Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНТРОЛЛЕРА ОВЕН СПК207 ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ С ДАТЧИКА ВИБРАЦИИ ZETLAB ZETSENSOR ПО ПРОТОКОЛУ MODBUS RTU

Копытов С.М. 1 Ульянов А.В. 1 Коваленко М.В. 1
1 ФГБОУ ВО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»
Настоящая статья является обзорной и посвящена исследованию применения контроллера ОВЕН СПК207 для обработки данных с датчика вибрации ZETLAB ZETSENSOR по протоколу MODBUS RTU. Основным достоинством применения данного контроллера является сенсорная панель, которая позволяет визуализировать весь технологический процесс в режиме реального времени. Также данный контроллер может работать в режиме master, что позволяет ему по протоколам MODBUS конфигурировать и управлять находящимися в сети slave-устройствами. В ходе работы с датчика вибрации ZETLAB ZETSENSOR были получены данные, которые в дальнейшем были сохранены на внешнюю USB флэш-карту. Статья может быть полезной людям, работающим в области автоматизации технических процессов. Достоинствами опроса датчиков с помощью СПК являются: 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 строить необходимые характеристики.
контроллер
СПК207
Modbus
ZETLAB
1. Руководство пользователя: CoDeSys V3, установка и первый запуск Редакция 3.0 // Овен. Оборудование для автоматизации. URL: http://ftp.owen.ru/index.html/CoDeSys3/11_Documentation/00_CODESYS/CoDeSys3run_v3.0.pdf (дата обращения: 19.02.2016).
2. СПК Визуализация: руководство для начинающих и продвинутых пользователей // Овен. Оборудование для автоматизации. URL: http://ftp.owen.ru/index.html/CoDeSys3/11_Documentation/01_SPK/SPK_Visu_v.1.0.pdf (дата обращения: 19.02.2016).
3. СПК FAQ // Овен. Оборудование для автоматизации. URL: http://ftp.owen.ru/index.html/CoDeSys3/11_Documentation/01_SPK/SPK_FAQ_v.1.1.pdf (дата обращения: 19.02.2016).
4. СПК первый старт: руководство для начинающих пользователей // Овен. Оборудование для автоматизации. URL: http://ftp.owen.ru/index.html/CoDeSys3/11_Documentation/01_SPK/SPK_First_start_v.0.8.pdf (дата обращения: 19.02.2016).
5. СПК Cистема версий ПО. Конвертация проектов // Овен. Оборудование для автоматизации. URL: http://ftp.owen.ru/index.html/CoDeSys3/11_Documentation/01_SPK/SPK_System_Version_v1.1.pdf (дата обращения: 19.02.2016).
6. СПК2хх Панель оператора программируемая c сенсорным экраном Руководство по эксплуатации // Овен. Оборудование для автоматизации. URL: http://www.owen.ru/uploads/re_spc2xx_1892.pdf (дата обращения: 19.02.2016).
7. Ульянов А.В., Копытов С.М., Стельмащук С.В. Математическая модель управляемой газомагнитной опоры // Электротехнические комплексы и системы управления. – 2014. – № 3. – С. 16–20.
8. Ульянов А.В. Система управления активно управляемой газомагнитной опорой // Современные тенденции технических наук: материалы III Международной научной конференции. – Казань: Молодой ученый, 2014. – С. 49–52.
9. Ульянов А.В. Совершенствование электромеханических систем газомагнитных опор высокоскоростных роторов для повышения эффективности их работы // Молодые ученые – Хабаровскому краю: материалы ХVII краевого конкурса молодых ученых и аспирантов. – Хабаровск: 2015. – С. 254–257.
10. Ульянов А.В., Коваленко М.В. Использование СПК207 для управления привода Овен ПЧВ3 по протоколу Modbus RTU // Молодой ученый. – 2016. – № 5.

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.

pic_23.tif

Рис. 1. Параметры связи COM-порта

pic_24.tif

Рис. 2. Настройка порта Modbus Master

pic_25.tif

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)

pic_26.tif

Рис. 4. Соотнесение переменных

pic_27.tif

Рис. 5. Меню диспетчера устройств ZET

pic_28.tif

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).

pic_29.tif

Рис. 7. Текст программы PLC_PRG

pic_30.tif

Рис. 8. Программа на языке CFC

pic_31.tif

Рис. 9. Окно визуализации проекта

pic_32.tif

Рис. 10. Окно визуализации в режиме онлайн

pic_33.tif

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.


Библиографическая ссылка

Копытов С.М., Ульянов А.В., Коваленко М.В. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНТРОЛЛЕРА ОВЕН СПК207 ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ С ДАТЧИКА ВИБРАЦИИ ZETLAB ZETSENSOR ПО ПРОТОКОЛУ MODBUS RTU // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 4-2. – С. 275-279;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=40167 (дата обращения: 17.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074