Moduły wejść/wyjść firmy CREVIS umożliwiają tworzenie rozproszonych systemów sterowania, w których elementy sterowania są oddalone od siebie. Zatrzaski do montażu na szynie TH, oraz zaciski sprężynowe pozwalają na szybką instalację systemu. Dodatkowo dostępne są instrukcje dla wszystkich modułów zawierające schematy elektryczne ich podłączania (w wersji elektronicznej można je również znaleźć w oprogramowaniu IOGuidePro, w wersji uproszczonej schemty znajdują się na każdym module). W skład każdego zestawu wchodzą: adapter komunikacyjny, który obsługiwać może protokoły komunikacyjne takie jak DeviceNet, Modbus RTU, Modbus TCP/IP, EtherCAT, ProfiNet, CanOpen, ProfiBus, CC-Link oraz moduły wejść i wyjść. Te ostatnie występują w różnych odmianach, są to np. dyskretne wejścia, dyskretne wyjścia, moduły analogowe i temperaturowe, szybkie liczniki, moduły wyjść impulsowych.
Oprogramowanie
Do obsługi modułów potrzebne jest oprogramowanie, które jest w pełni darmowe. Poniżej znajduje się lista plików do pobrania:
1) IOGuidePro – program do konfiguracji systemu, pozwala na dobranie odpowiednich elementów, sprawdzenie zapotrzebowania na moc, oraz pozwana na nawiązanie połączenia z modułem komunikacyjnym oraz monitorowanie stanów zmiennych.
https://www.multiprojekt.pl/ftp/crevis_io/IO_guide_pro_V1111_EN.exe
2) CODESYS V3.5 SP3 Patch 1 – umożliwia programowanie modułu komunikacyjnego i obsługę rozszerzeń. Program CODESYS jest środowiskiem uniwersalnym i obsługa modułów CREVIS wymaga instalacji odpowiednich bibliotek.
https://www.crevis.co.kr/kor/support/download/Setup_CODESYSV35SP3Patch1.zip
3) Instalator bibliotek CREVIS – Niezbędny do poprawnego korzystania z modułów rozproszonych wejść/wyjść.
https://www.multiprojekt.pl/ftp/crevis_io/inne/CrevisFnIO_Library_2.1.0.1(x64).exe
4) Pliki konfiguracyjne – zawiarte są tu wszystkie moduły wejść/wyjść. Pliki będą potrzebne do instalowania urządzeń w porgramie Codesys (przedstawione zostało to w dalszej części).
https://www.crevis.co.kr/kor/support/download/NA-xxxx_ST-xxxx_Device_Description.XML.zip
Instalacja
W artykule tym do opisania procesu konfiguracji wybrany został moduł komunikacyjny NA-9373 oraz moduły rozszerzeń: wyjścia cyfrowe (ST-2318), wejścia analogowe (ST-3524), wyjścia analogowe (ST-4424). Poniżej opisano montaż, konfigurację oraz opis tworzenia programu zawierający wykorzystanie tych modułów.
Montaż i podłączenie
Montaż rozpoczyna się od modułu komunikacyjnego. W przedstawionym przypadku jest to NA-9373, a kolejne moduły nasuwane są po prawej stronie. Opis podłączenia elektrycznego, dla każdego z modułów znajduje się w oprogramowaniu IO Gudie Pro. Moduł NA-9373 posiada dwa złącza ethernetowe, które pełnią funcję switcha oraz ma możliwość komunikowania się w protokole MODBUS TCP/IP.
Konfiguracja modułu
W celu nawiązania połączenia konieczne jest ustawienie poprawnych adresów IP. W przypadku bezpośredniego połączenie z modułem kablem ethernetowym musimy ustawić stałe adresy IP. Informacje na temat adresu IP komputera znaleźć można w panelu sterowania:
Panel sterowania –> Centrum sieci i udostępniania –> Połączenie lokalne –> Szczegóły
Poszczególne etapy “poszukiwania” adresu IP przedstawiają poniższe obrazy:
Adres IP naszego komputera na karcie sieciowej, którą łączymy się z modułem to 192.168.5.2, a maska podsieci definiuje, że adresy w obrębie sieci mogą przyjmować wartości 192.168.5.X (gdzie X reprezentuje numer urządzenia w sieci w zakresie od 1 do 255). Dla naszego modułu przyjęty zostanie adres 192.168.5.16, nadany przy nawiązywaniu połączenia.
Nawiązanie połączenia w oprogramowaniu IOGuidePro
W celu nawiązania połączenia po uruchomieniu programu IOGuide Pro otworzyć należy narzędzie Bootp Server. Poniższy obraz przedstawia interfejs programu IOGuidePro. Po prawej stronie widoczna jest lista, która daje możliwość sprawdzenia parametrów poszczególnych modułów:
Po uruchomieniu programu Bootp Server należy włączyć poszukiwanie modułu poprzez opcję Start Bootp, a następnie włączyć zasilanie modułu (jeśli moduł był już uruchomiony należy go wyłączyć i ponownie uruchomić przez włączenie zasilania). Ta czynność jest konieczna, ponieważ w momencie podłączenie do źródła zasilania moduł wysyła sygnał, dzięki któremu może zostać wyszukany. Gdy na liście pojawi się wybrany moduł (możemy go zidentyfikować poprzez adres MAC umieszczony na module) można zatrzymać przeszukiwanie poprzez wybranie opcji Stop Bootp. Dwukrotne kilknięcie na daną pozycję na liście umożlwi nadanie adresu IP dla wybranego modułu.
Po otworzeniu opcji nadajemy adres IP 192.168.5.16 i zatwierdzamy poprzez naciśnięcie przycisku OK. Od tej pory w programie Codesys wykorzystywać będziemy przyjęty przez nas adres.
Tworzenie programu w Codesysie
W pierwszej kolejności należy dodać pliki konfiguracyjne opisane na początku artykułu. Aby tego dokonać po uruchomieniu Codesysa wybrać należy zakładkę –>Tools –> Device Repository –> Install
Po otwarciu okna wyszukać należy pliki konfiguracyjne modułów, które zostały wykorzystane w projekcie. W tym przypadku są to pliki:
CVS_NA-9373_T1.devdesc
ST-2318.devdesc
ST-3524.devdesc
ST-4424.devdesc
Ponadto dla poprawnego działania programu konieczne jest zainstalowanie:
CVS_ST-Series_Rack.devdesc
CVSRACK.devdesc
Kolejne czynności zostały przedstawione na poniższych obrazach:
Po dodaniu plików konfiguracyjnych możemy przystąpić do stworzenie nowego projektu. Należy wybrać kolejno zakładkę –> comp –> New Project…
Po otwarciu okna dialogowego zaznaczyć należy Standard project, oraz wpisać nazwę i lokalizację pliku.
W kolejnym kroku wybieramy urządzenie, dla którego piszemy program (jest to moduł CVS NA-9373) oraz język, w którym tworzony będzie program, w tym przypadku wybrany zostaje język drabinkowy (Ladder Logic Diagram).
Po utworzeniu projektu dla modułu komunikacyjnego NA-9373 należy dodać na kolejnych slotach moduły, które zostały podłączone fizycznie. Dokonuje się tego przez otwarcie menu kontekstowego na kolejnych slotach i wyborze opcji Plug device. Po otwarciu okna Plug device wybieramy z listy moduł, który chcemy dołączyć i zatwierdzamy poprzez naciśnięcie przycisku OK.
W kolejnym etapie do odpowiednich wyjść/wejść modułów przypiszemy tagi. Nie jest to konieczne, dlatego aby to zobrazować jedna ze zmiennych – OUTPUT1 – nie zostanie przypisana.
Określenie tagów dla wyjść modułu cyfrowego ST-2318
Należy otworzyć ustawienia wybranego modułu i przejść do zakładki Digital IOs I/O Mapping.
(Zakładka Digital IOs Configuration zawiera bajty konfiguracyjne, które można zmieniać; w tym przypadku zmiany nie są potrzebne; opis bajtów konfiguracyjnych znajduje się w IOGuidePro)
Następnie wpisujemy nazwę tak jak przedstawione zostało to poniżej:
Określenie nazw wyjść modułu analogowego ST-4424
Operacja przebiega analogicznie jak poprzednio. Warto zwrócić uwagę na typ zmiennej: jest to zmienna typu WORD, będzie to przydatne przy pisaniu programu.
Analogiczną operację wykonać można dla modułu wejść analogowych ST-3524.
Tworzenie nowego programu
Po zakończeniu poprzednich etapów można przystąpić do pisania programu w języku drabinkowym. Należy otworzyć dwukrotnym kliknięciem PLC_PRG (PRG). Wyświetla się okno edycji programu, które podzelone jest na dwie części:
1) dolna część zawiera program w języku drabinkowym;
2) górna część zawiera wszystkie zmienne.
Tworzenie programu należy rozpocząć od jego implementacji w języku drabinkowym, a zmienne pojawiają się samoczynnie. Gdy dodajemy styk lub cewkę, wprowadzamy nazwę odpowiedniego taga, gdy zmienna nie istnieje – pojawia się nowe okno, gdzie możemy utworzyć tag o danej nazwie.
Przykładowo: tworząc cewkę OUTPUT0, połaczoną już wcześniej z wyjściem fizycznym, pokaże się następujące okno:
Aby utworzyć zmienną OUTPUT1, która nie była przypisana do wyjścia, konieczne jest wpisanie adresu wyjścia (można go odczytać w ustawieniach modułu ST-2318, w zakładce Digital IOs I/O Mapping). W tym przypadku będzie to adres %QX0.1:
Cewki OUTPUT0 i OUTPUT1 połączone zostały kolejno ze stykami X0 i X1. Do programu “dołożona” została jeszcze jedna linia, w której wystawiane jest napięcie na moduł wyjść analogowych (wyjście obsługiwane przez zmienną ANALOG0). Napięcie zadawane jest poprzez wprowadzenie wartości do zmiennej o nazwie “napiecie” i musi być przemnażane przez 409. Wynika to z faktu, że moduł ma rozdzielczość 10/4095 [V/bit]. Włączenie wysyłania umożliwia styk X2. Okno Codesys, z napisanym programem, przedstawione zostało poniżej:
Tworzenie wizualizacji
Tworzenie wizualizacji rozpoczynamy od dodania obiektu wizualizacji. W tym celu należy kolejno: –>otworzyć menu kontekstowego Application –> Add Object –> Visualization…
Następnie wybierana jest nazwa nowej wizualizacji.
W następnym kroku otwieramy nowo utworzoną wizualizację i dodajemy niezbędne elementy. Poniżej pokazano przykład dodania lampy (wybranej z ToolBox’a) pokazującej działanie cewki OUTPUT0, połączonej z wyjściem modułu. Po dodaniu lampy należy wpisać zmienną, którą opisuje w formie: [Plik programu].[Zmienna], czyli w tym przypadku: PLC_PRG.OUTPUT0.
W analogiczny sposób dodawane są przyciski do obsługi X0, X1, X2 oraz slider reprezentujący wartość zmiennej napiecie. Gotowa wizualizacja wygląda następująco:
Możliwe jest także dodanie wizualizacji obsługiwanej przez przeglądarki internetowe. Aby tego dokonać, należy otworzyć ustawienia WebVisuailzation znajdujące się w Visualization Manager (zakładka ta dodaje się się automatycznie przy tworzeniu wizualizacji; jeśli tak się nie stanie, należy ją dodać analogicznie jak przy tworzeniu zwykłej wizualizacji – wzbierając z menu kontekstowego Add Object –> Visualization Manager…). W ustawieniach należy przypisać nazwę wizualizacji, która ma być otwierana w przeglądarce (w naszym przypadku będzie to ta sama wizualizacja, która została stworzona poprzednio), nazwę pliku .htm (będzie ona wykorzystywana przy wpisywaniu adresu w przeglądarce). Możliwa jest także zmiana rozmiaru strony. W tym przpadku wykorzystane zostały ustawienia domyślne. Ustawienia WebVisualization pokazane zostały poniżej:
Połączenie z modułem
Ostatnią czynnością jest połączenia modułu NA-9373 z komputerem,w celu wgrania napisanego programu oraz uruchomienia wizualizacji. Połączenie odbywa się w dwóch prostych krokach:
1) Po dwukrotnym kliknięciu na moduł komunikacyjny otwierają się jego ustawienia, należy wówczas dodać nowe urządzenie, z którym połączy się komputer (poprzez wpisanie IP urządzenia). Jest to ten sam adres IP, który wprowadzony został w IOGuidePro, czyli: 192.168.5.16. Tworzenie nowego urządzenia przedstawiają poniższe obrazy:
Po wprowadzeniu nowego urządzenia należy aktywować ścieżkę dostępu:
Po przeprowadzeniu opisanych wyżej operacji należy połączyć się z modułem i dokonać kompilacji programu, przyciskami zaznaczonymi w czerwonej ramce na obrazie powyżej. Tak przygotowany program wykonuje się w module i może być sterowany przez wizualizację (aby program wykonywał się, moduł musi być w trybie RUN – ustawienie przełącznika na obudowie lub przycisk w Codesys’ie). Aby uzyskać dostęp do wizualizacji przez przeglądarkę należy użyć poniższego adresu:
Artykuł powstał dzięki pracy Patryka Łukasiewicza
