Współpraca sterownika PLC Siemens S7-1200 z enkoderem IO-Link POSITAL UCD-LHPPB
Enkodery POSITAL z serii UCD-LHPPB to grupa enkoderów jednoobrotowych z interfejsem IO-Link. W poniższym wpisie zostanie przedstawione jak połączyć enkoder POSITAL z serii UCD-LHPPB ze sterownikiem PLC Siemens S7-1200.
Na potrzeby tego poradnika wykorzystano enkoder UCD-LHPPB-0014-02M0-2TW oraz sterownik PLC Siemens S7-1200 1212C DC/DC/DC. W celu podłączenia urządzenia z interfejsem IO-Link (np. enkoder, inklinometr, …) do sterownika PLC, niezbędny jest moduł komunikacyjny. W tym poradniku wykorzystano moduł SM 1278. Należy zwrócić szczególną podczas łączenia, gdyż schemat połączenia może różnić się dla innych modeli sterownika i/lub enkodera.
KROK 1 – Połączenie sterownika PLC z enkoderem
Na rysunku poniżej przedstawiono schemat połączenia enkodera POSITAL UCD-LHPPB-0014-02M0-2TW do sterownika PLC poprzez moduł SM 1278. Moduł SM 1278 musi być osobno zasilony (24 VDC, z wykorzystaniem złącz L+ oraz M). Enkoder może być zasilony bezpośrednio z wyjść Lx oraz Mx modułu SM 1278.
Przedstawiona kolorystyka dotyczy enkodera UCD-LHPPB-0014-02M0-2TW, w przypadku zastosowania innego urządzenia, należy zweryfikować sposób podłączenia.
Enkoder zawiera interfejs IO-Link oraz interfejs inkrementalny. Jeśli enkoder zostanie podłączony do mastera IO-Link (jak na Rys. 1), wówczas enkoder będzie działał jako absolutny enkoder jednoobrotowy IO-Link. Alternatywnie można podłączyć enkoder do wejść cyfrowych sterownika, wtedy enkoder będzie działał jak standardowy enkoder inkrementalny. Parametry enkodera (rozdzielczość, kierunek zliczania impulsów, typ wyjścia) można skonfigurować przy pomocy interfejsu IO-Link. W tym wpisie opisano jedynie połączenie IO-Link, więcej na temat połączenia enkodera inkrementalnego można odnaleźć w innym tutorialu na naszej stronie.
KROK 2 – Konfiguracja projektu w programie TIA Portal
W tym przykładzie wykorzystano TIA Portal w wersji V19. Interfejs programu oraz niektóre opcje mogą się różnić w zależności od zainstalowanej wersji.
Tworzenie nowego projektu
Z drzewka opcji należy wybrać opcję Create new project, a następnie nadać nową nazwę oraz lokalizację tworzonego projektu. Zatwierdzić przyciskiem Create.
Po chwili wyświetlone zostanie nowe okno, z którego należy wybrać opcję Open the project view – otwarcie widoku projektu.
Dodawanie sterownika PLC i modułu komunikacyjnego
Po utworzeniu nowego projektu, Użytkownik może dodać swój sterownik PLC do projektu. W tym celu należy wybrać opcję Add new device, a następnie na liście dostępnych sterowników odnaleźć dokładny model posiadanego sterownika. Dokładna nazwa modelu sterownika znajduje się na wygrawerowanej tabliczce znamionowej, na bocznej ściance sterownika.
Na tym etapie, Użytkownik powinien również dodać moduł komunikacyjny SM 1278. W tym celu, z katalogu znajdującego się po prawej stronie ekranu należy wybrać odpowiedni moduł, a następnie przeciągnąć go w odpowiednie miejsce w widoku Device view.
Konfiguracja modułu SM 1278
Klikając prawym przyciskiem myszy na grafikę modułu SM 1278 należy przejść do właściwości modułu (Properties), a następnie ustawić wartości początkowe (8) oraz długości adresów wejściowych i wyjściowych (12).
Kompilacja i wgrywanie wstępnego projektu
Po dodaniu sterownika i modułu można skompilować część sprzętową projektu. W tym celu należy wykorzystać przycisk Compile w górnej belce programu. Jeśli kompilacja przebiegnie pomyślnie, można pobrać program do sterownika.
Przed pobraniem projektu wystarczy wybrać interfejs (kartę sieciową) do której podłączony jest sterownik oraz interfejs sterownika wykorzystywany do programowania (domyślnie PN/IE_1). Z listy dostępnych urządzeń należy wybrać odpowiedni sterownik i załadować program przyciskiem Load.
Konfiguracja portu IO-Link
Po poprawnym wgraniu projektu do sterownika, można przejść do konfiguracji portu IO-Link modułu SM 1278. W tym celu użyte zostanie wbudowane w TIA Portal oprogramowanie – S7-PCT (S7 Port Configuration Tool). Oprogramowanie S7-PCT uruchamiane jest przez wybranie prawym przyciskiem myszy grafiki modułu SM 1278 w zakładce Device view, a następnie Start device tool…
Po wybraniu narzędzia S7-PCT oraz uruchomianiu przyciskiem Start, zostanie otwarte nowe okno programu. Z zakładki Options należy wybrać opcje Import IODD, która umożliwia zaimportowanie plików konfiguracyjnych. Producent enkodera przygotował specjalny plik konfiguracyjny IODD (IO-Link Device Description), który określa szczegóły dotyczące komunikacji między enkoderem, a sterownikiem. Pliki IODD dla enkoderów Posital z interfejsem IO-Link dostępne są na stronie producenta (posital.com), w sekcji pobierz pod nazwą Plik Konfiguracyjny.
Po zaimportowaniu pliku IODD, z katalogu po prawej stronie okna, należy wybrać absolutny enkoder UCD z folderu FRABA B. V., a następnie przypisać go do odpowiedniego portu – zgodnie z Rys. 1, enkoder podłączony jest do portu 1 modułu SM 1278. Należy zwrócić uwagę, by parametr Inspection level został ustawiony na No check.
W zakładce Adresses można podejrzeć jakie parametry można odczytać z enkodera z poziomu programu w sterowniku PLC. W tym celu należy zaznaczyć opcję Show PLC adresses. W tym przykładzie pozycja enkodera może być odczytywana z rejestru %IW 8.
Tak przygotowaną konfigurację można przesłać do sterownika wykorzystując przycisk Load with devices. Po zakończeniu wgrywania, można zamknąć oprogramowanie S7-PCT – Użytkownik zostanie poproszony o zapisanie zmian, co należy zaakceptować.
KROK 3 – Odczyt pozycji enkodera
Do szybkiego podglądu rejestru zawierającego pozycję enkodera może posłużyć narzędzie Watch table. W oknie głównym programu TIA Portal należy dodać nową tabelę poprzez wybranie Add new watch table, a następnie zdefiniować, z którego rejestru mają być odczytywane dane. Zgodnie z Rys. 6g., pozycję enkodera można odczytać z rejestru %IW 8. Podgląd zmiennej można wywołać przez wybranie przycisku Monitor All – sterownik przejdzie w tryb pracy.
KROK 4 – Zmiana parametrów enkodera
Wykorzystując interfejs IO-Link można zmienić wybrane parametry enkodera – rozdzielczość enkodera, kierunek zliczania impulsów oraz konfiguracje sygnału wyjściowego. Do zmiany tych parametrów, niezbędne będzie ponowne otwarcie narzędzia S7-PCT, następnie z listy po lewej stronie należy wybrać port, do którego podłączony jest enkoder (w tym przypadku [1] UCD-LH) oraz przejść do zakładki Parametrs. Po skonfigurowaniu parametrów, należy wgrać je do urządzenia (przycisk Load with devices), a następnie, przy zamykaniu narzędzie S7-PCT zapisać konfigurację.
