Laboratório B – Sistemas Supervisórios N8LB9 Prof. Dr. Cesar da Costa 3.a Aula: Driver de Comunicação e Comunicação OPC

Driver de Comunicação Um driver de comunicação é uma DLL que contém informações de software específicas sobre o equipamento remoto (CLP, single loop, medidores, Robos, etc.) e implementa o protocolo de comunicação. Dezenas de drivers para dispositivo comuns e não tão comuns são instalados no IWS – Indusoft Web Studio. A tarefa do driver permite definir a interface de comunicação entre o Supervisório e os equipamentos remotos, tais como CLP, single loop, transmissores e medidores.

Driver de Comunicação Para possibilitar a troca de informações entre sistemas supervisórios e CLPs, foram desenvolvidos drivers de comunicação, já que os fabricantes de CLPs e softwares supervisórios podem não ser os mesmos.

O que é OPC? OPC é a sigla para “OLE for Process Control”, onde OLE significa “Object Linking and Embedding”. Este é o nome dado a uma interface padronizada de comunicação que foi criada na tentativa de minimizar os problemas relacionados à inconsistência dos “drivers” de equipamentos industriais de diferentes fabricantes. A “OPC Foundation” é a organização responsável pelas normas que estabelecem as características disponíveis aos clientes dos equipamentos que possuem o padrão OPC (veja o logo na figura 1).

O que é OPC? Os equipamentos dotados de comunicação via OPC (CLPs, câmeras industriais, robôs, etc.) disponibilizam dados internos em uma interface simplificada, onde aplicações externas podem interagir com a leitura e/ou escrita de valores em parâmetros, registradores de programas, resultados, etc. Cada fabricante disponibiliza os dados mais convenientes, de acordo com o equipamento. Normalmente, dados inerentes à segurança do equipamento não estarão mapeados no “driver” e consequentemente serão invisíveis ao usuário.

O que é OPC? A intermediação da comunicação entre aplicação cliente e equipamento é realizada por um servidor OPC (OPC Server). Este servidor possui os “drivers” referentes aos equipamentos suportados, e de acordo com o modelo configurado, disponibiliza a região de dados específica. Por exemplo, em uma comunicação com um CLP, é possível ler ou escrever valores de memórias internas, utilizadas no programa do usuário, ou até mesmo ler estado de entradas e saídas. Em câmeras industriais é possível obter o resultado da aplicação de análise de imagens, ou mesmo carregar as imagens, entre outras funcionalidades..

Como Funciona? A tecnologia OPC faz parte do .NET Framework, da Microsoft, e baseia-se na especificação COM (Component Object Model), a mesma tecnologia usada na plataforma ActiveX, que provêm conectividade e interoperabilidade entre diferentes aplicações de forma “plug-and-play”. Estes componentes determinam a infraestrutura das aplicações compartilhadas sob sistemas operacionais da Microsoft, como o Windows, abstraindo as funcionalidades dos sistemas de software e expondo-as de forma interativa, através de propriedades, métodos e eventos dos objetos da aplicação.

Plataforma Windows ou não ? Basicamente, o padrão OPC é nativo da plataforma Windows. Dentro desta plataforma, existem variações para as versões do Windows (CE, 9X, NT, 2000 e XP), mas para todas estas é possível a comunicação OPC. Para plataformas não-Windows, existem alguma soluções que consistem em portar o DCOM (Distribuited Component Object Model) para estas plataformas. O DCOM é um conjunto de definições para permitir a implementação de aplicações distribuídas em uma arquitetura clente-servidor. No futuro, a especificação OPC para XML deverá facilitar a integração de plataformas não-Windows para a comunicação OPC.

Cliente ou Servidor OPC ? As aplicações e produtos existentes no mercado podem ser somente um cliente, um servidor ou ambos, isto varia de caso a caso. Normalmente, os produtos para monitoração de dados (IHM’s; sistemas supervisórios, etc.) são clientes OPC. Já os produtos que fazem a comunicação direta com os dispositivos de campo utilizando protocolos proprietários são servidores OPC. Cada produto pode incorporar as duas funcionalidades, sendo o mais comum que uma aplicação normalmente cliente possa ser servidor, e não o contrário..

Número de Clientes x Número de Servidores O número de servidores OPC necessários para uma determinada aplicação irá depender do produto a ser utilizado. Normalmente, os fabricantes de dispositivos de campo (CLPs; dispositivos inteligentes, etc.) fornecem um servidor OPC capaz de comunicar com todos os protocolos dos seus produtos de linha. Este servidor é um software para o ambiente Windows que é executado em um microcomputador, normalmente PC. Ou seja, um servidor OPC da Rockwell, o RSLinx por exemplo, permite que diversos drivers de comunicação sejam configurados para as diversas redes (ControlNet, DeviceNet, Ethernet, DH+, etc.), na mesma máquina ou em máquinas remotas.

Número de Clientes x Número de Servidores Existem servidores OPC de terceiros que permitem que sejam configurados drivers de comunicação para diversas redes e protocolos de diferentes fabricantes. Como exemplo podemos citar os servidores da Kepware e da Matrikon. Neste caso, um único produto poderá servir dados de diferentes fabricantes. Cada cliente OPC pode conectar-se à diferentes servidores, os quais podem estar processando na mesma máquina ou remotamente em máquinas diferentes. Portanto, qualquer produto que funcione como cliente OPC poderá se comunicar com quaisquer servidores OPC de quaisquer fabricantes.

Servidor OPC O servidor OPC é dividido em 3 partes: a) Server: contendo todos os objetos do grupo; b) Group: camada de organização dos itens OPC; c) Item: elemento principal, o item é o objeto que carrega a informação desejada.

Servidor OPC O OPC Item representa uma variável específica de um sistema. Além do valor da variável, ele possui informações sobre a qualidade da informação. Em uma camada superior, no OPC Group, os itens são organizados e ocorre o controle de atualização dos valores. Finalmente, na camada mais externa, no OPC Server, são executadas as interfaces entre as aplicações e controles como eventos de sistema e alarmes. Apesar da existência de todas estas características, geralmente, elas permanecem transparentes ao desenvolvedor, que apenas se preocupa em obter os valores para qual a comunicação foi implementada.

Vantagens ao Utilizar a Comunicação OPC Pode-se elencar as principais vantagens do emprego de uma comunicação OPC: A redução do tempo de desenvolvimento é uma delas. Implementar uma comunicação confiável, entre diferentes equipamentos, certamente não é uma tarefa simples, obrigando a utilização de funções de baixo nível, onde o desenvolvedor precisará entender características cada vez mais próximas do hardware Em um sistema com diversos equipamentos comunicando-se, as vantagens tornam-se ainda mais visíveis.

Sistema com diversos equipamentos A topologia é simplificada e o controle do fluxo de informações fica sob responsabilidade apenas dos servidores OPC.

Aplicação Prática Deverá ser desenvolvido um programa em LADDER, no CLP XC 200, software CodeSys, que apresente a logica necessária (aquisição de dados e intertravamento) para implementar o sistema supervisório desenvolvido na ferramenta INDUSOFT WEB STUDIO7.1, Prática 4, Controle e Segurança de Tanques. Para implantação do programa, faça um fluxograma (algoritmo) da sequencia de funcionamento do sistema de Controle e Segurança de Tanques, antes de começar a programação em LADDER (aplicação da instruções). Utilize os nomes utilizados na Tabela de Tags do sistema supervisório, para dar nome as variáveis do programa LADDER.

Aplicação Prática Para auxílio no desenvolvimento do LADDER e comunicação com o CLP _OPC, consulte no site do professor www.professorcesarcosta.com.br os seguintes documentos: Apostila CodeSys e Galileo básico Ver.22; XC 200_OPC (.pdf) Arquivo XC 200_OPC.pro