Научный журнал
Научное обозрение. Педагогические науки
ISSN 2500-3402
ПИ №ФС77-57475

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ WEB-ВИЗУАЛИЗАЦИИ CODESYS V3.5  ДЛЯ УДАЛЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ

Аль-Тибби В.Х. 1 Адамян А.А. 1
1 Донской государственный технический университет
Рассматривается программный комплекс промышленной автоматизации Controller Development System. CoDeSys позволяет создавать, отлаживать и загружать проекты на исполнение в контроллер. Описана технология наблюдения за управлением посредством web-сервера. Показаны свойства и принцип действия web-визуализация данного программного пакета. В качестве управляющего устройства, и вычислительного модуля данной системы представлен микрокомпьютер Raspberry Pi 2. По возможностям превосходит некоторые настольные ПК. Описаны его характеристики и области использования в решении других технологических проектов. Реальным технологическим объектом управления выступает 5–проводной шаговый двигатель 28byj-48. Содержит две обмотки, каждая имеет отвод от середины. Представлена схема фаз двигателя, коммутация которых приводит к вращению ротора. Также приведен пример реализации программы управления: последовательной подачи импульсов тока на фазы двигателя. Дополнением к управляющему устройству служит плата расширения Pi Face Digital 2, выступающая в качестве драйвера для подключения управляющего элемента. Для упрощения процесса управления приведена web-визуализация элементов (индикаторов и кнопок) пульта управления технологическим объектом. Описан подробный процесс запуска web-визуализации по средствам интернет через браузер любой аппаратной платформы. Открывается возможность удаленного регулирования и контроля технологическим объектом.
Web-визуализация
программируемый логический контроллер
шаговый двигатель
микрокомпьютер Raspberry Pi
плата расширения Pi Face Digital
1. CODESYS Store [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://store.codesys.com (дата обращения 15.12.2018).
2. Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / И.В. Петров, В.П. Дьяконов – М.: СОЛОН–Пресс, 2004. – 256 с.
3. Красиков, Р.В., Аль-Тибби, В.Х. Использование исполнительного модуля «CODESYS Control» совместно с «Raspberry Pi» / Р.В. Красиков, В.Х. Аль-Тибби // Молодой исследователь Дона. – 2017. – №3(6). – С. 45–51.
4. Чип и Дип. Электронные компоненты и приборы [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.chipdip.ru/news/piface-digital-2–expansion-board-raspberry-pi (дата обращения 16.12.2018).
5. Arduino – это очень просто [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://arduino-kit.ru/catalog/id/shagovyiy-4–h-faznyiy-dvigatel-5v-s-platoy-upravleniya-uln2003 (дата обращения 15.12.2018).
6. Pi Face Digital [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.piface.org.uk/products/piface_digital/(дата обращения 14.12.2018)
7. Виикпедия [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/CoDeSys (дата обращения 16.12.2018).

Программный комплекс промышленной автоматизации Controller Development System (CODESYS) основан на стандарте IEC (МЭК) 61131–3 и выпускается компанией 3S-Smart Software Solutions GmbH (Германия).

CODESYS позволяет создавать, отлаживать и загружать проект на исполнение в контроллер. При этом все взаимодействия с контроллером происходят непосредственно с помощью CODESYS и никакого другого программного обеспечения не требуется.

Начиная с CODESYS 3.0, версии полностью русифицированы и устанавливаются независимо друг от друга (свежая версия не обновляет предыдущую, а устанавливается параллельно), но при этом необходимо устанавливать их исключительно в порядке возрастания [1].

Web-визуализация – это технология, позволяющая наблюдать и управлять CODESYS визуализацией посредством Web-браузера на любой аппаратной платформе. При этом, CODESYS может формировать описания объектов визуализации проекта в формате XML и загружать их в контроллер. Web-сервер обрабатывает данные контроллера и также в формате XML создает постоянно обновляемую визуализацию (рис. 1).

Таким образом, она будет отображаться в Web-браузере на любом подключенном через Интернет компьютере независимо от платформы (например, с целью удаленного управления) [2].

alt-1.tif

Рис. 1. Web-визуализация в CODESYS V3

Raspberry Pi 2 – это маленький компьютер, представляющий собой одну небольшую плату, на которой расположены все компоненты, которая компактнее по размерам (примерно 6х9 см), чем большинство современных. Однако по своим возможностям он превосходит некоторые настольные ПК [3].

В настоящее время на Raspberry Pi реализованы многие проекты: беспроводная точка доступа, конвертор речи, фотокамера, метеостанции, игровая консоль, робот, платформа для «умного дома», веб-сервер и т.д., т.к. его процессор (семейства ARM Cortex-A7) дает возможность установить CODESYS Control и управлять различными видами устройств [4].

Использование в качестве управляющего элемента микрокомпьютера Raspberry Pi по сравнению с программируемым логическим контроллером, является целесообразным потому, что время рабочего цикла исполнения программы соизмеримо с современными панельными контроллерами при более низкой стоимости.

Ниже приведена разработка проекта, в котором технологическим объектом управления является 5–ти проводной шаговый двигатель 28byj-48.

Двигатель содержит две обмотки, причем каждая имеет отвод от середины, итого получается 4 фазы. Отводы обмоток соединены вместе как изображено на схеме (рис. 2), в результате каждый из контактов четырех фаз соединен с красным проводом, к которому подключается питание. Вращение ротора происходит за счет коммутации фаз шаг за шагом. Для поворота на требуемый угол или выполнения некоторого количества оборотов на фазы двигателя подают серию импульсов, под действием которых вал поворачивается на серию шагов [5].

alt-2.tif

Рис. 2. Схема фаз двигателя 28byj-48

Для управления данным двигателем была написана программа (рис. 3), которая подает импульсы тока на фазы двигателя последовательно на каждую обмотку), что обеспечивает вращение вала двигателя.

Управление шаговым двигателем осуществляется Raspberry Pi 2 через плату расширения Pi Face Digital 2. Данная плата имеет 4 ключа (кнопки) S0–S3 (рис. 4), которые служат для пуска вращения двигателя в направлениях по/против часовой стрелки [6].

Для упрощения процесса управления, была разработана (рис. 5) визуализация пульта управления шаговым двигателем.

alt-3.tif

Рис. 3. Функциональная схема управления

alt-4.tif

Рис. 4. Pi Face Digital 2

alt-5.tif

Рис. 5. Визуализация пульта управления

На данной визуализации представлены индикаторы, кнопки и направляющие движением. В левой части изображены индикаторы, которые указывают на то, что управление объектом производится с помощью встроенных на плату расширения ключей (Control with Pi Face button). В то время, как, индикаторы в правой части изображения указывают на управление объектом, при задействовании кнопок на экране визуализации (Control with button on the LED).

Для вызова Web-визуализации через Интернет необходимо ввести в браузере следующий адрес: http://<IP Адрес Web-сервера>:<Порт Web-сервера>/webvisu.htm, где IP адресом Web-сервера является IP адрес Raspberry Pi, т.е. 169.254.148.240, а портом Web-сервера служит 8080. В конечном итоге необходимо ввести в строку браузера адрес: http://169.254.148.240:8080/webvisu.htm [7].


Библиографическая ссылка

Аль-Тибби В.Х., Адамян А.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ WEB-ВИЗУАЛИЗАЦИИ CODESYS V3.5  ДЛЯ УДАЛЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ // Научное обозрение. Педагогические науки. – 2019. – № 3-3. – С. 7-10;
URL: https://science-pedagogy.ru/ru/article/view?id=1997 (дата обращения: 20.08.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074