ממסרים חכמים ניתנים לתכנות

ממסרים חכמים ניתנים לתכנות הם סוג של PLC (בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות). השימוש בממסרים חכמים מאפשר לפשט באופן משמעותי את תוכניות הבקרה של ציוד חשמלי ולהגדיל את מהימנותם.

תכנות עבור ממסרים חכמים נעשה באמצעות לחצני לוח קדמי ומחוון LCD קטן, בדרך כלל אחד או שניים. למרות שישנן קונסטרוקציות מורכבות יותר ובמקרים אלו יש לכתוב את התוכנות במחשב אישי תוך שימוש בשפות תכנות מיוחדות עבור לוגיקה סולם LD, FBD ועוד כמה.

ממשקים כגון RS-232, RS-485 או Ethernet Industrial משמשים לטעינת (פלאש) תוכניות מוכנות לזיכרון המיקרו-בקר, המאפשרות גם תקשורת עם ACS ברמה גבוהה יותר. דגמים מסוימים של ממסרים חכמים הניתנים לתכנות מאפשרים לך לבנות יכולות תקשורת באמצעות מודולי הרחבה מיוחדים.

עקרון העבודה של PLC

ההבדל בין ממסרים חכמים ל-PLC מלאים הוא שיש להם כמות קטנה של זיכרון RAM וזיכרון תוכנה, וזה מוביל לחוסר האפשרות של לפחות כמה חישובים מתמטיים מורכבים. בנוסף, גם מספר ערוצי הקלט-פלט, דיגיטליים ואנלוגיים, בממסרים חכמים קטן, ולכן היקף היישום שלהם מוגבל למדי. קודם כל, מדובר באוטומציה של יחידות בודדות, בקרה על מערכות תאורה, כמה מכשירים במערכת עבור דיור ושירותים קהילתיים, לולאות מקומיות של מערכות אוטומציה שונות, מכשירי חשמל ביתיים.

מאפיין של מכשירים כאלה הוא השימוש המקומי שלהם עבור מערכות קטנות, והתוכנית עבורם נוצרת בעיקר בשפת דיאגרמות בלוק פונקציונליות (FBD) או בשפת לוגיקה ממסרת (LD). שפות אלו עומדות בתקן הבינלאומי IEC 61131-3. התוכנה של ממסרים כאלה היא בעלת ממשק נוח וידידותי ומאפשרת לפתח תוכנות בזמן קצר, לבדוק את התחביר והנכונות של התוכנה שנוצרה, וכן יש את היכולת לבצע ניפוי באגים בתוכנה בזמן אמת, מה שברור נותן רעיון של האופן שבו הבקר יתנהג במצב זה או אחר.

עיצוב של ממסרים חכמים הניתנים לתכנות לרוב מונובלוק, - מארז אחד קטן מכיל את כל הצמתים. ככלל, אלה הם יחידת אספקת חשמל נמוכה, מיקרו-בקר, ערוצי מידע קלט ופלט, מסופים לחיבור התקני מנהל. המארזים של מכשירים כאלה קטנים ומאפשרים התקנה בארונות חשמל על אפיק DIN העומד בתקנים מודרניים. עם זאת, ספק הכוח יכול להיות גם מכשיר נפרד.

ממסרים חכמים ניתנים לתכנות בחו"ל

ממסרים ניתנים לתכנות מיוצרים כיום על ידי חברות רבות, בעיקר זרות. כדוגמה, ניתן לזכור את חברת שניידר אלקטריק, שנוסדה ב-1936 בצרפת. המטה שלה ממוקם ב- Rueil-Malmaison Cedex. החברה מייצרת את מוצריה תחת המותגים Telemecanique, Merlin Gerin, Modicon.

מוצרי שניידר אלקטריק מגוונים מאוד: החל מהרגילים מפסקי פחתלהתקנים מורכבים כגון ממירי תדרים, התקני איתות ובקרה, סטרטרים רכים, ממסרי בקרה, חיישנים וממסרים ובקרים הניתנים לתכנות. כדוגמה לממסר חכם, שקול את הממסרים הניתנים לתכנות של Zelio Logic.

ממסרים ניתנים לתכנות של Schneider Electric Zelio Logic מאפשרים יישום של מערכות בקרה קטנות, מספר הכניסות/יציאות הוא בטווח של 10 ... 40 ערוצים. במקרה של מידות 124.6 * 90 * 59 מ"מ, ניתן למקם עד 26 ערוצי קלט/פלט. יחד עם זאת, מתח האספקה ​​של המכשיר הוא בטווח רחב מאוד: 24VAC, 100 ... 240VAC, 12VDC, 24VDC, מה שמקל על שילוב הממסר בכל קונסטרוקציות.

לדוגמה, לממסר מסדרת SR2B201FU יש 12 כניסות בדידות ו-8 יציאות ממסר, מיועד למתח AC 100-240V וכולל שעון, תצוגה ומערכת כפתורים. מוצגת התצוגה החיצונית של הממסר החכם בעיצוב מונובלוק. באיור.

ניתן להשתמש בשתי שפות מיוחדות FBD או LADDER כדי לתכנת את ממסר ה-Zelio Logic. המכשיר זמין גם בעיצוב מונובלוק וגם בעיצוב מודולרי. האפשרות האחרונה מאפשרת שילוב מודולים כדי להרחיב את המערכת כולה.

היקף ממסר ה-Zelio Logic רחב מספיק ומספק שליטה על מדחסים או משאבות, ספירה של מוצרים מוגמרים או רכיבים של קווים אוטומטיים, שליטה במדרגות נעות, תאורה ותצוגות אלקטרוניות. זה יכול לשמש במערכות אבטחה כמכשירי בקרת גישה.

בנוסף לשניידר אלקטריק הנ"ל, מספר חברות זרות עוסקות בייצור ממסרים ניתנים לתכנות: OMRON, Control Techniques, SIEMENS, Mitsubishi Electric, Danfoss, ABB, Moeller, Braun, Allen Bradley, Autonics, Array Electronic, Eaton.

הממסרים החכמים הפופולריים ביותר הניתנים לתכנות: סימנס LOGO!, Omron ZEN, Schneider Electric Zelo Logic, Easy Moeller, Mitsubishi Alpha XL, Delta Electronics DVP-PM, Eton dasy500, dungeon800, xLogic ELC, Owen Logo, Oni Logo, PRO-relay , טלה PR110, טלה PR200.

סדרת מערך FAB בקרי לוגיקה אלקטרוניים ניתנים לתכנות מטייוואן

לשימוש תעשייתי וביתי מייצרת החברה ממסרים חכמים מהדור השני של סדרת FAB. מכשירים אלה די קלים לתפעול וקלים ללמידה ולתכנות. ממסרי FAB מתוכנתים באמצעות שפת התכנות FDB, המיועדת בעיקר למהנדסי אוטומציה. בעזרתו, ניתן ליצור מערכת מורכבת למדי, בו זמנית יעילה וחסכונית.

שפת התכנות FDB היא שפת הבלוקים המופיעים בתצוגה במהלך הזנת התוכנית. בלוקים פונקציונליים פשוט מסודרים ומשולבים ברצף מסוים, הן ברצף והן במקביל, מה שמאפשר לך ליצור חזותית אלגוריתמים מורכבים למדי.זה לא דורש ידע בשפות תכנות. למי שעסק אי פעם בתחזוקת טכנולוגיות דיגיטליות, למשל מכונות CNC, השפה הזו לא תגרום לקשיים.

בסך הכל, לשפה יש 20 בלוקים המבצעים פונקציות שונות. קודם כל, אלו הן פעולות לוגיות שנראות כלפי חוץ כמו תמונות מתוך ספר עיון במעגלים דיגיטליים. האיור מציג שבר של שני בלוקים.

בנוסף לפעולות לוגיות, ערכת הבלוק מכילה גם מונים, טיימרים, עיכובי זמן, חותמות זמן הפעלה וכיבוי ועוד.

סביבת התכנות נשלחת עם המכשירים וזמינה להורדה גם מאתר היצרן. ממסרים חכמים מסדרת FAB מחליפים מספר רב של התקני מיתוג: ממסרים, טכומטרים, מונים, טיימרים וכו'. בעוד במחיר נמוך למדי. ממסר חכם הניתן לתכנות יכול להחליף ארון שלם המורכב בארון רגיל ממסרים אלקטרומכניים... במקביל, האמינות של המעגל בכללותו עולה, מספר האלמנטים הבדידים יורד, הממדים יורדים וצריכת החשמל יורדת.

תחומי היישום של ממסרים חכמים של FAB רחבים למדי. מדובר במערכות בית חכם; פתיחה אוטומטית של דלתות, מחסומים ושערים; בקרת תאורה גם פנימי וגם חיצוני; בקרת אוורור ובקרת טמפרטורה בארגונים ובמגורים, בחממות ובחממות. ו ניהול מערכת אספקת המים, ניהול קווי ייצור ומכונות בודדות, יישום במערכות אזעקה, במערכות התרעה לשעת חירום ועוד רבים אחרים.

מאפיינים טכניים קצרים של ממסרים חכמים של FAB

הממסר מצויד בתצוגת LCD עם 4 שורות של 10 תווים, בעל לוח שנה מובנה ושעון זמן אמת. שליטה מרחוק בקווי טלפון ויכולת העברת הודעות קוליות אפשריות. ערכת המשלוח כוללת תוכנית SCADA פשוטה בחינם המאפשרת תקשורת עם מחשב במרחק מספיק גדול, המאפשרת ניטור ותצורה מרחוק. במקרה של שימוש בממשק RS — 485, ניתן לחבר 255 ממסרי FAB למחשב אחד. חיבור זה מאפשר לך ליצור מערכות פונקציונליות יותר מאשר שימוש בממסרי FAB בודדים.

ליציאות המכשיר קיבולת עומס גבוהה: יציאות ממסר - 10A, יציאות טרנזיסטור - 2A.

למרות שזיכרון התוכנית קטן - רק 64K, התוכנית יכולה להכיל 127 בלוקי פונקציות, 127 מונים, 127 מרווחי RTC (זמן אמת), 127 טיימרים, מה שמאפשר ליצור תוכניות פונקציות מורכבות למדי. קלט התוכנית נעשה באמצעות לחצנים ותצוגת LCD, או באמצעות מחשב. כדי להגן על התוכנית מפני גישה לא מורשית, הגנת סיסמה אפשרית.

ממסרים פנימיים הניתנים לתכנות

ברוסיה, יצרנית הממסרים הניתנים לתכנות עוסקת בחברת Voronezh «תנור» ובניז'ני נובגורוד «KontraAvt». חברת «טלה» משיקה את הממסרים שלה תחת השם Aries PLC ***.

Voronezh CJSC "Ekoresurs" מייצרת סדרה של בקרים "Basic", הכוללת מספר שינויים של המכשיר. במגזינים "אוטומציה תעשייתית", "כלי הנדסת מכשירים ואוטומציה" ו"מערכות ובקרים אוטומציה תעשייתית" יש סדרה שלמה של מאמרים על השימוש בבקרים מסדרת Bazis.

חברות מסוימות עוסקות בהפצה ומכירה של מותגים מיובאים ברוסיה. למשל, Intechnics, שותפה מסחרית של חברת Invertek Drives האנגלית, שמייצרת פופולריות כאלה כונני תדר משתנה, אספקה ​​לרוסיה וממסרים חכמים הניתנים לתכנות, הנחוצים כל כך ליצירת מערכות אוטומציה.

דוגמאות ליישומי ממסר

שליטה במדרגות נעות. הקפדה על פעילות רציפה רק בימי חול בין השעות 8:00-18:00. · משעה 18:00 עד 20:00 המדרגות הנעות מופעלות רק כאשר אדם מופיע.

בקרת אוורור. הפעל אוורור כל 30 דקות למשך 10 דקות. הפעל אוורור למשך 10 דקות כאשר חריגה מרמת ה-CO2 שנקבעה.

ניהול העברה אוטומטית של מילואים. קלט רזרבה אוטומטי עם 2 כניסות או יותר. הַפרָדָה. הפעלה/כיבוי של משתמשים. הפעלה/כיבוי של DGS ומקורות אחרים.

דוגמה לפיתוח תוכנית ממסר

נניח שיש צורך לפתח תוכנית בקרת מיקסר עבור ממסר חכם הניתן לתכנות של ZelioLogic בשפת FBD, המשימה היא כדלקמן.

נוזל מס' 1 מוזרם לכלי אנכי בגובה 7 מ' עד שמגיעים לרמה של 2.8 מ'. לאחר מכן מופסקת אספקת הנוזל הראשון ומוזינים נוזל מס' 2 עד שמגיעים לרמה הכוללת של 4.2 מ'. אספקת הנוזל השני מופסקת ומנוע המערבל מופעל, הפועל למשך 30 דקות. לאחר שחלף הזמן, המנוע כבוי ושסתום הניקוז של הרחצה נפתח.

כדי לפתור את הבעיה, יש צורך קודם כל להמיר את ערכי הרמה לנתונים המובנים על ידי הבקר, כלומר.הערך ברמת 2.8 מ', בהתבסס על הקיבולת של ה-ADC המובנה, יתאים לערך הקלט של הבקר השווה ל-102, וברמת 4.2 מ', הערך 153.

כמו כן, בהתבסס על תנאי הבעיה, יציאות הבקר חייבות לקיים אינטראקציה עם שלושה שסתומי כיבוי - אספקת נוזל מס' 1, אספקת נוזל מס' 2, ניקוז מתלים ומנוע מערבל אחד. כאשר פותרים בעיה זו, מומלץ לחבר כפתור לכניסת הבקר, שיבטיח את התחלת המערכת כולה.

פיתוח התוכנית מתבצע באמצעות מחשב עליו מותקנת תוכנת ZelioSoft 2.

שפת התכנות הגרפית עבור בקרי FBD משתמשת בלוקי פונקציות שונים. כל בלוק הוא חלק מתוכנית שלמה המספקת קשר פונקציונלי ספציפי בין משתני קלט ופלט.

חיבור הבלוקים מוביל לאיחוד של מודולים בודדים לתוכנית בקרה אחת, אשר, בהתאם לערכי משתני הקלט של החיישנים המחוברים לכניסות של הממסר הניתן לתכנות, מייצרת אותות בקרה עבור המפעילים המחוברים ליציאות.

כך, תהליך התכנות מצטמצם לבחירה של בלוקים פונקציונליים שונים, הצבתם בחלון העריכה וחיבורם ברצף מסוים, מה שנותן מענה לבעיה ספציפית בשליטה אוטומטית של תהליך או אובייקט.

כדי לפתור את הבעיה, הבלוקים הדרושים נבחרו וחוברו ונקבעו הפרמטרים שלהם, המבטיחים את ההיגיון הנתון של הפעולה.

ייצוג גרפי של התוכנית בסביבת ZelioSoft2 באמצעות FBD המיישמת את הפתרון לבעיה זו מוצג באיור.

תוקנה בעיית שפת FBD

בדיקת נכונות התצורה של בלוקים בודדים והחיבורים שלהם מתבצעת במצב סימולציה. לאחר שווידא שהתוכנית פועלת כהלכה, היא מועברת ממחשב המכשיר לזיכרון של הממסר הניתן לתכנות.

יְצִיאָה

ממסרים חכמים הניתנים לתכנות, למרות חסרונותיהם, יכולים לבצע מספר משימות באזורים תעשייתיים ולא תעשייתיים בהם אין צורך להשתמש בבקרים לוגיים ניתנים לתכנות (PLC).

הם גם זולים משמעותית מ-PLC, מה שמאפשר חיסכון בתהליך של שדרוג או אוטומציה של תהליך ידני או אוטומטי. כדי לתכנת ממסר חכם הניתן לתכנות, המשתמש אינו צריך להיות בעל כישורי תכנות, ניתן להשתמש בסט של תוכניות טיפוסיות. קל לתכנת ממסרים חכמים.