Programovanie PLC – aplikácia pre riadiacu jednotku UniPi Axon M205 so systémom Mervis

Mikrokontroléry

24.2.2020

V predchádzajúcom článku zo série programovanie PLC sme predstavili riadiacu jednotku UniPi Axon M205. Programovanie tejto riadiacej jednotky s implicitne nainštalovaným systémom Mervis pomocou diagramu funkčných blokov (FBD) je jednoduché a intuitívne

Zapojenie a príklad jednoduchej aplikácie pre UniPi Axon M205 je vo videu

Pripomíname, že PLC UniPi Axon M205 využíva napájacie napätie 24 V a má 20 digitálnych vstupov (DI), u ktorých softvér indikuje logickú 1, ak je napätie na vstupe v rozmedzí 5-35V. Logická 0 je potom indikovaná v prípade poklesu napätia na vstupe pod 3.5V a jeden analógový vstup AI, ktorý disponuje tromi módmi merania: meranie jednosmerného napätia v rozsahu 0-10V, meranie jednosmerného prúdu v rozsahu 0-20mA a meranie odporu do 2kOhm. Na ovládanie pripojených zariadení sú k dispozícii 4 digitálne výstupy (DO) spínané tranzistormi NPN (otvorený kolektor) schopné ovládať zariadenie do 50V a 750mA, ktoré podporujú aj PWM, 14 reléových výstupov RO ktoré môžu spínať aj sieťové napätie 250 V a 1 analógový výstup (AO) ktorý môže fungovať ako napäťový v rozsahu 0-10V alebo prúdový v rozsahu 0-20mA. ventily, stmievače osvetlenia a pod. Súčasťou komunikačnej výbavy je dvojica sériových liniek RS485 a 1-Wire zbernica.

Hlavná podporovaná platforma používaná pre jednotky UniPi je riadiaci systém Mervis. Táto platforma je vyvíjaná podľa štandardu IEC 61131-3 pre programovanie PLC. Runtime Mervis je v riadiacej jednotke už predinštalované, a v prípade potreby sa dá do PLC nahrať iný obraz systému. Vývojové prostredie Mervis IDE je k dispozícii zdarma a je plnne funkčné, vrátane prepojenia s hardvérom. Súčasťou dodávky riadiacich jednotiek Axon je aj licencia, ktorá je potrebná len na pripojenie k proxy serveru a ukladanie údajov v online databáze.

V článku ukážeme jednoduchú aplikáciu typu „blinky“, ktorá bude striedavo spínať a vypínať digitálne a reléové výstupy. PLC sme pripojili k routru a vývojársky počítač s Windows máme pripojený cez WiFi.

V menu File → New Solution vytvorte nový projekt, alebo radšej ho volajme riešenie. Môžete nastaviť jednoduchý, alebo úplný mód. Jednoduchý mód určený pre začiatočníkov vytvorí „chrbticu“ celého riešenia - definuje základné programy, automaticky generuje mapovanie premenných atď. V tomto móde však môžete využívať len grafické programovanie pomocou diagramu funkčných blokov (FBD). V režime Full musíte všetko nastaviť sami.

V ďalšom kroku pripojíte PLC. V ľavom paneli v záložke Solution aktivujte kontextové menu pre položku System a zvoľte položku Add Controller. Ako metódu vyhľadávania zvoľte UDP Broadcast.

Následne povoľte stiahnutie informácií o konfigurácii z PLC do vývojového prostredia. Dvojklikom na položku PLC sa otvorí záložka PLC. Vo Full móde musíte pripojenie vytvoriť pomocou položky kontextového menu Add Channel a musíte pridať knižnicu. Pokračujeme vytvorením programu v projekte . V kontextovom menu položky Executable projects na ľavom paneli vytvorte program pomocou položky Add New Project. V projekte pomocou položky Add program vytvorte nový program. Pri vytváraní programu si môžete vybrať, či bude typu FBD, čiže diagram funkčných blokov, alebo ST, čiže textové programovanie.

My sme vytvorili program typu FBD a zobrazilo sa nám okno, kde môžeme realizovať grafický návrh. Zatiaľ sme pripojili PLC, nakonfigurovali prístup k vstupom a výstupom a vytvorili štruktúru spustiteľného projektu. Vytvorili sme tiež hlavný program, zatiaľ bez aplikačnej logiky.

Posledné, čo treba urobiť v tomto minimalistickom riešení, je povedať PLC, ktorý program sa musí spustiť po štarte. Toto sa nazýva Task, čiže úloha. Task vytvoríte kontextovým menu plochy okna. Následne kliknite na prázdne miesto v stĺpci Program Mapping a pridajte váš program do druhého okna.

Po týchto rutinných záležitostiach začneme vytvárať aplikačnú logiku. Pracovné okno vývojového prostredia je rozdelené na tri časti: Input area, kde devinujete vstupy, Logic Area, kde pomocou blokov vytvárate aplikačnú logiku a Output Area, kde sa definujú výstupy.

Ľavý panel prepnite na záložku FUPLA Box Explorer, kde nájdete ponuku funkčných blokov. Nájdite blok Pulse Generator (je v zložke Sources) a presunte ho na plochu aplikačnej logiky. Tento blok generuje impulzy s frekvenciou 1 Hz, pričom má dva výstupy Out a OutN. Druhý výstup je oproti prvému negovaný. Blok má vstup Enable, ktorý neskôr pripojíme na digitálny vstup s tlačidlom, ale zatiaľ ho znefunkčníme tak, že ba pravom paneli zrušíte označenie v stĺpci Visible, takže blok bude generovať pulzy stále.

Keď na ploche výstupov aktivujete kontextové menu a v ňom položku Global Variables a následne Insert Existing Variable, zistíte, že v ponuke nie sú žiadne výstupy. Aby ste ich v ponuke mali, je potrebné v kontextovom menu názvu riadiacej jednotky na ľavom paneli aktivovať položku Set Autogen.

Teraz už môžete vybrať digitálny výstup DO1.01 a reléový výstup RO2.01. Fungovanie programu si môžete overiť pomocou kontrolných LED diód aj keď v výstupom nemáte nič pripojené. Program zostavíte tlačidlom Build a do PLC zavediete pomocou tlačidla Deploy na toolbare.

V ďalšom kroku povolíme pre generátor vstup Enable a pripojíme ho na digitálny vstup DI.101, ku ktorému máme pripojené tlačidlo. Teraz budú výstupy spínané, len keď držíte tlačidlo. Príklad je ukázaný vo videu.