Применение логических модулей ELM для управления технологическими установками термоциклирования

Колесников Вадим  
Рязанцев Роман  
Щербина Евгений  

Для устранения недостатков традиционной схемы управления технологическими установками термоциклирования была разработана новая система управления на основе логического модуля ELM07/001 [1].

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

• управление освещением и климатическими системами зданий, световой рекламой;
• использование в системах управления дверями, воротами, насосами, компрессорами, установками, станками;
• обработка сигналов для систем управления технологическими процессами высшего уровня;
• замена устаревших узлов или плат, реле времени, реле напряжения, реле уровня в эксплуатируемых системах автоматики;
• автоматическое регулирование и индикация температуры, давления и иных физических величин. Как известно, при производстве приборов для измерения, контроля, управления, а также электронных компонентов необходимы испытания во включенном состоянии при различных температурах окружающей среды. Как правило, при пониженной (относительно нормальной) температуре производятся выборочные периодические испытания, а при повышенной температуре — выдержка 100% изделий в течение нескольких десятков часов. Так как разные типы продукции требуют различных параметров выдержки, в реальном производстве одновременно длительное время включены несколько установок.

Традиционно схема управления такого типа установок строится на основе промышленных индикаторов — регуляторов температуры (рис. 1).

Эта схема обладает определенными недостатками:

• нет возможности дистанционно отслеживать работу установки и оперативно вмешиваться в нее;
• нет возможности автоматически изменять режимы во времени;
• отсутствует память параметров испытания для различных типов приборов;
• большой объем механических и электромонтажных работ при производстве установки.

Для устранения указанных недостатков была разработана новая система управления на основе логического модуля ELM (рис. 2). Алгоритм одной из возможных программ работы логического модуля в составе этой системы представлен на рис. 3. Программа (рис. 6) осуществляет:

• поддержание и регулирование температуры в объеме установки;
• аварийное отключение и индикацию при превышении заданного значения температуры, при выходе из строя нагревателя или элемента его коммутации, при отсутствии циркуляции воздуха, при перегреве двигателя;
• управление работой, ручной пуск и останов.

Использование логического модуля ELM07/001 позволяет применить сетевой многоканальный пользовательский интерфейс на основе физического интерфейса RS-485, контролирующий работу нескольких установок на расстоянии более километра, а в случае необходимости оперативно изменять и перезагружать программы работы и производить дистанционную диагностику приборов с удаленного компьютера.

Наличие встроенных часов в логическом модуле добавило возможность программного изменения режимов работы в реальном времени. Например, периодическое термоциклирование (циклы нагрев-остывание), включение-отключение, изменение параметров электропитания испытываемых приборов (термотокотренировка) можно привязывать к моментам реального времени.

Наличие трех аналоговых и пяти дискретных входов логического модуля позволило реализовать пропорциональный трехканаль-ный регулятор температуры, упростить электрическую схему установки, дополнительно ввести контроль и индикацию различных параметров (сравните рис. 1 и 2). Монтаж компонентов системы на DIN-рейку снижает затраты на изготовление. Графический ЖК-индикатор (с подсветкой) логического модуля позволяет обслуживающему персоналу быстро убедится в нормальной работе или диагностировать неисправность системы.

На разработку электрической схемы, программы, сборку, монтаж в установку и отладку системы обладающий общими познаниями в программировании инженер-схемотехник затратил менее сорока рабочих часов. Для этого ему понадобились кусачки, отвертка и компьютер с установленной на нем средой программирования ELM PRO. ELM PRO облегчает работу, когда разработка электрической схемы и программы производятся одним лицом, инженером-схемотехником: снижает затраты времени квалифицированного программиста при разработке систем на основе логических модулей.

ELM PRO — интегрированная среда разработки программного обеспечения из комплекта поставки модулей серии ELM06-07/xxx. Она включает в себя все необходимое для создания, редактирования, трансляции, загрузки и отладки программ:

• стандартный интерфейс Windows;
• полнофункциональный редактор исходных текстов с выделением синтаксических элементов цветом;
• организатор проекта, встроенную справочную систему;
• программный симулятор прибора для отладки программ без использования аппаратных средств.

Среда разработки подобна аналогичным средам сквозного проектирования для Windows (рис. 4). Транслятор переводит программу на ассемблере в двоичный код, пригодный для записи в логический модуль. Язык ассемблера содержит 23 инструкции и 3 директивы, но этого достаточно, чтобы написать довольно сложную по функциональности исполняемую программу. Команды ассемблера приведены на рис. 5.

Отладчик-симулятор позволяет моделировать все особенности модулей серии ELM06-07/xxx без наличия аппаратных средств. Можно использовать его для проверки и отладки прикладной программы прежде, чем будут изготовлены аппаратные средства. При этом моделируются внешний ввод-вывод, аналоговые входы и выходы, таймеры и часы, прерывания, а также состояния внутренних регистров прибора и ОЗУ.

Программатор имеет возможность не только записи, считывания и проверки (верификации) полученной транслятором исполняемой программы, но и возможность управления и настройки основных параметров логических модулей в сетевом режиме, таких, как сетевой адрес, скорость обмена, строка в памяти прибора, режим запуска и идентификационный номер. Также возможна синхронизация текущего времени прибора со временем управляющего компьютера.

Полное описание логических модулей, примеры использования, среда ELM PRO доступны на сайте www.orel.ru/elm.

Логические модули серии ELM — современный, удобный и надежный компонент относительно несложных систем автоматики. Прямой диалог изготовителя с заказчиком позволяет постоянно совершенствовать как логические модули, так и входящее в комплект поставки программное обеспечение.

Литература

1. Колесников В., Рязанов Р., Щербина Е. Логические модули ELM // Компоненты и технологии. 2004. № 1.

Скачать статью в формате PDF  

Другие статьи по данной теме:

• Применение осциллографов для визуализации протокола JTAG
• Твердотельные ионисторы: новые серии, параметры и характеристики
• Системы рентгеновского контроля компании Pony Industry
• Основы систем управления версиями файлов на примере Subversion (SVN). Часть 2
• Продукция компании SICK AG. Автоматизация производства и автоматизация процессов
• «Умная теплица» на базе ISaGRAF введена в эксплуатацию НПО «АвтоматикА»
• Проблемы перехода к FPGA семейства Spartan-3
• Использование различных типов памяти при проектировании учебного микропроцессорного ядра для реализации в базисе ПЛИС

Сообщить об ошибке