Co je Netbiter EasyConnect EC220?

Zjednodušeně Netbiter EasyConnect EC220 je výrobek švédské společnosti HMS Industrial Netweoks AB, který vytváří elektrické signálové rozhraní pro webovou grafickou prezentací hodnot signálů přes telefonní mobilní GSM/GPRS komunikaci (SIM kartu). Laicky řečeno prostě jde o takový "mobilní telefon", který místo přenosu hlasu umožňuje připojit dvoustavové a analogové signály a jejich hodnoty reprezentovat na webové grafické obrazovce jako čísla, grafy, zhasnuté / rozsvícené světlo, obrázek sepnutého / rozepnutého kontaktu atd. podobně jako například na displeji programovatelného HMI panelu.

Na druhou stranu krabička Netbiter EC220 obsahuje i spínané dvoustavové i analogové výstupy, které lze ovládat přes obrazovku prezentace na webu, ať již jsou ovladače v podobě grafických přepínačů či posuvníků, nebo v podobě jednoduchých zadávacích polí. Nakonec je k dispozici i RS232 a RS485 sériové rozhraní pro datové napojení na PLC a tak lze přenášet signály přímo i ze vstupů a výstupů PLC. Protože webové prezentační a nastavovací  rozhraní běží přímo na stránkách výrobce, není nic nutné programovat a cokoliv vědět o webu a webových stránkách. Kód pro přístup na web výrobce je součástí dodání krabičky Netbiter EC220. 

K čemu je zařízení Netbiter EC220?

Zařízení Netbiter EasyConnect EC220 slouží k internetovému ovládání a prezentaci dat měřící aplikace, pracovního stroje či zařízení. Umožňuje tak provádět vzdálené zobrazování dat a stavů, podobně jako programovatelné automaty (PLC), které v sobě obsahují web-server pro vytvoření vlastního ovládacího rozhraní. V případě zařízení EC220 se však webové rozhraní nenachází přímo v krabičce, ale na webu www.netbiter.com  kam Netbiter EC220 jen v pravidelných intervalech přenáší jen samotná "signálová data" zařízení, na které je připojen.

Samotné zařízení Netbiter EC220 má dvoustavové i analogové vstupy i spínané a analogové výstupy a na sériová rozhraní lze připojit zařízení s Modbus RTU pro čtení a přenášení vnitřních parametrů i vstupů/výstupů PLC.

Část 1. - krabička Netbiter EasyConnect EC220

Hardwarová část zařízení Netbiter EC220, tedy ono fyzické připojovací rozhraní, je v podobě černě práškově lakované krabičky s otvory pro přišroubování k podložce, s jednou řadou šroubovacích svorek pro připojení napájení a vstupů / výstupů, 9pinovým RS232 konektorem a 2 vývodovým RS485 konektorem pro Modbus komunikaci, slotem pro klasickou SIM kartu a GSM/GPRS anténou. Pod zašroubovaným, ale snímatelným horním krytem se pak nachází dvojce 3polohových malých DIP přepínačů sloužící pro volbu typu dvou analogových vstupů a dvou analogových výstupů přítomných na zmíněné řadě šroubovacích svorek. Zvolit lze funkci vstupu pro teplotní snímač Pt100, analogový vstup 0-10V nebo 0-20mA.

Sériová rozhraní zde slouží k datové komunikaci s libovolným zařízením přes protokol Modbus-RTU nebo s některými specifickými rozhraními PLC, kterou jsou podporována. Z nich je pak možné provádět "tunelování" jejich dat, hodnot a proměnných přes krabičku Netbiter na web. Z pohledu přímé podpory PLC jsou zatím podporována jen PLC Crouzet Millenium3, která se připojují přes Crouzet Millenium3 RS232 kabel. Pro ně se na webovém ovládacím rozhraní prostě jen nastaví komunikační protokol pro Millenium3 a pak již není nutné z pohledu samotné komunikace s PLC nic dalšího nastavovat.

Z pohledu GSM/GPRS rozhraní je z oblasti hardwaru jen přišroubovat přibalenou malou anténku do anténního šroubového konektoru a pak vložit SIM kartu do příslušného slotu. Ten mimochodem jeho "šuplík" má trošku netypický systém otevírání, kdy je nutné nejdříve nějakým poměrně špičatým předmětem zatlačit na malé žluté "tlačítko" a současně při jeho stlačení nehtem vytáhnout "šuplíček". Sice je zcela vyloučené náhodné otevření, ale i cílené otevření dá dost zabrat z pohledu správné koordinace a šikovnosti pohybů.

To je na samotné krabičce prakticky vše. Nic jiného na ní není, ani nic dalšího nelze fyzicky nastavovat. Vše ostatní se pak již ovládá a řídí přes webové stránky/rozhraní www.netbiter.net.

Vnitřek zařízení Netbiter EC220, kde se nachází i dva přepínače pro volbu režimu obou dvou analogových vstupů (čidlo Pt100, 0-10V, 0-20mA).

Část 2. - webové rozhraní Netbiter Argos (www.netbiter.net)

Stránky www.netbiter.com slouží k prezentaci produktů Netbiter  a obsahují i další výrobky Netbiter, zatímco web s názvem "Netbiter Argos" www.netbiter.net  vytváří jen ono vizualizační rozhraní, do kterého získá uživatel krabičky přístup díky přibalenému "certifikátu" s jedinečným přístupových kódem. S jeho pomocí je nutné se nejdříve zaregistrovat, což v praxi znamená vygenerovat si k danému kódu obvyklé přístupové jméno a heslo s nimiž již konečně se lze přihlásit do ovládacího prostředí.

To samo o sobě může někomu na první pohled trošku připomínat webové rozhraní e-mailové schránky. Na první pohled vše vypadá docela jednoduše. Postupně, jak jsem se nořil do jednotlivých podsložek a podmenu, začíná být vše již trošku hůře přehledné. Možná by bylo lepší, kdyby nastavovací webové rozhraní nemělo tolik voleb, ale zato lépe zpracovaný editor vytváření grafického vizualizačního okna. Očekával jsem totiž něco podobného programovacímu prostředí HMI panelů, ale zde je možností výrazně méně. Ale postupně.

Ovládací web je rozdělen na 4 hlavní záložky:

• První záložka "Presentation" slouží k zobrazování dat, vizualizaci a zadávání hodnot a stavů ve formátu tak, jak si to uživatel nastaví v 3. hlavní záložce "Management.
• Druhá záložka "Reports" slouží k vygenerování zpráv a výstupních souborů o zaznamenaných datech v režimu datalogger a chybových hlášeních. 
• Třetí záložka "Management" obsahuje vše potřebné pro nastavení samotného GSM/GPRS spojení s krabičkou Netbiter, nastavení jaká data se budou mezi webem a Netbiterem přenášet, jak budou prezentovány (textově i graficky) či jaké stavy a hodnoty mají být na serveru Netbiteru automaticky v časových okamžicích ukládána a archivována (funkce datalogger).
• Čtvrtá záložka "Account" pak slouží ke správě účtu uživatele, tedy hlavně přístupového přihlašovacího jména a hesla.

Příklad jednoduché grafické vizualizace a seznam signálů pro ukládání jejich hodnot na web "Netbiter Argos" (www.netbiter.net).

Vizualizaci mezi krabičkou a webem přenášených hodnot a stavů, tedy konkrétně hodnoty a stavy jednotlivých vzdáleného vstupů a výstupů krabičky EasyConnect EC220 či na ní napojeného PLC, lze provádět buď v režimu "online", kdy jsou vidět aktuální stavy v reálném čase nebo pak v případě využití režimu "datalogger" lze zobrazovat i "historická" zaznamenaná data automaticky vzorkovaná dle u každého kanálu nastavené periody 1, 5, 10, 15, 30, 60 minut. Vzorkování pak probíhá i v době, kdy není nikdo k webu www.netbiter.net přihlášen, tedy jde o plnohodnotnou funkci dataloggeru. Samozřejmě vzdálená krabička EC220 musí neustále běžet a mít dostupnou GSM/GPRS síť, protože samotná krabička v sobě nic neukládá. Vše ukládá až sám vzdálený cloud (server www.netbiter.net ).

Nastavení, které hodnoty se mají v reálném čase vypisovat na hlavním vizualizačním panelu (obr. vlevo) a ukázka nastavení parametrů výběru proměnné (vstupů/výstupů) pro pravidelný záznam hodnot na cloud  (obr. vpravo).

Část 3. - zprovoznění komunikace s Netbiter EC220

Pokud uživatel Netbiteru poprvé přistoupí na web www.netbiter.net, bude nejdříve potřebovat provést svoji registraci, kdy je nutné zadat svoje identifikační údaje a hlavně "System / Device ID" a "Activation Code" z přibalené kartičky u zařízení EC220. Dále je uživatel vyzván k založení prvního projektu (defaultně se vytvoří "MyFirstProject") a provedení tzv. aktivace systému (krabičky Netbiter) nastavením GSM/GPRS pro vzdálené fyzické navázání komunikace s Netbiterem.

Registrace přístupu na web "Netbiter Argos" (www.netbiter.net vyžaduje mít fyzicky zařízení s aktivační kartou s "System / Device ID" a "Activation Code" . Bez ní se na  "Netbiter Argos" prostě nepřihlásíte.

Zde je nutné vložit telefonní číslo zasunuté SIM karty (SIM-card mobile number) a pak tzv. APN, což je název služby "bezdrátového internetu" daného lokálního GSM/GPRS operátora.  V případě mé SIM karty od operátora O2 bylo nutné zadat "internet". V položce "Product Type" je nutné buď vybrat základní provedení EC220, nebo ve verzi pro komunikaci s PLC Millenium3, tj. EC220-M3. Vše je pak nutné ještě jednou zkontrolovat v záložce "Management - > Mobile network" a odeslat do zařízení ve formě SMS zprávy tlačítkem "Send".  Tím si vzdálené zařízení nastaví komunikační parametry a začne s webem komunikovat. A ještě dvě poznámky: SIM karta musí mít již předtím deaktivovanou funkci zadávání PIN kódu a konfigurační SMS se posílá ze Švédska, takže na účtu O2 mi naskočila částka 5,- Kč za SMS z na první pohled nic neříkajícího zahraničního čísla...).  Celý postup přihlášení a aktivace je přehledně "krok za krokem" zpracován v manuálu "http://support.netbiter.com/getfile.cfm?FID=209&FPID=112".

Následně je nutné pro aktivaci založit první projekt a hlavně správně nastavit GSM/GPRS komunikační parametry SIM karty vložené do Netbiteru EC220 (obr. uprostřed). Nakonec se odešle konfigurace do krabičky EC220 ve formě SMS. (obr. vpravo)

Část 4. - základní vytvoření grafické vizualizace

Pro úkon vytvoření základní vizualizace opět existuje ke stažení návod (viz odkaz http://support.netbiter.com/getfile.cfm?FID=222&FPID=112), také psaný ve stylu "krok za krokem" s mnoha obrázky (foto obrazovek). S těmito pomocníky lze nastavení provést poměrně rychle a bez žádného dlouhého "zkoušení slepých cestiček".

Samotné grafické vizualizační okno na webu se vytváří přes "klikací" editor v záložce "Management -> Dashboards". Zde se nejdříve musí vložit nová položka grafického okna (Dashboard) a tu následně editovat. Lze tedy současně vytvořit více grafických vizualizačních oken, např. pro různé částí aplikace. Editační okno připomíná velmi zjednodušené programovací prostředí průmyslových HMI dotykových panelů. Na volnou plochu se přetahují bloky zobrazení textů, číselných proměnných, dvoustavových indikátorů (světel), grafického znázornění analogových proměnných, jednoduchých obrázků, a lze kreslit jednoduché objekty jako čáry, obdélníky a kruhy. Součástí bloků dvoustavových indikátorů (světel), grafického znázornění analogových proměnných je malá knihovna různých připravených obrázků a provedení indikačních světel (např. puntíky či svítící přepínače měnící dle stavu barvu, obrázky potrubí s ventilem otevřený/zavřený, přepínačů zapnutý/vypnutý apod.), ručkových ukazatelů (např. kruhové ukazatele), sloupcových grafů (např. v provedení plnící se nádrže apod.), posuvníků pro zadávání analogových hodnot. Po vložení bloku na plochu pak lze otevřít jeho jednoduché nastavovací menu, kde je nutné přiřadit zobrazovanou proměnnou hodnotu / stav, zobrazovaný rozsah a pak grafické detaily jako např. barvy indikací.

Při vytváření grafické vizualizace se využívá jednoduchého editoru, kde se vybere funkční prvek, vybere jeho vzezření,  nastaví zobrazované parametry a přiřadí některé z proměnných již dříve nastavených v záložkách ""Logging" nebo "Visualisation".

Samotné nastavení proměnných, které lze vybrat zde pro zobrazení, se pak dělá jinde a to v záložkách "Management - > Logging" a "Management - > Visualisation". Zde se musí přidat ty vstupy / výstupy krabičky Netbiter EC220, Modbus-RTU adresy komunikujících zařízení či vstupy/výstupy bloků SIN a SOUT v PLC Millenium3, se kterými se dále bude pracovat v nastavení vizualizace, záznamu (datalogging) atd.  Zde se definují rozsahy, ofset, zobrazované jednotky atd.

Příklad výběru aktuálně přes Netbiter dostupných proměnných (vstupů/výstupů)  a přiřazení parametrů pro pravidelný záznam hodnot na cloud.

Závěr

Zařízení Netbiter EasyConnect EC220 je zajímavá možnost, jak snadno vytvořit přes web/internet přístupné ovládací a vizualizační rozhraní k téměř libovolnému stroji či zařízení. Zde použití řešení, kdy samotné webové stránky / webový server realizuje vzdálený server výrobce zařízení a tedy systém pracuje v tzv. cloudu, přestavuje alternativu k řešení, kdy samotné zařízení (např. PLC) obsahuje vlastní malý web-server a ovládací / vizualizační webové stránky jsou tedy přímo přítomné v samotném zařízení.

Výhodou prvního řešení je možnost v jedné vizualizaci spojit hodnoty a údaje z více systémů a také vizualizace zůstává běžet i po samotném vypnutí stroje (krabičky Netbiter), což je výhodné pro signalizaci závady. Také v případě GSM/GPRS není např. vzdálený servisní dohled odkázán na interní LAN síť a bránu (Gateway) firmy provozující stroj, její zabezpečení i nastavená přístupová práva.

Na druhou stranu nevýhodou systému Netbiter EC220 je fakt, že je uživatel či vzdálený dohled odkázán na běh "neznámého" serveru a nemusí být zcela jisté, že firma, která jej spravuje bude třeba fungovat i za 10 a více let, což je v průmyslovém prostředí zcela běžně uvažovaná minimální doba provozu zařízení.  Také GSM/GPRS komunikace není bezplatná a musí být placen měsíční paušál lokální telekomunikační společnosti za bezdrátový internet, což nemusí být z dlouhodobého pohledu zrovna levná záležitost. 

Odkaz:

• Stránky výrobce, švédské společnosti HMS Industrial Netweoks AB: http://www.hms.se
• Stránky zařízení Netbiter: http://www.netbiter.com
• Webové ovládací rozhraní Netbiter: http://www.netbiter.net
• Prodejce v ČR, společnost OEM Automatic s.r.o: http://www.oemautomatic.cz