Несмотря на длительное присутствие на российском рынке японской корпорации Mitsubishi Electric, она только относительно недавно начала поставлять в Россию промышленную автоматику. Поскольку Mitsubishi Electric предлагает огромный выбор аппаратных и программных средств в этой области, решения на базе такого оборудования могут обеспечить оптимальное соотношение цены и качества.
В качестве примера оборудования Mitsubishi Electric рассмотрим одни из самых популярных в мире компактных контроллеров – MELSEC серии FX (рис. 1). Они просты в использовании и в то же время обладают необходимыми производительностью и функционалом. Контроллеры данной серии подходят для решения разных задач автоматизации во многих отраслях промышленности.
Контроллер FX3U из этого семейства некогда был одним из самых быстродействующих в мире. В качестве наиболее подходящей альтернативы выступают более новые модели той же серии – FX5U. Сравнение характеристик данного контроллера и его предшественника представлены в таблице 1.
ТАБЛИЦА 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНТРОЛЛЕРОВ FX3U И FX5U
Функциональным дополнением к контроллерам являются графические панели оператора GOT. Компания Mitsubishi Electric выпускает широкий спектр таких панелей для работы в достаточно жестких промышленных условиях эксплуатации. Например, панели оператора серии GT2000 можно установить прямо на дверце шкафа управления, подключить к контроллеру или другому устройству и тем самым предотвратить воздействие окружающей среды на оборудование (рис. 2). Некоторые сравнительные характеристики панелей GT2103 и GS2107 представлены в таблица 2.
ТАБЛИЦА 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРАФИЧЕСКИХ ПАНЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ GT2103/GS2107
Несмотря на то, что в области промышленной автоматики языки программирования стандартизованы, как и при работе с любым другим оборудованием, разработка прикладных программ для контроллеров Mitsubishi Electric имеет свои особенности. Далее представлены основные принципы работы с программируемыми логическими контроллерами (ПЛК) на примере FX5U и с панелями оператора (на примере GT2103 или GS2107).
Перед началом проектирования стоит определиться, как будет производиться обмен данными внутри демонстрационного стенда (рис. 3): между компьютером (ПК) и панелями оператора связь может осуществляться по USB, а между контроллером и панелями оператора – по RS-485, RS-422, RS-232 или Ethernet. Заметим, что связь ПК и контроллера обеспечивается через панель оператора, что может быть весьма полезно в условиях реального применения, когда физического доступа к ПЛК может не быть (например, по причине отсутствия ключа от шкафа управления).
Программирование контроллера
Для решения любой прикладной задачи, в том числе с использованием рассматриваемых устройств, в первую очередь необходимо написать программный код для контроллера и произвести его отладку. Программирование контроллера Mitsubishi FX5U ведется в среде GX Works3.
Создание проекта
Для создания нового проекта необходимо выбрать в меню Project (шаг 1), затем New (шаг 2), при этом требуется установить серию и тип программируемого контроллера, а также язык программного кода, который будет использоваться в дальнейшем (шаги 3–4). В нашем случае используется серия FXCPU, тип контроллера FX5U. В качестве типа проекта выберем структурированный проект, а в качестве языка программирования будем применять язык лестничных диаграмм (рис. 4).
Установка связи
Следующим шагом является указание типа связи между ПЛК и ПК, для этого необходимо перейти на вкладку Connection Destination (шаг 1), которая расположена в левой части экрана. Двойным нажатием по Connection (шаг 2) нужно вызвать окно настройки, в котором установить PC side I/F и COM, т.е. указать вход/выход (шаги 3–4). Также в этом окне необходимо открыть Connection Channel List… (шаг 5) и выбрать 2 Serial Port GOT Connection (рис. 5).
Когда предварительная подготовка проекта закончена, можно приступать непосредственно к программированию. Стоит отметить, что у разработчика есть возможность добавлять свои собственные функциональные блоки, которые потом можно использовать в качестве подпрограмм в коде программы.
Для этого необходимо правой кнопкой мыши щелкнуть по папке проекта (шаг 1), из предложенного списка выбрать Add New Data (шаг 2). В открывшемся окне в первой строке указать Function Block, а во второй требуется ввести имя функционального блока и затем выбрать язык (шаг 3). После подтверждения действий (шаг 4) функциональный блок будет создан (рис. 6).
Отметим, что на панели в верхней части программы расположены инструменты для выполнения компиляции (Build), активации симулятора (Start/Stop Simulation), прошивки ПЛК (Write to PLC) и др.
Программирование панелей оператора
После написания и отладки основного кода программы можно перейти к разработке проекта для панели оператора. Заметим, что панель оператора графическая и на нее можно выводить изображения, созданные с помощью программы GT Designer3, которая является частью пакета IQ Works2.
При разработке программы для панелей оператора в GT Designer ключевыми элементами являются так называемые страницы (Screen). Они делятся на Base Screen (страница будет занимать всю площадь монитора) и Window Screen (страницы типа «Всплывающее окно»). Для каждой страницы можно задать различные свойства, такие как название страницы, использование цвета (в данном случае это только черный и белый), паттернов и т.д.
После того, как нужная страница создана, на нее можно поместить различные фигуры, линии, изображения в формате BMP, JPEG или PNG, текст, а также более функциональные объекты – кнопки, индикаторы, поля для ввода/вывода, шкалы, время и многое другое.
Используя выключатель Switch, можно реализовать кнопку, по нажатию которой данные будут записываться в выделенную ячейку памяти, установить переход на другую страницу в рамках монитора, а также выполнить другие действия (рис. 7).
Для добавления кнопки ее необходимо поместить на страницу (Switch на панели в правой части экрана) и двойным нажатием на нее вызвать окно для добавления действий (Add Action, шаг 1), которые будут производиться при нажатии кнопки. При этом можно указать операнд, который будет меняться при выполнении действия над кнопкой (шаги 2–6). В этом же окне в других вкладках возможна настройка стиля, текста и других параметров кнопки (рис. 8). Заметим, что благодаря кнопке Switch можно выполнять переход между страницами, но в случае автоматического переключения экрана или переключения экрана в зависимости от операнда необходим другой подход – установка триггеров.
Для установки триггеров включения/выключения Base Screen или Window Screen требуется перейти на вкладку Project, расположенную в левой части экрана, и дважды нажать на Trigger Action. В открывшемся окне будет отображаться список созданных триггеров. Для добавления нового триггера нужно нажать кнопку Add (рис. 9).
В появившемся окне создания триггера на вкладке Trigger устанавливается тип триггера (вкл/выкл в зависимости от того, включено или выключено устройство, вкл/выкл, если хотя бы единожды включилось или выключилось устройство, в соответствии с логическим условием и т.д.), а также устройство – область памяти, по обращению к которой страница будет выполнять установленные действия. Перейдя на соседнюю вкладку – Action, можно задать страницу, к которой относится этот триггер. Для установки времени активности того или иного триггера следует использовать Time Action.
Хотя сами по себе панели GT2103 монохромные, имеется возможность переключения цвета подсветки: зеленый, красный, оранжевый, белый и розовый фон (рис. 10).
Установить цвет фона для страницы Basic Screen можно в поле Backlight. Заметим, что для Base Screen нет возможности изменения цвета фона в ходе выполнения программы, поэтому чтобы изменить цвет фона в процессе работы, необходимо создать идентичный Base Screen, выбрав другой цвет Backlight, и установить триггер на переключение между созданными страницами для смены фона (рис. 11).
Записать программу на панель можно с помощью Write to GOT, назначив номер порта и способ соединения.
Для проверки работоспособности программы в GT Designer можно воспользоваться симулятором, предварительно установив его с помощью кнопки Simulator: Set (на панели в верхней части), а затем активировать посредством кнопки Simulator:Activate.
Заключение
Продукции компании Mitsubishi Electric свойственны компактное исполнение, гибкие возможности монтажа, быстродействие, обширные коммуникационные возможности и другие положительные характеристики, которые играют немаловажную роль при выборе оборудования.
В современных условиях развития технологий достаточно тяжело оставаться одним из лидеров в области производства оборудования для промышленной автоматизации. Высокая производительность решений и соответствие актуальным требованиям в компании Mitsubishi Electric обеспечивается благодаря непрерывному совершенствованию модельного ряда и поддерживанию качества продукции.
Ирина Шпаковская, Константин Хомутов, Вячеслав Гульванский
Опубликовано в номере: Control Engineering Россия Октябрь 2018
