Оптический датчик OMRON E3F2-R4

Оптические датчики, срабатывающие при пересечении луча каким-либо предметом, достаточно активно применяются в промышленности. 

Датчик E3F2 и отражатель

Оптический датчик E3F2-R4 от OMRON представляет собой работающий на отражение датчик пересечения луча. Благодаря использованию цилиндрического корпуса с резьбой М18, данный датчик можно просто смонтировать и использовать вместо конечных выключателей других типов.

Для работы E3F2-R4 требуется применение отражателя, хотя в семействе E3F2 имеется версия, срабатывающая и без такового. Отражатель представляет собой аналог велосипедного катофота, очень прост в установке и последующей эксплуатации. Дистанция срабатывания датчика может достигать 4 метров, при угле отклонения от 3 до 10 градусов. Производитель заявляет ширину стандартного объекта, на который происходит срабатывание, равную 56 мм. Но в процессе эксплуатации работа производилась и с элементами меньшей ширины, соответственно при меньшем расстоянии до отражателя.

Электрические подключения выполняются с помощью четырехжильного провода. Два провода предназначены для подключения питающего напряжения от 10 до 30 вольт. Третий провод – выход, четвертый – выбор режима. Выход датчика – транзисторный. Большим достоинством является его способность выхода работать как транзистор PNP или NPN с открытым коллектором. Выбор режима осуществляется подключением второго выходного провода либо к положительной, либо к отрицательной линии питания. Также датчик позволяет задать режим срабатывания выхода – на просвет или затемнение. Делается это подключением четвертого провода опять же либо к плюсу, либо к минусу. Выходной ток равен 100мА, что на первый взгляд кажется достаточно маленькой величиной,  но в большинстве современных применений этого вполне достаточно.

На корпусе датчика имеется светодиодный индикатор срабатывания, позволяющий визуально контролировать состояние выхода. Настройка чувствительности может быть выполнена с помощью встроенного регулятора, для чего в комплекте поставки идет небольшая отвертка.

CX-One на русском.

Уже достаточно давно на сайте OMRON появилась новая версия CX-One, в которой основные меню в некоторых программах переведены на русский язык. Желание посмотреть эту версию возникло сразу, но только руки все не доходили. Наконец удосужился скачать почти гигабайт установочного пакета. Сама установка прошла без проблем, только CX-One удалил старую версию и потребовал ввести лицензионный ключ. Последний был далеко убран, и понадобилось время чтобы его найти. Понятно. что такой подход не самый страшный, но все таки при установленной лицензионной версии вводить повторный ключ не удобно.
Далее установка шла сама, постоянно запрашивая разрешение на запись тех или иных компонентов. Особых ошибок не было. Запуск нового CX-One тоже прошел на ура и вот здесь ждало небольшое разочарование. Конечно меню на русском это здорово, но когда уже привык к англоязычным терминам, русский вариант несколько удивляет и кажется непривычным. В общем сейчас остается решить - вернуться к английскому языку или привыкать к русскому.

Web-интерфейс в операторских панелях NS.

Операторские панели серии NS обладают одной очень интересной и полезной функцией. Называется она WEB-интерефйс, и позволяет при наличии сети Ethernet связываться с панелью по http-протоколу. Подобные функции есть и в других устройствах, тех же контроллерах CJ1, но предназначены они в основном для конфигурирования оборудования. В операторских панелях, Web-интерфейс позволяет не только настраивать работу панели, но и полностью управлять ее в рабочем режиме. Внешний вид при этом будет соответствовать информации, отображаемой на экране панели. Также доступна загрузка файлов, находящихся в съемной карте памяти панели.

Для доступа к Web-интерфейсу, панель в первую очередь должна быть подключена к сети, и иметь необходимые настройки работы. Из настроек в первую очередь следует задать IP-адрес. Далее, в любом браузере достаточно набрать этот адрес и подключиться к панели. По умолчанию будет предложено ввести имя пользователя и пароль, которые опять же по умолчанию заданы словом «default». Данную функцию можно отключить, и организовать незащищенный доступ к информации.

После ввода пароля откроется окно меню интерфейса панели. Оно имеет следующие пункты:

Monitor – отображается текущий экран на операторской панели.

Operation – полный доступ к управлению операторской панелью. Позволяет дистанционно работать с панелью в качестве оператора. Функционируют все элементы ввода, присутствующие на экране. При выполнении каких-либо действий, изменяется и изображение на самой панели. В этом же режиме доступно полное системное меню панели.

Files in Memory Card – доступ к файлам на съемной карте памяти.

Configuration – настройки интерфейса. Можно задать частоту обновления экрана, стартовый экран, название страницы и некоторые другие параметры.

MENU Веб-интерфейса операторской панели

Главное достоинство Web-интерфейса заключается в простоте организации удаленного доступа к панели. Достаточно иметь любой Интернет-браузер. К сожалению, Web-интерфейс имеет низкую защищенность. Так в режиме Operation можно удаленно вмешаться в ход процесса. Соответственно использование Web-интерфейса повышает требования к ответственности персонала.

Модуль последовательных интерфейсов CJ1W-SCU41

При использовании промышленных контроллеров очень часто возникает задача связи с другими устройствами, не относящимися к семейству ПЛК. Если подобное устройство оснащено последовательным интерфейсом , то эта задача достаточно просто решается применением специализированных модулей. Для контроллеров OMRON серии CJ1M она также может быть решена использованием встроенного последовательного порта на процессорном блоке. К сожалению его использовать не всегда возможно. Так, например, этот порт логично задействовать для подключения операторской панели. Второй порт модуля процессора обычно используется для связи с ПК в процессе программирования и наладки, поэтому на него рассчитывать не стоит.

Модуль OMRON CJ1W-SCU41

В линейке модулей CJ1W имеется несколько моделей, оснащенных различными интерфейсами. Один из них, под названием SJ1W-SCU41-V1 предназначен для организации связи по линиям RS485/422 и RS232. Для этого на его передней панели имеется два разъема серии DB-9F. Из органов настройки также имеются переключатели количества линий и терминатора для интерфейса RS485/422, переключатель номера модуля на шине. Все остальные настройки, коих немалое количество, выполняются программно.
Одной из особенностью SCU41 является нестандартная распайка служебных линий интерфейса RS232. В связи с этим требуется использовать фирменные кабели, либо распаивать свои. Кстати правилам распайки посвящен целый раздел документации на модуль. Сама документация переведена на русский язык и имеет весьма внушительный объем. Последнее связано с богатыми возможностями модуля. Он позволяет работать по одному из стандартных последовательных протоколов OMRON, либо реализовать любой другой. Хотя в фирменной документации постоянно присутствует замечание, что можно использовать почти любой протокол, похоже, что найти то, с чем модуль не справиться невозможно. Или это будет какой-нибудь современный навороченный протокол для высокоскоростного обмена.
Для настройки работы используется стандартное окно IOTable, в котором задаются свойства выбранного модуля. Несколько сложнее дело обстоит с реализацией произвольного протокола. Здесь уже требуется специальная программа CX-Protocol. Она позволяет задать весьма сложные правила обмена, при этом без задействования основного процессора ПЛК. К этой программе прилагается своя документация, опять же солидного объема. Все вместе при первом прочтении создает впечатление огромного и неподъемного пласта знаний. Тем не менее после более глубокого вникания большинство сложностей оказываются надуманными.

NQ-Designer версия 2.

Для разработки очередного проекта выбрана операторская панель NQ5 от OMRON. Управляющая программа для для этой панели создается не в CX-Designer, а в собственной среде NQ-Designer. Главным достоинством данной среды является бесплатность, что позволяет использовать панель в самых разных проектах, достаточно только зарегистрироваться на сайте производителя.
Первая попавшаяся версия NQ-Designer, имевшая версию 1.11 вызвала не самые лучшие впечатления. Поэтому для нового проекта была скачан последняя доступная версия под номером 2.0.  Архив, объемом 160Мб, загрузился без проблем, также прошла инсталляция. Первое впечатление от новой версии свелось к вопросу - "А что же изменилось?". Внешний вид окна программы практически ничем не отличается от старой версии. Несколько изменился состав дерева проекта. Добавились готовые экраны-клавиатуры для ввода информации. В остальном, по-моему, осталось все то же самое.
В работе программы обнаружились все те же недостатки, связанные с необходимостью обязательной предварительной настройки портов, что и в предыдущей версии. Так же программ не терпит наложения активных блоков в одном окне. Единственное, что пока не произошло ни одного глюка и зависания.
После длительной работы с терминалами серии NS и CX-Designer, возврат к NQ-Designer вызывает некоторые неудобства. Создается впечатление большей трудоемкости и жесткости при разработке проекта. Нечто подобное было при работе с операторской панелью DOP-B от DeltaElectronics, но скорее всего это просто последствия смены платформы.

Кабели для OMRON

При всех достоинствах продукции OMRON, главным ее недостатком является высокая стоимость. Желание сэкономить на вспомогательных материалах можно реализовать путем самостоятельного изготовления кабелей связи. Благодаря применению стандартных разъемов типа DB9 в оборудовании OMRON, спаять кабель не представляет большого труда.

• Кабель связи CJ1-PC. В документации OMRON обозначается как XW2Z-200S-CV. Данный кабель можно использовать для программирования контроллеров CJ1, с использованием разъема PERIPHERAL. Если к ПЛК не требуется подключение операторской панели или другого оборудования, а в компьютере имеется свободный COM-порт или переходник USB-COM, то такой кабель позволит сэкономить несколько долларов. Для изготовления кабеля программирования потребуются вилка и розетка типа D-sub и 5-ти жильный экранированный кабель.

Опыт программирования CJ1 показал, что программное обеспечение без проблем работает с различными переходниками USB-COM. Поэтому покупка дорогого фирменного CIF31 не обязательна.

• Кабель связи CJ1-HMI.Фирменное обозначение такого кабеля XW2Z-200T. Это также простой кабель, который можно изготовить самостоятельно. Для изготовления кабеля связи с операторской панелью необходимо иметь две вилки типа D-sub и 3-х жильный экранированный кабель. В качестве последнего отлично подходят кабели от старых клавиатур или мышек, если достаточно их длины.

• Кабель связи по Ethernet. При наличии в составе оборудования портов Ethernet, можно использовать стандартные кабели для связи, например ПЛК c операторской панелью.

• Кабель связи ПЧ-Панель. В составе преобразователей частоты OMRON, идет съемная панель управления. Такое решение удобно, если необходимо разместить преобразователь в закрытом шкафу или вдали от оборудования. При этом также можно изготовить кабель типа 3G3IV-PCN329E  самостоятельно. Для этого понадобятся две вилки RJ-45  (стандартные сетевые) и необходимый отрезок витой пары. В одном из применений такой кабель имел длину, порядка 15 метров. Тем не менее, не рекомендуется делать его слишком большой, во избежание наводок и неправильной работы аппаратуры.

Особенности настройки OMRON CJ1M-CPU12ETN

В одном из новых проектов используется процессорный блок OMRON CJ1M-CPU12ETN. При этом программа и другие модули остались неизменными, с предыдущего варианта. К большой радости программы из комплекта CX1 оказались в состоянии транслировать проект на новое оборудование. Единственной засадой оказался модуль процессора. Входящий в него блок Ethernet виден процессору как отдельный модуль, который должен быть расположен по адресу 0. Так как в старом проекте по этому адресу был прописан модуль ввода-вывода, то контроллер выдал ошибку. После перемещения модулей на соответствующие места все заработало. При этом не понадобилось переделывать программу, так как все адреса отдельных линий ввода-вывода сохранили свои значения, при том, что адреса модулей сместились на 1. Единственно, вызвал некоторое недоумение тот факт, что встроенный модуль Ethernet нужно было определять как одну из внешних моделей.

Модуль питания контроллеров CJ1W-PD202

В линейке модулей CJ1 присутствует четыре модели источников питания. Два из них работают от постоянного напряжения в районе 24В, два от переменного сетевого. Модуль CJ1W-PD202 предназначен для питания небольших систем, включающих в основном дискретные модули. На вход модуля подается переменное напряжение от 85 до 264В с частотой от 47 до 63Гц. Такие характеристики позволяют использовать один и тот же модуль в сетях разных стран.

CJ1W-PA202

PD202 обеспечивает модули CJ1 двумя напряжениями питания: 5В и 24В. Первое поступает на микропроцессорную часть, второе используется для питания выходных реле. Максимальный ток по напряжению 5В составляет 2.8А. Этого вполне достаточно, если учесть что процессорный модуль CJ1M-CPU22 потребляет 640мА, а модуль с интерфейсом Ethernet CJ1M-CPU12ETN – 950 мА. Фактически, более мощный модуль PA205 может понадобиться только в случае использования в стойке нескольких аналоговых модулей или модулей связи.

Конструкция PD202 аналогична многим другим подобным источникам питания. Корпус блока выполнен в соответствии с принципами всей линейки CJ1. Клеммник входного напряжения расположен на передней панели. К нему также подсоединяется заземление контроллера. Для индикации работы предусмотрен встроенный светодиод.

Внутренности PA202

Эксплуатация данных блоков в тяжелых условиях запыленного производства пока проблем не выявила. Блоки питания, как и контроллеры, работают исправно.

Процессорный модуль OMRON CJ1M-CPU12ETN

Для одного из проектов был получен процессорный модуль OMRON CJ1M-CPU12ETN. Используемые до этого модули CPU-22 не имеют интерфейса Ethernet, и соответственно не могут быть использованы для контроля по сети. Конечно, можно использовать специализированный модуль расширения, но его стоимость практически равна стоимости CPU-12ETN.

CJ1M-CPU12ETN

Основное внешнее отличие CPU-12ETN от CPU-22 - наличие розетки Ethernet на передней панели, вместо встроенных входов/выходов. Также ширина модуля несколько больше - 62 мм против 49. Аппаратные характеристики практически одинаковы. Контроллер может обслуживать до 320 точек ввода/вывода с объемом программы до 10К шагов. Единственное ограничение - доступно только 9 модулей расширения вместо 10. Связано это как раз со встроенным модулем Ethernet.
В комплект поставки OMRON CJ1M-CPU12ETN помимо самого контроллера входят модуль терминатора, разъем DB9 с корпусом, оконечный фиксатор на DIN-рейку.Также имеется большое число непонятных наклеек с иероглифами.
Общее впечатление от модуля весьма положительно. Единственный вопрос вызвало крепление розетки Ethernet. Данный элемент запаян на плату, часть которой видна спереди модуля. К корпусу он похоже никак не крепится, что потребует особого внимания при монтаже кабеля и его эксплуатации. Еще удивило большое количество индикаторов режимов работы данного порта. Имеется даже светодиод, показывающий соединение по FTP.

Оконечный модуль

Пока модуль не запущен и об особенностях его программирования сказать сложно. По мере разработки управляющей программы, возникающие особенности будут описаны здесь.
Помимо модуля с интерфейсом Ethernet, в линейке CJ1M, имеется и простой модуль CPU12, шириной 31 мм, с теми же характеристиками.

Семинар от ПРОМ-А. Оборудование OMRON.

На неделе побывал на техническом семинаре компании ПРОМ-А, представляющей оборудование OMRON, PROSOFT и других фирм в городе Перми. Послушал несколько докладов про новинки оборудования. Одной из самых интересных систем оказался датчик технического зрения FQ от компании OMRON. Фактически этот элемент полностью поменял представление о техническом зрении и способах распознавания изображений в промышленности. Вся система FQ умещается в очень компактном корпусе датчика-камеры. Настраивается с ПК или специального компактного терминала с дисплеем. Пример настройки был выполнен всего за несколько минут. После этого датчик начал определять наличие и качество изображения. При его ухудшении ниже определенного порога срабатывала сигнализация. Жаль только, что пока нет задач, где можно было применить подобную систему.

Датчик технического зрения FQ

 Также была показана новая линейка преобразователей частоты серии X. Оборудование на столах можно было потрогать и повертеть в руках. Удивило, что при практически одинаковой мощности, топовые преобразователи RX, значительно превосходят в габаритах младшие модели JX и MX. Такое было и в предыдущих сериях, но здесь как-то бросилось в глаза.

Продукция OMRON

Еще одним типом оборудования, которое пока нигде не удалось применить, был сервопривод. Небольшой двигатель и преобразователь к нему отлично подошли бы к станку с ЧПУ, но к сожалению имеют запредельную стоимость. Остается надеяться на поправку финансового положения или появление заинтересованного заказчика.

Продукция OMRON. Слева серводвигатель.

Из другого оборудования OMRON были представлены контроллеры CP1L, панель NQ5 и реле. Все данные элементы уже использовались в различных проектах, и поэтому особого интереса не вызвали.

Электронный блок сервопривода

Отзвуки землетрясения в Японии 2.

Землетрясение в Японии продолжает влиять на многие сферы человеческой деятельности. Страшные сводки из Страны Восходящего Солнца пугают. Похоже, серьезность катастрофы уже превзошла аварию на Чернобыльской АЭС.

Влияют последствия катастрофы и на поставки продукции. Уже не в первый раз идут сообщения о подорожании японских автомобилей, а также о необходимости проверять все изделия на радиоактивности. Поэтому многие фирмы начали работу по информированию клиентов о ситуации в стране. Одним из примеров является официальный сайт компании OMRON. На нем приводятся данные о предприятиях, попавших в зону заражения. Пока это только одна фирма, выпускающая лазерные датчики. На поставки оборудования от OMRON, пока никаких ограничений не накладывается. Возможно, это связано с тем, что большинство заводов OMRON находятся не на территории Японии. 

Надеюсь, что в дальнейшем ситуация будет улучшаться. И дай бог сил и здоровья японцам преодолеть все эти невзгоды.

Панельный индикатор K3MA от OMRON

Панельный индикатор серии K3MA предназначены для измерения и отображения параметров технологического процесса, таких как стандартные сигналы -10...10В, 0...20мА, температура, частота. Индиктор выполнен в корпусе под щитовой монтаж в стандартное окно DIN 1/8 (96x48мм).

Индикатор OMRON K3MA 

Особенностью прибора является его индикатор. Хотя высота цифр 14.2 мм, станадартаная для подобных изделий, K3MA вместо классического светодиодного (LED) дисплея, имеет негативный подсвечиваемый ЖК-дисплей, работающий на просвет. Плюсом такгого дисплея является возможность менять цвет отображаемых цифр. Минус - сниженная, по сравнению с LED четкость отображения цифр, несмотря на заявления производителя о высокой четкости. Перед включением кажется, что индикатор имеет более крупные цифры, чем на самом деле. Это связано с тем, что до включения подсветки, контуров символов не видно, кнопки имеют маленький размер, а дисплей кажется большим. Включенный прибор вызывает некоторое разочарование.
Индикатор K3MA может комплектоваться 2 реле, что позволяет осуществлять сигнализацию или управление параметрами процесса.

Крепления корпуса на щит.

Конструктивно K3MA состоит из корпуса и трех электронных блоков. Главный блок - процессорная плата с установленным дисплеем. Тип процессора опознать не удалось, но на нем есть гордая надпись OMRON K3MA. К процессорной плате через разъемы подключаются плата питания и измерительная плата. Плата питания может быть 2 видов - на напряжение 24В переменного или постоянного тока, либо 220В переменного, промышленной частоты.

Устройство K3MA 

Измерительная плата имеется 3 типов:
- для измерения стандартных сигналов тока и напряжения, устанавливается в K3MA-J
- для измерения температуры от термопар или термометров сопротивления. Данная плата устанавливается в K3MA-L.
- для измерения частоты. Используется в K3MA-F.
Прибор имеет большое количество кнопок  - 5 штук, что является еще одним отличием от подобных изделий, на которых кнопок обычно 3. Настройка K3MA идентична другим индикаторам и регуляторам.
В комплекте с индикатором идут две крышки - крышка клеммника и крышка индикатора. Последняя очень легко снимается, что в наших условиях быстро приведек ее утере. По моему лучше было сделать эту крышку поворотной на оси. Понравились качественные крепления для щитового монтажа. Они легко фиксируют прибо и легко снимаются.
Основным достоинством K3MA является возможность изменять цвет индицируемых цифр в процессе работы в зависимости от уровня сигнала. Цвет может быть красным или зеленым. Самих цифр  на дисплее 5. С точки зрения информативности это очень удобно, плюс можно избавиться, например, от ламп предупредительной сигнализации. Все остальное есть в большинстве других современных приборов.
В итоге K3MA является дорогим индикатором, полный функционал которого имеет достаточно узкое применение, так как в большинстве случаев можно обойтись без изменения цвета цифр.  Оставшиеся функции можно найти и у других производителей, в более дешевых приборах, к тому же имеющих более высокую четкость и яркость дисплея.

Настройка терморегулятора OMRON E5CSV.

Термоконтроллер OMRON E5CSV является очень простым устройством в плане настройки. Разработчики отошли от классического параметрирования, и сделали все настройки с помощью переключателей. для доступа к этим переключателям необходимо вынуть переднюю панель из корпуса прибора.

Органы настройки E5CSV 

Внутри расположены один блок микропереключателей типа DIP и два многопозиционных переключателя.

Орагны настройки E5CSV

Блок микропереключателей предназначен для выбора режима работы регулятора.

Настроечные параметры E5CSV

Назначение переключателей:
P - переключатель защиты (On - запрещено изменение задания, Off - доступны все функции)
X - не используется (должен быть всегда в Off)
1 - режим работы (On - ПИД регулятор, Off - двухпозиционный регулятор)
2 - период регулирования (On - 2 секунды, Off - 20 секунд)
3 - направление регулирования (On - прямое, Off - обратное)
4 - сдвиг входного сигнала (On - разрешен, Off - запрещен). Значение сдвига устанавливаентся  параметром HO, на индикаторе.
5 - тип датчика (On - платиновый термометр сопротивления, Off - термопара)
6 - отображение температуры (On - градусы Фаренгейта, Off - градусы Цельсия)
Многопозиционный переключатель In служит для выбора исполнения датчика и диапазона измерения, согласно таблиц. Переключатель ALM устанавливает режим срабатывания сигнала тревоги. Выбирается опять же по таблице.

Параметры, задаваемые на индикаторе прибора 

После установки данных параметров, необходимо задать на передней панели температуру задания (горит индикатор SP), пороги срабатывания тревог (горит индикатор ALM) и смещение входа. Перемещение между отдельными уставками выполняется кнопкой MODE.

Схема включения прибора

В случае использования ПИД-регулирования, перед началом работы производится автоматическая настройка параметров. Для этого нажимаются и удерживаются более 2 секунд кнопки ВВЕРХ и ВНИЗ.
Больше никаких настроек в регуляторе OMRON E5CSV нет. Скан руководства на прибор можно найти здесь.

Проблема с сохранением графиков в NS10.

При использовании операторской панели NS10 возникла неприятная ситуация. Протокол данных не полностью записывался на Flash-карту. Из 3 часов данных, протоколируемых с интервалом в 15 секунд, на карте сохранялось чуть более часа. Происходило это только в автоматическом режиме. При ручном сохранении, такого не наблюдалось, данные записывались полностью.

В чем причина такой работы, так и не удалось выяснить. Проблема была разрешена, путем написания макроса, который строго в определнное время производит принудительную установку бита сохранения протокола работы $SB36. Этот макрос дал еще одну положительный результат - сохранение графиков строго в определенное время. При автоматическом их сохранении, время сохранения было привязано к моменту включения панели. В итоге графики сохранялись, например, в 37 минут нужного часа. Сейчас сохранение идет строго в 00 минут, что гораздо удобнее для анализа.

МАКРОС (Запускается по изменению значения слова $SW14 - минуты/секунды):
$W5=$SW15&HFF;                                          'Получение значения часов
if ($SW14==0)                                                   'Проверка на 0 минут и секунд
   if ($B1==0)
     $SW37=1;                                                      'Установка номера протокола
     if ($W5==0) $SB36=1; $B1=1; endif;          'Сохранение графика в 0 часов
     if ($W5==3) $SB36=1; $B1=1; endif;          'Сохранение графика в 3 часа
     if ($W5==6) $SB36=1; $B1=1; endif;          'Сохранение графика в 6 часов
     if ($W5==9) $SB36=1; $B1=1; endif;          'Сохранение графика в 9 часов
     if ($W5==12h) $SB36=1; $B1=1; endif;        'Сохранение графика в 12 часов
     if ($W5==15h) $SB36=1; $B1=1; endif;        'Сохранение графика в 15 часов
     if ($W5==18h) $SB36=1; $B1=1; endif;        'Сохранение графика в 18 часов
     if ($W5==21h) $SB36=1; $B1=1; endif;        'Сохранение графика в 21 час
   endif;
else $B1=0; endif;                                               'Конец макроса

Операторская панель OMRON NS10

Автоматические системы, в некоторых случаях, требую наличия интерфейса человек-машина. Наилучшую реализацию такой интефейс получает с помощью операторских панелей. Многие фирмы сейчас выпускают подобное оборудование с разной функциональностью.
Операторская панель NS10 производства OMRON относится к наиболее совершенным устройствам такого вида. Она позволяет выполнить огромное количество функций по визуализации и вводу данных. Для использования панели необходим блок питания постоянного тока с выходным. напряжением 24В.
NS10 управляется специализированной операционной системой, что делает ее работу очень надежной. Связь с контроллером выполняется по последовательному интерфейсу. Был использован протокол NT-Link, настройка которого проблем не вызвала. Кабель связи с контроллером спаян самостоятельно.
Панель не имеет функциональных кнопок. Вся информация вводится через сенсорный экран. Для разработки интерфейса имеется большое количество различных элементов - кнопки, лампы, шкалы и т.д. Внешний вид некоторых может изменяться пользователем по своему желанию, с помощью внешних графических файлов. Все элементы имеют возможность настройки различных функций отображения, активности и т.д.

  NS10. Внешний вид.

Отдельного внимания заслуживает функция протоколирования. Данные, которые панель получает из контроллера, могут быть сохранены с построением соответствующих графиков. Настройка протоколирования очень проста, и не требует программирования. При необходимости данные могут записывться на флеш-карту формата CF. Файл записывается в текстовом формате с расширением csv. Сохраненные файлы можно открыть как на самой панели, так и например в EXCEL. Кроме данных, также можно сохранять протоколы работы и ошибок.
NS10 имеет встроенный язык макросов, что еще больше расширяет ее функциональность. Фактически NS10 не хватает встроенных входов-выходов, чтобы превратить ее в полноценный управляющий контроллер, или организовать пульт с кнопками и элеметами сигнализации.
Программирование панели производится с помощью программы CX-Designer, входящей в состав CX-One. Работа с программой достаточно проста, обращаться к руководствам потребовалось только для организации протоколирования данных. Сами руководства (их 3: установка панели, работа с панелью, программирование макросов) переведены на русский язык. Как всегда понять их с первого раза достаточно сложно.

 NS10. Вид сзади.

Передача проекта в NS10 возможна несколькими способами: через COM-порт, USB, флеш-карту. Наиболее простой способ использовать кабель USB.
Среди дополнительных возможностей следует отметить функции принтера, монитора видеонаблюдения и сети Ethernet. Принтер можно подключать непосредственно  к панели. К сожалению список поддерживаемых принтеров ограничен некоторыми моделями струйников Epson и  Canon. Видеонаблюдение требует дополнительной платы. Возможна выдача видеосигнала непосредственно в окне проекта. При необходимости можно сделать копию экрана в графическом формате.
Сеть Ethernet - один из самых нужных дополнительных элементов. Он позволяет выполнить связь с панелью, а следовательно и всей системой, через обычную сеть. Кроме этого не требуется дополнительного ПО, чтобы удаленно контролировать работу NS10.
Операторская панель NS10 - дорогое оборудование с огромным функционалом. Удобство работы, программирования, высокая надежность делает ее очень привлекательной для использования.

OMRON F7 – работа в 4-х квадрантах механической характеристики.

Изначально преобразователи частоты обеспечивали длительную работу только в двигательном режиме. Тормозной режим включался на короткий промежуток времени. Между тем в некоторых применениях требовалось обеспечить длительное торможение. Такое необходимо, например, при размотке рулона бумаги или стали, для создания натяжения полосы материала. Использование привода переменного тока затруднялось необходимостью куда-то девать энергию, высвободившуюся в результате торможения, а также сложностью управления в данном режиме, так как двигатель вынужден работать с отрицательным скольжением.

Наиболее просто задача решается применением реверсивного привода постоянного тока. Но стоимость комплекта тиристорный преобразователь-двигатель сегодня стала очень высокой.

Современные преобразователи частоты позволяют в векторном режиме работы с обратной связью реализовать длительное торможение. Энергия, которая высвобождается в результате торможения,  приводит к повышению напряжения в звене постоянного тока. Что бы обеспечить нормальную работу преобразователя, нужно излишек энергии куда-то деть. Возможны два варианта – использовать специальный инвертор-рекуператор для возврата мощности в электрическую сеть, либо рассеять излишки в окружающую среду в виде тепла, с использованием тормозного сопротивления.

 OMRON F7

К сожалению, рекуператор – дорогая позиция с длительным сроком поставки. Окупаемость его может быть достигнута примерно за 2 года непрерывной работы. Поставляют рекуператоры SIEMENS, KEB, Control Systems и OMRON. Также есть непроверенная информация о встроенных возможностях рекуперации в приводах Schneider Electric. Но как-то в нее плохо верится, так как озвучил ее торговый агент, которому очень хотелось продать такой привод. Пока подтверждения ей я не нашел.

Так как заказчик требовал выполнить работу в короткие сроки, то вариант оставался один – использовать тормозное сопротивление. За этот вариант также говорило требование о единстве оборудования, вследствие чего был использован преобразователь большей мощности, чем необходимо, в качестве которого выступил OMRON F7. Тормозное сопротивление необходимо правильно подобрать, так как стандартно оно расчитано на кратковременный режим работы. 

При реализации рекуперативного торможения, преобразователь работает в режиме регулирования момента. Настройка данного режима имеет некоторые особенности. В частности сигнал задания момента, стандартно должен быть подключен к входу A2 преобразователя. Знак момента относительно скорости, задается только извне – либо полярностью сигнала задания момента, либо активацией специального дискретного входа. Режим работы преобразователя –  только векторный с обратной связью.

Реализованная система работает нормально, обеспечивая натяжение полосы металла при размотке. Единственная проблема – нагрев двигателя на низких скоростях, устранена установкой дополнительного вентилятора охлаждения.

ПИД-регулятор для CJ1 в CX-Programmer.

Для работы с аналоговыми сигналами в CX-Programmer предусмотрено два типа аналоговых регуляторов – простой и с автонастройкой. К сожалению, область применения этих блоков весьма ограничена. Работать они могут только с устройствами нагревательного типа с естественным охлаждением. То есть тогда, когда движение координаты в одну сторону осуществляется путем подачи некоторой порции энергии, а  в обратную сторону система идет сама. Это ограничение связано с выходом ПИД-регулятора. Он может принимать только положительные значения, пропорциональные отклонению. Управлять положением механизма или задвижками с помощью такого регулятора не получится.

Решений проблемы несколько. Первое и самое простое – взять готовый модуль для контроллера, осуществляющий функции регулирования. В линейке CJ1 несколько таких узкоспециализированных модулей для разных задач. Но не факт, что модуль подойдет, кроме того, он стоит денег.

Второе решение – использовать функциональный блок для преобразования выхода  стандартного регулятора в нужный сигнал.

Третье решение – разработка собственного ПИД-регулятора под конкретную задачу.

Вернусь к встроенному ПИД-регулятору. Он имеет достаточно большое число настроек, разобраться в которых не просто. Усложняет задачу перевод на русский язык руководства по регулятору. При его чтении возникает только одна мысль – «Без бутылки не разобраться». Усугубляет проблему наличие ошибок, отсутствие примеров. Поэтому, что бы запустить регулятор пришлось открывать англоязычный вариант.

Регулятор с автонастройкой, ничем не отличается от простого, за исключением возможности этой самой автонастройки. Так как возможности встроенного регулятора не подошли под мою задачу, то и автонастройка не была полностью проверена. Пробная попытка запуска ни к чему не привела, выход регулятора остался равен 0, хотя в ячейках памяти значения менялись.

Функциональные блоки в CX-Programmer

Сегодня разбирался с программированием функциональных блоков (FB) в CX-Programmer. До этого довелось использовать только готовые. Необходимо отметить, что можно использовать два типа блоков: созданных с использованием лестничных диаграмм (LAD) и написанных на языке высокого уровня (Structured text).

При первом запуске CX-Programmer  кажется, что можно использовать только релейно-контакторные схемы или как принято в иностранной литературе – лестничные диаграммы. Но в некоторых случаях использование релейно-контакторных схем приводит к сложным и громоздким алгоритмам. Гораздо проще все реализуется с помощью языка высокого уровня. Такая реализация пртменена при программировании функциональных блоков. В принципе можно всю программу написать в виде блоков и почти не использовать LAD.

В качестве языка программирования FB заявлен упрощенный Pascal. Во всяком случае, так написано в справке. По моему мнению этот язык больше похож на старинный БЕЙСИК.

 Выбор программирования функционального блока.

Для создания функционального блока нужно в инспекторе проекта нажать на строчку FunctionBlock, выбрать Insert Function Block, а затем нужный тип блока. После этого откроется окно состоящее из двух частей. В верхней части находится таблица описания переменных, в нижней окно текста программы. Описание переменных напоминает использование раздела Symbols для LAD. Отличие в том, что переменные необходимо описывать в обязательном порядке и их существует несколько типов:

Internal – внутренние переменные, используемые в работе блока.

Input – входные переменные, используемые для передачи информации в блок.

Output – выходные переменные.

External – стандартные переменные контроллера

В разделах Input и Output заранее прописаны переменные EN и ENO. Они используются для включения блока в схему LAD.

 Окно программирования функциональных блоков

Редактор FB в CX-Programmer не чувствителен к регистру и понимает русскоязычные символы.

После создания блока его нужно откомпилировать (Ctrl+F7) и вставить в схему путем нажатия клавиши F. Соединения выполняются только для входа EN и выхода ENO. Для всех остальных входов и выходов блока выполняется операция присваивания необходимого адреса в памяти контроллера.

 Вид функционального блока в окне LAD

Ниже приведен пример программы функционального блока, переключающего свой выход 1 через 5 изменений уровня сигнала на выходе. Если в качестве входа использовать стандартный осциллятор p_1s, то выход будет переключаться с частотой 5 Гц.

Пример программного кода: 

if FL<>aa1 then cnt:=cnt+1; end_if;

aa1:=fl;

If cnt = 5 then s3:=not(s3); cnt:=0; end_if;

Модуль аналогового ввода OMRON CJ1-AD081

Модуль аналогового ввода AD081 предназначен для измерения 8 аналоговых сигналов уровня 0-10В или 4-20мА с разрешением до 8000 отсчетов. Конструктивно модуль выполнен в стандартном корпусе ввода/вывода CJ1. 

Внешний вид AD081 со снятой колодкой. 

Видны переключатели напряжение/ток по каждому каналу. 

Настройка модуля имеет множество особенностей. Первое, что необходимо сделать – установить адрес модуля, с помощью двух барабанных переключателей на передней панели. Данный адрес устанавливает область памяти, куда будут записываться настройки и измеренные данные. Если планируется использовать несколько модулей, соответственно их адреса должны быть различными. Далее необходимо установить переключатель типа сигнала  напряжение/ток для каждого канала. Эти переключатели находятся под съемной клеммной колодкой. 

 Окно модулей контроллера.

Последнее что нужно сделать – настроить модуль. Делается это на вкладке IO table and Unit setup. Здесь выбирается нужный модуль и устанавливается на соответствующее место. Также задается выбранный адрес модуля. Затем щелкнув по выбранному модулю нужно открыть окно настроек, где задается количество используемых каналов, уровень сигнала, точность, глубина осреднения. 

 Окно настройки параметров AD081

После записи параметров модуль готов к работе. Работа с ним не отличается от работы с другими модулями ввода/вывода – из соответствующих ячеек считывается код АЦП.  Этот код, при необходимости, преобразуется к физическому значению, либо используется, например как сигнал обратной связи ПИД-регулятора. Кроме непосредственно измерения сигнала модуль может выполнить обнаружение обрыва линии, и обработку ошибок.

Модули дискретного ввода/вывода линейки CJ1.

В линейке CJ1 имеется большое количество модулей дискретного ввода вывода. Число линий на одном модуле может достигать 64. Для модулей на 16 точек OMRON предлагает два варианта клеммников - винтовой и безвинтовой. Мне больше нравится винтовой, но в виду компактности оборудования, выполнять монтаж на нем несколько неудобно.  Клеммники могут легко отстыковываться от модулей, для замены или обслуживания.

Модули дискретного ввода/вывода ID211 и OD211.

 

Модули выпускаются на два уровня сигналов - 24В постоянного тока и 220В переменного. Особенностью модулей  ввода сигналов уровня 24В является не чувствительность к полярности входного сигнала. Все модули имеют индикаторы состояния внешних цепей. Для модулей на 64 точки можно одновременно отслеживать состояние только 32 линий. Для остальных линий нужно установить перключатель на передней панели в противоположное положение.
 Модули на 32 и 64 точки оснащаются не клеммными колодками, а разъемами под кабель. Чтобы подключиться к ним необходим специальный кабель и внешний клеммный блок.

Модуль выходных сигналов 24В на 64 линии.

 

16 канальные модули вывода OC211 имеют релейные выхода. По паспорту они могут коммутировать ток до 2А. На примере этих элементов можно увидеть запас прочности оборудования OMRON. Используемые в модуле реле, могут работать с током до 5А.

Релейный модуль CJ1-OC211.

Реле в модуле OC211.