<- До підрозділу PLC MachineStruxure Коментувати

Конфігурування локальної та розподіленої системи I/O M241 в Machine Expert : практична частина

Тривалість: 2 год (1 пара)

Мета: Сформувати практичні навички конфігурування локальної, розподіленої та віддаленої системи введення/виведення контролера Modicon M241 у середовищі Machine Expert, а також розуміння архітектури апаратної конфігурації PLC та взаємодії CPU з I/O і комунікаційними модулями.

Лабораторна установка.

Необхідне апаратне забезпечення. Для проведення лабораторних робіт необхідно мати комп’ютер з наступною мінімальною апаратною конфігурацією:

CPU Intel/AMD 2 ГГц / RAM 16 ГБ / Диск 20 ГБ (вільних)

Необхідне програмне забезпечення.

EcoStruxure Machine Expert

Загальна постановка задачі.

Цілі роботи:

Ознайомитися з апаратною архітектурою контролера Modicon M241 та логікою побудови Devices tree в Machine Expert.
Навчитися конфігурувати локальні дискретні та аналогові входи і виходи CPU M241, включно з параметрами фільтрації, подієвого режиму та реакції виходів.
Засвоїти принципи відображення апаратних каналів I/O на змінні PLC з використанням GVL, адрес IEC та стандартних механізмів I/O Mapping.
Навчитися конфігурувати задачі типу External та прив’язувати їх до апаратних подій на входах контролера.
Отримати практичні навички роботи з емулятором PLC, завантаження проєкту, запуску та аналізу станів змінних у Watch-вікнах.
Навчитися розширювати локальну систему I/O за допомогою опційних картриджів і модулів TM3 та виконувати їх параметризацію.
Засвоїти принципи побудови віддаленого вводу/виводу на базі TM3 через локальні та віддалені розширювальні модулі.
Навчитися конфігурувати розподілений ввід/вивід на основі Modbus RTU з використанням сервісу Modbus IOScanner.
Ознайомитися з додаванням і базовим налаштуванням комунікаційних модулів у гілці COM_bus та з роллю COM_bus в архітектурі M241.
Засвоїти загальний підхід до конфігурування розподіленого вводу/виводу через Ethernet з використанням відповідних сервісів і Bus Coupler модулів.

Послідовність виконання роботи

Ознайомтеся з теорією Апаратне забезпечення контролерів Modicon M241

1. Конфігурування каналів локального вводу/виводу

У цьому пункті необхідно сконфігурувати локальні входи/виходи на самому блоці CPU.

Запустіть Machine Expert
Створіть новий проєкт на основі Default Project з наступними налаштуваннями:
- тип контролера TM241CE24T/U (за замовченням)
- назва контролера PLC1
- мова основної секції SR_main - ST
- назва проєкту Labm241hard
У апаратній архітектурі (Devices Tree) відкрийте налаштування дискретних входів, виставте наступні налаштування (зверніть увагу що рядки добавляються або змінюється назва в залежності від значення в інших рядках):
- на одному із входів змініть значення фільтрації
- на одному із входів відмовтеся від фільтрації
- на одному із входів виберіть режим фіксації коротких імпульсів
- на одному із входів виберіть режим запуску задачі по спадаючому фронту
- на одному із входів виберіть режим запуску задачі по обом фронтам

рис.1. Налаштування конфігурації входів

Сконфігуруйте виходи так, щоб:
- реактивація виходів після короткого замикання відбувалася вручну (з програми)
- вихід Q5 спрацьовував при роботі PLC і відключався, коли він переходить в Стоп
У програмній конфігурації в GVL означте змінну sw1

рис.2.

Зробіть відображення змінних на входи, як показано на рис. 3

рис.3.

Зверніть увагу, що можна залишати імена змінних що відповідають за I/O за замовченням, можна змінювати на глобальні, можна звертатися до них за адресою IEC типу %IW , можна прив’язкувати до GVL.

Створіть POU_EVT1 та POU_EVT2 типу POU з мовою ST
Створіть задачі EVT1 та EVT2 типу External з різними пріоритетами. Кожна задача викликається входом з функцією Event . Прив’яжіть POU_EVT1 та POU_EVT2 відповідно до задач EVT1 та EVT2.

рис.4.

Зверніть увагу, що POU мають виконуватися тільки в контексті задач. Задачі типу External викликаються за подією на вказаному вході. Тому POU_EVT1 наприклад буде оброблятися тільки при спрацюванню переднього фронту на каналі I2.

2. Робота з емулятором

Переключіться в режим емуляції ПЛК
Зробіть побудову (Build), виправте помилки, якщо такі мають місце
З’єднайтеся з емулятором ПЛК і завантажте туди проєкт
Запустіть проєкт на виконання
Змініть значення перших трьох входів, подивіться на стан DIW1, поясніть чому він має таке значення

рис.5.

Змінювати значення вхідних змінних в емуляторів можна звичайним записом. Однак при зв’язку з реальним ПЛК треба користуватися форсуванням входів/виходів.

Відкрийте вікно Watch View->Watch->Watch1
Добавте у вікно Watch змінні %IW0, %IX0.0, %IX0.1 , %IX0.1
Через контекстне меню зробіть відображення %IW0 у вигляді Binary
Подивіться на значення змінних, і зверніть увагу на %IX0.1, чому воно має таке значення?

рис.6.

Відключіться від емулятора

3. Конфігурування локального розширення вводу/виводу

У цьому пункті необхідно збільшити кількість каналів за рахунок опційних картриджів та модулів TM3.

Використовуючи контекстне меню для Cartridge або через кнопку + викличте вікно добавлення опції

рис.7.

Добавте картридж, що має 2 аналогових входи.

рис.8.

Відкрийте налаштування картриджа, сконфігуруйте параметри обробки каналів

рис.9.

Для аналогових каналів задається діапазон сигналу для каналів, рівень фільтрації, та діапазон масштабування. Зверніть увагу, що тип змінної що відповідає за канал - INT, а значення масштабування за замовченням змінюється в залежності від вибраного типу аналогового входу.

Змініть налаштування I/O Mapping

рис.10.

Використовуючи контекстне меню для IO_BUS або через кнопку + викличте вікно добавлення модулів

рис.11.

Зверніть увагу, що все що стсосується апаратної конфігурації добавляється як Device, хоч не завжди це є дійсно пристрій. Так, наприклад при налаштуванні мереж, може добавлятися сервіс. Способів добавлення Device може бути кілька, тут розглядається тільки один із них.

Добавте модулі TM3:
- Один аналоговий вхідний
- Один аналоговий вихідний
- Один аналоговий змішаний
- Один дискретний вхідний
- Один дискретний вихідний

рис.12.

Крім TM3 у переліку доступні модулі старого зразку - TM2, це зроблено для апаратної сумісності з старою платформою (Twido), при модернізації.

Змініть налаштування усіх аналогових вхідних та вихідних модулів на діапазони 0-10V або 4-20 mA
Змініть налаштування дискретних виходів щоб вони були в режимі Fallback Mode
Зробіть побудову (Build), виправте помилки, якщо такі мають місце

4. Конфігурування віддаленого розширення вводу/виводу

M241 підтримує добавлення додаткових модулів через пару модулів TM3XTRA1 та TM3REC1. Детальніше про це читайте в Апаратне забезпечення контролерів Modicon M241

У IO_BUS вставте модуль для розширення локального блоку PLC TM3XTRA1 з розділу TM3 Expert I/O Module

рис.13.

Автоматично в межах даного модуля добавиться ще один. Перейменуйте обидва модулі, на зрозумілу для Вас назву, наприклад TOREMOTE і IM
Добавте кілька модулів у віддалену частину, один з яких для температурних входів

рис.14.

Налаштуйте канали модулю температурних входів на роботу з датчиками типу PT100

Зверніть увагу, що масштабування для темепературних датчиків відбувається за іншим принципом.

Зробіть побудову (Build), виправте помилки, якщо такі мають місце

5. Конфігурування розподіленого вводу/виводу на Modbus Serial

Комунікаційні порти M241 можуть працювати в різних режимах. Це задається відповідним сервісом, який добавляється як пристрій до комунікаційного порта. Доступність того чи іншого сервісу залежить не тільки від інтерфейсу, який реалізує порт, але і від номера порту.

У цій лабораторній роботі для портів використовуються сервіси мендежерів, які забезпечують обмін з розподіленим вводом/виводом. Інші сервіси розглядаються у інших теоретичних та практичних заняттях. Враховуючи, що за замовченням для Serial_Line_2 виставлений не той сервіс, який потрібно, його необхідно видалити, а потім добавити сервіс Modbus IOScanner .

Видаліть Modbus_Manger з Serial_Line_2

рис.15.

До Serial_Line_2 через Add Device добавте Modbus IOScanner

рис.16.

Сервіс Modbus IOScanner - це протокольний менеджер, який опитує пристрої по Modbus RTU без явного опитування з прикладної програми. Тобто він конфігурується, і працює під керівництвом операційної системи, а програма працює з отриманим і записуваними змінними Modbus Slave через відображення їх на змінні ПЛК. Для застосунку в ПЛК це просто змінні I/O. При конфігуруванні сервісу треба вказати загальні налаштування мережі, добавити потрібні пристрої як Modbus Slave і зконфігурувати їх для читання/запису.

Сконфігуруйте мережні параметри для Modbus IOScanner

рис.17.

Добавте в межах Modbus IOScanner два Device типу TM3BCSL

рис.18.

Серед доступних пристроїв вже “з коробки” доступний модуль сполучення шини (Bus Coupler) системи вводу/виводу TM3. Це значить, що їх конфігурування буде подібною до конфігурування локального розширення модулями TM3.

Для одного TM3BCSL надайте адресу Slave рівною 1 а для іншого - 2

рис.19.

Модуль сполучення шини доступний для 3-х типів мереж (Modbus RTU, Ethernet і CanOpen), як про це описано в лекції Апаратне забезпечення контролерів Modicon M241. Для кожного з типів він виступає як відповідний до протоколу пристрій. У Modbus RTU необхідно задати унікальну адресу Slave, та параметр таймаута для задання максимального часу очікування відповіді.

Додайте до островів модулі та змініть їх назву відповідно до вказаного в рис.20.

рис.20

Зробіть побудову (Build), виправте помилки, якщо такі мають місце

6. Добавлення і налаштування комунікаційних модулів

Блок CPU M241 має багато вбудованих комунікаційних портів, які можуть використовуватися для різного призначення. Крім цього є можливість добавити ще комунікаційні модулі TM4. У цьому пункті необхідно зробити мінімальну конфігурацію для їх роботи. Окремо мережні можливості розглядаються в інших частинах посібника.

Для вбудованого Ethernet налаштуйте наступні параметри

рис.21.

Зверніть увагу, що з точки зору безпеки, розробник може активувати або деактивувати певні протоколи, доступні на даному комунікаційному каналі.

Добавте розділ COM_Bus один комунікаційний модуль Ethernet (TM4ES4) і один Profibus Slave (TM4PDPS1)

рис.22.

Для Ethernet на базі TM4ES4 налаштуйте наступні параметри

рис.23.

Налаштуйте Profibus DP як показано на рис.24.

рис.24.

Зробіть побудову (Build), виправте помилки, якщо такі мають місце

7. Конфігурування розподіленого вводу/виводу на Ethernet

У пункті 5 створювалася конфігурація розподіленого вводу/виводу на базі Modbus RTU. Аналогічним чином можна добавити острови TM3 через мережу Ethernet Modbus/TCP або EtherNetIP а також CanOpen.

Добавте до вбудованого (Ethernet_1) сервіс Industrial Ethernet Manager

рис.25.

Добавте до Industrial Ethernet Manager Bus Coupler TM3BCEIP з розділу EtherNetIP і перейменуйте його на DIO3

рис.26.

Зверніть увагу що кількість доступних для добавлення пристроїв значно збільшилася. У цей список можна добавляти пристрої інших виробників через технологію FDT/DTM.

Змініть налаштування DIO3

рис.27.

Зробіть конфігурацію острова аналогічну як DIO2
Зробіть побудову (Build), виправте помилки, якщо такі мають місце
Збережіть проєкт.

8. Підготовка та відправлення звіту

На Google диску створіть папку з назвою MyLabs, якщо вона ще не створена, а в ній створіть папку LabHard. Посилання на папку MyLabs необхідно переслати викладачу для звітності.
У межах папки LabHard розмістіть файл проєкту.
У межах папки LabHard створіть Google документ з копіями екрану та іншими матеріалами, якщо такі потребуються.

Автори

Практичне заняття розробив Олександр Пупена.

Feedback

Якщо Ви хочете залишити коментар у Вас є наступні варіанти:

Про проект і можливість допомогти проекту написано тут