Samouczek serii TRi PLC Fx: wprowadzenie do programowania w języku drabinkowym i konfiguracji sprzętu

Firma Triangle Research International stosuje unikalne podejście do systemów sterowania, oferując sterowniki PLC serii Fx w wersji z otwartą płytką. W tym praktycznym samouczku omawiamy podstawy podłączania, okablowania i programowania jednego z tych sterowników. Od konfiguracji sprzętowej po pobranie prostego programu za pośrednictwem komunikacji szeregowej — ten przewodnik stanowi praktyczny punkt wyjścia dla inżynierów poznających konfigurowalne platformy PLC do zastosowań OEM i automatyki wbudowanej.

Choć odsłonięta płytka PCB może wydawać się wielu inżynierom z branży automatyki i systemów sterowania nietypowa, PLC to po prostu urządzenie wykonujące funkcje logiczne za pomocą wejść i wyjść współpracujących ze światem rzeczywistym. Konstrukcje PLC znacznie różnią się poziomem ochrony i odpornością na warunki środowiskowe, ale ich podstawowa funkcja pozostaje taka sama we wszystkich systemach.

Czym jest sterownik PLC serii Fx?

Sterownik PLC serii Fx firmy Mitsubishi Electric obejmuje większość funkcji wymaganych w projektach od prostego sterowania maszynami po umiarkowanie złożone systemy automatyki. W zależności od modelu sterowniki te zazwyczaj wyposażone są w interfejs Ethernet, RS-232, dwa porty komunikacyjne RS-485 oraz cyfrowe i analogowe wejścia/wyjścia.

Liczbę punktów wejścia/wyjścia można zwiększyć za pomocą sieci Modbus, dzięki czemu system jest elastyczny i nadaje się do skalowalnych zastosowań automatyki przemysłowej.

W tym samouczku użyto modelu Fx2424, który oferuje:

• 24 wejścia cyfrowe
• 24 wyjścia cyfrowe
• 8 wejść analogowych
• 4 wyjścia analogowe

Do ważnych parametrów technicznych dla programistów należą:

• Wejścia cyfrowe są typu sourcing i wymagają czujników lub przełączników typu sinking (NPN) podłączonych do 0 VDC.
• Wejścia są zasilane wewnętrznie z zasilacza 24 VDC i nie wymagają osobnego zacisku wspólnego.
• Wyjścia cyfrowe są typu sinking, co oznacza, że urządzenia obciążenia muszą być zasilane zewnętrznie.
• Wejścia/wyjścia analogowe obsługują sygnały 0–5 V, a opcjonalne sieci rezystorów umożliwiają podłączenie urządzeń 0–10 V lub 4–20 mA.

Konfiguracja sprzętowa projektu

Ten wprowadzający samouczek przedstawia prostą konfigurację składającą się z jednego urządzenia wejściowego i jednego urządzenia wyjściowego połączonych za pośrednictwem interfejsu komunikacyjnego RS-232. Wymagany sprzęt obejmuje:

• Sterownik TRi PLC serii Fx
• Przemysłowy zasilacz 24 V DC
• Kabel USB–szeregowy
• Przełącznik wyboru (urządzenie wejściowe)
• Przekaźnik mechaniczny (urządzenie wyjściowe)
• Standardowe okablowanie

Krok 1: Zasil sterownik

Podłącz zasilacz 24 V DC do złącza zasilania oznaczonego +24 V i 0 V. Przed kontynuowaniem sprawdź, czy zaświeciła się kontrolka zasilania.

Krok 2: Podłącz przełącznik wejściowy

Ponieważ wejścia są typu source, podłącz przewód od zacisku 0 V zasilacza do przełącznika. Następnie podłącz stronę wyjściową przełącznika do zacisku 1 na listwie zaciskowej wejść.

Jeśli sterownik PLC i przełącznik korzystają z różnych zasilaczy, upewnij się, że oba zasilacze mają wspólne połączenie odniesienia 0 V.

Krok 3: Podłącz przekaźnik wyjściowy

Ponieważ wyjścia są typu sink, podłącz cewkę przekaźnika do napięcia +24 V DC. Następnie podłącz drugi koniec cewki przekaźnika do zacisku wyjściowego 1 sterownika PLC.

Zacisk wspólny wyjść musi być podłączony do zacisku 0 V zasilacza obciążenia, aby zamknąć obwód.

Oprogramowanie do programowania sterownika PLC

Sterownik PLC serii Fx korzysta z oprogramowania programistycznego i-TRiLOGI. Zainstaluj oprogramowanie zgodnie z instrukcjami producenta przed podłączeniem sterownika.

Oprogramowanie udostępnia środowisko programowania logiki drabinkowej służące do tworzenia, edytowania i pobierania programów do sterownika PLC.

Łączenie ze sterownikiem PLC za pomocą komunikacji szeregowej

W tym samouczku używane jest połączenie szeregowe RS-232 zamiast Ethernetu. Podłącz kabel USB–szeregowy między komputerem a portem komunikacyjnym sterownika PLC.

Po podłączeniu kabla system operacyjny przypisze numer portu COM. Sprawdź przypisany numer portu w Menedżerze urządzeń.

W oprogramowaniu programistycznym:

• Otwórz menu „Sterownik”
• Wybierz „Połącz z serwerem”
• Wybierz port szeregowy/USB
• Skonfiguruj właściwy port COM
• Kliknij „Otwórz port”

Jeśli połączenie się powiedzie, oprogramowanie wyświetli komunikat potwierdzający nawiązanie komunikacji ze sterownikiem PLC.

Pisanie prostego programu logiki drabinkowej

Programowanie w logice drabinkowej rozpoczyna się od utworzenia szczebla definiującego zależność między warunkiem wejściowym a działaniem wyjściowym. W tym przykładzie przełącznik steruje wyjściem przekaźnikowym.

Kroki programowania obejmują:

• Utwórz styk normalnie otwarty reprezentujący urządzenie wejściowe
• Dodaj cewkę wyjściową reprezentującą przekaźnik
• Przypisz adresy wejść/wyjść do obu urządzeń

Utworzony program drabinkowy realizuje prostą funkcję sterowania: po aktywowaniu przełącznika przekaźnik zostaje wzbudzony.

Pobieranie programu do sterownika PLC

Po ukończeniu programu w logice drabinkowej prześlij go do sterownika PLC za pomocą funkcji pobierania programu.

Procedura transferu obejmuje:

• Wybierz sterownik
• Wybierz opcję „Transfer programu do sterownika PLC”
• Potwierdź port komunikacyjny
• Rozpocznij proces pobierania

Jeśli transfer zakończy się pomyślnie, sterownik PLC natychmiast rozpocznie wykonywanie nowego programu.

Kolejne kroki w programowaniu PLC

Ten przykład przedstawia najprostszy możliwy program w logice drabinkowej wykorzystujący sterownik PLC połączony szeregowo. W praktycznych systemach automatyki przemysłowej zazwyczaj wdraża się dodatkowe funkcje, w tym:

• Przetwarzanie sygnałów analogowych
• Instrukcje timerów i liczników
• Komunikacja sieciowa
• Monitorowanie alarmów i usterek
• Rejestrowanie danych i diagnostyka systemu

Zrozumienie tych zaawansowanych funkcji pozwala inżynierom budować niezawodne i skalowalne systemy automatyki na potrzeby zastosowań w produkcji, pakowaniu, transporcie materiałów i sterowaniu procesami.

O autorze

Daniel Chen jest starszym inżynierem automatyki przemysłowej z ponad 15-letnim praktycznym doświadczeniem w programowaniu sterowników PLC, przemysłowych systemach sterowania i projektach automatyzacji fabryk. Projektował i uruchamiał rozwiązania automatyzacyjne w branżach produkcyjnej, opakowaniowej i transportu materiałów.

Jego wiedza techniczna obejmuje tworzenie programów w logice drabinkowej, okablowanie obiektowe, przemysłowe protokoły komunikacyjne oraz diagnostykę systemów sterowania opartych na sterownikach PLC. Koncentruje się na praktycznych metodach inżynierskich, które zwiększają niezawodność systemu, upraszczają konserwację i wspierają długotrwałą eksploatację przemysłową.