ПЛК ОВЕН 110: Обзор железа и базовые принципы работы

OwHW01-TitleА теперь после простых логических реле погрузимся в мир суровых ПЛК! Попался мне тут в горячие руки адский отечественный ПЛК для одного щита, про который я уже упоминал, когда ругался на размер места в щитах. Щит я успешно собрал и сдал под конец 2015 года, и теперь сделаю небольшой цикл постов про ПЛК и то, с чем их едят.

Так получилось, что ПЛК оказался фирмы ОВЕН. Можно сказать, что я провёл тестирование этого ПЛК и вообще познакомился с их продукцией и имею своё мнение на их счёт. Контора мне понравилась тем, что у них за небольшие деньги можно найти хорошие решения для всяких сфер автоматизации. Например вы можете купить контроллер с сенсорным дисплеем примерно за 16-17 тыр, навесить на него периферии и получить более-менее рабочую систему. У ОВЕНа есть своя линейка модулей ввода-вывода, которые управляются по Modbus и работают с другими системами… в общем, ребята они молодцы, но особенности работы их продукции надо знать и учитывать!

Ну а мы возвращаемся к миру ПЛК. Как обычно, напоминаю теорию. ПЛК – это фактически настоящий полноценный компьютер, только со своей собственной операционной системой, средой разработки и компилятором. Внутри ПЛК крутится наша программа, которая состоит из нескольких задач – подпрограмм. В этих задачах мы можем опрашивать сигналы, чего-нибудь вычислять и чем-нибудь управлять. Сам ПЛК знает (мы это описываем в программе) о подключенных внешних устройствах и занимается опросом их по ModBus, считывая с них разные данные и передавая их нам в программу.

Особенностями ПЛК является то, что на них можно навесить очень много линий ввода-вывода, но эти линии будут слабенькие по мощности. И если мы захотим заменить кучку импульсных реле на один ПЛК, то нам надо будет считать деньги и обвешивать ПЛК контакторами или мощными промежуточными релюшками.

В мою суровую мастерскую (которая пока ещё находится у меня на дому) попал ПЛК ОВЕН 110-32. Я погрузился в то, как думали его разработчики и расмотрел его со всех сторон. Этот ПЛК из старой 110-ой серии, которая работает на ядре Codesys v2. Сейчас ОВЕН обновляет эту линейку на Codesys v3.

У этого ПЛК есть 18 входов и 14 релейных выходов. Из интерфейсов тут есть RS-232, RS-485, USB и Ethernet. На передней панели есть кнопка для запуска или остановки программы ПЛК и кнопка “F1″, которую можно запрограммировать под любую нужную нам функцию – в программе она видится как обычный цифровой вход.

OwHW02-MainCPU

Разъём сетки они поставили сбоку ПЛК и взяли его с индикацией обмена данными. Это здорово, потому что сразу можно видеть – работает сетка или не работает.

OwHW03-TermBlocksОбратите внимание, какой БОЛЬШОЙ этот ПЛК! Хоть в его документации и указано, что он крепится на DIN-рейку, но его размеры гораздо больше размеров обычного автомата и пластроном щита он не закроется. В мире ПЛК это вполне себе нормально и естественно.

Клеммы для подключения проводов у ПЛК сделаны быстросъёмные, а контакты посеребрёнными. Для того чтобы скинуть клеммный блок, надо открутить парочку винтов и поддеть его отвёрткой. Клеммы и снимутся сразу все:

OwHW04-BlocksUnFix

А в реале это выглядит таким образом:

OwHW05-RealUnFixНо разработчики хоть и позаботились о быстрой замене ПЛК, но не учли парочку моментов, которые следовало бы доработать. Первый момент – это то, что на клеммном блоке нет нормальных пазов для поддевания его отвёрткой. Я пока пытался понять, куда отвёртку надо запихивать, пару раз чуть корпус не отломал =). А второй момент – это винты, которые фиксируют клеммный блок. Их надо было сделать невыпадающими! А то так откроешь шкаф, открутишь – и привет винтам!

Я залез во внутренности ПЛК и разобрал его до нитки. Конструкция ПЛК очень удобная для сборки и изготовления. ПЛК внутри представляет собой стопочку из плат, которые фиксируются в пазах корпуса и стоят друг на друге. На самом верху стоит процессорная плата, ниже плата с IO, а в самом низу – блок питания.

OwHW06-CPUInsideИ тут я кое-чего вспомнил и рассмеялся. Чегой-то мне эта конструкция напоминает? А напоминает она уже устаревшие контроллеры Siemens Simatic S-200, конструкция которых точно такая же: пластиковый корпус на защёлках и платы стопочкой. Так что можно стебаться, что ПЛК ОВЕН – это русский Simatic S-200 =)

OwHW07-SimaticS200Сам ПЛК построен на базе процессоров ARM, как я понимаю. Компоновка придумана хорошо – собрать всю низковольтную фигню и внешние интерфейсы на процессорной плате. На этой же плате находится кучка светодиодов, которые показывают состояние входов и выходов и звуковой динамик, который может пищать, привлекая внимание к ПЛК (правда только одним тоном звука).

OwHW08-MainBoardСзади стоит небольшой аккумулятор, который может поддерживать работу ПЛК при пропадании питания и поддерживает работу часов реального времени. Это тоже интересная фишка. Если питание ПЛК кратковременно пропадает, то он отключает нафиг все выходы, но продолжает выполнять программу. Если питание появляется в течение нескольких секунд (до 30 – настраивается в конфигурации), то ПЛК не перезагружается, а продолжает работать дальше, снова подключая выходы.

OwHW09-MainBack

Ввод-вывод на ПЛК сделан на отдельной плате. В качестве входных элементов тут используются низковольтные дискретные входы (+24 вольта) на оптопарах. У всех входов есть один общий контакт “SS”. Его можно подключить к одному полюсу питания, а второй полюс питания подавать на сами входы. Причём полярность не важна: можно сделать входы, которые надо соединять с GND или входы, которые надо соединять с +24V.

OwHW10-RelayOuts

Выходы ПЛК сделаны на реле. Снова обращаю внимание на то, что ПЛК не предназначен для того, чтобы рулить мощными нагрузками. Тут стоят реле всего на 5А активной нагрузки, которые надо защищать автоматом мелкого номинала! Так что если мы хотим управлять при помощи ПЛК даже освещением – нам надо будет ставить внешние релюшки.

OwHW11-RelayFull

Блок питания ПЛК. Это импульсный блок питания, но выполнен он хреново. Во-первых “штатная” фишка ОВЕНов – это то, что их блоки питания свистят (этим грешили старые блоки питания у D-Link) из-за плохой пропитки трансформаторов. А во-вторых, они достаточно ощутимо греются, так что около контроллера в шкафу надо оставлять свободное место для его лучшего охлаждения.

OwHW12-IBPMain

Провода от блока питания припаяны и залиты термоклеем, чтобы пайка не оторвалась. Это хорошее решение!

OwHW13-LinesPayko

Модули ввода-вывода

Также ОВЕН делает свои собственные модули ввода-вывода, которые работают по протоколу ModBus. Эти модули можно использовать и в любых других системах, или с контроллерами ОВЕН. Модули есть для дискретных входов, дискретных выходов, дискретных входов и выходов и для аналоговых входов и выходов. Вот именно этими модулями как раз и можно наращивать линии IO в любом количестве.

OwHW14-MVModuleМодули имеют универсальное питание от 24 до 230 вольт сети и по конструкции такие же, как и сам ПЛК: со съёмными клеммами и в таком же форм-факторе. Настройки модуля (сетевой адрес, параметры связи) конфигурируются специальной программой (мы рассмотрим это в следущей части поста).

У модулей есть ещё одна классная фишка – таймаут связи и безопасное состояние выходов. Когда ПЛК управляет какими-нибудь приводами или вообще чем-нибудь, от чего зависит безопасность людей, то очень важно чтобы при сбое программы вся техника останавливалась (приводы – например, кабина лифта) или наоборот включалась (вентиляция в каком-нибудь тоннеле для того, чтобы там всегда был свежий воздух).

В настройках модулей можно задать время таймаута. Если к модулю не обращались по RS-485 в течение этого времени, то модуль считает что связь потеряна, ПЛК заглючил и устанавливает заданные (тоже настраиваются) безопасные состояния выходов. А когда связь восстанавливается – то ПЛК сам автоматически загрузит в него нужные значения выходов или входов.

Второе западло, которое нас ждёт с модулями – это разные способы подключения сигналов IO к ним. Выше я писал, что у ПЛК все входы имели один общий контакт и можно было сделать так, чтобы он был или общим плюсом или общим минусом. А вот у модулей IO есть только общий минус, один на все.

Поэтому при разработке решений на ПЛК надо всё это учитывать, чтобы не получилось что одна половина сигналов с устройства приходит на сам ПЛК и подключается по одной схеме, а другая – на модуль IO по другой схеме. Именно поэтому некоторые ПЛК и выпускают без IO на борту: проще набрать внешних модулей IO и собрать на них всё IO в едином стиле, чем возиться с разными способами подключения IO к ПЛК и к внешним модулям.

Что касается выходов, то у этих модулей они собраны в группы по три-четыре выхода и на все эти выходы есть один общий контакт (один для каждой группы). Поэтому нам снова придётся грамотно проектировать схему так, чтобы один общий сигнал обслуживал у нас, скажем +24 вольт, а другой – +12.

Я заглянул в один из модулей (дискретного ввода). Его конструкция аналогичная конструкции у ПЛК.

OwHW15-MVBoard

Вот сами оптопары входов:

OwHW16-MVOptoPairs

А вот и блок питания. Он выполнен как-то хитро так, что обслуживает сразу два напряжения: низковольтное +24 и сетевое переменное 230.

OwHW17-MVIbp

В этот раз в модуле почему-то никто провода термоклеем не закреплял. И качество блока питания в модулях IO хуже, чем в ПЛК. Если ПЛК слега посвистывал, то модуль аналогового вывода конкретно так свистел, а модуль релейного вывода пошуршивал тем сильнее, чем больше релюшек включено.

OwHW18-MVPaikoС этим модулем ввода тоже повезло: один из каналов ввода оказался дохлым сразу с завода. Причём видно, что на печатной плате (первая фотка открытого модуля) один из светодиодов обведён кружочком. Дохлым является сосдений вход от этого обведённого светодиода. Может быть этот модуль с ремонта или с заводским браком? Шут его знает!

Но это был повод пообщаться с круглосуточной техподдержкой ОВЕНа. Техподдержка мне понравилась тем, что она в первую очередь заботится о том, чтобы скорее запустить систему на базе ПЛК. То есть, там не расспрашивают что сдохло, а общаются примерно так: “Конфигуратор модуля видит работу входа? Нет? Ща мы вышлем вам заводскую прошивку! Если после этого не увидит – тащите, заменим”.

Прошивка не помогла, и глюк оказался аппаратным. Так что сам заказчик уже без меня этот модуль заменил и заодно заценил, насколько удобно вынимать модуль из готового щита с этими быстросъёмными клеммами.

Ну а я сам после того, как всё отфоткал для блога, собрал себе тестовый стенд и стал разбираться с тем, как этот ПЛК программируется.

OwHW19-AllSystem

Об этом я расскажу вам в следующей части поста. Программирование ПЛК – это совсем другая религия, нежели программирование логического реле!

© CS-CS.Net

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s