• Blaja
  • PLC automaty
  • TB20 I/O systém - čítačový modul v režimu čítání a měření

TB20 I/O systém - čítačový modul v režimu čítání a měření

  • neděle, 13 listopad 2016 08:40

Čítačové moduly pro PLC umí vždy, přes svou nenápadnost, velkou spoustu věcí. Modul 600-300-7AA01 pro TB20 I/O Helmholz není výjimkou. Ukážeme si jak jej nastavit a také dva základní režimy provozu, tedy běžné čítání pulsů a měření, v našem případě otáček, jak je vidět na závěrečné videoukázce. Jako zdroj signálu poslouží klasický IRC snímač 1024 impulsů na otáčku.


1x čítač 600-300-7AA01 do sestavy periferie TB20, vstupy 24 V, 500 kHz, 32-Bit. Modul má kromě dvou čítacích vstupů dále jeden digitální vstup a jeden výstup, oba volně konfigurovatelné.

tb20count 01


Pokud jste s čítačovými moduly ještě nepracovali, je potřeba si uvědomit, že pro zpracování rychlých signálů, pulsů, je vždy nutný speciální modul - čítač, neboť přes klasické vstupy a zpracování v PLC programu dokážeme sledovat impulsy frekvence několika Hz, čítačové karty ovšem dokážou desítky a stovky kHz, vyhodnotit fázové posunutí impulsů a další vychytávky. V pozadí náš IRC je pro napětí 5 V, proto jsme jej do 24 V čítače připojili přes TTL/HTL převodník, viz jeden z předchozích článků.

tb20count 02


Průběh obou kanálů A a B z IRC snímače vypadá asi takto, vyhodnocení směru otáčení a tím také směru čítání probíhá přes fázové posunutí kanálů. Jak uvidíme dále, tohle vše se dá nastavit v HW konfiguraci modulu.

tb20count 03


Abychom viděli průběh čítání a mohli  jej ovlivnit, zařadíme do sestavy HMI panel KTP400 a čítačový modul vložíme do sestavy I/O periferie TB20. Jako PLC využijeme Simatic S7-1200, přičemž periferie TB20 je připojená přes Profinet rozhraní.

tb20count 04


Protože GSD soubory pro TB20 jsme již dávno do TIA Portal instalovali v celém balíku, najdeme čítačový modul v seznamu periferií TB20. Helmholz vyrábí dva druhy modulů, jeden pro 5V snímače a druhý pro 24V. To jestli budeme modul používat jako čítač nebo pro měření, zvolíme v HW katalogu. Samotný hardware je stále stejný.

tb20count 10


Začneme modulem v čítačovém režimu, důležité je nastavení I/O adres, neboť přes těchto osm bajtů se celý čítač ovládá.
Klikněte na obrázek pro zvětšení

tb20count 11b


Ovládání čítače, tohle je nejdůležitější tabulka z celého manuálu k čítači. Ten si stáhněte na webu Helmholz, viz odkaz v závěru, je potřeba každou chvilku, než se do toho dostanete. Vstupní adresy se čtou, do výstupních pak zapisujeme hodnoty, nebo bitové povely pro čítač. Stav čítače je v prvních 4 bajtech jako 32 bitová proměnná. Ostatní vstupy a výstupy jsou víceméně jasné z tabulky, detaily pak najdete ve zmíněném manuálu k čítači.

tb20count 12


HW konfigurace modulu v TIA Portal. To je vše, veškeré nastavení se skrývá v roletových menu. Je to celkem jasné, jen pozor na třetí řádek. Klidně si zkuste digitální vstup nastavit třeba na spouštění čítače, mód čítání je pak na ustavičné čítání. Zde to chce si projít jednotlivé položky a rozmyslet co pro danou aplikaci potřebujete.

tb20count 13


Zmíněný třetí řádek. Jestliže ponecháme vše v základním nastavení, je zvolen mód "Pulse and direction", tedy jeden vstup čítače počítá pulsy, druhý pak určuje směr podle logické úrovně. Obdobně jak jsme si to ukazovali u IRC například v článku TTL/HTL převodník. S tím rozdílem, že na směrovém vstupu nemůžou být impulsy, jen logická L nebo H. To je zajímavé, pokud necháte tohle nastavení a připojíte IRC snímač, nebude čítač řádně počítat. Je nutné nastavit snímač jako rotační, single pak znamená nenásobení impulsů od jejich hran, dual pak dvojnásobek, quad čtyřnásobení udaného počtu pulsů snímače. Čítač tedy při čtyřnásobku počítá každou hranu obou pulsů, proto na otáčku u 1024 IRC dostaneme při quad volbě proměnnou 4096. Chce to si vyzkoušet a bude Vám to ihned jasné. Všechny tyto změny se dělají v HW konfiguraci, pro jejich aktivaci je nezbytné nahrát konfiguraci do PLC.

tb20count 14


Ve VAT tabulce vidíme stav čítače v prvních čtyřech bajtech na adrese ID80. Dále bitový status čítače a ve výstupních adresách pak čítač zapínáme, eventuálně jej přednastavíme na hodnotu uloženou v QD80. Aby se hodnota v čítači objevila, je ji nutné bitem Q85.0 zapsat do čítače. Porovnejte si vše v předešlé tabulce ovládání.
Klikněte na obrázek pro zvětšení

tb20count 15b


Zatočíme snímačem, na jednu stranu stav čítače přibývá, tedy čítá nahoru, opačný směr pak počítá směrem dolů. Pokud čítač vynulujeme, tedy zapíšeme do něj nulovou hodnotu, zatočíme rukou jednu otáčku, čítač napočítá 1024. Je to vidět na videoukázce. Dvě LED na HMI panelu indukují směr čítání, bílé pole a tlačítko pak slouží k přednastavení libovolné hodnoty čítače.
Klikněte na obrázek pro zvětšení

tb20count 16b


Čítač a měřící mód. Opět je vhodné nahlédnout do manuálu a zjistit co můžeme vše měřit. Frekvenci, otáčky a periodu. Vše nastavíme v roletovém menu patřičného řádku HW konfigurace. Rozsah oblasti vstupů a výstupů zůstává stejný jako u předešlého módu, také ovládání. Povšimněte si také nastavení na posledním řádku.
Klikněte na obrázek pro zvětšenítb20count 20b


Zatímco u předešlé varianty je celkem jedno jak rychle IRC snímačem otáčíme, pokud nepřesáhneme maximální měřící frekvenci modulu, nyní změříme jak rychle snímačem skiutečně otáčíme.

tb20count 21


Elektrický šroubováček z LIDLu má na štítku 200 otáček za minutu. Uvidíme jestli je to pravda.

tb20count 22


Už to jede. Stejná VAT tabulka stavu čítače, který tentokrát ukazuje otáčky za minutu, na 3 desetinná místa. 195 otáček za minutu bylo při vybitém šroubováku.

tb20count 23


Tady už máme šroubovák nabitý a 220 otáček za minutu, modrá obrazovka měřícího módu. Rozdíl otáček vybitý a nabitý okolo 10%.

tb20count 24


Zajímavé nastavení u měřícího módu je v posledním řádku. "Integration time" udává v podstatě jak často měříme. Nyní 10*10ms = 100ms, tedy 10x za vteřinu. Na videoukázce je vidět i rozdíl v případě nastavení 100x10ms, tedy 1x za vteřinu.

tb20count 25


Pro měřící mód máme tentokrát modrou obrazovku, ovládáme jen start a stop měření a indikujeme směr otáčení.

tb20count 26


Helmholz TB20 periferie - Čítač a jeho režimy provozu čítání a měření.

https://www.youtube.com/watch?v=gXUWEw2TIZk&feature=youtube 

 

Závěr: 

Nastavení čítačového modulu v TB20 periferii není nijak složité, bývají i verze kdy je pro nastavení potřeba ještě další softwarové nástavby pro kompletní parametrizaci čítače. Pak záleží na tom, co ve skutečné aplikaci opravdu potřebujeme. Co se týče technických parametrů, 500kHz je hodnota slušná, ovšem platí pro čtyřnásobení pulsů, maximální frekvence čítacího vstupu je 125 kHz. Digitální výstup pak zatížíte obligátních 500mA, z napájení 24 V si modul vezme 0,8 W. Pro detailní informace o všech funkcích čítače, je vhodné přečíst něco málo v manuálu.

Jaroslav Blažek


 

Doplňující odkazy k článku:

TB20 - systémový manuál v pdf zde.

TB20 - counter modul, pdf manuál.

Kontakt a doplňující informace: http://www.helmholz.cz/kontakt

Další produkty Helmholz: http://www.helmholz.cz/produkty

 

1 komentář

  • Odkaz Komentáře Petr čtvrtek, 25 květen 2017 22:32 napsal(a) Petr

    Jde k PLC S7-1200 připojit inkrementální snímač (pravítko s výstupy A, B) tak, aby se dala odměřovat vzdálenost?

Pro psaní komentářů se přihlašte

Kontakt

email : blaja @blaja.cz
email reklama: info @blaja.cz
email adresy bez mezery 
před zavináčem

Jaroslav Blažek
Štěpánská 1888
755 01 Vsetín
+420 608 180 209