Integracao Elipse com Arduino

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02/04/2017 Integração Arduino e Elipse Scada ­ Embarcados
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Integração Arduino e Elipse Scada
Este post faz parte da série Arduino e Elipse Scada. Leia também os outros posts da série: 
Integração Arduino e Elipse Scada
Realizando acionamentos simples com Elipse SCADA e Arduino
Monitoramento de variáveis de processo com Elipse SCADA e Arduino
Qual é o objetivo deste artigo?
 
Este artigo corresponde ao início de uma série de materiais que visam  auxiliar no desenvolvimento de projetos de automação
utilizando o Arduino UNO juntamente com o Elipse SCADA. Neste conteúdo serão apresentados alguns conceitos introdutórios para
que o leitor entenda a proposta que está sendo feita e além disso, pretende-se instruir o mesmo em relação às con齅�gurações
necessárias para realizar a integração entre os dois elementos citados anteriormente.
 
Para aqueles que  não conhecem,  o Elipse SCADA  consiste em uma ferramenta voltada para o desenvolvimento de sistemas
supervisórios e de controle de processos, visando atender as mais diversas necessidades em virtude de disponibilizar vários
recursos para o usuário. Além disso, o Elipse SCADA proporciona um ambiente totalmente con齅�gurável, permitindo ao usuário
monitorar variáveis em tempo real através de elementos grá齅�cos, bem como realizar acionamentos através do envio de
informações aos dispositivos existentes. Caso o leitor queira maiores informações sobre esta e outras ferramentas do fabricante,
basta clicar aqui.
 
 
Primeiro passo: De齅�nição do hardware que será utilizado
 
O hardware que será utilizado para demonstrar os conceitos iniciais propostos no início deste artigo será composto por um Arduino
UNO e três potenciômetros de 4.7kΩ. De maneira mais direta, o objetivo do projeto desenvolvido neste artigo consiste em realizar
Por Daniel Madeira - 01/07/2016
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uma aplicação onde o usuário consiga ler os sinais provenientes da leitura destes componentes e possa reproduzi-los em sua tela.
 
Figura 1 ­ Hardware utilizado.
 
 
Segundo passo: Elaboração do código que será inserido no Arduino UNO
 
No decorrer desta seção serão explicados todos os passos utilizados para o desenvolvimento do projeto proposto, isto é, o código
será comentado de modo que todo conhecimento aplicado seja facilmente compreendido.
 
Num primeiro momento deve-se incluir as bibliotecas necessárias para que o código a ser inserido no  Arduino UNO funcione
adequadamente. Neste artigo utilizaremos somente a biblioteca desejada para estabelecer a comunicação entre o Arduino UNO e o
Elipse SCADA através do protocolo Modbus. Esta pode ser encontrada aqui (baixar o arquivo SimpleModbusSlaveV10.zip).
 
O código a ser utilizado foi derivado diretamente do exemplo disponível, juntamente com a biblioteca em questão. Portanto, caso o
leitor queira, pode apenas modi齅�car o exemplo citado.
 
 
Posteriormente pode-se observar um bloco chamado enum, neste estarão escritos os registradores que conterão as informações
utilizadas na leitura ou no acionamento de dispositivos. Estes são denominados Registradores Holding e para declará-los basta
escrever seus nomes seguidamente no código. Neste artigo, por exemplo, os  Registradores Holding utilizados para conter os
valores provenientes dos potenciômetros são chamados VALOR_POT1, VALOR_POT2 e VALOR_POT3. É importante ressaltar que
após as declarações dos respectivos Registradores Holding, deve-se escrever HOLDING_REGS_SIZE (informação utilizada pela
biblioteca para identi齅�car a quantidade de Registradores Holding que estão sendo utilizados) e em seguida cria-se a variável
holdingRegs para a manipulação dos registradores em questão.
1 #include 
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Na função setup() utiliza-se primeiramente a função modbus_con齅�gure() para determinar os parâmetros necessários para
estabelecer a conexão via comunicação serial utilizando o protocolo Modbus. Os parâmetros mais importantes para este artigo são
o segundo, o terceiro e o quarto que dizem respeito à taxa de transmissão de dados, o formato do pacote utilizado no protocolo
Modbus e a identi齅�cação do escravo, respectivamente. Note que estes três argumentos citados devem estar em conformidade com
as con齅�gurações do  Elipse SCADA.  Em seguida temos a função modbus_update_comms() que também é responsável pela
comunicação via Modbus.
 
 
O conteúdo da função loop() começa com a função modbus_update() utilizada para a atualização dos valores dos registradores
citados anteriormente. Em seguida, realiza-se a leitura da tensão aplicada às portas de entrada analógica A0, A1 e A2 e
posteriormente os valores encontrados são convertidos em números inteiros contidos no intervalo entre 0 e 1023 utilizando a
função analogRead(). Estes  são armazenados nos  Registrador Holding  identi齅�cados como VALOR_POT1, VALOR_POT2
e VALOR_POT3 respectivamente.
 
 
 
Terceiro passo: Con齅�guração do driver referente ao protocolo Modbus
 
O primeiro passo que deve ser realizado para manipular o  Elipse SCADA diz respeito à criação de uma nova aplicação. Este
procedimento pode ser realizado através do menu Arquivo, localizado no canto esquerdo da região superior da tela, conforme a
齅�gura 3.
 
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enum 
{     
  VALOR_POT1,
  VALOR_POT2,
  VALOR_POT3,
  HOLDING_REGS_SIZE 
};
 
unsigned int holdingRegs[HOLDING_REGS_SIZE];
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void setup()
{
   
  modbus_configure(&Serial, 9600, SERIAL_8N1, 1, 2, HOLDING_REGS_SIZE, holdingRegs);
  
  modbus_update_comms(9600, SERIAL_8N1, 1);
  
  
}
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void loop()
{
  
  modbus_update();
  
  holdingRegs[POT_VALOR1] = analogRead(A0); 
  holdingRegs[POT_VALOR2] = analogRead(A1);
  holdingRegs[POT_VALOR3] = analogRead(A2);
  
}  
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Figura 2 ­ Criação de uma nova aplicação.
 
Em seguida, o leitor deve clicar no ícone denominado Organizer para adicionar o driver necessário para a utilização do protocolo
Modbus.
 
Figura 3 ­ Acesso ao Organizer.
 
Após o procedimento anterior, deve-se selecionar o item Drivers e em seguida clicar na opção novo para então procurar o driver
necessário. Neste momento existe um detalhe muito importante que deve ser levado em conta. Os drivers citados encontram-se na
pasta Drivers, que por sua vez está localizada na pasta em que o Elipse SCADA foi instalado. No entanto, o  driver  referente ao
protocolo Modbus não é instalado em conjunto com o software, desta forma, deve-se entrar neste link, digitar Modbus no campo de
busca, procurar por Driver Modicon Modbus Master (ASC/RTU/TCP) e, por 齅�m, colar o arquivo Modbus.dll (extraído do download
realizado) na pasta citada anteriormente.
 
Figura 4 ­ Escolha do driver para comunicação Modbus. Gostou? Junte-se à comunidade Embarcados
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Assim que a inserção do driver for realizada deve-se selecionar o mesmo e clicar no botão Con齅�gurar e no momento em que a
próxima janela for aberta, o leitor precisa acessar o botão  Extras  para conferir algumas con齅�gurações essenciais para o
funcionamento do projeto.
 
O primeiro parâmetro que deve-se ter cuidado é o Modbus Mode, este está localizado na aba Modbus  (é imprescindível que o
campo esteja com a opção RTU Mode selecionada);
O segundo parâmetro diz respeito à porta utilizada para comunicação, que deve ser preenchido de acordo com a porta que está
sendo utilizada (esta opção pode ser encontrada na aba Serial).
 
 
Figura 5 ­ Configurações de conexão do driver.
 
 
Quarto passo: Criação da(s) tag(s) para aquisição de dados
 
O próximo passo consiste em incluir os Registradores Holding uma vez inseridos no código, para isso, deve-se novamente clicar no
Organizer, porém desta vez o item que deve ser selecionado é o denominado Tags e posteriormente é necessário que o usuário
clique no botão Novo Tag. Neste momento, o leitor deve escolher a opção Tag PLC, além de dizer a quantidade de tags que deseja
criar (no caso em questão, serão 3 tags referentes aos 3 Registradores Holding).
 
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Figura 6 ­ Criação das tags.
 
Na 齅�gura a seguir, pode-se ver alguns parâmetros de con齅�guração das tags criadas, primeiramente, é importante que o leitor atribua
alguma descrição às tags que estão sendo utilizadas e além disso, outros campos importantes que devem ser preenchidos são:
N1,N2, N3 e N4. Por hora, basta que o leitor preencha os três primeiros campos com os números 1,3,3 respectivamente e o quarto
com o número do Registrador Holding conforme a ordem de escrita do código (começando pelo número 1).
 
Figura 7 ­ Configuração das tags.
 
 
Quinto passo: Criação dos elementos grá齅�cos
 
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Agora serão criados os displays para que os valores lidos nas entradas analógicas possam ser vistos pelo operador. Para realizar
este procedimento, basta que o leitor clique no ícone referente à criação destes elementos conforme a 齅�gura a seguir.
 
Figura 8 ­ Criação dos displays.
 
Após proceder conforme a instrução anterior, deve-se demarcar o tamanho desejado do display simplesmente segurando e
arrastando o mouse para que o display seja criado quando o clique for solto. Neste momento, com um duplo-clique sobre o display
recém-criado, abre-se uma janela para que o usuário possa alterar as propriedades do elemento, no entanto, o leitor deve
primeiramente determinar qual das tags criadas será visualizada no display na aba Tags, para então, de齅�nir em segundo plano as
outras propriedades do bloco.
 
Figura 9 ­ Escola das tags para os displays.
 
Finalmente, depois de alterar algumas con齅�gurações referentes ao visual dos displays, pode-se conferir o resultado na 齅�gura a
seguir:
 
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Figura 10 ­ Resultado final dos
displays.
 
Esperamos que você tenha gostado deste conteúdo, e sinta-se à vontade para  sugestões, críticas ou elogios. Na próxima parte
abordaremos  outros  conceitos, visando a progressão do aprendizado referente à manipulação desta ferramenta. Deixe seu
comentário abaixo.
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Integração Arduino e Elipse Scada por Daniel Madeira. Esta obra está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição-
CompartilhaIgual 4.0 Internacional.
Daniel Madeira
Sou engenheiro eletricista graduado com ênfase em Controle e Automação pela Universidade Federal do Espírito Santo - UFES e Técnico em Eletrotécnica pelo
Instituto Federal do Espírito Santo - IFES. Me interesso por todas as vertentes existentes dentro da Engenharia Elétrica, no entanto, as áreas relacionadas à
automação e instrumentação industrial possuem um signi齅�cado especial para mim, assim como a Engenharia de Manutenção que na minha opinião é um setor
fascinante.
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