Współpraca sterownika PLC Siemens S7-1200 z przetwornikiem HF5A Rotronic z wyjściem analogowym
Przetworniki wilgotności i temperatury HF5A firmy Rotronic w zależności od wariantu dostępne są w wyjściem analogowym 4…20 mA, 0…5(10) V i/lub z wyjściem cyfrowym Modbus RTU. W tym poradniku, przedstawione zostanie jak podłączyć przetwornik wilgotności i temperatury z wyjściem analogowym w standardzie napięciowym 0…10 V ze sterownikiem PLC Siemens S7-1200.
Na potrzeby tego poradnika wykorzystano przetwornik wilgotności i temperatury HF5A-31X oraz sterownik PLC Siemens S7-1200 1211C DC/DC/DC. Wspominany sterownik PLC posiada wbudowane dwa wejścia analogowe, obsługujące sygnał w standardzie 0…10 V.
KROK 1 – Połączenie sterownika PLC z przetwornikiem
Na rysunku poniżej przedstawiono schemat połączenia przetwornika wilgotności i temperatury HF5A-31X do sterownika PLC. Przetwornik może być zasilony bezpośrednio z wyjścia zasilacza czujników 24 VDC, w które wyposażony jest sterownik S7-1200. W celu eliminacji zakłóceń, pin 2M należy do masy wyjścia zasilacza czujników 24 VDC. Do pierwszego wejścia analogowego AI 0 podłączono sygnał dotyczący pomiaru wilgotności, natomiast do wejścia AI 1 podłączono sygnał dotyczący pomiaru temperatury.
Przedstawiona kolorystyka dotyczy wyłącznie modelu HF5A-31X, w przypadku zastosowania innego przetwornika z rodziny HF5A, należy skorzystać z opisu przedstawionego w dokumentacji technicznej urządzenia.
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
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.
Konfiguracja wejść analogowych sterownika
Wejścia analogowe sterownika są domyślnie włączone. Aby podejrzeć aktualną konfigurację wejść analogowych należy przejść do ustawień sterownika (wybrać prawym przyciskiem myszy na nazwie sterownika -> Properties). Po otwarciu okna właściwości, przejść do zakładki AI2.
Domyślnie, pomiary sygnału z kanału 0 przechowywany jest pod adresem %IW64, natomiast z pomiar z kanału 1 pod adresem %IW66.
KROK 3 – Odczyt sygnałów analogowych
Instrukcje skalowania i normalizacji
Do normalizacji i przeskalowania nieprzetworzonych wartości odczytanych przez sterownik PLC, wykorzystane zostaną bloki NORM_X oraz SCALE_X. Poniżej przedstawiono fragment dokumentacji dotyczący wspomnianych bloków.
Tagi pomocnicze i stałe
W celu usystematyzowania projektu zalecane jest przechowywać wszelkie zmienne w tagach, na zrzucie poniżej przedstawiono tagi wykorzystywane do przeliczania wartości odczytanej na wartości wilgotności (w %RH) oraz temperatury (w ℃).
Dodatkowo, utworzono nowy blok danych zawierający stałe ściśle związane z projektem. Te stałe to maksymalne i minimalne wartości zakresu pomiarowego przetwornika analogowo-cyfrowego sterownika PLC (są to wartości określone w dokumentacji technicznej sterownika PLC, szczegóły na Rys. 6c) oraz maksymalne i minimalne wartości zakresu pomiarowego przetwornika (dla przetworników HF5A zakres pomiarowy wilgotności to 0…100 %RH, natomiast temperatury to 0…+50 °C).
Program do odczytywania przechylenia w stopniach
Poniżej przedstawiono program do odczytywania przechylenia mierzonego przez przetwornik wilgotności i temperatury HF5A. Wartość z pierwszego wejścia analogowego (kanał 0, pomiar wilgotności) jest najpierw normalizowana (instrukcją NORM_X), a następnie skalowana (tj. rzutowana na cały zakres pomiarowy wilgotności przetwornika przy pomocy instrukcji SCALE_X) na wartość wilgotności w %RH. Podobnie w przypadku drugiego wejścia analogowego (kanał 1, pomiar temperatury). Bloki NORM_X oraz SCALE_X można znaleźć w zakładce Basic instructions -> Conversion operations.
Kompilacja i wgrywanie projektu
Po przygotowaniu projektu można go zapisać, skompilować a następnie pobrać do sterownika PLC. W tym celu należy wybrać ikonę kompilacji. 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.
Podgląd mierzonych wartości
Po skompilowaniu i wgraniu projektu wystarczy włączyć opcje monitorowania.
