У цій статті ми покажемо, чому новий ПЛК AS300 є дуже привабливим рішенням для виробників різноманітних ліній і верстатів і познайомимо з його основними особливостями.
Цей ПЛК розробила нова команда інженерів Delta Electronics, що перейшла з компаній, що входять в топ 3 світового рейтингу засобів автоматизації, яка стала відомою завдяки успішному ПЛК AH500.
При розробці ставилися цілі максимально задовольнити суперечливі вимоги серійних машинобудівників в ціні, надійності, функціональності, простоти розробки та інтеграції з обладнанням інших фірм.
Назва серії AS розшифровується як Advanced Solutions або передові рішення, а її гаслом є System, Simplicity, Smart - системність, простота, інтелект.
Новий ПЛК Delta перевершує по функціоналу і характеристиками майже всі існуючі ПЛК машинобудівного класу при істотно нижчою ціною.
ПЛК побудований на новій, 32-х розрядної системи на кристалі (SoC) власної розробки Delta, яка так і називається - AS300. Цей однокристальний комп'ютер виконує за 1 ms відразу 40000 кроків середньостатистичної програми, в якій 40% операцій LD і 60% MOV.
Таким чином, за час спрацьовування контакту електромеханічного реле, яке становить 20 ms, він вам ще встигне намайнить трохи биткоинов ( жарт). Якщо ж серйозно, то він більш, ніж в 10 разів швидше, ніж будь, далеко не повільний ПЛК Delta Electronics серії DVP.
Рис 1. SoC власної розробки
Іншим нововведенням ПЛК є внутрішня паралельна промислова шина обміну даними між центральним процесором і модулями, в якій затримка введення/висновку не залежить від числа модулів і завжди становить 100 нс.
На борту процесора вже є все необхідне: вбудований введення-виведення, що підтримує позиціонування по 14-ти осях,високошвидкісні лічильники, апаратні переривання, мікро SD карта, з рецептами і даними, порт Ethernet, який підтримує MODBUS TCP і EtherNet/IP. В спеціальні слоти процесора можна встановити функціональні карти, які можуть бути наступних типів:
Контролер RS-232
Контролер CANopen
Аналоговий ввід-висновок
2 ізольованих порту RS-232
Рис 2. ЦПУ - всі на борту !
Основні характеристики процесорного модуля:
Обсяг прикладної програми: 128К кроків
283 задачі (32 циклічні, 251 по перериваннях різного типу)
1024 точки дискретного вводу/виводу
максимум 32 модуля розширення
Управління рухом - це основна функція контролера для машинобудування. AS300 тут надає багатий функціонал.
Так, він вміє працювати відразу з 14-ма осями, з 8-ма по шині CANopen і ще з 6-ма з допомогою звичайних імпульсних виходів.
Рис 3. Управління 14-ма осями.
При цьому варто відзначити, що контролер працює "на ура" не тільки з сервоприводом Delta Electronics, але і з будь-яким іншим, що підтримує протоколи CANopen або імпульсне керування, наприклад з Lenze.
Крім традиційного імпульсного позиціонування з основної програми, надається зручний режим високошвидкісного позиціонування за простій таблиці позицій, так званий HSPO. У цій таблиці все зрозуміло і без документації:
Рис 4. Таблиця режиму позиціювання HSPO
В режимі HSPO може бути задіяно до 12 осей одночасно.
Підтримується також кругова і лінійна інтерполяція.
Для налагодження позиціонування існує проста програма симуляції переміщень з відображенням майбутньої траєкторії на графіку
Рис. 5. Симулятор траєкторії
Кожен імпульсний вхід, розташовані на процесорі, має індивідуально настроюється цифровий фільтр, крім того він може ініціювати одне з 16-ти переривань, які обробляються "миттєво", у відповідність з пріоритетом і асинхронно з основним циклом процесора. Налаштування виконується за допомогою зручного майстра.
Налаштування синхронної шини керування рухом CANopen виконується за один крок з допомогою окремого майстра, який називається CANopen Builder.
Не зайвим буде підкреслити, що все зазначене вище та нижче програмне забезпечення, технологічні мови, майстри, інструменти настройки і діагностики, Дельти традиційно безкоштовні, свіжа версія завжди присутній в центрі завантаження на сайті.
Дельта досі вважає, що місце в шафі є одним з найдорожчих ресурсів, який потрібно економити.
Тому AS300 по-перше невеликий. Його висота 88 мм відповідає розміру візитної картки.
Рис 6. Компактна конструкція
Крім того використовуються модулі вводу-виводу високої щільності - на 32 та 64 каналу. Це і дешевше, зручніше і прискорює монтаж за допомогою готових кабелів з клемниками, пропонованих Delta. У цьому ПЛК Delta вперше відмовляється від гвинтових з'єднань на користь пружинних, завдяки чому досягається анти вібраційна стійкість 3G.
Молодші ПЛК Delta не мають традиційної "кошика" або пасивної об'єднуючої плати. Така конструкція володіє поруч переваг. По-перше йде одне зайве роз'ємне з'єднання і один елемент системи, що теоретично підвищує надійність. По-друге це просто дешевше.
Однак ті, хто працював з такими ПЛК, напевно стикався з певними складнощами при необхідності заміни будь-якого внутрішнього модуля розширення. Для заміни доводилося рухати сусідні модулі по DIN рейці, звільняючи простір для розстикування бічного роз'єму модуля.
В цей раз Delta винайшла і запатентувала "розумний" механізм, який дозволяє швидко і без праці замінювати будь-модуль, при цьому кошика як не було, так і немає.
Для демонтажу потрібно потягнути за спеціальне вушко і потім висунути модуль. Установка ще простіше - модель просто вставляється з легким натисканням.
Рис.7. Проста заміна модулів в конструкції без об'єднавчої шини.
Завдяки вбудованому Ethernet і підтримки EtherNet/IP і MODBUS TCP контролер легко інтегрується з обладнанням інших компаній і виробництва самої Delta Electronics. Підтримуються топології зірка і лінійна.
Рис.7. Інтеграція в промислові мережі
Що стосується EtherNet/IP, то Delta Electronics робить ставку на цей протокол з багатьох причин, а не тільки заради сумісності з Rockwell.
Він володіє багатьма важливими перевагами.
По-перше він підтримує явний і неявний обмін. Неявний обмін конфігурується один раз, надалі відбувається двостороннє відображення в реальному часі регістрів одного пристрою, наприклад перетворювача частоти на регістри іншого, наприклад контролера. Таким чином програміст може не відволікатися на організацію обміну та його діагностику, а зосередитися на основній логікою роботи.
По-друге це передбачуваний, детермінований протокол, максимальна затримка в якому однозначно визначається кількістю станцій і заданим значенням кількості пакетів в секунду. І навпаки, завжди можна порахувати максимальна кількість станцій в мережі, при якому забезпечуватиметься бажана частота оновлення інформації. Для контрасту , в MODBUS станція може раптом замислитися на будь-який час, загальмувавши весь обмін і врятує тільки таймаут.
По-третє це не тільки многомастерная мережу, але і мережа, підтримує обмін один до багатьох (multicast),один до всіх ( broadcast), а не просто між двома пристроями. Тобто пристрій може слухати обмін між двома іншими пристроями, наприклад.
По-четверте мережа підтримує топологію резервированное кільце, яке відновлюється менш ніж за 3 ms для 50-ти вузлів.
Ну і останнє, не за значенням. В арсеналі Delta Electronics є вичерпний набір майстрів , конфигураторов, засобів інтерактивної діагностики для комфортної і безпроблемної роботи в цій мережі.
Тому EtherNet/IP все частіше зустрічається вже в базових конфігураціях продуктів Delta Electronics і його легше і зручніше і безпечніше використовувати замість Modbus навіть у монобрендових проектах, побудованих на обладнанні тільки цієї компанії.
Рис 8. Підтримка Ethernet/IP
Якщо у вас протяжна лінія або верстат, можна заощадити на кабельної продукції та її монтажі,застосувавши віддалене УСО. Для цього нам знадобиться всього навсього один, так званий SCM модуль, так як кошиків, як ви пам'ятаєте в цьому контролері немає.
Рис 9. Віддалене УСО
До цього модулю пристібається стандартне УСО високої щільності. В цьому модулі також є слот для двох функціональних карт, один з яких знадобитися для установки контролера CANopen для зв'язку з головним ПЛК, зате в другій можна поставити при необхідності щось із списку RS-232, RS-422,RS-485.
Таких станцій УСО може бути до 15 і віднесені вони можуть до 100 м від основного ПЛК і один від одного. Час оновлення інформації - 1 цикл процесора, тобто практично без різниці з локальним УСО за винятком обробки переривань.
AS300 програмується за допомогою програмного продукту Delta Electronics нового покоління, який називається ISPSoft.
Рис 10. Новий модульний ISPSoft.
На відміну від багатьох конкурентів, так і від попереднього ЗА Delta Electronics, з'явилася можливість уникнути величезних, важко підтримуваних "простирадл" програми, де все звалено в одне місце. Зараз можна виконати декомпозицію проекту, більш того, над кожним модулем може працювати окремий розробник. Розроблені модулі можна накопичувати бази знань компанії і повторно використовувати в інших проектах.
Більше того, кожен функціональний блок можна закривати своїм паролем.
Як вже згадувалося, для програмування одночасно використовувати 4 технологічних мови стандарту МЕК-61131. Хтось мислить електричними схемами, хтось блок-схемами алгоритмів, кому-то зрозуміліше контакти та котушки, а хтось просто хоче писати на мові програмування високого рівня. Тепер всі 4 можуть одночасно працювати над одним проектом.
Рис 11. 4 технологічних мови програмування стандарту МЕК 61131
Обладнання конфігурується без використання апаратних перемикачів з допомогою спеціального майстра.
Рис 12. Конфігурація апаратних засобів.
У нових версіях програмного забезпечення прагнули до того, щоб вся інформація була під рукою і керівництво користувача не потрібно взагалі.
При роботі з AS300 вам не буде потрібно не тільки документація, але і осцилограф.
Data scope / Data logger перетворює сам AS300 з ноутбуком в запам'ятовуючий осцилограф з роздільною здатністю в 1 скан ЦПУ. Дані можна зберігати на карту SD, підтримуються різні режими запуску для відловлювання збоїв.
Рис 13. Купив AS300 - осцилограф у подарунок!
Машинобудівникам доводиться експортувати свою продукцію в країни, де не працює захист інтелектуальної власності і де їх верстат може бути без докорів совісті скопійований і розмножений.
AS300, як ніхто інший захищає автора від крадіжки результатів його праці.
Рис 14. Захист від копіювання З
По-перше можна дозволити замовникові модифікувати і налагоджувати тривіальні частини програми, закривши паролем ті функціональні блоки, які містять авторське "ноу-хау".
По-друге можна обмежити число завантажень програми, якщо мова йде про програмуванні серійного виробу
По-третє можна просто заборонити вивантажувати програму з ПЛК
По-четверте програму можна намертво прив'язати до унікальному ідентифікатору ПЛК і вона не буде запускатися на будь-якому іншому ПЛК
По-п'яте можна захистити картку пам'яті - вона буде читатися тільки на потрібному ПЛК і через неї неможливо буде переписати програму на інший ПЛК.
ПЛК AS300 незважаючи на молодий вік стрімко завойовує популярність серед відомих машинобудівних брендів.
Перші зразки AS300 вже доступні в Україні і надійшли на склад RTS-Ukraine - офіційного партнера Delta Electronics. Пишіть нам зараз і ми надішлемо Вам зразок для тестування !