Контроллеры и модули ввода/вывода серии G

Что входит в cистемы ввода-вывода серии G

Как устроена станция ввода-вывода серии G

Внутри станции ПЛК или сетевой адаптер обменивается данными с подключёнными модулями по внутренней шине G-Bus. Через неё передаются входные и выходные данные, диагностическая информация и системное питание 5 В для электронной части модулей. Полевое питание используется для входных и выходных цепей, датчиков и исполнительных устройств.

Модули соединяются между собой боковыми контактами и образуют общую сборку. Для передачи данных между соседними устройствами не требуется отдельная кабельная разводка. Полевые сигналы подключаются через съёмные клеммные блоки RTB или разъёмы IDC и ERNI, в зависимости от исполнения модуля.

При использовании ПЛК программа управления выполняется непосредственно в головном устройстве серии G. ПЛК получает значения входных каналов по G-Bus, обрабатывает их и передаёт рассчитанные значения выходным модулям.

Если станция построена на сетевом адаптере, обработку данных выполняет внешний ПЛК. Адаптер принимает команды от головного контроллера по выбранному промышленному протоколу и передаёт их модулям серии G. В обратном направлении он собирает состояния входов и отправляет их в ПЛК.

Промышленные контроллеры серии G

ПЛК серии G используются как самостоятельные контроллеры для управления станками, производственными установками и отдельными участками технологического процесса. Контроллер одновременно выполняет пользовательскую программу, обслуживает подключённые модули ввода-вывода и обеспечивает обмен данными с другими устройствами АСУ ТП.

Модели с исполнительной средой CODESYS 3.5 программируются на языках стандарта IEC 61131-3: LD, FBD, ST, SFC и IL. В зависимости от исполнения контроллеры поддерживают Modbus TCP/UDP, Modbus RTU, OPC DA, OPC UA, MQTT, SNMP, работу с SQL и web-визуализацию CODESYS WebVisu.

Набор протоколов и дополнительных функций зависит от конкретной модели. Например, наличие Ethernet-разъёма не означает автоматическую поддержку OPC UA или WebVisu, поэтому эти параметры необходимо проверять при выборе ПЛК.

Сетевые адаптеры серии G

Сетевой адаптер, или каплер, устанавливается в начале удалённой станции и связывает её с головным контроллером. Такой вариант используется, когда основная программа уже выполняется в ПЛК, промышленном компьютере или другой системе управления, а рядом с оборудованием требуется разместить дополнительные входы и выходы.

В серии G представлены адаптеры для Modbus TCP/UDP, Modbus RTU/ASCII, PROFINET IO, EtherCAT, EtherNet/IP, PROFIBUS, DeviceNet, CANopen, CC-Link, CC-Link IE и BACnet/IP. Адаптеры работают как ведомые устройства. Они не требуют разработки отдельной пользовательской программы, но должны быть настроены в соответствии с используемым протоколом и конфигурацией модулей.

Компактные адаптеры GL предназначены для сравнительно небольших станций. Адаптеры GN рассчитаны на более крупные узлы и в зависимости от модели позволяют подключать до 32 или 63 модулей. При выборе учитывают не только протокол, но также допустимое количество модулей, размер входных и выходных данных и возможности головного ПЛК.

Модули ввода-вывода серии G

Для серии G выпускается более 90 моделей модулей. Это позволяет собрать станцию под конкретный состав сигналов, не устанавливая лишние каналы.

• Дискретные входы используются для сигналов 5, 12 и 24 В DC, а также 120 и 240 В AC. Доступны модули Sink, Source, универсальные исполнения, входы NAMUR и модули для датчиков приближения.
• Дискретные выходы выпускаются с транзисторными выходами Sink и Source, а также с электромеханическими реле. Количество каналов и допустимый ток нагрузки зависят от модели.
• Аналоговые входы принимают сигналы 0–20, 4–20 и ±20 мА, а также различные диапазоны напряжения. Отдельные модули предназначены для термопар, термосопротивлений и тензодатчиков.
• Аналоговые выходы формируют унифицированные токовые и потенциальные сигналы для регуляторов, преобразователей, приводов и другого оборудования.
• Специальные модули применяются для высокоскоростного счёта, подключения энкодеров, обмена по последовательным интерфейсам, формирования импульсов и управления шаговыми двигателями.

Модули имеют светодиодную индикацию состояния и выпускаются с разными вариантами полевого подключения. Съёмные клеммные блоки позволяют отсоединить электронный модуль, сохранив проводку на клеммнике. При этом горячая замена оборудования серии G не поддерживается: перед снятием модуля необходимо выполнить предусмотренное документацией отключение.

Системное и полевое питание

ПЛК и сетевые адаптеры серии G имеют встроенный источник системного питания для электронной части подключённых модулей. Доступный ток зависит от модели головного устройства. При расчёте станции необходимо сложить потребление всех модулей и сравнить результат с допустимым током внутренней шины.

Если мощности встроенного источника недостаточно, перед следующей группой устанавливают GT-7511. Модуль формирует дополнительный участок системного питания 5 В с током до 1 А. Он увеличивает доступную мощность, но не изменяет ограничение головного устройства по количеству подключаемых модулей.

Для разделения полевой цепи и подключения отдельного источника используется GT-7641. Он позволяет сформировать новую потенциальную группу для следующих модулей. GT-7641 не преобразует напряжение: на новый участок поступает напряжение подключённого внешнего источника.

Настройка станции в I/O Guide Pro

Подобрать и предварительно проверить конфигурацию серии G можно в программе I/O Guide Pro. Утилита позволяет собрать станцию в онлайн- или офлайн-режиме, проверить совместимость модулей, рассчитать размеры узла и потребление по системной шине, а также сформировать адресную карту.

При подключении к оборудованию программа показывает состояние станции, параметры модулей и текущие значения каналов. Для сетевых адаптеров доступны функции поиска устройств и первоначальной настройки сетевых параметров.