Analyse van de benodigde computerkwaliteit ten opzichte van de

Analyse
van de benodigde computerkwaliteit
ten opzichte van de aanwezige software
in relatie met
de aan te sturen hardware
1. Probleemstelling
In het kader van de lessen ‘automatisering’, ‘realisaties industriële sturingen’ etc. is er recent
een zeer grote inhaalbeweging gebeurd. Er werd geïnvesteerd in PLC’s en HMI’s (Touch
screens, visualisatiepakketten). Deze hardware brengt het VTI Brugge zonder twijfel aan de
top qua industrieel sturingsmateriaal; het VTI Brugge is up-to-date met de industrie op basis
van dit materiaal.
Men mag echter niet vergeten dat er nog werk aan de winkel is om deze hardware optimaal te
benutten waardoor de leerlingen de mogelijkheid krijgen deze hardware intenser te ontdekken.
Enerzijds zal men nog talrijke didactische tools en projecten moeten ontwikkelen
om deze PLC’s tot hun recht te laten komen. Een taak voor het didactische korps.
Anderzijds moeten deze PLC’s ook op een eenvoudige manier geprogrammeerd
worden. Het programmeren mag niet tot irritaties leiden. Deze irritaties zijn
momenteel echter schering en inslag; het al dan niet (langzaam) opstarten van
software, veranderingen nemen een grote hap uit het rekengeheugen van de PC,
sommige software kan men niet starten als student, … Een oplossing dient zich op dit
vlak op.
Deze tekst/bijlage is een ondersteuning van de reeds summier aangehaalde argumenten. Op
het eind worden een aantal oplossingen op papier gezet, van kleine kostenloze ingrepen tot
duurdere.
2. Overzicht van de hardware & software @RIS – 7TSB
Fabrikant
Type
hardware en
aantal
PLC (10)
Freeware?
Updates?
BC9050
Nodige
Software
Twincat
Ja
Ja
BK31xx
Volgens master
Nee
Ja
Lego
Profibusslave
(2)
PLC (4+1)
NXT
Labview
Nee
Ja
Moeller
PLC (3)
Easy
EasySoft (*)
Nee
Ja
National
instruments
Omron
PLC (2)
Fieldpoint
Labview
Nee
Ja
PLC (10)
CPM1(A)
Nee
Nee
Phoenix
Contact
Schneider
Electric
Schneider
Electric
Schneider
Electric
Siemens
PLC (2+1?)
ILC150ETH
CX-One
Programmer
AutomationWorx
Nee
Nee
PLC (3)
Twido
Twidosuite (*)
Ja
Ja
HMI (1)
Magelis
VIJEO Designer
Nee
Nee
PLC (2)
Zelio
Zeliosoft
Ja
Ja
PLC (4)
Logo
LogoSoft
Nee
Ja
Siemens
PLC (6)
S7-1200
Nee
Ja
Siemens
HMI (3)
TIA Portal S7
v11
TIA Portal S7
v11
Nee
Ja
Velleman
PLC (1)
VIPA
PLC (2)
300-serie
Nee
Ja
VIPA
Profibusslave
(4)
HMI (1)
CPU15x
Siemens S7
v5.x
Volgens master
Nee
Ja
Movicon 11
Ja
Ja
Beckhoff
Beckhoff
VIPA
Reeks
Deze lijst is slecht een summier overzicht; een aantal sotwarepakketten staan er niet op
omdat dit bij de collega’s bestudeerd wordt.
Te vermelden softwarepakketten voor de volgende PLC’s:
• S7-200
• Modicon
(*) De aangekruiste softwarepakketten draaien NIET onder een studentenaccount, maar
enkel onder een leerkrachtenaccount.
3. Eisen gesteld aan de PC
Door de aankoop van nieuw uitstekend presterende hardware (PLC; HMI; …) is er nood aan
een grotere rekencapaciteit in de PC. De te stellen vraag: “Zijn de huidige PC’s geschikt om
de software van deze automatiseringshardware te kunnen draaien?”
Om objectief een antwoord te geven, worden hier een aantal producten overlopen met de
hieraan gekoppelde (computer)eisen.
3.1.
3.1.1.
Eisen opgelegd aan de PC ten gevolge van Siemens Producten
Siemens Logo
Momenteel enkel software via seriële kabel mogelijk zonder installatie.
Men moet officieel wel software installeren via de installatiecd. Dit biedt de mogelijkheid
om ook de USB-driver te installeren om zo de PLC en PC met elkaar te kunnen koppelen
in de toekomst. Anders komt er bij de eerste programmaoverdracht een extra installatie
bij.
Door de evolutie van de logo’s naar een ethernetaansluiting zal er in de toekomst hier
minder problemen zijn qua seriële en USB-aansturing. Wel dient er nagedacht te worden
over de integratie van netwerkgestuurde PLC’s in een statisch schoolnetwerk. Dient het
schoolnetwerk en het stuurnetwerk geïntegreerd te worden? Of wordt deze fysisch
gescheiden? Indien er een scheiding moet zijn, dan zouden de PC’s bij voorkeur over 2
netwerkaansluitingen beschikken. Dit kan zowel 2 RJ45-ethernetkaarten zijn, als een
combinatie tussen RJ45 en draadloos.
Updates gebeuren regelmatig door Siemens en moeten steeds als administrator
geïnstalleerd worden. Dit gebeurt met de regelmaat van de klok. Deze updates kunnen
gemakkelijk via het internet gebeuren.
3.1.2.
Siemens Step-7 v5.3
Dit wordt gebruikt om de profibusnetwerken te programmeren.
De software heeft een regelmatige update nodig; onder andere de bibliotheken.
Internetaansluiting is hiervoor noodzakelijk.
Opnieuw is er ook hier een extra netwerkaansluiting nodig om de PLC’s te configureren
via het al dan niet intern netwerk.
3.1.3.
Siemens TIA Portal
3.1.3.1. Ondersteunde besturingssystemen
STEP 7 Professional / Basic V11 is geschikt voor de volgende operating systems (32-bit):
Microsoft Windows XP Home SP3 (alleen STEP 7 Basic)
Microsoft Windows XP Professional SP3
Microsoft Windows 7 Home Premium (alleen STEP 7 Basic)
Microsoft Windows 7 Professional
Microsoft Windows 7 Enterprise
Microsoft Windows 7 Ultimate
Microsoft Server 2003 R2 Std. SP2 (alleen STEP 7 Professional)
Microsoft Server 2008 Std. SP2 (alleen STEP 7 Professional)
Hieronder ziet u de geplande Service Packs met wat ze oa. extra bieden:
Augustus 2011: SP1
•
•
STEP 7 V11 SP1: WinAC
WinCC V11 SP1: Mobile Panel IWLAN
December 2011: SP2
•
•
STEP 7 V11 SP2: support Windows 64 bit, SCL taal voor de S71200, download in Run voor S7-1200 en StartDrive.
WinCC V11 SP2: support Windows 64 bit, WinCC SCADA V7
migratie.
3.1.3.2. Vereiste PC
Uw pc moet voldoen aan de volgende minimale vereisten voor het installeren van STEP 7
Basic / Professional v11.0: (bron: Siemens)
o Processor: 2,2 GHz Core 2 Duo (T7500) of vergelijkbaar
o Geheugen: 2 GB RAM
o Harde schijf: 250 GB S-ATA HDD
o Graphics: min. 1280x1024
o Scherm: 15 "SXGA + scherm (1400 x 1050)
3.2.
Eisen opgelegd ten gevolge van producten van Schneider Electric
Telemecanique, Merlin Gerin etc. maken nu deel uit van Schneider Electric. In dit hoofdstuk
wordt Twidosuite besproken. De problemen met Modicon (Unity Pro) worden NIET
aangehaald.
VIJEO Designer (voor de aanraakschermen van de serie Magelis) komt kort aan bod.
3.2.1.
TwidoSuite
De PLC’s van Telemecanique worden aangestuurd via de volgende methoden:
Seriële kabel
USB
Extra installatie is vaak vereist omdat de driver voor deze kabel niet
altijd geïnstalleerd blijkt te zijn.
Ethernet (RJ45)
Zie voorafgaande discussie.
Overwegen om een extra
netwerkaansluiting te voorzien op elke PC (al dan niet draadloos)
wanneer de PLC’s niet op het schoolnetwerk mogen aangesloten
worden.
Vreemd genoeg werkt deze software NIET onder de studentenaccount; enkel als
administrator kan men met deze software de PLC’s programmeren. Dit werd in
eerdere vergaderingen (schooljaar 2009-2010) reeds besproken, een gevolg aan deze
meetings werd niet gegeven.
Dit is zeker voor de leerkrachten in het lokaal 7BIE en in B32.1 een gigantische
beperking in het ontwikkelen van didactische oefeningen. Bovendien komt er een
grote puzzelwerk bij; welke leerling mag welke software gebruiken op welke PC? Dit
bevordert niet de werksfeer in de klas, noch getuigt dit van praktisch inzicht. Het zorgt
voor serieuze schade aan het imago van de school. Voor de verantwoordelijke
leerkrachten wordt het moeilijker om dit te blijven bufferen.
3.2.2.
VIJEO Designer
Deze software stelt de volgende eisen aan computersytemen:
Ook de hardware (Magelis XBGT) wordt via ethernet geprogrammeerd. Aan de eisen van
de PC moet men dus een extra ethernetkaart toevoegen als de Magelis niet op het
schoolnetwerk mag zitten.
3.3.
3.3.1.
Andere PLC’s
Beckhoff
De BC9050’s worden geprogrammeerd via ethernet. Opnieuw kan men zich de vraag
stellen of er toegang aan de PLC’s verleend wordt tot het schoolnetwerk. Indien niet, dan
dringt zich een tweede netwerkaansluiting op.
Door de aanwezigheid van veel verschillende bibliotheken – elk afzonderlijk te installeren
– is een eenvoudige manier om als administrator software te installeren gewenst.
Hier vindt men de eisen gesteld aan de hardware van PC:
486 processor or higher
To operate TwinCAT, you need a PC with a 486 type processor or
higher. The computer must also have a mathematical coprocessor.
The coprocessor will be integrated in a 486DX, DX2 or DX4
processor. In the case of 486SX or SX2 processors, the computer can
be upgraded with an overdrive processor, which then contains a
coprocessor.
At least 16 MB RAM
The computer must contain at least 16 MB of RAM. Memory
requirement increases if applications are large or if additional software
is run on the computer in parallel with TwinCAT
Windows NT/2000/XP/Vista operating system
TwinCAT 2.10 runs under the Windows 2000/XP/Vista operating
system. TwinCAT 2.9 runs under the Windows NT/2000/XP operating
system. Operation under Windows NT V3.x, Windows 95 or the
Windows V3.x 16-bit operating systems is not possible.
3.3.2.
Phoenix Contact – Automation WorX
Ethernetproblematiek herhaalt zich.
De software stelt de volgende eisen aan de PLC:
3.3.3.
Eaton - Moeller – EasySoft
Deze software draait niet onder de studentenaccount.
Programmeren gebeurt via de seriële poort.
4. Samenvatting van de problematieken:
4.1.
Administratorrechten
De didactische kwaliteit van de lessen ‘Automatisering’ hangt nauw samen met de
mogelijkheid om als administrator te kunnen ingrijpen op/in de PC.
o Instellen IP-adres
o Updates installeren
o Extra hardware installeren
Daarnaast zijn er nog de dagdagelijkse updates; browsers, flashplayers, …
Dit gebeurt enkel maar onder administratorrechten. Deze updates moet men vaak
verplicht uitvoeren, anders verliest men een deel van de functionaliteit van de software.
(Denk hierbij aan het uploaden van bestanden in Smartschool, de niet langer
ondersteunde browsers, …) Dit kost energie en tijd van ofwel de mensen van ICT ofwel
van de administrators.
Een aantal softwarepakketten werken enkel wanneer men als administrator op de PC
bekend ingelogd is. (EasySoft, TwidoSuite)
o Wanneer de leerlingen over een PC beschikken waar programmeren niet mogelijk
is, dan heerst er een warboel. Projectwerk is al puzzelwerk, hierdoor wordt het
puzzelwerk in het kwadraat.
o Telkens als leerkracht inloggen met eigen account is tijdrovend. En kan enkel
gebeuren in een vertrouwensrelatie met de student(en) in kwestie.
4.2.
Hardwareconfiguratie PC’s
Wanneer de eisen van de diverse softwarepakketten samengebracht worden, dan zijn dit
de grootst gemene delers:
o Processor:
2,2 GHz Core 2 Duo
o Geheugen:
2GB RAM
o Harde schijf:
250GB SATA schijf
o Besturingssysteem:
32-bit
!!!!Weinig ondersteuning voor 64bit tot nu toe!!!
Microsoft Windows XP Home SP3 (alleen STEP 7 Basic)
Microsoft Windows XP Professional SP3
Microsoft Windows 7 Home Premium (alleen STEP 7 Basic)
Microsoft Windows 7 Professional
Microsoft Windows 7 Enterprise
Microsoft Windows 7 Ultimate
Microsoft Server 2003 R2 Std. SP2 (alleen STEP 7 Professional)
Microsoft Server 2008 Std. SP2 (alleen STEP 7 Professional)
o
Aansluiting seriële poort
Seriële poort ofwel
Dongles om ‘from USB to SERIAL’ mogelijk te maken.
o
Ethernetaansluitingen
Min. 1x RJ45
2° ethernetverbinding (draadloos of RJ45)
4.3.
Ethernetaansluiting: intern netwerk
De laatste eis aan de hardware van de PC (secundaire ethernetaansluiting) komt voort uit
de praktische overweging van gescheiden netwerken tussen school en klas. Hierdoor
wordt programmeren intern mogelijk, alsook het continue raadplegen van diverse bronnen
op het internet.
Routers/Gateways zijn nodig om de diverse projecten te koppelen in de diverse lokalen.
5. Suggesties om de problematieken aan te pakken
De aanwezige PLC’s en HMI’s zijn vergelijkbaar met wat aanwezig is in de industrie
op basis van de contacten tijdens Indumation mei 2011 en andere contactmomenten.
Het VTI Brugge staat zeker ver qua stuurtechnieken; Beckhoff, VIPA, Siemens,
Omron, Schneider… zijn de toonaangevende bedrijven in dit domein. Als leerkracht
mag men trots zijn op dit ter beschikking gesteld materiaal.
Het ontwikkelen van diverse didactische opstellingen en projecten kost tijd, vaak
tijdens de interne doorstroming. Misschien kan men een aantal
afdelingsoverschrijdende projecten uitwerken om deze didactische opstellingen
sneller en goedkoper te laten maken?
De huidige staat van computerhardware is niet langer in staat de trend qua sturingen
te volgen.
Door de communicatie over de budgettaire toestand is een investering op dit vlak niet
op korte termijn te verwachten.
Een voor de school kosteloos alternatief is de leerlingen toegang geven tot het
netwerk in school; zoals dit in de afdeling ‘grafische technieken’ al reeds (schijnbaar?)
gebeurt. De kost van de laptops valt weg, er dient enkel nagegaan worden of het
huidig schoolnetwerk bestand is tegen extra PC’s.
Ontwikkelen en beheren van interne netwerken in de afdeling Elektriciteit om de HMI’s
en de PLC’s te programmeren is noodzakelijk. De draadloze opstelling in het labo
werkt goed en dient navolging te hebben in de andere lokalen. Een eerste stap werd
hiervoor reeds in 7TSB uitgevoerd, net als in 7BIE.
indien het vorige punt niet positief gevalideerd werd, en er is nog steeds geen budget
voor PC’s, dan is het aangewezen de PC’s op wieltjes te zetten en een tweede
ethernetaansluiting in de vorm van een draadloze dongle te voorzien. Op die manier
kunnen meerdere projecten geprogrammeerd worden op een flexibele manier. Een
investering is dan noodzakelijk in de draadloze infrastructuur.
De administratorrechten op de PC’s beperken het projectwerk tot een aantal PLC’s
die niet gebonden zijn aan deze rechten. In het verleden werden echter héél wat
Twido’s (min. 15tal) aangekocht in de afdeling. Deze PLC’s zijn momenteel NIET
programmeerbaar onder de studentenaccount; deze kwestie werd reeds aangekaart
en BLIJFT aan de orde. Een oplossing is gewenst; een greep uit de mogelijkheden:
o Virtual PC of Virtual Machine of … : iedereen kan op deze manier in een
virtuele besturingssysteem (draaiend op een basisbesturingssysteem)
administratorrechten toegewezen krijgen.
o Een systeem zoals in het VTI Oostende; als het ware een ver gedreven vorm
van Illusion.
Men logt in op de PC en men is administrator. Nadat men uitlogt verdwijnt
alle data op de PC en de volgende student krijgt opnieuw de uitgangssituatie
voor zich, net als de administratorrechten.
o Alles PC’s worden opengezet als administrator; niemand moet nog inloggen.
6. Conclusie
Het beste wat de afdeling ‘automatisering’ zou overkomen: nieuwe laptops met
draadloze aansluiting en twee ethernetaansluitingen; en met volledige
administratorrechten om twidosuite.
(De eisen vanuit de software aan deze PC’s gesteld kan men in deze bijlage
terugvinden.)
De realiteit is echter anders; een aantal suggesties om de beperking(en) op te lossen:
1. Toelaten laptops van de leerlingen op schoolnetwerk.
2. Op de huidige PC’s doorgedreven gebruik maken van een systeem zoals Illusion
waarbij iedere nieuwe inlog een oorspronkelijke toestand oproept. Maar wel met
administratorrechten (tot op een bepaald niveau). Vooral van belang in 7TSB,
7BEI en PLC-lokaal. Er bestaan nog alternatieven.
3. Op de huidige PC’s een extra ethernetaansluiting voorzien, bijvoorbeeld m.b.v.
een draadloze dongle om te communiceren met het intern netwerk. Een extra
ethernetkaart kan ook. Extra switches, routers of gateways nodig.
4. Flexibiliseren van de statische PC’s om naar de opstellingen te verplaatsen. Extra
wieltjes bestellen.