Prohlížíte si webovou stránku pro zákazníky z: Czech Republic. Na základě údajů o poloze doporučená verze stránek pro Vás je USA / US
Panel zákazníka
Váš košík
Registrace

Programovatelné relé EasyE4 (část 1)

2021-02-05

easyE4

Síla mnoha moderních zařízení spočívá v jejich softwaru. To platí zejména pro průmyslová ovládací relé, programovatelná relé a jednodeskové počítače.

Pomocí dostupných na trhu elektronických součástek není obtížné vytvořit jakýkoli programovatelný ovladač nebo relé. Mnohem obtížnější je vytvořit uživatelské rozhraní a sadu softwarových nástrojů, díky kterým bude pro uživatele jeho použití snadné.

I když easyE4 vypadá podobně jako ostatní zařízení tohoto typu, jeho silnou stránkou je právě pomocný software. Tento nejen dává uživateli možnost používat různé metody programování a simulovat provoz hotové aplikace, ale také poskytuje mnoho hotových funkčních bloků, mezi nimiž najdeme také moduly, které byly doposud dostupné pouze v mnohem dražších ovladačích PLC.

Pokud plánujete naučit se aplikaci programovatelného ovladače nebo relé stojí za to si vybrat nějaký problém k řešení, a poté zvolit komponenty a krok za krokem, učením se na příkladu, provést zamýšlenou aplikaci. Možné softwarové chyby mohou být postupem času odstraněny díky zaváděným aktualizacím, zatímco při učení se na příkladu získáváme dvojnásob. Za prvé, provádíme užitečnou práci, a za druhé učíme se a zapamatováváme si nové techniky, které budeme moci v budoucnu použít.

 

Programovatelné relé EASY-E4-DC-12TC1

Programovatelné relé
EASY-E4-DC-12TC1

Moderní programovatelné systémy, PLC ovladače a jejich menší bratři – programovatelná relé mají tu výhodu, že v mnoha případech není optimalizace programu klíčovou otázkou, kterou je podmíněno správné fungování. Samozřejmě, že stojí za to zajistit, aby program byl napsán co nejlépe, ale moderní procesorové systémy mají tak velké zdroje a jsou tak rychlé, že i neoptimální program bude mít šanci splnit požadavky uživatele. To má své výhody a nevýhody, avšak v tuto chvíli je nebudeme rozebírat.

Pracovní prostředí easyE4 firmy Eaton Electric

Software pro programovatelné relé easyE4 nabízené firmou Eaton Electric bylo vytvořeno pomocí vývojového prostředí easySoft 7. Jeho demoverzi je možné stáhnout zdarma. Komerční verzi nejsnadněji zakoupíte spolu se startovní sadou EASY-BOX, obsahující vybraný model ovládacího relé easyE4, ethernetový kabel určený k jeho programování a licenční klíč.

Vývojové prostředí, protože takto by mělo být nazýváno rozsáhlé, pokud jde o dostupné funkce easySoft 7, umožňuje nejen spouštět software relé pomocí jedné ze čtyř metod, ale také simulovat jeho práci, sledovat proměnné, průběh, atd. Jednotlivé funkce budou popsány později.

Vývojové prostředí bylo přizpůsobeno možnostem programovatelného relé, které již dávno překročilo meze funkčnosti nabízené mechanickým, nebo dokonce i elektronickým relé, které je založeno na systémech nastavitelných časovačů. Nejnovější generace programovatelných relé má nejen možnost spouštět jednotlivé funkce pomocí nula jedničkových digitálních signálů, ale také umožňuje měření a kondicionování analogových signálů, které se vyskytují na vstupech, výstavbu velkých sítí pomocí standardních rozhraní, výměnu dat s „velkými“ PLC ovladači, a také široce chápané zpracování proměnných, například nahrazení digitální hodnoty odpovídajícím PWM průběhem a po přidání nekomplikovaného filtru také analogovou hodnotou. Většina těchto funkcí byla kdysi vyhrazena výlučně pro konvenční PLC ovladače, ale dnes je může úspěšně realizovat ovládací relé easyE4.

Relé řady easyE4 – výběr

Řada programovatelných relé easyE4 v současné době obsahuje 12 jednotek s mírně odlišnými možnostmi, napájením, typem konektoru a vybavením displejem a počtem tlačítek na panelu. Skvělou věcí je to, že při zahájení projektu je třeba se jen obecně orientovat, a výběr konkrétního typu nám usnadňuje samotné vývojové prostředí easySoft 7, ve kterém před zahájením projektu jsou na levé straně (složka Base devices) uvedeny dostupné modely časových relé. Po určení jednoho z nich, se na pravé straně pracovního okna zobrazí jeho podrobný popis obsahující základní parametry, hodnotu napájecího napětí, počet vstupů / výstupů (včetně analogových) atd. Kromě toho po kliknutí na název budeme přesměrováni na webové stránky výrobce, které obsahují podrobné informace. Orientaci také usnadňují miniaturní ikony, které již na první pohled umožňují zjištění, zda je nebo není dotyčný model vybaven displejem.

Názvosloví používané výrobcem umožňuje snadnou orientaci při výběru programovatelného relé pro projekt. Označení typu sestává mimo jiné z:

  • Názvu modelu relé, zde se jedná o EASY-E4.
  • Označení typu napájecího napětí (UC – konstantní nebo střídavé, DC – konstantní, AC – střídavé. Pozor: modely s písmeny „AC“ v názvu nemají analogové vstupy.
  • Celkový počet konektorů vstupu / výstupu (v řadě easyE4 je to 12).
  • Typ výstupu (R – reléový / relays, T – tranzistorový / transistors).

Každý model programovatelného relé obsahuje hodiny reálného času s napájením pomocí baterií. Vstupy / výstupy mají konektory typu svorka se šroubem (číslo „1“ v názvu) nebo svorka push-in (označení „1P“ v názvu). Pokud daný model relé nemá displej a tlačítka pro ovládání nabídky, je v jeho názvu písmeno „X“.

Tvorba softwaru pro easyE4 s použitím easySoft 7

Vývojové prostředí EasySoft 7 je jedinečné a firma Eaton zpřístupnila uživateli širokou škálu možností. Zatímco konkurenční produkty mají možnost provádět aplikace pomocí schématu funkčních bloků FBD a žebříkového diagramu LD, v easySoft 7 najdeme ještě dvě další možnosti: strukturovaný jazyk ST a známý z dřívějších produktů, které mají skromnější možnosti, původní EDP diagram, což umožňuje nejen rychle „přepnout“ na nový produkt, ale také poskytuje zpětnou kompatibilitu, pokud je nutné nahradit starší model relé.

Jednou z nejdůležitějších předností prostředí easySoft 7 je dostupnost funkčních bloků předprogramovaných výrobcem, které lze snadno nakonfigurovat tak, aby vyhovovaly vlastním potřebám. V dřívějších modelech programovatelných relé byly bloky určeny především pro nekomplikované aplikace typu zapni / vypni v automatizaci budov, například k zapnutí / vypnutí osvětlení v určitou denní dobu. V současné době mohou být úspěšně použity i v průmyslové automatizaci, protože v jejich definicích se objevily mimo jiné bloky PID regulátorů, komparátorů analogových hodnot, aritmetické moduly, frekvenční měřiče, programovatelné čítače a další.

Funkční bloky – uživatelská knihovna a bloky

Pro osobu zvyklou na omezené možnosti programovatelných relé může být sada funkčních bloků dostupných v řadě easyE4 překvapením. Například při bližším pohledu na popis, již při výběru modelu relé, najdeme mimo jiné bloky:

  • IC – přerušení vyvolané podle stavu čítače.
  • IE – přerušení vyvolané hranou vstupního signálu.
  • IT – přerušení vyvolané hodinami reálného času.

Tyto typy přerušení umožňují velmi efektivně spravovat dostupný výpočetní výkon, provádět určité úkoly, v době kdy by měly být provedeny, aniž by bylo nutné zdlouhavé dotazování na stav vstupů / výstupů.

Kromě rozsáhlé knihovny funkčních bloků (předdefinovaných výrobcem) je také možné vytvořit uživatelské funkční bloky (UF), které lze integrovat do libovolného projektu a používat opakovaně, a to přidáním k současným a dalším projektům. Můžete také použít bloky vytvořené jinými uživateli, čímž ušetříte čas, usnadníte si vytváření instalace a snížíte náklady na implementaci projektu. Za zmínku stojí možnost rozšíření funkčnosti easyE4 pomocí dalších rozšiřujících modulů, což jej staví na stejnou úroveň se staršími ovladači PLC. Tímto způsobem nový produkt Eaton Electric překračuje limity standardních programovatelných relé a stává se v podstatě miniaturním PLC ovladačem.

EasySoft 7 v praxi: instalace a první spuštění

Vývojové prostředí easySoft 7 je k dispozici na mnoha portálech, ale nejlepším zdrojem jsou webové stránky výrobce. Prohlédněte si dostupné verze softwaru firmy Eaton

Po kliknutí na obrázek Eaton Software Download Center budete přesměrováni na stránku aplikace, kde je třeba kliknout na Software, poté easySoft, a ze zobrazeného seznamu vybrat aktuální, nejnovější verzi (v době psaní tohoto textu to byla 7.2x). Nyní v tabulce, která se zobrazila, klikněte na název programu a počkejte, až se instalační soubor stáhne na disk.

Stahovaný soubor je typu .EXE, a tedy se jedná o aplikaci systému Windows. Instalace programu je standardní a žádný uživatel tohoto systému by s tím neměl mít problém.

Spuštění softwaru s licencí

Máte-li zakoupenou licenci softwaru, přejděte na webovou stránku Eaton Automation. Z důvodu otevřeného, nešifrovaného komunikačního protokolu (http namísto https) vyhodnocuje prohlížeč Google Chrome tuto stránku jako potenciálně nebezpečnou, takže pro její otevření klikněte na Pokročilé a povolte výjimku zabezpečení. Poté po klepnutí na tlačítko Next zadejte licenční číslo uvedené na kartě, která se nachází uvnitř obalu startovací sady. Po jeho opětovném zadání klikněte na Next a vyberte typ vytvářeného účtu: zda se jedná o soukromou osobu (private customer) nebo je účet vytvářen na firmu (business customer). Po opětovném kliknutí Next zadejte své identifikační údaje. Pokud byla registrace úspěšná, bude na uvedenou e-mailovou adresu zasláno licenční číslo, které musíte poté zadat při spuštění easySoft 7.

Licenční klíč zakoupený spolu se startovací sadou je přiřazen registrovanému uživateli a nelze jej přenechat jiné osobě. Opětovné zadání klíče na webové stránce vede k opakovanému zaslání licenčního čísla pod podmínkou, že uvedené údaje odpovídají údajům, které již byly dříve registrovány u společnosti Eaton.

Počítadlo osob konstrukčně založené na relé easyE4

Nápad počítání lidí v místnosti není nový. Kdysi, v době popularizace digitálních systémů, byly konstrukčním základem integrované bistabilní klopné obvody JK nebo D. Nyní, když máme k dispozici zařízení, jako je easyE4, můžeme jako konstrukční základ počítadla osob použít programovatelné relé. Samozřejmě, je to jen jedna z možností, ale použití easyE4 má mnoho výhod – hotový mikroovladač vám umožní rychle používat naše počítadlo osob, zajistit bezpečnost uživatelů a poskytne možnost rychlého a snadného provedení úprav. Kromě toho, je-li to nutné, můžete naše řešení snadno duplikovat.

Sestavené počítadlo osob bude určeno k signalizaci překročení povoleného počtu osob v místnosti. Může být také použito k automatickému zapnutí / vypnutí osvětlení, ventilace, vytápění a dalších přijímačů elektřiny, jejichž provoz by měl záviset na přítomnosti uživatelů v místnosti. Jako osvětlovací spínač může být užitečný u vchodu do sklepa, garáže, koupelny. Naproti tomu, jako počítadlo osob, které signalizuje překročení, může být užitečné v místnostech, kde byla zavedena omezení kvůli hrozbě koronaviru.

Názorné schéma řešení počítadla osob s programovatelným relé EASY-E4-UC-12RC1 Obrázek 1. Názorné schéma řešení počítadla osob s programovatelným relé EASY-E4-UC-12RC1

Názorné schéma počítadla osob je znázorněno na obrázku 1. Důležitým prvkem počítadla jsou dva senzory (infračervené bariéry, ultrazvukové bariéry, fotobuňky apod.) s normálně otevřenými kontakty. U této funkce se obvykle používají infračervené bariéry, čili fotobuňky. Obvykle se používají k zamezení uzavření brány. Fotobuňky musí být umístěny ve vchodu nebo na chodbě ve vzdálenosti asi 1 metr od sebe, ve výšce 60 cm až 1 metr od podlahy, a to tak, aby se navzájem nerušily (obrázek 2).

Vzhledem k tomu, že pro aplikaci byl zvolen EASY-E4-12TC , má počítadlo, jež je napájeno napětím v rozsahu 12...24 VDC, vestavěný napájecí zdroj stejnosměrného napětí s hodnotou 24 V, který lze použít k napájení spolupracujících externích prvků, například výše uvedených fotobuňek nebo signalizátoru. Celkový odběr proudu těmito prvky by měl být přizpůsoben zatížitelností napájecího zdroje.

Měřič zvyšuje / snižuje počet osob uvnitř místnosti na základě impulsů přítomných na vstupech I1 a I2:

  • Přítomnost impulsu na vstupu I1 a poté I2 zvyšuje počet osob v místnosti o 1. To odpovídá sekvenci zakrývání / odkrývání senzorů znázorněné na obrázku 3.
  • Impuls na vstupu I2 a poté I1 snižuje počet osob v místnosti o 1 (obrázek 4).
  • Počítadlo nereaguje, pokud není zachována výše popsaná sekvence přítomnosti impulsů na vstupech I1 a I2.
  • Pokud je počet osob v místnosti nižší, než povolený, je výstup Q1 neaktivní, zatímco Q2 je aktivní (čili výstupy Q1 a Q2 mohou být připojeny ke dvoukomorovému signalizátoru).
  • Pokud je počet osob v místnosti větší nebo roven povolenému počtu, je výstup Q1 aktivní a Q2 je neaktivní.

Rozmístění bariér pracujících jako senzory počítadla osob Obrázek 2. Rozmístění bariér pracujících jako senzory počítadla osob

Vzhledem k tomu, že popsané schéma počítadla osob je příkladem aplikace, bylo ve výše uvedeném řešení použito programovatelné relé s tranzistorovými výstupy, ke kterým byly připojeny signalizační prvky nebo výkonná relé s vysokým provozním napětím a zatěžovacím proudem. Stejně dobrým řešením by bylo použití programovatelného relé s označením EASY-E4-UC-12RC1 s reléovými výstupy, což zjednoduší konstrukci zařízení. V aplikaci totiž byl přijat předpoklad, že budeme mít k dispozici univerzální a bezpotenciálové reléové výstupy, které mohou být například připojeny paralelně k vypínači osvětlení.

V počítadle vytvoříme také nekomplikované uživatelské rozhraní. Na displeji vestavěném do ovládacího relé easyE4 zobrazíme nastavený a aktuální počet osob. Zajistíme také možnost nastavení obou čísel pomocí tlačítek kurzoru a zobrazíme zprávu informující o stavu jednoho z výstupů, Q1 nebo Q2.

Sekvence zakrytí / odkrytí senzorů1

Obrázek 3. Sekvence zakrytí / odkrytí senzorů způsobující zvýšení stavu počítadla

Sekvence zakrytí / odkrytí senzorů2 Obrázek 4. Sekvence zakrytí / odkrytí senzorů způsobující snížení stavu počítadla

rightColumnPicture

TAKÉ SI PŘEČTĚTE

Váš prohlížeč již není podporován, stáhněte si novou verzi