Автоматизация дома. Часть 2.2. Оборудование

Вот и подошли мы к основной части об оборудовании, к продукции компании ОВЕН. Я вышел на продукцию этой компании совершенно случайно, когда искал информацию об Siemens LOGO! и Программируемых Логических Контроллераз (ПЛК). Началось с того, что я вбил в поиск строку «ПЛК» и после результатов Википедии и прочих информационных статей наткнулся на сайт http://owen.ru. Итак, начнем знакомство с контроллерами.

Программируемое реле ПР-200 — LOGO! с российским паспортом

Программируемое реле ПР-200

В асортименте компании ОВЕН есть несколько программируемых реле ПР-110, ПР-114 и ПР-200. Мы рассмотрим именно ПР-200, как самое «навороченное».

По сути это тот же Siemens LOGO! только российского производства. Хочу заметить, что ОВЕН называют это устройство не ПЛК, а Программируемым Реле (ПР), в то время как иностранные аналоги называются ПЛК, будь то логическими реле или полноценными контроллерами. Так же на форумах пишут, что по вычислительным функциям ПР-200 даст фору любому зарубежному устройство такого плана.

В базовой комплектации ПР-200 оснащен 8 дискретными входами и 6 дискретными выходам, чем так же превосходит LOGO! Базовая версия стоит 5 760 руб.

Максимальная комплектация ПР-200 оснащена 8 дискретными входами, 4 аналоговыми (которые могут работать как дискретные), 8 дискретными выходами и 2 аналоговыми выходами. Так же максимальная комплектация оснащена 2 интерфейсами RS-485 для связи по протоколу ModBus. Максимальная версия стоит 8 160 руб.

Для увеличения количество входов и выходов используется модуль расширения ПРМ.

Модуль расширения входов/выходов ПРМ

Как и LOGO!, максимальное количество подключаемых модулей расширения равно 2. Каждый модуль расширения увеличивает количество дискретных входов на 8, и количество дискретных выходов так же на 8. Увеличение количества аналоговых входов и выходов возможно подключением модулей ввода/вывода по интерфейсу RS-485.

Остальные версии различаются количеством установленных интерфейсов RS-485, наличием аналоговых входов/выходов и напряжением питания (220В переменного тока или 24В постоянного). Так же реле может питаться от сети 220В, а входные элементы реагировать на напряжение 24В. Существует 36 разных комплектаций.

Программирование происходит на языке FBD в среде OWEN Logic. Это собственная среда разработки для всех видов программируемых реле. В следующих статьях я обязательно покажу эту среду разработки и покажу пример управления освещением из нескольких мест.

Программируемый логический контроллер ПЛК110 — компьютер, но не совсем

Программируемый Логический Контроллер ПЛК110-60 [М02]

Вообще компания ОВЕН выпускает множество разных ПЛК, всего их насчитывается 9 моделей, с множеством комплектаций каждая. Я буду рассматривать именно ПЛК110 [М02] — это обновленная модель ПЛК 110, которая является одной из самых мощных ПЛК в ассортименте. Причем будем рассматривать комплектацию с выходами в виде электромагнитного реле, а не транзисторными ключами, т.к. этот вариант подходит нам больше. Давайте взглянем на технические характеристики этого контроллера:

  • Процессор — 400МГц
  • Оперативная память — 128 кБайт+3 МБ (размер heap варьируется)
  • Внутренняя Flash память — 6 МБ
  • Операционная система — EmbOS Segger — ОС реального времени
  • 36 дискретных входов (4 быстродействующих)
  • 24 дискретных выхода
  • Интерфейс RS-486 — 2 порта
  • Интерфейс RS-232 — 1 порт
  • Интерфейс Ethernet 100 Base-T — 1 порт
  • Присутствуют часы реального времени

Как видно из технических характеристик, то у этого контроллера сразу есть 36 входов и 24 выхода, что уменьшает затраты на дополнительные модули. Аналоговых входов/выходов у этого контроллера нет, если есть необходимость в аналоговых входах/выходах, то стоит обратить внимание на ПЛК160. Так же можно заметить что тактовая частота процессора и размер оперативной памяти «крайне малы». Но из-за того что используется ОС реального времени и все очень оптимизированно простые задачи выполняются за 0.001 сек, а средние проекты примерно за 0.05 сек.

Программирование контроллера ведется в среде CodeSys v2.3 компании 3S-Smart Software Solutions GmbH. Программирование ведется в соответствии со стандартом Международной электротехнической комиссией (МЭК) или по английски International Electrotechnical Commission (IEC). В соответствии со стандартом МЭК программирование возможно на 6 языках: (IL, LD, FBD, SFC, ST, CFC). У каждого языка свое предназначение, например

  • IL (Instruction List) — язык напоминающий Assembler. Для себя я решил что к этому ужасу не вернусь никогда. В памяти жив еще курс ассемблера на 4 курсе университета :(
  • LD (Ladder Diagram) — язык релейно-контактной логики. Здесь все построено на принципе реле и замыкания и размыкания контактов. Мне этот язык тоже не приглянулся, так что даже не хотелось в него вникать, пока не появится необходимость.
  • FBD (Function Block Diagram) — графический язык программирования похожий на схемотехнику.
  • SFC (Sequential Function Chart) — язык последовательных функциональных схем. Язык напоминающий диаграммы состояний.
  • ST (Structured Text) — язык Pascal с небольшими нюансами, относящимися к ПЛК. Вот где можно действительно разгуляться. Один из моих фаворитов.
  • CFC (Continuous Function Chart) — а вот это FBD на максималках. Все возможности языка FBD плюс возможность контролировать поток данных, т.е. какой функциональный блок в какой последовательности будет выполнятся.

Для себя я выбрал 2 языка с помощью которых буду реализовывать проект: ST и CFC. В следующих статьях приведу пример программ.

Цены на данные устройства варьируются от 12 600 руб. до 32 400 руб.

Сенсорные панельные контроллеры СПК1хх — ПЛК + экран

СПК107 и СПК110

СПК107 или СПК110 (далее СПК) представляют собой симбиоз Программируемого Логического Контроллера и сенсорного экрана. Устройство, которые позволяет сразу сделать интерфейс пользователя и непосредственно управлять контроллером. Технические характеристики СПК следующие:

  • Сенсорный резистивный экран 7” или 10.2”
  • Процессор — TI Sitara 600 MHz ARM Cortex™-A8 Core
  • Оперативная память — 512 МБ
  • Внутренняя Flash память — 2 048 МБ
  • Операционная система — Linux
  • Интерфейс RS-486 — 3 порта
  • Интерфейс RS-232 — 2 порт
  • Интерфейс Ethernet 100 Base-T — 1 порт
  • Интерфейс USB — тип А — 1шт, тип B — 1 шт
  • MicroSD карты — есть
  • Присутствуют часы реального времени

Вычислительная мощность СПК заметно превосходит ПЛК. Так же плюсом является встроенный WEB-сервер, который позволяет прямо из среды разработки создать визуализацию процессов. Есть один недостаток этих контроллеров — на борту нет ни одного дискретного или аналогового входа/выхода.

Программирование СПК ведется в среде разработки CodeSys v3.5. Версия 3.5 значительно улучшена по отношению к версии 2.3. Присутствует Web-сервер с визуализацией. Программирование ведется на тех же языках, стандартизованных МЭК.

Стоимость контроллеров: СПК107 — 20 160 руб. СПК110 — 30 000 руб.

Модули ввода/вывода Мх110 и Мх210

Модули ввода/вывода

Для увеличения количества входов/выходов используются модули ввода/вывода. Они бывают дискретные или аналоговые, модуль только ввода или вывода, или комбинированные. Есть 2 серии этих модулей 110 и 210. В 210 серию добавили интерфейс Ethernet и поддержку протокола ModBusTCP, в то время, как модули 110 серии соединяются только по интерфейсу RS-485.

Есть множество комплектаций модулей, например модуль дискретного ввода может быть на 8, 16 или 32 входа. Может быть различное напряжения входных элементов. Так же отличаются и выходные модули.

Цены на модули варьируются от 4 560 руб. до 12 960 руб.

ИТОГ выбора оборудования

Для себя я определился со следующим оборудованием:

  • Мозг системы — ПЛК110-24.60.Р-М
  • Модуль дискретного ввода — МВ110-24.32ДН
  • Модуль дискретного вывода — МУ110-24.32Р
  • Модуль аналогового ввода МВ110-224.8А
  • Raspberry Pi c установленным OpenHAB или MajorDoMo (только для удаленного управления, логики там не будет)

Постараюсь аргументировать свой выбор. Использовать СПК было бы лучше в плане производительности, но отсутствие входов и выходов увеличивает затраты на оборудование, я же пытаюсь сделать более менее бюджетный вариант. Модули ввода/вывода используются 110 серии т.к. в 210 серии пока нет блоков на 32 выхода с элементами в виде электромагнитного реле. Для получения нужного результата придется приобретать больше модулей, что приведет к удорожанию. Возможностей ПР-200 не будет хватать, для полной реализации моего проекта. Все оборудование будет с напряжением питания 24В постоянного тока, для унифицирования управляющих сигналов и улучшения надежности.

В следующих статьях рассмотрим протокол ModBus, OWEN Logic и среду CodeSys v2.3.