Mallette qualité de l’énergie

7 Fév 2019 Djaffar Ould Abdeslam

Quentin JACQUEY

Anas BOUHSSINE

Emre TEKIN

Mise en œuvre d’un module WAGO

Rapport de Projet

Introduction

 

Dans le cadre de notre DUT GEII, il nous fallait réaliser un projet pendant notre troisième semestre. Ce projet reposait sur un automate programmable WAGO, celui-ci nous permettrait de réaliser des mesures et une récupération des données de consommations électriques d’une installation.

Nous avons alors dû programmer une interface graphique pour faciliter la prise en main de l’utilisateur.

Finalement, la récupération et affichage des données de l’automate se feront au travers d’un Janitza, un appareil de mesure couplé au WAGO.

 

Afin de mener à bien ce projet, nous avions à notre disposition une mallette, composée de l’automate auquel nous avons ajouté un appareil, tenant le rôle de transformateur 230/24 V afin d’alimenter l’automate. Nous avons également utilisé un Janitza, dont le rôle sera détaillé plus loin.

Sommaire

A. Objectifs

B. Ressources

  1. Avancement

  2. Installation

  3. Mesures

  4. Banque de données

  5. Reprise de toutes les étapes

C. Reprise de la banque de données

D. Difficultés rencontrées

E. Conclusion

F. Annexes

 

A. Objectif

Notre projet WAGO permet de mesurer et analyser une ou plusieurs installations électriques, ce qui permet à l’utilisateur de contrôler ou optimiser sa consommation électrique.

Nous avons comme projet également de transférer les données vers l’automate depuis un Janitza, afin de créer une banque de données qui va permettre de récupérer et stocker les données instantanées dans l’automate venant du Janitza.

B. Ressources

 

Pour notre projet, nous avions à disposition :

  • Automate WAGO (Référence 6028-2186)(Centrale Fastlogger 3G)

  • Module 750-494 Module de mesure

  • Module 750-495 Module de mesure

  • Module 750-600 Module d’extrémité

  • 3 sondes de courants 60V/1A
  • 4 boucles de Rogowski

 

 

 

Nous avons intégré un transformateur 230/24V qui est utilisé comme alimentation.

Nous utilisons comme câbles un câble d’ordinateur recyclé et dénudé. Nous branchons ce câble à la prise de la mallette.

Nous avons également utilisé plusieurs logiciels :

 

  • WAGO Ethernet settings

  • WAGO-IO Check

 

  • Fastlogger

Nous avions envisagé d’utiliser le logiciel Codesys et éventuellement un Raspberry PI afin de créer une base de données où stocker les données.

Nous avons finalement opté pour la solution du Janitza.

Le Janitza est un appareil de mesure  que nous avons utilisé afin de projeter les données récoltées par le Janitza vers notre automate.  Son installation et branchement sont détaillés ci-dessous.

 

C. Avancement

Le schéma ci-dessous démontre le but de notre projet et les différentes étapes de notre projet.

 

Notre projet ce sépare en plusieurs étapes :

  1. L’installation
  2. Les mesures
  3. Programmation envoi des données
  4. Reprise des étapes

Le contenu de chacune de ces étapes ainsi que l’avancement actuel sont développées ci-dessous.

 

1.L’installation

Nous avons dû, en premier lieu, nous approprier le matériel à disposition, et comprendre le fonctionnement de celui-ci en lisant les documentations techniques.

Les branchements de l’automate ont été préalablement effectués, il nous fallait cependant connecter l’automate à une alimentation. Là où les étudiants de l’année précédente avaient utilisé un transformateur externe, nous avons opté pour un transformateur interne à la mallette.  Pour cela, nous avons utilisé un transformateur 230/24V fourni par le professeur. Il nous fallait donc intégrer le transformateur dans la mallette qui nous était fourni. Pour cela, nous avons utilisé un câble d’ordinateur que nous avons dénudé afin de servir de câble d’alimentation reliant la prise de la mallette au transformateur.

Après avoir testé le bon fonctionnement du transformateur et de l’automate, il nous fallait maintenant s’occuper de l’adresse IP de l’automate.

Une adresse nous avait été fournie : 10.95.11.33, préalablement configuré grâce à WAGO Ethernet Settings cette adresse correspond à l’adresse de l’automate dans le réseau UHA.  Pour tester la concordance de l’adresse, nous avons configuré un ordinateur portable sur le même sous-réseau que l’automate à l’adresse : 10.95.11.32.

Après vérification, l’automate a la bonne adresse.

Nous avons également installé FASTLOGGER dans l’automate grâce aux étapes décrites en Annexe 1.

 

2.Mesures

Une fois l’automate correctement configuré, nous avons effectué des mesures grâces à des lampes halogènes.

Nous avons utilisé IO-CHECK pour voir les mesures.

Pour mesurer, nous avons utilisé les sondes de courants sur une seule phase.

Voici les mesures obtenues :

D’abord, avec les lampes à mi-puissance :

Puis avec les lampes à leur puissance maximale:

Grâce à ces mesures, nous nous sommes assurés du bon fonctionnement et du logiciel, et de l’automate.

En effet, nous constatons qu’à leur puissance maximale, les lampes produisent des harmoniques plus importantes et plus nombreuses, ce qui démontre le bon fonctionnement des mesures de notre automate.

 

 

3.Banque de Donnée

 

Pour créer une banque de données, nous envisagions d’utiliser CODESYS ainsi qu’un Raspberry PI. Cependant, nous avons  eu des problèmes vis-à-vis des logiciels. Nous possédions CODESYS 2.3, mais les automates WAGO ne sont pas reconnus comme des cibles du logiciel. Pour résoudre ce problème, nous avons communiqué avec Mr. MARTIN, qui travaille chez WAGO. Mr. MARTIN a répondu à notre demande et nous a donné accès au logiciel avec la référence de notre automate.

Nous avons trouvé la référence correspondante du logiciel qui allait avec notre automate. Nous pouvions désormais nous consacrer à la programmation de la banque de données. Quant au Raspberry PI, nous avions décidé d’abandonner l’idée de l’utiliser. En effet, le logiciel qui nous permettrait d’utiliser le Raspberry PI était payant.  De plus, CODESYS remplissait déjà toutes les fonctions nécessaires à notre projet.

Nous avions besoin d’accéder à la fonction ‘‘root’’ du logiciel Putty afin de pouvoir modifier, supprimer ou ajouter des fonctions dans l’automate. Pour y accéder, il nous fallait un identifiant et un mot de passe, malheureusement aucun des deux ne nous a été donné par les anciens étudiants en charge de ce projet. Nous étions donc obligés de reboot l’automate et refaire alors toutes les étapes décrites précédemment.

 

4.Reprise de étapes

 

Après avoir fait un « reset » de l’automate grâce à ces  étapes (Annexe 2), nous avons perdu toutes les données que contenait l’automate. Nous voulions donc reprendre toutes les étapes. Malheureusement l’adresse IP initiale qui nous a été donnée est fausse. Nous avions donc activement recherché l’adresse IP actuelle de l’automate. Nous avons trouvé comment faire (Annexe 2). L’adresse IP de l’automate est donc désormais 192.168.1.17.

Nous avons également reset les identifiants et mot de passe pour le site Web-Base Management, ce que l’on recherchait. Nous avons défini les mots de passe tel quels:

Identifiant :                  1.user                           2.admin

Mot de passe :            1.wago                         2.user

Nous avions donc dû refaire toutes les étapes précédentes, une fois l’adresse IP de l’automate reconfiguré sur 10.95.11.33.

 

Après que notre automate ait été reconfiguré correctement, nous pouvions reprendre la programmation de la banque de données grâce à Codesys.

Nous avions pour cela configuré le logiciel pour qu’il reconnaisse l’adresse de l’automate.

 

Afin de compiler et charger le programme dans l’automate, nous avions besoin d’un mot de passe qui était :

Mot de passe : user

Ainsi, nous avons réussi à transférer le programme dans l’automate, nous pouvions alors récupérer les données de la consommation électrique des installations.

Le résultat est montré ci-dessous.

Après de nombreux tests, nous avions compris qu’il nous fallait utiliser Fastlogger après avoir discuté au téléphone avec notre contact WAGO.

 

Après avoir eu accès aux pleins pouvoirs sur l’automate grâce à Putty (Annexe 3), nous avons pu accéder à Fastlogger, que nous avions installé précédemment. Ce logiciel nous permet d’accéder directement aux données récoltées dans l’automate.

 

Le logiciel Fastlogger se présente sous cette forme :

 

Après avoir vu un aperçu de ce que donnait la récolte des données.

Fastlogger va nous permettre d’archiver ces données sur un fichier .csv contenu dans la carte mémoire.

Nous allons alors transférer ces données archivées et récoltées sur un serveur FTP donné par l’IUT.

Malheureusement, le serveur FTP était inutilisable, en effet,  la complexité du réseau empêchait d’établir une liaison avec notre automate. Nous avons donc dû abandonner l’idée du serveur.

Nous devions également nous servir d’un module de mesure, le Janitza 96 RM-E. Il s’agit d’un équivalent du Wago que nous utilisons comme centre de mesure. Pour cela, nous avons connecté le Janitza avec l’automate en Modbus TCP/IP afin de récupérer les valeurs mesurées par le Janitza. Le Wago sert alors de centre de collecte des données du Janitza que l’on enregistre sous CSV grâce à un adressage spécifique.  (ANNEXE 4)

 

D. Difficulté rencontré

 

Lors de notre projet, nous avons rencontré certaines difficultés. En effet, la première difficulté fut de trouver le logiciel adapté pour nous permettre de coder notre banque de données. Après avoir trouvé Codesys, la difficulté a été de nous le procurer. La version WAGO n’étant pas disponible sur leur site, nous avons envoyé des mails à notre contact MR. Martin, il nous a envoyé un lien pour le télécharger mais qui ne contenait pas la référence de notre automate. Il nous a alors fallu attendre qu’il nous renvoie le lien contenant le logiciel avec notre référence.

  • Nous avons rencontré des difficultés afin de transférer le programme depuis le logiciel vers l’automate. Nous avons donc essayé plusieurs méthodes. D’abord avec un câble ETHERNET, cela ne marchait pas. Nous avons alors essayé avec un câble RS232, cela ne marchait pas non plus. Enfin nous avons branché l’automate sur le réseau, et nous avons pu nous connecter à lui depuis le logiciel grâce à son adresse IP.
  • Le problème majeur que nous avons rencontré a été l’accès au noyau de l’automate Wago. En effet l’installation du fastlogger doit se faire dans le noyau par le logiciel « Putty ». Ce logiciel comporte 3 utilisateurs. Le premier ne servant à rien est « User » utiliser pour voir les fichiers installé dans le noyau. Le second est « admin » qui peut être utilisé pour accéder au noyau et y transférer certains fichiers. Enfin il y a le super admin « root » qui donne libre accès à toute manipulation du noyau. C’est celui-ci qui était la cause du problème car le mot de passe défaut a été modifier.

La solution est donc de réinstaller le firmware du wago (Annexe 5…) et d’utiliser le mot de passe par défaut.

  • Nous avons eu également l’idée d’utiliser un serveur FTP afin d’y stocker les données. Malheureusement, la connexion de l’automate avec le serveur était impossible, dû à la complexité du réseau UHA (sécurité).
  • Nous avons donc dû utiliser un Janitza 96 Rm-E. La complexité de son utilisation ainsi que celle de la connexion avec notre automate nous a apporté des difficultés sur la compréhension de ceux-ci. Grâce à des recherches fructueuses, nous avons compris son utilisation et nous avons donc pu utiliser le Janitza tel que nous en avions besoin.

 

E. Conclusion

 

Si on devait résumer notre projet, nous pourrions dire que nous avons apporté :

  • Un transformateur interne, afin d’alimenter de manière autonome l’automate
  • Modification des mots de passe des différents logiciels que nous avons dû réinitialiser
  • Installation du Fastlogger dans l’automate, ainsi que son codage et son utilisation
  • Après de nombreux problèmes, l’utilisation du Janitza comme module de mesure et utilisation de notre Wago comme centre de collecte de ces données

Cependant, nous sommes conscients que notre projet aurait pu être amélioré :

En effet, si l’utilisation du serveur FTP, la récolte des données aurait pu être plus ludique et attractive.

Nous aurions pu également créer une interface graphique pour mieux représenter les données récoltées à partir du Janitza.

 

F. Annexes

 

Annexe 1 : Installer FASTLOGGER

  • Copier-coller le fichier .ipk dans le dossier tmp du FTP du contrôleur
  • Ouvrir une connexion SSH sur le contrôleur grâce à Putty [se connecter avec les identifiants suivant : root (utilisateur) et wago (mot de passe)]
  • Sous Putty, ouvrir le dossier tmp (grâce à la commande « cd /tmp »).
    Il faut respecter l’espace entre le ‘d’ et le ‘/’
  • Lancer la commande d’installation :« ipkg install install-fastlogger_1.2.10_arm.ipk ».

Il faut respecter tous les espaces et bien renseigner le nom du fichier y compris l’extension. FASTLOGGER se lance donc.

Annexe 2 : Reset et trouver l’adresse IP

Reset :

  • Appui sur Bouton « RST » pendant 8 secondes, jusqu’à ce que la led « SYS » clignote en orange.
  • Mettre le Switch en mode « Reset ».
  • Attendre 3 secondes le temps que la Led « Sys » soit rouge.

Trouver adresse IP :

  • Mettre le Switch en mode « STOP »
  • Appui sur Bouton « RST » pendant 8 secondes, jusqu’à ce que la led « SYS » clignote en orange
  • L’adresse IP de l’automate est alors : 192.168.1.17

Source : Data sheet 750-8207

 

Annexe 3 : Avoir les pleins droits sur l’automate

 

Sur Putty, rentrer les informations telles quelle :

Un message d’information va s’afficher, cliquer sur « Oui ».

Une boite de dialogue va alors s’afficher :

S’identifier en tant que « root », le mot de passe correspondant est : « user ».

Vous aurez dès lors un accès total sur l’automate, c’est-à-dire que vous pourrez avoir accès aux programmes installés sur l’automate, les modifier, en supprimer, ou en créer.

 

Annexe 4 : Configuration Janitza

 

Configuration de l’adresse IP du Janitza :

Appuyer pendant 5 secondes sur la touche 1 et 2 du janitza pour entrer dans le mode de paramétrage du janitza.

La navigation dans le menu est possible grâce à la touche sur laquelle se trouve une flèche vers la droite et la validation la touche vers le haut.

En navigant dans ce menu, on peut changer l’adresse IP du Janitza dans la sous-section addr où l’adressage ce fait en 4 étapes.

Suite à cela on rentre cette adresse dans la case dédié dans le fastlogger dans l’onglet configuration modbus TCP/IP

Dans l’onglet requête, on ajoute l’adressage spécifique à la valeur que l’on veut.

Dans l’onglet donné on peut visualiser les données et aussi archiver les valeurs que l’on souhaite.

Attention à l’ état !!

Etat 150: Sans réponse

Etat 129: Problème Communication

Etat 0: En fonctionnement

Visualisation des données avec possibilité d’archivage.

 

Attention à l’adressage ! L’adressage fournit dans le noyau du wago est incorrecte et il faut ajouter un par un les adressages de registre que l’on souhaite récupérer retrouvable dans la datasheets du Janitza.

Annexe 5 : Réinstallation Firmware

1.Télécharger ce fichier

http://www.wago.com/public-download/Support/FW/0750-8xxx/WAGO_FW_0750-8xxx_I.ZIP

2.3.4.

5. Insérer la carte SD dans le PFC200 ou la microSD dans le PFC100, puis le redémarrer électriquement. Le lecteur de cartes SD ou microSD clignote orange pendant plusieurs secondes. L’image du noyau est automatiquement chargée dans la mémoire RAM.

Après la séquence d’initialisation, les LEDS SYS et I/O sont vertes fixes. La LED RUN est rouge fixe, le lecteur de cartes SD ne clignote plus.

A ce stade, l’image du noyau est simplement présente en mémoire RAM, il est nécessaire de la copier sur la mémoire Flash interne.

6. Une fois tous cela fait connecter vous à Web-Based Management.

7. Retirer la carte SD ou microSD, puis redémarrer le PFC. Le PFC a été mis à jour. Retourner sur le Web-Based Management afin de vérifier la version du firmware.

8.La carte SD n’est pas utilisable en stockage. Il faut donc la formater.