Jste zde

Jak snadno se programuje PLC IDEC MicroSmart ?

Antonín Vojáček, 22. Červen 2009 - 21:06

V tomto článku jsem se pokusil stručně popsat základní praktickou práci s vývojovým softwarem WindLDR v5.33 a ukázat, jak se PLC FC4A-C10R2 programuje. V druhé polovině článku je pak ukázka praktického jednoduchého programu pro řízení separace kovem kontaminovaných produktů.

V článku "TEST - Malé PLC IDEC MicroSmart " zveřejněném před nedávnem na serveru automatizace.hw.cz jsme si představili jednoduché základní PLC FC4A-C10R2 řady MicroSmart společnosti IDEC. Jak jsem v něm slíbil, že se k němu vrátíme v podobě nějaké praktické ukázky programování, tak ten čas právě nastal. Uvedený typ programovatelného automatu představuje skutečně jen to základní, co od PLC můžeme chtít, ale i to stačí pro jednoduché úlohy řízení domácích i průmyslových aplikací vyžadujících logické funkce, porovnávání stavu, čítání a časování nebo sekvenční logiku. To vše bez potřeby nějaké výrazné znalosti logických obvodů nebo integrovaných součástek. Prakticky je tento typ vhodný jak svým provedením, tak i cenou do 3000,- Kč i neprofesionálním pracovníků a bastlířům, kteří si třeba ani nikdy žádná elektronická zařízení nestavěli, ale umí si zapojit jednoduchá elektrozapojení. Samozřejmě od tohoto základního typu nelze očekávat síťovou komunikaci nebo nějakou sofistikovanou vizualizaci dat, i když jednoduché zobrazení a ovládání tlačítky je zde možné. Složitější věci i různá modulová rozšíření o další vstupy a výstupy, včetně analogových a i síťovou RS-485 komunikaci umí další zástupci rodiny PLC MicroSmart.

Fotky PLC MicroSmart, konkrétně základního typu FC4A-C10R2, na kterém jsem vyzkoušel následující programování

Jak se ovládá software WindLDR v5.33

PC software WindLDR v5.3 pro OS Windows je vývojovým prostředím pro programování PLC IDEC MicroSmart, tedy i mého základního PLC FC4A-C10R2, které mi zapůjčila společnost REM-technik s.r.o. WindLDR jsem obržel společně s PLC na CD-ROMU. Verze 5.33 však v mém případě je pouze jako upgrade verze 4.5, která byla také na CD. To znamená, že nejdříve je nutné nainstalovat verzi 4.5 a až poté vás pustít instalátor v5.3 jej nainstalovat. Sice trošku krkolomné, ale pak se již bez problémů WindLDR v5.3 nainstaluje a lze jej spustit a i s jeho pomocí bez problémů navázat komunikaci s PLC připojeným k PC přes speciální RS-232 kabel dodaný s PLC (jako součást kitu). Ale popořádku.

Software je v celku jednoduchý na ovládání a pokud jste již někdy s nějakým PLC pracovali, nebude vám po cca 1 hodině "osahání kde, co a jak" problém s ním pracovat. Nový program se začíná klasickou volbou "File / New", kde nedostanete nic jiného než u programátorů tolik nepopulární prázdnou stránku, zde s prvním řádkem liniového diagramu. Ale zde není problém z nejbližší vyšší klikací lišty nástrojů začít na obrazovku "sázet" jednoltivé prvky. Ano ideálně by jste ještě měli nejdřívě vybrat PLC (Configure / PLC Selection), které je program určen a kam se bude později nahrávat. Ale to lze provést kdykoliv později, pokud jste v programu nepoužili více prostředků (vstupů, výstupů a dalších prvků), než dané cílové PLC má k dispozici.

Jednotlivé prvky se vkládají tak, že kliknete na příslušnou ikonu a pak již jen klikáte na místa, kam ji chcete vložit. Tedy žádné přetahování, které zde nefunguje. Po vložení nějakého prvku, například vstupu PLC, se vám otevře tabulka pro zadání parametrů. U vstupu jde o volbu jaký fyzický vstup se má použít, jak jej chcete pojmenovat v programu a můžeme přidat komentář. U složitejších prvků, jakým je například časovač, se volí i další parametry jako rozsah časování (jednotky ms, s apod.) a tzv. preset, tedy hodnota po jejímž uplynutí se na výstupu časovače vygeneruje puls. Jiné prvky, jako například "SOTD" nebo "SOTU", které zajišťují reakci na sestupnou, resp. vzestupnou, hranu, naopak nevyžadují žádné nastavení. Důležité je zde poznamenat, že jako označení prvku není možné použít českou diakritiku, tedy například místo "čidlo" je nutné napsat "cidlo", a že nelze použít název, který již má jiný prvek nebo proměnná. Komentář pak může být libovolný, tedy i s diakritikou.

Hotový program je nutné před simulací nebo nahráním do PLC přeložit ("Compile / Compile"), čímž se zkontroluje i správnost syntaxe. Poté je možné program již nahrát do PLC ("Online / Download") a případně spustit "Monitor" (Online / Monitor), což je emulátor, který nám vizualizuje běh programu na PLC (ukazuje stav vstupů/výstupů, interních "relé", časovačů apod, umožňuje měnit stavy prvků, kontrolovat běh programu atd.). Celé to lze však zařídit jednim stiskem volby "Compile / Compile, Download, Monitor". Předtím je však dobré nastavit RS-232 komunikaci, což však ve většině případů dobře provede automatická konfigurace.

Tímto způsobem jsem si vyzkoušel vytvořit následující jednoduchý prográmek pro řízení separace produktů kontaminovaných kovovými částicemi, který by mohl sloužit v PLC jako doplněk k jednoduchým detektorům kovů.

Reálné obrazovky ukazující práce se vstupy a výstupy u PLC MicroSmart
(pro zvětšení klikněte na obrázek)

Reálné obrazovky ukazující nastavení bloku sekundového časovače TML na časování 10 sekund a
volbu nahrání programu do PLC (pro zvětšení klikněte na obrázek)

Jednoduchý program pro šíření separace produktů

Když jsem už měl PLC na stole, zkusil jsem si na něm hned udělat jednoduchý prográmek, který možná za několik měsíců využiji u jednoho zákazníka. Jde o přesné časové řízení separace kovem kontaminovaných produktů na základě informace přítomnosti kovových částí od detektoru kovů a signálu o přítomnosti produktu od optozávory.

Úkol:

Vyhodnotit signál od detektoru kovů (sepnutí relé) o přítomnosti kovu v produktu a signál od přítomnosti produktu od optozávory (sepnutí výstupu při přerušení paprsku) a přesně načasovat následný vzdálený separátor, že má produkt vystrčit z dopravního pásu, po kterém se produkt skrz optozávoru, detektor kovů i přes separátor pohybuje.

Řešení:

Zaregistrovat nový produkt při průchodu optozávorou a od jejího přerušení paprsku začít počítat časové zpoždění dané dopravní rychlostí pásu, pro případnou přesnou aktivaci separátoru. Zároveň zaregistorovat signál od detektoru kovů (sepnutí relé), který určí zda se má po uplynutí časového limitu (zpoždění) aktivovat separátor. Pokud detektor kovů signál nevydá (produkt nemá kov), nechat časový limit proběhnout bez využití a čekat na další produkt (nový start časování). Dále je nutné řídit funkci separátoru prostřednitvím doby, jak dlouho má být separátor v aktivní pozici (časová doba separace). Po provedení separace, tj. uplynutí časového limitu zpoždění i doby separace, čekat na další produkt (sepnutí optozávory).

Popis programu:

Program je v základním provedení bez "kudrlinek", tedy bez kontroly zahlcení detektoru kovů / zablokování produktu (optozávora zůstane sepnuta příliš dlouho). Nejdříve se provede sejmutí výstupy optozávory (vstup s názvem "optozávora", fyzicky u mě DC IN0) a v kladném případě nastaví vnitřní M "relé" PLC pojmenované jako "Produkt". Reakci na náběžnou hranu zajistí blok SOTU. To pak iniciuje spuštění časovače TML, který začne odečítat čas od nastavené Preset hodnoty. Rychlost odečítání závisí na nastavení jednotek časovače, v mém případě nastaveny sekundy, takže časovač odečítá 10 sekund. Paralelně s tím se sleduje signál od detektoru kovů (vstup s názvem "detektor, fyzicky u mě DC IN1) a v případě kladného výsledku (sepnutí kontaktu relé) a zárověň při přítomnosti produktu (aktivní stav vnitřního relé "produkt"), nastaví se vnitřní relé s názvem "kov". To dává dalšímu běhu programu informaci, že se po uplynutí časového zpoždění bude provádět separace. Svázání signálu detektoru a informace o přítomnosti produktu zajistí, že se separátor aktivuje jen v případě, že je přítomen produkt, a ne například v případě, kdy někdo strčí do detektoru zezadu třeba ruku, která je díky své dobré elektrické vodivosti detektorem vyhodnocena jako kov.

Zdrojový "zápis" programu ve formě vývojového diagramu (pro zvětšení klikněte na obrázek)

V případě, že vypršelo zadané časové zpoždění, tak první časovač TML s názvem "dopr. zpozd." shodí stav vnitřní proměnné "produkt" a sestupná hrana díky prvku SOTD nastaví vniřní proměnnou "konec". Ta v případě, že je nastavena proměnná "kov" spustí separaci relizovanou jako sepnutí výstupního relé PLC (u mě Ry.OUT0) a zároveň spustí TML časovač "del.separace", zde 3 sekundy. Sestupná hrana shozeného signálu separace mimo rozepnutí kontaktu relé PLC pak zároveň zruší platnost proměnné "kov". Tím cyklus končí a vše začíná nanovo.

Pokud není aktivována proměnná "kov" během časování TML dopr.zpozd., nic se nestane a po uplynutí času se jen shodí proměnná "produkt" a opět se čeká na aktivní vstup "optozávora". Stejně tak pokud sice detektor zahlásí vstupem "detektor" přítomnost kovu, ale není aktivována proměnná "produkt", nic se nestane.

Konfigurace a příklady zapojení vstupů a výstupů PLC MicroSmart FC4A-C10R2

Nahrání do PLC a odzkoušení

Po zprogramování jsem nevyužil služeb simulátoru, i když ten je tak k dispozici, ale protože jsem měl k PC přímo připojené PLC, provedl jsem překlad volbou "Compile" a volbou "Download" nahrání do PLC. Samozřejmě PLC musí být připojeno na napájecí napětí, v mém případě 230 V AC ze zásuvky. V tomto směru chci upozornit na manipulaci s PLC po jeho zapnutí, protože šroubovacích svorek a tedy i fáze 230 V se lze vcelku snadno dotknout. Poté volbou Monitor se na obrazovace objeví stejný liniový diagram, jako jsem naprogramoval, ale teď jsou na něm zobrazeny aktuální stavy vstupů a výstupů a proměnných. Přivedení napětí 24 VDC například z výstupu vestavěného zdroje na vstup DC IN0 "optozávora", se aktivuje časovač, a pokud se během 10 sekund přivede krátce napětí i na vstup PLC DC IN1, dojde pak k sepnutí výstupního relé "Ry.OUT0".

Reálné obrazovky ukazující nastavení testování / monitorování běhu programu pro řízení separace
v PLC MicroSmart FC4A-C10R2 (pro zvětšení klikněte na obrázek)

Závěr

I když obecně programování prostřednictvém liniového (reléového či žebříčkového) schéma nemám zrovna moc v lásce, ve vývojovém prostředí WindLDR v5.33 to zase není špatné. Jeho funkce je docela dobře "čitelná" a většinu funkcí najdete i bez nápovědy. Načtení do PLC i následné sledování / ladění programu také probíhá docela bez problémů. Takže pokud k tomu přistupujete s tím, že od toho nic zvláštního nečekáte, budete asi spokojeni. A zvláště, když to stojí jen několik málo tisícovek, což u PLC je málo, tak tomu člověk hodně věcí odpustí.

Antonín Vojáček
vojacek@ hwg.cz