Współpraca sterownika PLC Siemens S7-1200 z przetwornikiem ciśnienia Huba Control 520 IO-Link
Przetworniki ciśnienia Huba Control z serii 520 IO-Link to grupa urządzeń do pomiaru ciśnienia względnego z interfejsem IO-Link. W poniższym wpisie zostanie przedstawione jak połączyć przetwornik ciśnienia Huba Control 520 IO-Link ze sterownikiem PLC Siemens S7-1200.
Na potrzeby tego poradnika wykorzystano przetwornik 520.915S0LP401 oraz sterownik PLC Siemens S7-1200 1212C DC/DC/DC. W celu podłączenia urządzenia z interfejsem IO-Link (np. przetwornik, 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 przetwornika.
KROK 1 – Połączenie sterownika PLC z przetwornikiem
Na rysunku poniżej przedstawiono schemat połączenia przetwornika Huba Control 520 IO-Link do sterownika PLC poprzez moduł SM 1278. Moduł SM 1278 musi być osobno zasilony (24 VDC, z wykorzystaniem złącz L+ oraz M). Przetwornik może być zasilony bezpośrednio z wyjść Lx oraz Mx modułu SM 1278.
Wybrane przetworniki Huba Control 520 IO-Link wyposażone są w konfigurowalne wyjścia przełączające (switching outputs).
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 (32).
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 przetwornika Huba Control 520 IO-Link przygotował specjalny plik konfiguracyjny IODD (IO-Link Device Description), który określa szczegóły dotyczące komunikacji między przetwornikiem, a sterownikiem. Pliki IODD dla przetworników Huba Control 520 z interfejsem IO-Link dostępne są w oficjalnym repozytorium IOODfinder.
Po zaimportowaniu pliku IODD, z katalogu po prawej stronie okna, należy wybrać odpowiedni model przetwornika ciśnienia (Pressure Transmitter) z folderu (IO Link V1.1 – Huba Control AG), a następnie przypisać go do odpowiedniego portu – zgodnie z Rys. 1b., przetwornik Huba Control 520 IO-Link podłączony jest do portu 1 modułu SM 1278.
W zakładce Adresses można podejrzeć jakie parametry można odczytać z przetwornika z poziomu programu w sterowniku PLC. W tym celu należy zaznaczyć opcję Show PLC adresses. W tym przykładzie, wartość ciśnienia ( Process data inputs – Measurement Value) zmierzona przez przetwornik 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 wartości ciśnienia
Do szybkiego podglądu rejestru zawierającego wartość ciśnienia 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., wartość ciśnienia można odczytać z rejestru %IW 8. Podgląd zmiennej można wywołać przez wybranie przycisku Monitor All – sterownik przejdzie w tryb pracy.
Alternatywnie, wszystkie parametry z przetwornika można odczytać również przy pomocy narzędzia S7-PCT. W tym celu należy uruchomić wspomniane narzędzie (sterownik PLC powinien znajdować się w trybie online). Z listy urządzeń podłączonych do slotów modułu SM 1278 po lewej stronie należy wybrać model przetwornika (1) oraz przejść do zakładki Monitoring (2). Ostatnim krokiem jest wybranie przycisku Online (3), po chwili zostanie nawiązana komunikacja, a parametry będą cyklicznie odświeżane (4).
KROK 4 – Zmiana parametrów przetwornika
Wykorzystując interfejs IO-Link można zmienić wybrane parametry przetwornika – współczynnik offset, korekcja punktu zero, tryby i sposób działania wyjść przełączających, a także przywrócić ustawienia fabryczne. W tym celu należy ponownie wykorzystać narzędzie S7-PCT. Podobnie jak na Rys. 7b., należy wybrać model przetwornika podłączonego do portu (1), a następnie przejść do zakładki Parameters (2). W trybie Online, Użytkownik ma możliwość podglądu parametrów. W celu modyfikacji parametrów, należy wyłączyć tryb Online, zmienić parametry, wgrać nową konfigurację przyciskiem Load (3), a następnie ponownie przejść w tryb Online (4).
KROK 5 – Obsługa wyjścia przełączającego
Wybrane przetworniki ciśnienia Huba Control 520 IO-Link wyposażone są w konfigurowalne wyjścia przełączające (switching outputs). Użytkownik może skonfigurować:
- wartości progowe (Setpoint 1, Setpoint 2) oraz histerezę
- sposób zadziałania wyjścia przełączającego
- tryb wyjścia przełączającego
Przykład
Wyjście przełączające 2 przetwornika Huba Control 520 IO-Link skonfigurowano jak na zrzucie poniżej.
Wyjście przełączające 2 działa w trybie okna (patrz Rys 9a.) z progiem dolnym 1.5, a górnym 2.5 w trypie PNP. Oznacza to, że w zakresie 1.5…2.5 bara, na wyjściu przełączającym 2 (pin 2 przetwornika ciśnienia) będzie stan wysoki (24 V), poza tym zakresem na wyjściu będzie stan niski. Podłączając cewkę przekaźnika (A1) do wyjścia przełączającego (pin 2 przetwornika ciśnienia) i wspólnej masy GND (A2), przekaźnik będzie załączony w zakresie 1.5…2.5 bara.
