Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2004 №1

Логические модули ELM

Вадим Колесников  
Роман Рязанцев  
Евгений Щербина  

В современной российской технической периодике имеется большое количество описаний различных устройств управления — от реле автоматики до универсальных технологических контроллеров. Все эти устройства, как правило, состоят из типовых функциональных узлов: преобразователей уровней дискретных сигналов, АЦП, интерфейса связи с компьютером, системных часов, релейных выходов. Эти узлы вполне возможно объединить в логический модуль, а далее строить систему управления из этих модулей, конфигурируя их программно. Такой подход широко распространен в мире, а в последние годы и на российском рынке активно предлагаются семейства логических модулей Siemens LOGO!, Mitsubishi ALFA, Moeller EASY. В сочетании с модулями расширения эти устройства являются гибким средством для решения относительно несложных задач управления.

Применение логических модулей, в отличие от применения универсальных контроллеров или специализированных устройств управления, выгодно по ряду причин, особенно при разработке и производстве систем управления относительно небольших партий изделий. Например, на этапе разработки можно избавить разработчиков от рутинного проектирования печатных плат, корпуса, макетирования, отладки схемотехники, что позволит им сосредоточиться на функционировании разрабатываемого устройства, сократит сроки и стоимость разработки, повысит качество готового продукта. Уменьшение количества покупных изделий, унификация проводки и конструкции упрощает и удешевляет производство. Гибкость в построении системы из логических модулей позволяет, с одной стороны, минимизировать затраты, а с другой — при необходимости расширить действующую систему.

Различные типы логических модулей позволяют подобрать оптимальный вариант для широкого круга приложений:

  • управление освещением зданий, световой рекламой;
  • использование в системах управлением дверями, воротами, насосами, компрессорами, установками, станками;
  • обработка сигналов для систем управления технологическими процессами высшего уровня;
  • замена устаревших узлов или плат, реле времени, реле напряжения и реле уровня в эксплуатируемых системах автоматики;
  • автоматическое регулирование и индикация температуры, давления и иных физических величин.
Таблица
Таблица

Широкий ассортимент логических модулей и модулей расширения Siemens LOGO!, Mitsubishi ALFA, Moeller EASY, достоинства и примеры применения которых неоднократно описаны в периодической литературе, доступны на соответствующих сайтах. Почему же до сих пор российские конструкторы зачастую предпочитают создавать устройства управления для каждой конкретной разработки?

Применение импортных логических модулей в российских условиях осложнено не только языковым барьером, специфической квалификацией персонала, тяжелыми условиями эксплуатации, но, несмотря на широкий выбор, также и отсутствием сочетания необходимых параметров. Наряду с этим отсутствуют и отдельные опции, как правило, нет гальванической развязки между отдельными входами или выходами, нет часто необходимого токового входа 4–20 мА. Возможность программирования контроллера со встроенной клавиатуры в условиях российского предприятия иногда весьма не желательна. Предлагаемые в России импортные логические модули относятся к классу общепромышленных изделий. Для ряда потребителей существует и ценовой барьер.

Логические модули ELM разработаны и поддерживаются с учетом исторически сложившихся российских технических решений. Прямая связь между разработчиками собственно логических модулей, разработчиками приложений, инженерами по оборудованию позволяет эффективно решать вопросы их разработки и применения при минимуме номенклатуры. На этой основе отработаны конструктивные и программные решения и серийно выпускается ряд логических модулей (см. таблицу).

Конструкция

Простейшие логические модули ELM01/xxx — ELM05/xxx (программируемые реле) имеют внутреннюю структуру, изображенную на рис. 1. Схемы подключения наиболее популярных модулей ELM01/001 и ELM03/001 приведены, соответственно, на рис. 2 и 3. Внешний вид изображен на рис. 4.

Рис. 1
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 4

Логические модули ELM06/xxx, ELM07/xxx имеют внутреннюю структуру, изображенную на рис. 5 (схема подключения — на рис. 6). Внешний вид приведен на рис. 7.

Рис. 5
Рис. 5
Рис. 6
Рис. 6
Рис. 7
Рис. 7

Входы

  • Все дискретные входы ELM развязаны друг от друга и от основной схемы оптронами. Напряжение изоляции между входами — 1000 В.
  • Логические модули выпускаются с неполярными входами на 24 и 220 В. Максимальная частота переключения входов 10 Гц, если иное не оговорено при поставке. Например, для входов 24 В диапазон входных напряжений 0–28 В: диапазон 0–6 В — уровень логического «0»; диапазон 7–28 В — уровень логической «1».
  • Ток потребления дискретного входа не более 10 мА.
  • Аналоговые входы предназначены для работы с любыми преобразователями физических величин в унифицированный выходной сигнал 4–20 мА или 0–10 В. Аналоговые входы полярные, гальванически связаны между собой и землей процессора. Входной сигнал обрабатывается 10-разрядным АЦП.

Релейные выходы

  • Логические модули содержат от 4 до 8 узлов выхода, исполнительное устройство — электромеханическое реле. Напряжение изоляции между выходами — не менее 1000 В.
  • Пробивное напряжение между разомкнутыми контактами реле — не менее 1000 В.
  • Максимальный коммутируемый ток: 16 А при напряжении 250 В AC на активной нагрузке; 8 А при cosφ= 0,4; 16 А при напряжении до 30 В DC.

Питание

  • Потребляемая мощность — не более 10 Вт от внешнего или внутреннего источника.
  • Требования к внешнему источнику питания: постоянное напряжение 22–28 В, нестабилизированное, выходной ток — не менее 0,5 А, допустимые пульсации напряжения — не более 1,0 В.
  • Встроенный стабилизированный дополнительный источник питания предназначен для питания подключаемых к входам датчиков (24 В, 0–160 мА).
  • Встроенные часы реального времени, календарь до 2100 г.
  • Независимый внутренний источник питания часов — литиевая батарея 3 В.
  • Светодиодная индикация режимов (работа, останов, ошибка) для ELM01/ххх-ELM05/ххх.
  • Графический жидкокристаллический индикатор для ELM06/xxx, ELM07/xxx; установка параметров прибора через меню на графическом индикаторе кнопками лицевой панели, индикация состояния.
  • Режим временной остановки выполнения программы.
  • Максимальный объем загружаемой программы до 4 кслов.
  • Скорость обмена для интерфейсов RS-232, RS-485 — 9600 бит/с.
  • Установка на DIN-рейку.
  • Габариты — не более 110P100P80 мм. Степень защиты IP40.
  • Нормальное функционирование логического модуля в диапазоне температур от –10 до +50 °С.

Программирование

Программирование логических модулей осуществляется при помощи компьютера с установленной операционной системой Windows 98.

Простейшие логические модули ELM01/xxx-ELM05/xxx (программируемые реле) в качестве среды программирования используют программу ELM5.00.

Возможности программы:

  • встроенный поиск прибора на порте компьютера;
  • установка начальных значений работы прибора, часов-календаря;
  • редактор программ на русском языке и HELP;
  • компилирование и загрузка программы в прибор.

Имеется возможность создания и программирования: четырех независимых программных таймеров; четырех счетчиков от 0 до 65534; логических функций И, ИЛИ, триггеров. Пример простейшей программы приведен на рис. 8. При работе ELM01/001 под управлением данной программы выходы 1–4 включаются-выключаются четырьмя независимо работающими генераторами.

Рис. 8.
Рис. 8.

Логические модули ELM06/xxx, ELM07/xxx используют в качестве среды программирования программу ELM0.8.6.

Возможности программы ELM0.8.6 такие же, как и у ELM5.00, однако с целью их расширения редактор программ выполнен в виде ассемблера. Программа ELM0.8.6 также содержит встроенный симулятор, дизассемблер, установка/определение сетевого адреса, индивидуального номера и исполнения модуля, считывание загруженной программы пользователя.

Пример простейшей программы приведен на рис. 9. Этой программой попеременно включаются и выключаются выходы 1–4 и выходы 5–8, что и отображается на графическом дисплее прибора.

Рис. 1.

Комплект поставки

В комплект поставки любого количества логических модулей ELM входит все необходимое для его инсталляции и начала программирования: техническое описание и описание среды программирования на русском языке, кабель для подключения к компьютеру, конвертер RS232-RS485 (по запросу) и программное обеспечение. Также прилагаются примеры использования ELM — схемы и программы.

Развитие

В настоящее время для более полного удовлетворения запросов потребителей ведется работа по развитию технических параметров семейства логических модулей:

  • расширение диапазона рабочих температур (–40 до +55 °С);
  • создание модулей расширения различного назначения;
  • использование встроенных гальванически развязанных 16-разрядных АЦП;
  • применение перспективных интерфейсов, в том числе беспроводных;
  • создание редактора программ с графическим интерфейсом логических функций.

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке