Drahtloses Objektkommunikationsmodul WISE-4000

Kann ich ein Datenerfassungssystem auf industrieller Ebene ohne Programmierkenntnisse bereitstellen? In diesem Artikel lernen wir Geräte kennen, mit denen Sie mit wenigen Klicks ein vorgefertigtes digitales Signalverarbeitungssystem über die JSON-API verfügbar machen können.

Die WISE-4000- Serie ist ein E / A-Gerät zum Protokollieren, Überwachen und Übertragen von Daten von entfernten Standorten. Sie unterstützen die Industrieprotokolle MQTT, Modbus / TCP und verfügen über die HTTP-JSON-API. Es gibt eine Integration mit Cloud-Diensten wie Microsoft Azure, Dropbox und anderen.

Geräte können sowohl als Teil von SCADA als auch autonom arbeiten. Unterstützte Netzwerkverbindung über WiFi.

Technische Eigenschaften

• Digital und Ausgänge (DI / DO) - Verfügbar mit 8 und 4 digitalen Eingängen und 4 digitalen Ausgängen.
• Leistungsrelais - Das Modell WISE-4060 verfügt über ein 4-Kanal-Relais an Bord, mit dem Sie die Leistungslast steuern können.
• Unterstützung von Industrieprotokollen - Verwaltung digitaler Kanäle und Datenerfassung über Modbus / TCP und MQTT
• Unterstützung für Cloud-Anbieter - Laden Sie Daten in Microsoft Azure, Dropbox und Alibaba Cloud hoch
• WiFi- Unterstützung - Unterstützung für 802.11b / g / n-Protokolle, Arbeit im Stations- (Client) und Access Point- (AP) Modus.
• Webbasierte Oberfläche - Die gesamte Konfiguration kann über die webbasierte Oberfläche ohne Verwendung von Programmen von Drittanbietern erfolgen
• SMA-Anschluss für Antennen - die Möglichkeit, Antennen von Drittanbietern anstelle der Standardantennen anzuschließen.
• Echtzeituhr - RTC-Modul mit eigener Stromversorgung zur Aufrechterhaltung der genauen Zeit bei Stromausfall und Kommunikationsverlust.
• 10-30VDC Betrieb - mit Schutz gegen unsachgemäßen Stromanschluss

Ersteinrichtung

Die Erstkonfiguration erfolgt über die Webschnittstelle: Das Gerät wechselt mit dem Netzwerknamen (SSID) der Form WISE- <Modell <- <MAC-Adresse> in den Access Point-Modus und aktiviert den DHCP-Server wie einen normalen WLAN-Router. Um den WISE-4000 in den Ausgangsmodus zu versetzen, muss der DIP-Schalter SW1-P1 auf der Rückseite auf OFF gestellt sein.

Es ist wichtig zu beachten, dass beim Wechseln in den Setup-Modus das Webinterface-Passwort nicht auf das werkseitige zurückgesetzt wird. Um die Einstellungen zurückzusetzen, müssen Sie das Dienstprogramm unter Windows Adam / Apax verwenden. Net Utility

In der Weboberfläche können Sie den Wi-Fi-Client-Modus (Infrastrucutre-Modus) oder den Access Point-Modus (AP-Modus) einstellen.


Im Client-Modus können Sie zwei verschiedene Wi-Fi-Netzwerke einstellen, mit denen das Gerät eine Verbindung herstellen möchte. Als zweites Netzwerk ist es zweckmäßig, das Servicenetzwerk für die Konfiguration zu verwenden, mit dem das Gerät automatisch eine Verbindung herstellt, wenn es sich am Servicestand befindet. Nach dem Einrichten des Netzwerks können Sie den DIP-Schalter SW1-P1 auf ON stellen.


DIP-Schalter auf der Rückseite WISE-4051

Eingangs- / Ausgangsanschlüsse

Lassen Sie uns die Zuordnung der Eingangs- / Ausgangsports am Beispiel des Modells WISE-4051 untersuchen , das über acht DI-Ports (Digital Input) und einen RS-485-Port für Modbus / RTU-Master verfügt. Der Hauptzweck dieses Modells besteht darin, Daten von Sensoren zu sammeln und entfernte Objekte zu überwachen.

Logikebenen

Die Anschlüsse 0-3 sind vom Typ Trockenkontakt. Eine logische Einheit ist ein geschlossener Kontakt mit DCOM0, und eine logische Null ist ein offener offener Kontakt. An diesen Kontakt können Reedschalter, Relais und Tasten angeschlossen werden.

Die Anschlüsse 4-7 sind vom Nasskontakttyp. Die logische Einheit wird als 10-30 V betrachtet, und die logische Null ist 0-3 V zwischen dem Kontakt und Masse DCOM1.

Alle Ports unterstützen die Inversion von Logikpegeln sowie ein Impulssignal mit einer Frequenz von bis zu 3 kHz.


Portzuweisung WISE-4051

E / A-Modi

Jeder der digitalen Eingänge kann unabhängig in einem von fünf Eingangssignalverarbeitungsmodi betrieben werden. Je nach ausgewähltem Modus wird das empfangene Signal auf unterschiedliche Weise im Gerätespeicher gespeichert. In jedem der Modi können Sie die logische Null und Eins umkehren.

DI - konventioneller digitaler Eingang

In diesem Modus können Sie den Status des Kontakts Niedrig / Hoch lesen. Zusätzlich können Sie das Interferenzfilter aktivieren, indem Sie die minimale und maximale Signallänge in Zehntel Millisekunden einstellen.

Zähler

Der Zählermodus zählt nacheinander die Anzahl der empfangenen Signale und speichert deren Anzahl. Zusätzlich können Sie den Startwert der Variablen festlegen. Dieser Modus ist praktisch, um regelmäßige Ereignisse zu zählen, z. B. die Betätigung eines Reed-Schalters, um die Durchgängigkeit verschiedener Türen zu bewerten.


Digitaler Eingangszählermodus

Alarmmodus (Latch)

In diesem Modus schaltet ein einzelnes Signal den Eingangszustand unwiderruflich in den Betriebsmodus, bis es von der API oder manuell zwangsweise zurückgesetzt wird. Dieser Modus ist nützlich für Alarme, Sicherungen und alle Signale, die ein Eingreifen des Personals erfordern.


Zwei digitale Kontakte im Alarmmodus. Pin 0 befindet sich im Alarmzustand.

Frequenzmessmodus

Es speichert den aktuellen Wert der Signalfrequenz mit einer Genauigkeit von 0,1 bis 0,01 Hz. Zusätzlich können Sie das Zeitintervall für das Nullstellen des Werts festlegen. Dieser Modus kann für Impulssignale, Drehzahlmesser, Motoren, Schwingungen usw. verwendet werden.

Lokaler Speicher

Das Gerät kann die empfangenen Signale im Falle eines Verbindungsverlusts mit dem Server oder für einen vollständig autonomen Betrieb im internen Speicher speichern. Mit dem Backup-Akku können Sie Daten im flüchtigen Speicher speichern, wenn die Hauptstromversorgung ausgeschaltet ist.

Anforderungen für lokalen Speicher können über die Weboberfläche, Modbus / TCP und die HTTP-RESTful-API gestellt werden.


Lokale Speicheranforderung über Webschnittstelle.

HTTP RESTful

Als Beispiel für die Arbeit mit der HTTP-API versuchen wir, einen einfachen Prüfstand bereitzustellen. An den Eingang Nr. 3 schließen wir die übliche mechanische Taste an und stellen den Zählermodus in der Weboberfläche ein. Drücken Sie die Taste mehrmals, um zu überprüfen, ob sich der Wert ändert.

Das Webinterface zeigt, dass der Zählerwert steigt


Der Wert des Anmeldezählers Nr. 3 in der Weboberfläche

Als nächstes versuchen wir, den Status des Zählers mithilfe der in der Dokumentation beschriebenen HTTP-API zu lesen. Dazu führen wir eine GET-Anforderung mit dem Dienstprogramm curl durch, wobei 10.0.0.1 die IP-Adresse des Geräts ist, di_value den digitalen Eingabewert bedeutet, slot_0 die Steckplatznummer ist und ch_3 die Portnummer auf dem Gerät ist. Da HTTP Basic Auth verwendet wird, können der Benutzername und das Kennwort an die URL übergeben werden.

curl http://username:password@10.0.0.1/di_value/slot_0/ch_3 { "Ch": 3, "Md": 1, "Val": 27, "Stat": 0, "Cnting": 1, "OvLch": 0 } 

Wir analysieren die Werte in der Antwort:

Ch ist die Eintragsnummer, in unserem Fall Nr. 3.
Md ist die Betriebsart, in unserem Fall der „Zähler“ (0 - DI, 1 - Zähler, 2 - LowToHighLatch, 3 - HighToLowLatch, 4 - Frequenz).
Wert - Wert des Zählers, in unserem Fall - Anzahl der Tastendrücke.

Ohne Programmierkenntnisse und Installation zusätzlicher Software, die nur die Weboberfläche verwendet, konnten wir in fünf Minuten ein einfaches Datenerfassungs- und Speichergerät einrichten, das problemlos in jedes moderne System integriert werden kann. Trotz der Tatsache, dass dieses Beispiel ziemlich primitiv ist, vermittelt es ein allgemeines Verständnis für die einfache Konfiguration. Nach dem gleichen Prinzip können komplexere Systeme mit heterogenen Datentypen und Betriebsarten eingesetzt werden.

Cloud-Anbieter

Geräte der WISE-4000- Serie unterstützen die Integration in Cloud-Dienste. Die gesammelten Daten können über das MQTT-Protokoll in den Cloud-Speicher übertragen oder als Dateien in die Dropbox oder auf den internen Server hochgeladen werden. Es unterstützt auch die Integration in das Advantech WebAccess SCADA-System

Microsoft Azure

Geben Sie zum Verbinden des Geräts mit dem Microsoft Azure IoT Hub einfach die Serveradresse, den Gerätenamen und das geheime Token an.

Dropbox

Zum Verbinden von Dropbox wird die Oauth2-Autorisierung direkt in der Weboberfläche verwendet. Daten aus dem lokalen Speicher werden als * .csv-Dateien heruntergeladen. Diese Funktion kann zum manuellen Sichern oder Verarbeiten von Daten verwendet werden.

SDK für Entwickler

Das WISE-4012E-Kit wurde speziell für die bequeme Entwicklung und Fehlerbehebung von WISE-4000- basierten Systemen entwickelt. Das Kit enthält ein WISE-4012E-Modul mit zwei analogen und zwei digitalen Eingängen sowie zwei Relaiskanälen . Das Gerät wird direkt über USB mit Strom versorgt und benötigt keine zusätzlichen Netzteile.

USB -basiertes WISE-4012E-Entwicklungskit mit Demo-E / A -Karte

Demo-E / A-Karte

Damit der Entwickler E / A-Signale auf Hardwareebene unabhängig simulieren kann, ist eine Demo-Karte im Lieferumfang enthalten. Zwei Potentiometer dienen zum Debuggen von Analogausgängen, DIP-Schalter für Digitaleingänge und zwei LEDs für Relaisausgänge. Auf diese Weise erhalten Sie einen vollständigen Prüfstand am Arbeitsplatz ohne zusätzliche Kabel.

Fazit

WISE-4000 kombiniert die Funktionen eines Datenerfassungs- und Übertragungsgeräts (DTD) und eines Geräts zur Fernkommunikation mit einem Objekt (USO). Das Setup erfordert keine Programmierkenntnisse und kann über die Weboberfläche von einem Smartphone in kürzester Zeit durchgeführt werden. Dank der Unterstützung moderner Protokolle können Geräte problemlos in moderne SCADA- und Cloud-Systeme integriert werden.