Inovance HMI және Mitsubishi PLC құрылғыларын сериялық және Ethernet байланысы арқылы біріктіру

Әртүрлі өндірушілердің автоматтандыру жүйелерін байланыстыру

Адам-машина интерфейстері операторлардың заманауи PLC жүйелерімен өзара әрекеттесу тәсілін қалыптастыруды жалғастыруда. Бірнеше автоматтандыру бренді қатар қолданылатын зауыттарда өзара үйлесімділік көбіне өндірушіге адалдықтан маңыздырақ болады. Инженерлер әртүрлі өндірушілердің HMI құрылғылары мен контроллерлері ауқымды арнайы бағдарламалаусыз сенімді байланысады деп күтеді.

Практикалық мысалдардың бірі — Inovance HMI құрылғысын Mitsubishi FX сериялы PLC құрылғыларымен біріктіру. Бұл үйлесім қолданыстағы контроллерлерді ауыстырмай-ақ, икемді визуализацияны қалайтын машина жасаушылар үшін үнемді тәсілді ұсынады.

Ескірген немесе аралас платформалы жабдықтарға қызмет көрсететін кәсіпорындар үшін Mitsubishi PLC экожүйелеріне және заманауи HMI платформаларына арналған шешімдер әлі де өте өзекті. Көптеген жаңғырту жобалары арнайы Mitsubishi Electric автоматтандыру жабдықтарының қорларынан және кеңірек өнеркәсіптік HMI және есептеу платформаларынан қолжетімді ауыстыру жабдықтарына да сүйенеді.

Аппараттық құралды таңдау байланыс стратегиясын айқындайды

Көрсетілім жүйесінде Mitsubishi FX3U PLC құрылғысы мен Inovance IT6000 HMI біріктірілген. Екі құрылғы да ықшам автоматтандыру жүйелеріне арналғанымен, олардың байланыс әдістері қолданбаның архитектурасына қарай ерекшеленеді.

Қарапайымдылығы мен жабдық құнының төмендігіне байланысты сериялық байланыс шағын дербес машиналарда әлі де жиі қолданылады. Алайда Ethernet жаңа жүйелерде барған сайын басымдыққа ие болуда, өйткені ол деректерді жоғары өткізу қабілетін, жеңілірек диагностика жасауды және қашықтан қосылуды қолдайды.

1-сурет. Көрсетілім жүйесінде оператордың негізгі басқаруы мен мониторингі үшін Mitsubishi FX3U PLC құрылғысымен бірге Inovance IT6000 HMI қолданылады.

HMI әзірлеу ортасын дайындау

InoTouch Editor — IT6000 топтамасына арналған негізгі инженерлік бағдарламалық құрал. PLC драйверін баптамас бұрын инженерлер тиісті панель моделін, экран бағытын және байланыс параметрін таңдауы керек.

Дұрыс жабдықты сәйкестендіру маңызды, өйткені IT сериялы модельдердің байланыс мүмкіндіктері әртүрлі. Ethernet қолдайтын нұсқаларда әдетте «E» жұрнағы болады, ал басқа модельдер тек сериялық байланысты қолдайды.

2-сурет. Жобаны инициализациялау кезінде инженерлер HMI моделін, экран бағытын және байланыс параметрлерін баптайды.

Сериялық байланыс неге әлі де маңызды

Өнеркәсіптік Ethernet кең таралғанына қарамастан, RS-232 және RS-485 машина автоматтандыру жүйелерінде әлі де кеңінен қолданылады. Шағын орау жүйелері, конвейер басқару жүйелері және жаңғыртылған жабдықтар сенімділігі мен ең аз баптау талаптарына байланысты сериялық байланыстарға жиі сүйенеді.

Бұл конфигурацияда Inovance IT6070E құрылғысы DB9–Mini DIN кабелі арқылы COM2 RS-232 интерфейсін пайдаланып, FX3U PLC-мен байланысады.

3-сурет. IT6000 HMI құрылғысындағы COM2 порты Mitsubishi FX сериялы контроллерімен RS-232 байланысын қамтамасыз етеді.

Сигналды түрлендіру және шуға қатысты е considerations

FX3U PLC-і RS-422 сигнал беру сипаттамаларына негізделген MD8 байланыс портымен жабдықталған. RS-232 мен RS-422 арасындағы сигнал түрлендіру электрлік шуы жоғары ортада байланыс тұрақтылығын сақтауға көмектеседі.

Көптеген өндірістік инженерлер HMI-ді іске қосу кезінде кабель сапасын жете бағаламайды. Іс жүзінде экрандаудың және жерге қосудың нашар болуы бағдарламалық ақауларға ұқсайтын үзік-үзік байланыс ақауларын тудырады.

Ethernet ықшам PLC-лердің мүмкіндіктерін кеңейтеді

Машина жасаушылар қашықтан диагностика мен IIoT байланысын көбірек талап еткен сайын, Ethernet байланысы дәстүрлі тізбекті арналардың орнын басып келеді. Mitsubishi FX5U сериясы Ethernet-ті контроллер архитектурасына тікелей біріктіру арқылы осы ауысуды көрсетеді.

Әртүрлі өндірушілер жабдығын біріктіру үшін Modbus TCP ең практикалық протокол болып қала береді. Mitsubishi контроллерлері SLMP байланысын қолдағанымен, InoTouch Editor қазіргі уақытта үшінші тарап жүйелерімен өзара үйлесімділік үшін Modbus TCP протоколына басымдық береді.

InoTouch Editor ішінде Modbus TCP протоколын баптау

Өндірушінің төл байланыс драйверлерінен айырмашылығы, Modbus TCP PLC мен HMI арасында регистрлерді нақты сәйкестендіруді талап етеді. Инженерлер InoTouch Editor ішіндегі Common Driver драйверін баптап, PLC-дің дұрыс IP мекенжайын тағайындауы керек.

4-сурет. Modbus TCP конфигурациясы дұрыс IP мекенжайлауды және стандартты 502 портын тағайындауды талап етеді.

PLC жағында GX Works 3 Ethernet конфигурациясы мен ішкі желі параметрлерін басқарады. HMI мен PLC арасындағы желі параметрлерін сәйкестендіру жұмыс кезінде байланыс қайшылықтарының алдын алады.

5-сурет. GX Works 3 ішіндегі Ethernet модулінің параметрлері PLC желісінің сәйкестендіру деректері мен байланыс тәртібін анықтайды.

PLC жадын оператор визуализациясына айналдыру

HMI-дің шынайы құндылығы PLC жады көрнекі әрі интерактивті болғанда байқалады. Биттік қосқыштар мен күй шамдары операторларға баспалдақтық логиканы ашпай-ақ, машина күйі туралы дереу ақпарат береді.

Бұл жобада HMI биттік қосқышы Mitsubishi жадындағы M1 мекенжайына жазады, ал биттік шам M0 күйінің кері байланысын бақылайды.

6-сурет. Құрылғыны сәйкестендіру HMI нысандарын Mitsubishi PLC ішкі жад мекенжайларымен тікелей байланыстырады.

Операторға ыңғайлылықты арттыру

Заманауи HMI құрылғылары тек бастапқы функционалдылыққа емес, барған сайын қолдану ыңғайлылығына назар аударады. InoTouch Editor батырмаларға, шамдарға және индикаторларға арналған графикалық кітапханаларды қамтиды, бұл инженерлерге машина интерфейстерін жылдам біріздендіруге мүмкіндік береді.

Бірізді графикалық дизайн техникалық қызмет көрсету және өндірісті қайта баптау кезінде операторлардың шатасуын азайтады.

7-сурет. Кірістірілген графикалық кітапханалар өнеркәсіптік қолданбаларға арналған HMI интерфейсін әзірлеуді жеделдетеді.

Іске қосу және функционалдық тексеру

Жобалауды аяқтағаннан кейін инженерлер жобаны USB немесе Ethernet байланысы арқылы HMI құрылғысына жүктей алады. Функционалдық сынақ HMI құрылғысының PLC жадын дұрыс оқып, оған дұрыс жаза алатынын растайды.

Бұл көрсетілімде HMI батырмасы Mitsubishi контроллерінің ішкі логикасы арқылы санауышқа негізделген ілмектеу схемасын пайдаланып, нақты шығыс шамын ауыстырып қосады.

8-сурет. Жүктеу утилитасы HMI орындау жобасын Ethernet немесе USB байланысы арқылы тасымалдайды.

9-сурет. Оператор батырманы басып, шамның индикациясын тексеру кезінде HMI мен PLC нақты уақыттағы деректермен алмасады.

Ашық өнеркәсіптік қосылымның болашағы

Платформалар арасындағы байланыс өнеркәсіптік автоматтандырудағы негізгі талапқа айналды. Өндірушілер енді өндіріс желілерін бір ғана автоматтандыру жеткізушісіне негіздеп жобаламайды. Оның орнына инженерлер икемділікке, қолжетімділікке және бүкіл пайдалану циклі құнына басымдық береді.

Modbus TCP сияқты хаттамалар әртүрлі өндірушілердің HMI, PLC, жетектер және SCADA жүйелері арасындағы интеграцияны жеңілдететіндіктен әлі де қолданылып келеді. OPC UA қолдану қарқын алғанына қарамастан, іс жүзіндегі далалық интеграция әлі де қалыптасқан өнеркәсіптік байланыс стандарттарына тәуелді.

Автордың пікірі

Көптеген автоматтандыру топтары контроллер өнімділігіне көп көңіл бөліп, HMI үйлесімділігін жете бағаламайды. Шын мәнінде, байланыс қабаты көбіне жобаның сәттілігін айқындайды. HMI мен PLC арасындағы тұрақты архитектура іске қосу кезіндегі кідірістерді азайтады, ақауларды жоюды жеңілдетеді және әртүрлі өндірушілердің жабдықтары аралас өндіріс желілеріндегі жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартады.

Өнімділік пен шығынды теңестіруге тырысатын машина жасаушылар үшін Inovance HMI құрылғылары мен Mitsubishi PLC контроллерлерінің үйлесімі тек арзандыққа негізделген ымыра емес, практикалық инженерлік шешім ұсынады.

Дэниел Мерсер | Өнеркәсіптік жүйелер жөніндегі аға тілші

Дэниел Мерсердің өнеркәсіптік автоматтандыру платформаларын, қозғалыс жүйелерін және PLC интеграциясы жобаларын қамтуда 14 жылдық тәжірибесі бар. Оның тәжірибесіне Mitsubishi Electric, Siemens, Beckhoff Automation және Rockwell негізіндегі өндірістік жүйелермен жұмыс істеу, соның ішінде орау және технологиялық өндіріс салаларындағы нысандарды іске қосу жұмыстары кіреді.