Решения Mitsubishi Electric для промышленной автоматики на российском рынке

Опубликовано в номере:
Несмотря на длительное присутствие на российском рынке японской корпорации Mitsubishi Electric, она только относительно недавно начала поставлять в Россию промышленную автоматику. Поскольку Mitsubishi Electric предлагает огромный выбор аппаратных и программных средств в этой области, решения на базе такого оборудования могут обеспечить оптимальное соотношение цены и качества.

В качестве примера оборудования Mitsubishi Electric рассмотрим одни из самых популярных в мире компактных контроллеров – MELSEC серии FX (рис. 1). Они просты в использовании и в то же время обладают необходимыми производительностью и функционалом. Контроллеры данной серии подходят для решения разных задач автоматизации во многих отраслях промышленности.

Контроллер Mitsubishi FX5U-32MR/ES

Рис. 1. Контроллер Mitsubishi FX5U-32MR/ES

Контроллер FX3U из этого семейства некогда был одним из самых быстродействующих в мире. В качестве наиболее подходящей альтернативы выступают более новые модели той же серии – FX5U. Сравнение характеристик данного контроллера и его предшественника представлены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики контроллеров FX3U и FX5U

Характеристики

FX3U

FX5U

Количество входов и выходов (адресов)

В общей сложности возможно обращение к макс. 384 адресам (включая дистанционный ввод-вывод), из которых макс. 256 входов/выходов могут адресоваться напрямую и 256 входов/выходов – через сеть (CC-Link, AS-Interface)

В общей сложности возможно обращение к макс. 512 адресам (включая дистанционный ввод-вывод), из которых макс. 384 входов/выходов могут адресоваться напрямую и 480 входов/выходов – через сеть (CC-Link, AS-Interface)

Память для хранения программы

Встроенная RAM для 64 000 шагов, сменная FL-ROM для простой смены программы

Встроенная RAM для 64 000 шагов

Время цикла

0,065 мкс / стандартная инструкция

0,032 мкс / стандартная инструкция

Количество инструкций

238

1034

Язык программирования

Языки, предусмотренные стандартом IEC61131-3: LD, FBD, ST, SFC

Языки, предусмотренные стандартом IEC61131-3: LD, FBD, ST

Выполнение программы

Циклическая отработка, выполнение по прерыванию

Таймеры

512

1024

Счетчики

235

1024

Высокочастотные счетчики

8 однофазных входов (6 счетчиков макс. 100 кГц, 2 счетчика макс. 10 кГц); 2 двухфазных входа макс. 50 кГц

8 однофазных входов (макс. 200 кГц); 4 двухфазных входа (макс. 100 кГц)

Часы реального времени

Год, месяц, день, час, секунда, день недели

Регистр данных

8000

Файловый регистр

32768

Индексный регистр

16

36

Специальный регистр

512

12000

Указатели

4096

Вложенные операнды

8

15

Входы прерываний

6

178

Возможности коммуникации

Ethernet (TCP/UDP), Profibus-DP, CC-Link, DeviceNet, CANopen, AS-Interface, RS-485, RS-232, USB

Ethernet (TCP/UDP), Profibus-DP, CC-Link, CC-Link IE Field, CC-Link IE Field Basic, Ethernet IP, AnyWire, RS-485, RS-422, RS-232, USB

Среда программирования

GX Developer, GX IEC Developer, GX Works2

GX Works3

Графические панели оператора Mitsubishi GT2103 и GS2107

Рис. 2. Графические панели оператора Mitsubishi GT2103 и GS2107

Функциональным дополнением к контроллерам являются графические панели оператора GOT. Компания Mitsubishi Electric выпускает широкий спектр таких панелей для работы в достаточно жестких промышленных условиях эксплуатации. Например, панели оператора серии GT2000 можно установить прямо на дверце шкафа управления, подключить к контроллеру или другому устройству и тем самым предотвратить воздействие окружающей среды на оборудование (рис. 2). Некоторые сравнительные характеристики панелей GT2103 и GS2107 представлены в таблица 2.

Таблица 2. Характеристики графических панелей управления GT2103/GS2107

Модель

GT2103-PMBD

GT2103-PMBDS

GT2103-PMBDS2

GT2103-PMBLS

GS2107-WTBD

Тип экрана

Монохромный жидкокристаллический TFT-дисплей

Цветной жидкокристаллический TFT-дисплей

Диагональ экрана

3,8″ (320×128 точек)

7″ (800×480 точек)

Габаритные размеры (Ш×В)

86,4×34,5 мм

154×85,9 мм

Подсветка фона

Зеленый, оранжевый, красный

Белый, розовый

 

Цветность

32 оттенка серого

65536 цветов

Тип ввода

Сенсорный экран (резистивный)

Сенсорный экран (резистивный)

Размер клавиш

Мин. 2×2 точек на клавишу

Мин. 2×2 точек на клавишу

Емкость памяти

Встроенная флэш-ROM (3 Мбайт)

Встроенная флэш-ROM (9 Мбайт)

Интерфейсы для контроллеров

Ethernet, RS-485

RS-232,

RS-485

RS-232

RS-422

RS-422, RS-232. Ethernet

Интерфейс программирования

Любой из доступных, USB

Звуковой сигнал

Нажатие сенсорных клавиш подтверждается звуковым сигналом (его длительность можно варьировать)

Электропитание

24 В пост. тока

5 В пост. тока

24 В пост. тока

Среда программирования

GT Designer3

Несмотря на то, что в области промышленной автоматики языки программирования стандартизованы, как и при работе с любым другим оборудованием, разработка прикладных программ для контроллеров Mitsubishi Electric имеет свои особенности. Далее представлены основные принципы работы с программируемыми логическими контроллерами (ПЛК) на примере FX5U и с панелями оператора (на примере GT2103 или GS2107).

Перед началом проектирования стоит определиться, как будет производиться обмен данными внутри демонстрационного стенда (рис. 3): между компьютером (ПК) и панелями оператора связь может осуществляться по USB, а между контроллером и панелями оператора – по RS-485, RS-422, RS-232 или Ethernet. Заметим, что связь ПК и контроллера обеспечивается через панель оператора, что может быть весьма полезно в условиях реального применения, когда физического доступа к ПЛК может не быть (например, по причине отсутствия ключа от шкафа управления).

 Макет демонстрационного стенда FX5U

Рис. 3. Макет демонстрационного стенда

Программирование контроллера

Для решения любой прикладной задачи, в том числе с использованием рассматриваемых устройств, в первую очередь необходимо написать программный код для контроллера и произвести его отладку. Программирование контроллера Mitsubishi FX5U ведется в среде GX Works3.

Создание проекта

Для создания нового проекта необходимо выбрать в меню Project (шаг 1), затем New (шаг 2), при этом требуется установить серию и тип программируемого контроллера, а также язык программного кода, который будет использоваться в дальнейшем (шаги 3–4). В нашем случае используется серия FXCPU, тип контроллера FX5U. В качестве типа проекта выберем структурированный проект, а в качестве языка программирования будем применять язык лестничных диаграмм (рис. 4).

Создание проекта в среде GX Works3

Рис. 4. Создание проекта в среде GX Works3

Установка связи

Следующим шагом является указание типа связи между ПЛК и ПК, для этого необходимо перейти на вкладку Connection Destination (шаг 1), которая расположена в левой части экрана. Двойным нажатием по Connection (шаг 2) нужно вызвать окно настройки, в котором установить PC side I/F и COM, т.е. указать вход/выход (шаги 3–4). Также в этом окне необходимо открыть Connection Channel List… (шаг 5) и выбрать 2 Serial Port GOT Connection (рис. 5).

Настройки проекта в GX Works3

Рис. 5. Настройки проекта

Когда предварительная подготовка проекта закончена, можно приступать непосредственно к программированию. Стоит отметить, что у разработчика есть возможность добавлять свои собственные функциональные блоки, которые потом можно использовать в качестве подпрограмм в коде программы.

Для этого необходимо правой кнопкой мыши щелкнуть по папке проекта (шаг 1), из предложенного списка выбрать Add New Data (шаг 2). В открывшемся окне в первой строке указать Function Block, а во второй требуется ввести имя функционального блока и затем выбрать язык (шаг 3). После подтверждения действий (шаг 4) функциональный блок будет создан (рис. 6).

Создание функционального блока в GX Works3

Рис. 6. Создание функционального блока

Отметим, что на панели в верхней части программы расположены инструменты для выполнения компиляции (Build), активации симулятора (Start/Stop Simulation), прошивки ПЛК (Write to PLC) и др.

Функциональная панель программы GT Designer3

Рис. 7. Функциональная панель программы GT Designer3

Программирование панелей оператора

После написания и отладки основного кода программы можно перейти к разработке проекта для панели оператора. Заметим, что панель оператора графическая и на нее можно выводить изображения, созданные с помощью программы GT Designer3, которая является частью пакета IQ Works2.

При разработке программы для панелей оператора в GT Designer ключевыми элементами являются так называемые страницы (Screen). Они делятся на Base Screen (страница будет занимать всю площадь монитора) и Window Screen (страницы типа «Всплывающее окно»). Для каждой страницы можно задать различные свойства, такие как название страницы, использование цвета (в данном случае это только черный и белый), паттернов и т.д.

После того, как нужная страница создана, на нее можно поместить различные фигуры, линии, изображения в формате BMP, JPEG или PNG, текст, а также более функциональные объекты – кнопки, индикаторы, поля для ввода/вывода, шкалы, время и многое другое.

Используя выключатель Switch, можно реализовать кнопку, по нажатию которой данные будут записываться в выделенную ячейку памяти, установить переход на другую страницу в рамках монитора, а также выполнить другие действия (рис. 7).

Для добавления кнопки ее необходимо поместить на страницу (Switch на панели в правой части экрана) и двойным нажатием на нее вызвать окно для добавления действий (Add Action, шаг 1), которые будут производиться при нажатии кнопки. При этом можно указать операнд, который будет меняться при выполнении действия над кнопкой (шаги 2–6). В этом же окне в других вкладках возможна настройка стиля, текста и других параметров кнопки (рис. 8). Заметим, что благодаря кнопке Switch можно выполнять переход между страницами, но в случае автоматического переключения экрана или переключения экрана в зависимости от операнда необходим другой подход – установка триггеров.

Установка действий для Switch

Рис. 8. Установка действий для Switch

Для установки триггеров включения/выключения Base Screen или Window Screen требуется перейти на вкладку Project, расположенную в левой части экрана, и дважды нажать на Trigger Action. В открывшемся окне будет отображаться список созданных триггеров. Для добавления нового триггера нужно нажать кнопку Add (рис. 9).

Окно, отображающее все созданные триггеры

Рис. 9. Окно, отображающее все созданные триггеры

В появившемся окне создания триггера на вкладке Trigger устанавливается тип триггера (вкл/выкл в зависимости от того, включено или выключено устройство, вкл/выкл, если хотя бы единожды включилось или выключилось устройство, в соответствии с логическим условием и т.д.), а также устройство – область памяти, по обращению к которой страница будет выполнять установленные действия. Перейдя на соседнюю вкладку – Action, можно задать страницу, к которой относится этот триггер. Для установки времени активности того или иного триггера следует использовать Time Action.

Хотя сами по себе панели GT2103 монохромные, имеется возможность переключения цвета подсветки: зеленый, красный, оранжевый, белый и розовый фон (рис. 10).

Вариативность подсветки в панелях GT2103

Рис. 10. Вариативность подсветки в панелях GT2103

Установить цвет фона для страницы Basic Screen можно в поле Backlight. Заметим, что для Base Screen нет возможности изменения цвета фона в ходе выполнения программы, поэтому чтобы изменить цвет фона в процессе работы, необходимо создать идентичный Base Screen, выбрав другой цвет Backlight, и установить триггер на переключение между созданными страницами для смены фона (рис. 11).

Изменение цвета подсветки панелей

Рис. 11. Изменение цвета подсветки панелей

Записать программу на панель можно с помощью Write to GOT, назначив номер порта и способ соединения.

Для проверки работоспособности программы в GT Designer можно воспользоваться симулятором, предварительно установив его с помощью кнопки Simulator: Set (на панели в верхней части), а затем активировать посредством кнопки Simulator:Activate.

 

Заключение

Продукции компании Mitsubishi Electric свойственны компактное исполнение, гибкие возможности монтажа, быстродействие, обширные коммуникационные возможности и другие положительные характеристики, которые играют немаловажную роль при выборе оборудования.

 В современных условиях развития технологий достаточно тяжело оставаться одним из лидеров в области производства оборудования для промышленной автоматизации. Высокая производительность решений и соответствие актуальным требованиям в компании Mitsubishi Electric обеспечивается благодаря непрерывному совершенствованию модельного ряда и поддерживанию качества продукции.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *