ПЛК ОВЕН 110: Обзор железа и базовые принципы работы

Число просмотров: 6,145 
0 оценок, среднее: 0.00 из 50 оценок, среднее: 0.00 из 50 оценок, среднее: 0.00 из 50 оценок, среднее: 0.00 из 50 оценок, среднее: 0.00 из 5 (0 голосов, средний: 0.00 из 5)
Вы должны быть зарегистрированным пользователем чтобы голосовать за эту запись.

ПЛК ОВЕН 110 и модули ввода-вывода для него

А теперь после простых логических реле погрузимся в мир суровых ПЛК! Попался мне тут в горячие руки адский отечественный ПЛК для одного щита, про который я уже упоминал, когда ругался на размер места в щитах. Щит я успешно собрал и сдал под конец 2015 года, и теперь сделаю небольшой цикл постов про ПЛК и то, с чем их едят.

Так получилось, что ПЛК оказался фирмы ОВЕН (http://www.owen.ru/). Можно сказать, что я провёл тестирование этого ПЛК и вообще познакомился с их продукцией и имею своё мнение на их счёт. Контора мне понравилась тем, что у них за небольшие деньги можно найти хорошие решения для всяких сфер автоматизации. Например вы можете купить контроллер с сенсорным дисплеем примерно за 16-17 тыр, навесить на него периферии и получить более-менее рабочую систему. У ОВЕНа есть своя линейка модулей ввода-вывода, которые управляются по Modbus и работают с другими системами… в общем, ребята они молодцы, но особенности работы их продукции надо знать и учитывать!

Ну а мы возвращаемся к миру ПЛК. Как обычно, напоминаю теорию. ПЛК – это фактически настоящий полноценный компьютер, только со своей собственной операционной системой, средой разработки и компилятором. Внутри ПЛК крутится наша программа, которая состоит из нескольких задач – подпрограмм. В этих задачах мы можем опрашивать сигналы, чего-нибудь вычислять и чем-нибудь управлять. Сам ПЛК знает (мы это описываем в программе) о подключенных внешних устройствах и занимается опросом их по ModBus, считывая с них разные данные и передавая их нам в программу.

Особенностями ПЛК является то, что на них можно навесить очень много линий ввода-вывода, но эти линии будут слабенькие по мощности. И если мы захотим заменить кучку импульсных реле на один ПЛК, то нам надо будет считать деньги и обвешивать ПЛК контакторами или мощными промежуточными релюшками.

В мою суровую мастерскую (которая пока ещё находится у меня на дому) попал ПЛК ОВЕН 110-32. Я погрузился в то, как думали его разработчики и расмотрел его со всех сторон. Этот ПЛК из старой 110-ой серии, которая работает на ядре Codesys v2. Сейчас ОВЕН обновляет эту линейку на Codesys v3.

У этого ПЛК есть 18 входов и 14 релейных выходов. Из интерфейсов тут есть RS-232, RS-485, USB и Ethernet. На передней панели есть кнопка для запуска или остановки программы ПЛК и кнопка “F1″, которую можно запрограммировать под любую нужную нам функцию – в программе она видится как обычный цифровой вход.

Основной блок контроллера ОВЕН ПЛК-110/32

Разъём сетки они поставили сбоку ПЛК и взяли его с индикацией обмена данными. Это здорово, потому что сразу можно видеть – работает сетка или не работает.

Клеммные блоки для подключения сигналов к контроллеру

Обратите внимание, какой БОЛЬШОЙ этот ПЛК! Хоть в его документации и указано, что он крепится на DIN-рейку, но его размеры гораздо больше размеров обычного автомата и пластроном щита он не закроется. В мире ПЛК это вполне себе нормально и естественно.

Клеммы для подключения проводов у ПЛК сделаны быстросъёмные, а контакты посеребрёнными. Для того чтобы скинуть клеммный блок, надо открутить парочку винтов и поддеть его отвёрткой. Клеммы и снимутся сразу все:

Блоки контактов снимаются для быстрой замены ПЛК

А в реале это выглядит таким образом:

Пример снятия блока контактов на живом щите

Но разработчики хоть и позаботились о быстрой замене ПЛК, но не учли парочку моментов, которые следовало бы доработать. Первый момент – это то, что на клеммном блоке нет нормальных пазов для поддевания его отвёрткой. Я пока пытался понять, куда отвёртку надо запихивать, пару раз чуть корпус не отломал =). А второй момент – это винты, которые фиксируют клеммный блок. Их надо было сделать невыпадающими! А то так откроешь шкаф, открутишь – и привет винтам!

Я залез во внутренности ПЛК и разобрал его до нитки. Конструкция ПЛК очень удобная для сборки и изготовления. ПЛК внутри представляет собой стопочку из плат, которые фиксируются в пазах корпуса и стоят друг на друге. На самом верху стоит процессорная плата, ниже плата с IO, а в самом низу – блок питания.

Внутренности ПЛК ОВЕН 110

И тут я кое-чего вспомнил и рассмеялся. Чегой-то мне эта конструкция напоминает? А напоминает она уже устаревшие контроллеры Siemens Simatic S-200, конструкция которых точно такая же: пластиковый корпус на защёлках и платы стопочкой. Так что можно стебаться, что ПЛК ОВЕН – это русский Simatic S-200 =)

Внутренности ПЛК Simatic S-200

Сам ПЛК построен на базе процессоров ARM, как я понимаю. Компоновка придумана хорошо – собрать всю низковольтную фигню и внешние интерфейсы на процессорной плате. На этой же плате находится кучка светодиодов, которые показывают состояние входов и выходов и звуковой динамик, который может пищать, привлекая внимание к ПЛК (правда только одним тоном звука).

Основная плата контроллера с CPU

Сзади стоит небольшой аккумулятор, который может поддерживать работу ПЛК при пропадании питания и поддерживает работу часов реального времени. Это тоже интересная фишка. Если питание ПЛК кратковременно пропадает, то он отключает нафиг все выходы, но продолжает выполнять программу. Если питание появляется в течение нескольких секунд (до 30 – настраивается в конфигурации), то ПЛК не перезагружается, а продолжает работать дальше, снова подключая выходы.

Задняя сторона платы контроллера с резервным аккумулятором

Ввод-вывод на ПЛК сделан на отдельной плате. В качестве входных элементов тут используются низковольтные дискретные входы (+24 вольта) на оптопарах. У всех входов есть один общий контакт “SS”. Его можно подключить к одному полюсу питания, а второй полюс питания подавать на сами входы. Причём полярность не важна: можно сделать входы, которые надо соединять с GND или входы, которые надо соединять с +24V.

Плата входов и выходов (IO) с реле

Выходы ПЛК сделаны на реле. Снова обращаю внимание на то, что ПЛК не предназначен для того, чтобы рулить мощными нагрузками. Тут стоят реле всего на 5А активной нагрузки, которые надо защищать автоматом мелкого номинала! Так что если мы хотим управлять при помощи ПЛК даже освещением – нам надо будет ставить внешние релюшки.

Реле крупным планом

Блок питания ПЛК. Это импульсный блок питания, но выполнен он хреново. Во-первых “штатная” фишка ОВЕНов – это то, что их блоки питания свистят (этим грешили старые блоки питания у D-Link) из-за плохой пропитки трансформаторов. А во-вторых, они достаточно ощутимо греются, так что около контроллера в шкафу надо оставлять свободное место для его лучшего охлаждения.

Плата импульсного блока питания ПЛК

Провода от блока питания припаяны и залиты термоклеем, чтобы пайка не оторвалась. Это хорошее решение!

Пайка проводов от блока питания к основной плате

Модули ввода-вывода

Также ОВЕН делает свои собственные модули ввода-вывода, которые работают по протоколу ModBus. Эти модули можно использовать и в любых других системах, или с контроллерами ОВЕН. Модули есть для дискретных входов, дискретных выходов, дискретных входов и выходов и для аналоговых входов и выходов. Вот именно этими модулями как раз и можно наращивать линии IO в любом количестве.

Модуль ввода-вывода ОВЕН МВ110-16Д

Модули имеют универсальное питание от 24 до 230 вольт сети и по конструкции такие же, как и сам ПЛК: со съёмными клеммами и в таком же форм-факторе. Настройки модуля (сетевой адрес, параметры связи) конфигурируются специальной программой (мы рассмотрим это в следущей части поста).

У модулей есть ещё одна классная фишка – таймаут связи и безопасное состояние выходов. Когда ПЛК управляет какими-нибудь приводами или вообще чем-нибудь, от чего зависит безопасность людей, то очень важно чтобы при сбое программы вся техника останавливалась (приводы – например, кабина лифта) или наоборот включалась (вентиляция в каком-нибудь тоннеле для того, чтобы там всегда был свежий воздух).

В настройках модулей можно задать время таймаута. Если к модулю не обращались по RS-485 в течение этого времени, то модуль считает что связь потеряна, ПЛК заглючил и устанавливает заданные (тоже настраиваются) безопасные состояния выходов. А когда связь восстанавливается – то ПЛК сам автоматически загрузит в него нужные значения выходов или входов.

Второе западло, которое нас ждёт с модулями – это разные способы подключения сигналов IO к ним. Выше я писал, что у ПЛК все входы имели один общий контакт и можно было сделать так, чтобы он был или общим плюсом или общим минусом. А вот у модулей IO есть только общий минус, один на все.

Поэтому при разработке решений на ПЛК надо всё это учитывать, чтобы не получилось что одна половина сигналов с устройства приходит на сам ПЛК и подключается по одной схеме, а другая – на модуль IO по другой схеме. Именно поэтому некоторые ПЛК и выпускают без IO на борту: проще набрать внешних модулей IO и собрать на них всё IO в едином стиле, чем возиться с разными способами подключения IO к ПЛК и к внешним модулям.

Что касается выходов, то у этих модулей они собраны в группы по три-четыре выхода и на все эти выходы есть один общий контакт (один для каждой группы). Поэтому нам снова придётся грамотно проектировать схему так, чтобы один общий сигнал обслуживал у нас, скажем +24 вольт, а другой – +12.

Я заглянул в один из модулей (дискретного ввода). Его конструкция аналогичная конструкции у ПЛК.

Процессорная плата модуля

Вот сами оптопары входов:

Плата входов (оптопар) модуля МВ110-16Д

А вот и блок питания. Он выполнен как-то хитро так, что обслуживает сразу два напряжения: низковольтное +24 и сетевое переменное 230.

Блок питания модуля МВ110-16Д

В этот раз в модуле почему-то никто провода термоклеем не закреплял. И качество блока питания в модулях IO хуже, чем в ПЛК. Если ПЛК слега посвистывал, то модуль аналогового вывода конкретно так свистел, а модуль релейного вывода пошуршивал тем сильнее, чем больше релюшек включено.

Неаккуратная пайка проводов между платами модуля

С этим модулем ввода тоже повезло: один из каналов ввода оказался дохлым сразу с завода. Причём видно, что на печатной плате (первая фотка открытого модуля) один из светодиодов обведён кружочком. Дохлым является сосдений вход от этого обведённого светодиода. Может быть этот модуль с ремонта или с заводским браком? Шут его знает!

Но это был повод пообщаться с круглосуточной техподдержкой ОВЕНа. Техподдержка мне понравилась тем, что она в первую очередь заботится о том, чтобы скорее запустить систему на базе ПЛК. То есть, там не расспрашивают что сдохло, а общаются примерно так: “Конфигуратор модуля видит работу входа? Нет? Ща мы вышлем вам заводскую прошивку! Если после этого не увидит – тащите, заменим”.

Прошивка не помогла, и глюк оказался аппаратным. Так что сам заказчик уже без меня этот модуль заменил и заодно заценил, насколько удобно вынимать модуль из готового щита с этими быстросъёмными клеммами.

Ну а я сам после того, как всё отфоткал для блога, собрал себе тестовый стенд и стал разбираться с тем, как этот ПЛК программируется.

Общая система: ПЛК и модули ввода-вывода

Об этом я расскажу вам в следующей части поста. Программирование ПЛК – это совсем другая религия, нежели программирование логического реле!

12 Отзывов на “ПЛК ОВЕН 110: Обзор железа и базовые принципы работы”


  • 1 Wimsey

    О, эту серию постов буду читать с особым интересом, возможно что пригодится в работе. CS, кстати ты пока с ПЛК разбирался какие-нибудь хорошие интернет ресурсы находил? Можешь поделиться?

  • 2 rip87

    Круто! Жду с нетерпением второй части о программировании. Где-то уже проскакивал скриншот кусочка экрана с логическими элементами. Интересно…

  • 3 CS  [Москва / Одинцово]

    Ресурсы не находил, потому что то что мне надо знать как прогать – я уже сам понял. Из библиотек прям бери OSCAT – там есть всё, что по нашей части может понадобиться.

  • 4 Lyohin

    ПЛК ОВЕН неплохие и к ним нужен свой подход. Бывало, на объектах, связь с модулями терялась. Скорей всего из-за электромагнитных помех, но не только из-за них. А с недавних пор, помимо ОВЕНа, перешел на ПЛК от Schneider. Если интересно, он, также как и некоторые ПЛК ОВЕНа, программируется в среде Codesys v3.По ОВЕНу: на объектах использую сенсорный контроллер СПК-207. Первые модели были с тормозами в визуализации (нажимаешь кнопку на экране и ждешь несколько секунд события, сейчас в новых моделях такого уже нет.

  • 5 CS  [Москва / Одинцово]

    Во! Я думаю потом поюзать СПК, если денег свободных будет!

  • 6 Wan-Derer  [Москва]

    Что-то непонятно: здесь номинал микрух затёрт? Это ещё зачем?

  • 7 Kenes

    Вот сами оптопары входов:

    Нет, это точно не оптопары. Несмотря на то, что корпус похож, он имеет два вывода, а не четыре.
    Похоже, что вход выполнен вообще без развязки – вход > резистор 100R > конденсатор на землю, в параллель суппрессор на землю (чтобы прилетевшее неведомо откуда высокое напряжение не пожгло порт управляющей микросхемы – он просто пробьётся при меньшем напряжении, нежели порт, и рассчитан именно на такой случай) > вход управляющей микросхемы. Резистор также и предохранителем сработает при пробое.
    Вообще вход у этого модуля токовый, поэтому развязка может быть обеспечена дальше (DD3-4, например).

    А вот rs-485-й на той-же фотке развязан.

    здесь номинал микрух затёрт?

    Чтобы фотографировать с чётким изображением маркировки нужно это делать целенаправленно. Тут же, очевидно, ничего не тёрли, но из-за освещения её не видно.

  • 8 Генерал Дрозд  [Череповец / Вологодская область]

    Я не понял, как эти 4 модуля на фото связываются между собой?

  • 9 rip87

    по RS-485 видимо..

  • 10 CS  [Москва / Одинцово]

    Именно так. И модулей можно навесить тьму.

  • 11 ksiman  [Нижний Новгород]

    Опторазвязки тут нет.
    Гальваническая развязка есть только со стороны RS-485 при помощи цифрового изолятора ADuM1311

  • 12 juray

    Интересно, нахрена 1311-то? Три канала – ни в яшмовую вазу, ни в императорскую армию…
    Для двухпроводки достаточно 1201, для четырёх меньше 1402 не обойтись…

    Ну и дороговаты эти адумы, опто дешевле, даже с обвязкой.

    …ааа, я тормоз, адумка же стоит не на линиях самой 485, а уже на стороне логических уровней. Тогда всё логично, данные туда-сюда плюс управление драйвером.

    Kenes:
    Нет, это точно не оптопары.

    По схеме подключения – явно супрессоры.

Оставить отзыв

Вы должны войти на блог, чтобы оставить комментарий.