Dnes
se podíváme na absolutní novinku v oblasti PLC. Tím je nová řada kompaktních
PLC od české společnosti ORBIT MERRET. Tu jste doposud nejspíše znali ve spojení
s různými jednoduchými panelovými měřidly, čítači a indikátory. Jenže v poslední
době se společnost rozhodla jít dále a vyvinula zajímavou řadu kompaktních PLC
s označením PLC OMC 8000, které na první pohled vypadají jako velmi jednoduché
programovatelné relé, ale jen klamou tělem.
Pod standardizovaným obalem se skrývá velmi zajímavý hardware poskytují až nečekané připojovací a komunikační možnosti. Standardně jsou implementované 12bitové analogové vstupy a výstupy již v základní CPU jednotce, 24bitové analogové vstupy/výstupy v rozšiřujícím modulu, RS-485, ethernetová a CAN, Profibus komunikace, slot pro microSD kartu a vestavěný WEB-server. Dále pak i podpora SCADA systémů a programování plně kompatibilní se standardem EN 61131-3 (CoDeSys).
Ale abych jen nechválil, provedení pouzdra, svorkovnic a některých logických vstupů zase naopak není úplně ideální. Tohle PLC je tedy spíše pro analogové snímání a datovou komunikaci. Ale pojďme po pořádku…
Základní
CPU jednotka
U každého PLC systému se musí začít stavět od tzv. základního modulu (CPU jednotky), který obsahuje výpočetní a řídicí jádro, obvykle dnes v podobě 32bitového procesoru, mikrokontroléru či SoC. Stejně tomu tak je i u PLC OMC 8000 společnosti Orbit Merret. Základní jednotka se stejným názvem jako celá PLC řada, tedy OMC 8000, je na výběr v několika provedeních, podle toho jaké je její napájecí napětí a v jakém provedení má spínané výstupy. Konkrétně zda je napájecí vstup na 230 V AC nebo na 24 V DC /AC a zda jsou spínané výstupy rychlé tranzistorové nebo pomalé, ale více zatížitelné reléové. Výstupů je však vždy 5 a zatímco tranzistorové provedení s odezvou menší než 0,15 ms může spínat max. 30 V / 300 mA, reléová verze s reakcí 8 ms může klasicky spínat i 230 V AC (až 10 A). Tedy v tomto směru shodný standard s většinou konkurence v této oblasti PLC. Jen mě napadlo, že je škoda, že doposud nikoho nenapadlo to u jednoho modulu kombinovat.
Základní jednotka také obsahuje logické / digitální vstupy a to v dost zajímavé kombinaci. Totiž 3 vstupy jsou jen čistě digitální, zatímco ostatních 6 vstupů je tzv. univerzálních a mohou pracovat buď jako analogové nebo jako digitální. První 3 čistě digitální jsou však bohužel v provedení jako u nejlevnějších programovatelných relé. Tedy doba odezvy slabých 20 ms, ale hlavně jejich spínací úroveň kopíruje hodnotu napájecího napětí.
Co
to znamená? V případě napájení 230 V AC vstupy rozliší až hranici napětí překračující
80 V. U 24 V napájení pak je hranice cca 12 V. Nevím jak vy, ale já nikdy v
životě nepotřeboval 230 V digitální vstupy, poněvadž ovládání či snímače mám
vždy 24 V. To v mém případě znamená, že 230 V napájecí verze je pro mě k ničemu.
Dospělá PLC pak i při napájení 230 V mají běžně 24 V vstupy. Tohle se tedy dle
mého názoru moc nepovedlo. Ale jsou jen 3, zatímco zbylých 6 univerzálních
vstupů je „jiné kafe“. Buď mohou pracovat jako
12bitové analogové vstupy s rozsahem 0 až 3/5/10 V, či s proudem 0/4-20 mA,
nebo jako měřicí vstupy pro měřicí odpory typu Pt100 či Pt1000. Frekvence měření
500 vz./s však znamená omezení se na signály s frekvencí max. 250 Hz. V digitální
formě pak umožňují přivést pulsní napětí až 30 VDC s frekvencí až 100
kHz, napojit PNP či NPN otevřený kolektor výstupů snímačů nebo dva dokonce použít
jako kvadraturní vstupy pro napojení inkrementálního enkodéru s frekvencí pulsů
až 1 MHz. A to je již dost slušné…A stále to není vše. Dva univerzální vstupy
také lze využít jako RS-485 rozhraní sériové sběrnice pro napojení na další
PLC, zařízení či například pro připojení HMI panelů. To se naopak Merretu zase
dost povedlo.
To vše však na druhou stranu trošku opět kazí hardwarové provedení neodnímatelných šroubových svorkovnic schovaných v plastovém pouzdru. V případě poruchy PLC a jeho výměny si tak servisní technik trošku více „mákne“, než všechny vodiče vyšroubuje a následně zase zašroubuje. Je to patrně daň za již mezi výrobci „standardizované“ provedení plastového pouzdra kompaktních PLC s LCD displejem, který je však zde v barevném TFT provedení. Ten je pak již opět klasicky doplněn 4 směrovými a 3 dalšími membránovými tlačítky, jejichž funkci lze naprogramovat v PLC programu. Jde tedy víceméně o klasiku, která dnes již nenadchne, ale je prostě již zaběhlá…
Pojďme se podívat na komunikační možnosti, výkon a další zajímavé věci. Z pohledu výkonu je toto PLC v nadprůměrné úrovni v porovnání s podobně vypadající konkurencí. Výrobce totiž uvádí zpracování bitové operace za 0,1 mikrosekundu, instrukce s word daty za 12 mikrosekund a výpočty s plavoucí řádovou čárkou za 18 mikrosekund. Tyto hodnoty jsou pak řádově podobné parametrům lepších řad kompaktních PLC (např. OMRON CP1L/CP1E či ABB AC500-eCo).
Datové komunikační schopnosti jsou asi u tohoto PLC největším trumfem. Za prvé je zde přítomna CAN sběrnice, která však zde primárně slouží pro připojení a komunikaci s rozšiřujícími jednotkami jichž může být až neuvěřitelných 31 a mohou být vzdáleny teoreticky až 40 m od základní jednotky. Dále tu máme klasické ethernetové rozhraní 100Base-T v podobě konektoru RJ-45 schovaném pod kulatou krytkou na čelním panelu vedle displeje. A nakonec je tu již zmíněná klasická sériová RS-485 sběrnice sdílená s dvěma univerzálními vstupy. S ethernetem pak souvisí i funkce implementovaného jednoduchého web-serveru, kterým lze dálkově monitorovat stav systému a sledovat či i měnit stav proměnných programu.
Nakonec
je nutné zmínit slot pro microSD kartu o velikosti až neuvěřitelných 35 GB „u
paty“ na levé boku základní jednotky či dnes již i u konkurence běžný obvod
reálných hodin RTC pro potřeby realizace kalendáře a přesného dlouhodobého časového
spouštění a řízení běhu programu.
Rozšiřující moduly
Samozřejmostí i menších kompaktních PLC systémů je široká nabídka rozšiřujících modulů, které umožní systém vybavit potřebnými vstupy, výstupy a komunikačními rozhraními. Ty společně se základní CPU jednotkou komunikují prostřednictvím CAN sběrnice, kterou jsou zároveň i napájeny. K jednomu základnímu modulu jich může být propojeno až 31 na vzdálenost teoreticky až 40 m.
Na
tomto místě bych rád upozornil na věc zveřejněnou již v úvodu, tedy 24bitové
velmi přesné analogové vstupy s přesností měření 0,02% rozsahu a vzorkovací
frekvencí 40 až 100 vz./s. Samozřejmě jsou pak v nabídce i standardní 12 bitová
provedení poskytují větší vzorkovací rychlost (až 500 vz./s). Moduly analogových
výstupů jsou pak 16bitové a navíc obsahují i logické (binární) vstupy. A právě tyto zmíněné parametry patří obecně u
PLC ke špičce a to nejen u kompaktních automatů.
V nabídce jsou následující moduly:
- Moduly digitálních vstupů s odezvou 20 ms
- Moduly digitálních výstupů s tranzistorovými výstupy, reléovými výstupy a i kombinovaná verze 5+5
- Moduly analogových vstupů:
- 12bit. univerzální (0…3/10/30 V, 0/4…20 mA, Pt1000/Ni1000, PNP/NPN vstup, kvadraturní vstup)
- 12 bit. odporové teploměry (Pt100/500/1000, Ni1000, Cu50/100)
- 12 bit. termočlánky (typ J / K / T / E / B / S / R / N / L)
- 12 bit. lineární potenciometr (větší než 500 ohmů)
- 24 bit. přesný analogový (60 až 1200 mV, 0…20 mA, 2 až 100 V, Pt50 až 1000, Cu50/100, Ni1000/10000, termočlánky, linear. potencometr)
- 24 bit. velmi přesný lineární potenciometr
- 24 bit. pro měření střídavých signálů do 400 Hz (0 až 150 mV, 0 až 450 V, 0 až 5 A)
- Moduly analogových výstupů a základních logických vstupů – 16bit. napěťové výstupy 0…2/5/10 V, 0/4 až 5/20 mA s přesností 0,1% rozsahu
- Moduly tenzometrických vstupů doplněné digitálními vstupy a výstupy (2 tenzometrické vstupy + 8 logických vstupů + 6 spínaných výstupů) – poskytují 2 vstupy pro tenzometry s rozsahem 1…4 mV, 2…8 mV, 4…16 mV s převodem na 24 bitů a 6 drátovým připojením.
- Komunikační moduly – moduly s RS-232 a RS-485 s protokoly ASCII, MESBUS, MODBUS RTU, dále CAN, PROFIBUS-DP či GSM bezdrátový modem pro řízení prostřednictvím SMS.
Z výše uvedeného je patrné, že nabídka je neobyčejně rozsáhlá.
Programovací software
Pro
programování PLC využil Orbit Merret již existujícího programovacího a vývojového
softwarového prostředí MULTIPROG pro PC s operačním systémem Windows německé
společnosti KW-Software. Konkrétně verzi MULTIPROG Expres, která je zjednodušenou
verzí programovacího systému MULTIPROG. Tento poměrně jednoduchý programovací
nástroj se zaměřuje především na méně složité programování aplikací pro PLC
a je proto vhodný i pro začínající programátory automatů. I přesto však poskytuje
širokou škálu již zavedených a osvědčených funkcí a postupů pro vytváření uživatelských
programů a celých projektů. Toho je dosaženo díky 100% kompatibilitě s programovacím
standardem IEC 61131-3, podobně jako známější software CoDeSys společnosti 3S.
MULTIPROG je tak s CoDeSysem v základních programovacích mechanismech prakticky
totožný, což je určitě výhoda.
Zmínit lze například:
- IEC model programu, který strukturuje kód programu do strukturovaných jednotek
zvaných POU ( Program Organization Units), kde každá POU obsahuje část kódu
a deklaraci proměnných programu v některém z programovacích režimů.
- Místo přímého adresování vstupů, výstupů a návěští (Flags) se využívají
proměnné podle standardu IEC 61131. Podobně s vyššími programovacími jazyky,
zde proměnné použité v projektů musí být deklarovány a lze rozdělit globální
a lokální data.
- Je možné provádět deklaraci datových typů, kde se definuje formát, velikost, možný rozsah hodnot a možnost zadání počáteční hodnoty proměnných. IEC pak v sobě definuje základní datové typy, jako jsou BOOL, BYTE, INT, WORD, DWORD, REAL, a další. Mimo to lze definovat i rozsáhlejší struktury jako jsou například pole dat (arrays).
Programováním se zde rozumí symbolické programování (symbolic programming). Dle IEC standardu jsou následující programovací režimy:
- Seznam instrukcí (IL)
- Strukturovaný text (ST)
- Liniové (žebříčkové, reléové) schéma LD
- Schéma funkčních bloků (FBD)
- Sekvenční funkční diagram (SFC)
Kromě toho poskytuje MULTPROG Express i některé další funkce a mechanismy jako například obsluhu výjimek a událostí nebo vložení a zjednodušenou manipulaci s proměnnými. Na druhou stranu má verze Express omezenu strukturu hardwaru. Na jeden projekt je povolena jedna konfigurace, jeden zdroj a pět úkolů.
Dále software MULTIPROG Express například obsahuje:
- manažer projektu, včetně vedení knihoven
- průvodce projektem a editací
- optimalizovaný grafický editor pro co nejsnadnější programování v LD a FBD
- textový editor se zvýrazněním syntaxe a IntelliSense
- tabulkově orientovaný editor proměnných pro deklarace proměnných a jejich zabezpečení
- křížové odkazy k dispozici v okně editace a režimu ladění
- kompilace kódu, který je optimalizován jen pro změněné části
- rozšířený simulační režim typu „Integrované PLC“
- ladění a uvádění do provozu, logický analyzátor, návěští, krokování, real-time přepisování stavů
- časové okno s průběžnou informací o stavu aplikace
- podrobný systém nápovědy, včetně syntaxe jednotlivých příkazů
- uživatelské rozhraní též v českém jazyce
- atd.
Závěr
PLC Orbit Merret podle dostupných informací tak vypadá velmi zajímavě a hlavně použití 24bitových A/D převodníků u univerzálních či analogových modulů konečně výrazně posouvá možnosti programovatelných automatů i pro zpracování analogových signálů. Zákazníci vyžadují stále větší přesnost měření a již 12bitové převody jsou dnes například v prostředí průmyslového vážení málo.
Poznámka na závěr: Bližší informace o nových PLC Orbit Merret OMC najdete v katalog OMC.pdf .
Vytvořil na základě informací výrobce: Antonín Vojáček
DOWNLOAD & Odkazy
- Stránky společnosti Orbit Merret - www.merret.cz
- Odkaz na katalog o PLC řady OMC 8000 - www.merret.cz/data/mailing/katalog%20OMC.pdf
- Přehled novinek Orbit Merret pro rok 2011 - www.merret.cz/data/mailing/Prehled_OM_2011_1_CZb.pdf
- Další články o PLC (Siemens, ABB, OMRON, Fatek, Crouzet, IDEC, Unitronic a dalších) najdete na stránkách serveru automatizace.HW.cz v sekci plc-automaty
