Triangle Research International предлага уникален подход към системите за управление със своите PLC от серия Fx с отворена платка. В този практически урок разглеждаме основите на свързването, окабеляването и програмирането на един от тези контролери. От настройката на хардуера до изтеглянето на проста програма чрез серийна комуникация, това ръководство предоставя практическа отправна точка за инженери, които проучват персонализируеми PLC платформи за OEM приложения и вградена автоматизация.

Въпреки че откритата печатна платка може да изглежда непозната за много инженери в сферата на автоматизацията и системите за управление, PLC е просто устройство, което изпълнява логически функции чрез входове и изходи, взаимодействащи с реалния свят. Конструкциите на PLC се различават значително по отношение на степента на защита и устойчивостта на околната среда, но основната функция остава една и съща при всички системи.

Какво представлява PLC от серия Fx?

PLC от серия Fx на Mitsubishi Electric включва повечето функции, необходими за проекти, вариращи от обикновено управление на машини до умерено сложни системи за автоматизация. В зависимост от модела тези контролери обикновено включват Ethernet, RS-232, два комуникационни порта RS-485, както и цифрови и аналогови входове/изходи.

Броят на входно-изходните точки може да бъде разширен чрез Modbus мрежа, което прави системата гъвкава за мащабируеми приложения в индустриалната автоматизация.

В този урок се използва моделът Fx2424, който предоставя:

• 24 цифрови входа
• 24 цифрови изхода
• 8 аналогови входа
• 4 аналогови изхода

Важните технически характеристики за програмистите включват:

• Цифровите входове са със захранващ ток и изискват сензори или превключватели с потъващ ток (NPN), свързани към 0 VDC.
• Входовете получават захранване вътрешно от източника 24 VDC и не изискват отделен общ терминал.
• Цифровите изходи са с потъващ ток, което означава, че товарните устройства трябва да се захранват външно.
• Аналоговите входове/изходи поддържат сигнали 0–5 V, като опционални резисторни мрежи позволяват използването на устройства с 0–10 V или 4–20 mA.

Настройка на хардуера на проекта

Този уводен урок използва проста конфигурация, състояща се от едно входно и едно изходно устройство, свързани чрез комуникационен интерфейс RS-232. Необходимият хардуер включва:

• Контролер TRi PLC от серията Fx
• Индустриално захранване 24 VDC
• USB към сериен конверторен кабел
• Селекторен превключвател (входно устройство)
• Механично реле (изходно устройство)
• Стандартно окабеляване

Стъпка 1: Подаване на захранване към контролера

Свържете захранването 24 VDC към входния захранващ конектор, обозначен с +24 V и 0 V. Проверете дали светодиодният индикатор за захранването се включва, преди да продължите.

Стъпка 2: Свързване на входния превключвател

Тъй като входовете са източникови, свържете проводник от извода 0 V на захранването към превключвателя. След това свържете изходната страна на превключвателя към извод 1 на клемния блок на входовете.

Ако PLC и превключвателят използват различни захранвания, уверете се, че двете захранвания имат обща референтна връзка 0 V.

Стъпка 3: Свързване на изходното реле

Тъй като изходите са с оттичане към маса, свържете бобината на релето към +24 VDC. След това свържете другата страна на бобината на релето към изходен извод 1 на PLC.

Общият извод на изходите трябва да бъде свързан към извода 0 V на захранването на товара, за да се затвори веригата.

Софтуер за програмиране на PLC

PLC от серията Fx използва софтуера за програмиране i-TRiLOGI. Инсталирайте софтуера съгласно инструкциите на производителя, преди да свържете контролера.

Софтуерът предоставя среда за програмиране със стълбова логика, която се използва за създаване, редактиране и изтегляне на програми към PLC.

Свързване към PLC чрез серийна комуникация

В този урок се използва серийна връзка RS-232 вместо Ethernet. Свържете USB към сериен кабел между компютъра и комуникационния порт на PLC.

След свързването на кабела операционната система ще зададе номер на COM порта. Проверете зададения номер на порта чрез диспечера на устройствата.

В софтуера за програмиране:

• Отворете менюто „Контролер“
• Изберете „Свързване към сървъра“
• Изберете сериен/USB порт
• Конфигурирайте правилния COM порт
• Щракнете върху „Отвори порт“

Ако връзката е успешна, софтуерът ще покаже съобщение за потвърждение, че комуникацията с PLC е установена.

Създаване на проста програма със стълбова логика

Програмирането със стълбовидна логика започва със създаването на стъпало, което определя връзката между входно условие и изходно действие. В този пример превключвател управлява изход към реле.

Стъпките за програмиране включват:

• Създайте нормално отворен контакт, представляващ входното устройство
• Добавете изходна бобина, представляваща релето
• Задайте I/O адреси на двете устройства

Получената стълбовидна програма изпълнява проста функция за управление: когато превключвателят бъде активиран, релето се задейства.

Изтегляне на програмата към PLC

След като завършите програмата със стълбовидна логика, прехвърлете я към PLC чрез функцията за изтегляне на програмата.

Процедурата за прехвърляне включва:

• Изберете контролера
• Изберете „Прехвърляне на програмата към PLC“
• Потвърдете комуникационния порт
• Стартирайте процеса на изтегляне

Ако прехвърлянето завърши успешно, PLC ще започне незабавно да изпълнява новата програма.

Следващи стъпки в програмирането на PLC

Този пример демонстрира възможно най-простата програма със стълбовидна логика, използваща PLC със серийно свързване. В практическите системи за промишлена автоматизация обикновено се реализират и допълнителни функции, включително:

• Обработка на аналогови сигнали
• Инструкции за таймери и броячи
• Мрежова комуникация
• Наблюдение на аларми и неизправности
• Регистриране на данни и диагностика на системата

Разбирането на тези разширени функции позволява на инженерите да изграждат надеждни и мащабируеми системи за автоматизация за приложения в производството, опаковането, обработката на материали и управлението на процеси.

За автора

Даниел Чен е старши инженер по промишлена автоматизация с над 15 години практически опит в програмирането на PLC, системите за промишлено управление и проектите за фабрична автоматизация. Той е проектирал и въвеждал в експлоатация решения за автоматизация в отраслите на производството, опаковането и обработката на материали.

Техническата му експертиза включва разработване на стълбовидна логика, полево окабеляване, промишлени комуникационни протоколи и диагностика на системи за управление, базирани на PLC. Той се фокусира върху практически инженерни методи, които подобряват надеждността на системите, опростяват поддръжката и подпомагат дългосрочната експлоатация в промишлеността.