Výukový program řady TRi PLC Fx: Začínáme s programováním v jazyce Ladder Logic a nastavením hardwaru

Společnost Triangle Research International nabízí jedinečný přístup k řídicím systémům prostřednictvím PLC řady Fx s otevřenou deskou. V tomto praktickém tutoriálu si projdeme základy připojení, zapojení a programování jedné z těchto řídicích jednotek. Od nastavení hardwaru až po nahrání jednoduchého programu prostřednictvím sériové komunikace tato příručka poskytuje praktický výchozí bod pro techniky, kteří zkoumají přizpůsobitelné platformy PLC pro OEM a vestavěné automatizační aplikace.

Ačkoli může odhalený plošný spoj mnoha technikům v oblasti průmyslové automatizace a řídicích systémů připadat neznámý, PLC je jednoduše zařízení, které provádí logické funkce pomocí vstupů a výstupů komunikujících s reálným světem. Konstrukce PLC se výrazně liší úrovní ochrany a odolností vůči okolnímu prostředí, ale základní funkce zůstává ve všech systémech stejná.

Co je PLC řady Fx?

PLC řady Mitsubishi Electric Fx zahrnuje většinu funkcí potřebných pro projekty od jednoduchého řízení strojů až po středně složité automatizační systémy. Tyto řídicí jednotky obvykle obsahují Ethernet, RS-232, dva komunikační porty RS-485 a digitální i analogové I/O v závislosti na modelu.

Počet I/O bodů lze rozšířit pomocí sítě Modbus, takže systém je flexibilní pro škálovatelné aplikace průmyslové automatizace.

Tento tutoriál používá model Fx2424, který poskytuje:

• 24 digitálních vstupů
• 24 digitálních výstupů
• 8 analogových vstupů
• 4 analogové výstupy

Mezi důležité technické vlastnosti pro programátory patří:

• Digitální vstupy jsou typu sourcing a vyžadují snímače nebo spínače typu sinking (NPN) připojené k 0 V DC.
• Vstupy jsou interně napájeny ze zdroje 24 V DC a nevyžadují samostatnou společnou svorku.
• Digitální výstupy jsou typu sinking, což znamená, že napájení zátěžových zařízení musí být zajištěno externě.
• Analogové vstupy a výstupy podporují signály 0–5 V, přičemž volitelné odporové sítě umožňují připojení zařízení 0–10 V nebo 4–20 mA.

Nastavení hardwaru projektu

Tento úvodní návod používá jednoduchou konfiguraci sestávající z jednoho vstupního a jednoho výstupního zařízení připojených prostřednictvím komunikačního rozhraní RS-232. Požadovaný hardware zahrnuje:

• Řadič TRi PLC řady Fx
• Průmyslový napájecí zdroj 24 V DC
• Kabel s převodníkem USB na sériový port
• Voličový spínač (vstupní zařízení)
• Mechanické relé (výstupní zařízení)
• Standardní zapojení

Krok 1: Napájení řadiče

Připojte napájecí zdroj 24 V DC k napájecí svorkovnici označené +24 V a 0 V. Před pokračováním ověřte, zda se rozsvítila kontrolka napájení.

Krok 2: Připojení vstupního spínače

Protože vstupy jsou typu sourcing, připojte vodič ze svorky 0 V napájecího zdroje ke spínači. Poté připojte výstupní stranu spínače ke svorce 1 na vstupní svorkovnici.

Pokud PLC a spínač používají různé napájecí zdroje, zajistěte, aby oba zdroje měly společné referenční připojení 0 V.

Krok 3: Připojení výstupního relé

Protože výstupy jsou typu sinking, připojte cívku relé k +24 V DC. Poté připojte druhou stranu cívky relé k výstupní svorce 1 na PLC.

Společná svorka výstupů musí být připojena ke svorce 0 V napájecího zdroje zátěže, aby byl obvod uzavřen.

Programovací software pro PLC

PLC řady Fx používá programovací software i-TRiLOGI. Před připojením řadiče software nainstalujte podle pokynů výrobce.

Software poskytuje programovací prostředí pro tvorbu, úpravu a nahrávání programů do PLC v jazyce Ladder Logic.

Připojení k PLC pomocí sériové komunikace

Tento návod používá sériové připojení RS-232 namísto Ethernetu. Připojte kabel USB–sériový port mezi počítač a komunikační port PLC.

Po připojení kabelu operační systém přiřadí číslo portu COM. Přiřazené číslo portu ověřte ve Správci zařízení.

V programovacím softwaru:

• Otevřete nabídku Řadič
• Vyberte možnost Připojit k serveru
• Zvolte sériový/USB port
• Nakonfigurujte správný port COM
• Klikněte na tlačítko Otevřít port

Pokud je připojení úspěšné, software zobrazí potvrzovací zprávu, že komunikace s PLC byla navázána.

Psaní jednoduchého programu v jazyce Ladder Logic

Programování žebříkové logiky začíná vytvořením příčky, která definuje vztah mezi vstupní podmínkou a výstupní akcí. V tomto příkladu spínač ovládá výstup relé.

Programovací kroky zahrnují:

• Vytvořte normálně otevřený kontakt představující vstupní zařízení
• Přidejte výstupní cívku představující relé
• Přiřaďte I/O adresy oběma zařízením

Výsledný program žebříkové logiky provádí jednoduchou řídicí funkci: když je spínač aktivován, relé se sepne.

Stažení programu do PLC

Po dokončení programu žebříkové logiky jej přeneste do PLC pomocí funkce pro stažení programu.

Postup přenosu zahrnuje:

• Vyberte řídicí jednotku
• Zvolte možnost Přenos programu do PLC
• Potvrďte komunikační port
• Spusťte proces stahování

Pokud se přenos úspěšně dokončí, PLC okamžitě začne provádět nový program.

Další kroky při programování PLC

Tento příklad ukazuje nejjednodušší možný program žebříkové logiky využívající sériově zapojené PLC. V praktických systémech průmyslové automatizace se obvykle implementují další funkce, například:

• Zpracování analogových signálů
• Instrukce časovačů a čítačů
• Síťová komunikace
• Sledování alarmů a poruch
• Záznam dat a diagnostika systému

Pochopení těchto pokročilých funkcí umožňuje inženýrům vytvářet spolehlivé a škálovatelné automatizační systémy pro aplikace ve výrobě, balení, manipulaci s materiálem a řízení technologických procesů.

O autorovi

Daniel Chen je seniorní inženýr průmyslové automatizace s více než 15 lety praktických zkušeností s programováním PLC, průmyslovými řídicími systémy a projekty automatizace výrobních závodů. Navrhoval a uváděl do provozu automatizační řešení v odvětvích výroby, balení a manipulace s materiálem.

Jeho technické znalosti zahrnují tvorbu žebříkové logiky, zapojování vodičů v provozu, průmyslové komunikační protokoly a diagnostiku řídicích systémů založených na PLC. Zaměřuje se na praktické inženýrské metody, které zvyšují spolehlivost systémů, zjednodušují údržbu a podporují dlouhodobý průmyslový provoz.