Inovance HMI мен Mitsubishi PLC-нің Сериялық және Ethernet байланысы арқылы интеграциясы

Аралас өндірушілердің автоматтандыру жүйелерін біріктіру

Адам-машина интерфейстері операторлардың заманауи PLC жүйелерімен өзара әрекеттесуін қалыптастыруды жалғастыруда. Бірнеше автоматтандыру брендтері қатар қолданылатын зауыттарда үйлесімділік көбінесе өндірушіге адалдықтан маңыздырақ. Инженерлер әртүрлі өндірушілердің HMI және контроллерлерінің кең көлемді арнайы бағдарламалаусыз сенімді байланыс орнатуын күтуге бейім.

Практикалық мысал ретінде Inovance HMI-ді Mitsubishi FX-сериялы PLC-лермен біріктіруді айтуға болады. Бұл комбинация машина жасаушыларға бар контроллерлерді ауыстырмай икемді визуализацияны тиімді бағада ұсынуға мүмкіндік береді.

Ескі немесе аралас платформа жабдықтарын ұстайтын кәсіпорындар үшін Mitsubishi PLC экожүйесінің және заманауи HMI платформаларының шешімдері әлі де өзекті. Көптеген қайта жабдықтау жобалары арнайы Mitsubishi Electric автоматтандыру қорлары және кеңірек өнеркәсіптік HMI және есептеу платформалары арқылы қолжетімді ауыстыру аппараттарына сүйенеді.

Аппараттық құралды таңдау байланыс стратегиясын анықтайды

Демонстрациялық конфигурация Mitsubishi FX3U PLC мен Inovance IT6000 HMI-ді біріктіреді. Екі құрылғы да ықшам автоматтандыру жүйелеріне арналғанымен, олардың байланыс әдістері қолдану архитектурасына байланысты өзгереді.

Сериалды байланыс қарапайымдылығы мен төмен аппараттық құнына байланысты кішігірім жеке машиналарда әлі де кең таралған. Алайда Ethernet жаңа жүйелерде жоғары деректер өткізу қабілеті, оңай диагностика және қашықтан қосылу мүмкіндіктерін қолдайтындықтан басымдыққа ие болуда.

1-сурет. Демонстрациялық жүйе негізгі операторлық басқару және мониторинг үшін Mitsubishi FX3U PLC және Inovance IT6000 HMI қолданады.

HMI әзірлеу ортасын дайындау

InoTouch Editor IT6000 отбасына арналған негізгі инженерлік бағдарлама болып табылады. Инженерлер PLC драйверін баптамас бұрын дұрыс панель моделін, экран бағытын және байланыс параметрлерін таңдауы керек.

Дұрыс аппараттық құралды анықтау маңызды, себебі IT-сериялы модельдер арасында байланыс мүмкіндіктері әртүрлі. Ethernet қолдайтын нұсқалар әдетте «E» қосымшасымен белгіленеді, ал басқа модельдер тек сериалды байланысқа қолдау көрсетеді.

2-сурет. Инженерлер жобаны бастау кезінде HMI моделін, дисплей бағытын және байланыс параметрлерін баптайды.

Неліктен сериалды байланыс әлі де маңызды

Өнеркәсіптік Ethernet кеңеюіне қарамастан, RS-232 және RS-485 машиналық автоматтандыруда терең орныққан. Кішігірім орау жүйелері, конвейерлік басқару және қайта жабдықтау машиналары көбінесе сенімділігі мен минималды конфигурация талаптарына байланысты сериалды байланысқа сүйенеді.

Осы баптауда Inovance IT6070E FX3U PLC-мен COM2 RS-232 интерфейсі арқылы DB9-дан Mini DIN кабельдік қосылымын пайдаланып байланысады.

3-сурет. IT6000 HMI-дегі COM2 Mitsubishi FX сериялы контроллерімен RS-232 байланысын басқарады.

Сигнал түрлендіру және шу мәселелері

FX3U PLC RS-422 сигнал сипаттамаларына негізделген MD8 байланыс портын пайдаланады. RS-232 мен RS-422 арасындағы сигнал түрлендіру электрлік шуды ортада байланыс тұрақтылығын сақтауға көмектеседі.

Көптеген алаң инженерлері HMI іске қосу кезінде кабель сапасын төмен бағалайды. Іс жүзінде нашар қорғаныс пен жерге қосу аралық байланыс ақауларын тудырып, оларды бағдарламалық қателер ретінде көрсетеді.

Ethernet ықшам PLC-лердің рөлін кеңейтеді

Машина жасаушылар қашықтан диагностика мен IIoT байланысын талап еткен сайын, Ethernet байланысы дәстүрлі сериялы сілтемелерді алмастырады. Mitsubishi FX5U сериясы бұл өзгерісті контроллер архитектурасына тікелей Ethernet енгізу арқылы көрсетеді.

Аралас жеткізуші интеграциясы үшін Modbus TCP ең практикалық протокол болып қала береді. Mitsubishi контроллерлері SLMP байланысын қолдаса да, InoTouch Editor қазіргі уақытта үшінші тарап жүйелерімен үйлесімділік үшін Modbus TCP-ны артық көреді.

InoTouch Editor-де Modbus TCP-ны баптау

Жеткізушіге тән байланыс драйверлерінен айырмашылығы, Modbus TCP PLC мен HMI арасында нақты тіркеу картасын талап етеді. Инженерлер InoTouch Editor ішіндегі Жалпы драйверді баптап, дұрыс PLC IP мекенжайын тағайындауы керек.

4-сурет. Modbus TCP конфигурациясы дұрыс IP мекенжайлау мен стандартты 502 портын тағайындауды талап етеді.

PLC жағында GX Works 3 Ethernet конфигурациясы мен ішкі желі параметрлерін басқарады. HMI мен PLC арасындағы желі параметрлерінің сәйкестігі жұмыс кезінде байланыс қақтығыстарын болдырмайды.

5-сурет. GX Works 3 ішіндегі Ethernet модулі параметрлері PLC желісінің идентификаторы мен байланыс мінез-құлқын анықтайды.

PLC жадын оператор визуализациясына айналдыру

HMI-дің нақты мәні PLC жад визуалды және интерактивті болған кезде көрінеді. Биттік ауыстырып қосқыштар мен күй шамдары операторларға саты логикасын көрсетпей-ақ машина жағдайларын дереу көруге мүмкіндік береді.

Осы жобада HMI биттік ауыстырып қосқыш Mitsubishi жад мекенжайы M1-ге жазады, ал биттік шам M0 күйінің кері байланысын бақылайды.

6-сурет. Құрылғыны сәйкестендіру HMI объектілерін Mitsubishi PLC ішкі жад мекенжайларына тікелей қосады.

Оператордың пайдалану ыңғайлылығын жақсарту

Қазіргі HMI-лар тек функционалдыққа емес, қолданудың ыңғайлылығына көбірек көңіл бөледі. InoTouch Editor батырмалар, шамдар және индикаторлар үшін графикалық кітапханаларды қамтиды, бұл инженерлерге машина интерфейстерін жылдам стандарттауға мүмкіндік береді.

Тұрақты графикалық дизайн техникалық қызмет көрсету және өндірісті ауыстыру кезінде оператордың шатасуын азайтады.

7-сурет. Құрастырылған графикалық кітапханалар өнеркәсіптік қосымшаларға арналған HMI интерфейсін жылдам дамытады.

Іске қосу және функционалдық тексеру

Жобаны аяқтағаннан кейін инженерлер оны USB немесе Ethernet арқылы HMI-ге жүктей алады. Функционалдық тестілеу HMI PLC жадысын дұрыс оқып, жаза алатынын растайды.

Бұл демонстрацияда HMI батырмасы Mitsubishi ішкі логикасы арқылы санағыш негізіндегі тұтқыш құрылымымен физикалық шығыс шамын қосады.

8-сурет. Жүктеу утилитасы HMI іске қосу жобасын Ethernet немесе USB арқылы жібереді.

9-сурет. Оператордың батырмасын басу және шамды көрсету кезінде HMI мен PLC нақты уақыттағы деректер алмасады.

Ашық өнеркәсіптік байланыс болашағы

Кросс-платформалық байланыс өнеркәсіптік автоматтандыруда негізгі талапқа айналды. Өндірушілер енді өндіріс желілерін бір автоматтандыру жеткізушісіне негіздемейді. Оның орнына инженерлер икемділікке, қолжетімділікке және өмірлік цикл шығындарына басымдық береді.

Modbus TCP сияқты протоколдар әртүрлі өндірушілердің HMI, PLC, драйверлер және SCADA жүйелерін біріктіруді жеңілдететіндіктен өмір сүруде. OPC UA қабылдауы жеделдегенімен, практикалық алаңдағы интеграция әлі де өнеркәсіптік байланыс стандарттарына негізделеді.

Автор пікірі

Көптеген автоматтандыру топтары контроллердің өнімділігіне көп көңіл бөледі, ал HMI үйлесімділігін төмен бағалайды. Шын мәнінде, байланыс қабаты жобаның сәттілігін анықтайды. Тұрақты HMI-ден PLC-ге архитектура іске қосу кешігулерін азайтады, ақауларды жоюды жеңілдетеді және аралас өндіруші желілерінде жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартады.

Өнімділік пен шығынды теңдестіретін машина жасаушылар үшін Inovance HMI мен Mitsubishi PLC үйлесімі таза бюджеттік компромисстен гөрі практикалық инженерлік шешім ұсынады.

Даниэл Мерсер | Өнеркәсіптік жүйелер бойынша аға репортер

Даниэл Мерсерде өнеркәсіптік автоматтандыру платформалары, қозғалыс жүйелері және PLC интеграция жобаларын қамту бойынша 14 жылдық тәжірибе бар. Оның тәжірибесіне Mitsubishi Electric, Siemens, Beckhoff Automation және Rockwell негізіндегі өндірістік жүйелерді орау және процесс салаларында алаңда іске қосу жұмыстары кіреді.