Хід виконання роботи

3.1 Підготовка модуля МДВВ до роботи у складі РСУ.

Для інтеграції модуля МДВВ до складу РСУ необхідно виконати ряд кроків:

- по-перше, за допомогою програми-конфігуратора набудувати інтерфейс і протокол обміну даними з ПК або ПЛК

- по-друге, - провести конфігурацію входів/виходів.

Модуль МДВВ - це модуль дискретних входів і виходів, призначений для розподілених систем в мережі Rs-485. Може використовуватися для збільшення входів/виходів ПЛК ОВЕН або контроллерів інших виробників, а також спільно з ПК із застосуванням перетворювача інтерфейсів (ПІ) Rs-485/rs-232. Модуль МДВВ може працювати в мережі Rs-485 за наявності в ній прібора-«мастера», при цьому сам МДВВ не може бути «Майстром» мережі. «Майстром» може бути ПЛК або ПК, підключений за допомогою ПІ.

Основні функції і технічні характеристики модуля:

- передача зміряних значень по інтерфейсу Rs-485 (максимальна швидкість обміну 115200 біт/сек);

- підтримка протоколів MODBUS (режими ASCII, RTU), DCON, ОВЕН;

- 12 дискретних входів для підключення контактних датчиків і транзисторних ключів n-p-n-типа;

- можливість використання будь-якого дискретного входу в режимі лічильника (максимальна частота сигналу - 1 кгц, мінімальна тривалість імпульсу, що сприймається дискретним входом 0,5 мс);

- 8 вбудованих дискретних вихідних елементів в різних комбінаціях:

- е/м реле 8 А 220 В;

- оптотранзісторний ключ 400 ма 60 В;

- оптосимістор 0,5 А 300 В;

- для управління твердотільним реле;

- можливість генерації ШИМ-сигнала будь-яким з виходів;

- автоматичний переклад виходногоустройства в аварійний режим роботи при порушенні мережевого обміну.

Для конфігурації модуля і реєстрації стану дискретних входів і вихідних елементів (шпаруватості ШИМ) надається безкоштовна програма «Конфігуратор МДВВ», яка встановлюється на звичайний ПК.

На мал. 4.4 показана функціональна схема приладу і варіанти його використання в системі управління технологічним процесом.

При мережевому обміні модуль по інтерфейсу Rs-485 може реалізувати наступні функції:

- передачу в мережу сигналів стану дискретних входів;

- отримання з мережі сигнали для управління станом дискретних виходів і шпаруватістю ШИМ-сигнала;

- реєстрацію стану дискретних входів і виходів приладу.

Для мережевого обміну з МДВВ користувач може вибрати будь-який протокол: ОВЕН, Modbus Rtu/ascii або DCON. Конфігурація приладу здійснюється тільки по протоколу ОВЕН. Підтримка поширених протоколів Modbus і DCON дозволяє модулю працювати в одній мережі з контроллерами і модулями як фірми ОВЕН, так і інших виробників.

Примітка: оскільки конфігурація модуля здійснюється тільки по протоколу ОВЕН, то при установці зв'язку з приладом «Конфігуратор» посилає спеціальну посилку, роботу, що переводить його, по мережевому протоколу ОВЕН. Для переходу приладу на роботу по протоколу, вказаному в параметрі «Prot» після завантаження конфігурації необхідно вимкнути і включити модуль або відправити команду INIT.

До 12-і дискретним входам модуля можна підключати пристрої з «сухими» контактами (кнопки, вимикачі, геркони, реле і ін.) або транзисторні ключі n-p-n типу. Кожен дискретний вхід може працювати в одному з двох режимів:

- On/off, при цьому прочитується безпосередньо стан входу;

- режим лічильника.

При роботі в режимі лічильника в мережу передається кількість імпульсів, що поступили на дискретний вхід. Максимальна частота імпульсів рахунку складає 1 кгц. Розмір змінної рахунку рівний 16 битий. При переповнюванні лічильника його значення автоматично обнуляється і рахунок продовжується. При пропажі живлення результати рахунку зберігаються в незалежній пам'яті приладу.

Дискретні виходи модуля управляють виконавчими механізмами. У приладі за бажанням замовника можуть бути встановлені в різних комбінаціях 8 дискретних вихідних елементів (ВЕ): е/м реле, транзисторні або симісторниє оптопари, виходи для управління твердотільним реле.

Модуль МДВВ дозволяє безпосередньо управляти дискретними виходами і підключеними до них виконавчими механізмами через мережу Rs-485. Завдяки цьому модуль може бути використаний як модуль виходів для будь-якого програмованого контроллера, наприклад ОВЕН ПЛК.

Управління дискретними виходами можливо в двох режимах:

- On/off, при якому дискретний вихідний елемент включається і вимикається по сигналу з мережі;

- ШИМ, при якому прилад по сигналу шпаруватості з мережі самостійно генерує ШИМ-сигнал.

На мал. 4.5. показані номери контактів і схема підключення модуля до системи управління, а на мал. 4.6 (а, би, в, г) - варіанти підключення вихідних елементів до виходів.

3.1.1 Порядок подключения модуля МДВВ к ПК с помощью ПИ

Для подключения к компьютеру приборов с интерфейсом RS-485 используются следующие устройства:

– ОВЕН АС3-М – автоматический преобразователь RS-232/RS-485 (установлен на стенде);

– ОВЕН АС4 – автоматический преобразователь USB/RS-485.

Возможно также использование ПИ сторонних производителей.

Без использования средств усиления сигнала к преобразователю АС3-М, АС3 или АС4 можно подсоединять до 32 приборов, с использованием усилителя – до 256.

Схема подключения приборов ОВЕН с интерфейсом RS-485 через преобразователь интерфейса АС3-М показана на рис. 4.7.

3.1.2 Настройка зв'язку з приладом МДВВ ОВЕН і конфігурація модуля за допомогою програми «Конфігуратор МДВВ».

Для підготовки приладу необхідно підключити його через адаптер інтерфейсу Rs-232/rs-485 ОВЕН Ас3-м (або аналогічний) до персонального комп'ютера і підключити живлення.

Конфігурація приладу проводиться за допомогою програми «Конфігуратор МДВВ» і включає настройку мережевих параметрів і мережевого інтерфейсу (конфігурація приладу - це повний набір значень параметрів приладу, що визначає роботу приладу). Для запуску програми можна використовувати ярлик або програму можна запустити через меню «Пуск» у вкладці «OWEN» вибравши програму «Конфігуратор МДВВ» у відповідній теці.

Основні можливості і порядок роботи з програмою «Конфігуратор МДВВ» можна побачити в Довідці до програми або в Керівництві по експлуатації приладу МДВВ.

Після запуску програми у вікні установки зв'язку з модулем (див. мал. 4.8) необхідно задати мережеві параметри для приладу, щоб програма-конфігуратор могла підключитися до приладу через адаптер Ас3-м ОВЕН:

- швидкість обміну даними - 9600 біт/с;

- довжина поля даних - 8 битий;

- контроль парності поля даних - відсутній;

- кількість стоп-біт в посилці - 1 битий;

- довжина мережевої адреси - 8 битий;

- базова адреса приладу - 16;

- порт комп'ютера - Comх.

Примітка: Якщо робота виконується на ПК, до якого стенд не підключений, то необхідно вибрати варіант «Працювати OFFLINE». Номер і параметри СОМ-ПОРТА ПК з підключеним стендом призначити виходячи з параметрів меню ПК «Панель управління».

На ріс.4.9 показаний зовнішній вигляд головного вікна програми з відкритим слотом мережевих настройок.

Для зв'язку приладу МДВВ з ПЛК у складі РСУ необхідно вибрати необхідний інтерфейс і протокол обміну. Оскільки передбачається доступ до даним модуля з боку ПЛК по протоколу Modbus в режимі RTU із застосуванням послідовного інтерфейсу Rs-485, мережеві параметри набудуйте відповідно до ріс.4.9. При цьому за умовчанням використовуйте мережеву адресу, яка рівна «16».

Далі, слідуючи Довідці і Керівництву по експлуатації проведіть конфігурацію каналів введення/виводу модуля відповідно до принципової схеми стенду (див. мал. 4.2). На стенді до модуля МДВВ підключені наступні датчики і вихідні пристрої: до вхідних каналів Вх1.Вх4 - датчики типу «сухий контакт», до входу Вх12 - термореле, до вихідних каналів Вих1.Вых4 - сигнальні лампи (дані канали набудувати по два на роботу в режимах On/off і PWM), до вихідних каналів Вих7, Вих8 - вентилятор і ТЕН відповідно.

3.1.3 Принципи обміну по протоколу Modbus. Опис параметрів.

Протокол Modbusє відкритим протоколом обміну даними між пристроями по послідовному інтерфейсу Rs-485. Для доступу до даним по протоколу Modbus використовують технологію «главний-подчиненний» («master-slave»), при якій тільки одне пристрій (головний) може ініціювати передачу (зробити запит). Інші пристрої (підлеглі) передають запрошувані головним пристроєм дані, або проводять запрошувані дії.

Робота по протоколу Modbus може йти в режимах ASCII або RTU, залежно від заданого значення параметра Prot. Шпаруватість ШИМ записується в регістри, відповідні кожному з дискретних ВЕ. Запис здійснюється командою 16 (0x10), читання - командами 3 (0x03) або 4 (0x04). Список регістрів протоколу Modbus приведений в табл. 4.2.

Посилка групової команди включення/виключення ВЕ здійснюється в регістр з номером 50 (0x32). У регістр (див. табл. 4.3) записується число від 0 до 255 в двійковому вигляді, кожен біт значення відповідає стану дискретного приладу ВЕ. Одиничне значення біта відповідає стану «Включено» для ВЕ. Читання стану входів реалізоване через регістр 51 (0х33) (див. табл. 4.3).

Примітка: По протоколу Modbus можлива зміна періоду ШИМ і значення безпечного стану. Ці дані при отриманні зберігаються в незалежній пам'яті приладу, що має обмежений ресурс перезаписів (близько 1 млн.), тому не рекомендується міняти значення періоду ШИМ або значення безпечного стану також часто, як передавати значення шпаруватості ШИМ.

Таблиця 4.2 Список регістрів протоколу Modbus модуля МДВВ

Таблиця 4.3 Форматів регістрів з масками входів/виходів МДВВ

3.2. Конфігурація ПЛК для мережевого обміну з МВА по протоколу Modbus з використанням інтерфейсу Rs-485

У ПЛК ОВЕН програмно реалізовано обидва типи пристроїв: «головний» і «підпорядкований». Також програмні модулі можуть бути налаштовані на два режими роботи: ASCII або RTU. Користувач вибирає необхідний режим разом з іншими параметрами (швидкість передачі, режим паритету і так далі) під час конфігурації ПЛК.

«Modbus»- це протокол обміну, і розроблений для ПЛК однойменний програмний модуль забезпечує роботу ПЛК відповідно до цього протоколу. Для доступу до даним ПЛК із застосуванням протоколу Modbus по послідовних інтерфейсах використовують технологію «главний-подчиненний» («master-slave»), при якій тільки одне пристрій (головний) може ініціювати передачу (зробити запит). Інші пристрої (підлеглі) передають запрошувані головним пристроєм дані, або проводять

запрашиваемые действия. В данной работе роль главного устройства выполняет контроллер ОВЕН модели ПЛК150-220.И-L, а подчиненным устройством является модуль МДВВ.

Итак, создайте в среде CoDeSys2.3 проект с именем lr_4_name.pro (где name – фамилия студента), определите необходимый таргет-файл и язык программирования POU PLC_PRG. В качестве целевой платформы выберите ПЛК ОВЕН150-I.L, а язык программирования выберите CFC. Так как ПЛК будет только опрашивать удаленный модуль, окно POU PLC_PRG оставьте пустым. Далее перейдите во вкладку «Ресурсы» и выберите утилиту «Конфигурация ПЛК». В ней через контекстное меню создайте программный модуль ModBus (Master), а в нем замените слот с интерфейсом RS-232 на слот RS-485. Далее, настройте интерфейс обмена с модулем в соответствии с экранной формой, изображенной на рис.4.10.

Также, через контекстное меню, добавьте подчиненное устройство, это будет прибор МДВВ. Для прибора настройте параметры в соответствии с экранной формой, изображенной на рис.4.11.

Далі привласніть символьні імена вимірювальним каналам модуля для їх відображення у візуалізації проекту. Відкомпілюйте програму і підключіться до ПЛК за допомогою програмного комунікаційного модуля і завантажте готовий проект в ПЛК. Для завантаження використовуйте інтерфейс Rs-232. Для запуску проекту натисніть функціональну кнопку «F5» або виберіть команду «Старт» в меню «Онлайн». При необхідності відладьте готовий проект.

3.3. Розробка візуалізації для відображення мережевих змінних.

Для створення візуалізації перейдіть у вкладку «Візуалізація» менеджера проектів в середовищі Codesys. Далі використовуючи інструменти малювання, створіть графічні елементи з необхідними настройками компонентів.

Для відображення значення параметрів (наприклад, значення ШИМ) в каналах модуля МВА створіть графічний елемент «Прямокутник». Подвійним кліком миші відкрийте бланк настройки елементу. У категорії «Текст» введіть формат виведення значення змінної - «%3.1f», в категорії «Кольору» набудуйте кольори фону для нормального і аварійного значення змінної, в категорії «Змінні» в рядок «Виведення тексту» використовуючи «Асистент введення» введіть символьне ім'я змінної. Набудуйте даний ГЕ для введення необхідного значення. Аналогічно створіть і набудуйте графічні елементи для відображення значення інших каналів модуля.

Отже, створіть в проекті візуалізацію мережевого обміну, наприклад, зображену на ріс.4.12. При необхідності, використовуйте вбудовану в Codesys довідку, розділ «Візуалізація».

Збережіть проект і відкомпілюйте його, використовуючи команду «Компілювати все» в меню «Проект».

3.4 Перевірте правильність мережевих настройок і роботу системи контролю.

3.5 Составте звіт в редакторові Microsoft Office відповідно до правил оформлення звітів: відомості про виконавця, назву і цілі роботи, схему з'єднань, параметри настройки всіх програмних і апаратних засобів системи управління і параметри мережевих настройок.

Контрольні питання.

1. Яке призначення модулів розширення в АСОВІ ТП?

2. Призначення і порядок роботи адаптерів інтерфейсів.

3. Які інтерфейси і протоколи використовують для обміну даними між УСО і ПЛК виробництва компанії ОВЕН?

4. Яка послідовність конфігурації МДВВ?

5. Формат кадру в протоколі Modbus.

6. Порядок адресації приладів в мережах Modbus.

7. Чому MODBUS-RTU швидше, ніж MODBUS-ASCII?

• ⇐ Назад
• 12