Průmyslová automatizace, odborné texty, recenze

Moduly AMiT jsou všechny vestavěny do standardních krabiček, označení DMM říká, že se jedná o protokol Modbus RTU. Výrobce ještě dodává obdobné periferie pro ARION a CANopen. AI12 pak informuje o tom, že před sebou máme dvanácti kanálovou jednotku analogových vstupů. K dispozici máme ještě asi dalších deset variant periferií, vstupů, výstupů, analogových signálů, dokonce i čítač pro malé frekvence. Nechybí reléové výstupy a silové tranzistorové.

V PLC Simatic S7-1200 je osazen ještě komunikační RS485 modul CB1241 pro připojení těchto periferií.

Samotná I/O periferie je pro připojení vodičů vybavena odnímatelnými pružinovými svorkami typu WAGO 231.

K manipulaci se svorkou je dobré konektor odpojit od modulu a pro připojení vodiče použít pomůcku pro rozevření svorky, bílou "packu", kterou najdete u každého DMM modulu pod jeho průhledným víčkem. Tato drobnost funguje fantasticky, kam se hrabe páčení šroubovákem a podobné "pomůcky".

Všechny svorky jsou z horní strany jasně označeny, komunikační linka RS485 vlevo nahoře písmeny A/B. Napájení 24VDC, cca 150mA. Analogové signály jsou uspořádány do čtveřice, vždy s nulovou svorkou, pro každou čtveřici. Tento AGND potenciál je interně společný, ale v praxi použijeme vždy pro každou čtveřici signálů patřičnou svorku AGND. Komunikační RS485 linka je galvanicky oddělena.

Každý analogový vstup jednoduše jumpery nastavíme na měření 5V, 10V, 20mA (přesnost 0,2% fullscale) a pro signál odporového měření teploty Ni1000. Rozlišení každého vstupu je 12bitů.

Další parametry v technických listech na odkazu v závěru.

K nastavení komunikačních hodnot jako parita, adresa a přenosová rychlost slouží DIP přepínače. Je to přehledné a rychlé. Není potřeba žádný software s nějakým převodníkem pro spojení s RS232 portem PC. Jak uvidíte na videoukázce, k správnému nastavení nebo změně parametru stačí několik sekund.

Zapojení s volnou AGND svorkou berte jako pokus, ne jako inspiraci. Správné připojení je vždy přes AGND.

V TIA Portal je to celkem jednoduché, jedním funkčním blokem parametrizujeme komunikační port, jeho rychlost a paritu. Modbus RTU komunikuje buď se sudou paritou a stop bitem, nebo bez parity a dvěma stopbity. My jsme si vyzkoušeli všechny varianty nastavení a vždy zařízení komunikovalo ihned bez problémů, v aplikaci použijte ale vždy sudou patitu a stopbit.

AMiT má pro uživatele k dispozici velký manuál ohledně Modbus RTU, ale z něj potřebujete při cizím PLC vlastně jen tuhle tabulku, jakou funkcí který modul číst, nebo do něj zapisovat.

Pokud výše uvedené porovnáme s tabulkou v TIA Portal s parametry systémové funkce v PLC programu, je vše jasné. Jestliže přece jen potřebujete poradit, zákaznická podpora AMiT funguje bez potíží a téměř ihned. 

Klikněte na obrázek pro zvětšení. 

Podle výše uvedeného stačí nastavit parametry funkce PLC programu a hotovo. Nyní z registru modulu přečteme 12 wordů hodnot proměnných od jednotlivých analogových kanálů.

Klikněte na obrázek pro zvětšení. 

Například první kanál nastaven na měření napětí 0-10 VDC, kalibrujeme si jej na 1000, tedy 10,00 V. 118 znamená 1,18 V na vstupu. Poslední vstup je nastaven jumpery jako proudový s připojeným odporem 2k2 ze zdroje 24VDC.

Na první kanál je připojen jeden NiCd článek. 

Ve VAT tabulce je nyní všechno vidět jak každý kanál žije. Nahoře napěťový, dole proudový vstup s momentální velikostí proudu 9,678mA. Vzhledem k 12-ti bitovému (4095)rozlišení analogového kanálu ovšem neberte poslední místo moc vážně. Jestliže Vás zajímá perioda obnovení informace v registru modulu (který čteme), tak ta je podle podpory AMiT 270ms u analogů, v případě například digitálních I/O 100ms, stavy čítačů se obnovují každých 40ms. Záleží na konkrétním modulu.

Pokud se Vám zdá rozlišení malé, mrkněte se na jiné výrobce, kromě modulů s vysokým (taky samozřejmě cenou) až 16 bitovým rozlišením, je 12bitů takový standard pro běžné aplikace.

Pro zajímavost ukázky jsme to i změřili, nahoře napětí na prvním kanálu, dole proud v posledním.

Zbývá poslední otázka, a to komunikační rychlost. My jsme měli v PLC nastaven start komunikace každých 100ms (proto ty LED na videoukázce tak rychle blikají), tak si ukážeme k čemu je dobrá vyšší rychlost v protokolu, tedy 57600 bps.

Tohle je jeden cyklus komunikace mezi PLC a DMM modulem. Časovka 1 ms na osciloskopu napoví, že jde o 57600 bps, doba od začátku do konce je cca 10ms. Takže dalších 90ms PLC čeká. Protože se jedná o sériovou komunikaci, v případě použití více modulů, by se komunikace s dalšími moduly musela vejít do těch 90ms, nebo prodloužit periodu. Právě proto se v komunikačním manuálu dočtete, že pro tuto rychlost je minimální perioda komunikace 20ms, což je s rezervou.

Rychlost komunikace 9600 bps, časová základna 10ms. Doba komunikace cca 45ms. Tady je přesně vidět perioda, vpravo začíná po 100ms již další požadavek. Pokud bychom potřebovali do této mezery "vrazit" ještě jeden modul, bylo by to tak akorát, třetí už by se nevešel. Stačilo by ale zvětšit rychlost na 57600 bps, nebo prodloužit periodu třeba na 250ms.

Ukážeme si to v dalším článku s více moduly na této sběrnici. 

Nastavení parametrů a online komunikace RS485 a Modbus RTU ve videoukázce online.

Klikněte si zde pro otevření videa v samostatném okně