Łatwa realizacja wyjść cyfrowych sterownika JAZZ i Vision firmy UNITRONICS za pomocą modułu WIRE-CHIP i modułów ADAM firmy Advantech

Sterownik JAZZ posiada maksymalnie 16 wejść cyfrowych DC i 20 wyjść cyfrowych. Jedyną możliwością rozszerzenia ilość wejść / wyjść jest podłączenie do tego sterownika modułów z komunikacją szeregową RS-232 lub RS-485. Można również wybrać sterownik z innej serii (np. Vision) i użyć moduły rozszerzające dedykowane oferowanych przez firmę UNITRONICS. Druga możliwość zmienia znacznie koszty przedsięwzięcia. Pozostańmy przy rozszerzeniu ilości wejść / wyjść prostego sterownika JAZZ. Napisanie oprogramowania skutecznie obsługującego wiele modułów w języku drabinkowym jest pewnym wyzwaniem programistycznym, które dodatkowo zajmuje sporą część pamięci programu i innych zasobów JAZZa.
W takiej sytuacji warto sięgnąć po moduł WIRE-CHIP H3.1, którego naturalne możliwości (pierwotnie – wielopunktowy pomiar temperatury) zostały „w wyniku ewolucji” (od roku 2005) rozszerzone o obsługę protokołu MODBUS RTU w trybie MASTER.
Obsługa wspomnianego protokołu w połączeniu z bogatym zestawem makroinstrukcji daje programiście ogromne możliwości budowania komunikacji MODBUS RTU między wieloma urządzeniami przemysłowymi obsługującymi ten standard. Mimo rozbudowanych możliwości, tworzenie komunikacji za pomocą makroinstrukcji jest proste – chcemy to pokazać w niniejszym artykule.
Rozbudowa wejść / wyjść sterowników Vision w oparciu o moduł WIRE-CHIP i moduły ADAM jest znacznie tańsza niż z wykorzystaniem dedykowanych modułów rozszerzających firmy UNITRONICS, a jeśli dodać fakt, że uzyskujemy przy tym wielopunktowy pomiar temperatury (max 64 czujniki / 1 moduł WIRE-CHIP) jest to warte zauważenia rozwiązanie.

Opis połączeń elektrycznych:

Sterowniki JAZZ nie posiadają wbudowanych portów szeregowych, jednak istnieje możliwość zainstalowania zewnętrznych modułów portu szeregowego w wersji JZ-RS4 lub JZ-PRG. Moduł JZ-RS4 umożliwia komunikację w standardzie RS-485 lub RS-232, jednak jest znacznie droższy niż moduł JZ-PRG. Z tego powodu do zestawu wybraliśmy moduł JZ-PRG. Aby moduł ten działał wymaga zewnętrznego źródła zasilania. Jeśli jest używany jako programator sterownika JAZZ, zasilanie pobiera z linii DTR portu RS-232 komputera PC. W naszym przypadku musimy go zasilić z zasilacza 24V, przez rezystor 1k?. Moduł JZ-PRG łączy się z modułem WIRE-CHIP poprzez port RS-232. Natomiast WIRE-CHIP łączy się z modułami ADAM poprzez port RS-485. Jeśli magistrala RS-485 jest dłuższa niż kilka.. kilkadziesiąt metrów, wówczas na jej końcach należy zainstalować rezystory terminujące 120?. Teoretyczny zasięg magistrali RS-485 to 1200m. W naszym zestawie testowym zastosowaliśmy przewód 100m.
Jeśli system rozszerzeń wejść / wyjść jest rozległy i znajduje się w nim wiele modułów i innych elementów zasilanych napięciem 24V, wówczas trzeba w każdej skrzynce z modułami zainstalować lokalny zasilacz 24V. Zapobiegnie to nadmiernym spadkom napięć powodującym błędne działanie systemu.

Oprogramowanie sterownika PLC

- Aby skonfigurować sterownik do pracy w trybie MODBUS RTU – SLAVE, w przypadku sterownika JAZZ (także M90 i M91), należy wpisać do jego rejestrów systemowych niezbędne wartości konfiguracyjne. W przypadku sterowników Vision należy umieścić w programie bloki konfiguracji portu szeregowego i konfiguracji protokołu MODBUS, a także cyklicznie uruchamiać blok „SCAN_EX”. Tyle wystarczy, aby nawiązać komunikację. Można się jeszcze pokusić o sprawdzanie stanu modułów wejść / wyjść. W tym celu należy sprawdzać wartości bitów (MB – Memory Bit) pod adresami do których moduł WIRE-CHIP będzie podawał stany wykonania makroinstrukcji.
- Aby sprawdzić wartość wejścia cyfrowego należy odczytać (np. za pomocą „direct contact”) stan bitu (MB) pod który moduł WIRE-CHIP przekazuje wartość z wejścia cyfrowego. Aby ustawić w określony sposób wyjście cyfrowe, należy ustawić (użyć np. direct coil, set coil lub reset coil) wartość bitu (MB), który zostanie pobrany przez WIRE-CHIP i następnie przekazany do modułu wyjść cyfrowych.
- Aby móc przetwarzać wartość temperatury otrzymaną z modułu WIRE-CHIP, należy odczytać ją z 16-bitowego rejestru MI (Memory Integer) do którego zostanie ona wpisana przez WIRE-CHIP.

Oprogramowanie modułu WIRE-CHIP – makroinstrukcje

Aby przekazać do sterownika wartości wejść cyfrowych, moduł WIRE-CHIP musi odczytać dane z modułu i przechować je we własnej pamięci RAM, Następnie dane muszą zostać przekazane z własnej pamięci RAM do sterownika PLC. Do pobrania danych z modułu wejść cyfrowych trzeba użyć funkcji Read Coils (MODB_RC). Funkcja RC musi znać ID modułu z którego ma pobrać dane, ilość danych do pobrania, adres wewnątrz WIRE-CHIP pod którym przechować dane, adres wewnątrz modułu wejść cyfrowych, z którego pobrać dane. Analogiczne parametry są potrzebne funkcji Force Coils (MODB_FC) używanej w tym przypadku do przesyłania otrzymanych poprzednio wartości do sterownika PLC. Potrzebne są ID sterownika PLC (W naszym przypadku ID=11), ilość danych, adres wewnątrz WIRE-CHIP – skąd pobrać dane (ADR_MA), adres wewnątrz sterownika PLC – gdzie przekazać dane (ADR_SL).
Podobnie sytuacja ma się w przypadku przekazywania wartości bitów (MB) do modułów rozszerzających wyjść cyfrowych. Wartości są pobierane ze sterownika za pomocą funkcji Read Coils, do modułu są wpisywane za pomocą funkcji Force Coils.
Aby przekazać do sterownika informacje o poprawności wykonania makroinstrukcji, należy wykonać funkcję Force Coils z parametrem ADR_MA = 0. Statusy wykonania makroinstrukcji (sukces=1 / porażka=0) wpisywane są wewnętrznie przez moduł WIRE-CHIP dla kolejnych makroinstrukcji pod adresy kolejnych bitów poczynając od adresu 0.

Przykład:
Jeśli w module zdefiniowanych jest 8 makroinstrukcji, to pierwszych 8 bitów (numery 0..7) będą zawierać status wykonania wszystkich makroinstrukcji. Jeśli makroinstrukcja dotycząca portu szeregowego (MODB_PHR, MODB_RHR, MODB_FC, MODB_RC) zostanie wykonana poprawnie (WIRE-CHIP otrzyma potwierdzenie od modułów SLAVE – ADAM...) odpowiedni bit jest ustawiany. Jeśli funkcja nie otrzyma potwierdzenie od modułów SLAVE lub z powodu błędnej definicji moduł nie podejmie się jej wykonania, odpowiedni bit statusu zostanie wyzerowany.

Moduły analogowe, komunikacja między sterownikami
Obsługa funkcji Read Holding Registers (MODB_RHR kod=0x03) pozwalają modułowi odczytać zawartość rejestrów 16-bitowych innych modułów. Obsługa funkcji Write Multiple Registers (MODB_PHR, kod=0x10) pozwala przekazać wcześniej pobrane dane do sterownika PLC.
W podobny sposób moduł WIRE-CHIP może realizować funkcje komunikacji między odrębnymi sterownikami PLC, panelami HMI i innym sprzętem automatyki przemysłowej obsługującymi protokół MODBU RTU.

Analizę kosztów rozszerzenia wejść / wyjść sterowników firmy UNITRONICS znajdziecie Państwo na naszej stronie internetowej, do odwiedzenia której gorąco zachęcamy.3