Jste zde

TEST – Dotykový panel Fatek pro PLC – 3. komunikace s PLC

Antonín Vojáček, 7. Říjen 2009 - 20:48

V druhém díle jsme si ukázali jak lze HMI panel Fatek FV-035ST-C10 naprogramovat a využít samostatně nejen jako zobrazovací jednotku, ale díky možnosti tvoření (programování) makra i jako výpočetní rozhraní. Stále ale u něj chybí možnost řízení a regulace. K tomu však slouží PLC. V této poslední části si proto na jednoduchém příkladu s indukčním snímačem ukážeme propojení a komunikaci HMI panelu s PLC Fatek FBs-10MC.

V předchozích dvou dílech ("TEST – HMI panel pro PLC Fatek - 1. představení" a "TEST – Dotykový HMI panel Fatek pro PLC – 2. programování panelu") jsme si představili HMI panel společnosti Fatek a ukázali jeho samostatné použití pro potřeby zobrazení a záznamu dat, provádění výpočtů nebo jako zobrazovače fotografií, obrázků nebo času. Nevýhoda samostatného použití jsou chybějící vstupy a výstupy, na které by bylo možné připojit snímače, tlačítka, detektory či jimi řídit akční členy (pohony, ventily, solenoidy), provádět externí vizuální či akustickou indikaci nebo ovládání, spouštění a zastavování různých přístrojů. Tedy chybí možnost měření a regulace. To však nevadí, protože tyto funkce zajistí k panelu připojené PLC. A to nejen společnosti FATEK. Displej podporuje i většinu konkurenčních automatů, jako jsou výrobky společností Allan Bradley, Mitsubishi, Siemens, Schneider, Omron, Festo, RICH atd. Tím se stává plně univerzálním a můžete si jej pořídit a použít, i když se vám PLC Fatek nezdají pro vaši aplikace vhodné.

Jak HMI panel komunikuje s PLC?

K tomuto úkolu se využívá na displeji přítomných sériových komunikačních rozhraní. Využít lze jak RS-232 v podobě 9pinového D-Sub konektoru, tak i síťovou komunikaci RS-485 umožňující na jeden panel připojit více PLC nebo i obráceně na jedno PLC připojit více panelů. V mém testovacím případě jsem měl možnost vyzkoušet tu první variantu – RS-232. Propojení obou zařízení i navázání jejich komunikace je až triviální záležitostí, protože je panel pro tento účel již od výroby přizpůsoben. Stačí jen PLC a displej propojit speciálním FATEK sériovým kabelem s 9pinovým RS-232 konektorem na straně displeje a s mini-DIN konektorem na straně PLC. Ten si však lze i vyrobit, protože schéma připojení vodičů vývody je volně k zobrazení na www.seapraha.cz/.../FAC-FBS-232P0-9M-400-n.jpg. Po propojení je nutné jen v nastavení vlastností panelu zvolit komunikaci na volbu Link 1 a o nic více se již není nutné starat. V programu panelu se pak již rovnou odkazuje na konkrétní proměnné, data a registry v PLC právě přes „Link 1“.

I když pro ladění není tato varianta příliš optimální, protože konektory pro propojení se též využívají pro nahrávání softwaru z PC a tak se při vývoji softwaru neubráníte neustálému přehazování různých kabelů.

Jak se vzájemná komunikace programuje ?

Jak již bylo zmíněno, je to velmi jednoduché. Iniciátorem a řízením celého předávání dat je zde hlavně HMI panel, u kterého lze ve vývojovém softwaru PM Designer přímo snadno nastavit volání, ukládání a čtení proměnných (registrů, dat a „relé“) ve vlastnostech konkrétních bloků vložených na zobrazovanou plochu. Prostě se místo vnitřních proměnných ve vnitřní paměti displeje odkazuje na konkrétní paměťová místa v PLC. Nic není jednoduššího.

Například chcete číst aktuální stav spínaného výstupu snímače připojeného na vstup PLC s označením XO. Tak prostě na PC v PM Designeru na zobrazovanou plochu vložíte objet optické indikace „Bit Lamp“ a v jeho vlastnostech zadáte monitorování proměnné X0 na spojení Link 1. A pokud stavu „ON“ a „OFF“ přiřadíte například obrázky zeleného a červeného světla, bude se po nahrání do HMI panelu, spuštění a po připojení k PLC na displeji střídat obrázek červeného či zeleného světla dle stavu snímače. A to pro tento režim není nutné do PLC ani nahrávat žádný program. Stav proměnné X0 se totiž mění dle stavu na svorce XO. Stejné je to i se spínanými výstupy Y. Ale bylo by škoda nevyužít PLC jako hlavní výpočetní jádro.

Obecně je však jen na přístupu programátora, zda jako hlavní řídící a výpočetní jednotku zvolí procesor v panelu nebo v PLC nebo zpracování aplikace rozdělí mezi ně. Ale pro potřeby regulace je přece jenom výhodnější programování PLC, které reaguje rychleji a kde vývojový PC software WinProladder poskytuje vkládání mnoha různých funkcí výrazně zjednodušující návrh aplikace. Navíc použití liniového (žebříčkového či reléového) schématu je u automatizačních vývojářů všeobecně známé.

Jednoduchý program s indukčním snímačem, přepínačem a indikátorem

Pro názornou ukázku jsem měl možnost použít systém složený z následujících komponent:

HMI panelu Fatek FV-035ST-C10
PLC Fatek FBs-10MC
indukční snímač Turck uprox+ Bi15U-M30-AP6X
mechanický přepínač BACO s LED indikací

Přitom indukční snímač s třívodičovým rozhraním s pracující v režimu PNP byl připojen na vstup PLC X0 a mechanický přepínač byl připojen na vstup X1. Výstup PLC Y0 pak spínal napájení pro indikační LED v přepínači (podsvětlení přepínače). Na PLC pak byl přes RS-232 připojen zmíněný HMI panel.

Pro tento účel jsem vytvořil dva jednoduché prográmky:

program pro PLC - viz zdrojový soubor test_PLC_7.zip liniového schéma pro PC software WinProladder
program pro displej – viz zdrojový soubor test_HMI_8.zip pro PC software PM Designer

Fotografie mého testovacího uspořádání - zleva PLC Fatek FBs-10MC, podsvícení přepínač Baco, indukční snímač M30 TURCK a HMI panel Fatek FV-035ST-C10

Program pro PLC

Ten byl vytvořen ve vývojovém PC softwaru WinProladder, který lze zdarma stáhnout na stránkách společnosti SEA PRAHA (www.seapraha.cz). Liniové schéma si můžete prohlédnout na obrázku níže. Celá funkce je následující: Při zapnutém PLC vypnutém přepínači (přepínač na pozici 0) se nic neděje. Při přiblížení kovu k čelu indukčního snímače se jen nahodí (sepne) výstup Y1, což signalizuje svítící 0 na poli indikace vstupů IN (X) na PLC a svítící 1 na poli indikace výstupů OUT (Y). To značí, že indukční snímač kov zaznamenal a PLC také. Pokud se přepínač přepne do aktivní polohy 1 a v případě neaktivovaného snímače, se sepne výstup PLC Y0 a trvale se rozsvítí indikační světlo. V případě, že v tomto momentě se indukční snímač aktivuje přiblížením kovu, začne indikační světlo střídavě blikat. To je v programu PLC realizováno dvěma časovači, které se střídavě zapínají.

Obrázek celého liniového schématu pro PLC Fatek

Ukázky nastavení časovače s krokem 0,1 s (vlevo) a bloku trvalého nastavení stavu proměnné (vnitřního relé) M4 (vpravo)

Program pro HMI panel

Ten je též velmi jednoduchý. Obsahuje pouze jednou „obrazovku“, kde se vyskytuje několik bloků provádějící následující funkce (viz obrázek níže):

testování funkce PLC – při trvalém stisku (dotyku) na zobrazené modré tlačítko se PLC chová jako by byl aktivní výstup indukčního snímače
indikace aktivity indukčního snímače – zobrazený indikátor je červený při aktivovaném snímači a zelený v opačném případě a to i v případě, že je mechanický přepínač v poloze 0
zablokování / odblokování funkce – dvojce dotykových tlačítek provádí zablokování funkce (červené tlačítko), resp. povolení funkce PLC (zelené tlačítko).

Z pohledu grafického návrhu zobrazení tento program není „nic moc“, ale důležité jsou zde informace, že software PM Designer má databázi takovýchto základních obrázků (ikon), které tak není nutné kreslit, a pak že tlačítka a indikační prvky svůj stav přímo zapisují z paměti, resp. čtou z paměti PLC. Jak již bylo zmíněno v úvodu, stačí jen místo paměťového místa vnitřní paměti panelu zadat paměťové místo v PLC ve formě, jaké se zadává v PLC. Tzn. například zde uložení logického stavu 1 do paměťového místa M5 (interní logické relé v PLC) po stisku tlačítka „TEST PLC“. To je pak v liniové schématu uvedeno jako vstup, který simuluje aktivaci výstupu indukčního snímače. Nebo například indikace „Výstup snímače“ ukazuje aktivitu indukčnáku tím, že přímo čte vstupní proměnnou PLC X0, do které se automaticky zaznamenává stav na vstupní svorce X0.

Obrazovka programu pro HMI panel Fatek FV-035ST-C10

Ukázka nastavení tlačítka "TEST PLC" (vlevo) a indikátoru stavu výstupu snímače (vpravo)

Závěr

Jak je z výše uvedených popisů i obrázků patrné, pro zajištění komunikace s PLC se nic nemusí složitě programovat. Vše je velmi jednoduché, což je velmi příjemné. A tak i začínající nebo nezkušený uživatel / programátor dokáže snadno vytvořit základní řídící, měřící či ovládací aplikaci, která se bude nezasvěceným zdát jako profesionální. To je myslím si na tomto HMI panelu nejzajímavější věc. Navíc všechny vývojové PC softwary jsou zdarma, takže si hodně věcí můžete vyzkoušet ještě před případným nákupem.

Antonín Vojáček