KA-S71200-IO-Simulator (PL)
From Kamamilabs.com - Wiki
Opis
KA-S71200-IO-Simulator to kompletny zestaw symulujący otoczenie typowego sterownika PLC z rodziny Siemens S7-1200.
Zestaw KA-S71200-IO-Simulator składa się z dwóch płytek:
- wejściowej, wyposażonej w elementy tworzące środowisko pracy sterownika PLC (z rodziny Siemens S7-1200), w którym zintegrowano cyfrowe i analogowe elementy wejściowe oraz zasilacz DC/DC zapewniający odpowiednie napięcia zasilające obwodom elektronicznym,
- wyjściowej z diodami elektroluminescencyjnymi (LED), który zapewnia monitorowanie stanów wyjść sterownika PLC (z rodziny Siemens S7-1200). Dzięki wbudowanym specjalnym driverom LED firmy Nexperia świecą one ze stałą jasnością niezależnie od ewentualnych wahań napięcia zasilającego.
Przy użyciu zestawu KA-S71200-IO-Simulator jest możliwe zweryfikowane działania programu napisanego dla PLC poprzez podanie:
- na wejścia cyfrowe odpowiednich stanów logicznych za pomocą wbudowanych przełączników,
- na wejścia cyfrowe impulsów z wbudowanego w zestaw enkodera AB,
- na wejścia analogowe (ADC) napięć z wbudowanych: sensora oświetlenia, sensora temperatury oraz potencjometra,
- na wejście analogowe (ADC) napięcia z wyjścia konwertera mostka Wheatstone’a (np. do tensometra),
- na wejścia analogowe (ADC) napięć z zewnętrznych sensorów, np. odległości, prędkości obrotowej wału, czujników położenia z wyjściami analogowymi.
Stany wyjść cyfrowych są monitorowane za pomocą diod LED.
Zestaw jest szczególnie polecany automatykom i osobom uczącym się programowania sterowników PLC, chcącym przetestować pisane aplikacje bez mozolnego podłączania wszystkich wymaganych czujników.
| Uwaga!
Zestaw jest przeznaczony do współpracy ze sterownikami z rodziny Siemens S7-1200 o maksymalnej liczbie wejść cyfrowych/analogowych 8/2 oraz maksymalnie 6 wyjściach cyfrowych (w wersjach DC/DC/REL i DC/DC/DC). Działanie zestawu zweryfikowano ze sterownikami: CPU1211C DC/DC/DC (dostępne w ofercie promocyjnej: 6ES7211-1AE40-0XB0 oraz promocyjnej dla edukacji: 6ES7211-1AE40-0XB0) oraz CPU1212C (6ES7212-1AE40-0XB0). W przypadku chęci użycia zestawu z innym modelem sterownika z rodziny Siemens S7-1200 należy zweryfikować kompatybilność zestawu z nim. |
|---|
Podstawowe cechy i parametry KA-S71200-IO-Simulator
Zestaw jest przystosowany do zasilania napięciem 24VDC z tolerancją równą tolerancji wewnętrznych zasilaczy PLC.
Zestaw jest przeznaczony do współpracy ze sterownikami z rodziny Siemens S7-1200 o maksymalnej liczbie wejść cyfrowych/analogowych 8/2 oraz maksymalnie 6 wyjściach cyfrowych (w wersjach DC/DC/REL i DC/DC/DC).
Moduł wejściowy:
- Moduł dedykowany dla sterowników PLC z rodziny Siemens S-1200
- Zalecane sterowniki PLC:
- CPU1211C DC/DC/DC (6 wejść/4 wyjścia)
- CPU1211C DC/DC/REL (6 wejść/4 wyjścia)
- CPU1212C DC/DC/DC (8 wejść/6 wyjść)
- CPU1212C DC/DC/REL (8 wejść/6 wyjść)
- Obsługuje w PLC 8 kanałów cyfrowych DI.x oraz 2 kanały analogowe AI.x
- Wyposażony w złocone styki, zapewniające dobry kontakt ze złączami śrubowymi sterownika
- Pozwala na symulację sensorów cyfrowych za pomocą dwupozycyjnych przełączników dźwigniowych
- Ma wbudowany dwukierunkowy, dwufazowy enkoder obrotowy AB
- Pozwala na testowanie możliwości przetwornika ADC wbudowanego w PLC dzięki wbudowanym:
- konwerterowi mostka Wheatstone’a (np. do tensometra, wzmocnienie 1000V/V)
- czujnikowi temperatury MCP9700, o napięciu wyjściowym przeskalowanym do zakresu pomiarowego PLC (+5~+105°C)
- potencjometrowi (zakres napięć podawanych na wejście PLC: 0…10VDC)
- fotorezystorowi (zakres napięć podawanych na wejście PLC: 0…10VDC)
- złączom zewnętrznych czujników z wyjściami analogowymi (maksymalna wartość napięcia na Ext1 lub Ext2 wynosi 10VDC)
- Ma złącza śrubowe, pozwalające na łatwe dołączenie zasilania 24 V DC oraz zewnętrznych czujników (wyprowadzone napięcia stabilizowane do zasilania zewnętrznych czujników: +24VDC i +10VDC)
- Dzięki tulejkom (znajdującym się w zestawie), moduł nie nadwyręża złącz śrubowych sterownika
Moduł LED:
- Moduł przystosowany do współpracy z PLC z wyjściami RLY lub DC (wybierane przełącznikami)
- Pozwala na prezentację stanów do 6 wyjść cyfrowych DQ.x
- Wyposażony w złocone styki, zapewniające dobry kontakt ze złączami śrubowymi sterownika
- Ma złącze śrubowe, pozwalające na łatwe dołączenie zasilania 24 VDC
Działanie zestawu zweryfikowano ze sterownikami:
|
Wyposażenie standardowe
| Kod | Opis |
|---|---|
| KA-S71200-IO-Simulator |
|
Sposób połączenia modułów zestawu KA-S71200-IO-Simulator z PLC
KA-S71200-IO-Simulator dołączony do sterownika CPU1211C DC/DC/DC
Złącza śrubowe (zasilanie)
Płytkę wejściową wyposażono w cztery złącza śrubowe służące do przekazywania zasilania, płytka LED ma dwa takie złącza. Styki oznaczone "L+" i "M" służą do podłączenia i przekazywania zasilania między modułami. Podwójne złącze śrubowe po lewej stronie pozwala na:
- [górne] - dołączenie zasilania do modułu symulatora i jednocześnie zasilenia sterownika PLC
- [dolne] - przekazanie zasilania do modułu LED przy użyciu przewodów
Złącza śrubowe (tensometr, mostek Wheatstone’a)
Zestaw wyposażono w zintegrowany kondycjoner tensometra, który konwertuje sygnał z mostka pomiarowego do napięcia z zakresu 0...10VDC.
Tensometr lub inny sensor z wyjściem różnicowym powinien być dołączony do zacisków IN+ i IN- oraz linii zasilających +5V i M.
Wzmocnienie toru kondycjonera wynosi 1000V/V. W stanie równowagi mostka napięcie na wyjściu kondycjonera wynosi +5V, co umożliwia dwukierunkowy pomiar sił (w przypadku tensometra) lub innych wielkości.
Złącza śrubowe (sensory zewnętrzne)
Płytkę wejściową zestawu wyposażono w zestaw złącz śrubowych umożliwiających dołączenie do testowanego PLC zewnętrznych czujników z wyjściami analogowymi.
Wejścia Ext1 i Ext2 nie są wyposażone w kondycjonery, napięcia na nie podawane są podawane bezpośrednio do wejść analogowych PLC:
- Ext1 – do wejścia AI.0, jeżeli selektor SEL AI.0 jest w pozycji Ext1,
- Ext2 – do wejścia AI.1, jeżeli selektor SEL AI.1 jest w pozycji Ext2.
| Styk | Opis |
|---|---|
| Ext2 | Wejście analogowe czujnika zewnętrznego, napięcie jest podawane na wejście PLC AI.0 (jeżeli selektor SEL AI.0 jest w pozycji Ext1).
Zakres napięć wejściowych 0…10VDC. |
| L+ (O) | Wyjście napięcia +24VDC z zasilacza zasilającego sterownik. |
| M | Masy zasilania. |
| Ext1 | Wejście analogowe czujnika zewnętrznego, napięcie jest podawane na wejście PLC AI.1 (jeżeli selektor SEL AI.1 jest w pozycji Ext1).
Zakres napięć wejściowych 0…10VDC. |
| +10V | Wyjście stabilizowanego napięcia +10VDC z zasilacza wbudowanego w zestaw.
Maksymalna obciążalność 100 mA. |
Przełączniki na płytce wejściowej
Płytka KA-LOGOS71200-IO-Simulator wyposażona została w przełączniki dźwigniowe o oznaczeniu DI.0..DI7, ustawiające wybrany stan cyfrowy „0” lub „1” na poszczególnych wejściach cyfrowych DI.x sterownika PLC.
| Uwaga! W przypadku korzystania ze sterownika CPU1211, który ma 6 wejść, przełączniki dźwigniowe DI.6 i DI.7 nie będą wykorzystane. |
|---|
Selektory SEL DI.0 i SEL DI.1 służą do dołączania do linii wejściowych DI.0 oraz DI.1 przełączników dźwigienkowych DI.0 i DI.1 lub wyjść enkodera – odpowiednio dołączono:
- DI.0 - kanał A enkodera
- DI.1 – kanał B enkodera
Selektory SEL AI.0 i SEL AI.1 służą do wybrania źródła sygnału podawanego na wejścia AI:
- SEL AI.0 umożliwia wybór pomiędzy czujnikami:
- Wbudowanym AFE tensometra/czujnikiem temperatury
- Wejściem czujnika zewnętrznego Ext1
- SEL AI.1 umożliwia wybór pomiędzy czujnikami:
- Czujnikiem światła/potencjometrem
- Wejściem czujnika zewnętrznego Ext1
| Przełącznik | Pozycja | Opis |
|---|---|---|
| DI.0…DI7 | 0 | Stan logicznego „0” na odpowiedniej linii DI.x |
| 1 | Stan logicznej „1” na odpowiedniej linii DI.x | |
| SEL AI.0 | Tensometer/t | Do wejścia AI.0 można dołączyć wyjście kondycjonera tensometra lub wyjście analogowego czujnika temperatury |
| Ext1 | Do wejścia AI.0 jest dołączony zacisk Ext1 konektora śrubowego sensora zewnętrznego | |
| SEL AI.1 | L/V | Do wejścia AI.0 można dołączyć wyjście czujnika oświetlenia lub suwak potencjometra |
| Ext2 | Do wejścia AI.1 jest dołączony zacisk Ext1 konektora śrubowego sensora zewnętrznego | |
| Selektor sensorów | Tensometer | Do selektora SEL AI.0 jest dołączone wyjście kondycjonera tensometra |
| t | Do selektora SEL AI.0 jest dołączone wyjście analogowego czujnika temperatury | |
| Selektor sensorów | Light | Do selektora SEL AI.1 jest dołączone wyjście sensora oświetlenia |
| Volt | Do selektora SEL AI.1 jest dołączony suwak potencjometra | |
| SEL DI.0 | IO | Do wejścia DI.0 sterownika jest dołączony przełącznik DI.0 |
| Ch-A | Do wejścia DI.0 sterownika jest dołączone wyjście kanału A enkodera | |
| SEL DI.1 | IO | Do wejścia DI.1 sterownika jest dołączony przełącznik DI.1 |
| Ch-B | Do wejścia DI.1 sterownika jest dołączone wyjście kanału B enkodera |
Czujnik temperatury
Na płytce wejściowej znajduje się czujnik temperatury z wyjściem analogowym (MCP9700AT-E/TT ze wzmacniaczem 10V/V). Napięcie na wyjściu wzmacniacza dla zakresu pomiarowego +5…+105°C mieści się w zakresie 0…10VDC.
Czujnik światła
Na płytce wejściowej znajduje się czujnik natężenia światła z wyjściem analogowym. Napięcie na jego wyjściu zmienia się w zakresie 0…+10VDC, jego wartość zwiększa się wraz ze wzrostem natężenia światła padającego na sensor.
Enkoder
Płytkę wejściową wyposażono w dwufazowy enkoder AB, który za pośrednictwem układu formującego (przerzutnik Schmitta) dostarcza sygnały na wejścia PLC:
- DI.0 - kanał A enkodera
- DI.1 – kanał B enkodera
Stany wyjść A i B enkodera są monitorowane za pomocą dwóch diod LED.
Enkoder jest dołączany do PLC za pomocą selektorów SEL DI.0 i SEL DI.1.
Płytka wyjściowa (monitor stanu wyjść)
W zależności od stanu selektorów zainstalowanych na płytce wyjściowej, jej konfiguracje można dostosować do sterowników PLC z wyjściami tranzystorowymi (DC/DC/DC) lub przekaźnikowymi (DC/DC/REL).
W zależności od typu wyjść, funkcje LED monitorujących zmieniają zgodnie z opisami umieszczonymi na płytce modułu.
| Uwaga! W przypadku korzystania ze sterownika CPU1211, który ma 4 wyjścia, diody monitorujące stany wyjść DO.4 i DO.5 nie będą wykorzystane. |
|---|
Program testowy
Udostępniamy prosty program testowy przygotowany w środowisku TIA Portal 15.1 w wersjach na sterowniki CPU1211C oraz CPU1212C.
Program umożliwia przetestowanie wszystkich elementów peryferyjnych zestawu, rolę selektorów testu spełniają przełączniki DI.4 i DI.5 zgodnie z tabelą poniżej.
Testy funkcjonalne zawarte w programie testowym
| DI.4 | DI.5 | Test |
|---|---|---|
| 0 | 0 | Weryfikacja poprawności działania nastawników wejściowych DI.x (x=0..5) |
| 0 | 1 | Weryfikacja działania sensora światła i potencjometru (wejście AI.1) |
| 1 | 0 | Weryfikacja działania mostka Wheatstone’a i sensora temperatury (wejście AI.0) |
| 1 | 1 | Weryfikacja działania enkodera |
Szczegółowy opis testów jest dostępny w dokumentacji.
Tuleje dystansowe
Znajdujące się w zestawie dwie tuleje dystansowe należy zamontować do płytki KA-S71200-IO-Simulator, by zapobiec powstawaniu naprężeń płytki (i wiążącej się z tym, nadmiernej eksploatacji złącz śrubowych sterownika) podczas obsługi modułu.