| |
Народные ПЛК Delta - просто, понятно и бесплатно ! |
04.04.2012 08:16 Из линейки оборудования Delta Electronics можно подобрать оборудование для любой задачи автоматизации и управления, оптимальным образом сочетая цену и функциональность. Роман Федоряк., info@rts.ua
Огромное разнообразие задач, которые ставят перед специалистами по автоматизации производства современные заказчики, очень быстро меняют старые взгляды на способы и средства автоматизации. Меняются запросы, растут требования. Сегодня автоматизированная система – это не «вещь в себе», она должна быть открытой для общения, способной не просто быстро и эффективно управлять производственным механизмом, но и упрощать жизнь обслуживающему персоналу и руководству – печатать отчеты, рисовать красочные мнемосхемы и графики, и быть все время на связи (например, по мобильному телефону). В последние годы одним из основных требований к автоматизированным системам является возможность предоставления информации целым группам сотрудников предприятия или его руководству, для оперативного принятия решений.
Эти новые требования приводят к довольно быстрому развитию и усложнению конструкции не только программируемых логических контроллеров (ПЛК), но и остальных элементов системы – средств человеко-машинного интерфейса (ЧМИ), устройств связи с объектом, увеличению количества функций программного обеспечения (ПО).
Вал предложений на рынке средств автоматизации усложняет задачу специалистам предприятий, которым подчас трудно сориентироваться в море контроллеров, средств ЧМИ, пакетов ПО, чтобы выбрать оптимальное решение с учетом производительности, потребительских характеристик и предлагаемой производителем ценовой политики. При этом – сохранить единого поставщика как технических средств, так и программного обеспечения, имея все, включая техподдержку, «из одних рук».
В этой статье мы рассмотрим линейки средств автоматизации производства одного из мировых гигантов в этой области – Delta Electronics (Тайвань), чья продукция уже не раз обсуждалась на страницах журнала «Мир Автоматизации». Мы проведем обзор нескольких линеек ПЛК и ЧМИ, а также расскажем о новинках ПО того же производителя.
Программируемые логические контроллеры.
В данный момент Delta Electronics выпускает две большие линейки ПЛК – DVP-E и DVP-S, каждая из которых состоит из нескольких различных моделей процессорных модулей и модулей расширения. Кроме того, в производственной программе присутствуют также специализированные контроллеры серии DVP-PM, ориентированные на управление движением.
Моделей достаточно много. Чтобы читатель мог лучше представить себе, каким задачам различных степеней сложности лучше соответствуют линейки и модели Delta Electronics, приведем здесь некую упрощенную «диаграмму соответствия» (рис.1).
Рис. 1. Схема соответствия контроллеров решаемым задачам.
Конечно же, данная градация задач по сложности носит весьма условный характер, и из данной диаграммы совсем не следует, что контроллеры семейства DVP-SS2 нельзя интегрировать в сеть Ethernet (например). Можно! Данную диаграмму следует понимать как рекомендуемое соответствие функций ПЛК в стандартной конфигурации степени сложности решаемой задачи. При этом затраты на оборудование будут оптимальны, а другие комбинации приведут к некоторому удорожанию всей системы.
Линейка ПЛК DVP-S.
Данная линейка характеризуется небольшими геометрическими размерами с «базовой» шириной модуля в 27 мм. Есть модули с кратной шириной в 55 мм. Ширина модуля зависит от количества входов-выходов и от типа применяемых соединителей. Расположение клеммников на модуле – вертикальное. Это усложняет монтаж, делает его более плотным, но существенно экономит пространство.
Рис. 2. Семейство процессорных модулей и модулей расширения DVP-S.
Все процессорные модули имеют некоторое количество встроенных входов и выходов, число которых может быть увеличено за счет модулей аналогового и/или дискретного ввода/вывода. Максимальное число модулей аналогового ввода/вывода ограничивается числом 8. Каждый аналоговый модуль, при этом, может иметь до 6 каналов ввода/вывода. Число же модулей дискретного ввода/вывода ограничивается количеством линий ввода/вывода, максимальным для конкретного процессора. На практике, предел по числу дискретных каналов достигается при числе модулей расширения, равном 13 штук. Но даже такое возможное количество модулей не должно пугать, поскольку ширина модуля расширения всего 25 мм, и очень сложную конфигурацию чаще всего удастся втиснуть в 500 мм по ширине.
Общим для всех контроллеров DVP-S является наличие как минимум двух СОМ-портов. Первый порт всегда RS-232, и применяется он либо для программирования, либо для связи с операторскими панелями. Второй (а в некоторых моделях и третий) СОМ- порты имеют режим работы RS-485, поддерживают как режим мастера master, так и режим slave, и основным протоколом передачи данных является Modbus RTU/ASCII. Самый простой и недорогой представитель линейки DVP-S – это процессорный модуль DVP-SS2, имеющий память программ всего на 7920 шагов, и «базовый» набор функций, наиболее соответствующий простым программам циклического управления без требований высокого быстродействия. Это единственный модуль в семействе, который не имеет часов реального времени и не поддерживает высокоскоростные модули расширения.
Заметно большую функциональность имеют два близких родственника – DVP-SA2 и DVP-SX2. Они отличаются лишь набором входов и выходов, встроенных в процессорный модуль. У моделей DVP-SX2 на борту имеются аналоговые сигналы и порт USB. В остальном же эти модели идентичны по функциям и параметрам. Эта пара процессоров может решать простые задачи равно как и задачи среднего уровня сложности, с аналоговыми сигналами и интеграцией в сети передачи данных типа Ethernet, Profibus, CANopen. Гораздо большую производительность и набор функций предлагает процессорный модуль DVP-SV2, который, помимо всего остального, что есть у его «коллег», имеет встроенную поддержку линейной и круговой интерполяции, прямое подключение импульсных датчиков (энкодеров) через аппаратные счетчики с частотой до 200 кГц. Это делает данный модуль применимым в том числе и в небольших системах управления движением. Подробнее основные характеристики линейки процессорных модулей DVP-S2 приведены в таблице 1.
Таблица 1. Общая характеристика процессорных модулей семейства DVP-S
|
DVP-SS2 |
DVP-SA2 |
DVP-SX |
DVP-SV2 |
Число входов /
выходов на процессорном модуле MPU |
(14MPU+480Ext) |
12(8DI/4DO) |
20 (8DI/6DO, 4AI/2AO)
Встроенный в MPU
аналоговый ввод/вывод |
28(16DI/12DO) |
Максимальное число
входов /
выходов |
494
(14MPU+480Ext) |
492
(12MPU+
480Ext) |
494
(14MPU+
480Ext) |
512
|
Память программ |
7920 шагов |
15872 шага |
30000 шагов |
Память данных
|
Регистры D: 5016 слов |
Регистры D: 10000 слов |
Регистры D: 12000 слов
Регистры файлов: 10000слов |
Время исполнения
базовой инструкции,
мкс
|
LD – 0,54мкс, MOV – 3,4мкс |
LD – 0,24мкс |
MOV – 3,4мкс |
Специальные функции
(встроенные в MPU) |
4 точки частотного
выхода (10кГц)
Высоко-
скоростные
счетчики до 20кГц |
2 точки частотного выхода 10кГц и 2 точки 100кГц
Высокоскоростные счетчики до 100кГц |
2 группы импульсных выходов (фазы А/В) 200кГц и 2 точки частотного выхода 200кГц.
Поддержка круговой и
линейной интерполяции (2 оси). Высоко-скоростные счетчики 200кГц и 10кГц |
Связь (встроенная в MPU) |
COM1: RS-232
COM2: RS-485 |
COM1: RS-232
COM2: RS-485
COM3: RS-485 |
COM1: RS-232
COM2: RS-485
USB |
COM1: RS-232
COM2: RS-485 |
Возможности расширения |
Дискретный и аналоговый ввод/вывод, модули позиционирования |
Дискретный и аналоговый
ввод/вывод, модули позиционирования
(до 2 осей), Ethernet, DeviceNet, CANopen, PROFIBUS |
Дискретный и аналоговый
ввод / вывод, модули позициониро-
вания (до 4 осей), Ethernet,
DeviceNet, CANopen, PROFIBUS |
Поддержка высоко-
скоростной шины расширения |
Нет |
Да |
Линейка ПЛК DVP-E.
Вторая линейка процессорных модулей DVP-E имеет несколько иную, блочную «идеологию». По-прежнему, на процессорном модуле имеются некоторое количество входов – выходов, но все модули развернуты горизонтально, вдоль монтажной DIN-рейки. Это облегчает и упрощает монтаж, ведь в таком случае проводники не закрывают собой модули и диагностические светодиоды, но расходуется больше пространства в шкафу. При стандартной ширине шкафа управления, скажем, в 600 мм, в него возможно установить один процессорный модуль шириной в 105~225 мм и два-три модуля расширения, чей габарит у модулей DVP-ES2, например, порядка 150мм.
С другой стороны, использование процессорных модулей DVP-E имеет определенный плюс, поскольку они выпускаются с высокой степенью интеграции дискретных каналов на самом процессорном модуле (от 16 до 80), что позволяет в некоторых случаях обойтись совсем без дополнительного модуля расширения.
Три встроенных СОМ-порта являются стандартом для процессоров модели DVP-ES2. Такое же количество возможно и у остальных представителей линейки DVP-E, но уже с помощью плат расширения, устанавливаемых на процессорном модуле.
Как и у серии DVP-S, количество дополнительных модулей аналогового или специального расширения ограничено числом 8, а максимальное число каналов дискретного ввода/вывода не может превышать определенного числа, специфичного для каждого процессора. Но при определении количества модулей расширения нужно помнить о физически приемлемых ограничениях по ширине монтажной сборки. Другими словами, можно запроектировать сборку длиной в полтора метра, но тогда встанет вопрос ее размещения. Вертикальное расположение не разрешено производителем по условиям теплообмена.
Интересной особенностью этой линейки процессоров является возможность питания от стандартной сети переменного напряжения 220В 50Гц. При этом, для запитывания внешних датчиков или сухих контактов, процессорный модуль оснащается встроенным источником питания 24В. Мощность его ограничена несколькими ваттами, но необходимость во внешнем источнике, тем самым, значительно уменьшается.
Самый простой процессорный модуль семейства DVP-E называется DVP-ES2, и он по набору функций близок своему коллеге DVP-SS2, но при этом отличается от него в лучшую сторону наличием дополнительного СОМ-порта, большей памятью и набором функций. Процессор DVPEX2 отличается от DVP-ES2 только наличием встроенных аналоговых входов и выходов.
Процессорный модуль DVP-EH2 очень «скорострельный» и самый оснащенный по набору функций процессор. Имеет широкий спектр поддерживаемых модулей расширения, который, помимо внешних модулей, включает также множество внутренних плат расширения, устанавливаемых внутрь корпуса.
Несколько особняком стоит еще один представитель процессорных модулей Delta Electronics – специализированный модуль DVP-PM, предназначенный для использования в системах управления положением. Его «фишками» являются, помимо средств высокоскоростного счета и прямого подключения энкодеров, - поддержка G-code/M-code, которые давно уже стали стандартным средством описания профайлов движения. То есть, сгенерировать профайл движения можно в любом программном обеспечении, поддерживающем G-code/M-code, а загрузить его в контроллер можно либо через операторскую панель с USB-накопителя, либо по сети, – напрямую в память ПЛК. Подробнее основные характеристики линейки процессорных модулей DVP-S2 приведены в таблице 2.
Таблица 2. Общая характеристика процессорных модулей семейства DVP-E.
|
DVP-EH2 |
DVP-ES2 |
DVP-EX2 |
DVP-PM |
Число входов/выходов
на процессорном
модуле MPU |
16/20/32/40/48/64/80 |
16/24/32/40/60 |
20 (8DI, 6DO, 4AI/2AO)
Встроенный в MPU
аналоговый ввод/вывод |
16 (8DI, 8DO) |
Макс. число
входов/выходов |
512 |
272 |
512 |
Память программ |
15872 шага |
64000 шагов |
Память данных
|
Регистры D: 10000 слов
Регистры файлов: 10000 слов |
Регистры D: 10000 слов
|
Регистры D: 10000 слов;
Регистры файлов: 10000слов;
Память «электронного кулачка»: 2048 точек |
Время исполнения базовой инструкции, мкс
|
LD – 0,24мкс
|
LD – 0,54мкс,
MOV – 3,4мкс
|
н/д |
Специальные функции
(встроенные в MPU)
|
2 группы импульсных выхо-
дов (фазы А/В) 200кГц;
2 точки частотного выхода 200кГц;
Поддержка круговой и линей-
ной интерполяции (2 оси);
Высокоскоростные счетчики до 200кГц
|
2 точки частотного выхода 10кГц;
2 точки частотного выхода 100кГц;
Высокоскоростные счетчики до 100кГц
|
2 группы импульсных выходов
(фазы А/В) 500кГц;
Высокоскоростные счетчики до 200кГц;
Поддержка круговой и линейной
интерполяции (2/3 оси);
Поддержка G-code/M-code;
Функция «Электронный кулачек» |
Связь
(встроенная в MPU)
|
COM1: RS-232
COM2: RS-485
|
COM1: RS-232
COM2: RS-485
COM3: RS-485
|
COM1: RS-232
COM2: RS-485 |
Возможности
расширения
|
Дискретный и аналоговый ввод/вывод, модули
позиционирования (до 2 осей), Ethernet, DeviceNet,
CANopen, PROFIBUS
|
Дискретный и аналоговый ввод/вывод
|
Дискретный и аналоговый ввод/вывод,
модули позиционирования (до 2 осей),
Ethernet, DeviceNet, CANopen, PROFIBUS |
Программирование ПЛК.
Базовым инструментом для программирования контроллеров семейства DVP является программный пакет «ISPSoft». Это новый продукт, но именно он обладает дополнительным набором очень удобных способностей. Во-первых, поддержка FBD сразу делает его более привлекательным для разработчика, поскольку программа намного легче читается, чем в случае с LD у старых инструментов (WPLSoft).
В случае с «ISPSoft» программу можно разбить на части (POU), дать каждой части свое имя, выставить параметры и отлаживать отдельно, не вмешиваясь в уже отлаженный код. Часто повторяющиеся куски программы можно оформить в виде функциональных блоков, и вызывать их столько раз, сколько нужно. Все свои блоки можно сохранять в библиотеках, перенося их на другие проекты. И при этом – можно не бояться за свою интеллектуальную собственность, поскольку каждый блок программы можно закрыть паролем. ПО «ISPSoft» имеет встроенный отладчик, симулятор контроллера. Кроме FBD, поддерживаются также языки LD, SFC и IL. Копия экрана ISPSoft с загруженным проектом приведена на рис. 3.
Рис. 3. Рабочее окно программного пакета ISPSoft.
Хочется отметить ценовую политику производителя (Delta Electronics) относительно программного обеспечения. Оно всегда поставляется бесплатно, и это касается любого ПО данного производителя. Нет необходимости оплачивать тэги, подсчитывать количество установок, покупать аппаратные ключи и пр. Пользуешься оборудованием – значит, уже имеешь право пользоваться и программным обеспечением, - очень простая и понятная логика.
С помощью одного лишь контроллера невозможно решить все задачи, которые ставятся перед автоматикой в сегодняшних условиях. Иметь развитый и удобный операторский интерфейс – так же важно, как и надежный контроллер. Часто именно от ЧМИ зависит общее впечатление от системы автоматики. И если будет неудобно работать с ЧМИ – то какой бы ни был быстрый и мощный контроллер, вся система будет оставлять негативное впечатление. На подсистему ЧМИ сейчас возлагаются дополнительные задачи. Она должна быть не просто передаточным звеном для команд человека контроллеру, - она должна хранить архивы, прорисовывать тренды, анализировать данные, служить подсказкой и помощником для оператора. Это в современных условиях скорее полнофункциональный компьютер, снабженный встроенной SCADA.
Новая линейка цветных графических операторских панелей DOP-B.
Линейка включает в себя ряд моделей примерно одной конструкции, отличающихся, в основном, размером диагонали дисплея, объемом памяти, наличием Ethernet и звуковой подсистемы. В настоящее время уже выпускаются модели диагональю от 5" до 10", и в ближайших планах стоит выпуск моделей с экранами 12" и 15".
Рис. 4. Операторские панели DOP-B
Экраны всех моделей (рис. 4) — сенсорные, резистивного типа, с защитой IP65. Все модели DOP-B имеют 3 СОМ-порта, один из которых RS-232, остальные RS-485. Каждый СОМ-порт может иметь свой протокол работы, обеспечивая тем самым связь с оборудованием различных производителей. В списке поддерживаемых – более 90 различных моделей контроллеров и другого оборудования. Но все же самым удобным и логичным решением будет использование этих панелей в сетях с протоколом Modbus RTU/ASCII либо Modbus TCP. В таблице 3 приведены основные параметры семейства DOP-B.
Таблица 3. Общая характеристика операторских панелей DOP-B
|
DOP-
B05S101 |
DOP-
B07S(E)
415 |
DOP-
B07S(E)
515 |
DOP-
B08S(E)515 |
DOP-
B10S(E)615 |
Параметры
LCD |
Тип дисплея
|
5,6” TFT LCD |
7” TFT LCD |
7” TFT LCD |
8” TFT LCD |
10” TFT LCD |
Разрешение (пикс) |
320x234 |
800х480 |
800x600 |
1024x600 |
Подсветка |
LED (20000 часов при 25°С) |
LED (10000 часов при 25°С) |
Размер дисплея, мм |
113x84 |
152x91 |
141x105 |
162x121 |
226x128 |
ПЗУ (Flash ROM), МБ, (всего/доступно) |
8 / 6 |
128 / 82 |
ОЗУ (SDRAM), МБ |
8 |
64 |
Звуковые
выходы |
Пищалка (Buzzer) |
Мультитон (2~4кГц)/85дБ |
AUX |
нет |
Стерео выход (только в версии Е) |
Ethernet |
нет |
IEEE 802.3/802.3u 10/100 Мб/с, изолированный по питанию 1,5кВ (только в версии Е) |
Карта памяти |
нет |
SD (поддержка SDHC) |
USB |
1 USB Host + 1 USB Client (Ver 1.1) |
COM-порты |
COM1 |
RS-232 (поддержка аппаратного управления потоком) |
COM2 |
RS-232/
RS-485 |
RS-232/RS-422/RS-485
(изолированные по питанию — в версии Е) |
RS-232/RS-422/RS-485,
изолирован-
ные по пит. |
COM3 |
RS-422/
RS-485 |
Часы реального времени (RTC) |
Встроенные, батарейка CR2032 |
Защита передней панели |
IP65 / NEMA4 |
Диапазон рабочих температур |
от 0 до +50°С |
Особенности операторских панелей Delta DOP-B.
Есть несколько «изюминок», им свойственных. Прежде всего стоит сказать про продуманный механизм отладки программного обеспечения как операторской панели, так и контроллера, к ней подключенного. Представим себе ситуацию, когда операторская панель подключена к порту RS-232 (СОМ1) ПЛК Delta любой модели. Необходимость отладки программы контроллера должна бы вызывать необходимость отключения шнура данных, связывающего ПЛК и ЧМИ, и подключения шнура программирования ПЛК в его СОМ-порт. Однако это ведь неудобно – постоянно переключать шнуры! Решение есть – панель может отдать свой СОМ-порт для целей программирования ПЛК. Сама же при этом – будет связана с компьютером среды разработки – по USB. Другими словами, операторская панель может работать как шлюз данных, или как преобразователь USB/RS-232. Никаких переключений при этом не нужно. Режим называется «байпас».
Пользовательский проект можно отлаживать по USB, не загружая в панель, а прямо с компьютера среды разработки. При этом программное обеспечение работает в режиме симуляции «on-line». Компьютер среды разработки при этом может исполнять ПО не только для панели, но и для контроллера. Результат использования режимов «on-line» и «байпас» — быстрая и совместная отладка всех частей проекта. Сказанное иллюстрируется рис.5.
Рис. 5. Режим «байпас» для отладки программы контроллера
Да и вообще, операторская панель DOP-B с радостью «делится» своим интерфейсом USB с устройствами, лишенными этой роскоши. Например, c помощью USB накопителя, подключенного к панели – можно залить программу в контроллер, записать в него же рецепты, или G-code/M-code. И наоборот, можно считать с контроллера – архивы, журналы сообщений, сделать снимок экрана, и т.п.
Второй особенностью, о которой стоит упомянуть – является поддержка языка макросов. Не секрет, что операторская панель не в состоянии предоставить весь набор логики по обработке данных, который удовлетворил бы абсолютно всех. Для обеспечения пользователя гибкостью в обработке данных, введена поддержка макроязыка, на котором можно сделать достаточно сложную обработку считываемых из контроллеров данных – поддерживаются алгебраические и логические операции, функции сортировки, копирования и перемещения данных в памяти панели, работа с СОМ-портами, и т.д.
Программирование операторских панелей DOP-B.
Для целей программирования панелей служит совершенно бесплатное ПО под названием «Screen Editor». Конфигурация всего проекта, включая архивы, журналы историй, тренды, проводится с помощью этого редактора. Это очень удобный инструмент, снабженный множеством готовых графических компонентов, которые легко вытащить из библиотек и разместить на экране. Работа с программным обеспечением «Screen Editor» подробно описана в [1], где также описывается работа с макроязыком панелей. На рисунке 6 приведена копия рабочего окна программы «Screen Editor».
Наконец, в начале 2011 года вышли в свет два новых программных продукта, использование которых расширяет возможности всей системы, построенной на аппаратном обеспечении Delta Electronics.
Рис. 6. Рабочее окно программного пакета «Screen Editor»
ПО для удаленного мониторинга и сбора данных – eRemote и eServer.
Программа eRemote позволяет пользователю видеть ту же самую картинку, которая в данный момент показывается на экране удаленной операторской панели (рис. 7).
Рис. 7, 8. Возможности «eRemote» и «eServer».
Программа eServer (рис. 8) служит для передачи архивов событий, хранящихся в памяти удаленной операторской панели, в офисные программы (например, Excel) на любой компьютер сети. При этом пользователь сам задает формат и методы обработки данных архивов, для формирования различного вида отчетов, построения диаграмм и т.п. Кроме того, eServer поддерживает обмен данными по ODBC, что легко позволяет интегрировать данные с вашей операторской панели в базу данных предприятия, что называется, «без посредников».
При совместном использовании этих двух инструментов, вполне возможно избежать необходимости создавать полноценный проект на «полноразмерной» SCADA, если только потребности пользователя ограничиваются просмотром журнала событий, архива данных и мнемосхемами операторского интерфейса. Для большинства случаев этого оказывается достаточно, а там, где нет – все равно данные программы окажутся полезны на этапе отладки оборудования, или как резервный канал передачи данных. И не будем забывать, что обе эти программы совершенно бесплатны!
Использование профессионального современного оборудования Delta Electronics, – означает соответствие самым строгим требованиям к надежности и функциональности создаваемых систем автоматического управления. При этом экономическая целесообразность такого выбора подтверждена множеством компаний по всему миру, с успехом использующих данную технику. Особенно удачно оборудование Delta Electronics соответствует сегодняшним украинским реалиям. К тому же, на территории Украины всегда можно получить квалифицированную техподдержку, полную гарантию и постгарантийное обслуживание. Все оборудование имеет русскоязычные руководства, которые можно загрузить с сайта дистрибьютора Delta Electronics на территории Украины – АОЗТ «Системы Реального Времени – Украина» (www.rts.ua). На этом же сайте постоянно публикуются новости, обновления программного обеспечения, новые каталоги.
Литература.
1. Федоряк Р.В. Все под контролем//Мир Автоматизации. – Киев: Издательский Дом «Профит», №5 2009 г. – с.80-84.
|
|
| |
|
|
|
| Публикации |
|
Промислові комп'ютери мають нормовані показники напрацювання на відмову (MTBF), що досягають сотень тисяч годин безперервної роботи |
|
читать
|
|
Забезпечуючи гарантований час процесорної обробки кожної програмної підсистеми, адаптивна декомпозиція помітно скорочує трудовитрати на інтеграцію всієї системи. |
|
читать
|
|
Завдяки розробкам компанії Adobe Systems, понад 300 мільйонів мобільних пристроїв мають графічний інтерфейс користувача (ГПІ/GUI), створений на основі технології Adobe Flash. |
|
читать
|
|
Після завантаження системи в багатьох додатках, що вбудовуються, повинні бути виконані певні дії протягом жорстко обмеженого тимчасового відрізка. |
|
читать
|
|
Опис різних варіантів створення насосної станції з каскадним керуванням, аналіз їх переваг та недоліків, вибір раціонального варіанту, опис необхідного обладнання |
|
читать
|
|
Розробники систем, що вбудовуються, виявляють все більший інтерес до операційної системи Linux. Тим не менш, стандартне ядро Linux не забезпечує передбачуваний час відгуку. |
|
читать
|
|
Архив публикаций |
|
|
|