Regulatoarele logice programabile

De-a lungul jumatatii secolului 20, avansarea in tehnologia automatizarii si pneumatica au progresat mult sau mai putin in paralel cu realizarile similare in electrotehnica.

Totusi, in anii 1960 cand sistemele electromecanice cu relee complicate si regulatoare conectoare, au devenit mai inflexibile, o batalie intrasigenta pentru suprematie a aparut intre regulatoarele electronice si pneumatice rezultand cu victoria totala in favoarea regulatoarelor electronice. Pe partea electronica, utilizarea elementelor din algebra Booleana a devenit prima oara populara in Europa, sistemul controlat a facut initial utilizarea directa a elementelor logice SI, SAU si NU, interconectate prin instalatie electrica.

Desi, un regulator logic programabil care a aparut prima oara in 1968 in S.U.A, i-a convins imediat pe toti ca procesul programat poate fii realizat in forme mai usoare folosind un dispozitiv de programare (programator) echipat cu o memorie electronica mai degraba ca recurgerea la cleste si surubelnita. Regulatorul programabil a inlocuit rapid toate celelalte alternative in tehnologia automatica pentru ca ea era relativ mica, foarte ieftina si o unealta mult mai flexibila.

In acelasi timp, s-au stabilit noi standarde in procesul tehnologiei de control. In afara de programatoare speciale si limbaje de programare, computerele personale (PC-urile)  si limbaje de programare universale in mare masura disponibile au inceput sa fie folosite. Aceste PC-uri chiar au inceput sa fie cunoscute ca regulatoare logice programabile (PLC-uri). Ca in alte zone ale electronicii, in curand dimensiunea sistemelor programabile automate au devenit mai mici. Tehnologia PLC-urilor a devenit mai compacta, s-au dezvoltat mini si micro-PLC-uri pe cand computerele tehnologice de proces-control au intrat in stadiul de microcomputere. PLC-urile si PC-urile au facut posibila realizarea controalelor complicate, sisteme de testare si monitorizare, la fel de bine ca sistemele informationale, incluzand tipurile ierarhice.

In ultimii 25 de ani, PLC-ul a dominat in aria tehnologiei sistemelor mecanice, automate si de control. PC-ul a fost folosit mai ales in mediul birotic. Conceptul de dezvoltare al PC-ului si compozitia sa structurala a facut o masina clasica universala in tehnologia computerelor, cu astfel de experienta, PC-ul este o unealta potrivita nu numai pentru birou. Interactiunea dintre lumea din industria proceselor mecanice si lumea computerelor birotice devenind vitala nu numai pentru proiecte mari. O necesitate aparuta pentru reteaua computerului care ar include amandoua PC-uri si PLC-uri.

Ca un rezultat, cu aproximativ 20 de ani in urma, ideea de dezvoltare a PC-urilor adecvate pentru aplicatiile industriale PC industrial (IPC). Fig.1 arata designul IPC-ului prin doua surse : tehnologia industriala a proceselor automate si tehnologia fabricarii computerelor.

Fig.1

PLC-urile in miniatura aduc aceeasi eficienta ca "dinozaurii gigantici" cu 15-20 de ani in urma, in timp ce costa mai putin de 1000 $. Computerele personale ofera aceleasi capacitati ca si cele vechi universale la un pret sub 2000 $.

Patru elemente principale pot fi distinse intr-un PLC (fig.2) :

intrari;

iesiri;

memorie care stocheaza instructiile programului si datele;

un procesor care citeste datele de intrare si controalele de iesire conform cu instructiunile programului;

O programare terminala este o unealta folosita pentru :

productia programului si incarcarea ei intr-o memorie PLC;

devirusarea programului si imputernicirea sistemului de control;

diagnosticarea instalatiei.

Fig. 2

Automatizarea serviciului si productia industriala conduc la conectarea apropiata intre aceste doua arii. Din punct de vedere tehnic, ideea de producere a computerului integrat a rezultat in schimbarea retelei intre productia programelor nivel (proiecte, preproductie, statistici, etc.) si industira nivelului de productie (controlul procesului tehnologic si al echipamentului, regulatoare, senzori, drivere, etc.). Acestea  implica o legatura intre computerele de birou si cele industriale. De asemenea inseamna ca tipurile variabile de echipamente trebuie sa fie potrivite. Un PC de birou este o masina universala, in timp ce un PLC este un sistem concentrat pe o sarcina particulara. PC-ul de birou poate fi adaptat cu usurinta sa satisfaca diferite nevoi, in timp ce pentru PLC este virtual imposibil. Privind mai sus, un IPC a fost creat cu un scop de usoara adaptare a PC-ului birou pentru nevoile productiei industriale.

In prezent doua trenduri in dezvoltarea regulatoarelor logice programabile sunt notate : PLC-uri clasice si PC-uri industriale. Amandoua au avantaje si dezavantaje, sustinatori si nesustinatori. PLC-ul clasic este mai bine potrivit la multe procese automate. In timp ce ele sunt orientate sa completeze exact procesul tehnologic specific. IPC-urile sunt mai universale, de aceea, in mod excesiv au o capacitate mai mare pentru folosirea PLC-urilor programabile, utilizand PC-uri.

Acest capitol este dedicat PLC-urilor si IPC-urilor (nivel-instalatie), sistemelor care sunt folosite direct in productie si sunt localizate foarte aproape de echipamentele procesului.

1 Structura regulatorului logic programabil

Principalul avantaj al PLC-urilor este inlocuirea logicii dificile, de exemplu : circuitele releului, pentru logica programabila tinand seama de un algoritm presetat. Cand logica dificila este folosita, sistemul de control este de obicei construit in jurul legaturii echipamentului. De exemplu, cand unitatile masinii ajung in pozitia specificata, senzorii genereaza semnale controlate, respectiv dispozitive active. Daca se pune problema folosirii acelorasi senzori pentru controlul altor dispozitive active, configuratia echipamentului, conectarea dintre senzori si dispozitivele active, trebuie sa fie modificate fizic. Acestea nu au nevoie de mult timp pentru masinile simple. Dar de indata ce numarul senzorilor si dispozitivelor active ajunge la cateva duzine, conexiunile lor si algoritmul interactiunii devine atat de complicat incat modificarea manuala a cablajului devine complicata, timpul consumat si cateodata devine doar un proces imposibil. Adeseori, procesul de refacere a echipamentului tehnologic, de exemplu, unitatile controlate numeric, aducand mobilitatea ridicata fiind absolut imposibila fara PLC-uri.

Pentru realizarea procesului de control al echipamentului, incluzand echipamentul pneumatic, metodele datei de intrare (senzori de diferite tipuri si principii de operare, butoane de apasare, comutatoare limita, operator console, etc.) si din dispozitive active (relee de control de diferite tipuri si operatii principale, conectori, valve pneumaice directional controlate, regulatoare, etc.) sunt cerute. Aici data initiala si data control pot fi diferite (pornit/oprit) sau continue (curent electric, voltaj, nivelul fluidului, temperatura, presiune). Data diferita este introdusa in regulator si scoasa ca nivele de voltaj corespunzand starilor "pornit" (logic "1") si "oprit" (logic "0"). Data continua este introdusa in regulator si scoasa ca voltaj sau curent care variaza in interiorul limitelor definite (0-20 mA, 0-10 V). Data diferita este receptata si scoasa ca semnal diferit, pulsuri, coduri in timp ce data continua este receptata ca semnal analog (curent sau voltaj).

Cand PLC-urile sunt folosite,senzorii si dispozitivele active nu sunt cuplate direct, dar conectate la un regulator prin module de intare si iesire (intrare/iesire) (fig. 3). Succesiunea conectarii senzorilor si dispozitivelor active la intrarile si iesirile regulatorului nu sunt importante. Relatia dintre semnalul de intrare si iesire este setat de un program scris in memoria regulatorului logic. Acelasi program controleaza calea cu care procesorul implementeaza algoritmul de control necesar. Programul reprezinta o succesiune de instructiuni: comenzile procesorului. Fiecare comanda contine informatia datei initiale si metoda procesarii sale: operatiunea. Asemenea operatii sunt scanarea modulelor de intrare/iesire; scriind data in, sau citirea ei din, memorie; logica, verificari aritmetice si modificari la operatiuni secventiale depinzand de diferite conditii, etc. Procesorul executa operatii succesive in acord cu treptele algoritmului de control.

Fig. 3

Memoria PLC-ului consta in memoria ROM si memorie RAM. Memoria ROM permite programului sa fie stocata chiar daca regulatorul a fost oprit. RAM-ul stocheaza programul in stare actuala, incluzand valorile variabilelor si datele acumulate in timpul operatiei. Dupa ce puterea a fost oprita, continutul RAM-ului nu este stocat. Pentru a evita aceasta, folosim regulatoare cu baterie compacte de lithiu care permit continutului RAM sa fie stocat fara putere pornita pentru cativa ani sau fara schimbarea memoriei EPROM.

In ordinea pornirii, opririi, modificarii, stergerii si incarcarii programelor in regulatorul logic, la fel de bine ca afisarea starii, amandoua construite si autonome (programator) tastatura si monitor (simple indicatoare) sunt folosite. In afara de aceasta, un PC poate fii folosit optional ca un programator. In acest caza regulatorul este conectat la un PC folosind un cablu, de obicei prin o serie port RS232. PC-ul trebuie sa aiba un pachet software instalat anterior pentru a programa regulatorul logic.

2 Designul regulatorului logic programabil

PLC-urile produse de mai multe companii si avand mai multe structuri si functionari, pot fi impartite in doua grupuri:

PLC-uri compacte dintr-o singura bucata care au un numar limitat de intrari/iesiri si sunt proiectate pentru functii simple de control;

PLc-urile modulare a caror configuratie si compozitie modulara pot schimba considerabil.

Un exemplu tipic a primelor tipuri de PLC-uri este prezentat in fig. 4. Acesta este un regulator logic compact Mitsubishi FX0. Fig. 5 reprezinta regulatorul logic modular Siemens S7-300. Pe langa aceasta un numar variat de tipuri de PLC-uri sunt disponibile satisfacand cererea de aplicatii individuale. O distinctie este facuta in general intre construirea PLC-ului care urmeaza:

portabil;

conectarea bordului (deschizatura);

ecran;

ecran de 19";

nivel mic sau tip "linie".

Un PLC portabil este un sistem perfect pentru colectarea datelor masurate si a sistemelor mobile masurate pentru programarea si ajustarea sistemelor continute in unitati care opereaza in conditii extreme.

Fig. 4

Un orificiu de intrare in PLC este potrivit intr-un sistem ca o conectare a bordului si comunicarea directa cu alte echipamente electronice din sistemul controlat.

Un ecran PLC este un sistem integrat in totalitate pentru procesarea si vizualizarea datelor. Acesta este de fapt un computer integrat in totalitate cu interfata universala.

Fig 5

Un PLC cu un cadru de 19" (in general unul modular) este un sistem industrial care are ca obiectiv raspunderea rapida, de exemplu, planuit sa controleze consola si sistemul central al computerului.

Un PLC de nivel mic (nivel-instalatie) sau tip "linie", PLC-ul este compacat sau modular si poate fi montat pe un model (linie) direct intr-un cabinet de control. De obicei aceste sisteme au o viteza de operatie mica determinata de frecventa ceasului si tipul procesorului. Oarecum de cand au devenit disponibile ca dispozitive compacte in blocuri mici de PC-uri si pentru operatiile retelei, facuta ca sa fie folosite ca un sistem de nivel mic pentru procesarea datelor si indicatiilor (care in limitele calitatii este oarecum inferior vizualizarii). Datele locale acumulate ca o conexiune a retelei interne intre nivelul masinii si calculatoarele de nivel inalt.

3 Conceptul PC-ului industrial

Termenul "PC industrial" puncteaza direct cele doua concepte ale IPC-ului de baza. Intelesul "industrial" inseamna impunerea necesara a mediului industrial. Acestea sunt setate in standardele PLC-ului si sunt de asemenea aplicate in mod obisnuit in fabricarea IPC-ului. Cerintele speciale includ urmatoarele:

dezvoltarea marimii tempetaturii ambiante (de obicei intre 0-55 C in loc de 5-35 C pentru birouri);

protectia impotriva vibratiei crescute;

protectia impotriva cresterii socurilor;

cresterea protectiei ECM (compatibilitate electomagnetica).

PC-ul sta la originea clasei de computere personale. Fara acest context el este in general inteles ca IPC:

este bazat pe tehnologia procesorului din PC-ul personal;

functionarea sub un sistem de operare (MS-DOS si altele).

Ca un rezultat, IPC-ul combina flexibilitatea si universalitatea unui PC cu toleranta si reabilitarea unei erori a PLC-urilor. Fig. 2 arata un exemplu a unei singur corp de PC industrial-FEC FC640 fabricat de Festo.

Contrar PC-ului, eficienta PLC-ului nu este determinat, exemplu, numarul de operatii ale "punctelor-plutitoare". Ca o regula, durata unui ciclu cuprinde 1000 de expresii binare sau este listata o caracteristica similara.

Fig. 6

PC-ul este diferit fata de PLC-ul clasic, in principal de prezenta unui procesor si sistemului de procesare. Sistemul operational al PLC-ului trebuie sa suporte operatii logice cu variabile binare si permiterea implementarii si programarii dispozitivelor de control. Pentru aplicatiile actuale folosind PLC-ul, tipul procesorului utilizat in PLC in general nu este important, asadar diferenta principala dintre PC si PLC este sistemul de operare sau aplicatiile software-ului care determina scopul folosirii sistemului. Pentru ca un PC sa devina PLC trebuie sa fie capabil sa respecte:

sa inteleaga limbajul de programare care a fost optimizat pentru operatii logice Booleene;

sa permita controlul secventei din operatie si sa fie folosite operatiile evaluate si cronometrate;

sa permita sculelor de programare si diagnosticare sa fie angajate direct in timpul operatiei;

sa comunice cu aparatele de programare si diagnosticare.

Daca un IPC este reprogramat sa opereze ca un PLC, un program trebuie sa fie introdus in IPC si trebuie sa satisfaca cerintele de mai sus. Exista doua cai diferite pentru indeplinirea acestor obiective.

Un program poate fi scris sa faca IPC-ul sa se comporte ca un PLC. Programul aplicat trebuie sa fie stocat in fisiere separate interpretate ca un "sistem PLC". Aceasta este o tehnica clasica pentru un PLC: PLC-ul fabricat determina sistemul de operare si functionalitatea PLC-ului. Programul PLC este scris folosind sintagme specifice pentru fiecare aplicatie particulara si apoi este realizat printr-un PLC. Pachetul software FST actioneaza in acord cu acest principiu.

O alternativa apropiata trebuie sa dezvolte un program scris in limbaj PLC (limbaj inalt-nivel) inteles de un PC. O unitate redactata face programul scris intr-un limbaj de nivel inalt, in timp ce functiile PLC-ului la fel ca programul operational, sunt integrate intr-un program PLC. Fisierele programului sunt obtinute in asa fel incat poate sa contina ambele functionari si aplicatii speciale ale PLC-ului.

IEC-ul 1131-1 sandard, specifica regulatorul programabil logic in urmatoarele feluri: "un sistem digital electronic intentionat pentru aplicatii industriale cu o memorie interna programabila, operatiile definite de utilizator sa realizeze functii speciale, la fel ca un control logic, ordinea, timpul si functiile evaluate, si functiile atirmetice pentru a controla sau procesa diferitele tipuri de masini intelegand semnalele digitale si analogice ale intrarilor si iesirilor. Un PLC corespunde dispozitivelor externe (sisteme PLC) sunt proiectate sa fie simplu integrate in orice sisteme de control al productiei si sa fie operate simplu".

Un programator este asociat aproape cu un PLC. El este folosit pentru operatii non-computer. PC-ul curent este echipat cu software special pentru programarea PLC-ului. Sculele ajustate si programate sunt caracterizate in IEC-ul 1131-1 standard in urmatoarele feluri:

"Un dispozitiv periferic dintr-o lista standard de produse care faciliteaza procesele programarii, testand, activand si cautand greseli in aplicatia sistemului PLC, trebuie sa fie deacord cu aceleasi cerinte ale programului manual. El poate fii folosit ca o interfata universala. Sculele programabile si ajustabile sunt cunoscute precum "conectare" daca poti fi trase intr-o interfata corespunzatoare sau scoase oricand fara vreun risc pentru aplicatia utilizatorului. In alte cazuri, sculele programabile si ajustabile se refera la " incurcate".

Este de remarcat ca acest standard international mentioneaza cel mai important proces al unui PLC, numit: control logic, secventa, functii evaluate si volumul de calcul impreuna cu functiile aritmetice. Consecinta practica de mai sus este astazi regulatorul logic programabil si sunt notate cu urmatoarele proprietati:

echipamente care fac posibile ca senzorii binari si dispozitivele active sa fie conectate;

echipamentele se supun cerintelor de productie stabilite pe temperatura, vibratii si rezistenta EMC;

sistemul de operare integrat, furnizeaza suportul optim pentru operatiile logice Booleene cu semnale binare;

software-ul integrat suporta sculele programabile si ajustabile care permit accesul direct la ambele intrari si iesiri si la variabilele memoriei (semnalizari, registre, timpi, cronometre, etc.).

Descrierea PLC-ului seamana cu o descriere a IPC-ului ca un prim PC aplicat in productia industriala.

Un computer este "potrivit pentru productia industriala" daca echipamentul lui se supune cerintelor asemanatoare a acestora impuse de PLC, numite: temperatura respectiva, vibratia si rezistenta EMC.

Cu alte cuvinte, IPC-ul este un sistem computerizat potrivit pentru aplicatiile din mediul productiei si construit in jurul tehnologiei procesorului Intel 80x86.

PLC-ul este de asemenea un sistem computerizat desi poate fi construit in jurul oricarui microprocesor. In mod normal, PLC-ul este disponibil pe piata si poate avea CPU-uri de serii Intel 80x8 Oarecum, asemenea PLC nu poate fi reconfigurat intr-un IPC pentru ca softul lui este construit pentru procese specifice PLC-ului: sistemul operational PLC este instalat fara posibilitatea de a fi modificat si este optimizat pentru operatiile logice Booleene (SI, SAU, NU, etc.). Pe langa acestea sistemul operational PLC intentioneaza sa interactioneze cu programatorul PLC sa selecteze functiile testate si sa aiba acces direct la datele de intrare si iesire.

Contrar, sistemul de operare a unui PC industrial este indicat de fiecare data cand PC-ul este folosit, ca oricare alt PC, ceea ce inseamna ca sistemul operational a fost destul de flexibil. Pe langa acestea toate sistemele de operare PC au fost construite in special sa proceseze fisiere (DOS-sistem disc operational), si face posibil sa se potriveasca pentru sarcini automate trebuind sa fie echipate cu un pachet software apropiat. Acesta nu poate desena o linie intre PC si programator, chiar daca o asemenea distinctie este posibila.

4 Compatibilitatea IPC-ului si PC-ului

IPC-ul este un sistem compatibil cu un PC. In acest raport descrierea echipamentului si softului poate fi folosit de PC-ul standard pentru punctul sau de pornire. O descriere generalizata a software-lui IPC poate fi construita folosind "principiul cunoasterii", straturi cunoscute.

Primul strat contine sistemul primar intrare/iesire (BIOS), sistemul primar pentru control intrare/iesire este inmagazinat intr-o memorie non-variabila si dezvoltata de fabricant pentru mediul specific hardware. Al doilea strat este sistemul operational care poate fi ales arbitrar depinzand de aplicatie, care este comun cu PC-ul. Sistemul operational ar trebui sa fie compatibil cu echipamente PC si poate cu MS-DOS-ul depinzand de scopul IPC-ului. Aplicatia incepe sub sistemul de operare.

5 Puterea furnizata IPC-ului

Pc-urile industriale sunt folosite in mediul de productie. PC-urile de nivel scazut si in mod special cele de tip "linie" sunt montate direct in cabinete de control ale echipamentelor de proces. 24 V c.c este voltajul cel mai des folosit in prezent in cabinete. Oarecum, in loc sa fie folosite direct cu masinariile de operare, IPC-urile sunt frecvent folosite in sisteme portabile de masurare si inmagazinare a datei. "Voltajul masinariei" de 12 V c.c este des intalnit in asemenea sisteme mobile.

Toate sistemele, de exemplu, acele produse de Festo, sunt echipate cu transformatoare de voltaj, producand un curent de iesire intre 10 si 36 V. Unitatea de alimentare de nivel logic furnizata sistemului cu un voltaj stabil de  5 V. Toate tablourile periferice care cer acest nivel de control al voltajului sunt furnizate direct de la aceasta sursa.

De obicei PC-urile necesita o baterie de rezerva pentru datele instalate si pentru operatiile de cronometru timp-real. Bateriile moderne instalate in PC au o durata de viata de cativa ani, de aceea intervalul de functionare poate varia intre 1,5 si 10 ani. IPC-urile Festo, sunt concepute in asa fel incat sa opereze libere. Acesta a fost facut posibil datorita caracteristicilor urmatoare: setarile BIOS sunt inmagazinate in EEPROM (stergerea electrica a memoriei programabile ROM) si de aceea sunt protejate in timpul opririi, in timp ce cronometru timp-real a fost pozitionat in unitatea de alimentare unde este alimentata si data inapoi de capacitorul de aur plat ce asigura operatiei de cronometrare un timp de 5 zile. Acesta permite IPC-ului sa fie lasat nesupravegheat in timpul week-end-urilor. Bateriile sunt necesare daca sistemul este oprit de la sursa principala de alimentare pentru o perioada mai lunga de timp.

6 Interfata echipamentelor IPC

Deschiderea sistemului "bus" este una din principalele caracteristici care explica dominarea ISA-bus este folosit in PC-uri pentru marirea modulelor si este una dintre cele mai populare in zilele noastre. In ciuda faptului ca asemenea sisteme "bus" ca MCA, EISA sau PCI ofera mari potentiale in mai multe privinte, o mare raspandire a ISA-bus a condus la aparitia conturilor ridicate si a expansiunilor bordurilor (placilor). In felul acesta avaltajul ISA-bus-ului este posibilitatea expansiunii modulelor ieftine, mai degraba ca marimea benzii sale. IAS-bus este folosita in versiunea originala (data 8-biti) sa conecteze expansiunea modulelor in IPC-urile Festo. Variatiile standardelor IPA-bus nu prezinta in general dificultati. In felul acesta majoritatea modulelor create pentru un ISA-bus 8-biti perfectionandu-si functiile fara probleme, cand sunt conectate direct la IPC-ul bus. Modulele cu un curent de alimentare de 12 V, pot functiona in sistemele IPC cu 12 V.

ISA-bus are doua mari dezavantaje:

primul, un numar mic de module pot fi conectate la el (pana la 20 de module);

al doilea, procesarea multipla este imposibila, doua CPU-uri nu pot fi lafolosite la un singur bus.

Pentru a remedia aceste dezavantaje, ISA-bus-ul a fost marit intr-un I²C pentru sistemul IPC. Doua iesiri nefolosite necesare pentru I²C-bus au fost facute disponibile. Puterea unui I²C-bus produs, de exemplu, de Philips este aceea ca poate accepta pana la 256 de module cu o raza de 5 m (aceasta distanta poate fi scazuta folosind receptoare), la fel de bine ca simplitatea si inaltimea benzii sale in configuratii mici. Bus-ul este un dispozitiv sincron principal-secundar (care duce semnalul ceasului), este o extensie a ISA-bus cu mai multe sisteme IPC instalate optional si sunt conectate la unitatile externe prin orificii. I²C-bus mareste considerabil capacitatea unui sistem IPC.

7 Programul si data memoriei

Dezvoltatea IPC-ului a fost intotdeauna impotriva descarcarii programului si datei memoriei. Memoria RAM este folosita in comun ca o memorie principala. Aceasta memorie ar trebui sa aiba o marime de cel putin 1 Mb. Inmagazinarea dispozitvelor comune folosite in PC-urile de birou, ca echipamente floopy si hard discuri, totusi ameninta puterea IPC-ului. In particular, vibratiile si temperaturile extreme sunt in special distructive din punct de vedere al partilor mobile mecanice si driverelor rotative. Driverele hard care se supun cerintelor impuse de mediul industrial sunt foarte scurte. In mod contrar EPROM-ul standard este foarte durabil in lumea PLC-ului dar nu este tipic uzual PC-ului de birou, unde EPROM este folosit numai pentru magazie BIOS. Totusi, implementarea IPROM-ului ca un program de memorie a devenit virtual un standard. EPROM-ul este o memorie nestatornica, foarte puternica si in acelasi timp foarte ieftina. Utilizarea unui EPROM este o alegere clara cand operatia stabila din programul aplicatie este necesara, de exemplu, dupa instalarea industriei. In plus, o memorie nestatornica cu continuturi variabile este ceruta in general pentru operatia IPC. De exemplu pentru prioritatea scanarii masinii la reinceperea operatiei urmand o oprire cauzata de o putere de inchidere. Modulele RAM cu o viata de lucru de 10 ani construite cu o baterie incorporata infrunta competitia: o memorie flash care nu are nevoie de intretinere poate fi privita virtual ca un hard disc.

Sistemele IPC folosesc exact acest tip de memorie. Un CPU cu o memorie flash de 0,5 Mb poate fi folosita daca un sistem poate fi setat fara a avea nevoie de intretinere. Aceasta memorie a fost deja integrata in CPU si de aceea nu este nevoie de orificii suplimentare in ISA-bus.

Dispozitivele de stocare standard cunoscute in PC-uri sunt disponibele in IPC-uri ca module de conectare:

PLC-ul cu dischete;

dispozitive de stocare industriale folosind dispozitive hard de capacitati diferire;

memorie flah de diferite marimi;

module PCMCIA cu o interfata pentru conectare in carduri PCMCIA;

carduri de memorie cu o interfata internet, utilizand in LAN-uri.

PC-ul este folosit din fisierul sistem citit de BIOS si apoi fisierele CONFIG.SIS si AUTOEXEC.BAT sunt executate. Setarile PC-ului fac BIOS-ul la prima vedere sa recunoasca mai intai fisierele sistem din driveul A: si daca nimic nu este gasit acolo continua cautarea in driveul C:.

Daca memoria EPROM contine sistemul de operare, inseamna ca EPROM-ul trebuie sa simuleze drive-ul A: sau discul C:. In sistemul IPC EPROM-ul si RAM-ul nestatornic simuleaza driveul A:. Discul C: desemnat este alocata pentru memoria flash sau pentru modulele de memorie aditional conectate (hard disc).

Memoria alocata a unei unitati de procesare centrale (CPU) poate fi folosita in urmatoarele.

Memoria principala: 1 Mb din care 640 kb sunt alocati pentru sistemul de operare si aplicatii;

BIOS: primii 128 kb a EPROM-ului;

Driveul A: cei 384 kb ramasi din 0,5 Mb EPROM si 128 kb suplimentari sau 0,5 Mb din memoria nestatornica RAM sau EPROM;

Driveul C: memorie flash 0,5 Mb obtinuta in CPU;

Driveul B: memorie flash sau dispozitive hard disc conectate ca module la ISA-bus sau dispozitive de retea.

Aceasta configuratie a fost demonstrata sa fie posibila si usoara in ooperare. Oricum el este foarte nepotrivit pentru modificari ulterioare. Fiecare modificare la aplicatia program implica stergerea modulului EPROM, stergerea si rescrierea programului, doar pentru scopuri de testare. Aceasta procedura este foarte laborioasa, in mod particular cand versiunea noului program este testata. Din acest punc de vedere sistemul IPC BIOS este creat sa recunoasca automat in timpul folosirii un disc drive real conectat. Asigurandu-se ca nu sunt alte setari in setarea BIOS, conectarea disc driveului cu un floppy incarcat este recunoscut automat ca un drive A: primul drive folosit. In acest caz, CPU-ul EPROM/RAM devine automat discul B:. Daca acolo nu exista nici un floppy, in drive sau in regulatorul floppy-drive nu este instalat, EPROM/RAM-ul este automat recunoscut ca disc A:.

Acest principiu ofera urmatoarele posibilitati:

utilizarea floppy-ului si driverelor hard disc ca un PC normal;

operarea memoriei program intr-un EPROM foarte sigur si ieftin;

operand cu combinari EPROM/RAM: EPROM pentru aplicatii program si lunga durata si RAM pentru date;

operand cu combinari de EPROM/RAM si o memorie flash non-volatila aditionala fara intretinere.

Depinzand de cerinte, combinarile variate de mai sus pot fi implementate. Pentru a folosi capacitatile specifice a IPC-ului, in special acestea a integrarii BIOS-ului EPROM, exista un numar al sculelor practice. Cel mai important dintre ele pentru sistemele IPC-ului sunt urmatoarele:

programul ROMKIT.EXE pentru a pregati data pentru scrierea in EPROM ca un fisier binar EPROM;

programatorul puternic EPROM cu o baterie de alimentare optionala pentru servicii de programare locale. Programul imbunatateste de asemenea facand posibila modernizarea BIOS-ului;

programul shareware PKLITE.EXE permite pentru fisierele executive (EXE si COM) sa fie comprimate cu o decomprimare anterioara in timpul realizarii programului. Aceasta inseamna ca programul cere un spatiu de memorie disc mic fara afectarea performantei sale.

8 Pornirea IPC-ului si controlul comenzii de la distanta

Un computer personal echivalent cu IPC-ul afiseaza are intotdeauna interfete tastatura si monitor si in cele din urma o serie (COM1) interfata "inclusa", ele sunt integrate in el ca standard. Aceasta caracteristica este una din avantajele PC-ului industrial peste PLC-ul clasic. O interfata serie, adaptori video si tastatura pentru PLC sunt relativ scumpe si complexe. Acestea, desigur, nu determina considerabil in integrarea PC-ului industrial in masini si montarea unui ecran de birou adiacent lui. De aceea, industria standard a ecranelor si tastaturilor sunt necesare. Amandoua sunt disponibile acum, dar nu sunt ieftine ca tastaturile si monitoarele folosite in birou.

Echipamentul Festo IPC poate, de exemplu, sa aiba urmatoarea configuratie: un VGA-compatibil cu orificiul video, tastatura compatibila PS2 si o interfata COM1 (RS232C). Industria standard a monitoarelor, display-urilor LCD, tastaturi, etc. sunt disponibile in combinatii diferite. In acest caz, industria standard a dispozitivelor sunt de asemenea disponibile.

Cu o mare varietate a industriilor standard a monitoarelor si tastaturilor sunt inca multe aplicatii care nu exista neavand nici un monitor sau tastatura potrivita pentru continua prezenta la masina. Pentru aplicatii de acest gen exista o oportunitate de a conecta direct un monitor si o tastatura pentru mentinerea scopului de-a lungul operatiei sistem. Aceasta optiune este des folosita sa controleze un computer folosind altul, de exemplu, un PC sau IPC portabil pentru mentinerea scopului. O mare varietate de programe sunt disponibile pentru aceste nevoi facilitand controlul de la distanta a computerului. Software-ul oferit frecvent faciliteaza comanda de la distanta printr-o serie de orificii sau cu o usurinta similara - printr-un modem telefon sau retea. Principiul controlului comenzii de la distanta poate fi ilustrat cu shareware-ului program FernTerm inclus cu toate CPU-urile IPC Festo.

FernTerm este un program facut pentru controlul de la distanta a computerului. Doua computere sunt necesare in ordine, sa aiba unul dintre ele comanda de la distanta, in timp ce altul - ca unitate de control operand in modul terminal comparativ cu prima. Toate software-urile controlate de la distanta, constau in doua parti. In cazul FernTerm, acestea sunt urmatoarele :

FERN.COM pentru computere controlate de la distanta;

TERM.COM pentru controlarea computerului operand ca un terminal.

FERN.COM este instalat pe un IPC ca un program rezident (prezent in permanenta in memoria optionala). TERM.COM poate fi folosit pentru a accesa IPC-ul oricand.

FernTerm are un numar de caracteristici al tastelor asociate cu operatia IPC:

el este foarte sigur, corectat meticulos, program rezident pentru IPC. FERN.COM nu poate incerca orice actiune daca alt program incarcat pune control peste orificiul COM1. Cand acest program este terminat, COM1 poate fi folosit iar de FernTerm pentru a stabili o viteza apropiata de transmitere pentru orificiul COM1;

o mare categorie a vitezei de transmitere a datelor disponibile, incluzand viteze mici pentru cabluri lungi cu nivele mari de zgomot, viteze mari pentru cabluri scurte si transmisii rapide pentru fisiere mari;

controlul comenzii de la distanta, optional, prin modem sau cablu;

tastatura optionala permitand transmiterea codurilor pentru toate tastele speciale, taste functionale si combinatii de taste;

folosind orificii pentru COM1 la COM4.

FernTerm necesita un cablu null-modem cu mufa cu 9 pini (2 iesiri si 3 conectari) incluzand kitul sistemului IPC Festo.

9 Folosirea software-ului unui FST

FST este software-ul conceput pentru IPC-ul Festo care se imparte in doua: primul program modifica un IPC intr-un PLC; in timp ce celalalt scoate un programator din orice computer.

Folosind FST implica ambele parti ale sistemului PLC:

programul Kernel (FSTPCR21.EXE) porneste automat prin CPU-ul IPC, care poate de asemenea sa fie gata folosind un monitor si o tastatura. De indata ce FSTPCR21.EXE este determinat, IPC-ul este transformat intr-un PLC. Modurile de operare si sintaxa a acestor PLC urmaresc standardele dezvoltate de Festo pentru PLC-urile clasice Festo (FPC-uri);

programul FSTIPC.EXE porneste pe un PC (poate fi orice PC), care modifica acest computer intr-un programator. Aici modul de operare si sintaxa sunt astfel bazate pe FPC-uri Festo.

Unitatea de control centrala PLC comunica printr-o interfata serie folosind un cablu null-modem. Pentru IPC acesta este de obicei o interfata COM1 construita in CPU. Programatorul poate folosi orice orificiu COM1 sau COM2. De indata aplicatia program (proiect) este completat in unitatea programata, el este scris in PLC. Aceasta procedura implica transmisia din programator in PLC, fisierul avand acelasi nume ca proiectul dar cu extensia .RUN. Programul este pornit automat cu lipsuri. Daca exista un program de aplicatie a PLC-ului stocata in IPC, programul FSTPCR21.EXE poate fi pornit impreuna cu numele fisierului programului de aplicatie PLC (de exemplu, "FSTPCR21.EXE TEST1") ca un parametru de comanda linie. Aceasta va face ca aplicatia sa porneasca simultan.

Un PLC este intotdeauna un PLC care se opune unui PC care, poate servi ca o consola de joc, sistem de cont automat, procesor cuvant sau un PLC potrivit. Desi IPC-ul odata transformat intr-un PLC cu intelesul programului FSTPCR21.EXE va ramane un PC. Doar prin introducerea comenzii "QIUT" care poate fi scris pe o tastatura conectata la IPC (PLC-ului actual) unul poate revenii la modul PC.

10 FEC-ul compact si FEC-ul standard inclus regulatorului IPC

FEC-urile (regulatoare inceput-sfarsit) fabricate de Festo sunt o categorie a tuturor intr-o industrie logica programabila de mini regulatoare incluzand FEC-ul compact (fig. 7) si FEC-ul standard (fig. 6) serii ale PLC-urilor.

Principala versiune a PLC-urilor FEC compact sunt prezentate in tabelul 1. Aceste PLC-uri au fost concepute ca sisteme industriale de control ieftine care pot fi instalate simplu si repede si operate de personal care nu are experienta vasta in utilizarea PLC-ului. Toate functiile necesita un sistem mic de control care au fost combinate intr-un singur corp. FEC-ul compact poate fi folosit in cabinete standard de relee control si sunt perfect potrivite unui control unde un numar mic de intrari si iesiri sunt cerute. Ele sunt deliberate pentru sarcini simple referitoare la echipamentul de procesare si procesul industrial automat implicand o cheltuiala minima.

Fig. 7

Corpul de plastic contine urmatoarele componente principale ale PLC-ului:

procesorul AMD 186/20 MHz;

RAM-ul 256/512 Kb si memoria flash 256 Kb;

tranzistorul de intrare si canalele releului de iesire (relee electromecanice comutand in modul de operare ajungand la 5 A 250 V c.a sau pana la 5 A 36 V c.c, comutand frecventa - pana la 25 Hz), semistor (solid SR) sau tranzistorul releelor;

interfete programabile seriale (COM, RS232) si extensii (EXT);

interfata retelei ETHERNET 10BaseT;

transformatoare de alimentare de 220 V/24 V c.c pentru aceste versiuni de PLC care permit o putere de alimentare principala c.a.

Tabelul 1 - serii FEC compact din PLC-ul cu pachet FST programabil

Inaintea instalarii regulatoarelor logice, atentia trebuie acordata mediului care trebuie sa asigure operatia lor normala. Ele nu trebuie sa fie montate in locatii unde se gaseste mult praf, vapori de ulei, conducte de gaz prafuite sau corodate, vibratii, temperaturi ridicate, expunere la soare, unde sunt prezente umiditati ridicate, la fel de bine ca in vecinatatea echipamentelor de inalta tensiune. PLC-urile nu trebuie sa fie montate direct deasupra unui dispozitiv de emitere a caldurii, de exemplu, un incalzitor, transformator sau rezistenta puternica. Daca temp ambianta depaseste 55^o C, un ventilator pentru racirea fortata trebuie sa fie instalat.

Regulatorul poate fi atasat la o sina montabila (DIN, 35 mm latime) sau direct prin suruburi M4. In timpul unei instalari trebuie sa se asigure ca modulul sa fie montat cat mai repede din echipamentul de inalta putere si inalt voltaj.

Tipurile de intrari 12 PNP sau NPN a PLC-ului FEC compact sunt impartite in doua grupuri de 8 si 4. Separatia galvanica (cupla optoelectronica) si semnalele de intrare (24 V 7 mA). Indicatii Led (dupa separatia galvanica) este asigurata. Semnalul de receptie intarzie 5 ms, puterea de pornire maxima - 15 V, iar la oprire - 5 V. Doua intrari de la al doilea grup poate de asemenea sa fie folosit precum contoare cu frecventa maxima de 2 kHz. Cablajul semnalelor de intrare este prin 14 suruburi terminale (12 semnale si 2 fire comune). Fiecare surub accepta 2 fire cu sectiune incrucisata ajungand la 0,75 mm².

Fig.8.

Seria FEC - standard PLC a fost creata pe baza IPC@CHIP (fig. 8) ce contine principalele componente de control (fig. 9): procesor, memorie, porturi de serie ETHERNET, watchdog.

Versiunile principale ale seriei FEC - standard  PLC asigurate de Festo sunt prezentate si in tabelul 2, in timp ce semnalul de intrare/iesire si conectorii de alimentare sunt prezentati in tabelul 3.

Fig. 9

Tabelul 2.Serie PLC-standard cu pachet de programare FST

Tabelul 3.Conectori FEC Standard

Seria FEC - standard PLC este integrata intr-un corp plat de aluminiu si este alimentata cu 24 V c.c. Canalele de intrare/iesire sunt de tip tranzistor.

Seriile FEC compact si FEC standard PLC sunt programate prin pachetul software FST (tabelul 4) disponibil in doua versiuni pentru aplicatii aplicate pe DOS si Windows. Poate fi instalat pe PC-uri ce folosesc DOS sau sisteme de operare Windows 95/98/2000/NT. PLC-ul FEC standard poate fi programat doar prin versiunea bazata pe pachetul Windows (PS1 - FST2 - CD - WIN).

Tabelul 4.FEC-ul compact si software-ul standard.

11 Regulatoare programabile logice modulare IPC PS1

Seria PS1 pentru PC-urile industriale de la Festo (fig. 10) ofera o gama variata de module in conformitate cu specificatiile industriale si cuprinzand functiile modulelor a regulatoarelor logice programabile si a unui PC, cand de fapt modulele nu mai sunt asa de mari decat un pachet de tigari. Datorita dimensiunilor compacte, aceste calculatoare industriale pot fi folosite in locuri unde anterior nu putut fii folosite datorita lipsei de spatiu, de exemplu, in cabine si consoale de control, boxele distribuitorilor si consolo de operare. Modulele pentru PC-uri industriale au fost proiectate pentru operatii care nu necesita ventilator si baterie, adica nu necesita intretinere. Structura unui PC industrial si a modulelor separate este de asa fel incat modulele sau unitatile individuale pot fi inlocuite cu rapiditate si intregul dispozitiv poate fi instalat la piesa de lucru.

Fig. 10

PC-ul industrial poate fi instalat in cabine de control, console sau panouri folosind un surub opritor metalic DIN sau montate pe perete cu suruburi. Modulele PC sunt atasate unitatii deja montate prin doua suruburi opritoare. Modulele schimba data printr-un terminal standard PC ISA-bus si inclus printr-un terminal de date I²C-bus. Terminalul este alimentat cu curent electric de la un transformator integrat c.c/c.a (daca o unitate montata de 3 sau 5 pozitii este folosita) si de la un transformator industrial (daca o unitate montata de 8 sau 12+2 pozitii este folosita). Daca se foloseste o unitate montata de 5+ pozitii, se va adauga un distribuitor I²C-bus. Transformatoarele folosesc 10.36 V c.c. Terminalul de date atasat unei unitati montate are o mare imunitate la zgomot si este protejat impotriva erorilor in timpul transmisiei. O placa de baza IPC - ZM10 pentru unitatea montata este de asemenea disponibila pentru a furniza propria izolare electrica fata de suprafata pe care este fixata. Fise speciale semifabricate IPC - ZM11 acopera pozitiile libere din unitatea montata.

Un set de module CPU pentru un PC industrial face posibila realizarea sistemelor de control centralizate si distribuite de multiprocesor. Modulele CPU nu necesita intretinere. Versiunile de modul HC01 si HC02 sunt folosite pentru sarcini de control simple. Modulele mai puternice de tip HC20-40 sunt versiuni mai inalte (mai recente) sunt folosite pentru sarcini mai complexe pentru care este nevoie de putere de procesare aditionala (procesoare 486 sau 586). Fig. 11 arata modulele CPU Pentium cu 64 Mb RAM. Toate modulele de proceros sunt compatibile PC/XT sau PC/AT si functioneaza cu sisteme de operare adecvate capacitatii lor (MS-DOS, OS/2, Windows, etc.). Tipul de module procesor HC1X sunt echipate cu un sistem industrial de baza intrare/iesire (BIOS) creat pentru a indeplini cerintele productiei industriale.

In functie de cerintele specifice impuse sistemelor de automatizare, modulele CPU pentru PC-urile industriale (IPC-uri) pot fi conectate prin module de comunicare la diferite interfete (Asi, Fieldbus, Profibus FMS si DP, CAN, etc.). Pentru CPU-uri puternice de tipul HC2X sau versiuni mai recente, interfata "bus" cu un flash disc integrat, poate fi sustinuta cu puterea de procesare si RAM-ul necesar. Interfata "bus" furnizeaza legatura cu tastatura, display-ul (VGA sau LCD) si porturile de serie COM.  

Fig. 11

CPU-ul unui PC industrial poate obtine date direct de la un obiect controlat si poate controla procesul folosind modulele intrare/iesire pentru un semnal analog si eterogen. O gama variata de module intrare/iesire faciliteaza o configuratie specifica IPC pentru a fi selectata in fiecare caz.

Toate comunicatiile si functiile intrare/iesire, pot fi activate si scanate din software-ul aplicatiei. Acestea sunt sustinute mai ales de BIOS. Functiile suplimentare de securitate, exista de asemenea asigurand ca in cazul defectarii CPU, iesirile eterogene vor capata o anumita stare, in timp ce software-ul aplicatiei poate descoperi erorile aparute in timpul operatiei.

Pentru a programa PC-urile industriale modulare PS1, oricare din limbajele de programare acceptate la scara larga (Pascal, C++), ca si acelea folosite in pachetul de programare FST (tabelul 4) "Ladder Diagram" sau limbajul "statement List", pot fii folosite.

12 PLC de pozitionare SPC-200

PLC-ul de pozitionare pe axa SPC-200 (fig. 12) este un PLC special pentru controlul dirverelor liniare pneumatice. Este disponibil in cateva versiuni si realizeaza reglarea pozitiei si controlul pozitionarii (pana la 4 axe). SPC-200 are un design modular si cuprinde unitatea principala disponibila in doua marimi standard cu o gama variata de functii depinzand daca 4 sau 6 insertii de card sunt fixate. Controlul motorului pas cu pas este de asemenea posibila. Pentru a controla o axa, SPC-200 este legat printr-un cablu si o interfata de periferia respectivei axe pneumatice, de exemplu, senzorul de pozitie sau registrul de distributie sau controlul directional proportional al valvei. SPC-200 poate fi conectat la intrari/iesiri standard ale unui PLC de nivel mai inalt, reactionand la comenzile sale prin intrari si raspunzand prin iesiri. Modulul intrare/iesire are 10 intrari si 8 iesiri, din care 7 intrari si 6 iesiri sunt programabile. Programarea este conform stasului DIN 66025 pentru unitatile controlate numeric (NC). Pentru programare se foloseste pachetul de software WinPISA, care suporta configuratia, exploatarea si programarea PLC-ului de tip SPC-200.

Fig.12

Principalele capacitati si functii ale modelelor PLC sunt dupa cum urmeaza:

controlarea pozitionarii drive-urilor pneumatice, motoare pas cu pas si combinatiile lor;

optimizarea axelor pneumatice 1 si 2 cu senzori de pozitie analogici, expansiune optionala la 4 axe;

activarea functiilor de intrare/iesire la grippere de control simultan, cilindrii de impingere, drive-uri rotative;

versiune modulara (numarul optional de intrari/iesiri digitale; interfata fieldbus pentru Pofibus sau Interbus);

tehnica puternica de reglare prin autoreglaj pentru axe pneumatice;

programarea simpla folosind pachetul de software WinPISA.

Specificatiile principale ale PLC-ului sunt:

sursa de tensiune 24 V c.c - 10% / +25%;

consumul maxim de curent - 5,4 A;

intrari digitale - 10, iesiri - 8;

intrari analogice pentru stabilirea pozitiei - 2 (0.10 V);

interfata de programare PC - RS-232;

intervalul de temperatura la care se opereaza - de la -5 la +50^o ;

clasa de protectie - IP20.

13 TSX Nano individual inclus in PLC-uri

TSX Nanoindividual intrare/iesire PLC fabricate de Schneider (Franta) sunt disponibile in 4 configuratii, in functie de extensia necesara (fig. 13):

"PLC de baza" - fara extensie (14 si 20 intrari/iesiri);

"PLC de baza" - fara extensie cu iesire analoga integrata (10, 16 si 20 intrari/iesiri);

extensie "I/O" (16 si 24 intrari/iesiri);

"PLC de baza sau extensie I/O" - PLC extensibil (10, 16 sau 24 intrari/iesiri).

Fig.13

PLC-ul extensibil de baza poate fii extins fie prin extensie I/O sau un alt PLC extensibil configurat la fel ca extensia I/O.

In afara de asta, maximum 3 PLC-uri configurate supuse (PLC-uri extensibile configurate ca "supuse"), pot fi legate unui PLC extensibil "de baza" comunicand prin schimb de cuvinte (fig. 14). 

Fig. 14

PLC-uri I/O TSX Nano sunt programate folosind PL7-07 PC limbaj ("Ladder Diagram" sau "Statement List"). Aceste PLC-uri se programeaza folosind:

FTX 117 programator (fig.2);

FTX 417 sau un PC compatibil terminal (din "Ladder Diagram" sau "Statement List").

In procesul scrierii unui program al aplicatiei PL7-07 foloseste 4 aditori: editori List Ladder, Date Editor, Configuratie Editor si Simbol Editor.

"Ladder Diagram" sau "Statement List" editori de limbaj sunt folositi pentru a extinde programul principal - cea mai importanta parte a programului aplicatiei. Extinderea programului principal se face astfel:

alocarea adreselor pentru intrari si iesiri folosite in program;

selectarea valorilor presetate alea variabilelor care vor fi folosite in program;

determinarea secventei de realizare a programlui.

"Ladder Diagram" este un limbaj schematic ce foloseste atat elemente grafice cat si text. Fiecare segment al diagramei este un circuit.

"Statement List" este un limbaj si reprezinta un text cu instructiuni logice.

Aceste limbaje sunt folosite pentru a crea logica realizarii programului, necesara pentru a controla o masina sau un proces. Instructiunile "Ladder Diagram" pot fii convertite in instructiuni "Statement List".

Software-ul PL7-07 pentru PC are 4 moduri active:

Initial.

Autonom (offline).

Interactiv (online).

Monitorizare.

Vederea de ansamblu asupra TSX Nano PLC este aratata in figura 14, unde:

1 - conectarea la sursa de curent a PLC-ului;

2 - sursa de curent pentru modulele cu senzori ce folosesc 100/240 V c.a; 24 V c.c/150 mA sursa de curent pentru module cu iesiri 115 V c.a;

3 - afiseaza starii intrarilor: pot fii afisati maxim 16 biti interni (%S69=1);

4 - conexiune pentru intrare;

5 - aparatoare detasabila pentru protectia terminalului;

6 - selector switch pentru a incripta functiile PLC-ului (PLC extensibil):

0 - PLC de baza; 1 - I/O extensii; 5 - PLC supus 2; 6 - PLC supus 3; 7 - PLC supus 4;

7 - potentiometru 1 - pe PLC cu 10,14 sau 20 intrari/iesiri; 2 - pe PLC-uri cu 16 sau 24 intrari/iesiri;

8 - port de conectare pentru dispozitiv ASCII sau UNI-TELWAY (PLC-uri extensibile): ASCII, RS485 UNI-TELWAY - protocol, master si slave;

9 - aparatoare pentru acces la 8,7 si 6;

10 - conexiuni anexe: extensie I/O; PLC supus; module supuse (V3); canal de iesire analog;

11 - conexiuni de iesire;

12 - afisajul starii iesirilor: pot fii afisati maxim 16 biti interni (%S69=1);

13 - afisajul starii PLC-ului: RUN, ERR, COM, I/O.

Dimensiunile estimative alea PLC-ului: 105.165x85x60 mm.

Fig.15

Din setarile initiale, toate intrarile si iesirile sunt configurate ca individuale. Dar unele dintre acestea pot proimi functii specifice (RUN/STOP, intrarea cunoscuta, intrare/iesire de 10 kHz sau contror reversibil de 1 kHz, starea iesirii PLC-ului (SECURITY), pulsatiile iesirilor in procesul de configurare.

PLC-urile TSX Nano sunt programate folosind limbajele reversibile PL7 si permitand urmatoarele functii sa fie implementate: ceas in timp real, temporizator, contoare reversibile, registrii LIFO/FIFO, registrii de comutare, regulator de tambur, contor in trepte.

Functiile principale ale PLC-ului TSX Nano includ:

stari de executie: normal (ciclic) sau periodic (de la 2 la 150 ms);

durata ciclului: mai putin de 1 ms pentru 1000 de instructiuni elementare; mai putin de 0,6 ms pentru 100 de instructiuni elementare;

timp de executie: de la 0,2 la 2 µs pentru o singura instructiune logica;

capacitatea memoriei: data - 256 de cuvinte interne, 64 cuvinte constante, 128 de biti interni (dintre care 64 sunt stocati); program - 1000 instructiuni RAM si EEPROM protejat);

backup: baterie PLC RAM; timp de stocare 30 de zile;

limbaj reversibil: PL7: "Statement List" sau "Ladder Diagram";

port terminal: RS 485 link, UNI-TE - 50 m protocol, 9,600 bps/19,200 bps; distanta: FTX 117 - 10 m; UNI-TE - 50 m;

extensie I/O: 1 pentru PLC; distanta maxima dintre PLC master si extensia - 200 m;

PLC-uri incluse: 3 PLC-uri conectate la un master PLC extensibil si comunicand prin schimb de cuvinte; distanta maxima dintre PLC-ul principal si ultimul PLC inclus - 200 m;

comunicatie Mod bus: neizolat RS485 - pana la 200 m (moduri ASCII sau RTU);

unitati functionale: ceasuri in timp real - 16; contoare - 32; timp de baza; 1 ms (pentru primele doua), 10 ms, 100 ms, 1 s, 1 minut pe o raza de la 0 la 9999; contoare reversibile - 16: pe o raza de la 0 la 9999; registrii LIFO/FIFO - 4: registrii de 16 cuvinte; registrii de comutare - 8: 16 biti; regulatori de tambur - 4: 8 pasi, 16 biti de control; contor in trepte - 4: 256 de pasi;

potentiometre: 1 - pentru TSX Nano 10/14/20 intrari/iesiri; 2 - pentru TSX Nano 16/24 intrari/iesiri;

canal analog: functie specifica a anumitor module;

afisaj al bitilor interni (indicator de memorie): pe PLC-ul principal sau inclus (PLC-uri extensibile configurate ca incluse) statusul a 8 biti interni (TSX Nano cu 10 si 16 intrari/iesiri) sau 16 biti interni (TSX Nano cu 24 intrari/iesiri) pot fi indicate pe panoul frontal;

filtrul de intrare programabil: timpul de filtrare poate fi modificat pe PLC-ul principal sau inclus in procesul de configurare: fara filtrare/3 ms filtrare/12 ms; intrarile/iesirile sunt configurate in grupuri;

intrari/iesiri speciale: functii specifice pot fi alocate in procesul de configurare:

intrare RUN/STOP - 1 din primele 6 intrari in PLC-ul principal sau inclus (de la %10.0 la %10.5); intrari rapide - primele 6 intrari in PLC-ul principal sau inclus (de la %10.0 la %10.5); intrare de modul analogica - conectata la iesirea de la %10.0 configurat la un contor de frecventa; contor rapid - 10 kHz; contor de frecventa - 10 kHz; contor rapid reversibil - 1 kHz;

statusul iesirii PLC (SECURITY) - una din primele 4 iesiri in PLC-ul principal sau secundar (de la %Q0.0 la %Q0.3); PULS de iesire - secventa de puls (max. 4.9 kHz); iesire PWM - modulatie puls - latime (max. 4.9 kHz); iesire de modul analogic - conectat la %Q0.0 configurat ca un PWM;

2 (%Q0.1 si %Q0.2) asociat cu numarare rapida si modificat fara a astepta sfarsitul ciclului. Iesirile PULS si PWM pot fi folosite pentru PLC-uri cu iesire - releu daca perioada pornit/oprit este mai mare decat timpul de comutare al releelor (aprox. 50 Hz). Daca sunt folosite, releele se pot uza foarte repede, asa ca aceste iesiri ar trebuii sa fie folosite mai ales pe PLC-uri cu iesire cu tranzistor.

Modul normal de operare a PLC-ului este ciclic (fig. 16).

Procesarea interna:

PLC-ul control:

verificarea posibilitatilor de a executa un program;

controlul timpului; modificarea ceasului in timp real curent;

verificarea afisajului: RUN, I/O, ERR, COM;

delectarea alternantei: RUN/STOP;

verificarea altor parametrii de sistem.

Procesarea cererilor porturilor de programare si porturilor extinse.

Mecanism de iesire a intrarilor:

iesirile memoriei sunt modificate dupa starea intrarilor fizice (%1).

Realizarea programului:

programul utilizatorului este realizat.

Modificarea iesirilor:

starea iesirilor fizice (%Q) este modificata conform scrierilor memoriei.

Moduri de operare:

PLC-ul in modul de realizare: procesorul controleaza sistemul, citeste intrarile, executa programul si modifica iesirile.

PLC-ul se opreste: in acest caz procesorul controleaza sistemul, citeste intrarile si modifica afisajul.

Ciclul programului utilizatorului este verificat de temporizatorul watchdog al PLC-ului si ar trebuii sa nu fie mai mare de 150 ms, altfel poate avea loc o eroare care duce la o oprire imediata a PLC-ului (flash RUN si ERR LED).

Posibile variante:

Durata ciclului este mai scurta decat a temporizatorului watchdog (150 ms): in mod normal, incepe alt ciclu.

Durata ciclului este mai lunga decat a temporizatorului watchdog: PLC-ul se opreste, RUN si ERR LED sclipesc si sistemul bit %S11=1.

Graficul modului ciclic este descris in fig. 17.

Realizarea modului periodic este descrisa in fig. 17.

Aici, mecanislul de citire al intrarilor, procesarea programului si modificarea iesirilor are loc periodic in conformitate cu timpul alocat de utilizator (de la 2 la 150 ms).

 

Fig.18.

La pornire, ciclul PLC-ului software-ul temporizatorului este setat la o valoare configurata. Ciclul PLC-ului se termina inaintea perioadei de timp. Ciclurile urmatoare incep dupa incheierea perioadei de timp.

Daca durata ciclului depaseste valoarea reglata, sistemul bit S19% este setata la 1. Statusul acestui bit poate fi verificat sau resetat de utilizator sau de utilizatorul program. Si cu modul normal, durata ciclului program este verificata cu ajutorul temporizatorului watchdog.

Posibile variante:

1.Durata ciclului este mai scurta decat timpul setat: modul normal, alt ciclu incepe dupa ce perioada de mai inainte este terminata.

2. Timpul prestabilit este mai mic decat ciclul si regulatorul watchdog: sistemul bit S19% este setat la 1; S19% si utilizatorul programului este in stare sa reseteze acest bit la 0; PLC-ul ramane in modul RUN.

3. Durata ciclului este mai lunga decat cea a temporizatorului watchdog: PLC-ul este oprit; RUN si ERR LED se aprinde si sistemul bit %S11=11.

Modul periodic al diagramei de debit este afisat in fig. 1

PLC-urile Nano TSX pot fi montate fiecare pe un panou de instalare (plat) folosind doua suruburi M3 sau pe o sina de 35 mm. O carcasa detasabila protejeaza conexiunile ultimului PLC. Fiecare clema cu doua sectiuni incrucisate ale firelor de 1 mm² sunt fixate deschis pe terminale inchise. Clema suruburilor strange colierul cu 0,5 Nm.

Protectia circuitelor incorporate intrare/iesire protejeaza PLC-ul de obstacolele industriale, in timp ce procedura de autotestare furnizeaza un control continuu a starii lui.