Jste zde

Snadné rozšíření vstupů PLC s optickým oddělením

Milan Kořínek, Slavomír Skopalík, David Stoniš, 28. Červenec 2009 - 19:24

Jak už nadpis napovídá, v tomto článku se budu snažit o rozbor problematiky rozšiřování vstupů zařízení bez nutnosti připojovaní dalších modulů nebo periferií. Ve své práci jsem se už několikrát setkal s problémem nedostávajících se vzájemně galvanicky oddělených vstupů, s nemožností připojení dalších vstupních modulů, ať už z důvodu ceny nebo nedostatku místa.

Na českém trhu jsem nenašel osminásobný optický oddělovač, které by splňoval moje požadavky. Jedním z možných řešení se ukázal modul optického oddělovače s multiplexerem. Při zhotovování tohoto modulu jsme se snažili hlavně zaměřit na následující body:

jednoduchost
nízká cena, která nesmí překročit cenu vstupních modulů PLC
snadná výroba

Princip funkce

Na obrázku č. 1 je schéma zapojení optického oddělovače s funkcí multiplexeru. Oddělovač má v emitorech výstupních tranzistorů zapojenou diodu, díky níž je umožněno spojovat jednotlivé výstupy dohromady a tak řadit optický oddělovač do multiplexeru.

Obr. č. 1: Schéma zapojení optického oddělovače

Schéma zapojení optického oddělovače jako multiplexeru s PLC je na obrázku č. 2. Pomocí výstupů Q0 a Q1 jsou adresovány multiplexované vstupy - Input A nebo Input B. Pokud není nastaven PLC výstup Q0 a Q1, jsou výstupy multiplexeru v log. 0. Jsou – li oba výstupy Q0 a Q1 v log. 1, pak je mezi vstupy multiplexeru Input A a InputB realizována funkce OR. Pro čtení dat z multiplexeru se musí nastavit jen jeden z výstupů Q0 nebo Q1 a počkat dobu tp,, než jsou na výstupu multiplexeru k dispozici platná data. Z obrázku č. 3 je patrné, jak probíhá čtení z optického oddělovače zapojeného jako čtyřvstupý multiplexer.

Problém může nastat u sběrnicových systému (Profibus, CIB,...), kde se vytváří obraz vstupů a výstupů, díky čemuž nejsou data okamžitě čtena/zapsána na fyzické vstupy/výstupy. Například u sběrnice CIB od Inelsu může trvat doba obsloužení všech zařízení na sběrnici až 150 ms. Tuto skutečnost je nutné zohlednit při psaní programu pro čtení dat z multiplexeru.

Obr. č. 2: Schéma zapojení optického oddělovače ve funkci multiplexeru s PLC

Propojení multiplexeru s PLC S7/200

U PLC řady S7/200 se programová smyčka skládá ze tří částí: Čtení vstupů, vykonání programu, zápis na výstup. Není garantováno, že dojde k fyzickému zápisu na výstupy PLC dříve než ke čtení vstupů. Dále je nutné počítat s nenulovou vybavovací dobou výstupů multiplexeru. Z těchto dvou důvodů je čtení z multiplexeru uskutečněno ve čtyřech programových smyčkách:

V první programové smyčce je adresována část Output A.
V druhé programové smyčce se přečtou vstupy multiplexeru Input A.
V třetí programové smyčce je adresována část Output B.
Ve čtvrté programové smyčce se přečtou vstupy multiplexeru Input B.

U filtrace vstupů je nutné nastavit čas tak, aby byl kratší, než je nejkratší možná programová smyčka PLC, jinak může dojít ke ztrátě dat.

Obr. č. 3: Časový diagram

Technické parametry:

Počet vstupů: 8
Parametry vstupu: 8 x samostatně izolovaný, 24 V/14 mA
Parametry výstupu: 2 x 4 otevřený emitor, 24 V/8 mA
Izolační napětí: Uiso max = 500 V
Možnost montáže: DIN lišta 35 mm
Rozměry (D x Š x V): 50 x 92 x 69

Závěr

Optický oddělovač ve funkci multiplexeru je vhodný pro děje s periodou větší než 200 μs.
Celé zapojení je velmi jednoduché, cenově a časově nenáročné.

Mezi jeho výhody patří: