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Neue I/O-Baugruppe …

 
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kdw



Anmeldedatum: 05.05.2006
Beiträge: 1209

BeitragVerfasst am: 30.03.2016, 16:37    Titel: Neue I/O-Baugruppe … Antworten mit Zitat

Hallo Forum.

Auf der Hannover-Messe 2016 werden wir die IO/5640 als I/O-Erweiterung für das IGW/936 vorstellen. Diese I/O-Baugruppe ermöglicht die direkte Verbindung des IGW/936 zu Prozess-Ein- und Ausgängen.

Insgesamt stehen 4 analoge Eingänge (4-20 mA, 0-10V umschaltbar), 6 digitale Ausgänge (0-24V) und 5 digitale Eingänge (0-24V) zur Verfügung.



Hinweis: Die einzelnen Steckverbinder sind beim Serienprodukt etwas anders angeordnet, als in dieser Abbildung. Siehe http://www.ssv-comm.de/produkte/io5640.php

Die Verbindung zwischen IGW/936 und IO/5640 erfolgt per RS485. Als Protokoll kommt Modbus-RTU zum Einsatz. Eine IO/5640 arbeitet als Modbus-Slave.

Die Modbus-RTU-Slave-Adresse ist über einen Schalter in der Frontplatte einstellbar, so dass bis zu 15 IO/5640 als Kaskade an einem IGW/936 betrieben werden können.

Durch die IO/5640 können mit einem IGW/936 einfache Steuerungs- und Datenerfassungsaufgaben, z. B. im Bereich der Fernwirktechnik und Condition Monitoring-Anwendungen realisiert werden.

Gruß KDW


Zuletzt bearbeitet von kdw am 05.11.2016, 08:43, insgesamt 7-mal bearbeitet
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kdw



Anmeldedatum: 05.05.2006
Beiträge: 1209

BeitragVerfasst am: 30.06.2016, 15:25    Titel: OPC UA als Fernwirkprotokoll … Antworten mit Zitat

Hallo Forum.

Die meisten Fernwirkanwendungen sind im Moment noch recht umständlich aufgebaut. Eine Fernwirkstation (Remote Terminal Unit = RTU) ist per 2G/3G/4G-Mobilfunknetz IP-basiert (also per Internet) mit einem zwischengeschalteten Leitsystem – z. B. einem Telecontrol-Server – verbunden, um mittels einfacher Fernwirkprotokolle oder sogar proprietärer Protokollvarianten die Kommunikation zwischen RTU und Leistelle abzuwickeln. Der Telecontrol-Server wiederum mit einem OPC UA-Server ausgestattet, um mit einem SCADA-System zu kommunizieren.

Vom technischen Aspekt her gehört der OPC UA-Server eigentlich in die RTU, um eine direkte SCADA-Anbindung auf Basis eines etablierten Protokollstandards zu ermöglichen. Proprietäre Protokolle im Mobilfunknetz und der zwischengeschaltete Telecontrol-Server sind dann nicht mehr erforderlich. Ein solches Konzept spart Kosten, ist deutlich zukunftssicherer und von der IT-Sicherheit her auf einem aktuellen Stand der Dinge, der sich auch für den Einsatz in kritischen Infrastrukturen eigenen würde.

Mit der Kombination IGW/936-L bzw. IGW/935 und IO/5640 ist eine solche Lösung nun Out-of-the-Box möglich. Der OPC UA-Server läuft im IGW/93x. Die Ankopplung an die Prozesssignale erfolgt per IO/5640 – die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für die fünf digitalen IO/5640-Eingänge. Gesichert wird die Übertragung per VPN, so dass eine SCADA-Software in der Leistelle als OPC UA-Client die einzelnen Server in den RTUs im VPN über fixe IP-Adressen direkt ansprechen kann.



Für Anwender, die Fernwirkanwendungen entwickeln oder bestehende Anwendungen auf den neusten Stand der Technik bringen wollen, steht nun ein Evaluierungs-Kit zur Verfügung (OPC UA-Fernwirk-Kit). Zum Lieferumfang gehört ein vorkonfiguriertes IGW/936-L (Internet-Verbindung per Mobilfunknetz oder per im LAN erreichbaren Router) oder IGW/935 (Internet-Verbindung per Router im LAN) plus eine IO/5640.



Die Inbetriebnahme des OPC UA-Fernwirk-Kits kann mit Hilfe eines OPC UA-Clients erfolgen - zum Beispiel UaExpert von Unified Automation. Dieser Client ist nach einer Registrierung kostenlos von der Website des Anbieters ladbar. Auf einem Windows-PC lässt sich UaExpert in wenigen Minuten installieren und sofort starten. Danach muss nur eine Verbindung zum OPC UA-Server des IGW/93x, zum Beispiel über eine Endpunkt-URL wie opc.tcp://192.168.0.84:4840, aufgebaut werden. Nach dem Verbindungsaufbau findet man die fünf digitalen IO/5640-Eingänge im OPC UA-Server-Adressraum wieder.



Der OPC UA-Server des IGW/936-L bzw. IGW/935 ist als Output Node (konfigurierbarer Ausgangs-Knoten) in der Node-RED-Oberfläche des Gateways zu finden (siehe Abbildung). Die Node-RED-Vorkonfiguration des Fernwirk-Kits ermöglicht die Verbindung der IO/5640-Eingänge mit den ersten fünf Ausgängen. Danach lassen sich über die Node-RED-Weboberfläche die einzelnen Ausgänge schalten. Der jeweilige Zustand der Eingangssignale ist im OPC UA-Client zu beobachten.

Wird OPC UA als Fernwirkprotokoll durch einen VPN-Tunnel hindurch eingesetzt, ist die Verbindung im Übrigen zweifach gesichert. Zum einen sorgt das VPN für Verschlüsselung, Endpunkt-Authentifizierung und Datenintegrität. Zum anderen nutzt OPC UA selbst eine TLS-basierte Verschlüsselung mit Authentifizierung.



Befindet sich innerhalb des VPNs z. B. ein PC mit dem LAN-Sniffer Wireshark, ist es trotzdem nicht ohne weiteres möglich, die OPC UA-Kommunikation zu entziffern. Wireshark erkennt zwar die OPC UA-Verbindung, die Übertragung ist aber nach wie vor verschlüsselt.

Gruß KDW
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kdw



Anmeldedatum: 05.05.2006
Beiträge: 1209

BeitragVerfasst am: 23.07.2016, 08:27    Titel: Node-RED Support … Antworten mit Zitat

Hallo Forum.

I/O-Baugruppen, die man auf einer Hutschiene montieren kann, um digitale und analoge E/A-Signale mit einer Steuerung oder einer x-beliebigen Applikation auf einem PC oder Gateway zu koppeln, gibt es sehr viele. Die Besonderheit der IO/5640 ist die Node-RED-Unterstützung, die von SSV standardmäßig als Zubehör angeboten wird. Dadurch ist die IO/5640 besonders für IIoT-Anwendungen (Industrial Internet of Things) geeignet.

Um zum Beispiel einen analogen IO/5640-Eingang einzulesen und weiterzuleiten, werden in einer Node-RED-Umgebung lediglich der SSV Modbus Master Input Node und ein Output Node benötigt. Die folgende Abbildung zeigt en Beispiel mit jeweils einem analogen Eingang für 0-10 V und 4-20 mA.



In den Konfiguration des SSV Modbus Master werden neben der jeweils benutzen Schnittstelle die entsprechenden Modbus-Slave-Daten der IO/5640 eingetragen.



In einem weiteren Konfigurations-Dialog des SSV Modbus Master werden einmalig die IO/5640-Schnittstellen-Parameter festgelegt.



Sollen nun die Analogdaten eines IO/5640-Eingangs ungefiltert direkt an eine IoT- oder Cloud-Serviceplattform im Internet weitergeleitet werden, muss z. B. lediglich ein MQTT Output Node hinzugefügt und entsprechend konfiguriert werden (IP-Adresse/DNS-Name des MQTT-Broker, TCP-Port-Nummer und MQTT-Topic).



Der zu den analogen Eingängen gehörende A/D-Wandler liefert jeweils über ein Modbus-Register einen Unsigned Integer 16-Bit-Wert. Um diesen 16-Bit-Rohwert in eine Spannung umzurechnen und vor dem Versenden per MQTT mit der Einheit/Engineering Unit [Volt] zu versehen, sind im Datenfluss zwei weitere Nodes erforderlich.



Die Umrechnung des ganzzahligen A/D-Wandler-Rohwertes in eine Spannung mit Nachkommastellen erfolgt in einem Math Node. Der 16-Bit-Rohwert wird dazu mit 0.0003 multipliziert. Dieser Faktor ergibt sich aus der Berechnung 10 : 32767 = 0.0003 („10“ ist die Referenzspannung des A/D-Wandlers in der IO/5640 und „32767“ der Maximalwert des A/D-Wandlers).



Mit Hilfe eines Function Node wird dann an die Zeichenfolge mit dem Spannungsmesswert einfach die Einheit „V“ angefügt.



Das jeweilige Gesamtergebnis (Spannungsmesswert plus Einheit [V]) kann im Node-RED-Debug-Fensterbereich beobachtet werden.



Das hier gezeigte Beispiel läuft z. B. auf einem IGW/93x oder in einer PC-Umgebung mit einem geeigneten RS485-Adapter.

Gruß KDW
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