В современных системах АСУТП широко применяются ПЛК для обработки данных с датчиков. В большинстве таких систем также применяются инструменты визуализации технологического процесса, например панели визуализации. Отечественная компания ОВЕН объединила ПЛК и панель визуализации в одном устройстве – сенсорном панельном контроллере (СПК). СПК позволяет управлять внешними устройствами и опрашивать различные модули по протоколам Modbus RTU/ASCII/TCP, Owen через COM-порт. Применение СПК также возможно в различных системах автоматизации [7–10].
В статье рассмотрен пример опроса датчика вибрации ZETSENSOR отечественной компании ZETLAB с помощью СПК207 компании ОВЕН по протоколу Modbus RTU.
Для реализации данного проекта необходима предварительная настройка датчика и коммуникационного порта контроллера. Настройка датчика производится в программной среде ZETLAB. Для датчика и COM-порта контроллера устанавливаются одинаковые параметры связи.
Настройка параметров связи СПК выполняется в программной среде CoDeSys v.3. В данной среде необходимо добавить порты COM, Modbus Master и Modbus Slave и настроить их согласно выбранным для работы параметрам. Используемые в проекте параметры связи COM – порта СПК207 приведены на рис. 1.
Рис. 1. Параметры связи COM-порта
Рис. 2. Настройка порта Modbus Master
Рис. 3. Каналы порта Modbus Slave
После этого следует настроить порт Modbus Master согласно рис. 2, а для порта Modbus Slave добавить каналы опроса датчика (рис. 3). Для порта Modbus Slave также необходимо указать Modbus-адрес применяемого датчика, который по умолчанию равен 3. В проекте использованы каналы с регистрами хранения (Holding registers).
Таблицу адресов параметров датчика можно получить с помощью специальной утилиты ZET7xxxServiceWork, которая устанавливается вместе с пакетом ZETLAB. Адреса параметров датчика, используемые в проекте, приведены в таблице.
Затем необходимо соотнести переменные во вкладке ModbusGenericSerialSlave Соотнесение входов/выходов (рис. 4). В программе CoDeSys v.3 переменные объявляются в приложении PLC_PRG.
Адреса параметров датчика, используемые в проекте
|
Название параметра |
Адрес, WORD hex (WORD dec) |
Адрес в структуре, WORD hex (WORD dec) |
Тип данных |
Количество регистров (в словах) |
Принимаемые значения |
|
Ось X (Параметры изменения), ID=0xd0, адрес =0x10 (16) |
|||||
|
Текущее измеренное значение (в ед. изм.) |
0x14 (20) |
0x04 (04) |
Float (тип 6) |
2 |
Произвольное значение (только чтение) |
|
Ось Y (Параметры изменения), ID=0xd0, адрес =0x38 (56) |
|||||
|
Текущее значение канала (в ед. изм.) |
0x3c (60) |
0x04 (04) |
Float (тип 6) |
2 |
Произвольное значение (только чтение) |
|
Ось Z (Параметры изменения), ID=0xd0, адрес =0x60 (96) |
|||||
|
Текущее значение канала (в ед. изм.) |
0x64 (100) |
0x04 (04) |
Float (тип 6) |
2 |
Произвольное значение (только чтение) |
Рис. 4. Соотнесение переменных
Рис. 5. Меню диспетчера устройств ZET
Рис. 6. Вкладка настроек параметров связи преобразователя интерфейсов ZET7070
Настройку параметров связи датчика ZETSENSOR следует производить в программной среде ZETLAB, которая поставляется в комплекте с датчиком. Настройка связи производится в диспетчере устройств ZET (рис. 5), который находится во вкладке Сервисные. Для конфигурации параметров связи следует кликнуть правой кнопкой мыши по строке преобразователя интерфейсов ZET7070 1775 и выбрать свойства. Откроется меню настроек преобразователя интерфейсов. В этом меню необходимо выбрать вкладку RS-485 и настроить выбранные параметры связи (рис. 6).
Для того чтобы СПК позволял сохранять данные с датчика на флэш-карту, необходимо разработать программу в среде CoDeSys v3 [1–2]. В данной статье рассматривается проект в среде CoDeSys, написанный на языке CFC. В программу из библиотеки ArchiverSPK необходимо вставить функциональный блок Archiver, с помощью которого будет производиться создание и запись архива данных [1–6]. Также следует создать массив архива данных. Затем необходимо элементам массива присвоить переменные, которые будут записываться в архив. После этого следует соотнести типы переменных в массиве и задать частоту записи переменных в архив.
Текст программы PLC_PRG приведен на рис. 7. Программа на языке CFC представлена на рис. 8.
На следующем шаге следует создать окно визуализации проекта (рис. 9).
В рассматриваемом проекте переменная Start_arch, которая запускает блок архивации, соотнесена с кнопкой «Начать архивирование».
После разработки программы необходимо подключиться к контроллеру. Если сеть Modbus настроена верно, то панель визуализации будет соответствовать рис. 10. Затем следует запустить контроллер и в сенсорном окне визуализации нажать кнопку «Начать архивирование» (рис. 10).
Рис. 7. Текст программы PLC_PRG
Рис. 8. Программа на языке CFC
Рис. 9. Окно визуализации проекта
Рис. 10. Окно визуализации в режиме онлайн
Рис. 11. Фрагмент архива в Microsoft Office Excel
В проекте в качестве устройства для записи архива используется USB flash-карта с объемом памяти 8Гб и с файловой системой FAT32. Архив записывается в папку archive в корневом каталоге флэш-карты с расширением .CSV. Архив можно просмотреть в Microsoft Office Excel (рис. 11). В первой колонке записывается время, во второй переменная X, в третьей переменная Y, в четвертой переменная Z.
В заключение следует отметить достоинства опроса датчиков с помощью СПК.
1. Минимальное количество проводов.
2. Обращение происходит напрямую к регистрам, что уменьшает время опроса.
3. Удобство работы с системой благодаря наличию визуализации на панели контроллера.
4. Наличие в СПК 207 функции записи на флэш-карту позволяет сохранять данные и в дальнейшем производить их обработку.