4 Характеристика программируемого логического контроллера melsec "q-system"

Программируемый логический контролер (ПЛК) - устройство, которое было изобретено для замены релейно-контактных схем. ПЛК опрашивает входы (включатели, датчики и т.д.) и в зависимости от их состояния (вкл. - 1, выкл. - 0), включает/выключает выходы (исполнительные механизмы). Используя программное обеспечение, пользователь имеет возможность программировать ПЛК в соответствии с требованиями управления конкретным технологическим процессом.

Для автоматизации зерноперегрузочного комплекса используется контролер MELSEC "Q-System" фирмы MITSUBISHI ELECTRIC, который показан на рисунке 4.1. Этот ПЛК является мощным, компактным модульным контролером, что поддерживает мультипроцессорную технологию. Небольшой размер, коммуникационные возможности и высокая производительность являются тремя важными характеристиками MELSEC "Q-System". Применение этого контролера обусловлено тем, что он особенно удобен для выполнения заданий автоматизации, которые требуют средней или высокой производительности.

Базируясь на своей предшественнице - серии AnSH, концепция управления MELSEC System Q позволяет пользователю выбрать наилучшее соединение из модулей центральных процессоров, модулей коммуникации, специальных модулей, модулей ввода-вывода и объединить их на единственной монтажной шине. Это позволяет быстро сконфигурировать индивидуальную систему для выполнения прикладного задания. Таким образом, пользователь имеет в своем распоряжении выбор из большого количества концепций управления и программирования, а также словно программирование - и все это на единственной платформе.

Благодаря модульной конструкции MELSEC “System Q” занимает меньше места, чем большинство других контролеров.

Рисунок 4.1 - Контролер MELSEC «Q-System» (общий вид)

Гибкость и адаптивность - такие решающие свойства, которые превращают System Q в платформу автоматизации. На основе разной аппаратуры, пользователи могут руководить отдельной машиной, или объединить в сеть управления целый завод.

Все модули ПЛК монтируются на базовом шасси Q312B-E (рис. 4.2), что имеет внутреннее шинное соединение для коммуникации между модулями и предназначено для аппаратного и программного объединения CPU, блока питания, сетевых и коммуникационных модулей, модулей I/O и специальных функциональных модулей. Всего на шасси установлено 14 модулей: модуль блока питания, модуль CPU, интерфейсный модуль QJ71E71-100, 9 модулей ввода/вывода (4 модуля аналоговых входов Q68ADІ, 2 модуля аналоговых выходов Q68DAІ, модуль дискретных входов QX81, 2 модуля дискретных выходов QY10) и 2 фиктивных модуля. Модули автоматически адресуются. Все модули имеют пластиковый корпус.

Рисунок 4.2 - Базовое шасси: 1 - гнездо для кабеля расширения; 2 - защитная крышка гнезда для кабеля расширения; 3 - слоты для установки модулей; 4 - отверстие для фиксации модулей с помощью винтов (М3х12) к шасси; 5 - отверстие для крепление шасси на панель управления (винтами М4); 6 – отверстие для крепления адаптера DIN-релйка

Модули легко монтируются на шасси с помощью направляющих выступлений и дополнительных фиксирующих винтов. Таким образом, инсталляция может быть выполнена быстро и без проблем. При появлении необходимости замены модуля ввода/вывода, есть возможность снять винтовую клеммную панель. Таким образом, не нужно отсоединять все кабельные соединения, достаточно снять только два винта.

Шасси крепится винтами на панель, или на профильный DIN рельс с помощью встроенного переходника. Оно имеет такие размеры: ширина - 439 мм, высота - 98 мм, глубина - 44,1 мм. Его вес - 0,45кг.

В случае потребности, базовое шасси может быть расширенное с помощью шасси расширение (до 7 шасси), что обеспечит дополнительные слоты для установления модулей. Базовое шасси и шасси расширения соединяются с помощью шинных кабелей расширения, которые подают на шасси расширения рабочее напряжение 5В.

Модуль источника питания Q64P установленный в наибольший слот базового шасси. Он подает напряжение для всей системы.

Для высокопродуктивных машин и для управления целыми производственными установками, включая их инфраструктуру и сетевой обмен данными в масштабах предприятия, идеально подойдут высокопродуктивные ЦП System Q.

Существуют модули CPU с разной емкостью памяти, однако все они имеют возможность расширения. Это значит, что центральные процессоры System Q могут хранить не только сложные программы, но и большое количество данных.

Использованный процессорный модуль Q02CPU (рис. 4.3) является основным модулем ПЛК. Он установлен в базовом шасси, в слот после блока питания и предназначенный для выполнения управляющих программ пользователя. Процессорный модуль обеспечивает передачу данных между модулями по внутренней шине, а также выполняет ряд сервисных функций, среди них: самодиагностика ПЛК, системная защита, наличие часов реального времени, сохранения истории ошибок, налаживания программ и др. Модуль Q02CPU принадлежит к высокопродуктивным центральным процессорам System Q и имеет поддержку Multi-CPU. Это означает, что в одной системе можно установить до четырех отдельных центральных процессоров System Q. Они могут либо выполнять независимые задания, либо распределять между собой выполнение одного и того же задания, повышая тем самым производительность всей системы. Это позволяет построить более быструю и более динамическую систему управления и достичь высших качеств и повышенной производительности. Таким образом, увеличить мощность можно заменив, или добавив модуль CPU.

Рисунок 4.3 - Процессорный модуль Q02CPU: 1 - фиксатор модуля; 2 - СИД-индикатор МODЕ; 3 - СИД-индикатор RUN; 4 - СИД-индикатор ЕRR (Вкл. или мигает при возникновении ошибок);5 - СИД-индикатор USER (Вкл.: выявление ошибки инструкцией СНК, мигает: очистка энергозависимой памяти); 6 - СИД-индикатор ОАО (Вкл. - появление ошибки батареи); 7 - СИД-индикатор ВООТ (Вкл. - выполнение операции загрузки, мигает – при завершении автоматической загрузки в стандартное ПЗУ); 8 - рычаг установки модуля; 9 - кнопка вынимания карты памяти; 10 - гнездо для карты памяти; 11 - гнездо для интерфейса RS-232; 12 - пакет переключателей; 13 - переключатель RUN/STOP; 14 - переключатель RESET/L.CLR (RESET - используется для аппаратного сброса ошибок выполнения, инициализация работы и т.д., L.CLR – используется для обнуления данных установленных в энергозависимой области); 15 - винтовое отверстие фиксация модуля (М3х12); 16 - рычаг установки модуля; 17 - контактное гнездо батареи; 18 - батарея поддержки памяти; 19 - место открытия защитных крышек

Рисунок 4.4 - Модули аналоговых и дискретных входов/выходов: 1 - фиксатор модуля; 2 - СИД-индикаторы; 3 - а) 32-штирькове гнездо, бы), в), г) клеммная панель; 4 - рычаг установки модуля

Все модули ввода/вывода с винтовыми клеммными контактами имеют собственные съемные клеммные колодки, которые упрощают установку. Колодка с винтовыми клеммами может быть заменена клеммной колодкой с пружинными контактами.

System Q поддерживает свыше 50 разных сетевых и коммуникационных модули, включая Ethernet, Melsecnet/H, FL-NET, Profibus/DP, CCLink, CANopen, DeviceNET, AS-Interface, Modbus TCP, Modbus RTU и GP-IB.

Ethernet модуль QJ71С24N предназначенный для установления связи с ПЛК через Ethernet (Тип: l0 Base-T / 100 Base-TX). С его помощью осуществляется загрузка программ у ПЛК, контроля параметров и состояния ПЛК.

Он имеет такие характеристики:

1) потребление энергии от внутреннего источника питания (5 В DC) - 310 мА;

2) интерфейс - канал 1: RS-232 (9-контактный разъем Sub-D), канал 2: RS-422/RS-485 (винтовые клеммы);

3) режим связи - дуплексный/полудуплексный;

4) синхронизация - асинхронная связь;

5) передача данных - скорость: 50-230400 Біт/с (только канал 1), 115200 Бит/с (одновременно каналы 1 и 2), расстояние RS-232: 15 м, расстояние RS-422/485: 1200 м (если используются оба канала);

6) формат данных - 1 стартовый бит, 7 или 8 битов данных, 1 или 0 бит четности, 1 или 2 стоповых биты;

7) исправление ошибок - проверка на четность, контрольная сумма;

8) тип энергозависимой памяти - Flash (встроенная, для регистрации данных о качествах, производительности и тревогах);

9) индикация - светодиоды (состояние модуля и связи);

10) вес - 0,2 кг;

11) размеры (ШхВхГ) - 27,4х98х90 мм

Фиктивные модули используются для резервирования точек входа/выхода и предназначены для защиты посадочных мест от загрязнения, или от механического влияния.

Для подключения программируемого логического контролера к компьютеру можно использовать интерфейс ЦПУ (см. рис. 4.5), или модуль связи QJ71С24N (см. рис. 3.11). В первом случае используется интерфейсный кабель QC30R2, что соединяет интерфейс RS-232 ПК с портом RS-232 ЦПУ.

Рисунок 4.5 - Соединение ПК с интерфейсом ЦПУ

Подключение ПЛК к ПК с помощью модуля связи QJ71С24N осуществляется с помощью интерфейсного кабеля AC30N2A, что соединяет интерфейс RS-232 ПК с портом RS-232 модуля связи QJ71С24N. Перед использованием кабеля стоит проверить назначение его контактов.

Параметры связи, установленные у GX IEC Developer в диалоговом окне, что вызывается командой Online G Transfer Setup G Ports, должны отвечать настройкой DIP-переключателя на модуле связи.

В том случае, если порт ПК имеет 25-контактный разъем, для соединения также используется 25/9-контактний переходника.

Рисунок 4.6 - Соединение ПК с модулем связи