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 Modbus є 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
Параметр |
Ед. изм. |
Значение |
Адрес регистра |
|
(HEX) |
(DEC) |
|||
Значення на вихід №1 |
0.1% |
0…1000 |
0000 |
0000 |
Значення на вихід №2
|
0.1% |
0…1000 |
0001 |
0001 |
… |
|
|
… |
… |
Ав. значення на виході №8 |
0.1% |
0…1000 |
0007 |
0007 |
Ав. значення на виході №1 |
0.1% |
0…1000 |
0010 |
0016 |
Ав. значення на виході №2 |
0.1% |
0…1000 |
0011 |
0017 |
… |
|
|
… |
… |
Ав. значення на виході №8 |
0.1% |
0…1000 |
0017 |
0023 |
Ав. значення на виході №1 |
сек. |
1..900 |
0020 |
0032 |
Ав. значення на виході №2 |
сек. |
1…900 |
0021 |
0033 |
… |
|
|
… |
… |
Період ШИМ на виході №8 |
сек. |
1…900 |
0027 |
0039 |
Бітова маска значень виходів
|
- |
0…255 |
0032 |
0050 |
Битовая маска значений входов |
- |
0…4095 |
0033 |
0051 |
Значення лічильника входу №1 |
фронт |
0…65535 |
0040 |
0064 |
Значення лічильника входу №2 |
фронт |
0…65535 |
0041 |
0065 |
… |
|
|
… |
… |
Значення лічильника входу №12 |
фронт |
0…65535 |
004В |
0075 |
Таблиця 4.3 Форматів регістрів з масками входів/виходів МДВВ
Входы |
||||||||||||||||
№ бита |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
значение |
всегда равны «0» |
состояние входов с 12 до 1 |
||||||||||||||
Выходы |
||||||||||||||||
№ бита |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
значение |
всегда равны «0» |
состояние входов с 8 до 1 |
||||||||||||||
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?