Retro-Fitting einer Moeller SPS

Veröffentlicht am 23. Juli 2019connect, Gateway, Story

Schaut man sich den Produktionsbereich eines mittelständischen Betriebs an, findet man dort häufig eine Reihe von unterschiedlichen Maschinen diverser Hersteller und verschiedensten Alters vor. PS4 Steuerungen der Firma Moeller GmbH (heute EATON) hatten vor 20 Jahren eine recht große Verbreitung. Aufgrund der langen Maschinenlaufzeiten finden wir auch heute immer wieder Steuerungen dieses Typs im Feld vor. Die Steuerungsserie besitzt allerdings im Vergleich zu aktuellen Steuerungen noch keine ethernetbasierte Kommunikationsschnittstellen. In unserem heutigen Beispiel zeigen wir, wie mit Hilfe des verlinked connect-Gateways das Retro-Fitting solch einer Steuerungen durchgeführt werden kann.

Aufbau der connect-Demo

Als Beispiel verwenden wir eine Moeller PS4-201-MM1 Steuerung. Es existieren eine Reihe weiterer Steuerungen aus der PS4 Reihe die über dasselbe Protokoll angebunden werden können:

PS4-200:

  • PS4-141-MM1
  • PS4-151-MM1
  • PS4-201-MM1
  • PS4-271-MM1

PS4-300:

  • PS4-341-MM1

PS416:

  • PS416-CPU-200
  • PS416-CPU-300
  • PS416-CPU-400

Die Anbindung erfolgt dabei über den Programmierport der Steuerung. Die Kommunikation über diesen Port folgt keinem offenen Standard, sondern benutzt ein von Moeller entwickeltes, nicht öffentlich dokumentiertes Protokoll. Wir haben jedoch einen Weg gefunden, um über diese Schnittstelle mit der SPS zu kommunizieren, und haben ein entsprechendes Plugin implementiert.

Die Daten werden über ein entsprechendes Plugin vom connect-Gateway aus der Steuerung abgerufen und an das connect-Cockpit zur Visualisierung des aktuellen Status der Ein- und Ausgänge weitergeleitet.

Die Moeller Steuerung ist in diesem Aufbau der Daten-Produzent und das connect-Cockpit ist der Daten-Konsument für die Datenpunkte.

Installation und Retro-Fitting

Die Steuerungen verfügen über eine serielle Schnittstelle (physikalisch RS-232) die eigentlich für die Programmierung genutzt wird. Über diese Schnittstelle ist es möglich, Live-Daten aus der Steuerung abzurufen. Dies machen wir uns für das Retro-Fitting zu Nutze und setzen diese Daten im connect-Gateway auf moderne Protokolle um.

Das connect-Gateway läuft für diese Demo auf einem Industrie-PC in Form des MDE:connect. Steuerung und connect-Gateway sind über ein serielles Kabel miteinander verbunden. Außerdem besteht eine Ethernetverbindung zum connect-Gateway, um die Daten über ein Netzwerk an das connect-Cockpit zur Visualisierung weiterzuleiten.

Daten-Produzent

Das connect-Gateway fragt die Daten der PS4-Steuerung aktiv an. Die Steuerung liefert daraufhin die angefragten Ergebnisse als Daten-Produzent zurück. In der Demo wollen wir die digitalen Eingänge sowie die digitalen Ausgänge der Steuerung auslesen und die Werte anschließend für eine Visualisierung weitergeben. In unserem Beispiel wurde der „Eingang 1“ der Steuerung über eine Drahtbrücke auf „HIGH” gesetzt. Alle anderen Eingänge sind unbeschaltet und sollten daher einen “LOW” Pegel ausgeben. Zusätzlich ist in der Steuerung ein Lauflicht programmiert, das die Ausgänge der Steuerung im Sekundentakt durchschaltet.

Insgesamt werden die folgenden Datenpunkte im connect-Gateway erfasst:

  • 8 Eingänge: /moeller/di0 bis di7
  • 6 Ausgänge: /moeller/do0 bis do5

Um die Daten aus der Moeller SP4 auslesen zu können, müssen sowohl die Anfrageparameter für die verschiedenen Steuerungswerte als auch der Aufbau des Antworttelegrams bekannt sein. Da das Protokoll nicht öffentlich dokumentiert ist, finden sich diese Angaben in der für Kunden zugänglichen verlinked Protopedia. Hier sind alle wichtigen Informationen, Anleitungen sowie Beispiele für die Konfiguration einer Vielzahl von Protokollen verfügbar. Mit Hilfe dieser Informationen ist die Konfiguration des connect-Gateway auch für eine Moeller Steuerung einfach umsetzbar.

Mit Daten zum Moeller Protokoll konfigurieren wir das connect-Gateway so, dass die zu erfassenden Werte periodisch von der PS4-Steuerung abgefragt werden. In unserem Beispiel ermitteln wir jede Sekunde einen aktuellen Wert.

Daten-Konsument

Als Daten-Konsument wurde für alle Datenpunkte das connect-Cockpit konfiguriert. Wenn neue Daten aus der Steuerung abgerufen werden, werden diese automatisch über eine REST Schnittstelle an das connect-Cockpit zur Datenvisualisierung übertragen. Das connect-Cockpit nimmt die Daten entgegen, speichert diese für ein definiertes Intervall in einer Datenbank ab und stellt diese grafisch über ein Web-Dashboard dar.

Die Daten können natürlich auch an weitere frei konfigurierbare Endpunkte übertragen werden.

Foto-Strecke

Ergebnis

Die Maschinendatenerfassung von einer Moeller Steuerung ist über das connect-Gateway mit dem passenden Plugin einfach realisierbar. Die für das Protokoll benötigten Parameter sind über das Plugin dokumentiert und für Kunden einsehbar. Mit Hilfe dieser Informationen ist eine Konfiguration des verlinked connect-Gateways schnell möglich. Das Retro-Fitting von Steuerungen, die wie im Beispiel nur über eine serielle Schnittstelle verfügen, wird mit dem connect-Gateway zum Kinderspiel.