Ни одно современное предприятие не обходится без АСУ ТП (автоматизированных систем управления технологическим процессом). Сердце любой АСУ ТП — ПЛК (программируемый логический контроллер). Фирм, выпускающих ПЛК, в мире великое множество. Все контроллеры отличаются дизайном, габаритными размерами, техническими характеристиками и т. д. Но общее у них одно: функциональность почти у всех одинаковая.
В России тоже есть свои производители, выпускающие ПЛК для промышленности. Любой инженер по АСУ, проектировщик, эксплуатационный персонал, обслуживающий АСУ, слышал о фирме «ОВЕН» и ее продукции. Линейка продукции фирмы «ОВЕН» широка и разнообразна, от датчиков до частотно-регулируемых приводов, от измерителей-регуляторов до сенсорных панельных контроллеров.
Сегодня поговорим о флагмане фирмы «ОВЕН» в линейке ПЛК — «ОВЕН ПЛК100».
ПЛК100 и его характеристики
Начнем обзор «ОВЕН ПЛК100» с посещения официального сайта производителя: https://www.owen.ru/
Во вкладке «Каталог продукции» выберем «Программируемые устройства» -> «Программируемые логические контроллеры» -> «ПЛК100 контроллер для малых систем автоматизации с DI/DO». Вот прямая ссылка: https://www.owen.ru/product/programmiruemij_logicheskij_kontroller_oven_plk_100
Цена на сайте (на 08.12.2018) составляет от 12 862 рублей.
Описание, возможности, функциональность, технические характеристики и т. д. указаны в одном месте. Там же много перекрестных ссылок на различные утилиты, ПО (программное обеспечение), плк овен программирование руководства и т. д. Навигация довольно удобная, так называемое юзабилити приличное. Вся необходимая информация для краткого обзора и принятия решения имеется.
Функциональная схема имеет вид:
Рис.1 – Функциональная схема «ОВЕН ПЛК100»
Согласно функциональным характеристикам «ОВЕН ПЛК», область его применения довольно обширна. Имеющихся на борту ПЛК100 дискретных входов/выходов хватит для автоматизации простейшего станка (например, простого деревообрабатывающего). Количество памяти, возможности архивации и встроенный ПЛК-браузер позволяют создать полнофункциональный проект АСУ ТП без использования панелей оператора или АРМ (автоматизированное рабочее место) диспетчера.
Технические характеристики находятся в среднестатистическом диапазоне аналогичных устройств других фирм.
После всего вышесказанного принимаем решение о покупке и тестировании данного образца OWEN PLC.
Разбор посылки
После получения устройства проведем входной контроль.
Посылка, упакованная официальной атрибутикой фирмы «ОВЕН» (см. рисунок 2).
Рис.2 – Посылка с «ОВЕН ПЛК100»
Внутри находится сам «ПЛК ОВЕН» в картонной упаковке. Судя по наклейке и паспорту, произведен данный экземпляр 22.11.2018. Это скорее говорит не о дате его фактического производства, а о дате его полной комплектации, проверке ОТК (отдела технического контроля) и упаковке. Если судить по дате продажи, указанной в паспорте, 26.11.2018, то мне попался самый свежий экземпляр данного устройства (см. рисунок 3).
Рис.3 – Наклейка на упаковке и оттиск паспорта «ОВЕН ПЛК100».
По отметке продавца, указанной в паспорте, определяем, что данный экземпляр изготовлен и упакован на заводе торговой марки «ОВЕН» ООО «Завод №423», находящемся в Тульской обл., г. Богородицке. Такие даты производства и продажи говорят мне о том, что либо завод выпускает продукцию под конкретные заказы и срок выполнения заказов довольно мал, либо объемы продаж этого типа оборудования большие и на складе готовая продукция не залеживается. И в том и в другом случае я обладатель последней версии ПЛК100 со всеми актуальными на данный момент аппаратными и программными версиями.
Посмотрим комплектацию устройства (см. рисунок 4).
Рис.4 – Комплектация «ОВЕН ПЛК100»
Помимо самого ПЛК100 в комплект входит:
- паспорт на изделие;
- руководство по эксплуатации;
- кабель КС1 (кабель прошивки);
- диск с ПО;
- рекламный буклет с приглашением на базовый курс обучения по программированию ПЛК100 в среде CODESYS V2.3.
Для полного понимания, что нам необходимо для быстрого старта при работе с ПЛК100, обратимся к диску с ПО, входящему в комплект. Признаться честно, диск с ПО должен быть оформлен по-другому. Представленный диск не имеет никаких опознавательных знаков, нанесенной графической маркировки, не оформлен даже текстовой информацией. Представляет из себя самый простой вариант DVD-R 8 см диаметром. Такой потерять или не отыскать среди других дисков — плевое дело. В этом компоненте проглядывается явный минус и недоработка маркетологов. Хоть инженерный ум (основной потребитель данного диска) и с пониманием отнесется к такому внешнему виду. Мое самолюбие покупателя немного пострадало.
А вот состав ПО, находящегося на диске, порадовал (см. рисунок 5).
Рис.5 – Состав ПО диска «ОВЕН ПЛК100»
Для быстрого старта здесь есть все необходимое. Итак, приступим.
Схема подключения
Схема подключения приведена ниже:
Рис.6 – Схема подключения к «ОВЕН ПЛК100-24»
Здесь все довольно просто и прозрачно. Датчики типа «сухой контакт» подключаются к соответствующим дискретным входам. Коммутировать они должны положительный полюс питания «+». Согласно РЭ на ПЛК100 (стр. 11), логическая единица считывается со входа при уровне напряжения 29…17 В, логический ноль при 5…0 В. При этом ток, протекающий через дискретный вход, должен быть не менее 3 мА. Тем самым можно подсчитать, каким может быть максимальное сопротивление самого контакта и его подводящего кабеля:
На практике сопротивление контакта и длинной кабельной линии будет на 2–3 порядка ниже.
Дискретные выходы в нашей модификации ПЛК являются сдвоенные транзисторными ключами. Они коммутируют положительный полюс питания «+», максимально коммутируемый ток — 150 мА, что соответствует мощности примерно в 3 Вт. То есть без промежуточных реле здесь не обойтись. Включать пускатель или другую, более мощную, нагрузку напрямую не получится. Это необходимо учитывать при проектировании АСУ ТП. Это норма, так как на практике разделение выходных сигналов самого ПЛК и коммутируемых им устройств при помощи реле повышает надежность оборудования, даже снабженного индивидуальной гальванической развязкой выходов.
Программные средства, настройка ПК
Что необходимо для написания программы и прошивки ПЛК100 для успешной работы в АСУ ТП? Рассмотрим прилагаемый диск, а также РЭ на ПЛК100.
Согласно руководству по эксплуатации (раздел 6) установим необходимое ПО для программирования и прошивки.
Устанавливаем ПО CODESYSV2.3. С диска запускаем программу-инсталлятор. При выборе языка (в отсутствие русского) выбираем из предложенных (см. рисунок 7).
Рис.7 – Выбор языка при установке ПО CODESYSV2.3
Далее, следуя инструкциям установщика, по умолчанию устанавливаем ПО по предложенному пути. Выбор устанавливаемых компонентов менять не будем. Программа-инсталлятор установит ПО CODESYS, драйверы, настроит необходимые службы на ваш ПК. После установки придется перезагрузить ПК. После установки пакета COSESYS нужно выполнить инсталляцию таргет-файлов. Установку производим согласно РЭ на ПЛК100 (стр. 20). Утилита InstallTarget находится в меню ПУСК -> 3SSoftware -> CodeSysv2.3 -> InstallTarget. Выбираем наш целевой ПЛК100.K-L.
После процедуры установки должна получиться следующая картина:
Рис.8 – Установка таргет-файлов ПЛК100
Для написания программы все необходимое ПО установлено и настроено.
Пишем пример ПО ПЛК
Для демонстрации возможностей ПЛК100, знакомства с ПО CodeSys, прошивки ПЛК100 напишем демонстрационную программу в среде программирования.
Согласно РЭ на ПЛК100 раздела 6, стр. 21, создадим проект. При выборе целевой платформы необходимо указать наш ПЛК100. В появившемся окне настроек менять ничего не будем, настроек по умолчанию вполне хватит. После подтверждения настроек целевой платформы нужно создать основной POU (главную программу проекта). Главная программа должна всегда иметь тип Program и название PLC_PRG. Единственное изменение — необходимо выбрать язык программирования данной POU (см. рисунок 9).
Рис.9 – Главная программа проекта, настройка. ПЛК100
Программа может ничего полезного не содержать, но это уже будет рабочий проект, и его можно «залить» в ПЛК и проверить связь и другую служебную информацию. Подробно про программирование в среде CodeSys можно прочитать в документации, входящей в состав диска. Документация -> CodeSysv2.3 -> Первые шаги в CodeSys и других документах по программированию.
В POU на языке ST простейшая программа — символ «;». Теперь скомпилируем проект (то есть преобразуем текстовую программу пользователя в исполняемый в ПЛК код). Ошибок быть не должно (см. рисунок 10).
Рис.10 – Компиляция пользовательской программы. ПЛК100
Так как на столе, имея только блок питания и ПЛК100, трудно наглядно показать пример реальной АСУ ТП (хоть и микро), написать программу, использующую максимум программных компонентов, библиотечных функций и т. д., хочется. Поэтому в ожидании наступления Нового года напишем программу для праздничной иллюминации. А для наглядности используем индикацию на лицевой панели ПЛК100. Программа будет содержать несколько режимов праздничной иллюминации, переключаться режимы будут от дискретного входа. Но обо всем по порядку.