Wprowadzenie. Jak skonfigurować, podłączyć oraz uruchomić sterownik PLC?
Kurs programowania PLC od podstaw
Odc. 1

Czego nauczysz się w trakcie tego kursu?

Jeśli chcesz zdobyć lub poszerzyć swoją wiedzę i umiejętności w zakresie programowania sterowników PLC oraz tworzenia prostych wizualizacji, ten kurs stworzony jest właśnie dla Ciebie. Kolejne artykuły skierowane są zarówno do osób, które dopiero wkraczają w świat automatyki i sterowników PLC, jak i do tych, którzy mają już pewne doświadczenie w tej dziedzinie.

W kursie będziesz pracować ze sterownikiem marki Horner oraz z dedykowanym do niego, bezpłatnym środowiskiem Cscape. Sterowniki te mają wbudowany panel operatorski HMI, więc kurs obejmie również tworzenie wizualizacji. Wykorzystasz też dodatkowe moduły wejść/wyjść, skonfigurujesz je i podłączysz.

Zarówno sterownik, jak i oprogramowanie są niezwykle proste i przyjazne w nauce i pracy, przez co polecane są dla początkujących programistów oraz dla tych którzy cenią proste rozwiązania w pracy z małymi i średnimi systemami sterowania. Co więcej, nabyta wiedza i umiejętności są na tyle uniwersalne, że mogą być wykorzystane przez analogię do pracy z innymi sterownikami czy środowiskami programistycznymi. Dlatego przejście kursu zapewnia podstawy ogólnego programowania PLC.

Gdyby zapytać doświadczonego automatyka programistę, co niezbędne jest do tworzenia dobrego programu, z pewnością wymieni znajomość podstaw programowania, ale wspomni też zapewne o tym, jak ważna jest komunikacja z innymi urządzeniami.

Kurs podzielony jest na kilka bloków tematycznych, a te na kolejne lekcje, tak by chronologicznie przeprowadzić Cię przez wszystkie najważniejsze zagadnienia. Każda tematyka zawiera niezbędne podstawy, które sukcesywnie rozbudowywane są o bardziej zaawansowane zagadnienia:

• Sterownik PLC – jego budowa, parametry oraz możliwości komunikacyjne. Wszystkie informacje niezbędne do konfiguracji PLC, HMI i wykorzystania dodatkowych modułów rozszerzeń I/O.
• Kolejne kroki konfiguracji adresów IP oraz konfiguracja sprzętowa.
• Komunikacja sieciowa. Podstawowe informacje o wykorzystywanych gniazdach, portach, protokołach komunikacyjnych.
• Środowisko pracy –  oprogramowanie Cscape. Opis poszczególnych pozycji menu i okien oraz omówienie ich funkcjonalności.
• Programowanie PLC, nauka elementów i struktury języka LAD, zwanego też drabinkowym.
• Podstawy programowania paneli operatorskich zintegrowanych ze sterownikiem służących do wizualizacji programu.
• Prezentacja zaawansowanych funkcji sterownika zwiększających funkcjonalność tworzonego programu.

Oprócz teorii, nauczysz się przede wszystkim  praktyki. W trakcie kursu podłączysz sterownik i moduły, uruchomisz środowisko, a następnie utworzysz aplikację. Wynikiem cyklu szkoleń będzie Twoja kompletna aplikacja, służąca do sterowania procesem napełniania zbiorników. Zaprogramujesz też panel operatorski, na którym utworzysz pełną wizualizację procesu. Panel HMI pozwoli na obsługę procesu, wgląd do danych historycznych oraz na podgląd trendów.

Do pracy wykorzystasz sterownik Horner serii XL7e, jednak środowisko i tworzony program są kompatybilne ze sterownikami z każdej serii Horner.

Jeśli chcesz nauczyć się powyższych zagadnień oraz zdobyć praktyczne umiejętności, zapraszamy do dalszej części kursu!

Budowa i parametry sterownika Horner

W tym akapicie powiemy kilka słów na temat rozwiązań firmy Horner. Serie XLe, XLt, XL4e, XL7e integrują w jednym urządzeniu sterownik programowalny PLC, moduł I/O, panel operatorski HMI oraz interfejsy komunikacyjne.

jedno urządzenie Horner = sterownik PLC + moduł I/O + panel HMI + interfejsy komunikacyjne

W skład każdej serii wchodzą modele, które różnią się od siebie ilością i rodzajem wbudowanych wejść i wyjść sygnałowych. Pozwala to dobrać sterownik najbardziej dopasowany do potrzeb zarówno z punktu widzenia rozmiaru panelu HMI i procesora (pomiędzy seriami) oraz z punktu widzenia ilości wbudowanych sygnałów I/O (pomiędzy poszczególnymi modelami w danej serii).

Niewielkie wymiary (już od 96 x 96 x 57.5 mm) sterowników pozwalają na instalowanie ich w miejscach o ograniczonej przestrzeni montażowej.

Wbudowany panel operatorski HMI pozwala na zbudowanie prostych ekranów operatorskich umożliwiających wizualizację oraz zadawanie parametrów pracy. W zależności od serii urządzeń, dostępne są ekrany monochromatyczne lub kolorowe. Stopień ochrony frontów ekranów IP65 oraz praca w temperaturach od -10⁰C do 60⁰C umożliwiają pracę w warunkach przemysłowych.

Jednostki centralne posiadają wbudowaną pamięć przeznaczoną do obsługi ekranów operatorskich oraz pamięć na program sterujący. Rozmiar pamięci zależny jest od serii sterownika. W sterownikach znajdują się dodatkowe porty na karty pamięci, dzięki którym możemy rozszerzać pamięć w przypadku np. gdy pojawi się potrzeba składowania lokalnie danych procesowych. Poszczególne serie zróżnicowane są też pod względem parametrów procesora.

Obecność portów szeregowych pracujących w standardzie RS232/485, portu Ethernet oraz opcjonalnie portu CAN, zapewnia:

• jednoczesną komunikację z kilkoma urządzeniami,
• obsługę funkcji komunikacyjnych takich jak Web Server, FTP Server, obsługę maili,
• komunikację w wielu protokołach komunikacyjnych pozwalając na pracę w systemach scentralizowanych oraz rozproszonych.

Pojedynczy model może posiadać do 24 wbudowanych sygnałów dyskretnych wejściowych, do 16 sygnałów dyskretnych wyjściowych tranzystorowych lub przekaźnikowych oraz do 4 sygnałów analogowych wejściowych i 2 sygnałów analogowych wyjściowych. Jeśli dostępne konfiguracje nie wystarczają do pełnej obsługi systemu, sterowniki można rozbudować w sposób lokalny lub oddalony, wykorzystując do tego celu moduły rozszerzające SmartMod (Modbus RTU), SmartMod+ (Modbus TCP) oraz SmartStix (CsCAN).

Jak połączyć i skonfigurować sterownik Horner z oprogramowaniem Cscape?

Przed przystąpieniem do pracy ze sterownikiem pobierz darmowe oprogramowanie Cscape, które dostępne jest na naszej stronie WWW: https://www.astor.com.pl/produkty/sterowanie/oprogramowanie-narzedziowe/cscape.html

Zwróć uwagę, by pobierana wersja zawierała zestaw symboli (wersja z dopiskiem „Symbol Setup”), gdyż będzie on niezbędny do komponowania ekranów operatorskich.

Uwaga: Do zmiany adresu IP komputera musisz mieć uprawnienia administratora.

Krok 1: Jak podłączyć sterownik Horner do zasilania?

Połączenie zasilacza ze sterownikiem Horner realizowane jest poprzez poprowadzenie kabli z gniazd zasilacza V+, V- do odpowiednich gniazd w sterowniku. Dokładny sposób podłączenia zasilania do sterowników omówiony jest w dokumentacji technicznej – przed przystąpieniem do podłączania sterownika zapoznaj się z dokumentacją.

Po dwukrotnym upewnieniu się, że zasilanie zostało podłączone właściwie 🙂 – podaj napięcie na sterownik.

Komunikacja sterownika i komputera realizowana jest poprzez sieć Ethernet. W związku z tym podłącz kabel sieciowy RJ45 do portów Ethernet w obu urządzeniach.

Krok 2: Jak skonfigurować adres IP w sterowniku PLC i komputerze?

Kolejnym krokiem będzie konfiguracja adresu IP w komputerze i w sterowniku, tak by urządzenia znajdowały się w tej samej podsieci.

Aby urządzenia mogły się skomunikować – zmień adres komputera lub sterownika. Nowe sterowniki Horner mają fabrycznie wgrany domyślny adres IP. Ten adres to: 192.168.254.128.

Jeśli dany sterownik pracował już na instalacji, to w przypadku serii Horner XL4e, XL7e i XL10e, adres IP można sprawdzić z poziomu okna systemowego, załączanego poprzez przycisk SYS na froncie panelu sterownika. W zakładce SET NETWORK możesz odczytać ustawienia adresu IP, maski i bramy. Możesz także zmienić te ustawienia z poziomu panelu.

W przypadku sterowników z serii XLt i XLe nie masz możliwości konfiguracji adresu IP przy użyciu panelu. Domyślny adres, sterownika podany jest w dokumentacji urządzenia, która dostępna jest na stronie Wsparcia ASTOR pod linkiem: https://www.astor.com.pl/wsparcie/dokumentacja-techniczna/id/7403. Odpowiedni plik znajdziesz wpisując w pole wyszukiwania frazę: ‘’XLe/XLt – Podręcznik użytkownika”.

Jeśli sterownik miał wcześniej zmieniany adres IP, możesz połączyć się z komputerem przy pomocy portu szeregowego lub USB, aby poznać lub zmienić jego adres IP.

Parametry te możesz zmienić też w oprogramowaniu Cscape – będzie to opisane w późniejszych krokach. Tak więc, jeśli nie masz doświadczenia i pierwszy raz uruchamiasz sterownik oraz oprogramowanie Cscape przyjmij, że urządzenie pracuje z poniżej podanym adresem.

Adres IP: 192.168.254.128
Maska: 255.255.255.0
Brama: 0.0.0.00 0

W przypadku, gdy sterownik posiada dwa interfejsy komunikacyjne, pamiętaj, aby konfigurować odpowiedni interfejs – ten którego używasz do połączenia z komputerem.

Znasz już adres IP sterownika – możesz przejść do ustawień karty sieciowej w celu konfiguracji adresu IP komputera.

W związku z tym w oknie Windows przejdź do ustawień karty sieciowej:

Panel sterowania -> Sieć i Internet -> Centrum sieci i udostępniania -> Zmień ustawienia karty sieciowej

Następnie, wybierając odpowiednie połączenie, wejdź w jego właściwości i kolejno wskaż Protokół internetowy w wersji 4 (TCP/IPv4) – kliknij 2 razy. Otworzy się okno do konfiguracji adresu IP oraz maski, które odpowiednio uzupełnij, pamiętając o tym, że urządzenia muszą pracować w tej samej podsieci!

Krok 3:  Jak połączyć się ze sterownikiem Horner w środowisku Cscape?

Przy pierwszym uruchomieniu programu Cscape, należy się zalogować na konto Horner. Jeżeli takiego nie posiadasz, kliknij opcję „No account”. Po naciśnięciu, ukaże Ci się okno dialogowe, w którym musisz wypełnić wszystkie niezbędne dane do założenia konta. Gdy zakończysz tworzenie konta, zaloguj się do programu. Logowanie będzie potrzebne przy każdym kolejnym uruchomieniu środowiska, jednakże możesz tego uniknąć, zaznaczając opcję „Keep me logged in”.

W kolejnym kroku uruchom środowisko Cscape. Automatycznie pojawi się okno Connection Wizard, w którym wybierz połączenie Ethernet.

W oknie Connection Wizard wprowadź adres IP sterownika:

Połączenie między sterownikiem i komputerem powinno zostać prawidłowo nawiązane. Świadczą o tym informacje na pasku statusu oprogramowania w dolnej części ekranu, mówiące o adresie IP i automatycznie skonfigurowanym urządzeniu.

Dodatkowo o stanie połączenia informują ikony na górnym pasku narzędziowym. Jeśli ikony nie są widoczne w pasku narzędziowym, wybierz z Menu -> View -> Toolbars -> Standard oraz Menu -> View -> Toolbars -> General Editing) i przeciągnij je na górną część okna. Aktywne ikony świadczą o poprawnej konfiguracji i nawiązaniu połączenia.

Jeśli połączenia nie udało się nawiązać, sprawdź, czy target ID jest skonfigurowany tak jak w sterowniku. Służy do tego ikona na górnym pasku narzędziowym oprogramowania Cscape:

lub opcja dostępna z Menu -> Controller -> Set Target Network ID…

Krok 4: Jak przeprowadzić konfigurację sprzętową sterownika Horner w środowisku Cscape?

Konfiguracja sprzętowa realizowana jest z poziomu Menu -> Controller -> Hardware Configuration

Bardzo możliwe, że po uzyskaniu połączenia urządzenie zostało skonfigurowane automatycznie. Jeśli parametry sterownika zgadzają się z parametrami domyślnie ustawionymi w oknie, nie musisz nic zmieniać i możesz przejść do dalszej części kursu.

Jeśli parametry nie są uzupełnione, bądź są nieprawidłowe, przeprowadź konfigurację ręcznie, podając odpowiednie parametry. Możesz też ponownie sprawdzić działanie opcji auto-konfiguracji, klikając przycisk Auto Config.

W oknie konfiguracji urządzenia możesz  również zmienić domyślny adres IP sterownika, jeśli istniałaby taka potrzeba. Szczególnie ważne jest do dla użytkowników sterowników z serii XLTe i XLe, którzy nie mają możliwości zmiany adresu IP urządzenia z poziomu panelu sterownika i przy pierwszym uruchamianiu korzystają z domyślnego adresu. Jeśli nie znasz adresu IP sterownika, niezbędne jest połączenie urządzeń przy pomocy portów szeregowych lub USB. W celu zmiany adresu, przejdź do konfiguracji sieci LAN i podaj preferowane wartości.

UWAGA! W przypadku zmiany adresu IP sterownika pamiętaj o ponownej konfiguracji IP komputera, tak by oba urządzenia znajdowały się w jednej podsieci.

Krok 5: Jak wgrać ustawienia do sterownika Horner?

Kolejną istotną czynnością jest wgranie konfiguracji sprzętowej do sterownika za pomocą opcji Download to Controller, która aktywowana jest ikoną znajdującą się na górnym pasku lub z poziomu Menu -> Program -> Download…

Krok 6: Jak wgrać program do sterownika i jak pobrać go ze sterownika do komputera?

Podczas procedury wgrywania do sterownika przesyłany jest program sterujący, baza zmiennych oraz ekrany operatorskie. Procedura ta realizowana jest dokładnie tak jak w powyższym kroku, kiedy do sterownika wgrywana była konfiguracja, poprzez opcję Download…

Jeśli  wgrasz pusty program, na przykład w momencie wgrywania konfiguracji sprzętowej, na ekranie zobaczysz komunikat o niezdefiniowanym ekranie.

W celu pobrania konfiguracji lub programu ze sterownika wybierz z Menu -> Program -> Upload… lub przy pomocy ikony z górnego paska:

Następnie sprawdź poprawność wprowadzonego adresu ID w wyskakującym oknie.

Opcja Upload powoduje pobieranie programu sterującego wraz z komentarzami, konfiguracją sprzętową, parametrami driverów komunikacyjnych, bazami zmiennych oraz ekranami operatorskimi.

Poprawnie pobrany program pojawi się w oknie Project Navigator, znajdującym się po lewej stronie oprogramowania.

W kolejnym artykule z cyklu kurs „Programowanie oraz konfiguracja sterowników PLC zintegrowanych z hmi”: Jak tworzyć i edytować projekty w oprogramowaniu Cscape?

• Jak utworzyć projekt i program w środowisku Cscape?
• Jak wygląda struktura okna Project Navigator?
• Jak konfigurować paski narzędziowe i pasek statusu oraz nimi zarządzać?