Sterowniki PLC i komunikacja CANopen

Firma Fatek jest obecna na polskim rynku od 2005 roku. Od tego czasu sterowniki PLC tego producenta z Tajwanu znalazły zastosowanie w tysiącach różnego rodzaju projektów, wdrożonych w licznych, rodzimych przedsiębiorstwach. Klienci chętnie korzystają z urządzeń Fatek ze względu na satysfakcjonujący stosunek ceny do jakości, poparty między innymi długim okresem gwarancyjnym (aż do 4 lat).

Sterownik PLC marki Fatek, seria FBs

Oferta sterowników PLC Fatek jest regularnie powiększana o kolejne jednostki główne oraz moduły rozszerzeń. W minionym roku został udostępniony do sprzedaży nowy moduł komunikacyjny: FBs-CBCANH. To płytka komunikacyjna, którą można zainstalować na wszystkich sterownikach serii FBs. Funkcjonalnością w pełni zastępuje wcześniej wyprodukowany FBs-CBCAN (działający w trybie Mastera), a pod wieloma względami ma większe możliwości.

Moduł komunikacyjny FBs-CBCANH

FBs-CBCANH jest modułem pozwalającym na wymianę danych w protokole CANopen. Główną zaletą korzystania z tego protokołu jest duża prędkość wymiany danych między urządzeniami. Jest ona o wiele szybsza niż na przykład w najbardziej powszechnym protokole Modbus – maksymalna dopuszczalna prędkość wynosi jeden megabit na sekundę. Dodatkowo, struktura sieci jest bardziej elastyczna. Płytka FBs-CBCANH bazuje na standardzie DS301 V4.02 oraz CAN 2.0A. Jest konfigurowalna za pomocą dedykowanego oprogramowania EasyCANHopener, dostępnego do pobrania za darmo z naszego serwera FTP.

Oprogramowanie EasyCANHopener

Konfiguracja komunikacji po CAN

Pierwszą z ciekawych funkcji, wspieranych przez powyższe oprogramowanie, jest możliwość pobrania plików konfiguracyjnych EDS do urządzeń, z którymi Fatek będzie się komunikował. W przypadku, gdy w jednej sieci CAN jest wiele sterowników Fatek, za pomocą narzędzia Remote Programming można edytować program wszystkich sterowników lub podglądać wartości ich zmiennych.

EasyCANHopener – konfiguracja modułu

Kolejną opcją, o której warto wspomnieć, jest funkcja automatycznego wysyłania obiektów SDO (Service Data Object). Służą one między innymi do przesyłania danych konfiguracyjnych oraz innych informacji, definiujących urządzenie slave, np. parametrów serwonapędu czy falownika. Maksymalnie można zdefiniować 30 grup zawierających do 14 operacji każda.

Istnieją dwa rodzaje operacji:

• Write Register – przypisanie danych o długości 8, 16 lub 32 bitów do urządzenia slave o zadanym numerze węzła;

• Monitor Register – odczytanie danych o takich samych rozmiarach ze slave’a i porównanie z zadaną wartością. Dopóki wynik porównania nie będzie odpowiedni, operacja z kolejnej grupy nie zostanie wykonana.

Wysyłanie AutoSDO odbywa się przy załączeniu zasilania sterownika lub poprzez program drabinkowy, dzięki specjalnie utworzonemu blokowi, importowanemu do projektu jako plik z rozszerzeniem .lbr. Funkcja AutoSDO pomocna jest do skonfigurowania urządzeń w chwili rozpoczęcia pracy aplikacji (przede wszystkim w celu zmiany domyślnych mapowań obiektów PDO). Obiekty SDO można także powiązać ze zmiennymi sterownika PLC; zakładka SDO Task pozwala zmapować rejestry Fatek na zmienne urządzenia z nim połączonego. Mechanizm ten pozwala na to, by wartości obiektów SDO, odczytywane ze znajdujących się na sieci urządzeń, znalazły się w rejestrach sterownika, oraz na komunikację w drugą stronę (kontrolę wartości w obiektach SDO urządzeń z programu sterownika Fatek).

Funkcja AutoSDO

Oprócz SDO, kluczowym elementem w komunikacji z użyciem protokołu CANopen są obiekty PDO (Process Data Object), służące do przesyłania danych konkretnie związanych z działaniem aplikacji. Będzie to np.: odczyt aktualnej prędkości z napędu, odczyt pozycji z enkodera, zadanie pozycji docelowej, czy informacja o stanie wejścia / wyjścia cyfrowego lub analogowego. Moduł FBs-CBCANH umożliwia zadeklarowanie do 60 obiektów TXPDO (dane pobierane z urządzeń slave) oraz RXPDO (dane wysyłane przez sterownik PLC), gdzie każdy obiekt może składać się z od jednego do czterech 16-bitowych rejestrów.

Mapowanie obiektów RXPDO do rejestrów w pamięci sterownika PLC jest wykonywane poprzez dedykowany blok w programie drabinkowym, podobnie jak w przypadku funkcji AutoSDO.

Zarządzanie siecią CANopen

Ważnym elementem programu jest funkcja NMT (Network Management) Services, która ustala stan komunikacji urządzeń slave na poszczególnych węzłach. Dostępne są tryby:

• Start remote – pozwala na wymianę danych zarówno obiektów SDO, jak i PDO

• Enter pre-operational – pozwala jedynie na komunikację obiektów SDO

• Stop – komunikacja PDO i SDO jest zablokowana

• Reset communication – wymagany po zakończeniu konfiguracji obiektów PDO

• Reset node

Komendę do przejścia w jeden z wymienionych trybów można wywołać ręcznie z menu głównego EasyCANHopenera, odwołując się do konkretnego numeru węzła urządzenia lub do wszystkich węzłów jednocześnie. Takie rozwiązanie może znaleźć zastosowanie w testowaniu pracy układu sterowania. 

Automatyczne wysyłanie komend NMT w module CBCANH zostało uproszczone dzięki opcji NMT Task do wskazania rejestru Fateka odpowiedzialnego za to zadanie. Maksymalna ilość Tasków do zadeklarowania wynosi 32. Obecność NMT Task w CBCANH znacząco upraszcza procedurę uruchamiania aplikacji po zasileniu urządzeń (przełączenie ich w odpowiednie stany komunikacji, resetowanie komunikacji w przypadku błędów).

Fragment programu realizujący wysyłanie komend NMT

Przykładowe zastosowania

Moduł FBs-CBCANH spełnia funkcję Mastera w sieci CAN, co pozwala mu sterować dowolnym urządzeniem slave w tej samej sieci. Bazując na produktach z oferty Multiprojektu, stworzono aplikację, w której sterownik PLC Fatek kontroluje 2 serwonapędy Estun (mogłoby ich być więcej), wysyłając po CANopen zadaną pozycję do napędów i odczytując z enkodera informację o aktualnym położeniu. Możliwe jest również wykonanie bazowania. Przy stworzeniu bardziej złożonego układu, którego poszczególne elementy są oddalone od siebie, przydatne będą moduły wejść / wyjść rozproszonych Weintek (seria iR).

Moduły wejść / wyjść rozproszonych Weintek serii iR

Sterownik PLC Fatek – szkolenia

Po więcej szczegółów odnośnie sterowników PLC Fatek zapraszamy na szkolenia, które organizujemy zarówno na poziomie podstawowym, jak i zaawansowanym. Szkolenia prowadzone są przez naszych specjalistów technicznych, którzy w codziennej pracy mają styczność ze sprzętem. Organizujemy szkolenia w czterech oddziałach naszej firmy: w Gdyni, Warszawie, Poznaniu i Krakowie. Trwają one 1 dzień (8 h) i kończą się wydaniem imiennych certyfikatów uczestnictwa. Zapewniamy pełne wsparcie merytoryczne, odpowiadamy na wszystkie pytania, w cenie są również lunch i bufet kawowy.

Szkolenia w firmie Multiprojekt

Autor: Łukasz Pękala, doradca techniczno-handlowy