Snap Ethernet I/O
Webserver op I/O-niveau

Volgens ARC (Automation Research Company) gebruiken 96% van alle netwerken over de hele wereld TCP/IP, inclusief het netwerk op uw bedrijf, het intranet op uw bedrijf en het Internet. Opto 22 is met zijn nieuwe Snap Ethernet I/O volledig compatibel met al deze netwerken en zorgt zo voor de verbinding met het laagste niveau van de automatisering of I/O-niveau. Op het eerste zicht lijkt het een alledaagse I/O module zoals deze van een aantal andere fabrikanten, met decentrale intelligentie en met een Ethernetaansluiting, maar niets is minder waar. Deze kleine module heeft een aantal extra eigenschappen zoals zijn geïntegreerde webserver, die hem uniek maken in zijn branche.

Version française

Snap Ethernet I/O maakt de verbinding mogelijk tussen het veldniveau op de werkvloer en het pc-netwerk. De module gebruikt dezelfde technologie als Internet om op een voor de gebruiker transparante wijze de link te maken met een brede waaier van elektrische en mechanische toestellen, zoals verlichting, temperatuur- en druksensoren, motoren, seriële modules, en nog veel meer. Met zijn decentrale intelligentie is hij in staat autonoom te werken, maar zijn communicatievaardigheden en zijn interne webserver maken hem uiterst inzetbaar voor controle van op afstand.

Werking
Om te communiceren met het veldniveau is de Snap Ethernet I/O voorzien van I/O-modules die modulair zijn en naar believen kunnen samengesteld worden op een DIN-rail of op een elektriciteitsbord. Naargelang de nood kan men gebruik maken van digitale, analoge en seriële I/O-modules met een maximum van 64 per groep. De in- en uitgangsmodules worden op hun beurt gecontroleerd door het "Snap Ethernet I/O brain". Dit "brain" verwerkt de informatie van de modules en stuurt ze over een ethernet TCP/IP verbinding naar een netwerkgebruiker zoals bijvoorbeeld een PC. In de andere richting stuurt de netwerkgebruiker instructies naar het "brain", die deze verwerkt en naar desbetreffende uitgangsmodule stuurt om een toestel aan of uit te schakelen, of in een bepaalde toestand te brengen. Als voorbeeld zou een persoon, wereldwijd een licht aan en uit kunnen schakelen vanaf zijn computer. Omdat de verbinding tussen het "brain" en de netwerkdeelnemer door middel van het TCP/IP gaat, is het mogelijk om via internet te communiceren met de "brain"-module.

Het "Brain"
Het Snap Ethernet I/O "brain" vormt zoals de naam al laat vermoeden het hart van het hele Ethernet I/O-systeem. Het bestaat uit een compacte, flexibele en hoog-performante I/O- en communicatieprocessor, die via de Snap I/O-modules alle verbonden I/O-punten monitort en controleert, en die alle communicatiefuncties voorziet voor Ethernet, Internet protocollen en zomeer. Twee families zijn te onderscheiden bij de "brain"-modules: namelijk de SNAP-B3000-ENET die ontworpen is voor zowel analoge als digitale en seriële I/O-modules, en de SNAP-ENET-D64 die enkel 64 digitale I/Os op een rack kan bemonsteren. Beiden kunnen ze op drie mogelijke manieren gebruikt worden: ze kunnen aan een bestaand TCP/IP Ethernetnetwerk gehangen worden en communiceren over een 10- of 100-Mbps ethernetlink, of men kan door middel van de standaard ethernethardware een onafhankelijk controlenetwerk vormen, of ze kunnen direct aan een PC of een industriële controller gehangen worden.

"Le moment suprême"
Op het hoogste communicatieniveau kan men gebruik maken van de Ethernet- en TCP/IP-mogelijkheden die SNAP Ethernet I/O geeft. Vooral met de in het "brain" ingebouwde web-server en web-pagina’s kan men van op eender welke plaats met behulp van een browser toegang krijgen tot de module. Dit maakt hem uniek in zijn soort en geeft hem het voordeel dat men van eender waar zich via het net naar deze webserver kan begeven om de nodige gegevens op te vragen of acties uit te voeren. TCP/IP is natuurlijk het meest populaire protocol, maar is zeker geen "must", want men kan ook opteren voor SNMP of Simple Network Management Protocol. Dit protocol van lagere orde wordt vooral ingezet om complexe netwerken te beheren. Een SNMP-agent is een eenheid die de rol voor zich neemt om SNMP-boodschappen te ontvangen, te verwerken en te beantwoorden, en om rapporten te genereren over gebeurtenissen betreffende zijn eigen toestand. Beide communicatieniveaus maken gebruik van de vraag- en antwoord-, of de "request"- en "response"-techniek om de communicatie op te zetten, maar als dit niet voldoet aan de snelheidseisen, heeft men nog de mogelijkheid om gebruik te maken van UDP of User Datagram Protocol. Dit is het laagste communicatieniveau waarbij het "brain" met vast te leggen intervals gegevens stuurt naar specifiek ingestelde IP-adressen. De communicatie gebeurt maar in een enkele richting en het brain wacht niet op een antwoord van de bestemmeling. Als men dit toch te riskant vindt, dan kan men optioneel een korte terugmelding voorzien in de vorm van een uitgebeende TCP/IP. Een bijkomende communicatiemethode die standaard voorzien is in elke SNAP-Ethernet I/O Brain is de mogelijkheid om events of alarmen, vooraf geconfigureerde emails uit te zenden.Verder ondersteunt deze module nog UNIX en Linux, Modbus/TCP, OPC en meer. Als laatste nieuwigheid hebben de SNAP-Ehernet I/O Brains ook een seriele communicatie poort waarop standaard een (radio-) modem of GSM kan worden aangesloten om "Wireless" alarmen en toestanden te melden!

Security
Men kan twee beveiligingsniveau configureren om de toegang tot het Ethernet-"brain" te beheren. Het eerste beveiligingsniveau, of de IP-beveiliging, beperkt de toegang tot het "brain" gebaseerd op het IP-adres van de computer of het "host"-toestel dat communicatie met het SNAP-brain zoekt. Op hetzelfde niveau kan men ook een beperking zetten op de specifieke communicatieprotocollen, nl. http, Modbus, of IEEE 1394, die het "brain" gebruikt, door een of meerdere protocollen te verbergen of uit te schakelen of door de poortnummers te veranderen. Het tweede beveiligingsniveau is de webbeveiliging, waardoor enkel specifieke gebruikers toegang krijgen tot de module.

"Brain"-functies
Het "brain" bezit een reeks nuttige functies om de I/O-punten te monitoren en er reacties zoals SNMP berichten aan te koppelen. Digitale punten kan men op on/off status, latching en tellers triggeren. Bij analoge punten kan men de "scalings" instellen, 32 bit vlottende komma linearisatie toepassen, minimum en maximum signaalalarmen bepalen en "offset" en "gain" berekenen. Deze zijn maar enkele van de beschikbare functies uit de bibliotheek, die nog steeds uitgebreid wordt. Het Ethernet I/O brain kan over het net rechtstreeks geprogrammeerd worden via de ingebouwde webpages, Opto22 stelt ook een aantal tools ter beschikking om pre-geconfigureerde functies te downloaden en op te slaan in EEPROM. De module booten en het programma draait.

Doelgroepen en gebruikers
De toepassingen van de SNAP Ethernet I/O liggen vooral in het op afstand controleren van installaties. Door zijn goede communicatiemogelijkheden en eveneens zijn decentrale intelligentie en flexibiliteit qua I/O kan men op een eenvoudige en goedkope manier de gegevens raadplegen en sturen van om het even waar ter wereld. Deze manier van werken biedt tevens dat op een enorm efficiënte wijze aanpassingen, interventies en onderhoud van gedistribueerde locaties kunnen worden behandeld zonder mankracht ter plaatse, waardoor de investering direct terug betaald wordt. Men kan twee doelgroepen onderscheiden, nl. de automatiseringsindustrie met vooral de data-acquisitie, en de datacommunicatiewereld met vooral het controleren van niet IT-parameters op afstand. In de tak van de industriële automatisering focust men vooral op installaties die voorheen als "stand-alone" in het veld fungeerden en bemand waren, of op de installaties met een grotere oppervlaktespreiding dan normaal. Tijdens de zomer van dit jaar zal in Zuid-Europa de eerste luchthaven zijn baanverlichting sturen en controleren d.m.v. SNAP Ethernet I/O. Andere toepassingen zijn waterzuiveringsinstallaties, windmolens, sluizen, etc. Niet alleen in de industriële automatiseringswereld kent de module groot succes, eveneens in de communicatiewereld is hij niet meer weg te denken en zorgt hij voor baanbrekende evoluties. Kijken we enkel al naar alle GSM stations die over ganse wereld verspreid staan, dan is de toepasbaarheid en het nut van deze modules enorm groot. Is het niet om de status van het station op te vragen, dan is het wel om de airco te regelen, de deuren te openen of vergrendelen en de dieselmotor te controleren. Alles is nu mogelijk van op afstand en via het Inter/Intra en Ethernet. Buiten de grote GSM-providers, maken ook een aantal grote internet-, media- en elektriciteitsverdelers deel uit van het klantenbestand.

www.opto22.com

Snap Ethernet I/O
Un serveur Web au niveau E/S

Selon l’ARC (Automation Research Company), 96% de tous les réseaux de par le monde utilisent TCP/IP, y compris le réseau, l’intranet et l’Internet de votre entreprise. Avec son nouveau Snap Ethernet I/O, Opto 22 est entièrement compatible avec tous ces réseaux et assure ainsi la liaison avec le niveau inférieur de l’automatisation, c.-à-d. le niveau E/S. A première vue, il ressemble à un module d’E/S courant, identique à ceux de plusieurs autres fabricants, doté d’une intelligence décentralisée et d’une connexion Ethernet. Détrompez-vous toutefois. Ce petit module a plusieurs caractéristiques supplémentaires telles qu’un serveur Web intégré qui le rendent unique dans sa branche.

Snap Ethernet I/O assure la liaison entre le niveau du terrain et le réseau PC. Le module utilise la même technologie qu’Internet pour établir un lien de manière transparente aux yeux de l’utilisateur avec un large éventail d’appareils électriques et mécaniques comme l’éclairage, les capteurs de température et de pression, les moteurs, les modules sériels et ainsi de suite. Grâce à son intelligence décentralisée, il est à même de travailler de façon autonome. Ses aptitudes de communication et son serveur Web interne en font un outil idéal pour le contrôle à distance.

Fonctionnement
Pour communiquer avec le terrain, le Snap Ethernet I/O est doté de modules d’E/S modulaires, pouvant être composés à souhait sur un rail DIN ou un tableau électrique. Selon le besoin, on peut utiliser des modules d’E/S numériques, analogiques et sériels avec un maximum de 64 par groupe. Les modules d’entrée et de sortie sont à leur tour contrôlés par le ‘Snap Ethernet I/O brain’. Ce ‘Brain’ traite l’information des modules et l’envoie au travers d’une liaison Ethernet TCP/IP vers un utilisateur de réseau, comme un PC par exemple. Dans l’autre sens, l’utilisateur de réseau envoie des instructions vers le ‘brain’, qui les traite et les envoie vers le module de sortie en question pour allumer ou éteindre un appareil ou le mettre dans un état déterminé. Une personne pourrait par exemple allumer et éteindre une lumière dans le monde entier à partir de son ordinateur. Etant donné que la liaison entre le ‘brain’ et le participant du réseau passe par TCP/IP, on peut communiquer via Internet avec le module ‘brain’.

Le ‘Cerveau’
Comme son nom l’indique, le Snap Ethernet I/O ‘brain’ constitue le cœur de l’ensemble du système Ethernet I/O. Il se compose d’un processeur d’E/S et de communication compact, flexible et hautement performant qui surveille et contrôle tous les points d’E/S reliés via les modules Snap I/O et qui prévoit toutes les fonctions de communication pour les protocoles Ethernet, Internet… On distingue deux familles dans les modules ‘brain’ : le SNAP-B3000-ENET conçu tant pour les modules d’E/S analogiques, numériques que sériels et le SNAP-ENET-D64 qui ne peut échantillonner que 64 E/S numériques sur un rack. Tous deux peuvent être utilisés de trois façons différentes : ils peuvent être pendus à un réseau Ethernet TCP/IP existant et communiquer via un lien Ethernet à 10 ou 100 Mbps, soit former un réseau de contrôle indépendant au moyen de hardware Ethernet standard, soit être directement raccordés à un PC ou un contrôleur industriel.

Le moment suprême
Au niveau de communication supérieur, on peut utiliser les possibilités d’Ethernet et de TCP/IP qu’offre le SNAP Ethernet I/O. Le serveur Web et les pages Web intégrées dans le ‘brain’ permettent surtout, à l’aide d’un navigateur, d’accéder de n’importe où au module. Ceci le rend unique en son genre. On peut ainsi accéder à ce serveur Web de partout via le net et demander les données nécessaires ou effectuer des actions. TCP/IP est naturellement le protocole le plus populaire mais il n’est certainement pas un ‘must’ car on peut également opter pour le SNMP (Simple Network Management Protocol). Ce protocole de niveau inférieur est surtout utilisé pour gérer des réseaux complexes. Un agent SNMP est une unité qui a pour but de réceptionner, traiter et répondre aux messages SNMP et de générer des rapports sur les événements concernant son propre état. Les deux niveaux de communication utilisent la technique de question/réponse ou request/response pour établir une communication. Si ceci ne s’avère pas suffisant pour répondre à vos exigences en matière de vitesse, on peut également utiliser l’UDP (User Datagram Protocol). Ce protocole est le niveau de communication le plus bas, par lequel le ‘brain’ envoie des données à des intervalles clairement déterminés à des adresses IP bien définies. La communication se fait dans un seul sens et le brain n’attend pas de réponse du destinataire. Si l’on estime cette procédure trop risquée, on peut prévoir en option une brève confirmation sous la forme d’un télégramme TCP/IP allégé. Autre moyen de communication prévu de série dans chaque SNAP Ethernet I/O Brain : l’envoi d’events ou d’alarmes à des adresses e-mails préalablement configurées. Comme dernière nouveauté, les SNAP-Ethernet I/O Brains ont également un port de communication sérielle sur lequel peut être raccordé en standard un modem (radio) ou un GSM pour transférer ‘sans fil’ des alarmes et des états !

Sécurité
Deux niveaux de protection peuvent être configurés pour gérer l’accès au ‘brain’ Ethernet. Le premier niveau de protection, à savoir la protection IP, réduit l’accès au brain, en se basant sur l’adresse IP de l’ordinateur ou l’appareil ‘hôte’ qui cherche à entrer en communication avec le ‘brain’ SNAP. Au même niveau, il est possible d’établir une restriction sur les protocoles de communication spécifiques, notamment http, Modbus ou IEEE 1394 utilisés par le ‘brain’ en cachant ou en désactivant un ou plusieurs protocoles ou encore en changeant les numéros des ports. Le deuxième niveau de protection est la protection du Web. Seuls des utilisateurs bien spécifiques peuvent accéder au module.

Les fonctions du ‘brain’
Le ‘brain’ possède plusieurs fonctions utiles pour surveiller les points d’E/S et y attacher des réactions telles que les messages SNMP. Les points numériques peuvent être utilisés en mode on/off, verrouillage ou compteur. Pour les points analogiques, on peut paramétrer des facteurs d’échelle, appliquer une linéarisation en virgule flottante à 32 bits, définir des signaux d’alarme minimaux et maximaux et calculer l’offset et le ‘gain’. Ceci ne sont que quelques exemples des fonctions proposées par la bibliothèque qui ne cesse, en outre, de s’élargir.

Programmation
L’Ethernet I/O brain peut être programmé directement à travers le réseau au départ des pages Web intégrées. Opto 22 propose également plusieurs outils pour télécharger des fonctions préconfigurées et les stocker dans l’EEPROM. Il suffit de démarrer le module et le programme fonctionne.

Groupes cibles et utilisateurs
Le SNAP Ethernet I/O est surtout utilisé pour le contrôle à distance d’installations. Grâce à ses grandes possibilités de communication, son intelligence décentralisée et sa flexibilité en matière d’E/S, les données peuvent être consultées simplement et à faible prix et envoyées partout dans le monde. Cette méthode de travail permet également de traiter efficacement les adaptations, interventions et l’entretien des sites disséminés sans avoir recours à une main-d’œuvre locale, ce qui représente un amortissement direct de l’investissement. Nous pouvons distinguer deux groupes cibles, l’industrie de l’automatisation avec principalement l’acquisition de données et le monde de la communication de données, pour contrôler à distance les paramètres non-IT. Dans la branche de l’automatisation industrielle, on se concentre surtout sur les installations qui, autrefois, étaient isolées sur le terrain et nécessitaient la présence d’opérateurs ou sur les installations qui connaissent une plus grande dissémination. Cet été, un aéroport du Sud de l’Europe pilotera et contrôlera pour la première fois l’éclairage de la piste à l’aide de SNAP Ethernet I/O. Les installations d’épuration des eaux, les éoliennes, les écluses sont d’autres applications envisageables. Ce module connaît non seulement un grand succès dans le monde de l’automatisation industrielle mais aussi dans le monde de la communication où l’on ne peut plus s’en passer et où il a permis des évolutions innovantes. Pensons seulement à toutes les stations GSM disséminées de par le monde et nous constaterons que la possibilité d’utilisation et l’utilité de ces modules est énorme. Ne serait-ce que pour demander l’état de la station, régler la climatisation, ouvrir ou verrouiller les portes ou encore contrôler le moteur diesel. Tout est désormais possible à distance et via Inter/intranet et Ethernet. Outre les grands fournisseurs de GSM, nous retrouvons également plusieurs grands distributeurs d’Internet, de médias et d’électricité dans la base de données.

www.opto22.com