Modelo de Comunicação - Elipse Scada

Informações preliminares

           A Elipse Software dispõe de cerca de 250 tipos diferentes de drivers, cobrindo uma grande parte dos protocolos utilizados em indústrias e no setor de energia. Entre esses drivers destacam-se aqueles que são praticamente exclusivos: os drivers para equipamentos nacionais (como CLPs Altus e Atos). 

           Para conseguir um driver Elipse é necessário ter um cadastro no site (moderado pelo suporte técnico deles) ou solicitar via e-mail para alguém do suporte técnico. 

           Dentre os drivers disponíveis, a Elipse os divide em três categorias (os nomes sou eu quem dei, mas a lógica é a deles):

           - Comuns: normalmente dependentes de porta serial RS232 ou Ethernet;

           - "Premium" ou "Especiais": servem para se comunicar com PLCs de marcas mais famosas (Siemens, Allen-Bradley, GE, por exemplo) ou dependem de interfaces específicas - como KTX da Allen-Bradley ou CP-5412A2, da Siemens;

           - Drivers Elétricos: drivers mais elaborados e com recursos utilizados no setor elétrico de potência.

           Além disso, existem alguns modelos diferentes de configuração de drivers, que serão mostrados a seguir. Mas para começar, podemos citar os drivers em grupos:

           - Drivers mais antigos: seguem a configuração padrão criada no Elipse Scada, onde toda a ajuda necessária depende de arquivos de ajuda que acompanham o driver;

           - Drivers intermediários: um pouco mais elaborados, mas que dependem fortemente do documento de ajuda (principalmente para configurar os tags);

            - Drivers baseados no IOkit: drivers com melhores recursos (e padrão entre eles), onde é possível configurar a maior parte do processo de maneira padronizada. A proporção deles no total de drivers tem aumentado, mas nem todos foram portados para o novo modelo (ou mantiveram a padronização de tags ao serem portados). 

           

Configuração de Drivers

             A configuração de drivers no Elipse Scada começa ao se abrir o Organizer e acessar o item "Drivers". Ao clicar nessa opção, surgem as opções padrão mostradas na Figura 1: Novo (para criar novo driver no aplicativo), Deletar para eliminar o driver (mas não os seus tags), Configurar (para abrir a aba de configuração do driver) ou Ajuda (que funciona apenas para drivers antigos que têm os arquivos de ajuda internamente a eles). 

Figura 1: Criação de Drivers no Scada

               Ao selecionar um novo driver, é solicitado que se selecione o arquivo .dll do driver, que não tem limitação de localização por parte do Scada, podendo ser colocado onde o programador melhor entender. 

           Uma vez instalado o driver (e dependendo do modelo e da idade do driver), o procedimento de configuração pode tomar um dos caminhos abaixo. 

Drivers mais antigos

Figura 2: Configuração via P1 a P4

            Os drivers clássicos da Elipse têm sua configuração dividida em parâmetros P1 a P4, cujo significado varia de driver a driver. O importante é que eles sempre se referem ao modo como o driver vai se comunicar e não a endereços (que serão mostrados adiante), ou seja, fala sobre o meio físico, velocidade de comunicação e etc. Um modelo de configuração de driver é mostrado abaixo:

            P1 - Porta COM (0=COM1, 1= COM2, etc);

            P2 -BaudRate (10 = 9600, 20 = 19200, etc.)  + Paridade (0 = None, 1 = Even, 2 = Odd)

            P3 - não usado

            P4 - timeout

            Fácil, simples e tranquilo de se enrolar, não?

Drivers intermediários

           São drivers nem tão recentes que trazem algumas facilidades adicionais na hora de se configurar o driver, como a Figura 3 mostra. 

Figura 3: Configuração de Drivers intermediários

                   Nesse padrão, ao clicar sobre o botão Extras é aberta uma janela com um conjunto de opções pré-definidas, eliminando a necessidade (pelo menos parcialmente) de se decodificar uma informação em P1 a P4. 

Drivers com o IOKit

                     Esses drivers são os mais recentes da Elipse e trazem recursos de flexibilidade muito bacanas na hora de se configurar o driver. Com ele, pode-se por exemplo, migrar de uma rede serial para Ethernet apenas configurando parâmetros do próprio driver, sem ter que substituí-lo, como normalmente era feito nos drivers mais antigos. A Figura 4 mostra as opções para um driver Modbus baseado no IOKit.

Figura 4: Driver Modbus no IOKit

                 O IOKit tem cinco abas que são padrão para todos os drivers: Setup, Serial, Ethernet, Modem e RAS, mais uma ou duas abas relacionadas ao protocolo. A aba Setup é responsável por habilitar uma das outras quatro, dependendo da escolha que se faça. 

                Um recurso interessante do IOKit é que alguns tratamentos de erros podem ser definidos aqui: como número de retentativas de conexão, timeout de comunicação de tags, timeout sem resposta do driver que precisa ser respeitado antes de nova tentativa de comunicação, configuração de logs, entre outras. É uma solução boa, muito embora nem todos os drivers suportem as quatro opções de configuração (serial, modem, ethernet e ras) ou os drivers mais antigos ao serem portados nem sempre respeitem a configuração de tags (o que inviabiliza a sua atualização sem horas de engenharia). 

                   Assim, uma vez configurado o driver por um dos três tipos comentados acima, é a hora de configurar os tags de comunicação. 

Configuração de Tags

                     Os tags de comunicação do Elipse Scada podem ser de dois tipos: tags PLC ou tags Bloco. Eles se diferenciam pela organização e funcionalidade: enquanto o tag PLC pega um endereço por consulta ao CLP os tags Bloco solicitam (como o nome diz) uma série de tags consecutivos. 

                      Antes de se configurar um tag, algumas considerações a serem feitas:

                      - Os tags de todos os tipos no Elipse Scada podem ser distribuídos por pastas de maneira a ser definida pelo programador;

                      - Todos os tipos de tags podem conviver em uma mesma pasta;

                      - Dessa forma, toda a organização do aplicativo fica por conta do programador, para o bem ou para o mal. 

               Voltando ao tópico, a configuração dos dois é semelhante, então vou comentar apenas o tag PLC, ressalvando as diferenças para o bloco, ok?

Figura 5: Configuração de Tags PLC

            Os tags PLC ao serem criados, precisam ser nomeados (conforme regra de nomes comuns a arquivos do Windows - sem as extensões, claro). Depois disso, o driver deve ser selecionado na lista ao lado do botão Ajuda. Para desativar o tag, basta não selecionar um driver.

                A seguir, o tag deve ser parametrizado pelos parâmetros N1 a N4 (se for um tag bloco, B1 a B4). Esses parâmetros, assim como os dos drivers, dependem de uma codificação para serem estabelecidos. Um exemplo de tag Modbus pode ser:

                   N1: número do PLC na rede;
                   N2: índice do endereço IP cadastrado no Extras;
                   N3: endereço do tag no PLC;
                   N4: não usado.

                Existem exemplos mais complexos conforme o protocolo torna-se mais complexo. Mas o principal é que para versões diferentes de drivers do mesmo protocolo (por exemplo, o próprio Modbus) os parâmetros N1/B1 a N4/B4 podem ser alterados. Portanto, mantenha junto ao projeto todos os arquivos de ajuda de drivers que forem úteis, pois no futuro você pode ficar na mão por não saber o significado de cada parâmetro. 

                    Uma pergunta que vem logo à cabeça: como posso acessar uma Word no PLC e usar os seus bits de maneira independente? 

                 O Elipse Scada tem uma maneira inteligente de fazer isso, como mostrado na Figura 6. Para acessar os bits de um tag, clica-se sobre o tag e depois em Acessar Bits. 

Figura 6: Seleção de Bits de um tag

                  Cada um dos bits criados poderá receber um nome, o que significa que você pode taguear um bit de maneira bem interessante. Mas isso não economiza tags na licença de runtime pois os tags bit também são contabilizados na licença.

                 Os parâmetros de leitura e escrita automática foram criadas para economizar recursos dos antigos computadores. Já a habilitação de leitura pelo scan determina se o tag será lido por varredura ou apenas por scripts. 

                   O parãmetro Scan é importante ainda, visto que muitos sistemas utilizam portas seriais a 9600 ou 19200 bps. Ajustar quais tags devem ter prioridade sobre outros é algo muito importante para o Elipse Scada funcionar corretamente.  

                 Os botões de Ler e Escrever são o único modo de testar se o tag está configurado corretamente. E isso só pode ser feito com apenas um tag por vez. 

Vantagens do Modelo do Elipse Scada

- No Elipse Scada é possível criar tags bit a partir de uma palavra lida do PLC ou outro equipamento de campo;

- Existe no Scada uma referência cruzada que ajuda bastante na construção do aplicativo (ao alterar o nome de um tag, por exemplo); 

Desvantagens do Modelo do Elipse Scada

- Drivers implicam em custos adicionais à licença de runtime;

- 3 Categorias distintas de drivers trazem ainda mais custos, quando se utilizam equipamentos de marcas top do mercado (como Siemens e Rockwell/Allen Bradley);

- Dependendo do projeto e da negociação, uma licença de drivers pode liberar até 4 drivers para execução: isso não é muito transparente para o usuário;

- Modelo baseado em parâmetros N1 a N4 implica em codificar ou decodificar o endereço recebido pelo PLC antes de implementar a comunicação;

- Excesso de padrões de configuração implica em ter de aprender cada driver e seus truques quando se vai iniciar um projeto novo. São pelo menos três modelos: drivers básicos com o SDK, básicos que usam o módulo IOKit e drivers especiais (alguns com IOkit e outros ainda com o SDK);

- No Scada não é possível fazer comunicação com todos os tags ao mesmo tempo, apenas testar a comunicação isoladamente em cada tag (através de botões Ler e Escrever). O resultado é que fica difícil verificar se a comunicação funciona corretamente quando todos os tags são acionados;

- Por ficarem "livres" no HD, é possível que falte o arquivo do driver no momento de transportar o projeto de um micro a outro. Fácil de resolver em ambiente de escritório, pode ser bem enrolado para resolver em campo.