Jste zde

TEST - Kompaktní PLC IDEC FT1A-B24RA

Antonín Vojáček, 14. Květen 2014 - 19:40

Základní řadou PLC společnosti IDEC jsou automaty SmartAXIS s označením FT1A. Osobně jsem vyzkoušel typ "LITE", konkrétně FT1A-B24RA s doplňkem RS-485. Ten sice neobsahuje displej, ale má ethernet s Modbus TCP, zmíněnou možnost rozšíření o sériový port s podporou Modbus RTU, 24 vstupů/výstupů z nichž 4 mohou pracovat jako analogové a 6 z nich jako rychlé čítací / frekvenci měřící vstupy.

Představení PLC IDEC FT1A-B24RA

Obecně pod označením řady SmartAXIS Pro/Lite se v sortimentu společnosti IDEC schovávají kompaktní malé v šedém plastu oděné, ale poměrně dost výkonné a moderní programovatelné automaty s označením FT1A-xxxxx, přičemž verze Lite (bez displeje) mají označení FT1A-Bxxxx, zatímco verze "Pro" mají označení FT1A-Hxxxx. Tedy konkrétně v mém případě označení FT1A-B24RA říká, že jde o verzi bez displeje (tzn. Lite), obsahuje 24 vstupů/výstupů a spínané výstupy jsou v provedení relé a je určen pro napájení 24 VDC.

Výhodou velikostní verze 24 a větší je přítomnost 1 nebo 2 rozšiřujících slotů pro nasazení RS-232 či RS-485 sériového rozhraní s velmi dobrou softwarovou podporou Modbus RTU komunikace (Master i Slave). U mé verze 24 jde o 1 slot, u verze 40 nebo 48 pak hned 2 sloty, přičemž lze mít kombinaci dvou RS-232, dvou RS-485, i kombinovaně RS-232 a RS-485. U všech 24 VDC verzí se standardně nachází vestavěný ethernetový port RJ-45 s velmi dobrou softwarovou podporou komunikačního protokolu Modbus TCP (Master i Slave).

PLC FT1A-B24RA obsahuje 16 dvoustavových vstupů typu Sink (tj. spínání + 24V napětí/připojení PNP výstupů snímačů), přičemž z toho 4 poslední vstupy jsou softwarově nastavitelné na analogové napěťové 0-10 V. Bohužel jsou však pouze 10 bitové, což je trošku škoda. 10 bitů (tj. číselný rozsah 0 až 1000) je často dost málo na nějaké přesnější měření či přesný přenos hodnoty z nějakého snímače s analogovým výstupem. Přitom 12bitů již bývá dostatečných. Ale to je snad jediná nevýhoda z pohledu vstupů, protože hned 8 dvoustavových vstupů lze softwarově přepnout do režimu jednofázového nebo dvoufázového rychlého čítání či rychlého měření vysokých frekvencí (až 100 kHz). U nastavení do normálního režimu a u ostatních dvoustavových vstupů lze pak nastavit časovou filtraci reakce vstupů. Výstupů je pak celkem 8 a všechny jsou v mém případě v reléovém provedení jen pro malé spínací frekvence, přičemž 4 jsou určeny pro spínání větších proudů (až 10A) a 4 pro spínání jen menších proudů (do 2 A). V nabídce je však samozřejmě i verze s tranzistorovými výstupy, které naopak umožňují i relativně vysokofrekvenční spínání (až 100 kHz) i PWM modulaci, ale jen malé proudy do 300 mA. Zajímavostí a obecně méně obvyklé provedení v porovnání s konkurenčními výrobci, je nabízení i verze kombinované s reléovými i tranzistorovými výstupy (např. verze FT1A-B40RSA má výstupy 4 tranzistorové, 4 reléové 10A a 8 reléových 2A).

Ethernetový konektor je umístěn nad vstupy PLC (od výroby je však překrytý přelepkou, kterou je nutné odstranit). Na boku PLC je stručný popis parametrů dané jednotky.

Praktické postřehy k hardwaru PLC

Mechanické provedení PLC je na velmi dobré úrovni, i když je vyráběno v Číně. Šedé plastové pouzdro rozměrů 120 x 90 x 60 mm vypadá dostatečně odolně a zajímavé jsou i možnosti jeho uchycení. Mimo uchycení na klasickou 35 mm DIN lištu je možné ještě přišroubování k nosné desce prostřednictvím speciálního vysouvacího plastového zobáčku na zadní straně pouzdra. PLC na DIN liště drží spolehlivě, ale ne tak aby s ním nešlo po liště posouvat, což je ideální.

Dále z pohyblivých komponent jsou průhledná odklápěcí dvířka pod nimiž se nachází miniUSB port pro připojení k PC k nahrání a ladění programu a pak slot pro případné vložení paměťového cartrige pro případné rozšíření paměti PLC. Ten jsem však neměl možnost vyzkoušet.

Připojovací svorkovnice jsou šroubovací a nevyjímatelné, což není zcela ideální pro servisní účely výměny PLC, ale vzhledem k cenové kategorii PLC to není nedostatek. Asi z důvodu nízkých výrobních nákladů na PLC pak téměř chybí indikační LED diody, resp. jsou tu jen tři: indikace běhu PLC (zelená LED), indikace chybného stavu Error (červená LED) a pak ještě indikace připojení ethernetu.

Další zajímavostí je, že vestavěný ethernetový port RJ-45 je od výroby dodáván standardně přelepený speciální páskou. Asi z důvodu zajištění uváděného krytí IP20 při nepoužití ethernetu. Jeden slot pro vestavný sériový port je pak od výroby standardně dodáván s vyjímatelnou "záklopkou", pod kterou je malý konektor pro rozšíření v podobě RS-232 s dost nepraktickým a neobvyklým kulatým DIN konektorem či s praktickým RS-485 konektorem se šroubovacími svorkami. Osobně nechápu, koho historicky v IDEC napadlo dělat RS232 konektor v podobě kulatého DIN konektoru. Záklopku lze však vyndat jen s použitím dvou plochých šroubováčků (případně jednoho a notné dávky šikovnosti).

LED signalizace u PLC IDEC FT1A indikuje pouze běh programu a chybové stavy.

Programovací software WindLR - Automation Organizer

Programování a vývoj celé aplikace pro PLC SmartAXIS FT1A se provádí na PC prostřednictvím moderního vývojového softwaru WindLDR, který je součástí celého IDEC programovacího balíku "Automation Organizer", který je společný pro všechny PLC a HMI panely výrobce IDEC. Výhodou zde je, že když se jej uživatel naučí používat, může znalosti využít pro širokou škálu úloh a aplikací.

Softwarový balíček "Automation Organizer" ani samotný nástroj pro PLC WindLDR sice není volně ke stažení, ale je zdarma dodáván ke každému PLC fyzicky v podobě DVD a lze jej nainstalovat na více počítačů. Programovat aplikaci pro PLC lze v tradičním liniovém (ladder) diagramu, v prostředí funkčních bloků či části programu (tzv. scripty) prostřednictvím textového jazyka podobného programovacímu jazyku C. Nastavení datových komunikací se nastavuje prostřednictvím příslušných konfiguračních oken softwaru výběrem z položek klikáním, tedy velmi jednoduše.

Nastavení vlastností PLC se provádí velmi jednoduše pomocí klikacích voleb.

Konkrétně bych zde z praktické stránky vypíchl velmi pěkné a intuitivní ovládání většiny funkcí softwaru. Většinu funkcí lze snadno zapnout / vybrat prostřednictvím velkých a velmi dobře srozumitelných ikon, či v následně zobrazených nastavovacích oknech. Zvláště nastavení parametrů hardwaru, jako funkce a parametry vstupů a výstupů a hlavně komunikačních rozhraní je velmi přívětivé. Alespoň z mého pohledu. Já osobně raději nastavují parametry komunikace či podporovaného Modbus TCP či RTU Master či Slave protokolu prostřednictvím klikacích nabídek mimo samotný zápis programu PLC, než abych v ladder diagramu programu složitě posílal do různých registrů požadované kombinace dat (bitů či řídicích slov), abych nastavil ten či onen režim. Také lze velmi snadno například nastavit, ve kterých registrech PLC se mají hodnoty uchovávat při vypnutí PLC. Takto snadná konfigurace parametrů PLC prostřednictvím klikání myší v nabídkách tak výrazně urychluje práci. Navíc kdykoliv během vytváření programu PLC lze nastavení libovolně měnit.

I nastavení parametrů vstupů / výstupů i komunikačních rozhraní, včetně RS-232/RS-485 (Modbus RTU) a ethernetu (Modbus TCP) se provádí pohodlně prostřednictvím poměrně intuitivních klikacích položek.

Také se musím zmínit o velmi pěkně provedeném seznamu dostupných programovacích funkcí / bloků, které je možné vkládat do Ladder verze programu či režimu funkčních bloků, protože je koncipovaný jako stromová struktura zobrazitelná v levém sloupci hned vedle programovací plochy. Tím je velmi dobře přehledná a i když ještě nemáte přehled v programovacích funkcích, velmi snadno si při nějaké zkušenosti z jiných PLC již ze seznamu sami snadno vyberete tu pravou, aniž byste něco hledali v manuálech. Mimochodem, pdf manuály jsou další velkou výhodou, protože se samy instalují během instalace softwaru Automation Organizer a jsou snadno k nalezení v nabídce "Start" OS Windows ve stejné složce "Automation Organizer" jako spouštění ikony softwaru. Navíc mají výborně koncipovaný obsah, takže v pdf manuálu hardwaru PLC FTA1 nic složitě nehledáte, prostě jen kliknete třeba na položku obsahu "Modbus" a hned se dostanete na přehledně popsanou funkci a možných nastavení týkající se jen Modbus komunikace. Podobně je koncipovaný i pdf manuál programových funkcí, kde v obsahu kliknete např. na funkci "MOV" a hned se otevře poměrně přehledný popis syntaxe a možností. Uznávám, že ještě lepší by bylo toto implementovat přímo do programovacího prostředí, ale ani tento pro výrobce "jednodušší" přístup není špatný a díky němu při alespoň základních zkušenostech s prací s PLC dokáže většina uživatelů velmi brzo po seznámení začít vyvíjet vlastní aplikace.

V levém okně se dá pěkně zobrazit seznam všech dostupných funkcí pro programování a stačí si jen vybírat. I začátečník s PLC IDEC tak je schopen se poměrně rychle z orientovat a začít hned s programováním.

Vraťme se ale k softwaru WindLDR. Velmi dobrá funkce pro vyspělejší programátory je možnost vytváření částí kódu programu v "textovém režimu" podobném jazyku C. Zde je tato funkce pojmenována jako "SCRIPT" a prostě si jen ve zvláštním k tomu určeném okně napíšete kus kódu programu, který se špatně programuje v ladderu, obvykle kód realizující nějaké složitější vzorce, který se pak prostě z ladder volá jen vložením funkce "SCRIPT" kam se uvede pořadové číslo napsaného a uloženého skriptu. Jedinou nedokonalostí zde u psaní skriptů je nemožnost udávání přímo dříve nadefinovaných (přiřazených) názvů jednotlivých registrů (tzv. tagy), ale jen přímo čísla registrů. Takže nelze do skriptů přímo napsat např. hodnota1=hodnota2, ale je nutné napsat např. D0010=D0012 (do datového registru 10 se překopíruje hodnota z datového registru 12). Alespoň, že součástí okna psaní skriptů je "přiřazovač", kde vyberete požadovaný název tagu a do syntaxe se automaticky doplní jeho číslo registru.

Příklad "textového" programování částí programů (podprogramů) pomocí syntaxe podobné jazyku C. To se velmi hodí např. pro realizaci výpočtů. Navíc i zde je přítomný seznam dostupných příkazů i jejich syntaxe, takže není nutné nic nikde hledat. Pouze nelze do skriptů psát přímo vytvořená pojmenování jednotlivých registrů, ale jen jejich čísla.

Nahrávání a ladění programu v PLC

Nahrávání a ladění aplikace v PLC IDEC SmartAXIS FT1A je možné buď velmi jednoduše a rychle prostřednictvím také standardně vestavěného miniUSB výstupu (USB Device režim). Celá procedura je velmi snadná, kdy prostě jen v softwaru WindLDR program uložíte a pak kliknutím na ikonu "Download" vyberete podpoložku "Convert", Download, and Monitor" a vytvořený program se přeloží a rovnou nahraje do připojeného PLC a rovnou i spustí. Současně PC software hned automaticky přejde do režimu vizualizace funkce softwaru / ladění "Monitor", kde lze sledovat stav všech proměnných a registrů PLC, měnit jejich hodnoty z PC apod.

K dispozici je i funkce "Simulace", tedy testování programu jen v PC bez připojeného PLC, což je v případě řešení funkce algoritmů během programování velmi užitečné. Navíc simulace podporuje i simulaci sériového přenosu dat, což není běžně u konkurenčních výrobců moc obvyklé.

Nahrát program do PLC z PC lze buď prostřednictvím mini USB Device konektoru nebo prostřednictvím Ethernetu. Po nahrání lze spustit funkci "Monitor", která v reálném čase zobrazuje stavy proměnných i "aktivní vlákna" programu a lze měnit hodnoty v paměti PLC i stavy proměnných. Podobně funguje i režim simulace, kdy lze to samé provádět bez připojení PLC, kde běh PLC simuluje počítač.

Přehled vlastností PLC IDEC FT1A-B24RA (dle výrobce):

Kompaktní provedení s upevněním na DIN lištu či na desku.
Provedení napájení: 24 VDC.
Rychlost zpracování instrukcí: 950 μs/1 000 programových kroků, skenovací cyklus 2 ms.
Interní paměť: 48 kB.
Programovací port: vestavěný miniUSB.
Datová komunikace: Ethernet (podpora Modbus TCP), RS-232 nebo RS-485 (podpora Modbus RTU).
Vzdálené I/O: možnost rozšíření počet vstupů / výstupů až na 144 připojením dalšího SmartAXIS PLC přes Ethernet.
Vstupy: 16 sink vstupů pro vstupní napětí 24 VDC s následujícími možnostmi:
- 4 analogové vstupy alternující s dvoustavovými vstupy, rozsah 10 bitů, režim napěťový 0-10V,
- vysokorychlostní čítače jednofázové polohování 100 kHz/4 vstupy nebo dvoufázové 50 kHz/2 vstupy,
- 6 vstupů s možností funkce přerušení běhu programu, vyvolání událostí, měření frekvence.
Výstupy: 8 reléových výstupů (4x 10 A reléový výstup a 4 x 2 A reléový výstup).
Další: RTC hodiny.
Programování: software WindLDR / Automation Organizer (snadná konfigurace dat a změna parametrů, ladder diagram, funkčních bloky, skripty v jazyku C).
Celkové rozměry: 120 x 90 x 60 mm.
Krytí: IP20.
Provozní teplota: 0 až 55°C.

Závěr

PLC IDEC SmartAXIS FT1A-B24RA představuje v oblasti kompaktních PLC za prodejní cenu necelých 4000,- Kč bez DPH (společnost REM-Technik s.r.o.) velmi dobrý prostředek k vytvoření méně náročných řídicích aplikací.

Velmi kladně hodnotím moderní vývojový softwarový balík "Automation Organizer", dodávaný s PLC zdarma, který nabízí velmi pěkné, přehledné a intuitivní prostředí pro ovládání a programování PLC. Také nahrávání programu do PLC přes USB či ethernet nevyžaduje žádné speciální programovací kabely, což je příjemné zvláště pro práci v terénu či servisní techniky.