CC BY
2УДК 681.5.017
А.А. Забелин
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: zabelinaleksandr.kam@gmail.com
ОБЗОР ОСНОВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОГРАММИРУЕМОГО ЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЛЕРА «ОВЕН ПЛК-63»
Современный рынок электротехнических устройств предлагает широкий выбор оборудования, позволяющий удовлетворить потребности заказчика в организации и ведении своего хозяйства. Начиная от проектирования и заканчивая монтажом систем электроснабжения, распределения электроэнергии между потребителями необходимо подбирать электрооборудование согласно номинальным режимам работы тех или иных устройств и механизмов. Но если на предприятии имеется вероятность перехода оборудования в аварийный режим работы, пусть даже и кратковременный? Такие сценарии чаще всего являются не редкими исключениями, а постоянными явлениями. Человек, ввиду своих ограниченных возможностей, не может находиться в двух разных местах одновременно и оперировать взаимосвязанными процессами. Современные предприятия развиваются с течением времени, наращивая мощности и увеличивая выпуск продукции. Но с ростом продуктивности предприятия возникает и потребность организовать новые рабочие места для людей, пусть даже эти места и не требуют определенной квалификации от работника. Какие-то процессы можно организовать как постоянное рабочее место, другие же можно и автоматизировать.
Ключевые слова: автоматизация, ПЛК, эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики.
A.A. Zabelin
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003 e-mail: zabelinaleksandr.kam@gmail.com
OVERVIEW OF THE MAIN FUNCTIONALITY OF THE PROGRAMMABLE LOGIC
CONTROLLER "OVEN PLC-63"
The modern market of electrical devices offers a wide range of equipment that allows to satisfy the customer's needs in organizing and running their business. Starting from the design and ending with the installation of power supply systems and the distribution of electricity between consumers, it is necessary to select electrical equipment according to the nominal operating modes of certain devices and mechanisms. But what if there is a possibility that equipment will go into emergency mode at an enterprise, even if it's short-term? Such scenarios are most often not rare exceptions, but constant phenomena. A person, due to his limited capabilities, cannot be in two different places at the same time and operate with interrelated processes. Modern enterprises are developed, increasing capacity and increasing production output. But with the growth of enterprise productivity, the need to organize new jobs for people arises too, even if these jobs do not require certain qualifications from the employee. Some processes can be organized as a permanent workplace, while others can be automated.
Key words: automatization, PLC, operation of ship electrical equipment and automation equipment.
Разработка современных систем, будь то системы пожарной сигнализации или система осушения танков на судах, в последние годы предполагает все большее внедрение автоматизированного контроля и управления. По своей сути эти нововведения образуют сами из себя новую систему - систему автоматического контроля и управления. Подобные системы устанавливаются «поверх» систем исполнительных механизмов, локализуя, к примеру, информацию показаний приборов в одном месте.
Если одно только измерение, применимое к агрегату, покажется недостаточным, можно организовать дистанционное управление и контроль за работой в автоматическом режиме.
Подобные системы организуются благодаря программируемым логическим контроллерам (ПЛК) (рис. 1).
Системы автоматического управления (САУ) могут быть разделены по функциональному назначению на локальные, групповые, информационные, координирующие и комплексные [1]. Каждая из систем по функциональному назначению определяется для управления или контроля определенного технологического объекта или совокупности объектов. К примеру, локальная САУ регулирования напряжения судового генератора следит за состоянием выходного напряжения на зажимах генератора и при изменении контролируемого параметра позволяет восстановить его до номинального значения.
Ранее было оговорено, что современный рынок предлагает на выбор большой ассортимент электротехнических устройств. Эти устройства подбираются в зависимости от назначения и исполнения. Имеются и многофункциональные устройства, содержащие в себе дополняющие и расширяющие диапазон рабочих характеристик элементы [2, 3].
Рассматривать и сравнивать характеристики даже основных ПЛК от ведущих российских производителей в рамках данной научной исследовательской статьи не представляется необходимым. Но стоит отметить, что характеристики и параметры ПЛК подбираются индивидуально, удовлетворяя запросы по автоматизации тех или иных технологических процессов. В данной научной исследовательской статье кратко освещены основные характеристики программируемого логического контроллера от российского производителя «ОВЕН» ПЛК-63 (рис. 2), который является основным объектом будущего дипломного проекта автора по разработке учебного лабораторного стенда [4].
Основная информация, предназначенная для ознакомления с устройством, конструкцией, работой или техническим обслуживанием, представлена в руководстве по эксплуатации оборудования [5]. ПЛК-63 может быть использован как устройство управления локализованным объектом, устройство мониторинга объекта, устройство мониторинга и управления.
В зависимости от назначения контроллер комплектуется различными выходными устройствами. Тип и количество этих устройств, установленных в используемом оборудовании, отмечается на боковой панели самого контроллера и представляет из себя комбинацию значений следующего образца: ПЛК-63-РРРРИИ^. После названия прибора через тире идет последовательное обозначения выходного устройства. Буква «Р» обозначает электромагнитное реле, оптопара маркируется под буквой «К», твердотельное реле «Т» и цифроаналоговые преобразователи напряжения и тока как «И» и «У» соответственно. Крайние латинские буквы и «М» означают объем памяти для ввода и вывода информации, для первой 300 байт и 600 для второй.
Управление объектами автоматизации определяется потребителем в процессе программирования контроллера. CoDeSys является средой программирования контроллера ПЛК-63, и его версия зависит от устройства. В данной среде пользователь задает параметры, которые ПЛК будет контролировать, а также создавать сценарии (алгоритмы) работы, если требуется управление над объектом автоматизации.
Компания «ОВЕН» предлагает на своем сайте www.owen.ru документацию по программированию всех линеек устройств при работе с программным обеспечением CoDeSys и проводит курсы повышения квалификации специалистов в области автоматизации процессов. В предлагаемой структурной схеме (рис. 3) рассматривается один из способов подключения периферических устройств и указаны взаимосвязи между ними и ПЛК.
Рис. 1. Программируемый логический контроллер компании«Элсима»
Рис. 2. Программируемый логический контроллер ПЛК 63
ПЛК-63 воздействует на объекты управления на основе заложенной ранее пользовательской программы. Благодаря протоколу передачи данных К8-232, к контроллеру может быть подключен внешний компьютер, который позволит осуществить программирование сценариев ПЛК через среду СоОе8у8. Аналоговые и дискретные входы позволяют считывать поступающие значения с датчиков и передавать их во встроенную программу ПЛК. Если есть необходимость следить за изменением состояния входных и (или) выходных значений, к контроллеру могут быть подсоединены дополнительные дисплеи по протоколу К8-485. В зависимости от заложенной программы контроллер в последнюю очередь отдает команды управления на исполнительные механизмы посредством аналоговых, дискретных или цифровых выходов, не прекращая при этом контроль параметров, поступающих на входы самого ПЛК. Предложенная схема (рис. 3) может только поверхностно познакомить с возможностью использования контроллера. Более подробные функциональные схемы разрабатываются индивидуально к объектам измерения или управления, некоторые из них представлены на сайте производителя с целью ознакомления.
Ниже в таблице кратко приведены основные характеристики ПЛК-63.
Краткие технические характеристики
Наименование Значение (свойства)
Общие сведения
Способ монтажа крепление на ОВД-рейку 35мм
Размеры устройства, мм 157х86х58
Масса, кг 0,5
Степень защиты корпуса (со стороны лицевой панели) 1Р20
Номинально заявленная наработка, ч 100 000
Номинальный срок службы, лет 8
Питание
Используемое напряжение питания, В:
постоянный ток от 155 до 290
переменный ток (47...63 Гц) от 100 до 250
Источник вторичного питания:
выходное напряжение, В 24±3
ток, мА, не более 180
Ресурсы и дополнительное оборудование
Процессор RISC-процессор на базе ядра ЛЯМ-7, 32 разряда, 50 МГц
Объем памяти хранения программ, кб 250
Объем памяти хранения ввода-вывода, байт от 300 до 600
Часы реального времени есть (встроенный аккумулятор CR2032)
Дисплей монохромный ЖКИ с подсветкой
Кнопки управления 6
Дискретные входы
Количество входов 8
Подключаемые входные устройства - контакты кнопок, выключателей, герконы, реле и т. п.; - датчики, имеющие на выходе транзистор р-п-р-типа; - дискретные сигналы 24±3 В
Аналоговые входы
Количество аналоговых входов 8
Тип подключаемых датчиков ТС, ТП, унифицированные сигналы тока или напряжения
Рис. 3. Структурная схема возможного подключения ПЛК
Окончание табл.
Наименование Значение (свойства)
Дискретные выходы (электромагнитное реле)
Количество релейных выходов от 1 до 6
Максимальный ток, коммутируемый контактами реле, А, не более - 1 (для переменного напряжения не более 250 В и еовф > 0,4) - 4 (для переменного напряжения не более 250 В и еовф > 0,8) - 4 (для постоянного напряжения не более 100 В)
Дискретные выходы (оптопары)
Количество выходных каналов от 1 до 5
Максимальный коммутируемый ток, мА, не более 400 (при напряжении не более 60 В постоянного тока)
Дискретные выходы (твердотельное реле)
Количество выходных каналов от 1 до 5
Максимальный коммутируемый ток, мА, не более 50
Аналоговые выходы (ЦАП напряжения)
Количество выходных каналов от 1 до 5
Диапазон выходного сигнала, В от 0 до 10
Аналоговые выходы (ЦАП тока)
Количество выходных каналов от 1 до 5
Диапазон выходного сигнала, мА от 4 до 20
Интерфейсы связи
Интерфейсы RS-485 для передачи данных и RS-232 для программирования
Режим работы интерфейсов Master - Slave
При заказе у изготовителя каждый ПЛК-63 может оснащаться различными комбинациями выходных устройств.
В заключение стоит отметить, что приведенная в данной научной статье информация о программируемом логическом контроллере не является исчерпывающей. Для более детальной и полной информации стоит обращаться к руководству пользователя изделия, а также по возможности проводить сравнительный анализ контроллеров, представленных разными производителями. Но даже приведенная информация может составить положительное мнение о многофункциональности устройства, разрабатываемого отечественной компанией «ОВЕН». В данный момент компания ведет политику открытого доступа к ресурсам и технической документации на все линейки устройств. Материалы от проектировщиков автоматизированных систем, располагающиеся также на сайте, доступны для ознакомления и вполне могут быть использованы при проектировании собственных систем. Отдельно стоит отметить возможность сотрудничества с высшими учебными заведениями: компания «ОВЕН» предлагает проводить курсы повышения квалификации и комплексного обучения при работе с устройствами.
Литература
1. Толстова Л.А. Системы управления энергетическими и технологическими процессами: Учебное пособие для курсантов (студентов) высших учебных заведений, обучающихся по специальности 26.05.07 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» очной и заочной форм обучения. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2019. - 133 с.
2. Белов О.А., Мясников Г.С. Внедрение комплексной защиты судовых асинхронных электроприводов // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Второй междунар. науч.-техн. конф. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2020. -С.73-76.
3. Белов О.А. Техническое обеспечение морских судов как фактор эффективной и безопасной эксплуатации морского транспорта // Техническая эксплуатация водного транспорта: проблемы и пути развития: Материалы Четвертой междунар. науч.-техн. конф. (25-26 ноября 2021 г.). -Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2022. - С. 5-9.
4. Забелин А.А. Перспектива использования учебных лабораторных стендов на основе программируемого логического контроллера «ОВЕН» // Молодежь. Наука. Инновации. - 2023. -Т. 1.- С. 357-362.
5. «ПЛК-63» Контроллер программируемый логический. Руководство по эксплуатации. [Электронный ресурс]. - URL: https://owen.ru/manuals.
