Материал знакомит читателя с ПЛК DURUS – новинкой модельного ряда контроллеров одного из мировых лидеров в области промышленной автоматизации компании GE Fanuc Intelligent Platforms (США - Япония). Приводятся основные технические характеристики и особенности применения, а также, на примере реального проекта, приемы программирования контроллеров.

В последние годы рынок промышленных средств автоматизации и рынок программируемых логических контроллеров, в частности, находится под серьезным давлением со стороны китайских производителей. Теперь мировым брэндам приходится считаться с тем фактом, что для сравнительно несложных и неответственных задач промышленной автоматизации конечный пользователь может выбирать между "именем" и ценой, между изделием известного производителя и недорогим решением. Особенно это касается украинских потребителей, среди которых критерий стоимости технических средств систем автоматизации зачастую стоит на первом месте. Причем область применения контроллеров нижнего уровня достаточно весомая и с этим надо что-то делать!

DURUS – новейший из ряда контроллеров GE Fanuc, который рассчитан на несложные задачи логического управления.

Он занял самую нижнюю нишу в семействе ПЛК GE Fanuc (см. ПИКАД №4 за 2007 год) и является очень доступным контроллером младшего уровня со встроенным операторским интерфейсом, коммуникационными опциями и различными комбинациями каналов ввода/вывода.

Так количество входов/выходов может быть: 10, 12, 20, 24 - в зависимости от выбора модели. Плюс имеется возможность подключения 3-х модулей расширения (доступны 3 модели дискретного ввода/вывода и 1 аналогового ввода). За счет применения модулей расширения общее количество внешних сигналов может достигать 44-х.

Дискретные входы рассчитаны на 12 или 24В постоянного, а также на диапазон 100-240В переменного тока. Аналоговые входы имеют разрешение 10 бит и предназначены для ввода сигналов напряжения 0-10В и постоянного тока 4-20 мА (модули расширения). В зависимости от модели доступны релейные выходы до 8А, транзисторные выходы 24В/1А, счетчики импульсов до 1кГц и выходы ШИМ.

В состав контролера может входить операторский интерфейс – LCD-дисплей на 4 строки по 12 символов и 8-ю программируемыми клавишами. Память контроллера способна сохранять до 17 пользовательских экранов.

Говоря о воздействии окружающей среды, нужно отметить такие характеристики ПЛК: рабочий температурный диапазон лежит в пределах от 0 до 55 градусов по Цельсию, температура хранения от 40 до 70 градусов, влажность до90%.

Входное напряжение зависит от выбранной модели:
- модели на постоянный ток 12, от 20,4 до 28,8 или от 85 до 265 VDC;
- модели на переменный ток 24В или от 85 до 265 VAC.
Контроллеры DURUS это малогабаритные ПЛК. Их размеры составляют всего лишь 72х90х59,6 мм при монтаже на DIN-рейку. Имеются встроенные часы реального времени.

Контроллер способен интегрироваться в распределенные системы за счет использования коммуникационных модулей расширения Modbus RTU Slave, Profibus-DP или DeviceNet.

Программируется устройство на инженерных языках релейно-контактных схем (Ladder) и функциональных блоков (Function Blocks). Общий размер пользовательской программы во встроенной флэш-памяти контроллера может достигать 200 звеньев LD или 99 блоков FBD, а скорость ее исполнения составляет 10мс на цикл. Максимальное количество таймеров, счетчиков и компараторов в программе ограничено каждый по 15 шт. Диапазон подсчета времени от 0,01 секунды и до 9999 мин.

Причем программирование может осуществляться как на компьютере, с помощью программной среды Durus Development Software, так с помощью LCD дисплея. С первой минуты роботы с программой Durus Development Software – чувствуется простота и логичность этого программного обеспечения. В контекстном меню программы присутствует кнопка помощи, что значительно упрощает роботу. После выбора контроллера в верхней части контекстного меню появляется ряд кнопок. Среди них, помимо стандартных кнопок (Run, Stop, Quit, Save, Print и т.п.), есть кнопки симуляции и кнопка "Key Pad". Первая позволяет отладить программу на инженерных языках, даже не имея самого контроллера, а вторая при этом полностью эмулирует поведение LCD дисплея контроллера, в том числе при манипуляциях с кнопками управления.

При работе с языком Ladder доступны не только стандартные булевские операции, но и вызов функциональных блоков, которые в тексте программы показываются в виде "катушек".

Использование функций сравнения со значением часов реального времени позволяет настроить программу на выполнение определенных действий в нужные моменты. Например, включать что-то через час или каждую пятницу.

Проект может содержать до 17 пользовательских экранов.

Библиотека содержит 7 различных типов таймеров (с отдельным входом сброса и без, с задержкой по включению и выключению и т.п.), 8 типов счетчиков (нарастающий, убывающий, с сохранением и т.п.), 5 типов компараторов (больше, меньше, диапазон и т.п.). Функции информационного обмена позволяют соединяться с 8-ю другими контроллерами и пересылать им данные по сети RS-485.

Невзирая на небольшой размер дисплея и ограниченные возможности клавиатуры, всегда есть возможность программирования или редактирования ранее сохраненной программы в контроллере посредством LCD дисплея и клавиатуры.

Разработчики предоставили возможность пользователям защищать свои наработки путем ввода пароля на редактирование проекта. В качестве примера применения контролера DURUS для несложных задач управления и демонстрации приемов программирования, рассмотрим следующую задачу.

Необходимо обеспечить управление аппаратом, в котором производится нагрев и смешение компонентов. Если нажата кнопка "Пуск" (I3) и не нажата кнопка "Стоп" (I4) , то открывается клапан Q1 и продукт наполняет аппарат. После достижения верхнего уровня (вход I2) клапан
набора закрывается. Одновременно начинается стадия нагрева (открывается клапан подачи пара Q3). После достижения продуктом заданной температуры – клапан Q3 закрывается и на 2 минуты включается мешалка (выход Q4). По истечении времени перемешивания, мешалка выключается и продукт сливается (клапан Q2). Когда срабатывает датчик нижнего уровня (I1), цикл повторяется.

Наиболее удобно, эта задача решается на языке релейно-контактных схем.

Выше приведены примеры программирования на языке Function Blocks среды Durus Development Software и экран отладки проекта с помощью симулятора в режиме “Key Pad”.

Таким образом, DURUS, этот небольшой по размерам, но достаточно "продвинутый" по возможностям контроллер нижнего уровня, совмещает в себе, на первый взгляд, несовместимые вещи – известное имя мирового бреэнда и невысокую стоимость. Посудите сами, цена на контроллер в Киеве стартует с отметки чуть больше 70 евро (за ПЛК с 10 входами/выходами, без LCD-экрана и клавиатуры, и без возможности расширения). Самый "топовый" образец DURUS (20 DI/DO, 4 AI, расширяемый до 44 каналов ввода/вывода, LCD-экран и клавиатура, поддержка Modbus Slave, высокоскоростных счетчиков и ШИМ) обойдется заказчику в 150 евро. Инструментальное ПО для контроллера также нельзя назвать дорогим – всего лишь 30 евро! Кроме этого, GE Fanuc предлагает ознакомиться с особенностями контроллера через приобретение начальных комплектов, которые содержат для этого все необходимое – сам контроллер в различных комбинациях ввода/вывода, инструментальное ПО и кабель связи с ПК. Стоимость таких начальных комплектов составляет от 80 до 130 евро. Каждый из специалистов, кто ориентируется в ценах на контроллеры, сможет подтвердить, что стоимостные параметры DURUS находятся на уровне самых доступных ПЛК на рынке.