Tworzenie dobrych programów na sterowniki PLC i wizualizacji na panele HMI to umiejętności, które można nabyć poświęcając odpowiednią ilość czasu podczas tworzenia kolejnych projektów. Jak wiadomo, trening czyni mistrza, a najlepiej ćwiczyć na rzeczywistym sprzęcie. Jednak co zrobić w sytuacji gdy zakup topowego sterownika do nauki wiąże się z dużym wydatkiem? Tutaj z pomocą przychodzą zestawy startowe oferowane przez większość z producentów, które charakteryzują się korzystną ceną i możliwościami w zupełności wystarczającymi do stawiania pierwszych kroków w świecie automatyki. Dzisiaj chciałbym przedstawić Wam krótką recenzję zestawu startowego oferowanego przez firmę Delta Electronics, który dodatkowo dzięki konkursowi 4.0 organizowanemu przez portal iAutomatyka można było zdobyć zupełnie za darmo.
Zawartość zestawu
UT-12SE-A to jeden z dwóch podstawowych zestawów edukacyjnych oferowanych przez firmę Delta Electronics. Zestaw dotarł do mnie w dedykowanym dla niego opakowaniu. Zdecydowanie widać że producent przyłożył się podczas jego projektowania. Elementy zestawu zostały umieszczone w osobnych kieszeniach wyciętych w piance, która wypełnia całe pudełko zabezpieczając zawartość przed uszkodzeniem. Przejdźmy teraz do tego co znajduje się w środku, a jest tego sporo, ponieważ w skład zestawu wchodzi aż 12 elementów.
1. DVP-PS01
Mały, kompaktowy zasilacz 24VDC 1A, gabarytami pasujący do serii sterowników DVP-SLIM.
2. DVP-12SE211R
Kompaktowy sterownik PLC drugiej generacji serii DVP-SLIM. Urządzenie w tej wersji ma wbudowane 8 szybkich wejść cyfrowych z obsługą przerwań oraz 4 wyjścia przekaźnikowe z możliwością rozbudowania go nawet do 480 wejść/wyjść za pomocą modułów rozszerzeń. Dodatkowo sterownik zapewnia zaawansowane możliwości komunikacyjne dzięki wyposażeniu go w 4 porty komunikacyjne. Na przednim panelu sterownika, pod przełącznikiem RUN/STOP, znajduje się gniazdo mini USB wykorzystywane do programowania sterownika. Nieco niżej możemy znaleźć gniazdo RJ45 portu Ethernet wspierającego protokoły Modbus TCP i Ethernet/IP. Zaraz po prawo od niego, na końcu zielonej listwy przyłączeniowej, znajduje się wyprowadzenie portu RS-485. Sterownik posiada jeszcze jeden port RS-485 znajdujący się powyżej gniazda zasilającego.
3. DOP-B07E415
Panel HMI z 7 calowym wyświetlaczem o rozdzielczości 800×480 pikseli, zasilany napięciem 24VDC, należy do serii paneli operatorskich marki Delta Electronics dedykowanych dla aplikacji motion. Posiadają one funkcjonalność obsługi krzywek elektronicznych do współpracy z serwonapędami ASD-A2. Na płycie głównej urządzenia zamontowana została pamięć ROM o pojemności 128MB. Panel posiada wbudowane porty: USB, RS232, RS422, RS485 oraz Ethernet. Dzięki mnogości portów oraz wbudowanym driverom komunikacyjnym, istnieje możliwość podłączenia do urządzenia większości sterowników PLC spotykanych na polskim rynku.
4. UC-PRG030-20A
Przewód Ethernet o długości 3m, który możemy wykorzystać do nawiązania komunikacji między sterownikiem a panelem.
5. UC-PRG015-01A
Przewód mini USB/USB do programowania PLC o długości 1,5m.
6. UC-PRG015-02A
Przewód USB B USB do programowania HMI o długości 1,5m.
7. Kabel RS-485
Przewód komunikacyjny, tym razem wyposażony we wtyczkę D-SUB DB9, pozwalający na podłączenie PLC do HMI.
8. Przewody zasilające 24VDC
Gotowy do podłączenia komplet przewodów zasilających z zarobionymi wtyczkami.
9. Uchwyty montażowe
Zestaw 4 mocowań ekranu.
10. Płytka I/O
Płytka symulująca wejścia/wyjścia sterownika, posiadająca 8 przełączniki i 4 diody LED. Dzięki swojej konstrukcji może być ona wpięta bezpośrednio w sterownik bez potrzeby podłączania dodatkowych przewodów. Jest to miły dodatek do zestawu, biorąc pod uwagę, że odpowiednikiem typowego programu ”Hello world” w sterownikach PLC jest zapalenie diody.
11. UT-USB01
Pendrive z niezbędnym oprogramowaniem i pełną dokumentacją w wersji elektronicznej.
12. Papierowa instrukcja obsługi
Na ponad 170 stronach zostały zawarte wszystkie niezbędne informacje dotyczące zestawu, jego podłączenia, konfiguracji oraz uruchomienia. Nie zabrakło w niej również informacji dotyczących środowisk programistycznych oraz omówionych krok po kroku przykładowych programów.
Jak możecie zauważyć producent zestawu pomyślał o wszystkim, no może prawie o wszystkim. Do uruchomienia zestawu brakuje jedynie przewodu z wtyczką, którym możemy podłączyć zasilacz do gniazdka, no i może wkrętaka niezbędnego do przykręcenia zacisków śrubowych, ale jest to narzędzie, które bez problemu znajdziemy w domu, a już na pewno w warsztacie. Złożenie całego zestawu zajmuje dosłownie kilka minut. Nie jest tutaj wymagana jakaś tajemna wiedza i szukanie w dokumentacji gdzie podpiąć +24VDC a gdzie 0VDC, żeby nie uszkodzić sterownika. Wszystkie przewody mają zarobione końcówki i wtyczki, czyli mamy do czynienia z typowym Plug & Play. Jedyne o czym trzeba pamiętać, to że wszystkie podłączenia należy wykonać przy odłączonym zasilaniu sieciowym! Tak oto prezentuje się złożony zestaw gotowy do zabawy.
Pierwsze kroki
Ta część artykułu będzie przeznaczona raczej dla osób, które nie miały wcześniej styczności z produktami firmy Delta Electronics, dlatego drogi czytelniku jeśli nie jesteś taką osobą możesz spokojnie przejść do dalszej części artykułu. Ok, po złożeniu zestawu i podłączeniu zasilania, warto by było coś do niego wgrać i sprawdzić jak to wszystko działa, tylko od czego zacząć? Najlepiej od zapoznania się z instrukcją. Jest to rzecz po którą najchętniej sięgamy na samym końcu, ale w tym przypadku właśnie od niej powinniśmy zacząć. Tak jak wspomniałem podczas opisywania zestawu, w instrukcji znajduje się nie tylko sucha dokumentacja, ale również sporo informacji o tym w czym i jak programować sterownik i panel HMI oraz jak je ze sobą skomunikować.
Z instrukcji dowiecie się, że do pracy z zestawem będą potrzebne aż 4 programy:
– ISPSoft – podstawowe narzędzie do programowania sterowników PLC Delta
– COMMGR – menager do zarządzania połączeniami ze sterownikiem
– DCISoft – oprogramowanie do konfiguracji połączeń poprzez Ethernet
– DOPSoft – oprogramowanie do tworzenia wizualizacji na panele HMI
Jest tego sporo biorąc pod uwagę aktualne trendy sprowadzania wszystkiego do jednego, dużego środowiska programistycznego. Na szczęście potrzebne oprogramowania są dostępne w całości za darmo. Można je pobrać bezpośrednio ze strony producenta, lub w przypadku posiadania zestawu startowego, dołączone zostały one na pendrivie. Osobiście polecam jednak skorzystanie z pierwszej opcji, zagwarantuje to instalację oprogramowania w najnowszej dostępnej wersji. W instrukcji znajdziecie dokładny opis jak przebrnąć przez proces instalacji programów.
W trzecim rozdziale instrukcji opisane zostały również dwa przykładowe projekty, które warto wykonać. Opisy są naprawdę szczegółowe i uzupełnione ilustracjami, dzięki czemu jesteśmy prowadzeni krok po kroku począwszy od konfiguracji sprzętowej, przez napisanie programu dla sterownika PLC i stworzenia wizualizacji na panel operatorski aż do końcowego uruchomienia i przetestowania przykładowych aplikacji. Po wykonaniu tych zadań bez problemu będziecie w stanie samodzielnie poruszać się po środowiskach programistycznych co znacząco ułatwi przyszłą zabawę z zestawem.
Komunikacja PLC – Komputer
Po podłączeniu zasilania do naszego zestawu przyszedł czas na skonfigurowanie komunikacji pomiędzy komputerem i PLC’ekiem. W tym celu podłączamy sterownik za pomocą przewodu mini USB/USB do komputera a następnie uruchamiamy oprogramowanie COMMGR. Aplikacja otwiera się w trybie pracy w tle i możemy ją odszukać w zasobniku systemu Windows. Po dwukrotnym kliknięciu lewym przyciskiem myszy na ikonę programu otworzy nam się okno aplikacji. W oknie aplikacji widoczne są wszystkie utworzone do tej pory konfiguracje połączeń. Aby dodać nowe polaczenie naciskamy lewym przyciskiem myszy na Add... Spowoduje to otwarcie nowego okna dialogowego, w którym należy uzupełnić informacje o nazwie tworzonej konfiguracji (Driver Name), rodzaju połączenia (Type) i w zależności od tego wyboru pozostałe informacje, o które prosi program. W naszym przypadku z rozwijanej listy wybieramy USB(Virtual COM) oraz numer portu USB, z którego będziemy korzystać i zatwierdzamy przyciskiem OK.
W głównym oknie programu wyświetli nam się utworzone przez nas połączenie i jeśli w kolumnie State widnieje informacja OK(START), to komunikacja została poprawnie nawiązana.
Konfiguracja portu Ethernet Sterownika
Przejdźmy teraz do konfiguracji wbudowanego w PLC portu Ethernet. Będzie nam to potrzebne do uzyskania komunikacji pomiędzy panelem a sterownikiem. Podłączamy urządzenie za pomocą przewodu Ethernet do komputera a następnie uruchamiamy program DCISoft. W programie z paska menu wybieramy kolejno Tools->Communication Setting co spowoduje otwarcie nowego okna dialogowego. W oknie wybieramy typ komunikacji (Ethernet) i kartę sieciową, przez którą będziemy się komunikować ze sterownikiem. Wybraną konfigurację zatwierdzamy przyciskiem OK.
Za pomocą przycisku Search (lupa z literą M) program przeszukuje sieć w poszukiwaniu podłączonych sterowników, po zakończonym procesie zostaną wyświetlone podłączone urządzenia. Jeśli nie chcemy zmieniać adresu IP portu to w tym momencie możemy zakończyć prace z DSISoft, w przeciwnym wypadku należy otworzyć okno konfiguracji sterownika i w zakładce Basic dokonać odpowiednich zmian.
Hello World
Przyszła pora na stworzenie prostego projektu typu Hello World, dzięki któremu przetestujemy komunikację pomiędzy sterownikiem a panelem HMI. Przyjmijmy następujące założenia odnośnie działania programu:
– wysterowanie wejścia X0 spowoduje załączenie wyjścia Y0
– wysterowanie wejścia X0 i X1 spowoduje załączenie wyjścia Y1
– wysterowanie zmiennej M0 spowoduje załączenie wyjścia Y2
– wysterowanie zmiennej M1 spowoduje załączenie wyjścia Y3
– zmienne M0 i M1 sterowane są z poziomu panela HMI
– stan wszystkich wejść i wyjść sterownika wyświetlany jest na panelu HMI
Zacznijmy od programu dla sterownika. Uruchamiamy oprogramowanie ISPSoft i tworzymy nowy projekt File->New->New. W nowo otwartym oknie uzupełniamy informację o nazwie projektu, katalogu, w którym ma zostać zapisany, oraz rodzaju sterownika, z którym pracujemy i zatwierdzamy przyciskiem OK. W utworzonym projekcie, odnajdujemy w drzewku projektu węzeł Programs i za pomocą prawego przycisku myszy otwieramy menu kontekstowe, z którego wybieramy New. Spowoduje to dodanie nowego programu do projektu.
Zbudujemy teraz logikę dla naszego programu zgodnie z przejętymi założeniami.
Pora aby wgrać naszą konfigurację do sterownika PLC. W tym celu w oprogramowaniu ISPSoft musimy skonfigurować rodzaj wykorzystywanego połączenia. W programie z paska menu wybieramy kolejno Tools->Communication Setting co spowoduje otwarcie nowego okna dialogowego. W polu Driver wybieramy nawę konfiguracji połączenia, którą utworzyliśmy w programie COMMGR i zatwierdzamy OK. Proces wgrywania możemy uruchomić za pomocą skrótu Ctrl+F8 lub z paska menu PLC->Transfer->Dowload. Po zakończonym transferze programu możemy przejść w tryb online(PLC->Online Mode) pozwalającego na podgląd pracy sterownika.
Przejdźmy teraz do utworzenia wizualizacji dla naszego projektu. Uruchamiamy w tym celu program DOPSoft i tworzymy nowy projekt wybierając model naszego panela. Za pomocą przycisku Next przechodzimy do kolejnego okna, w którym skonfigurujemy rodzaj połączenia ekranu ze sterownikiem. W zakładce Ethernet dodajemy nowe urządzenie i ustawiamy adres IP portu sterownika, który został ustawiony w DCISoft. Ustawienia zatwierdzamy przyciskiem Finish.
Stworzymy teraz wizualizację zgodnie z przyjętymi założeniami wykorzystując przyciski do zmiany stanu zmiennych M0 i M1 oraz diody sygnalizujące stan wejść i wyjść sterownika.
Przygotowaną wizualizację możemy wgrać na panel za pomocą skrótu Ctrl+F8 lub wybierając z paska menu Tools->Dowload All Data. W ten prosty sposób udało nam się stworzyć prosty projekt, w którym skonfigurowane zostało połączenie urządzeń wchodzących w skład zestawu startowego a efekt końcowy wygląda następująco.
Możliwości i zastosowanie
Głównym pytaniem jakie sobie zadajecie jest pewnie jakie możliwości do nauki daje ten zestaw. Jest ich naprawdę sporo, choć zestaw nie jest idealny i mam tutaj na myśli konfigurację sprzętową dołączonego sterownika PLC, ale o tym za chwilę. Sam sterownik PLC programować można w trzech różnych językach:
– LD (Ladder Diagram) – czyli tradycyjny język drabinkowy
– SFC (Sequential Function Chart) – sekwencyjny język graficzny
– LI (Instruction List) – język tekstowy w postaci listy instrukcji będący odpowiednikiem języka assembler
Z tych trzech możliwości na największą uwagę zasługuje ten pierwszy. Język drabinkowy dostępny jest prawdopodobnie w każdym przemysłowym sterowniku PLC, dlatego po zapoznaniu się z nim będziecie mogli realizować projekty również na urządzeniach innych producentów. W opcji wyboru brakuje niestety języka tekstowego ST (Structured Text), co według mnie jest minusem, choć może tylko dlatego że lubię korzystać z tego języka podczas pisania aplikacji. Jeśli chodzi o samą funkcjonalność sterownika, to bez problemu podczas jego programowania możecie zapoznać się z typowymi operacjami logicznymi, funkcjami matematycznymi, licznikami, timerami, przerwaniami, rejestrami przesuwnymi i wieloma innymi, czyli z całą gamą funkcji dostępnych w każdym sterowniku PLC. Dzięki wyposażeniu sterownika w porty komunikacyjne, możemy przetestować zasady działania komunikacji szeregowej i komunikacji opartej o standard Ethernet TCP/IP.
Sterownik posiada niestety jedną wadę, a jest nią rodzaj wbudowanych wyjść. W tej konfiguracji, nasz PLC posiada cztery wyjścia przekaźnikowe. Jest to spore ograniczenie sprzętowe, ponieważ zmusza nas to do używania wyjść tylko w wolnych procesach, takich jak np. załączanie styczników czy elektrozaworów. Nie ma tutaj mowy o wykorzystaniu wyjść do generowania sygnałów PWM, czy np. sterowania silnikami krokowymi, gdzie niezbędne są szybkie wyjścia tranzystorowe.
W odróżnieniu od sterownika dołączony do zestawu ekran HMI nie ma żadnych widocznych wad. Jestem w stanie stwierdzić, że jest to naprawdę bardzo fajne urządzenie, które oprócz typowych możliwości panela HMI posiada również wiele funkcji dostępnych w zaawansowanych systemach SCADA jak np.:
*Receptury
* Skrypty
* Alarmy
* Konfigurowalne poziomy dostępu
* Zdalny dostęp
* Ruchome elementy
* Trendy
* Listy wyboru
* Symulator offline i online
Oprogramowanie DOPSoft posiada wbudowane grafiki podstawowych symboli, jednak nie jest ich zbyt wiele. Na szczęście nic nie stoi na przeszkodzie dodawania nowych grafik do projektu, dzięki możliwości importowania plików graficznych w kilku popularnych formatach. Dodatkowo, panel posiada sporo wbudowanych driverów komunikacyjnych dlatego bez większego problemu można połączyć go ze sterownikami innych producentów.
Ile to kosztuje?
Jak widomo w świecie automatyki cennik mocno uzależniony jest od indywidualnych rabatów, które oferuje nam dostawca komponentów, a w Internecie w polu cena często można natrafić na klasyczny tekst „Zapraszamy do kontaktu z działem handlowym”. Ze względu na to, że mój egzemplarz udało mi się wygrać w konkursie, ciężko jest mi się wypowiedzieć dokładnie na temat kosztów zakupu takiego zestawu. Pokusiłem się natomiast o szybki przegląd ofert i oto co udało mi się ustalić. Przeszukując Internet, na stronach internetowych udało mi się natrafić na ceny rzędu 2300zł brutto za zestaw, natomiast rozsyłając zapytania do polskich dystrybutorów otrzymałem oferty w wysokości około 2000zł brutto. Jak widzicie różnica pomiędzy ceną prosto z Internetu, a ceną na zapytanie różni się znacząco, dlatego warto wysyłać zapytania w celu uzyskania indywidualnej oferty.
Podsumowanie
Zestaw został stworzony aby ułatwić naukę osobom, które dopiero zaczynają swoją przygodę z automatyką i sterownikami PLC, chcą rozwijać się w tym kierunku lub nie miały wcześniej styczności z produktami firmy Delta Electronics. Jego bogata zawartość pozwala na naukę zarówno programowania sterowników PLC jak i tworzenia wizualizacji co na pewno przełoży się na podniesienie własnych kwalifikacji. Atrakcyjna cena, która w porównaniu z konkurencją wypada naprawdę bardzo dobrze jest jednym z wielu pozytywnych aspektów, które sprawiają, że jest to pozycja godna uwagi dla osób planujących zakup podobnego zestawu.
Ocena artykułu zgłoszonego do Konkursu iAutomatyka 4.0 pisz artykuły, zdobywaj punkty, wymieniaj je na nagrody.
Kryterium 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Punkty (0-2) 1 2 2 2 2 2 2 0 2 2 Suma zdobytych punktów: 17
