Banyak sekali keuntungan dari PLC ini , saya akan jelaskan dari sisi user di lapangan :

1. Harganya Murah

S71200 terbagi tiga jenis berdasarkan skalanya , tipe 1211, 1212, dan 1214 , nah harganya itu berkisar dari IDR 1.5 jt - 3 jt sebuah angka yang sangat sangat murah untuk suatu PLC yang udah dilengkapi ethernet/profinet, DI, DO, AI

2. Softwarenya User Friendly

Salah satu kesulitan dalam belajar Siemens PLC adalah di software terdahulu (Step7), hal tersebut coba diperbaiki dengan keluarnya TIA Portal (yang terbaru v11), dimana setiap step dalam memprogram sangat jelas.

Satu hal yang gak kalah penting, TIA Portal untuk S71200 FREE LICENSE lho

3. Integrated Profinet Interface

Profinet adalah salah satu protokol yang berbasis TCP/IP, dan di varian 1200 profinet adalah protokol utama atau default. Hal ini sangat sangat memudahkan untuk komunikasi antara PLC dan PC karena tidak membutuhkan unik adapter cukup dengan UTP cable. Selain itu memudahkan untuk komunikasi ke 3rd party devices menggunakan open ethernet protocol serta support sampai 16 connections : TCP/IP native, ISO on TCP, dan S7 communication.

4. Integrated Technology

S71200 integrated support untuk aplikasi high speed counter, 3 input 100 KHz dan 3 input 30 KHz untuk aplikasi counting dan measurement.

Selain itu S71200 juga integrated support untuk aplikasi servo motor dengan high speed pulse 100 KHz.

PID Control dengan fasilitas auto tune dan visualisasi untuk commissioning.

5. Scalable and Flexible Design

- S71200 bisa di expand IO hingga 3 s.d 8 IO module (tergantung tipe CPU) , dan 3 unit communication module (CM)

- Instalasinya mudah tidak perlu rack khusus, jadi cukup di general DIN RAIL 35 mm
- Removable terminal block, memudahkan saat instalasi dan commissioning

- Karena bentuknya yang kecil jadi bisa menghemat space di panel
- Memory bawaannya 50 Kb (cukup kalo hanya untuk small aplikasi), bisa di expand menjadi 2 Mb

HIGHLY RECOMMENDED for small and medium application !!

Artikel berikut adalah overview dari salah satu project di tempat saya bekerja sekarang , yaitu Energy Monitoring System ; kalo saya mengambil pepatah dari “control engineer” bahwa untuk memanage atau mengendalikan suatu object hal pertama yang harus kita lakukan adalah memonitor.

Hal pertama yaitu mendefine type of energy dan area mana aja yang akan di monitor.

Jenis energi yang akan di monitor yaitu :
- Electrical
- Water
- Fuel
- Gas
- Steam
- Chil water

Sedangkan area yang akan dimonitor yaitu :
- Waste water
- Boiler
- Chiller
- Compressor
- LVMDB
- Process
- Packing
- Building

Teknologi yang digunakan dalam hal ini yaitu PLC - HMI system , mungkin banyak diluaran sana one packet system for monitoring seperti CEM Wonderware, Simatic Powerrate & b.Data , atau RSEnergyMetrix bikinannya Rockwell.

System yang saya gunakan menggunakan S7-300 as Central CPU, dan Wonderware InTouch yang di combine dengan SQL2005 EE as HMI and Database Server. Pertimbangannya hanya dua ; cost & kemudahan buat teknisi dan engineer disini yang notabene udah familiar dengan Siemens PLC & InTouch, jika nanti suatu saat ada modifikasi.

Arsitektur PLC & IO Slave :

Konfigurasi di atas menunjukkan PLC sebagai central controller, ET200M yang terhubung ke sensor-sensor seperti temperature, flow, dan pressure. Sedangkan power meter untuk mengukur electrical usage langsung terhubung sebagai IO Slave dengan profibus sebagai protokol disisi IO level. Sedangkan protokol di level HMI menggunakan profinet / ethernet.

Arsitektur HMI Virtual Server & Thin Client :

Arsitektur diatas terdiri dari 1 HMI server sebagai centralized real-time data dari dan ke PLC dan centralized database server. Dua HMI client hanya sebagai viewer real-time and historical EMS data. Yang agak berbeda di konfigurasi HMI berikut yaitu menggunakan virtualize desktop, mudahnya yaitu hanya membutuhkan 1 unit hardware server tapi didalamnya terdapat 3 virtual OS (server, client1, client2). Virtualization desktop yang digunakan yaitu dari produk VMWare ESXi Server, keuntungan dari virtualize dekstop adalah :
- PC Desktop digantikan oleh Thin Client yang lebih murah dan mudah maintenancenya
- Backup seluruh system hanya dalam one file
- Saving lead time untuk konfigurasi, instalasi, aplikasi dan network
- Manage semua OS secara centralized, etc

Beberapa contoh mimic overview dari aplikasi :

Salah satu contoh hasil reportnya :

Mungkin cuma sedikit overview ini aja yang bisa saya tampilkan, mungkin nanti detilnya akan di buatkan artikelnya oleh teman saya terutama dibagian “Virtualization Desktop”. Hal yang unik dari aplikasi ini adalah bahwa sistem ini dibangun bener bener dari sebuah white paper dan menggunakan custom software baik itu dari sisi PLC dan HMI nya , keuntungannya mungkin kita bisa bebas mencreate sesuatu yang fleksibel (belum pernah ada) dan juga tidak membutuhkan biaya yang besar dibanding jika kita menggunakan package software seperti yang saya sebutkan diatas.

Karena itulah dibuat Bahasa Indonesia sebagai bahasa general, bahasa persatuan yang dipahami oleh setiap suku di Indonesia sehingga mereka bisa berkomunikasi diantaranya.

Begitu juga dengan PLC, meskipun beda brand yang notabene beda protokol tetapi antar PLC yang sama atau beda brand bisa berkomunikasi dengan protokol standard yang ditetapkan, misalnya : OPC, Modbus, DeviceNet, Foundation Fieldbus, Profibus, Profinet, dsb.

Tulisan di atas hanya sedikit intermezzo untuk menjelaskan bagaimana pentingnya sebuah protokol.

Untuk artikel berikut, berdasarkan project saya yang terbaru ; dimana terdapat dua node yang jaraknya cukup jauh dan antar node tersebut harus bisa berkomunikasi dua arah. Jadi intinya adalah bagaimana mengkomunikasikan antara dua node / dua station yang jaraknya lumayan jauh (sekitar 5 km) dengan PLC sebagai master controllernya, dalam hal ini menggunakan Simatic S7300.

Selain bercerita tentang project, artikel ini juga bercerita tentang bagaimana caranya dua PLC bisa berkomunikasi dengan menggunakan profibus sebagai protokol.

Arsitektur Sistem :

Fokus di artikel ini adalah lebih ke bagaimana membangun komunikasi antar PLC dengan profibus sebagai protokolnya.

Menurut yang saya tahu, ada tiga cara komunikasi menggunakan profibus :
- Komunikasi master slave
- Menggunakan DP/DP Coupler
- S7 FMS Connection

Dan untuk artikel kali ini, saya menggunakan cara komunikasi master slave. Mengapa saya memilih cara ini ? karena menurut saya cara ini lebih simple baik itu dari sisi additional hardware maupun configuration dan programmingnya.

Tutorial singkat dari saya :

- PLC A dan PLC B harus berada dalam satu project Simatic Manager

- Salah satu PLC harus mengalah menjadi slave, dalam hal ini PLC B sebagai DP slave.

Bisa di set konfigurasinya di hardware config.

- Set konfigurasi local address di sisi PLC B

- Set hardware config di sisi PLC A (Master DP)

Dilakukan dengan menambah object “CPU 31x” di pre-configured station, setelah itu set partner address dalam hal ini berarti address di sisi PLC A.

Address di local dan partner itulah yang nantinya digunakan untuk pertukaran data.

- Untuk sisi programming, menggunakan library bawaannya S7, ” SFC14 dan SFC15 ”

- Programming di kedua sisi PLC A dan PLC B

LADDR untuk PLC A yaitu W#16#32 (hexadecimal), karena tadi saya set address untuk I/O partner address adalah 50 (decimal), sedangkan untuk PLC B yaitu W#16#64 (hexadecimal) karena local address yang saya set adalah 100 (decimal).

Untuk PLC A dan PLC B, data yang akan dikirim diletakkan di DB 1 dengan panjang byte yaitu 10. Sedangkan data yang akan diterima diletakkan di DB 2 juga dengan panjang byte yang sama.

Semoga artikel ini bermanfaat dengan adanya artikel ini menambah satu cara lagi untuk berkomunikasi antar PLC S7, baik itu melalui MPI, Profibus DP, atau dengan Profinet.

Dari flow diagram di atas dapat dilihat bahwa yang di control adalah speed dari pompa chemical, berdasarkan inputan dari berapa jumlah waste yang masuk, berapa jumlah chemical yang masuk, sehingga menghasilkan ratio standard dalam hal ini yang ingin kita capai sebesar 0.83.

System ini terhubung dan di control oleh Simatic S7 PLC, typical continuous control yang digunakan adalah “ratio control” , adapun penjelasan menurut wikipedia adalah ” Ratio control is used to maintain the relationship between two variables to control a third variable ” .

Saya memanfaatkan add-on atau library yang dimiliki Simatic S7 (meskipun harus install lagi) Library tersebut bernama Modular FB PID Control v4.1 , yang terbaru kayaknya udah v5.0 . Setelah di install akan muncul banyak modular block yang siap dirangkai sesuai block rangkaian control, ibaratkan seperti merangkai puzzle.

Seperti penjelasan diatas, bahwa ratio control digunakan untuk menghubungkan antara dua variabel untuk mengendalikan variabel ketiga. Jadi kira kira nantinya saya akan membuat block control seperti ini :

dan hasil akhir untuk function blocknya seperti ini :

l

dimana ;
PV1 : Waste Flow Rate
PV2 : Chemical / Coagulant Flow Rate
SPRat : Ratio yang ingin dicapai = 0.83 (konstan)
LmnPer : Output Speed Chemical Pump (binary data)

Adapun langkah untuk membuat function block tersebut :

1. Mencari nilai ratio aktual

2. Error Monitoring Block

3. PID Continuous Block

4. Output Manipulated Block

5. UnScale ke Nilai Binary

Variabel Table untuk simulasi nilainya :

Selesai !! dengan library dan add-on tersebut, kita bisa berkreasi dan membuat program sesuai dengan kebutuhan continuous sistem kita seperti apa.

To solve this constrain, for cyclic exchange or critical I/O, Profinet IO doesn’t use TCP/IP, it uses Real-Time communication (RT) or Isochronous Real-Time communication (IRT) for synchronized data transmission.

REAL-TIME communication (RT)

Profinet IO with real-time communication (RT) is optimum solution for integrating IO system. This system use standard ethernet in the devices and available for industrial switch and special hardware is not required. Profinet IO message frames have priority over standard message frames. The data is transferred via prioritized ethernet message frames. We can realize update times from 250 us with RT communication.

ISOCHRONOUS REAL-TIME communication (IRT)

Transmission procedure cyclic exchange between Profinet devices needs synchronized procedure transmission which can be set at HWConfig at Simatic Manager. Next time, I will expain about how to configure IRT and synchronize master slave at hardware config Simatic Manager

IRT has two option configuration, consist of IRT with high flexibility and IRT with high performance.

The figure above is explained about data frames and time interval within a send clock cycle 1000 us (1 ms). Let’s see the orange and white area, reserved transmission bandwith for IRT is as a proportion of the max, possible transmission of cyclic user data 30 % of 500 us (150 us). Green area (RT data) is cyclic RT frames prioritized according to urgency in level 6/high (Profinet IO). Priority level of RT data based on IEEE 802.1Q

By trying a few times, I find how to generate I-Device
Below some requirements which we need :
- Simatic Manager v5.5
- Firmware CPU Profiner v3.2

Firstly, we should know what is functionality of I-Device ?
I-Device or Intelligent IO Device allow data to exchanged with an IO Controller (PLC). I-Device is connected to higher level IO Controller as IO Device or remote IO. Let see this chart :

I-Device has many advantages :
- Simple connection of IO Controller without additional tool
- Real time communication between S7 CPU
- Manage processing of subtask in separate Step7 project
- Lower communication loads by process data locally
- Required computing of the individual CPU or IO Controller can be reduced

Next, directly I want to explain how to create I-Device which steps :

The address of transfer area are preset by HW Config, as usual can be changed by user. In this case, Q 100.0 was specified for the transfer area.

Finally !! just it how to create and use I-Device that can we use to exchange data between CPUs. I-Device is one of many function profinet, other functionality of profinet i.e option handling, device replacement, prioritized startup, docking station, shared device, Isochronous mode, PROFIenergy, web base system, and media redundancy.

System Existing :

System Proposed :

Software - software yang digunakan dalam project ini :

• PLC S7300 : Simatic Manager Step7 v5.5
• SCADA : Citect SCADA v7.10 r1
• IOServer : PS Direct

Untuk develop PLC nya, disini saya tidak menggunakan fasilitas dari Step7 untuk migration S5 — S7, jadi semuanya di program ulang berdasarkan dari operating filosofi dokumen, diskusi dengan operator, serta pembacaan program dari program S5 sebelumnya. Hal ini dilakukan karena rencananya sistemnya dibuat per object, sedangkan hal ini akan sangat sulit dilakukan jika bergantung dengan program yang existing S5. Kemudian juga faktor waktu developing dan commissioning yang tidak terlalu mendesak sehingga memungkinkan untuk program dari nol .

Salah Satu Object di Program PLC :

Object Analog Input
Elemen - elemen dari suatu object Analog Input di PLC program beserta Faceplate SCADAnya

Dan yang terakhir, mudah - mudahan commissioning nantinya berhasil amin !!

]]> http://toekangplc.com/2010/10/01/s5-s7-plc-scada-upgrade-at-fuel-facility/feed/ http://toekangplc.com/2010/03/20/membaca-date-time-pada-s7/ http://toekangplc.com/2010/03/20/membaca-date-time-pada-s7/#comments Sat, 20 Mar 2010 09:22:37 +0000 fathoni http://toekangplc.com/?p=346 Pada suatu kesempatan, saya berhadapan pada suatu pemrograman dengan triger waktu real.
Dengan studi kasus seperti ini, setiap pergantian shift beberapa data di log dalam suatu data block yang kemudian akan ditransfer ke database SCADA. Untuk melakukan ini maka PLC harus bisa membaca kapan aja pergantian shift tersebut dilakukan, dengan arti lain bahwa PLC harus bisa membaca jam.

Untuk contohnya menggunakan CPU 317-2 PN/DP serta fasilitas library bawaan Simatic Manager.

- Untuk langkah pertama yaitu mencocokkan DT PLC dengan DT PC

- Menyiapkan DB untuk Date and Time PLC

Tipe data untuk DATE_AND_TIME memiliki range 8 byte

- System Function SFC1 READ_CLK

- SCRIPT

// Read Clock Function
CALL  “READ_CLK”
RET_VAL:=MW0
CDT    :=”Data Date Time”.PLCDt

// Data Tahun
L     DB1.DBB    0
T     MB    10

// Data Bulan
L     DB1.DBB    1
T     MB    11

// Data Tanggal
L     DB1.DBB    2
T     MB    12

// Data Jam
L     DB1.DBB    3
T     MB    13

// Data Menit
L     DB1.DBB    4
T     MB    14

// Data Detik (s)
L     DB1.DBB    5
T     MB    15

// Data Detik (ms)
L     DB1.DBB    6
T     MB    16

// Data Detik ( 10s)
L     DB1.DBB    7
T     MB    17

- Monitor Data

Nilai MB13 yaitu 16 (dalam hex) menunjukkan jam 4 sore, jadi cukup menggunakan nilai MB13 ini sebagai triger untuk melakukan eksekusi yang lain sesuai kebutuhan .

Komunikasi antar PLC S7 yang akan saya jelaskan disini menggunakan fasilitas library / function bawaannya software Simatic Manager. Banyak function maupun function block yang bisa digunakan untuk membangun komunikasi antar 2 PLC. Untuk saya sendiri, biasanya sering menggunakan function block untuk PUT dan GET, dimana dengan cara ini kita cukup membuat logika pemrograman komunikasi di satu sisi PLC, sedangkan disisi yang lain hanya cukup menyiapkan data block atau memory yang akan ditulis atau dibaca.

Berikut langkah - langkahnya :

- Buka NetPro untuk konfigurasi network

- Tampilan dari NetPro

- Klik kanan di table –> Insert New Connection

pilih unspecified station, karena biasanya dalam satu project saya hanya menggunakan single CPU, selain itu pilih juga S7 connection, karena yang kita komunikasikan adalah antar CPU bukan CP.

- Konfigurasi untuk Active Connection (PUT)

dalam contoh kali ini IP untuk CPU S7 yang kita tuju adalah 172.17.5.12

jangan lupa juga dipastikan rack 0 dan slot 2 untuk partner CPU

- Konfigurasi untuk non Active Connection (GET)

Perhatikan di bagian establish an active connection, untuk PUT di centang, sedangkan untuk konfigurasi GET tidak di centang. Kemudian Local ID nya berbeda diantara 2 konfigurasi tersebut, Local ID ini nantinya akan digunakan di FB PUT dan FB GET.

- Hasil dari dua konfigurasi tersebut

- Prepare untuk FC dan DB send dan receive data

- Scripting

Penjelasan untuk masing masing FB (PUT and GET), bisa dilihat dengan menekan F1 pada FB yang bersangkutan. Disini saya jelaskan sedikit dari elemen elemen FB tersebut :

- REQ : adalah trigger kapan fungsi PUT (mengirimkan data) dan fungsi GET (mengambil data) dieksekusi
- ID : Local ID saat kita menkonfigurasi di NetPro
- DONE & NDR : adalah bit yang aktif begitu semua proses untuk PUT dan GET sukses
- ERROR : bit yang akan aktif apabila ada kegagalan dalam proses pengiriman dan pengambilan data, hal ini yang bisa dimanfaatkan sebagai interlock dalam suatu proses yang berhubungan antar dua atau lebih CPU.
- STATUS : nilai word yang berfungsi untuk diagnostic (bisa dilihat di help dengan menekan F1 di FB yang bersangkutan)
- SD_1 : data yang akan di dikirim / diletakkan ke partner CPU (pointer)
- ADDR_1 : adalah data di partner CPU yang akan menerima data kita (untuk fungsi PUT), atau data yang akan kita ambil (untuk fungsi GET), dan juga menggunakan tipe pointer
- RD_1 : data di local CPU sebagai tempat penampungan dari data yang telah kita ambil di partner CPU

Jadi intinya dengan cara seperti ini kita hanya membuat logika di satu sisi CPU aja, sedangkan sisi yang lain hanya menyiapkan data yang akan diambil dan data yang akan diterima, tidak logika komunikasi dikedua sisi seperti cara komunikasi yang lain misalnya menggunakan AG_SEND AG_RECV, BSEND BRECV, TSEND TRECV, dsb.

Tapi kemudian masalah yang timbul adalah bagaimana partner CPU bisa mengetahui bahwa komunikasi yang dibangun error ? Untuk mengatasi hal ini, Local CPU harus mengirimkan suatu nilai heartbeat (data yang selalu berubah ubah) , dan disisi partner kita harus membuat sedikit logika untuk mendeteksi heartbeat tersebut. Apabila tidak ada perubahan dalam beberapa saat, maka bisa dikategorikan bahwa komunikasi antar CPU tersebut gagal

Berikut overview dari softwarenya (Step7 Basic) :

PLC Programming dan Visualisasinya (mirip WinCC Flexible)

Sekilas dari sini bisa terlihat sepertinya Siemens ingin membuat produk softwarenya menjadi lebih user friendly dari biasanya, serta membuatnya udah integrated dengan visualnya dalam hal ini yaitu WinCC Flexible. Untuk saat ini software ini hanya diperuntukkan untuk hardware S7 1200, apakah nanti untuk versi selanjutnya (1300/1500) cukup dengan software yang sama ataukah juga dengan development software yang baru. Hal terakhir yang saya sukai dari software ini yaitu licensenya free Mudah mudahan license free ini akan seterusnya bukan hanya saat awal promosi aja …..