PLC-AUTOMATIZACE - PERIFERIE - ADRESOVÁNÍ PERIFERIÍ - VARIABILNÍ ADRESOVÁNÍ - SYST. KONFIGURACÍ HW Provoz webu zajišťuje:

www.hapesoft.cz

VARIABILNÍ ADRESOVÁNÍ SYSTÉMOVOU KONFIGURACÍ HARDWARE

Charakteristika

Variabilní adresování konfigurací hardware je komfortním způsobem, jak definovat přiřazení adres I/O modulů na jednotlivých pozicích v rámu nebo rámech, decentrálních periferií a zároveň popsat konfiguraci systému. Tento způsob povoluje využití téže adresy pro vstupní i výstupní moduly i různé přiřazení adres na různé pozice v rámech za podmínky, že toto systém konfiguračně umožňuje. Principielně se jedná o vytvoření systémového zápisu konfigurace, který je uložen v CPU a v případě potřeby je distribuován na podřízené stanice systému. Vzhledem k možné složitosti konfigurace je tato činnost podporována výrobcem PLC, zpravidla v grafickém zobrazení.

Variabilní adresování systémem se začalo používat přibližně v letech 1993-1995, kdy bylo prvně použito u komunikačních jednotek typu master pro řízení sběrnice Profibus. Moderní PLC systémy využívají tento variabilní způsob adresování u malých, středních i velkých systémů.

Poznámka
Systémové řešení tohoto variabilního adresování a grafického zpracování je poměrně náročné a proto se někteří napodobitelé uchylují k méně komfortní verzi, a to ručnímu zápisu takové konfigurace v prosté textové formě, bohužel nepřehledné.

Princip adresování HW systémem

V konfiguračním prostředí projekčního (vývojového) software je vytvořena HW konfigurace, která nese informace o každém použitém modulu v systému, jeho přiřazené bázové adrese, případně dalších parametrech. Projekční software v průběhu vytváření konfigurace, ale vždy po jejím dokončení, provede kontrolu zvolené sestavy a výsledek sestavy uloží do systémových konfiguračních dat (případně upozorní na chybu). Příklad jednoduché konfigurace v projekčním software a odpovídající fyzická sestava je uvedena na obrázku 1.

projekční HW konfigurace fyzická sestava I/O modulů
 
Tabulka HW konfigurace
 rám "n" adresa (Byte)
slot  typ modulu vstupy výstupy
01  32 DI / 24Vdc 64 ... 67
02  16 AI / 0-10Vdc 128 ... 159
03  16 DI / 16 DQ 24Vdc, 0,5A 32 ... 33 16 .. 17
04  16 DQ / 24Vdc, 2A 64 ... 65
05  16 AQ / 4..20mA 128 ... 159
...  ... ... ...
  Rám "n"
slot: 01 02 03 04 05
adresy (Byte): 64 128, 129 32 64 128, 129
65 ... 33 ...
66 ... 16 65 ...
67 158, 159 17 158, 159
Obrázek 1
Příklad HW konfigurace adres I/O modulů a fyzická sestava modulů v rámu.
 
Upozornění
Konfigurační data adresace (a další) musí uživatel nahrát do PLC ještě před jeho použitím.

Systém PLC vytvoří vlastní interní mapu adresace a konfiguruje interní komunikační telegramy k jednotlivým částem PLC a v nich obsažených modulech. Při náběhu PLC je konfigurace podle interní mapy distribuována do jednotlivých částí PLC a je provedena kontrola projekční a skutečné konfigurace. Reakce na zjištěné rozdíly je věcí daného systému a výrobce, systém nemusí naběhnou vůbec, nebo může být udělena výjimka pro neshodu konfigurace.

Poznámka
Moderní systémy již nepoužívají paralelní sběrnici adresy a dat jako první PLC ale komunikace dat je realizována sériovým přenosem.

Za provozu PLC jsou zpracovávány adresy použité v programu tak, jak je požadováno a zamýšleno včetně přístupu přes obraz procesních vstupů nebo výstupů nebo přímého přístupu k periferiím. Fyzicky však nedochází k absolutnímu oslovování periferií ale opět pomocí interních telegramů, které se mohou řetězit (decentrální periferie).

Poznámka:
Pro zajištění základních vazeb mezi CPU a decentrálními periferiemi postačí standard DPV0, pro rychlejší odezvu a předávání dat (alarmy, přerušení) je potřeba používat DPV1 a vyšší včetně odpovídajícího hardware.

Komprese bitů do Byte

Komprese bitů do Byte je specifická pro malé moduly decentrálních periferií, konkrétně moduly obsahující pouze 2-4 bity. Při jednoduchém vytvoření adresace dochází k tomu, že každému modulu je primárně přiřazen jeden Byte a nevyužité bity z Byte jsou uživatelsky "ztraceny", výstupy v příkladu obsazují 4 Byte adresního prostoru, viz obrázek 2.

projekční HW konfigurace fyzická sestava I/O modulů
 
Tabulka HW konfigurace
 rám "n" adresa (Byte)
slot  typ modulu vstupy výstupy
01  16 DI / 24Vdc 96 ... 97
02   8 DQ /24Vdc, 0,5A   96
03   4DQ / 24Vdc, 1A   97.0 - .3
04   2DQ / 24Vdc, 2A 98.0 - .1
05   2DQ / 24Vdc, 2A 99.0 - .1
...  ... ... ...
  Rám "n"
slot: 01 02 03 04 05
adresy (Byte.Bit): 96 96 97.0 98.0 99.0
97 97.1 98.1 99.1
97.2
97.3
Obrázek 2
Příklad HW konfigurace adres I/O modulů před kompresí bitů.

Při použití komprese bitů do Byte, dovoluje-li to systém a jsou-li moduly vhodně řazeny, je možno "srazit" bity modulů k sobě tak, aby doplnily jeden Byte, výstupy v příkladu po kompresi obsazují pouze 2 Byte adresního prostoru, viz obrázek 3.

projekční HW konfigurace fyzická sestava I/O modulů
 
Tabulka HW konfigurace
 rám "n" adresa (Byte)
slot  typ modulu vstupy výstupy
01  16 DI / 24Vdc 96 ... 97
02   8 DQ /24Vdc, 0,5A   96
03   4DQ / 24Vdc, 1A   97.0 - .3
04   2DQ / 24Vdc, 2A 97.4 - .5
05   2DQ / 24Vdc, 2A 97.6 - .7
...  ... ... ...
  Rám "n"
slot: 01 02 03 04 05
adresy (Byte / Byte.Bit): 96 96 97.0 97.4 97.6
97 97.1 97.5 97.7
97.2
97.3
Obrázek 3
Příklad HW konfigurace adres I/O modulů po kompresi bitů.

Charakteristika

Každé řešení má své výhody (převažující) i nevýhody (které je nutno akceptovat).

Výhody

Výhodou adresování systémem je přehlednost osazení periferií jak v centrálním, rozšiřujícím rámu i decentrálních periferií a dalších přiřazených periferií.

  • možnost přiřazení libovolné adresy libovolné pozici v sestavě PLC (v rámci konkrétního PLC a prostředků)
  • možnost komprese bitů do Byte u malých modulů
  • kontrola obsazení (duplicity) adres
  • určení oblasti P/Q
  • nelze definovat I/O modul na místě, kde nemůže být používán
  • nastavení vstupní filtru (digitální vstupy)
  • konfigurace rozsahu zpracovávaných hodnot (analogy)
  • nastavení režimu funkce (čítače, konfigurace IRC snímače, ...)
  • nastavení parametrů (regulace, polohování, ...)
  • nastavená módu činnosti (komunikační procesory, ...)
  • nastavení reakce na STOP stav CPU (zastavení, pokračování, zmrazení)
  • podpora diagnostiky systému
    • interní závada periferie (např. paměť, chyba parametrizace, ...)
    • externí závada (např. zkrat vodičů, přetížení, ...)
    • určení pozice modulu v konfiguraci, určení chybujícího kanálu
    • vydání dalších diagnostických dat z modulu ...
  • možnost vytvoření vlastního modulu (zpravidla decentrální periferie) a vytvoření odpovídajícího konfiguračního souboru pro distribuci

Nevýhody

Nevýhodou z praktického, nikoliv projekčního hlediska, je nutnost obstarání konfiguračních souborů pro jednotlivé moduly, jejich správa a aktualizace.

Pravidlo
Výrobce PLC musí vždy poskytovat podporu ke svému aktuálnímu projekčnímu software s možností aktualizace a doplnění nových konfiguračních souborů k modulům (ale pouze v rozsahu modulů, které sám dodává).

V případě decentrálních periferií (Profibus, Profinet) různých výrobců je pro efektivní práci se systémovým přiřazením variabilního adresování nutná přítomnost konfiguračních souborů (GSD - Profibus / GSDML - Profinet) bez nich nelze provést konfiguraci nebo změny vůbec nebo změny jen ve velmi omezené míře.

Tato problematika nastává hlavně u malých výrobců, jednotlivě vyráběných periferií, kdy konfigurační soubory nezahrnou (nenabídnou) do sdílené knihovny a se zánikem výrobce jsou konfigurační soubory ztraceny. U velkých výrobců je archivace i starších konfiguračních souborů zpravidla dodržována.

Konfigurační soubory GSD / GSDML

PROFIBUS GSD Files

GSD soubory mají standardní formát tápisu, který je popsán v pokynech PROFIBUS. PNO vyvinula editor GSD na pomoc výrobcům pro vytvážení souborů GSD pro PROFIBUS DP slave. Editor obsahuje kontrolu syntaxe a sémantiky podle požadavků GSD. Členové PI si mohou stáhnout Editor GSD zdarma z webu PROFIBUS na www.profibus.com.

Členové PI navíc mohou publikovat své GSD soubory zdarma s jejich popisem výrobku na na www.profibus.com, pokud  soubory GSD odpovídat specifikacím pro PROFIBUS.

PROFINET GSDML Files

GSDML jsou v podstatě GSD soubory napsané ve formátu XML. Popisují vlastnosti typu zařízení PROFINET. GSDML úpravy lze provést ve standardním XML editoru. Formát by měly být v souladu s normou ISO 15745 pro základní pro popis. Cílem je umožnit lepší integraci zařízení do konfiguračních prostředků.

Příklady PROFINET GSD souborů podle specifikace GSDML pro PROFINET IO v1.0, v2.0 a v2.1 je možno prohlédnout v PROFINET XML Viewer, který je možné stáhnout z www.profibus.com.


PLC-AUTOMATIZACE - PERIFERIE - ADRESOVÁNÍ PERIFERIÍ - VARIABILNÍ ADRESOVÁNÍ - SYST. KONFIGURACÍ HW
 
Publikovaný obsah je určen pouze pro individuální studium.
Není povolena distribuce, prodej, přetisk a použití textu a/nebo vyobrazení (úplný, dílčí a/nebo částečný), použití ke školení a/nebo výuce (hromadné, skupinové nebo zadávané), veřejné a/nebo skupinové prezentace a ani jiné formy šíření v hmotné a/nebo nehmotné podobě.