Współpraca przetwornika MiMod-H ze sterownikiem PLC Fatek

W tym wpisie zostanie opisana konfiguracja sterownika PLC firmy Fatek z poziomu aplikacji WinProLadder do współpracy z przetwornikiem MiMod-H – odczyt wartości temperatury, wilgotności oraz temperatury punktu rosy. Dodatkowo istnieje możliwość zadawania wartości progowych za pomocą aplikacji APConfig PC (z wykorzystaniem interfejsu RS485).

**KROK 1 – Połączenie sterownika Fatek 14MC z przetwornikiem MiMod wykorzystując moduł komunikacyjny CM55**

Moduł komunikacyjny CM55 Fatek wyposażony jest w dwa porty komunikacyjne RS-485, które pozwalają na podłączenie dodatkowych elementów do sterownika PLC.

Przetwornik MiMod połączeniu z zewnętrzną sondą HygroClip2 (HC2) firmy Rotronic pozwala na pomiar wilgotności względnej i temperatury powietrza oraz obliczanie temperatury punktu rosy. Konfiguracja przetwornika odbywa się z poziomu menu urządzenia, przy użyciu wyświetlacza LCD oraz trzech przycisków funkcyjnych. Dodatkowo przetwornik został wyposażony w interfejs komunikacyjny RS-485 służący do komunikacji z urządzeniem nadrzędnym (np. PLC, HMI lub komputerem PC) przy wykorzystaniu protokołu MODBUS RTU.

Rys. 1. Schemat podłączenia przetwornika MiMod z urządzeniem nadrzędnym (PLC, HMI lub komputerem PC).

Komunikacja między sterownikiem PLC, a przetwornikiem MiMod odbywa się z wykorzystaniem protokołu Modbus RTU z interfejsem RS-485 – by zrealizować takie połączenie, niezbędny jest moduł rozszerzeń sterownika PLC, FBs-CM55. Posiada on dwa dodatkowe porty (PORT3 oraz PORT4) obsługujące standard RS-485. Każdy z nich posiada złącze sprężynowe, 3-pinowe:

+ sygnał A RS-485
– sygnał B RS-485
G masa GND, w przypadku krótkich przewodów, można pominąć

PORT4 podłączono konwerter USB-RS485, dzięki któremu można przesyłać wartości progowe z poziomu aplikacji APConfig PC, natomiast do PORT3 podłączono przetwornik MiMod-H.

Sterownik może zostać podłączony za pomocą kabla USB (Port0 sterownika) do komputera PC – np. w celu przesłania skompilowanego programu do pamięci sterownika.

KROK 2 – Konfiguracja sterownika, aplikacja WinProLadder

W tym punkcie zostanie opisana konfiguracja aplikacji WinProLadder do współpracy ze sterownikiem PLC.

Tworzenie nowego projektu: File->New Project, a następnie wybranie modelu sterownika PLC (w tym przypadku Fatek 14MC)

Wprowadzenie sterownika w tryb On Line: Jest to krok pozwalający sprawdzić połączenie ze sterownikiem; po przejściu w tryb On Line sterownik będzie zawierał to, co jest w pliku projektu. Tryb On Line: PLC->On Line, a następnie ustawienie typu połączenia (w tym przykładzie RS232) oraz wybranie jego parametrów (zmiana parametrów za pomocą przycisku Edit). Domyślne parametry komunikacyjne dla Portów 1~4:

Prędkość transmisji: 9600 bps
Długość danych: 7 bitów
Parzystość: parzysta
Bit stopu: 1 bit

Tabela 1. Konfiguracja połączenia między komputerem PC, a sterownikiem PLC

	Jeśli parametry połączenia nie są znane, wówczas można skorzystać z funkcji Auto Check, program dobierze wszystkie parametry automatycznie. Gdy sterownik jest już w trybie On Line, wybór funkcji Run PLC (PLC->Run PLC) spowoduje przekazanie sterownikowi PLC polecenia uruchomienia programu.
	Po wybraniu opcji Auto Check należy wybrać port szeregowy z listy, serie sterownika PLC, a także numer portu (domyślnie Port 0).
	Po zatwierdzeniu ustawień przyciskiem OK, program powinien rozpocząć szukanie sterownika. Jeśli proces zakończy się sukcesem, użytkownik zostanie zapytany o potwierdzenie połączenia.

Następnie należy skonfigurować PORT 3 oraz PORT4:

Konfiguracja PORT3 (praca w trybie Slave – zadawanie wartości z poziomu komputera) – PLC->Setting->Port3 Parameter, wartości parametrów niezbędnych do prawidłowej komunikacji PLC-PC:

Rys. 2. Konfiguracja Portu 3 – praca w trybie Slave – zadawanie wartości z poziomu komputera

Konfiguracja PORT4 (praca w trybie Master – „odpytywanie” przetwornika MiMod) – PLC->Setting->Port4 Parameter, wartości parametrów niezbędnych do prawidłowej komunikacji PLC-MiMod, można znaleźć w instrukcji przetwornika (str.29):

Rys. 3. Parametry transmisji – fragment dokumentacji przetwornika

Adres urządzenia w sieci RS-485 (MODBUS RTU) oraz prędkość transmisji w sieci RS-485, można zmienić poziomu menu przetwornika MiMod (odpowiednio opcje 19 oraz 20). W tym przypadku adres urządzenia – 1; prędkość transmisji 19200.

Rys. 4. Konfiguracja Portu 4 – praca w trybie Master – „odpytywanie” przetwornika MiMod

KROK 3 – Program w języku drabinkowym

Po poprawnym skonfigurowaniu połączenia, można przystąpić do przygotowania programu. Program zostanie omówiony krok po kroku.

Rys. 5. Program drabinkowy do obsługi przetwornika – cz. 1

Marker M1938 – marker wywołujacy funkcję M-BUS, wskazuje „zajętość” portu komunikacyjnego, dla PORT4 jest to M1938, natomiast dla PORT3 M1936 (str. 4 rozdziału 2 FBs-PLC Memory Allocation instrukcji sterownika).

Blok funkcyjny M-BUS (Ladder->Function) – konfiguracja połączenia z wykorzystaniem protokołu Modbus.

Rys. 6. Blok funkcyjny M-BUS

Parametry bloku M-BUS (Pt – numer portu komunikacyjnego sterownika, SR i WR – rejestry, należy pamiętać, by nie pokrywały się z już używanymi). Blok M-BUS ustawia podany port (Pt) jako Master.

Rys. 7. Blok funkcyjny M-BUS

Przetwornik SiOne jest podłączony do PORT4 modułu komunikacyjnego CM55, stąd parametr Pt:4. Rejestry SR oraz WR mogą zostać dobrane dowolnie, należy jednak pamiętać by nie były już wykorzystywane.

Cewki M10, M11, M12 służą do sygnalizacji stanu komunikacji – kolejno aktywna, błąd, zakończona.

Rys. 8. Program drabinkowy do obsługi przetwornika – cz. 2

Blok funkcyjny FCMP (Ladder->Function) – porównanie wartości z dwóch rejestrów R0 oraz R100 oraz sprawdzenie warunków: jeśli a>b (R0>R100) wówczas zapali się dioda Y5 na sterowniku PLC, jeśli a<b (R0<R100) wówczas zapali się dioda Y4.

Analogicznie dla dwóch pozostałych wartości (temperatura oraz temperatura punktu rosy).

Rys. 9. Program drabinkowy do obsługi przetwornika – cz. 3

Ostatnim elementem jest dodanie tabeli Modbus Master Table – Modbus Master: Project->ModBus Master Table->Add ModBus Master Table, w celu przypisania wartości z rejestrów urządzenia pracującego w trybie Slave (MiMod) do rejestrów sterownika

Rys. 10. Tabela Modbus Master Table

Należy nadać nazwę tabeli, a następnie adres startowy tabeli –taki sam jak w bloku M-Bus (rejestr SR).

Dodawanie nowego elementu do tabeli Modbus Master table – przycisk Add.

Rys. 11. Tabela Modbus Master Table – dodawanie nowego elementu

Parametry:

Slave station – adres urządzenia w sieci RS-485 (MODBUS RTU) dla tego przykładu 1,
Command – tryb pracy (zapis, odczyt),
Data Size – rozmiar danych do odczytania/zapisania,
Master Data Star Address – adres początkowy zmiennych urządzenia pracującego w trybie Master (sterownik),
Slave Data Start Address – adres początkowy zmiennych urządzenia pracującego w trybie Slave – dla przetwornika MiMod. Poniżej przedstawiono fragment dokumentacji:

Tabela 2. Adresy i funkcje Modbus dla wybranych parametrów

PARAMETR	ADRES REJESTRU	FUNKCJA ODCZYTU	TYP DANYCH
Wilgotność względna	2-3_DEC	0x04_HEX	REAL
Temperatura	4-5_DEC	0x04_HEX	REAL
Temperatura punktu rosy	6-7_DEC	0x04_HEX	REAL

Lecz zgodnie z adnotacją z dokumentacji – dla urządzeń (np. wybrane sterowniki PLC, panele HMI, ….) gdzie numeracja rejestrów rozpoczyna się od wartości 1 (nie od 0, jak zostało przedstawione w tabeli) należy pamiętać o uwzględnieniu tego offsetu, zwiększając adres każdego rejestru o 1 – zatem adresowanie rozpoczyna się od wartości 3, stąd Slave Data Address wynosi 300003.

Jeśli sterownik jest w trybie OnLine, przesłanie programu do sterownika nastąpi po wybraniu opcji Run PLC PLC->Run PLC (skrót F9). Wartości wilgotności, temperatury oraz temperatury punktu rosy można odczytać z bloków FCMP.

KROK 4 – Zadawanie wartości progowych z poziomu aplikacji APConfig PC

By nawiązać połączenie ze sterownikiem PLC, należy ustawić numer portu szeregowego, do którego podłączono konwerter USB-RS485 (w tym przypadku port COM10), prędkość połączenia(musi być zgodna z konfiguracją PORT3 sterownika PLC, str.2) oraz adres urządzenia MODBUS (w tym przypadku 1), a następnie wybrać przycisk Połącz.

Rys. 12. Aplikacja APConfig PC

Po poprawnym nawiązaniu połączenia, można odczytywać oraz zapisywać do sterownika wartości progowe wilgotności, temperatury oraz temperatury punktu rosy (odpowiednio wartości rejestrów R100, R102 oraz R104 w programie sterownika PLC).

Odczyt wartości – możliwość odczytu wszystkich parametrów oraz każdego parametru pojedynczo.
Zapis wartości – możliwość zapisu wszystkich parametrów do pamięci sterownika PLC lub każdego parametru pojedynczo.

PODSUMOWANIE

Ten tutorial miał na celu pokazanie jak podłączyć przetwornik MiMod-H ze sterownikiem PLC Fatek. Jeśli napotkali Państwo jakieś problemy lub coś jest niejasne, prosimy o kontakt z naszymi specjalistami pod mailem: biuro@apautomatyka.pl

Pliki do pobrania:

Przykładowy projekt – odczyt wartości z przetwornika MiMod – sterownik PLC