάκε αιςκθτιρα καταγράφονται ςε αρχείο τφπου MSOffice EXCEL ςε ςυνάρτθςθ με το χρόνο μζτρθςθσ. Αυτόσ ο χρόνοσ λιψθσ των μετριςεων ελζγχεται από τον χριςτθ και μπορεί να είναι διαφορετικόσ για κάκε αιςκθτιριο. Για τθν παρακολοφκθςθ των παραμζτρων του PLC χρθςιμοποιείται ςφνδεςθ Ethernet και διαμόρφωςθ μεταφοράσ τιμϊν Modbus. Ζτςι, για να διαβάςουμε τισ παραμζτρουσ του PLC από διευκφνςεισ Modbus, που μασ παρζχει αυτό, χρθςιμοποιοφμε τον OPC server τθσ National Instruments από το πρόγραμμα LABView. Ακολοφκωσ μποροφμε να κάνουμε ειςαγωγι ςτο LabView project ενόσ I/O Server τφπου OPC Client, που με τθν κατάλλθλθ διαμόρφωςθ μασ διαβάηει τισ μεταβλθτζσ του PLC ωσ μεταβλθτζσ ενόσ LabView Virtual Instrument. Οι Ι διευκφνςεισ για τα κερμοκιπια ςτθ Λάριςα είναι: - Εςωτερικό δίκτυο: Βιομθχανικόσ Υπολογιςτισ Gateway NI WSN TEI DELTA PLC Subnet Mask

5 Default Gateway DNS Servers / Εξωτερικό δίκτυο: Βιομθχανικόσ Υπολογιςτισ Subnet Mask Default Gateway DNS Servers / Παράθεςη φωτογραφιών των ςυςτημάτων με επεξήγηςη των λειτουργιών τουσ. Η τθλε-παρακολοφκθςθ ι απομακρυςμζνθ προεπιςκόπθςθ πραγματοποιείται από τθν κεντρικι μονάδα ελζγχου και δίνει τθ δυνατότθτα ςτουσ χριςτεσ να παρακολουκοφν τισ μεταβολζσ των μεγεκϊν των κερμοκθπίων. Η οκόνθ προεπιςκόπθςθσ περιζχει τα ακόλουκα: Τα διαγράμματα των κερμοκραςιϊν και υγραςιϊν των δφο κερμοκθπίων. Ο χρόνοσ δειγματολθψίασ ι μεταβολισ των μεγεκϊν ςτθν οκόνθ κακορίηεται από το διαχειριςτι του ςυςτιματοσ. Οι τιμζσ των κερμοκραςιϊν παρουςιάηονται αρικμθτικά ενϊ παράλλθλα απεικονίηεται θ κατάςταςθ διαφόρων άλλων μεγεκϊν, όπωσ θ ζνδειξθ φπαρξθσ βροχισ, θ κατάςταςθ των ανεμιςτιρων, των αντλιϊν δροςιςμοφ, των περςίδων, του κινθτιρα αφφγρανςθσ, των παρακφρων. 5

6 Απεικονίηονται οι λειτουργίεσ ςτο μθχανοςτάςιο, όπωσ οι αντλίεσ κερμότθτασ, ο λζβθτασ, οι κυκλοφορθτζσ, κλπ. Επίςθσ δίνεται θ δυνατότθτα ςτο διαχειριςτι να ενεργοποιιςει/απενεργοποιιςει τθν καταγραφι των δεδομζνων και να κακορίςει τον χρόνο δειγματολθψίασ των μεγεκϊν. 3. Λειτουργίεσ Συςτήματοσ: 3.1 Τεχνική περιγραφή του τρόπου λειτουργίασ του εγκατεςτημζνου εξοπλιςμοφ Για τθ ςειρά PLC τθσ DELTA DVP, ο πίνακασ διευκφνςεων Modbus για τθν αντιςτοιχία των διαφόρων καταχωρθτϊν υπάρχει ςτο εγχειρίδιο How to use KEPServer EX OPC Server with DVP28SV11R/T +DVPEN01-SL+DVP06XA. Ακολουκικθκαν οι οδθγίεσ για τθ δθμιουργία CHANNEL/DEVICE/TAGS αλλά με τθ χριςθ του National Instruments NI OPC Server. Δθμιουργικθκε το CHANNEL ΘΕΜΟΚΗΡΙΑ ΤΕΙ ΛΑΙΣΑ, το DEVICE PLC και τα TAGS προσ τισ διευκφνςεισ του Modbus που μζςω του υπάρχοντοσ προγράμματοσ του PLC βλζπουμε τισ εξόδουσ και ειςόδουσ ςε αυτό. 6

7 Χρθςιμοποιϊντασ τον OPC Client τθσ ΝΙ και πατϊντασ το εικονίδιο QC ςτθν μπάρα του ΝΙ OPC Server επιλζγουμε το ΘΕΜΟΚΗΡΙΑ ΤΕΙ ΛΑΙΣΑ PLC, οπότε ςτθ δεξιά πλευρά παρακολουκοφμε ςε πραγματικό χρόνο τισ τιμζσ των παραμζτρων π.χ. κερμοκραςία κερμοκθπίων κλπ. Πταν μια ζξοδοσ είναι ενεργοποιθμζνθ ζχει τιμι 1, άλλωσ ζχει τιμι 0. Για να γίνει ειςαγωγι ςτο LabView των TAGS που προαναφζρκθκαν, δθμιουργικθκε θ TEI_LPC_Library1.lvlib, όπου γίνεται ειςαγωγι του I/O Server τφπου NI OPC Server ωσ OPC1 και ακολοφκωσ δθμιουργικθκαν μεταβλθτζσ όπωσ τα TAGS. Οι μεταβλθτζσ αυτζσ καλοφνται κατά τθ ςχεδίαςθ ενόσ εικονικοφ οργάνου ςτο LabView. Ο παρακάτω πίνακασ περιγράφει τισ διάφορεσ παραμζτρουσ: Tag Name Address Data Respect Client Scan Type Data Type Access Rate Description RAIN Boolean 1 RO 100 ΒΟΧΗ T Boolean 1 RO 100 ΣΕΝΑΙΟ Τ1 T167_WORD Word 1 RO 100 ΣΕΝΑΙΟ 1 T Boolean 1 RO 100 ΣΕΝΑΙΟ Τ2 T168_WORD Word 1 RO 100 ΣΕΝΑΙΟ 2 TH Word 1 RO 100 ΘΕΜΟΚΑΣΙΑ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ 1 ΑΡΟ PLC TH Word 1 RO 100 ΘΕΜΟΚΑΣΙΑ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ 2 ΑΡΟ PLC VELOC Word 1 RO 100 ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΕΜΟΥ Y Boolean 1 RO 100 ΑΝΕΜΙΣΤΗΕΣ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ 1 Y Boolean 1 RO 100 ΑΝΕΜΙΣΤΗΕΣ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ 2 Y Boolean 1 RO 100 ΑΝΤΛΙΑ ΔΟΣΙΣΜΟΥ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟ 1 Y Boolean 1 RO 100 ΜΟΤΕ ΑΦΥΓΑΝΣΗΣ Y Boolean 1 RO 100 ΕΝΤΟΛΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ ΡΑΑΘΥΩΝ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ 1 Y Boolean 1 RO 100 ΕΝΤΟΛΗ ΚΛΕΙΣΙΜΑΤΟΣ ΡΑΑΘΥΩΝ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ 1 Y Boolean 1 RO 100 ΕΝΤΟΛΗ ΑΝΟΙΓΜΑΤΟΣ ΡΑΑΘΥΩΝ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ 2 Y Boolean 1 RO 100 ΕΝΤΟΛΗ ΚΛΕΙΣΙΜΑΤΟΣ ΡΑΑΘΥΩΝ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ 2 Y Boolean 1 RO 100 REMOTE CONTOL ΑΝΤΛΙΑΣ ΘΕΜΟΤΗΤΑΣ 1 Y Boolean 1 RO 100 ΕΝΤΟΛΗ ΛΕΙΤΟΥΓΙΑΣ ΘΕΜΑΝΣΗΣ ΑΝΤΛΙΑ ΘΕΜΟΤΗΤΟΣ 1 Y Boolean 1 RO 100 REMOTE CONTROL ΑΝΤΛΙΑΣ ΘΕΜΟΤΗΤΑΣ 2 Y Boolean 1 RO 100 ΑΝΤΛΙΑ ΔΟΣΙΣΜΟΥ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ 2 7

8 Y Boolean 1 RO 100 ΕΝΤΟΛΗ ΛΕΙΤΟΥΓΙΑΣ ΘΕΜΑΝΣΗΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΘΕΜΟΤΗΤΑΣ 2 Y Boolean 1 RO 100 ΕΡΑΦΗ ΛΕΒΗΤΑ Y Boolean 1 RO 100 ΤΙΟΔΗ ΒΑΝΝΑ ΣΤΗ ΘΕΣΗ ΘΕΜΑΝΣΗ Y Boolean 1 RO 100 ΤΙΟΔΗ ΒΑΝΝΑ ΣΤΗ ΘΕΣΗ ΨΥΞΗ Y Boolean 1 RO 100 ΕΝΤΟΛΗ ΛΕΙΤΟΥΓΙΑΣ ΚΥΚΛΟΦΟΗΤΗ 1 Y Boolean 1 RO 100 ΕΝΤΟΛΗ ΛΕΙΤΟΥΓΙΑΣ ΚΥΚΛΟΦΟΗΤΗ 2 Y Boolean 1 RO 100 ΕΝΤΟΛΗ ΛΕΙΤΟΥΓΙΑΣ ΚΥΚΛΟΦΟΗΤΗ 3 Y Boolean 1 RO 100 ΕΝΤΟΛΗ ΛΕΙΤΟΥΓΙΑΣ ΚΥΚΛΟΦΟΗΤΗ 4 Y Boolean 1 RO 100 ΡΕΣΙΔΕΣ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ 1 Y Boolean 1 RO 100 ΡΕΣΙΔΕΣ ΘΕΜΟΚΗΡΙΟΥ Σενάρια λειτουργίασ ςυςτήματοσ τηλεπαρακολοφθηςησ Το LabView ζχει τθ δυνατότθτα να κρατά αρχείο μετριςεων ςε ενςωματωμζνθ βάςθ δεδομζνων με ονομαςία Citadel. Τα αρχεία τφπου *.xlsx του Microsoft Office αποκθκεφονται ςτουσ εξισ δυο καταλόγουσ: C:\USERS\TEILARISA\DESKTOP\ARXEIA_APOTHIKEUSIS\NI για τουσ αιςκθτιρεσ τθσ National Instruments και C:\USERS\TEILARISA\DESKTOP\ARXEIA_APOTHIKEUSIS\METRHSEIS_DELTA_P LC για το PLC τθσ εταιρείασ DELTA Για τθ διανομι και επεξεργαςία των δεδομζνων ςε διάφορουσ χριςτεσ δθμιουργικθκε ο λογαριαςμόσ θλεκτρονικοφ ταχυδρομείου thermokipiatei-larissa με χαρακτθριςτικό thermokipialarisa@gmail.com. Ο λογαριαςμόσ αυτόσ διακζτει ζναν χϊρο αποκικευςθσ 15 GB ςτο Google Drive. Στον χϊρο αυτό που αντιςτοιχεί ςτθν ιςτοςελίδα ζχουν δθμιουργθκεί δυο κατάλογοι: ΜΕΤΗΣΕΙΣ ΑΝΙΧΝΕΥΤΩΝ NATIONAL INSTRUMENTS και ΜΕΤΗΣΕΙΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ DELTA PLC Ο διαχειριςτισ του Google Drive μπορεί να κζςει τουσ καταλόγουσ αυτοφσ ςε κοινι χριςθ, όπου προςκζτει ονόματα ι διευκφνςεισ θλεκτρονικοφ ταχυδρομείου με δυνατότθτα επεξεργαςίασ ι μόνο με δυνατότθτα προβολισ. Ο ςφνδεςμοσ για κοινι χριςθ του καταλόγου ΜΕΤΗΣΕΙΣ ΑΝΙΧΝΕΥΤΩΝ NATIONAL INSTRUMENTS είναι: 8

9 5NDhXcUtlZkNQS0dPOXY3bW94Vm1DQ1Z0d3RiMVU&usp=sharing και για τον κατάλογο ΜΕΤΗΣΕΙΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ DELTA PLC είναι: X3RyNnlyRlM1Q0trNUxsTkcwbW0zcWwzODE2SVU&usp=sharing Στο βιομθχανικό υπολογιςτι τθσ ΝΙ ζχει εγκαταςτακεί και εκτελείται αυτόματα το πρόγραμμα GOODSYNC. Το πρόγραμμα αυτό ςυγχρονίηει αρχεία μεταξφ καταλόγων Η/Υ διαφόρων τφπων ι ακόμα και αποκθκευτικϊν χϊρων ςτο δίκτυο, όπωσ είναι το Google Drive. Στο πρόγραμμα αυτό ζχουν δθμιουργθκεί δυο τρόποι λειτουργίασ: METRHSEIS_THERMOKHPIWN METRHSEIS_DELTA_PLC Ο πρϊτοσ τρόποσ ςυγχρονίηει τα αρχεία *.xlsx από τον κατάλογο C:\USERS\TEILARISA\DESKTOP\ARXEIA_APOTHIKEUSIS\NI ςτον κατάλογο gdocs:// ΑΝΙΧΝΕΥΤΩΝ NATIONAL INSTRUMENTS και αφορά τισ μετριςεισ από τουσ ανιχνευτζσ τθσ National Instruments. Ο δεφτεροσ τρόποσ ςυγχρονίηει το αρχείο *.xlsx από τον κατάλογο C:\USERS\TEILARISA\DESKTOP\ARXEIA_APOTHIKEUSIS\METRHSEIS_DELTA_PLC ςτον κατάλογο gdocs:// ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ DELTA PLC και αφορά τισ μετριςεισ από το ςφςτθμα PLC τθσ εταιρείασ DELTA. Σε περίπτωςθ που δεν υπάρχει διαφορά ςτα αρχεία θ ανάλυςθ δείχνει μεγζκθ 0 και το πρόγραμμα δεν προβαίνει ςε άλλεσ ενζργειεσ. Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται ο ςυγχρονιςμόσ των δεδομζνων μετριςεων με τουσ καταλόγουσ ςτο Google Drive και κατ επζκταςθ με όλουσ τουσ χριςτεσ που ζχουν κοινι χριςθ. Ρεραιτζρω επεξεργαςία των μετριςεων μπορεί να γίνει άμεςα ςτο Google Drive ι αφοφ αντλθκεί το αρχείο δεδομζνων να πραγματοποιθκεί με το MS OFFICE. Τα παρακάτω δφο διαγράμματα ζχουν προκφψει από τθν καταγραφι τθσ κερμοκραςίασ και υγραςίασ των δφο κερμοκθπίων ενϊ το τρίτο διάγραμμα δείχνει τθν ενεργοποίθςθ και απενεργοποίθςθ των παρακφρων του κερμοκθπίου 1. Ο 9

10 οριηόντιοσ άξονασ είναι ο χρόνοσ και μεταβάλλεται ανά 2 λεπτά ενϊ ο κάκετοσ άξονασ είναι το μετροφμενο μζγεκοσ. 10

11 4. Πιθανά προβλήματα ςτη λειτουργία του ςυςτήματοσ - Αντιμετώπιςη Η τθλε-παρακολοφκθςθ ι απομακρυςμζνθ επιςκόπθςθ τθσ λειτουργίασ των κερμοκθπίων βαςίηεται ςτθ λειτουργία τθσ κεντρικισ μονάδασ ελζγχου ςαν web server. Κατά ςυνζπεια, εκτόσ από τθν απρόςκοπτθ λειτουργία του βιομθχανικοφ υπολογιςτι κα πρζπει να υπάρχει παροχι διαδικτφου ςτο χϊρο του κερμοκθπίου. Η τθλε-παρακολοφκθςθ είναι πολφ ςθμαντικι για τθ λειτουργία των κερμοκθπίων γιατί αφενόσ δίνει τθ δυνατότθτα ςτον χειριςτι να ρυκμίςει διάφορεσ παραμζτρουσ λειτουργίασ αφετζρου μπορεί να δείξει κάκε ςτιγμι τθν κατάςταςθ λειτουργίασ τουσ. Αν κάποιο μζγεκοσ ζχει για οποιονδιποτε λόγο υπερβεί τα όρια λειτουργίασ τουσ, μπορεί να εντοπιςτεί και να διορκωκεί. Για τον χριςτθ, θ τθλε-παρακολοφκθςθ δείχνει το μοντζρνο τρόπο με τον οποίο μπορεί να παρακολουκεί τθ λειτουργία των κερμοκθπίων. 11