TRi PLC Fx-Serie-Tutorial: Einstieg in die Programmierung mit Kontaktplan und die Hardwareeinrichtung

Triangle Research International verfolgt mit seinen SPS der offenen Fx-Serie einen einzigartigen Ansatz für Steuerungssysteme. In diesem praxisorientierten Tutorial behandeln wir die Grundlagen des Anschließens, Verdrahtens und Programmierens einer dieser Steuerungen. Von der Hardwareeinrichtung bis zum Herunterladen eines einfachen Programms über eine serielle Verbindung bietet dieser Leitfaden einen praktischen Einstieg für Ingenieure, die anpassbare SPS-Plattformen für OEM- und eingebettete Automatisierungsanwendungen erkunden.

Obwohl die freiliegende Leiterplatte vielen Ingenieuren in der Automatisierungs- und Steuerungstechnik möglicherweise ungewohnt erscheint, ist eine SPS im Grunde ein Gerät, das Logikfunktionen mithilfe von Ein- und Ausgängen ausführt, die mit der realen Welt interagieren. SPS-Designs unterscheiden sich erheblich hinsichtlich Schutzart und Umweltbeständigkeit, doch die Kernfunktion bleibt bei allen Systemen gleich.

Was ist die SPS der Fx-Serie?

Die SPS der Mitsubishi Electric Fx-Serie umfasst den Großteil der Funktionen, die für Projekte von einfacher Maschinensteuerung bis hin zu mittelschweren Automatisierungssystemen erforderlich sind. Diese Steuerungen verfügen je nach Modell typischerweise über Ethernet, RS-232, zwei RS-485-Kommunikationsanschlüsse sowie digitale und analoge I/O.

Die Anzahl der I/O-Punkte kann mithilfe von Modbus-Netzwerken erweitert werden, wodurch das System flexibel für skalierbare industrielle Automatisierungsanwendungen wird.

In diesem Tutorial wird das Modell Fx2424 verwendet, das Folgendes bietet:

• 24 digitale Eingänge
• 24 digitale Ausgänge
• 8 analoge Eingänge
• 4 analoge Ausgänge

Zu den wichtigen technischen Eigenschaften für Programmierer gehören:

• Digitale Eingänge sind stromliefernd und erfordern stromziehende (NPN-)Sensoren oder Schalter, die an 0 VDC angeschlossen sind.
• Die Eingänge werden intern über die 24-VDC-Versorgung mit Strom versorgt und benötigen keine separate gemeinsame Klemme.
• Digitale Ausgänge sind stromziehend, das heißt, die Lastgeräte müssen extern mit Strom versorgt werden.
• Analoge I/O unterstützt Signale von 0–5 V, wobei optionale Widerstandsnetzwerke Geräte mit 0–10 V oder 4–20 mA ermöglichen.

Hardwareeinrichtung des Projekts

Dieses Einführungstutorial verwendet eine einfache Konfiguration mit einem Eingabegerät und einem Ausgabegerät, die über eine RS-232-Kommunikationsschnittstelle verbunden sind. Die erforderliche Hardware umfasst:

• Controller der TRi-SPS-Fx-Serie
• Industrielle 24-VDC-Stromversorgung
• USB-zu-Seriell-Adapterkabel
• Wahlschalter (Eingabegerät)
• Mechanisches Relais (Ausgabegerät)
• Standardverdrahtung

Schritt 1: Controller mit Strom versorgen

Verbinden Sie die 24-VDC-Stromversorgung mit dem mit +24 V und 0 V gekennzeichneten Stromversorgungsanschluss. Vergewissern Sie sich vor dem Fortfahren, dass die Betriebsanzeige-LED aufleuchtet.

Schritt 2: Eingangsschalter anschließen

Da die Eingänge als Quellen arbeiten, verbinden Sie den 0-V-Anschluss der Stromversorgung mit einem Kabel mit dem Schalter. Verbinden Sie anschließend die Ausgangsseite des Schalters mit Anschluss 1 am Eingangsanschlussblock.

Wenn SPS und Schalter unterschiedliche Stromversorgungen verwenden, stellen Sie sicher, dass beide Stromversorgungen eine gemeinsame 0-V-Referenzverbindung haben.

Schritt 3: Ausgangsrelais anschließen

Da die Ausgänge als Senken arbeiten, verbinden Sie die Relaisspule mit +24 VDC. Verbinden Sie anschließend die andere Seite der Relaisspule mit Ausgangsanschluss 1 der SPS.

Der gemeinsame Ausgangsanschluss muss mit dem 0-V-Anschluss der Laststromversorgung verbunden werden, um den Stromkreis zu schließen.

Programmiersoftware für SPS

Für die SPS der Fx-Serie wird die Programmiersoftware i-TRiLOGI verwendet. Installieren Sie die Software gemäß den Anweisungen des Herstellers, bevor Sie den Controller anschließen.

Die Software bietet eine Programmierumgebung für Kontaktpläne, mit der Programme für die SPS erstellt, bearbeitet und heruntergeladen werden können.

Mit der SPS über serielle Kommunikation verbinden

Dieses Tutorial verwendet anstelle von Ethernet eine serielle RS-232-Verbindung. Verbinden Sie das USB-zu-Seriell-Kabel zwischen dem Computer und dem Kommunikationsanschluss der SPS.

Nach dem Anschließen des Kabels weist das Betriebssystem eine COM-Port-Nummer zu. Überprüfen Sie die zugewiesene Portnummer im Geräte-Manager.

In der Programmiersoftware:

• Das Menü „Controller“ öffnen
• „Mit Server verbinden“ auswählen
• „Serieller/USB-Port“ auswählen
• Den richtigen COM-Port konfigurieren
• Auf „Port öffnen“ klicken

Wenn die Verbindung erfolgreich ist, zeigt die Software eine Bestätigungsmeldung an, die angibt, dass die Kommunikation mit der SPS hergestellt wurde.

Ein einfaches Kontaktplanprogramm schreiben

Die Kontaktplanprogrammierung beginnt mit der Erstellung eines Strompfads, der die Beziehung zwischen einer Eingangsbedingung und einer Ausgangsaktion definiert. In diesem Beispiel steuert ein Schalter einen Relaisausgang.

Die Programmierschritte umfassen:

• Einen Schließerkontakt erstellen, der das Eingabegerät darstellt
• Eine Ausgangsspule hinzufügen, die das Relais darstellt
• E/A-Adressen für beide Geräte zuweisen

Das resultierende Kontaktplanprogramm führt eine einfache Steuerungsfunktion aus: Wenn der Schalter betätigt wird, zieht das Relais an.

Programm auf die SPS herunterladen

Nach Abschluss des Kontaktplanprogramms übertragen Sie es mithilfe der Programm-Downloadfunktion an die SPS.

Der Übertragungsvorgang umfasst:

• Steuerung auswählen
• „Programmübertragung zur SPS“ auswählen
• Kommunikationsport bestätigen
• Downloadvorgang starten

Wenn die Übertragung erfolgreich abgeschlossen ist, beginnt die SPS sofort mit der Ausführung des neuen Programms.

Nächste Schritte in der SPS-Programmierung

Dieses Beispiel zeigt das einfachstmögliche Kontaktplanprogramm mit einer seriell angeschlossenen SPS. In praktischen industriellen Automatisierungssystemen werden typischerweise zusätzliche Funktionen implementiert, darunter:

• Verarbeitung analoger Signale
• Timer- und Zähleranweisungen
• Netzwerkkommunikation
• Alarm- und Fehlerüberwachung
• Datenprotokollierung und Systemdiagnose

Das Verständnis dieser erweiterten Funktionen ermöglicht es Ingenieuren, zuverlässige und skalierbare Automatisierungssysteme für Anwendungen in der Fertigung, Verpackung, Materialhandhabung und Prozesssteuerung zu entwickeln.

Über den Autor

Daniel Chen ist ein leitender Ingenieur für industrielle Automatisierung mit über 15 Jahren praktischer Erfahrung in der SPS-Programmierung, bei industriellen Steuerungssystemen und in Projekten zur Fabrikautomatisierung. Er hat Automatisierungslösungen für die Fertigungs-, Verpackungs- und Materialtransportbranche entwickelt und in Betrieb genommen.

Sein technisches Fachwissen umfasst die Entwicklung von Kontaktplänen, die Feldverdrahtung, industrielle Kommunikationsprotokolle und die Fehlersuche bei SPS-basierten Steuerungssystemen. Sein Fokus liegt auf praxisnahen Konstruktionsmethoden, die die Systemzuverlässigkeit verbessern, die Wartung vereinfachen und einen langfristigen industriellen Betrieb unterstützen.