S7-1200 a CB 1241 s Pt100 modulem přes Modbus RTU

  • neděle, 23 srpen 2015 04:00

Naprosto cizí analogový čtyřkanálový modul pro připojení snímačů Pt100 a měření teploty zkusíme připojit k PLC Simatic S7-1200 přes sériovou linku RS485 s protokolem Modbus RTU. Bude to fungovat? Uvidíte i na videoukázce.

Tento konkrétní modul M-AI4 vyrábí firma REGMET Valašské Meziříčí, je určen především pro měření pomalých dějů, neboť interní vzorkovací frekvence vstupního signálu v modulu je přibližně 5s.


Vše potřebné je umístěno ve standardní umělohmotné krabičce, signály vyvedeny na svorky. Modul disponuje čtyřmi analogovými vstupy s rozlišením až 16bitů, každý je možno konfigurovat zvlášť a umí připojení Pt100, Pt1000, měří lineárně odpor 0-1000ohm, dále signály 0-10V a 0/4-20mA. Komunikační rozhraní RS485, protokol Modbus RTU. Detaily v katalogovém listu.

Regmet Modbus RTU


Pod víčkem se ukrývají konfigurační DIP přepínače, dvě LED a systémový přepínač. Celé nastavení je možno provést také pomocí software, což se ukázalo jako elegantní a nejrychlejší, jak uvidíme dále.

Regmet Modbus RTU


Tady budeme potřebovat měřené hodnoty dostat, podobně jako při připojení standardních analogových modulů Simatic. Proto je naše CPU1212C osazeno ještě komunikačním modulem CB1241 RS485 na který připojíme M-AI4 modul. Tento modul, je nejlevnějším komunikačním rozhraním pro tyto CPU, pořídíte jej za cca 60,- EUR.

Regmet Modbus RTU


Modul CB1241 stačí jednoduše vložit do naší hardwarové konfigurace. Tentokrát jsme použili TIA portal verze V13 bez jakéhokoliv SP.

Regmet Modbus RTU


Stejně jako funkční komunikační bloky pro PLC program které slouží k parametrizaci portu a vytvoření Master účastníka.

Regmet Modbus RTU


Asi nějak takto stačí vložit programové bloky do projektu. Parametrizační blok voláme jednou po startu CPU, funkci Modbus master pak podle potřeby.

Klikněte na obrázek pro zvětšení. 

Regmet Modbus RTU


Každý systémový blok si vytvoří ještě vlastní datový blok, který můžeme využít třeba pro detailnější nastavení konfigurace.

Regmet Modbus RTU


Připojíme nějakou odporovou simulaci teplotních čidel a jdeme na to.

Regmet Modbus RTU


Než se ale začneme zabývat PLC programem v S7-1200, nastavíme si v modulu adresu, komunikační rychlost a parametry jednotlivých kanálů. K tomu celkem bezvadně slouží jednoduchý software, který výrobce poskytuje zdarma na webu. Stačí jen vybrat patřičný COM port na notebooku.

Regmet Modbus RTU


Modul ovšem disponuje linkou RS485, takže budeme potřebovat i nějaký převodník, nebo komunikační kabel. Výborně posloužil jednoduchý USB/RS485, který má veškerou elektroniku ukrytou v USB části a ovladače fungují spolehlivě jak na Windows XP, tak na Windows7 Profi 32 a také 64 bit, což je dost důležité.

Regmet Modbus RTU


Software slouží k nastavení všech druhů modulů výrobce, než najdete ten svůj, rychlejší je najít komponentu automaticky. Pouze jestliže jste si přehodili komunikační dráty, tak skončíte tímto hlášením. Naštěstí existují jen dvě možnosti jak zapojit dva vodiče.

Regmet Modbus RTU


Celé nastavení je jasné z obrázku, jen je vhodné si přečíst provozní data, tedy hodnoty registru, do kterého se ukládají jednotlivé kanály. Stejné proměnné pak najdeme i v PLC, neboť to čte stejné registry. Mimochodem každý kanál je možné zde v modulu kalibrovat na téměř libovolné hodnoty. Pouze hodnota proměnné 32767 indikuje analogový vstup mimo rozsah.

Klikněte na obrázek pro zvětšení.  

Regmet Modbus RTU


Nám zatím stačí uplatnit požadavek na komunikaci Modbus master s analogovým modulem každou sekundu, čtyři wordy aktuálních dat se ukládají do DB102.

Klikněte na obrázek pro zvětšení.  

Regmet Modbus RTU


Ve VAT tabulce a patřičném datovém bloku máme k dispozici hodnoty analogových signálů.

Klikněte na obrázek pro zvětšení.  

Regmet Modbus RTU


Ještě drobná poznámka, takto vypadá zaznamenaná komunikace rychlostí 19200 kbps, požadavek z PLC, dílek pauza (<2ms) a odpověď modulu. Časová základna 2ms/dílek.

Regmet Modbus RTU


Stejná časová základna, ale rychlost "jen" 9600 kbps. Vše trvá dvojnásobný čas, požadavek z PLC a odpověď modulu. Ta se ovšem na obrazovku už celá nevešla, ale za 50ms máte informaci z modulu v PLC.

Regmet Modbus RTU


S7-1200 s Pt100 modulem přes Modbus RTU.

Klikněte si zde pro otevření videa v samostatném okně


Závěr: 

Ukázali jsme si trochu netradiční řešení, ale pokud oželíte delší vzorkovací frekvenci modulu (nebo použijte jiný), ten je totiž primárně určen hlavně k měření teploty, kde delší vzorkování nevadí, můžete k PLC připojit více modulů analogových signálů, nejste omezeni dvěma nebo žádným modulem za Simatic S7-1200 a máte k dispozici desítky kanálů pro měření teploty za zajímavou cenu.

Jaroslav Blažek


Doplňující odkazy k článku:

Moduly s Modbus RTU: http://www.regmet.cz/moduly.htm

Komunikační převodník USB/RS485: http://www.regmet.cz/ostatni.htm  

REGMET s.r.o kontakt: http://www.regmet.cz/firma.html              

Blaja automation portal

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