Платы расширения и связи — Преобразователи частоты

Общий параметр адреса устройства в приводе принимает значения от 0 до 247, но для этой шины диапазон уже: ведомому узлу разрешены адреса с 3 по 125. Заводское значение параметра равно 1, поэтому адрес приходится задавать вручную при каждом вводе платы в работу.

Сервер платы слушает порт 502 — это стандартный порт протокола, и менять его нельзя: обмен с другого порта просто не установится. Клиентскую часть в контроллере или в отладочной программе настраивают на тот же номер. Плата поддерживает четыре кода функций: 0x03 — чтение регистров.

Плата поддерживает две схемы: линейную, когда приводы соединяются последовательно через два своих порта, и «звезду», когда каждый привод отдельным кабелем уходит в промышленный коммутатор.

Сетевые реквизиты платы задаются побайтно: на адрес, маску и шлюз отведено по четыре параметра в группе параметров связи, каждый принимает значение от 0 до 255. Такая раскладка непривычна, но избавляет от ввода длинных строк с пульта привода.

Profinet подключается опциональным коммуникационным модулем — встроенным в преобразователь интерфейсом идёт Modbus RTU, а Profinet, Profibus DP, Modbus TCP, EtherCAT и CANopen добавляются платой из раздела опции для преобразователей частоты.

Одной установки платы мало: преобразователь надо перевести на сетевое управление и указать ему, каким протоколом работать. Настройка занимает четыре параметра, и все они лежат в группе параметров связи и в группе основных настроек привода.

Узел не начинает обмен процессными данными сразу после подключения: он проходит цепочку состояний и только в рабочем состоянии готов принимать команды и отдавать телеметрию. Пока переход не завершён, попытки управлять приводом из программы ни к чему не приведут.

Плата работает на скоростях от 9,6 кбит/с до 12 Мбит/с, а предельная длина шины составляет 1200 м. Эти две цифры связаны обратной зависимостью: чем выше скорость, тем короче допустимый сегмент, и проектировать линию надо от расстояния, а не от желаемой скорости.

Для серии PD310 выпускаются модули трёх типов: расширение входов-выходов, интерфейсы промышленных сетей и выносные пульты управления. Все они собраны в разделе опции для преобразователей частоты.

Модуль сетевого интерфейса Profibus для серии PD110 устанавливается в слот расширения на корпусе привода. Габариты модуля — 70 мм в высоту, 45 мм в ширину и 23 мм в глубину, поэтому место под него в шкафу надо предусмотреть заранее.

Плата вводится в проект как обычное полевое устройство, но два шага здесь легко пропустить: установка файла описания устройства и присвоение имени. Без имени связь не поднимется, даже если адреса заданы правильно и кабель в порядке.

На плате PD310EN1 стоят зелёные светодиоды, и они разделяют внутреннюю связь платы с преобразователем и состояние каждого из двух сетевых портов. Такое разделение сразу отсекает половину причин: если внутренняя связь в норме, а порты молчат, проблема снаружи привода.

Опциональный преобразователь интерфейса переводит сигнал порта компьютера в сигнал последовательной линии привода и обратно. Нужен он для наладки и мониторинга с ноутбука: привод подключается к компьютеру напрямую, без промышленного шлюза и без контроллера-посредника.

Плата PD310CAN1 отдаёт три объекта на приём и три на передачу, по четыре слова в каждом — итого двенадцать слов в каждую сторону. Первые два слова первого объекта закреплены жёстко, остальные десять пользователь назначает сам через указатели на параметры привода.

Плата PD310EN1 устанавливается в разъём 1 платы управления преобразователя и поставляется с двумя сетевыми разъёмами. Два порта позволяют собрать линейную топологию без внешнего коммутатора: кабель заходит в один порт и уходит из второго на следующий привод.

Оконечные резисторы 120 Ом ставятся на оба конца шины и гасят отражение сигнала от её краёв. Без них кадры искажаются, обмен становится нестабильным на длинных линиях и высоких скоростях, а диагностировать это по индикаторам сложно: узел то виден, то пропадает.

На плате PD310PN1 четыре светодиода: красный индикатор состояния шины, красный индикатор системных ошибок, зелёный сигнал готовности и зелёный индикатор состояния обслуживания, оставленный в резерве. Красные в норме погашены, зелёный сигнал готовности в норме горит.

Модуль поддерживает пять форматов обмена, и различаются они соотношением циклических и нециклических данных. Циклические данные передаются регулярно, опросом, и нужны для управления приводом; нециклические позволяют разово обратиться к любому параметру, не занимая под него постоянное место в кадре.

На плате PD310CAN1 стоят два зелёных светодиода, и они разделяют две разные неисправности: связь платы с самим преобразователем и связь платы с сетью. Читать их надо парой, иначе легко искать обрыв на шине там, где плата просто не села в разъём.

У платы два сетевых разъёма, и в отличие от плат других протоколов они не равноценны: один порт входной, второй выходной. Перепутать их при монтаже — типовая ошибка, из-за которой сеть не поднимается, хотя кабели физически целы.

Настройка выполняется до установки модуля в привод, и это ключевая особенность: сначала в меню параметров расширения вручную объявляют тип модуля, и только после этого становятся видны остальные параметры. Пропустив этот шаг, вы просто не найдёте, где задавать адрес.

Плата PD310PN1 ставится в разъём 1 платы управления и поставляется с двумя сетевыми разъёмами. После установки привод переводят на сетевое управление тремя параметрами, а затем при необходимости настраивают свободную область обмена.

Служебные объекты адресуют параметр привода парой «индекс — субиндекс», и в объектном словаре существует нулевой субиндекс. Из-за этого номер параметра внутри группы смещается на единицу: чтобы обратиться к седьмому параметру группы, в субиндекс пишут 0x08, а не 0x07.

Кадр обмена делится на две части: четыре слова области PKW и до двенадцати слов области PZD. Первая нужна для разовых обращений к любому параметру привода, вторая — для циклического обмена рабочими данными в реальном времени. Путать их не стоит: у них разное назначение и разная нагрузка на сеть.

У модуля один двухцветный индикатор, и по нему различаются три состояния: связь не установлена, связь работает и сеть в обрыве. Дополняет картину параметр кодов ошибок, который принимает значения от 0 до 8.

Плата PD310CAN1 устанавливается в разъём 1 платы управления преобразователя — тот же слот занимают остальные коммуникационные платы серии, поэтому одновременно поставить в него две сети нельзя.

На плате три светодиода: зелёный индикатор питания и два красных — связи платы с преобразователем и связи платы с ведущей станцией. Красные индикаторы здесь работают «от обратного»: в норме они погашены, и именно погашенное состояние подтверждает исправный обмен.

Плата PD310CAN1 работает адресами узлов от 1 до 127 в десятичной системе и поддерживает пять скоростей обмена: 125, 250, 500 и 800 кбит/с, а также 1 Мбит/с. Заводская скорость — 500 кбит/с, заводской адрес узла — 3. Всего к одной шине допускается подключить до 127 узлов.

Протокол, с которым работает плата, делится на три канала, и это не три разных режима привода, а три уровня требований к времени доставки данных. Понимать разницу полезно при выборе сети под задачу.

Процессные данные платы делятся на фиксированную и настраиваемую области. Фиксированная задана жёстко и правке не подлежит, а настраиваемая раскрывается через указатели на параметры привода — по десять слов в каждую сторону.

Плата PD310DP1 ставится в разъём 1 платы управления и подключается к ведущей станции стандартным девятиконтактным разъёмом типа D. Распределение сигналов по контактам соответствует общепринятому для этой шины, поэтому подходят серийные полевые разъёмы со встроенным согласованием.

Плата PD310EC1 реализует протокол объектного словаря поверх шины EtherCAT с автоматической настройкой сетевого адреса. Ручная адресация здесь не нужна вовсе — узлы нумеруются по порядку подключения, и это главное отличие от плат других протоколов той же серии.