» » » » Використання контролерів та панелей оператора фірми VIPA для створення систем керування

Використання контролерів та панелей оператора фірми VIPA для створення систем керування

Наведено приклад практичної реалізації взаємозв'язку контролера VIPA 313SC та панелі VIPA TP 610C, реалізований у середовищі STEP 7 та zenon.

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

Остання розробка фірми VIPA — контролери серії Speed 7 мають такі конкурентні переваги:

  • дозволяють підключати на спеціальну шину Speed-bus високошвидкісні модулі;
  • вбудована оперативна пам'ять дає можливість працювати без картки пам'яті;
  • за потреби обсяг робочої пам'яті можна розширити до 2 або 8 Мбайт карткою ММС;
  • програмування можливе в середовищі WinPLC7 від VIPA та STEP7 від Siemens;
  • інтерфейси MPI та Ethernet вбудовані у всі 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", бувають LCD монохромні та кольорові TFT. У панелях використовується процесор XSCALE із частотою 520MHz/800MHz та 6Мбайт пам'яті, що розширюється за допомогою SD, MMC та CF карток. Панелі поставляються з операційною системою Windows® CE 5.0/6.0 та системою візуалізації Movicon або zenon.

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

Зважаючи на конкурентну вартість цієї продукції, легко дійти висновку про перспективність використання ПЛК та панелей VIPA для розробки сучасних систем управління технологічними процесами.

Мета цієї статті – показати приклад практичної реалізації системи управління на базі контролера VIPA 313SC та панелі VIPA TP 610C, покликаний допомогти користувачам-початківцям зробити «перші кроки» в освоєнні нової продукції.

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

У середовищі програмування SIMATIC Manager створити новий проект, надавши йому ім'я, наприклад, "VIPA_300", і з меню "Insert" вставити в нього станції "Simatic 300 Station" та "Simatic PC Station". Далі у програмі конфігурування апаратури "HW Config" шляхом "перетягування" з каталогу до складу станції "Simatic 300 Station" додати 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 даному етапі доцільно фізичним адресам дискретних та аналогових входів та виходів присвоїти символьні імена, які зберігатимуться як глобальні дані у таблиці символів "Symbols". Для цього у програмі "HW Config" виділити відповідні входи/виходи, натиснути праву кнопку миші та послідовно виконати команди "Edit Symbols" та "Add to Symbols" (див. рис. 1).

Конфігурування апаратної частини контролера
Рис. 1. Конфігурування вання апаратної частини контролера

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

На наступному кроці слід привласнити IP-адреси пристроям у локальній мережі. У меню Options програми HW Config виконати команду Configure Network. У вікні програми "NetPro" з'явиться зображення станції "SIMATIC 300". Слід двічі клацнути мишкою на зображенні CP343-1, а потім у меню на кнопці "Properties". З'являться віконця редагування IP-адреси та маски підмережі, куди можна внести, наприклад, значення 192.168.0.10 та 225.255.255.0 (див. рис. 2).

Конфігурування мережевих підключень
Рис. 2. Налаштування мережевих підключень

Щоб встановити адресу "Simatic PC Station", необхідно у програмі SIMATIC Manager вибрати у дереві каталогів проекту цю станцію та натиснути на зображення ярлика "Configuration". У вікні 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 адреси панелі оператора VIPA TP 610C необхідно подати на неї напругу живлення і на сенсорному екрані послідовно натиснути на зображення ярликів з написами "My Device", " Control Panel", "Network and Dial-up Connections", "DM9CE1". У вікні ввести IP-адресу, наприклад, 192.168.0.12. Внесені дані необхідно зберегти в реєстрі, щоб вони залишилися під час наступного увімкнення панелі. Для цього використовується спеціальна утиліта з меню програм — KuK Tools.

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

Наступний підготовчий крок пов'язані з визначенням про «тегів», тобто. осередків пам'яті в контролері, через які буде здійснюватися зв'язок між контролером та панеллю оператора.

До тегів можуть бути віднесені дискретні входи/виходи контролера, поміщені раніше в таблицю символів "Symbols". Для звернення 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 обміну з панеллю оператора

Щоб закінчити 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 на кнопку "Download" на панелі інструментів.

Оскільки панель оператора VIPA TP 610C постачається з попередньо встановленою SCADA системою zenon, для неї програмування використовуватимемо середовище розробки проектів zenon Editor. На першому кроці необхідно створити новий робочий простір та новий проект, наприклад під ім'ям "ZENON_VIPA", виконавши з меню "File" команди "Workspace→New" та "Project new".

Щоб встановити зв'язок проекту з контролером, виберемо в менеджері проекту розділ "Variables" і, натиснувши правою кнопкою миші на "Driver", активізуємо команду "Driver new". У вікні в каталозі "Siemens" виберемо "S7 TCP-IP driver". Конфігурацію драйвера можна виконати з вікна властивостей за командою "click here→". У вікні слід вибрати режим роботи драйвера — "Simulation (counting)" на етапі налагодження і "Hardware" на етапі роботи з контролером, а також встановити властивості з'єднання, як показано на рис. 5.

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

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

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

Змінна input1 логічного типу буде взаємопов'язана з вхідною змінною в контролері I124.0, що визначається значеннями "Driver object type", "Offset" та "Bit number" у підкаталозі "Addressing" опису властивостей змінної. Якщо для input2 встановити "Driver object type→Ext.Datablock", "Data block→1" та "Offset→0", то буде забезпечений її зв'язок із змінною input_a цілого типу в блоці даних DB1 контролера (див. рис.3).

Дальший крок розробки проекту – визначення функцій, які виконуватимуть певні дії з даними та елементами відображення на екрані. У менеджері проекту оберемо розділ "Function", за допомогою правої кнопки миші активізуємо команду "Function new" та виберемо варіант "Exit program", як показано на рис. 7. Ця команда нам знадобиться надалі для виходу з режиму "Runtime".

Вибір типу функції
Рис. 7. Вибір типу функції

Перед створенням зображення з мнемосхемою технологічного процесу та елементами введення/виведення інформації, необхідно створити шаблон, на якому воно буде засноване. У менеджері проекту відкриємо розділ "Pictures". Натиснувши правову кнопку миші на ”Templates”, активізуємо команду Create new template. Автоматично буде створено шаблон під назвою Template_0. У вікні властивостей можна змінити властивості цього шаблону. Далі зображення будуть ґрунтуватися на цьому шаблоні.

Для створення зображення натисніть правою кнопкою миші на "Picture" та активізуємо команду "Picture new". Оскільки це перше зображення, то в режимі "Runtime" воно відкриється першим.

З меню "Dyn. Elements" виберемо кнопку "Text Button" і розмістимо її на полі відображення "Picture_0", зв'язавши властивість "Variable/Function" з функцією "Function_0", що дозволить завершувати режим "Runtime" після натискання кнопки " Exit" (див. рис. 8).

Далі розмістимо на полі відображення два елементи "Numerical value", надавши властивостям "Variable/Function" 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" із змінною "input2".

Черговий етап розробки пов'язаний із встановленням зв'язку між ПК та панеллю VIPA. У дереві каталогів проекту, що розробляється, встановимо курсор на ім'я проекту. У властивостях "General" проекту визначимо протокол передачі з ПК на панель "Remote transport→click here" (див. рис. 9). Після натискання на кнопку з'явиться вікно, в якому треба буде вказати IP-адресу панелі та ім'я каталогу, в якому зберігатимуться передані з ПК файли режиму "Runtime" (у нашому прикладі це каталог "z_v" на карті пам'яті "SDMMC Card": \SDMMC Card\zenon\z_v, див. рис. 10).

Вигляд головного вікна програми – редактора zenon
Рис. 8. Вигляд головного вікна програми – редактора zenon

Властивості
Рис. 9. Властивості "General" проекту

Збереження проекту на цій карті забезпечить його збереження при вимкненні живлення панелі.

Також слід звернути увагу на вибір версії системи реального часу, яка має збігатися з версією, встановленою 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", натиснувши кнопку "Create all runtime files" на панелі інструментів редактора zenon


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

Подаємо живлення на панель VIPA TP 610C, яка працює під керуванням Windows CE 6.0. На панелі встановлено також середовище виконання SCADA-системи zenon. Зазвичай під час увімкнення живлення запускається утиліта "SysSrvCE.exe", що забезпечує прийом скомпілованих файлів "Runtime" проекту з ПК – на екрані панелі активно вікно "Transport Service".

У середовищі редактора zenon на ПК натиснемо на кнопку "Establish Remote Transport connection" на панелі інструментів і в допоміжному вікні підтвердимо свої наміри кнопкою ОК. Встановлення з'єднання з панеллю буде підтверджено відповідним 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.

Залишилося провести тестування спільної роботи панелі оператора VIPA TP610C та контролера VIPA 313SC. Переведемо клавішу на передній панелі VIPA 313SC з режиму "Stop" в режим "Run" і на ПК натиснемо послідовно на клавіші "Set remote Runtime start project" та "Remote : Start Runtime". Тим самим буде запущено в роботу проекти на панелі та на контролері. Запустити проект на панелі можна також натиснувши на зображення ярликів "StartupMngr" і "ZENON" на сенсорному екрані панелі VIPA.

Висновки: послідовне виконання запропонованого алгоритму дій на аналогічному устаткуванні дозволить користувачам-початківцям скоротити витрати часу на освоєння програмних та апаратних засобів.

Левинський В.М., Левинський М.В.
ОНАПТ