ASUTP_Literatura / Posobie_ASK_TP_LPZ

Моніторинг виходів для перевірки роботи таймерів чи інших блоків в часовому проміжку можна здійснити, використовуючи режим тренду (рис. 1.5). Для його виклику виконується подвійний клік на будь-якому виході OUT у вікні симуляції та вибирається потрібний для часового моніторингу вихід.

Рисунок 1.5 – Тренди стану виходів в режимі симуляції

10. Завантажити проект в ПЛК та перевірити його роботу, використовуючи імітатор сигналів. Схема імітатора та сполучення його з входами-виходами ПЛК наведена на рис. 1.6.

Рисунок 1.6 – Принципова електрична схема імітатора сигналів ПЛК Twido

11

12.Провести перевірку програми, написаної мовою LI, в режимі симуляції. Передати програму в ПЛК та перевірити її роботу за допомогою імітатора сигналів.

13.Зробити висновки по роботі, порівняти результати виконання програм, написаних мовами LD та LI, тривалість складання програм різними мовами.

Запитання до захисту

 Поясніть будову сучасного програмованого логічного контролера та способи сполучення його з об’єктом та ПК.

Які основні функціональні блоки досліджувались в роботі, назвіть параметри їх налаштування.

Поясніть роботу розробленої програми ПЛК мовою LD

Поясніть роботу розробленої програми ПЛК мовою LI.

Який порядок складання таблиць символів та анімаційних таблиць проекту, в чому їх відмінність?

Які об’єкти середовища TwidoSuite є простими, а які складними? Назвіть їх застосування.

Наведіть можливі варіанти програм в середовищі TwidoSuite, які будуть виконувати тотожні функції.

Поясніть критерії вибору ПЛК для автоматичного управління об’єктами автоматизації.

13

Лабораторна робота № 2

РОЗРОБКА СИСТЕМ ПІДПОРЯДКОВАНОГО КЕРУВАННЯ ОБ'ЄКТАМИ З ВИКОРИСТАННЯМ ПОЛЬОВОЇ ШИНИ MODBUS

 Мета роботи Навчитися налаштовувати обмін даними та командами в дворівневій системі автоматизації між ведучим та веденим контролерами з використанням польової шини Modbus

2.1 Програма виконання лабораторної роботи

1. Створити проект для інтелектуального реле Zelio Logic (середовище Zelio Soft / FBD), в якому передбачити:

а) отримання однієї дискретної команди та одного числового значення з ведучого контролера Twido по мережевому інтерфейсу Modbus; б) відпрацювання дискретної команди виходом модуля та

відображення числового значення на передній панелі; в) передачу сигналу з дискретного входу та одного числового

значення з аналогового входу модуля Zelio у ведучий контролер

Twido.

2.Передати проект в модуль Zelio з інтерфейсом SR3MBU01.

3.Створити проект для ПЛК Twido (середовище Twido Soft / LD), в якому передбачити:

а) зчитування інформації про стан дискретного та аналогового входів модуля Zelio з інтерфейсом SR3MBU01;

б) передачу однієї дискретної команди та одного числового значення в модуль Zelio для їх відпрацювання;

в) передачу сигналу з дискретного входу та одного числового значення з аналогового входу модуля Zelio у ведучий контролер

Twido.

4.Передати проект в ПЛК Twido.

5.Запустити проекти в контролерах на виконання.

6.В середовищі розробки Twido Soft створити анімаційну таблицю, за допомогою якої вводити значення змінних, призначених для передачі в модуль Zelio та перевіряти значення змінних, отриманих від модуля Zelio.

7.Передати числове значення (від 0 до 1024) в модуль Zelio та перевірити його значення на дисплеї Zelio, передати дискретну команду в модуль Zelio та перевірити її виконання за допомогою імітатора сигналів.

8.За допомогою імітатора сигналів Zelio подати дискретний сигнал на його звичайний вхід та змінити сигнал на аналоговому вході, перевірити їх значення в анімаційній таблиці Twido Soft. Перевірку цих хначень в ПЛК Twido можна здійснити також з допомогою імітатора входів/виходів, використавши в програмі один з виходів для підтвердження прийнятого

14

дискретного значення, а інший вихід – через програмний компаратор – для підтвердження прийнятого числового значення.

9.Зробити висновки по роботі.

2.2Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи

1.Перед створеням першої частини проекту (для модуля Zelio) в середовищі Zelio Soft до базового модуля SR3B261BD слід додати модуль мережевого інтерфейсу Modbus SR3MBU01.

Для розробки програми вибрати середовище FBD, яке дозволяє використовувати входи/виходи модуля мережевого інтерфейсу у явному вигляді. Мережеві налаштування цього модуля для зразку встановити наступними (доступ Edit / Program configuration / Modbus extension):

мережева адреса – 8 (Modbus slave address – 8);

контроль парності бітів в фреймах – парні (Parity – Even);

швидкість обміну в бодах (Speed in bauds – 19200);

спосіб з’єднання та формат – 2-провідний, віддалений зв’язок

(Number of wires and format – 2-wire, RTU). Для зв’язку між пристроями по протоколу Modbus використовується фізичний стандарт інтерфейсу RS485, який може бути забезпечений 2- провідною схемою (передача даних для запису/зчитування між пристроями здійснюється у вигляді послідовних кодів по двом провідникам А + та В –) або 4-провідною (функції запису та зчитування даних розділені по окремих портах, при чому якщо на вибраному порті одного пристрою вдеться зчитування, то до нього слід під’єднувати порт запису іншого, забезпечуючи послідовний зв’язок між ними). Найчастіше для багатоточкового зв’язку використовується 2-провідна схема, а для зв’язку «точка-точка» використовується 4-провідна схема.

2.Зразок програми, яка відповідає п.1 програми виконання роботи наведена на рис. 2.1. Передача даних здійснюється за допомогою цілочисельних входів/виходів модуля мережевого інтерфейсу.

Прийом / передача цілочисельних змінних між ПЛК та інтелекутальним реле з цієї точки зору здійснюється у звичайному форматі, без будь-яких перетворень. Так, у наведеній програмі інтелектуального реле (рис. 2.1) значення параметру з аналогового входу IF безпосередньо передається на цілочисельний вихід О2 ХТ1, а отримане значення з цілочисельного входу модуля розширення інтерфейсу J2 ХТ1 передається для відображення без перетворень на вхід блоку дисплею.

Однак, для прийому / передачі дискретної інформації слід використовувати спеціальні функціональні блоки перетворення формату чисел з цілочисельного у двійковий (типу CAN) і навпаки (типу CNA). В наведеному прикладі передача дискретного сигналу з входу І9

15

інтелектуального реле до ПЛК відбуватиметься через перший біт слова виходу О1 ХТ1. Запис цього сигналу у перший біт реалізується блоком типу CNA. Дискретна команда може бути передана з ПЛК на цілочисельний вхід модуля розширення інтелектуального реле, наприклад J1 XT1 (рис. 2.1), у вигляді числа. Команда записана, наприклад, у першому біті цього числа. Для виділення цієї команди з отриманого числа застосовується процедура перетворення в двійковий код, що легко реалізується за допомогою блоку типу CAN. Перший біт перетвореного у двійковий код отриманого слова передається на дискретний вихід Q8 для відпрацювання.

Рисунок 2.1 – Програма модуля Zelio для обміну даними в мережі Modbus

Для створення програми в ПЛК необхідно знати адреси регістрів, що відповідають цілочисельним входам / виходам модуля розширення Modbus інтелектуального реле. Адреси цілочисельних входів для запису в них інформації для інтелектуального реле слід подавати в 16-й системі

16

Адреси цілочисельних виходів для зчитування з них інформації становлять в 16-й системі числення:

3.Передача програми в інтелектуальне реле здійснюється після підключення його до ПК кабелем для програмування та моніторингу через порти СОМ або USB, після цього в середовищі Zelio Soft вибираємо вкладу

Transfer –> Transfer Program –> PC > Module. У вікні попередження повідомляється, що попередня програма в модулі буде стерта, якщо вибрано підтвердження дії, та в наступному вікні слід налаштувати дії модуля по закінченню прошивки програми (автоматичний запуск програми, необхідність моніторингу, час циклу і ін.).

4.Для створення другої частини проекту (ПЛК Twido) слід скористатись апаратною базою, яка використовувалась в попередніх практичних роботах. Для цього варто відкрити файл середовища Twido Soft

зпопередньої роботи, вибрати команду File / Save As та зберегти його під іншим іменем у директорії з проектами Twido Soft.

Складання програми слід розпочинати тільки після ознайомлення з основними інструкціями по роботі з мережевими присроями Modbus в розділі допомоги Help середовища Twido Soft. Особливу увагу слід звернути на порядок формування стандартних запитів в програмі для прийому / передачі дискретних та цілочисельних даних по мережі Modbus. Ця інформація знаходиться в розділі Modbus / Standart requests. Крім того слід ознайомитись з інформацією щодо використання типових інструкцій обімну даними в програмному забезпеченні [4, c. 363 – 366]

Поставлена задача в п. 3 вимагає її структуризації щодо видів стандартних запитів. Основні задачі:

а) запис двох слів (перше слово – в першому біті буде передавати дискретну команду, друге слово передаватиме числове значення в модуль

Zelio);

б) зчитування двох слів (перше слово – в першому біті буде передавати дискретний сигнал на вході ІЕ, а друге слово – числове значення сигналу на аналоговому вході IF модуля Zelio).

Інструкція обміну даними ЕСХНх (х – номер порта ПЛК, з якого відбуватиметься обмін) працює з таблицею слів, яка повинна бути складеною у відповідності до стандартних запитів Modbus.

Порядок створення запиту Modbus на запис двох (і більше) слів наведено в табл. 2.1:

17

Таблиця 2.1 – Структура запиту на запис слова

Відправка створеного в таблиці фрейму забезпечується командою

типу:

ЕХСН2 %MW0:8

де %MW0 – початок фрейму, 8 – кількість слів у фреймі.

Згідно процедури обміну даними по послідовному інтерфейсу RS485, запис і зчитування одночасно виконуватись не можуть. Тому виконання інструкції запису (приклад в табл. 2.1) потрібно відділити від виконання інструкції зчитування за допомогою дискретної змінної, яка періодично змінюється. Для цього в програмі слід використати системний біт %S5, який змінюється з періодом 0,1 с з однаковою тривалістю активного та неактивного станів. Розподіл прийняти наступний: біт %S5 активний – запис, біт %S5 неактивний – зчитування.

Запит Modbus на зчитування не повинен використовувати ті ж слова, які були задіяні в таблиці запису, тому для зчитування складається окрема таблиця.

Таблиця 2.2 – Структура запиту на зчитування N слів

18

Отже, програма для виконання поставленої задачі матиме вигляд, наведений нижче:

Рисунок 2.2 – Програма контролера Twido для обміну даними в мережі Modbus

Вказану програму можна написати також за допомогою текстового редактора «Блокнот», зберегти її як звичайний файл з розширенням *.txt. В середовищі Twido Soft слід вибрати вкладку Program / Import / ASCII program… та вказати збережений файл програми в текстовому форматі. В наведеному прикладі останні дві дії означають, що переданий дискретний сигнал з входу І9 модуля Zelio буде приводити до активації виходу %Q0.1 ПЛК, а при перевищенні аналоговим сигналом на вході ІЕ Zelio значення 5 В за напругою (і числового значення 125 відповідно), буде активуватись вихід %Q0.2 ПЛК.

19

5. Після завершення складання програми її слід проаналізувати на предмет коректності та синтаксису (Program / Analyze program). Якщо помилок нема, то програма готова до передачі в контролер. Потрібно вибрати команду PLC / Connect, напрямок передачі програми

PC => Controller.

Після завантаження програми в ПЛК і встановлення он-лайн режиму для моніторингу значень змінних програми створити анімаційну таблицю.

Вякості адрес потрібно вказати наступні:

%MW30:X0 – моніторинг запису дискретної команди для Zelio – активується входом ПЛК %І0.2, перевіряється через вихід QA Zelio;

%MW31 – зміна слова, яке передається в Zelio та відображується на його дисплеї;

%MW27:X0 – моніторинг дискретного входу IE Zelio, перевіряється через вихід ПЛК %Q0.1;

%MW28 – моніторинг аналогового входу IF Zelio, перевіряється через вихід ПЛК %Q0.2.

6. Перевірити виконання програм за допомогою імітаторів сигналів та анімаційної таблиці. Зробити висновки по роботі.

Запитання до захисту

 Поясніть принцип обміну даними між пристроями за допомогою інтерфейсу RS485. Які відомі протоколи використовують вказаний інтерфейс.

Наведіть схему електричного з’єднання мережевих проводок між трьома пристроями для обміну даними між ними з використанням протоколу Modbus.

Поясніть послідовність складання програми модуля Zelio для передачі п’яти числових значень до ПЛК.

Як організовується запис / зчитування даних головним ПЛК між трьома периферійними пристроями?

Що називається фреймом обміну даних та яка його стуктура. Чим відрізняються фрейми обміну даних різних протоколів, що базуються на інтерфейсі RS485?

Поясніть роботу інструкції ЕХСН та функціонального блоку %MSG. Наведіть приклади їх застосування на практиці.

20