Головна Рішення Використання контролерів і панелей оператора фірми VIPA для створення систем керування

Використання контролерів і панелей оператора фірми VIPA для створення систем керування

18.10.2012

Показаний приклад практичної реалізації взаємозв’язків контролера VIPA 313SC та панелей VIPA TP 610C, реалізованого в середі STEP 7 та zenon.

Програмовні логічні контролери (ПЛК) виробництва німецької фірми VIPA сумісні за системою команд з контролерами фірми Siemens та оснащені одними з найбільш високошвидкісних центральних процесорів. Контролери VIPA підтримують широко застосовувані в промисловості інтерфейсих Ethernet, PROFIBUS, CANOpen, DeviceNet, INTERBUS, що дозволяє використовувати їх спільно з обладнанням інших виробників.

Контролери серії Speed 7 мають наступні конкурентні переваги:

  • дозволяють підключати на спеціальну шину Speed-bus високошвидкісні модулі;
  • вбудована оперативна пам’ять дає можливість працювати без картки пам’яті;
  • за необхідності обсяг робочої пам’яті можна збільшити до 2 або 8 Мбайт карткою ММС;
  • можливе програмування в середовищі WinPLC7 від VIPA та STEP7 від Siemens;
  • інтерфейси MPI та Ethernet вбудовані в усі процесорні модулі;
  • час виконання операції з бітом 18 нс, зі словом 90 нс.

Фірма VIPA також займається виробництвом сенсорних панелей на базі промислових комп'ютерів. Панелі випускаються з розміром дисплея від 5,7" до 12,1" для монохромних LCD та кольорових TFT. У панелі використовується процесор XSCALE із частотою 520 МГц/800 МГц і 6 Мбайт пам'яті, розширюваною за допомогою карт SD, MMC і CF. Панелі поставляються з уже встановленою операційною системою Windows® CE 5.0/6.0 і системою візуалізації Movicon або zenon.

На панелі можуть бути встановлені наступні інтерфейси RS232-, RS485-, RS422-, MPI-, Profibus-DP Slave, Ethernet RJ45, USB.A і USB.B (залежно від типу), що дозволяє використовувати панелі для широкого використання спектра завдань будь-якої складності [1].

Беручи до уваги конкурентну вартість даної продукції, легко прийти до висновку про перспективи використання ПЛК та панелі VIPA для розробки сучасних систем керування технологічними процесами.

В процесі проектування системи проектувальник повинен отримати достатньо великий обсяг технічної документації [1, 2, 3].

Мета цієї статті – показати приклад практичної реалізації системи керування на базі контролера VIPA 313SC та панелі VIPA TP 610C, призваний допомогти користувачам зробити перші кроки в освоєнні нової продукції.

Насамперед слід виконати електричні підключення контролера до джерел і приймачів зовнішніх сигналів. За допомогою кабелю типу «вита пара» та роз'ємів RJ45 з'єднайте в локальну мережу контролер, панель і комп'ютера (ПК), на якому встановлені системи програмування контролерів і панелей HMI — пакети програм STEP 7 фірм Siemens і zenon фірми COPA-DATA.

У середовищі програмування SIMATIC Manager створіть новий проект з назвою, наприклад, "VIPA_300", і з меню "Insert" вставте у нього станції "Simatic 300 Station" і "Simatic PC Station". Далі в програмі налаштування апаратури "HW Config" шляхом "перетягування" з каталогу до складу станції "Simatic 300 Station" додайте контролер CPU 313C (6ES7 312-5BE03-0AB0, v2.0) та комунікаційний процесор CP 343-1 (6GK7 343- 1EX11-0XE0, v2.0), функціональні можливості яких замінює контролер VIPA 313SC. На цьому етапі доцільно фізичним адресам дискретних та аналогових входів і виходів присвоїти символьні імена, які будуть зберігатися як глобальні дані в таблиці "Symbols". Для цього в програмі «HW Config» виділіть відповідні входи/виходи, натисніть праву кнопку миші та послідовно виконайте команди «Edit Symbols» та «Add to Symbols» (див. рис. 1).

Конфігурування апаратної частини контролера

Рис. 1. Конфігурування апаратної частини контролера

Далі виконайте компіляцію та збереження апаратної частини проекту, натиснувши на відповідну кнопку на панелі інструментів програми "HW Config".

На наступному етапі слід призначити IP-адреси пристроїв у локальній мережі. У меню «Options» програми «HW Config» виконайте команду «Configure Network». У вікні програми "NetPro" з'явиться зображення станції "SIMATIC 300". Двічі клацніть мишкою на зображенні CP343-1, а потім на кнопці "Властивості" у меню, що відкрилося. З’являться віконця редагування IP-адреси та маски підмережі, в яких можна ввести, наприклад, значення 192.168.0.10 і 225.255.255.0 (див. рис. 2).

Конфігурування мережевих підключень

Рис. 2. Конфігурування мережевих підключень

Щоб встановити адресу "Simatic PC Station", необхідно в програмі SIMATIC Manager вибрати в дереві каталогів проекту данну станцію і натиснути на зображення ярлика "Configuration". Відкриваємо окне програми "HW Config" з каталогу бібліотеки "CP Industrial Ethernet" слід вибрати модуль "IE General", у властивостях якого ввести IP-адресу, наприклад, 192.168.0.11.

Для встановлення адреса панелі оператора VIPA TP 610C необхідно подати на неї напругу живлення і на сенсорному екрані послідовно натиснути ярлики з написами "My Device", "Control Panel", "Network and Dial-up Connections", "DM9CE1". У вікні, що з’явилося, введіть IP-адресу, наприклад, 192.168.0.12. Внесені дані необхідно зберегти в реєстрі, щоб вони залишилися при наступному ввімкненні панелі. Для цього використовується спеціальна утиліта з меню програми – "KuK Tools".

Якщо тепер у меню "Options" програми SIMATIC Manager виконати команду "Set PG/PC Interface" й у вікні, що відкриється, вибрати варіант обміну інформацією "TCP/IP(Auto)…", то з'явиться можливість не тільки програмувати контролер і панель через локальну мережу, але і спостерігати за роботою системи в реальному масштабі часу.

Наступний підготовчий крок — визначення так званих «тегів», тобто комірок пам'яті в контролері, через які буде здійснюватися зв'язок між контролером і панеллю оператора.

До тегів можуть бути віднесені дискретні входи/виходи контролера, вміщені раніше до таблиці символів "Symbols". Для звертання до аналогових входів/виходів доцільно створити блок даних, наприклад DB1, як показано на рис. 3.

Блок даних для обміну з панеллю оператора

Рис. 3. Блок даних для обміну з панеллю оператора

Щоб завершити проект для контролера VIPA, створимо тестову програму обміну. Для цього в SIMATIC Manager натиснемо мишкою на ярлику ОВ1 і в редакторі "LAD/STL/FBD" наберемо програму, як на рис. 4.

Приклад програми контролера VIPA

Рис. 4. Приклад програми контролера VIPA

Потім у SIMATIC Manager встановимо курсор на станції "SIMATIC 300" і проведемо завантаження проекту в контролер, натиснувши кнопку "Download" на панелі інструментів.

Оскільки панель оператора VIPA TP 610C постачається з передустановленою системою SCADA zenon, для її програмування буде використовуватися середовище розробки проектів zenon Editor. На першому етапі необхідно створити новий робочий простір і новий проект, наприклад, під ім’ям "ZENON_VIPA", виконавши з меню "File" команди "Workspace New" і "Project new".

Щоб встановити зв'язок нашого проекту з контролером, виберіть в менеджері проекту розділ "Змінні" і, натиснувши правою кнопкою миші на "Driver", активізуйте команду "Driver new". У вікні, що з’явилося, в каталозі "Siemens" виберем "драйвер S7 TCP-IP". Конфігурування драйвера можна виконати з вікна його властивостей командою "click here ->". У вікні, що відкриється, слід вибрати режим роботи драйвера – «Simulation (counting)» на етапі відлагодження та «Hardware» на етапі роботи з контролером, а також встановити властивості з’єднання, як показано на рис. 5.

Властивості з'єднання між проектом відображення і контролером

Рис. 5. Властивості з'єднання між проектом відображення й контролером

Далі визначимо дві прості змінні-теги для зв'язку з відповідними змінними в контролері. Для цього натисканням правої кнопки миші на "Variables" активізуємо команду "Variable new" і створюємо змінні input1, input2, як показано на рис. 6.

Визначення змінних для зв'язку з контролером

Рис. 6. Визначення змінних для зв'язку з контролером

Змінна логічного типу input1 буде взаємопов'язана з вхідною змінною в контролері I124.0, що визначається значеннями "Driver object type", "Offset" і "Bit number" в підкаталозі "Addressing" опису характеристик змінної. Якщо для input2 встановити "Тип об'єкта драйвера -> Ext.Datablock", "Data block_1" і "Offset_0", то буде забезпечено її зв'язок із змінною input_a цілого типу в блоці даних DB1 контролера (див. рис.3).

Наступний крок розробки проекту – визначення функцій, які будуть виконувати певні дії з даними та елементами зображення на екрані. У менеджері проекту виберемо розділ "Function", за допомогою правої кнопки миші активізуємо команду "Function new" і виберемо варіант "Exit program", як показано на рис. 7. Ця команда нам знадобиться в подальшому для виходу з режиму "Runtime".

Вибор типу функції

Рис. 7. Вибор типу функції

Перед створенням зображення з мнемосхемою технологічного процесу та елементами вводу/виводу інформації необхідно створити шаблон, на якому воно буде засновано. В менеджері проекту відкриємо розділ "Pictures". Нажав праву кнопку миші на «Templates», активізуємо команду «Create new template». Автоматично буде створений шаблон з назвою Template_0. У вікні властивостей можна змінити властивості цього шаблону. Далі створювані зображення будуть базуватися на цьому шаблоні.

Для створення зображення натиснемо правою кнопкою миші на "Picture" і активізуємо команду "Picture new". Оскільки це перше зображення, то в режимі "Runtime" воно відкривається першим.

З меню "Dyn. Elements" виберемо кнопку "Text Button" та розмістимо її на полі зображення "Picture_0", зв’язавши властивість "Variable/Function" з функцією "Function_0", що дозволить завершити режим "Runtime" після натискання кнопки " Вихід» (див. рис. 8).

Вид головного вікна програми – редактора zenon

Рис. 8. Вид головного вікна програми – редактора zenon

Далі розмістимо на полі відображення два елемента "Numerical value", присвоївши властивості "Змінна/Функція" для першого елемента значення змінної "input1", а для другого — "input2". Для виведення графіка розмістимо на полі відображення елемент "Trend graph", зв'язавши його властивість "Curve" зі змінною "input2".

Очередний етап розробки пов’язаний із встановленням зв’язку між ПК та панеллю VIPA. У дереві каталогів розроблюваного проекту встановимо курсор на імені проекту. У властивостях проекту «General» визначимо протокол його передачі з ПК на панель «Remote transport: click here» (див. рис. 9). Після натискання на кнопку з'явиться вікно, в якому потрібно вказати IP-адресу панелі та ім'я каталогу, в якому будуть зберігатися передані з ПК файли режиму "Runtime" (у нашому прикладі це каталог "z_v" на картці пам'яті "SDMMC Card": \SDMMC Card\zenon\z_v, див. рис. 10).

Властивості "General" проекту

Рис. 9. Свойства "General" проекту

Вікно встановлення параметрів обміну для передачі проекту з ПК на панель VIPA

Рис. 10. Вікно встановлення параметрів обміну для передачі проекту з ПК на панель VIPA

Збереження проекту на цій картці забезпечує його збереження при вимкненні живлення панелі.

Також слід звернути увагу на вибір версії системи реального часу, яка повинна входити з версії, встановленої на панелі VIPA. На рис. 9 у властивостях проекту "General" - це пункт "Create RT files for:" Після закінчення всіх підготовчих етапів слід виконати компіляцію файлів "Runtime", натисніть кнопку "Create all runtime files" на панелі інструментів редактора zenon.

Далі подамо живлення на панель VIPA TP 610C, яка працює під керуванням ОС Windows CE 6.0. На панелі передустановлене також середовище виконання SCADA-системи zenon. Зазвичай при ввімкненні живлення запускається утиліта "SysSrvCE.exe", що забезпечує прийом скомпільованих файлів "Runtime" проекту з ПК – на екрані панелі активне вікно "Transport Service".

У середовищі редактора zenon на ПК натиснемо на кнопку "Establish Remote Transport connection" на панелі інструментів і в допоміжному вікні, що відкрилося, підтвердимо свої наміри кнопкою ОК. Установка з'єднань з панеллю буде підтверджена повідомленням у вікні "Output window" середовища розробки проекту. Потім слід натиснути на кнопку "Remote: Transport all Runtime files", і файли проекту будуть передані з ПК на панель VIPA.

Лишилося провести тестування спільної роботи панелі оператора VIPA TP610C та контролера VIPA 313SC. Переведемо клавішу на передній панелі VIPA 313SC із режиму «Stop» у режимі «Run» і на ПК натиснемо послідовно на клавіші "Set remote Runtime start project" и "Remote: Start Runtime". Тем самим будуть запущені в роботу проекти на панелях і на контролері. Запустити проект на панелі можна також натисканням ярликів "StartupMngr" і "ZENON" на сенсорному екрані панелі VIPA.

Висновки: послідовне виконання запропонованого «алгоритму» дій на аналогічному обладнанні дозволить користувачам скоротити тимчасові витрати на опанування програмних і апаратних засобів.

Приєднуйтесь

Контакти

03124, м. Київ, б-р Вацлава Гавела 4,
3-й поверх
Тел: (044) 496-18-88
Факс: (044) 496-18-18
office@sv-altera.com