Введение в ПЛК: что такое программируемый логический контроллер
Программируемым логическим контроллерам уже 50 лет, но без них и сейчас невозможно представить автоматизированное производство. Начинаем публиковать цикл статей о ПЛК и об электронных компонентах, производимых компанией Texas Instruments для создания современных ПЛК.
Программируемые логические контроллеры (ПЛК) широко применяются в сфере промышленной автоматизации разнообразных технологических процессов на больших и малых предприятиях. Популярность контроллеров легко объяснима. Их применение значительно упрощает создание и эксплуатацию как сложных автоматизированных систем, так и отдельных устройств, в том числе — бытового назначения. ПЛК позволяет сократить этап разработки, упрощает процесс монтажа и отладки за счет стандартизации отдельных аппаратных и программных компонентов, а также обеспечивает повышенную надежность в процессе эксплуатации, удобный ремонт и модернизацию при необходимости.
Принято считать, что задача создания прообраза современного ПЛК возникла в конце 60-х годов прошлого столетия. В частности, в 1968 году она была сформулирована руководящими специалистами General Motors. Тогда эта компания пыталась найти замену для сложной релейной системы управления. Согласно полученному заданию на проектирование, новая система управления должна была отвечать таким критериям как:
- простое и удобное создание технологических программ;
- возможность изменения рабочей управляющей программы без вмешательства в саму систему;
- простое и недорогое обслуживание;
- повышенная надежность при сниженной стоимости, в сравнении с подобными релейными системами.
Последующие разработки в General Motors, Allen-Bradley и других компаниях привели к созданию системы управления на базе микроконтроллеров, которая анализировала входные сигналы от технологических датчиков и управляла электроприводами исполнительных устройств.
Термин ПЛК (Programmable Logic Controller, PLC) впоследствии был определен в стандартах EN 61131 (МЭК 61131). ПЛК – это унифицированная цифровая управляющая электронная система, специально разработанная для использования в производственных условиях. ПЛК постоянно контролирует состояние устройств ввода и принимает решения на основе пользовательской программы для управления состоянием выходных устройств.
Упрощенное представление состава и принципа действия ПЛК хорошо демонстрирует рисунок 1. Из него видно, что ПЛК имеет три основные секции:
- входную;
- выходную;
- центральную.
Рис. 1. Состав и принцип действия ПЛК
Имеется еще источник питания. Возможно подключение к ПЛК внешнего ПК для программирования и отладки.
Центральная секция содержит центральный процессор (ЦП), память и систему коммуникаций. Она выполняет обработку данных, принимаемых от входной секции данных, и передает результаты обработки в выходную секцию. Следует сразу отметить, что в больших ПЛК, кроме ЦП, действующего в режиме «ведущий», могут быть дополнительные «ведомые» ПЛК со своими ЦП. В качестве ЦП небольшого ПЛК используются стандартные микропроцессоры (МП). Обычно 8- и 16-разрядные МП вполне справляются со всеми стандартными задачами. Но, как отмечено в МЭК 61131, выбор конкретного МП все же зависит от задач, возлагаемых на данный тип ПЛК.
Для передачи данных другому ПЛК или для подключения к сетям передачи данных PROFIBUS, Industrial Ethernet, AS-Interface в распределенных системах управления сегодня используются коммуникационные процессоры, такие как DP83867IR производства Texas Instruments (TI).
Входная секция ПЛК обеспечивает ввод в центральную секцию состояния переключателей, датчиков и смарт-устройств. Через выходную секцию ЦП управляет внешними исполнительными устройствами, среди которых могут быть электромагнитные пускатели моторов, источники света, клапаны и смарт-устройства.
Типы ПЛК
Современные ПЛК, использующие инновационные технологии, далеко ушли от первых упрощенных реализаций промышленного контроллера, но заложенные в систему управления универсальные принципы были стандартизированы и успешно развиваются уже на базе новейших технологий.
Крупнейшими мировыми производителями ПЛК сегодня являются компании Siemens AG, Allen-Bradley, Rockwell Automation, Schneider Electric, Omron. Кроме них ПЛК выпускают и многие другие производители, включая российские компании ООО КОНТАР, Овен, Сегнетикс, Fastwel Групп, группа компаний Текон и другие.
Рис. 2. Моноблочные программируемые логические контроллеры
По конструктивному исполнению ПЛК делят на моноблочные (рисунок 2) и модульные. В корпусе моноблочного ПЛК наряду с ЦП, памятью и блоком питания размещается фиксированный набор входов/выходов. В модульных ПЛК используют отдельно устанавливаемые модули входов/выходов. Согласно требованиям МЭК 61131, их тип и количество могут меняться в зависимости от поставленной задачи и обновляться с течением времени. ПЛК подобной концепции представлены на рисунке 3. Подобные ПЛК могут действовать в режиме «ведущего» и расширяться «ведомыми» ПЛК через интерфейс Ethernet.
Рис. 3. Программируемые логические контроллеры с расширенными возможностями
Моноблочные функционально завершенные ПЛК могут включать в себя небольшой дисплей и кнопки управления. Дисплей предназначен для отображения текущих рабочих параметров и вводимых с помощью кнопок команд рабочих программ и технологических установок. Более сложные ПЛК комбинируются из отдельных функциональных модулей, совместно закрепляемых на стандартной монтажной рейке. В зависимости от количества обслуживаемых входов и выходов, устанавливается необходимое количество модулей ввода и вывода.
Источник питания может быть встроенным в основной блок ПЛК, но чаще выполнен в виде отдельного блока питания (БП), закрепляемого рядом на стандартной рейке. Блок питания небольшой мощности представлен на рисунке 4.
Рис. 4. Блок питания для ПЛК
Первичным источником для БП чаще всего служит промышленная сеть 24/48/110/220/400 В, 50 Гц. Другие модели БП могут использовать в качестве первичного источник постоянного напряжения на 24/48/125 В. Стандартными для промышленного оборудования и ПЛК являются выходные напряжения БП: 12, 24 и 48 В. В системах повышенной надежности возможна установка двух специальных резервированных БП для дублирования электропитания.
Для сохранения информации при аварийных отключениях сети электропитания в ПЛК используют дополнительную батарею.
Как известно, первоначальная концепция программируемого логического контроллера сформировалась во времена перехода с релейно-транзисторных систем управления промышленным оборудованием на появившиеся тогда микроконтроллеры. Подобные ПЛК с 8- и 16-разрядными МП ограниченной производительности до сих пор успешно эксплуатируются и находят новые сферы применения.
Огромный прогресс в развитии микроэлектроники затронул всю элементную базу ПЛК. У них значительно расширился диапазон функциональных возможностей. Несколько лет назад немыслимы были аналоговая обработка, визуализация технологических процессов или даже раздельное использование ресурсов ЦП в качестве непосредственного управляющего устройства. В настоящее время поддержка этих функций входит в базовую версию многих ПЛК.
Примером подобного подхода является отдельное направление в линейке продукции компании Texas Instruments. Как известно, TI не входит в число производителей ПЛК, но выпускает для них специализированные ЦП и сетевые процессоры, компоненты для создания периферийных цифровых и аналоговых модулей, контроллеры температуры, смешанные модули цифровых и аналоговых входов/выходов.
Блок схема процессора TI Sitara AM570x на рисунке 5 позволяет судить об огромной функциональной оснащенности этого ARM-процессора, работающего на частоте до 1 ГГц, поддерживающего интерфейсы CAN, I²C, McASP, McSPI, SPI, UART, USB и способного работать в диапазоне температур 0…90°С.
Рис. 5. Блок-схема процессора TI Sitara AM570x
Требования, ограничения и проблемы при проектировании и производстве ПЛК
Таким образом, становится понятно, что ПЛК — это просто особым образом спроектированная цифровая система управления на основе процессоров разной мощности и с различной функциональной оснащенностью, в зависимости от предназначения. Такую систему можно также считать специализированным мини-компьютером. Причем она изначально ориентирована на эксплуатацию в цехах промышленных предприятий, где имеется множество источников электромагнитных помех, а температура может быть как положительной, так и отрицательной. Дополнительно к минимизации воздействия вышеуказанных факторов необходимо предусмотреть и защиту от агрессивной внешней среды, включающей пыль, брызги технологических жидкостей и паровоздушные взвеси. В таких случаях предусмотрена установка ПЛК в защитные шкафы или в удаленных помещениях. Отдельные модули могут размещаться на удалении до сотен метров от основного комплекта ПЛК и эксплуатироваться при экстремальных внешних температурах. Согласно МЭК 61131, для ПЛК с наружной установкой допустима температура 5…55°C. Для устанавливаемого в закрытых шкафах ПЛК необходимо обеспечить рабочий диапазон 5…40°C при относительной влажности 10…95% (без образования конденсата).
Тип ПЛК выбирается при проектировании системы управления и зависит от поставленных задач и условий производства. В отдельных случаях это может быть моноблочный ПЛК с ограниченными функциями, имеющий достаточное количество входов и выходов. В других условиях потребуются ПЛК с расширенными возможностями, позволяющими использовать распределенную конфигурацию с удаленными модулями входа/выхода и с удаленными пультами управления технологическим процессом.
Связь между удаленными блоками и основным ядром ПЛК осуществляется через помехозащищенные полевые шины по медным кабелям и оптическим линиям связи. В отдельных случаях, например, для связи с подвижными объектами, применяют беспроводные технологии, чаще всего это сети и каналы Wi-Fi. Для взаимодействия с другими ПЛК могут применяться как широко известные интерфейсы RS-232 и RS-485, так и более помехозащищенные промышленные варианты типа Profibus и CAN.
Особенности работы и программирования ПЛК
Теперь, когда стали более понятными основные возможности ПЛК, следует выяснить способы их применения.
Система программирования является одной из примечательных и полезных особенностей ПЛК, она обеспечивает упрощенный подход к разработке управляющих программ для специалистов различного профиля.
Именно в ПЛК впервые появилась удобная возможность программирования контроллеров путем составления на экране компьютера визуальных цепей из релейных контактов для описания операторов программы (рисунок 6). Таким образом, даже весьма далекие от программирования инженеры-технологи быстро осваивают новую для себя профессию. Подобное программирование называют языком релейной логики или Ladder Diagram (LD или LAD). Задачи, решаемые при этом ПЛК, значительно расширяются за счет применения в программе функций счетчиков, таймеров и других логических блоков.
Рис. 6. Пример программной реализации электрической цепи
Задача программирования ПЛК еще более упрощается благодаря наличию пяти языков, стандартизованных для всех платформ ПЛК. Три графических и два текстовых языка программирования взаимно совместимы. При этом одна часть программы может создаваться на одном языке, а другая — на другом, более удобном для нее.
К графическим средствам программирования ПЛК относятся язык последовательных функциональных блоков (Sequential Function Chart, SFC) и язык функциональных блоковых диаграмм (Function Block Diagram, FBD), более понятные для технологов. Для программистов более привычными являются язык структурированного текста (Statement List, STL), напоминающий Паскаль, и язык инструкций (Instruction List, IL), похожий на типичный Ассемблер.
Конечно, простота программирования ПЛК является относительной. Если с программированием небольшого устройства может после обучения справиться практически любой инженер, знакомый с элементарной логикой, то создание сложных программ потребует знания основ профессии программиста и специальных познаний в программировании ПЛК.
Упростить создание программного обеспечения для современных ПЛК позволяют специальные комплексы, такие как
(рисунок 7), ISaGRAF, OpenPCS и другие инструменты, не привязанные к какой-либо аппаратной платформе ПЛК и содержащие все необходимое для автоматизации труда программиста. Для отладки сложных проектов на основе компонентов TI компания предлагает специальные отладочные комплекты и необходимое программное обеспечение.
Рис. 7. Рабочий экран программирования в среде CoDeSys
Перед началом работы ПЛК выполняет первичное тестирование оборудования и загрузку в ОЗУ и ПЗУ операционной системы и рабочей программы пользователя. Стандартный ПЛК кроме рабочего режима имеет режим отладки с пошаговым выполнением программы, с возможностью просмотра и редактирования значений переменных.
Рабочий режим ПЛК состоит из повторяющихся однотипных циклов, каждый из них включает три этапа:
- опрос всех датчиков с регистрацией их состояния в оперативной памяти;
- последовательный анализ рабочей программы с использованием данных о текущем состоянии датчиков и с формированием управляющих воздействий, которые записываются в буферные регистры;
- одновременное обновление контроллером состояния всех своих выходов и начало очередного этапа опроса датчиков.
Процесс исполнения программы ПЛК можно контролировать на экране подключенного компьютера с отображением состояния отдельных параметров. Например, процедуры включения и выключения насоса могут меняться в зависимости от требуемой задержки, значение которой задается специальной переменной.
При необходимости можно остановить выполнение программы и перевести ПЛК в режим программирования, затем на экране компьютера изменить ход выполнения программы или отдельные параметры и снова записать их в память ПЛК.
Заключение
Современный ПЛК стал чрезвычайно востребованным универсальным рабочим инструментом в системах автоматизации производственных процессов, а также для управления отдельными устройствами различного назначения. Это особый тип программируемых логических автоматов, отличающийся повышенной надежностью, легко встраиваемый и модернизируемый, способный длительное время работать практически без обслуживания.
ОВЕН ПЛК110[M02]-MS4, HMI, OPC и SCADA, или сколько человеку необходимо Ромашкового чая. Часть 1
Для тех, кого не пугает небольшая седина и амплитуда нервного тика, позже я опишу в подробностях как создавалось это технологическое чудо. В данной статье же краткий анализ проекта с определённой долей критицизма.
Зарождение. Постановка задачи
- ПЛК110[M02]-MS4 (исполнительная среда MasterSCADA 4D)
- Панель оператора СП307
- Модуль универсальный ввода аналоговых сигналов МВ110-224.2А
- Модуль ввода сигналов тензодатчиков МВ110-4ТД
- Модуль электроизмерительный МВ110-220.3М
- Modbus RTU на базе RS-485 — общение ПЛК с подчинёнными устройствами(модули, частотники, интеллектуальные датчики, HMI панель СП307), ПЛК-мастер сети.
- Modbus TCP на базе Ethernet — Общение разных ПЛК друг с другом и с OPC-сервером
- ПК-сервер OPC и SCADA-системы является одновременно шлюзом между двумя разными сетями(Корпоративная LAN предприятия и Modbus TCP сеть контроллеров(два сетевых адаптера с маршрутизацией данных стандартными средствами Windows)
- Корпоративный LAN имеет выход в интернет через прокси-сервер
Заложенный функционал
- Сбор и перенаправление данных с ПЛК на OPC-сервер
- Локальное управление и мониторинг посредством HMI-панели
- Управление и мониторинг из SCADA через OPC-сервер
- Управление с любого ПК из LAN предприятия и через интернет с помощью SCADA-клиента
- Подключение мобильных OPC-мониторов через LAN и интернет
- Разумеется, архивация и генерация отчётов
Возникшие сложности
1. Документация к ПЛК
Beta-тестирование заявленного ПЛК на ядре MasterSCADA 4D было обозначено производителем в 2012 году. Несмотря на такой внушительный срок существования концепта, всё что имеет разработчик в 2019-м — это руководство по программированию в 28(!?) страниц, на которых полезной информации чуть менее чем нисколько, причём скриншоты в мануале из MasterSCADA 3D, что довольно забавно с учётом того, что интерфейс сменился.
Также активно поддерживается тремя адептами и менеджером по продажам ветка форума в 20 топиков.
2. Архитектура ПЛК-модули
Это отдельная тема для обсуждения. Кратко: ПЛК общается с модулями как с Modbus RTU slave устройствами, которые предварительно необходимо сконфигурировать утилитой отдельно подключив каждый к ПК через преобразователь RS-485.
Умные дяди, конечно, наверняка умеют делать это без преобразователя через ПЛК, последовательно подключая модули в сеть и записывая нужные регистры, но такое приходит с опытом и огромным количеством боли.
Для разработчика впервые увидевшего такую архитектуру совсем не юзер-френдли.
Также все аналоговые модули любят уходить в отказ по неизвестным причинам, забирая за собой всю RS-485 сеть в Терра Инкогнита, но об этом я также хочу рассказать отдельно, целая эпопея, конечно. Проблеме, к слову, лет 10, производитель отшучивается «Следует признать, шаблоны нам не удались», однако это единственный интерфейс общения с модулями, и люди, вполне серьёзно, давно прописывают свои реализации Modbus RTU.
Тем временем, ромашковый чай заканчивался… Солнце уходило на закат
3. IDE MasterSCADA
Про графические инструменты говорить не будем, сильно я не тестировал, но скажу сразу, что не понравилось.
Говорим про реализацию обмена данными и языки стандарта МЭК:
Физические вводы выводы контроллера не являются глобальными переменными и к ним нельзя обратиться из любой части программы, написав алиас, например «DI1». В каждую программу следует перетаскивать это ручками, там формируется локальная переменная, которая наследует или передаёт значение. Т.е. сама сущность ПЛК, в моём видении, немного утеряна: устройство должно упрощать программирование логики работы физических каналов до уровня «Если сработал вход DI1 — Включаем выход DO1», а выглядит это так «Вход DI1 — Переменная LI1 — Переменная LO1-Выход DO1», также по незнанию этого принципа IDE можно словить восхитительное предупреждение «Преобразование Boolean-Boolean невозможно»(вероятнее всего, что то из них указатель, но представляю в редакции создателей, так гармоничнее).
Библиотеки языков ST, FBD, SFC достаточно объемные и выбор для удобства программирования есть, однако эти компоненты являются не функциями, а классами, внутри которых зашиты методы, а во вторых на большинство отсутствует справка с описанием функционала и типов данных. Настырность привела меня в библиотеки ядра CodeSys, откуда все эти функции и были взяты, их справка помогла.
4. Обмен с панелью СП307
Довольно интересное мероприятие для тех, кому некуда потратить пару дней.
Стандартное тестирование GUI(HMI или SCADA) для меня это сделать 6 проб:
- Чтение дискретного сигнала
- Запись дискретного сигнала
- Чтение целочисленного значения
- Запись целочисленного значения
- Чтение вещественного значения
- Запись вещественного значения
Первые 4 пункта были выполнены на отлично, но 5 и 6 вызвали проблемы.
Отправляем данные типа Single Float, на экране их выводим и видим, что данные не те, хотя все настройки вывода(Float, размерность 1 регистр и прочее) стоят правильно. Будет неправдой сказать, что в документации прецедент не описан, однако, попробуйте найти в какой и где, это со стороны забавно.
После истеричного перебора всех настроек, касаемых самих данных и их отправки, пишем в техподдержку, ответ в среднем 5-6 календарных дней, работаем по стандартному скрипту техподдержки «Проверьте, что питание включено — проверьте версию ПО — ожидайте, пожалуйста еще неделю-Идём разбираться сами».
К слову, решилось установкой одной галочки в абсолютно неадекватном месте с абсолютно неадекватной подписью.
В функционал экрана не заложен ввод аналогового сигнала формата «Бегунок», можно вписать только в текстовое поле цифрами. Это просто восхитительно, либо пишем кнопки «±» и скрипт самостоятельно либо вводим цифру с клавиатуры, о мягком управлении каким-нибудь приводом забываем.
Не буду сильно перегружать статью, поэтому буду описывать проблемы с верхним уровнем в части 2.
Резюмируя, хочу отметить, что я имел достаточную свободу и много времени для решения этих проблем, которые на первый взгляд кажутся смешными, но вызывают много боли у пострадавшего. В условиях ограниченных сроков с такими проблемами сталкиваться критично.
Человекомашинный интерфейс: зачем и почему?
За последние 10–15 лет за рубежом резко возрос интерес к проблемам построения высокоэффективных и высоконадежных систем диспетчерского управления и сбора данных. С одной стороны, это связано со значительным прогрессом в области вычислительной техники, программного обеспечения и телекоммуникаций, что увеличивает возможности и расширяет сферу применения автоматизированных систем. С другой – развитие информационных технологий, повышение степени автоматизации и перераспределение функций между человеком и аппаратурой обострило проблему взаимодействия человека-оператора с системой управления.
Расследование и анализ большинства аварий и происшествий в авиации, наземном и водном транспорте, промышленности и энергетике, часть из которых привела к катастрофическим последствиям, показали, что если в 60-х годах прошлого века ошибка человека являлась первоначальной причиной лишь 20 % инцидентов (80 % соответственно за технологическими неисправностями и отказами), то в 90-х годах доля человеческого фактора возросла до 80 %, причем в связи с постоянным совершенствованием технологий и повышением надежности электронного оборудования и машин она может увеличиться еще.
Основной причиной таких тенденций является устаревший подход к построению сложных автоматизированных систем управления: ориентация в первую очередь на применение новейших технических (технологических) достижений, стремление повысить степень автоматизации и функциональные возможности системы и в то же время недооценка необходимости построения эффективного человекомашинного интерфейса (HMI: Human-Machine Interface), то есть интерфейса, ориентированного на пользователя (оператора).
Неслучайно именно на последние 15 лет – период появления мощных, компактных и недорогих вычислительных средств – в США пришелся пик исследований по проблемам человеческого фактора в системах управления, в том числе по оптимизации архитектуры и HMI-интерфейса систем диспетчерского управления и сбора данных.
Изучение материалов по проблемам построения эффективных и надежных систем диспетчерского управления показало необходимость применения нового подхода при разработке таких систем – human-centered design (или top-down, сверху вниз). Этот подход предполагает ориентацию в первую очередь на человека-оператора (диспетчера) и его задачи вместо традиционного и повсеместно применявшегося hardware-centered (или bottom-up, снизу вверх), в котором при построении системы основное внимание уделялось выбору и разработке технических средств (оборудования и программного обеспечения).
Сегодня с уверенностью можно сказать, что основной тенденцией развития технических средств АСУ ТП, как аппаратных, так и программных, является их открытость. Это означает, что архитектура систем АСУ ТП должна строиться на таких технических средствах, которые позволяют независимо от специфики производственных процессов выбирать совместимые компоненты от различных производителей, в результате чего расширяются функциональные возможности, снижается стоимость и облегчается эксплуатация таких систем.
Системы автоматизации управления технологическими процессами в обобщенном виде разделяют на три уровня:
3_уровень визуализации, диспетчеризации (мониторинга) и сбора данных. На этом уровне задействован человек, то есть оператор (диспетчер). Если он осуществляет контроль локального агрегата (машины), то для этого используется так называемый человекомашинный интерфейс (HMI, Human-Machine Interface). Если оператор осуществляет контроль над распределенной системой машин, механизмов и агрегатов, то для таких диспетчерских систем часто применяется термин SCADA (Supervisory Control And Data Acqusition – диспетчерское управление и сбор данных). В обоих случаях верхний уровень АСУ ТП обеспечивает сбор, а также архивацию важнейших данных от ПЛК. Физическими устройствами, реализующими третий уровень управления, являются панели оператора или компьютеры, или то и другое вместе.
Учитывая разнообразие датчиков и исполнительных механизмов первого уровня и, как следствие, применение специализированных ПЛК (второй уровень), надо ожидать, что это оборудование, как правило, представлено различными производителями и предназначено для решения узкоспециализированных задач. Ввиду значительного количества аппаратных интерфейсов и протоколов передачи данных у различных ПЛК, как правило, возникает трудность в их интеграции на третьем уровне.
2. Устройство(ва) третьего уровня понимают любой протокол обмена данными как с отдельными ПЛК, так и организованными в различные промышленные сети, и, кроме того, устройства третьего уровня сами могут образовывать сети.
Эти два подхода актуальны при построении новой системы управления технологическим процессом. Но иногда возникает необходимость модернизировать уже существующую систему управления, добавив оборудование на первом и втором уровне. В этом случае способ 2 может оказаться единственно возможным решением. Существует ли действительно оборудование третьего уровня, позволяющее работать в одной АСУ ТП, например, контроллерам таких фирм, как OMRON Corporation, Mitsubishi Electric Corporation и Hitachi IES Corporation?
Единственная компания в мире, которая выпускает такое оборудование, – это Pro-face (Digital Electronics Corporation). Панели оператора этой фирмы и программное обеспечение GP-PRO EX позволяют обмениваться данными между контроллерами четырех различных производителей по четырем портам одновременно, при этом один или два из них могут быть стандартом какой-то промышленной шины, например Modbus TCP/IP и Profibus DP.
Pro-face на протяжении последних 38 лет разрабатывает и производит панели оператора и промышленные компьютеры с сенсорными экранами. Это первая компания в мире, которая выпустила Touch Screen экран в 1972 году и остается мировым лидером по объемам производства сенсорных панелей оператора и лидером в инновациях в сфере HMI. Огромное преимущество Pro-face – универсальность, открытая платформа, возможность связывания в единый контур оборудования от разных производителей. В мире нет аналогов, которые позволяли бы работать одновременно по четырем разным интерфейсам, как это реализовано в операторских панелях Pro-face. Драйверы для огромного числа ПЛК различных брэндов сертифицированы и работают безупречно, интернациональная команда разработчиков постоянно обновляет базу драйверов.
Панели оператора Pro-face имеются в составе практически 70 % оборудования во всем мире: это и одиночные станки, и технологические линии в пищевой и автомобильной промышленности, и металлообрабатывающее оборудование. Невозможно перечислить все отрасли промышленности, в которых используется HMI от Pro-face.
I. S-standart – 19 моделей стандартного типа с базовым набором функциональных возможностей и всеми необходимыми интерфейсами. В этом классе вы найдете панели оператора с экраном от 3,8 до 15 дюймов, от монохромных и янтарных до цветных с разрешением 800х600 пикселей.
— интерфейс дополнительных сигналов входа/выхода.
Кроме этого, можно поставить дополнительный модуль на четыре видеокамеры.
III. C-control – 37 моделей с дополнительными возможностями управления: дискретные входы и выходы. Некоторые панели этого класса могут быть использованы в качестве мастера в CANopen-сетях. Панели оператора этого класса предоставляют пользователям возможность строить распределенные сети с поддержкой нескольких тысяч каналов ввода/вывода, используя модули расширения EXM. Восемнадцать типов модулей расширения EXM, имеющие различные сочетания по входам/выходам, – прекрасная возможность строить распределенную сеть, используя только оборудование компании Pro-face.
Plc hmi что это такое
к.т.н., эксперт по автоматизации производства,
Школа Fine Start
В данной статье рассмотрим
HMI со встроенными ПЛК, а также
возможности и функциональность подобных устройств на конкретных примерах.
Итак, начнём!
Сенсорные панели оператора с функциями ПЛК вендора Unitronics
Unitronics — это широкая линейка ПЛК со встроенным HMI и точками I/O, которые отвечают различным требованиям: от простых до крупных систем автоматизации. ПЛК Unitronics отличаются гибкими коммуникационными возможностями. Программирование и визуализация ПЛК Unitronics на персональном компьютере производится с помощью удобного в использовании программного обеспечения — обеспечивается возможность обмена данными между различными моделями.
Концепция компании Unitronics заключается в создании контроллеров для систем автоматизации, обеспечивающих встроенную логику работы и отображение/контроль за текущими и архивными данными. Иными словами -контроллеры Unitronics обеспечивают принцип 2 в 1, ПЛК + HMI.
Современная линейка промышленных контроллеров Unitronics серии Unistream позволяет реализовывать сложнейшие системы автоматизации с поддержкой различных баз данных, встроенным WEB интерфейсом, разнообразными промышленными протоколами и многими другими функциями.
Данная линейка поддерживает контроллеры с встроенными HMI дисплеем, а также и без него. Компания Unitronics с выходом данной линейки анонсировала новый подход к реализации систем автоматизации, тем самым обеспечив WEB диспетчеризацию совместно с HMI дисплеем. Таким образом в контроллерах серии Unistream возможно реализовать разграничение прав доступа в WEB интерфейсе, различное отображение и архивирование данных от встроенного HMI дисплея и многое другое.
Контроллеры серии Unistream — это устройства, которые обеспечивают не только обработку логики технологического процесса, но и способны архивировать большой объём данных, отображать и информировать пользователям о текущих авариях и событиях из любой точки мира. Данная серия ПЛК способна в какой-то мере заменить SCADA систему, тем самым сэкономив Ваши деньги на визуализации технологических процессов. Настройка и программирование контроллеров Unistream производится с помощью бесплатной среды разработки UniLogic.
Основные преимущества контроллеров Unitronics серии Unistream:
- встроенный WEB интерфейс с возможностью создания собственного отображения;
- поддержка БД MySQL и MSSQL;
- встроенные коммуникационные порты: RS232/ RS485/ Ethernet/ CanBus/ USB;
- поддержка SNMP Agent/Trap, электронная почта, SMS, модемы, GPRS/GSM, VNC-клиент, FTP-сервер/клиент;
- встроенные аналоговые и дискретные входа/выхода (в зависимости от модели);
- встроенный HMI дисплей с диагональю от 5 до 15.6 дюймов (в зависимости от модели);
- поддержка видеопотока (видеокамер);
- поддержка звуковых сигналов;
- технология websocket поддерживающая большое количество одновременных подключений к контроллеру;
- встроенные модули: таблицы, архивные и текущие графики, журнал аварийных событий и т.п.;
- объём памяти до 6Гб;
- поддержка модулей расширения.
Сенсорные панели оператора с функциями ПЛК вендора EATON
Компания Eaton предлагает широкий ассортимент панелей оператора, предназначенных для отображения и внесений изменений в контролируемые процессы автоматизированного управления системами.
Такие устройства способны в несколько раз повысить эффективность за счет упрощения программирования. Пользователь выполняет настройку в единой среде, которая обеспечивает при этом визуализацию и контроль над работой обслуживаемых систем.
В ассортименте представлены панели с экранами от 3,5 до 15 дюймов для различных систем автоматизации, используемых в машиностроении, фермерском хозяйстве, жилищно-коммунальной сфере и так далее.
Для объектов с особыми условиями (в области нефтепереработки, химической промышленности и других) предлагаются устройства с более высокой степенью влагозащиты, которые спроектированы специально для работы при повышенной влажности и во взрывоопасных зонах.
Особенности сенсорных панелей 2 в 1
Совмещение функций ПЛК (программируемых логических контроллеров) в сенсорной панели оператора позволяет не только сократить количество электромонтажной арматуры, но и существенно расширить функциональность оборудования.
Предлагаемые устройства построены на базе высокопроизводительных процессоров нового поколения. Они отличаются компактными размерами, интуитивно понятным меню, широким набором коммуникаций и достаточно простой эксплуатацией. Панели оператора можно объединять в локальную сеть или подключать к модему.
Сенсорная панель оператора XV152
В стандартном исполнении с номинальной монтажной глубиной, прочным металлическим корпусом и многофункциональными возможностями панель оператора XV152 представляет собой весьма рентабельное решение в секторе, где большое значение придаётся цене.
Даже в базовом исполнении устройства поставляются с интерфейсом Ethernet и RS232, а также двумя интерфейсами USB для широкого диапазона задач, связанных с автоматизацией. Процессор RISC 400 МГц оптимально подходит для реализации как функций программируемого логического контроллера (ПЛК), так и решения задач визуализации. Память устройства 128 МБ может быть расширена, при необходимости, картой памятью SD.
- 5,7″, 8,4″ и 10,4″ цветной дисплей TFT
- металлический корпус
- резистивный сенсорный экран
- номинальная монтажная глубина
- функциональные возможности ПЛК
- совместим с аксессуарами XV400
- наличие интерфейсов USB Host, Ethernet и RS232
Сенсорная панель оператора XV112
XV112 — компактная, высокоэффективная сенсорная панель оператора, которая является графическим дисплеем, имеющая максимальную мощность при конкурентоспособной цене. Эта модель доступна в исполнении с 5,7″ или широкоформатным 7″ TFT дисплеем.
- резистивный сенсорный экран
- без передней панели
- металлический корпус
- Ethernet
- CAN/easyNet, Profibus/MPI, RS232 и RS485, в зависимости от типа
Сенсорная панель оператора XV112
Сенсорная панель оператора XVS400
Устройство XVS 400 представляет собой сенсорную панель оператора, которое имеет идеальное качество изображения и используется во многих системах автоматизации. Инфракрасный сенсорный дисплей с защитным стеклом гарантирует отличную визуализацию и быструю смены изображения, благодаря собственному графическому процессору.
Сенсорная панель оператора XVS400
Встроенный программируемый логический контроллер, соответствующий стандарту МЭК 61131-3, поддерживает все языки программирования данного стандарта, включая структурированный текст и функциональную схему последовательности для оптимального выполнения задачи управления.
- интерфейс Ethernet и USB для расширения возможностей создания сетей
- надежный инфракрасный сенсорный экран
- встроенный ПЛК, соответствующий стандарту МЭК 61131-3
- от 5,7″ до 15″ цветной TFT дисплей
- интерфейс MPI/PPI/Profibus Master, позволяющий достичь оптимальной универсальности
- инфракрасный или резистивный сенсорный дисплей
Сенсорная панель оператора XV300 с ёмкостным мультитач дисплеем
Устройства серии XV300 оснащены емкостными мультисенсорными дисплеями высокого разрешения промышленного типа. В сочетании с высокоточным и интуитивно понятным интерфейсом такая конфигурация позволяет операторам сразу приступать к работе без дополнительной подготовки. Кроме того, эти устройства оснащены мощным графическим процессором, который позволяет создавать ультрасовременные пользовательские интерфейсы, включая быстрые изменения экрана и интегрированные мультимедийные элементы: видео, PDF-файлы и веб-контент.
Гладкое антибликовое и прочное стекло панели в сочетании с компактной и элегантной конструкцией делают устройства серии XV300 идеально подходящими для промышленного применения в суровых условиях.
Устройства серии XV300 поставляются с лицензией на использование ПО Galileo. Благодаря широкому диапазону интегрированных коммуникационных протоколов это интуитивно понятное программное обеспечение для визуализации позволяет использовать устройства XV300 практически со всеми доступными на данный момент контроллерами.
За счет эффективного сочетания с ЧМИ/ПЛК дополнительная функция ПЛК (CoDeSys) позволяет пользователям использовать мощные и комплексные функции программирования, которые полностью соответствуют международному стандарту МЭК 61131.
Широкий выбор интерфейсов полевых шин включает CANopen, EtherNet/IP, EtherCAT, Modbus (TCP/RTU).