Обзор ОВЕН ПЛК100. Достойный для импортозамещения или нет? Оставить комментарий

Ни одно современное предприятие не обходится без АСУ ТП (автоматизированных систем управления технологическим процессом). Сердце любой АСУ ТП — ПЛК (программируемый логический контроллер). Фирм, выпускающих ПЛК, в мире великое множество. Все контроллеры отличаются дизайном, габаритными размерами, техническими характеристиками и т. д. Но общее у них одно: функциональность почти у всех одинаковая.

В России тоже есть свои производители, выпускающие ПЛК для промышленности. Любой инженер по АСУ, проектировщик, эксплуатационный персонал, обслуживающий АСУ, слышал о фирме «ОВЕН» и ее продукции. Линейка продукции фирмы «ОВЕН» широка и разнообразна, от датчиков до частотно-регулируемых приводов, от измерителей-регуляторов до сенсорных панельных контроллеров.

Сегодня поговорим о флагмане фирмы «ОВЕН» в линейке ПЛК — «ОВЕН ПЛК100».

ПЛК100 и его характеристики

Начнем обзор «ОВЕН ПЛК100» с посещения официального сайта производителя:  https://www.owen.ru/

Во вкладке «Каталог продукции» выберем «Программируемые устройства» -> «Программируемые логические контроллеры» -> «ПЛК100 контроллер для малых систем автоматизации с DI/DO». Вот прямая ссылка: https://www.owen.ru/product/programmiruemij_logicheskij_kontroller_oven_plk_100

Цена на сайте (на 08.12.2018) составляет от 12 862 рублей.

Описание, возможности, функциональность, технические характеристики и т. д. указаны в одном месте. Там же много перекрестных ссылок на различные утилиты, ПО (программное обеспечение), руководства и т. д. Навигация довольно удобная, так называемое юзабилити приличное. Вся необходимая информация для краткого обзора и принятия решения имеется.

Функциональная схема имеет вид:

Рис.1 – Функциональная схема «ОВЕН ПЛК100»

Согласно функциональным характеристикам «ОВЕН ПЛК», область его применения довольно обширна. Имеющихся на борту ПЛК100 дискретных входов/выходов хватит для автоматизации простейшего станка (например, простого деревообрабатывающего). Количество памяти, возможности архивации и встроенный ПЛК-браузер позволяют создать полнофункциональный проект АСУ ТП без использования панелей оператора или АРМ (автоматизированное рабочее место) диспетчера.

Технические характеристики приведены в следующей таблице.

Таблица 1. Технические характеристики «ОВЕН ПЛК100».

Общие сведения
Конструктивное исполнение	Унифицированный корпус для крепления на DIN-рейку (ширина 35 мм), длина 105 мм (6U), шаг клемм 7,5 мм
Степень защиты корпуса	IР20
Напряжение питания:
ПЛК100-24	18…29 В постоянного тока (номинальное напряжение 24 В)
ПЛК100-220	90…264 В переменного тока (номинальное напряжение 220 В) частотой 47…63 Гц
Потребляемая мощность, не более
ПЛК100-24	6 Вт*
ПЛК100-220	10 Вт
Индикация передней панели	1 индикатор питания 8 индикаторов входов 12 индикаторов выходов
Ресурсы
Центральный процессор	32-разрядный RISC-процессор 200 МГц на базе ядра АRМ9
Объем оперативной памяти	8 Мбайт
Объем энергонезависимой памяти хранения ядра СоDеSуs, программ и архивов	4 Мбайт**
Размер Retain-памяти	4 кбайт***
Время выполнения цикла ПЛК	Минимальное 250 мкс (нефиксированное), типовое от 1 мс
Дискретные входы
Количество дискретных входов	8
Гальваническая развязка дискретных входов	есть, групповая
Электрическая прочность изоляции дискретных входов	1,5 кВ
Максимальная частота сигнала, подаваемого на дискретный вход:
— при программной обработке	1 кГц
— при применении аппаратного счетчика	10 кГц
— при применении обработчика энкодера	1 кГц
Дискретные выходы
Количество дискретных выходов в: ПЛК100-24.Р и ПЛК100-220.Р ПЛК100-24.К	6 э/м реле 6 сдвоенных транзисторных ключей (всего 12 выходных сигналов)
Гальваническая развязка дискретных выходов Электрическая прочность изоляции дискретных выходов	есть, индивидуальная 1,5 кВ
Интерфейсы связи
Интерфейсы	Ethernet 100 Ваsе-Т RS-232 — 2 канала RS-485 USB 2.0-Device
Скорость обмена по интерфейсам RS	от 4800 до 115200 bps
Протоколы	ОВЕН Modbus-RTU, Modbus-АSCII DСОN Моdbus-ТСР GateWay (протокол СODESYS)
Программирование
Среда программирования	СODESYS 2.3.8.1 (и старше)
Интерфейс для программирования и отладки	RS-232 USB-Device Ethernet

Технические характеристики находятся в среднестатистическом диапазоне аналогичных устройств других фирм.

После всего вышесказанного принимаем решение о покупке и тестировании данного образца OWEN PLC.

Разбор посылки

После получения устройства проведем входной контроль.

Посылка, упакованная официальной атрибутикой фирмы «ОВЕН» (см. рисунок 2).

Рис.2 – Посылка с «ОВЕН ПЛК100»

Внутри находится сам «ПЛК ОВЕН» в картонной упаковке. Судя по наклейке и паспорту, произведен данный экземпляр 22.11.2018. Это скорее говорит не о дате его фактического производства, а о дате его полной комплектации, проверке ОТК (отдела технического контроля) и упаковке. Если судить по дате продажи, указанной в паспорте, 26.11.2018, то мне попался самый свежий экземпляр данного устройства (см. рисунок 3).

Рис.3 – Наклейка на упаковке и оттиск паспорта «ОВЕН ПЛК100».

По отметке продавца, указанной в паспорте, определяем, что данный экземпляр изготовлен и упакован на заводе торговой марки «ОВЕН» ООО «Завод №423», находящемся в Тульской обл., г. Богородицке. Такие даты производства и продажи говорят мне о том, что либо завод выпускает продукцию под конкретные заказы и срок выполнения заказов довольно мал, либо объемы продаж этого типа оборудования большие и на складе готовая продукция не залеживается. И в том и в другом случае я обладатель последней версии ПЛК100 со всеми актуальными на данный момент аппаратными и программными версиями.

Посмотрим комплектацию устройства (см. рисунок 4).

Рис.4 – Комплектация «ОВЕН ПЛК100»

Помимо самого ПЛК100 в комплект входит:

• паспорт на изделие;
• руководство по эксплуатации;
• кабель КС1 (кабель прошивки);
• диск с ПО;
• рекламный буклет с приглашением на базовый курс обучения по программированию ПЛК100 в среде CODESYS V2.3.

Для полного понимания, что нам необходимо для быстрого старта при работе с ПЛК100, обратимся к диску с ПО, входящему в комплект. Признаться честно, диск с ПО должен быть оформлен по-другому. Представленный диск не имеет никаких опознавательных знаков, нанесенной графической маркировки, не оформлен даже текстовой информацией. Представляет из себя самый простой вариант DVD-R 8 см диаметром. Такой потерять или не отыскать среди других дисков — плевое дело. В этом компоненте проглядывается явный минус и недоработка маркетологов. Хоть инженерный ум (основной потребитель данного диска) и с пониманием отнесется к такому внешнему виду. Мое самолюбие покупателя немного пострадало.

А вот состав ПО, находящегося на диске, порадовал (см. рисунок 5).

Рис.5 – Состав ПО диска «ОВЕН ПЛК100»

Для быстрого старта здесь есть все необходимое. Итак, приступим.

Схема подключения

Схема подключения приведена ниже:

Рис.6 – Схема подключения к «ОВЕН ПЛК100-24»

Здесь все довольно просто и прозрачно. Датчики типа «сухой контакт» подключаются к соответствующим дискретным входам. Коммутировать они должны положительный полюс питания «+». Согласно РЭ на ПЛК100 (стр. 11), логическая единица считывается со входа при уровне напряжения 29…17 В, логический ноль при 5…0 В. При этом ток, протекающий через дискретный вход, должен быть не менее 3 мА. Тем самым можно подсчитать, каким может быть максимальное сопротивление самого контакта и его подводящего кабеля:

На практике сопротивление контакта и длинной кабельной линии будет на 2–3 порядка ниже.

Дискретные выходы в нашей модификации ПЛК являются сдвоенные транзисторными ключами. Они коммутируют положительный полюс питания «+», максимально коммутируемый ток — 150 мА, что соответствует мощности примерно в 3 Вт. То есть без промежуточных реле здесь не обойтись. Включать пускатель или другую, более мощную, нагрузку напрямую не получится. Это необходимо учитывать при проектировании АСУ ТП. Это норма, так как на практике разделение выходных сигналов самого ПЛК и коммутируемых им устройств при помощи реле повышает надежность оборудования, даже снабженного индивидуальной гальванической развязкой выходов.

Программные средства, настройка ПК

Что необходимо для написания программы и прошивки ПЛК100 для успешной работы в АСУ ТП? Рассмотрим прилагаемый диск, а также РЭ на ПЛК100.

Согласно руководству по эксплуатации (раздел 6) установим необходимое ПО для программирования и прошивки.

Устанавливаем ПО CODESYSV2.3. С диска запускаем программу-инсталлятор. При выборе языка (в отсутствие русского) выбираем из предложенных (см. рисунок 7).

Рис.7 – Выбор языка при установке ПО CODESYSV2.3

Далее, следуя инструкциям установщика, по умолчанию устанавливаем ПО по предложенному пути. Выбор устанавливаемых компонентов менять не будем. Программа-инсталлятор установит ПО CODESYS, драйверы, настроит необходимые службы на ваш ПК. После установки придется перезагрузить ПК. После установки пакета COSESYS нужно выполнить инсталляцию таргет-файлов. Установку производим согласно РЭ на ПЛК100 (стр. 20). Утилита InstallTarget находится в меню ПУСК -> 3SSoftware -> CodeSysv2.3 -> InstallTarget. Выбираем наш целевой ПЛК100.K-L.

После процедуры установки должна получиться следующая картина:

Рис.8 – Установка таргет-файлов ПЛК100

Для написания программы все необходимое ПО установлено и настроено.

Пишем пример ПО ПЛК

Для демонстрации возможностей ПЛК100, знакомства с ПО CodeSys, прошивки ПЛК100 напишем демонстрационную программу в среде программирования.

Согласно РЭ на ПЛК100 раздела 6, стр. 21, создадим проект. При выборе целевой платформы необходимо указать наш ПЛК100. В появившемся окне настроек менять ничего не будем, настроек по умолчанию вполне хватит. После подтверждения настроек целевой платформы нужно создать основной POU (главную программу проекта). Главная программа должна всегда иметь тип Program и название PLC_PRG. Единственное изменение — необходимо выбрать язык программирования данной POU (см. рисунок 9).

Рис.9 – Главная программа проекта, настройка. ПЛК100

Программа может ничего полезного не содержать, но это уже будет рабочий проект, и его можно «залить» в ПЛК и проверить связь и другую служебную информацию. Подробно про программирование в среде CodeSys можно прочитать в документации, входящей в состав диска. Документация -> CodeSysv2.3 -> Первые шаги в CodeSys и других документах по программированию.

В POU на языке ST простейшая программа — символ «;». Теперь скомпилируем проект (то есть преобразуем текстовую программу пользователя в исполняемый в ПЛК код). Ошибок быть не должно (см. рисунок 10).

Рис.10 – Компиляция пользовательской программы. ПЛК100

Так как на столе, имея только блок питания и ПЛК100, трудно наглядно показать пример реальной АСУ ТП (хоть и микро), написать программу, использующую максимум программных компонентов, библиотечных функций и т. д., хочется. Поэтому в ожидании наступления Нового года напишем программу для праздничной иллюминации. А для наглядности используем индикацию на лицевой панели ПЛК100. Программа будет содержать несколько режимов праздничной иллюминации, переключаться режимы будут от дискретного входа. Но обо всем по порядку.

Праздничная иллюминация на ОВЕН ПЛК100

Откроем пустой проект, который создавали в предыдущем разделе.

Для начала присвоим имена дискретным входам и выходам. Во вкладке «Ресурсы», в нижнем левом углу менеджера проекта, выберем «Конфигурация ПЛК» и пропишем имена входам/выходам с комментариями (см. рисунок 11).

Рис.11 – Конфигурация ПЛК100

Теперь данными символьными именами дискретных входов и выходов можно пользоваться в программе.

Продемонстрируем:

IF (I_1 = 1) THEN
Q1_1:= TRUE;
Q1_2:= FALSE;
ELSE
Q1_2:= TRUE;
Q1_1:= FALSE;
END_IF;

Символьные значения DI/DO (дискретных входов / дискретных выходов) используются в программе напрямую.

Для праздничной иллюминации нам необходимо работать с таймерами, счетчиками, формирователями импульсов и т. д. Для этого нужно установить стандартные библиотеки, которые входят в поставку с ПЛК100, находятся на диске с ПО.

Установка, подключение, управление библиотеками расписаны в документе: «Руководство пользователя по программированию ПЛК в CoDeSys 2.3», входящему в состав диска. Смотрите раздел 6.4. Проведем необходимые манипуляции и подключим к проекту библиотеку UTIL.lib. Ее функциональные блоки расписаны в разделе Приложение D: Библиотеки CoDeSys.

На поле со списком библиотек щелкаем правой клавишей и выбираем «Добавить библиотеку», в открывшемся окне выбора файлов библиотек выбираем необходимые нам путем указания пути до расположения файла с библиотекой (см. рисунок 12).

Рис.12 – Выбор файла библиотеки для добавления в проект. ПЛК100

После добавления библиотеки рабочее поле менеджера библиотек должно выглядеть следующим образом (см. рисунок 13).

Рис.13 – Добавленная библиотека в менеджере. ПЛК100

Теперь компоненты из библиотеки можно использовать в пользовательской программе.

Создадим генератор сигналов с необходимой нам частотой. Переменные для этого будем использовать глобальные, чтобы во всех наших пользовательских программах и подпрограммах у них была видимость.

Для вызова и обработки генератора сигналов из библиотеки создадим подпрограмму (функциональный блок) на языке программирования LD. Название функционального блока будет Clock_Blink. Заполним следующим кодом (см. рисунок 14).

Рис.14 – Функциональный блок Clock_Blink на языке LD. ПЛК100

Эти переменные мы будем применять во всех пользовательских программах.

Для визуализации данных генераторов присвоим нашим дискретным выходам значения переменных таким образом: в POU вызовем функциональный блок на исполнение и пропишем следующий код на языке ST.

Clock_Blink;
Q2_4:=Cl_1Hz;
Q2_3:=Cl_2_5Hz;
Q2_2:=Cl_5Hz;

Светодиоды, указывающие состояние соответствующих дискретных выходов, будут мигать с частотой, установленной в подпрограмме.

Для праздничной иллюминации будем использовать первые восемь выходных дискретных сигналов. Зададим три режима работы иллюминации. Для хранения значения режима используем переменную типа Byte. В первом режиме светодиодная матрица будет мигать с частотой 1 Гц. Во втором режиме реализуем бегущий огонь вправо-влево. В третьем режиме будем выводить десятичное число от 0 до 255 в виде 8 бит, с частотой изменения в 2,5 Гц. Приступим.

Код получился не очень сложным. Имеются повторяющиеся элементы.

Исходный код этого демонстрационного проекта находится в архиве со статьей. Видеопрезентацию примера смотрите ниже.

Для прошивки ПЛК100 входящий в комплект кабель не слишком годится (если честно, не годится вообще). Это уже устаревший стандарт — использовать аппаратный RS-232, к тому же логические уровни должны быть TTL (0-5В). То есть необходим преобразователь USB -> RS232. Вряд ли у кого дома валяется такой без дела. А вот прошить USB-кабелем от принтера (USB-порт на ПЛК100 квадратный) вполне способен каждый, кто имеет ПК. Тут все просто: соединяем кабелем ПК и ПЛК100, подаем на ПЛК100 питание в 24 В. В ПК начнется установка драйвера, на диске с ПО имеется драйвер для USB-подключения. Указываем путь до драйвера, устанавливаем его, и согласно РЭ можно устанавливать связь с ПЛК100. При установке связи CodeSys проверит актуальность пользовательской программы, открытой в среде программирования, с той, что залита в ПЛК100, в случае разницы спросит, обновить программу или нет. После заливки и старта ПЛК100 на исполнение программы мы должны увидеть нашу запрограммированную праздничную иллюминацию на светодиодах дискретных выходов.

Чтобы пользовательская программа записалась в энергонезависимую память и стартовала всякий раз при подаче питания на ПЛК100, необходимо явно это указать в среде программирования CodeSys. Если этого не сделать, то после сброса питания ПЛК100 начнет выполнять ту программу, которая у него зашита в энергонезависимую память, то есть без последних изменений. Это часто вызывает неудобство, так как при установлении связи проекты проверяются, изменения заливаются, но без команды в энергонезависимой памяти проект не обновляется. Делается это следующим путем (см. рисунок 15).

Рис.15 – Создание загрузочного проекта. ПЛК10

С демопроектом закончили. Документация по программированию, РЭ, другие необходимые руководства для полноценной работы с этим ПЛК на диске из комплекта поставки имеются в полном объеме.

Расширяем возможности и границы ПЛК100

На сайте производителя в конце страницы с описанием ПЛК100 есть примеры проектов, реализованных на оборудовании фирмы «ОВЕН», где ПЛК100 выступал в роли основного «сердца» систем малой и средней АСУ ТП. Для каждого представленного проекта есть краткое описание. В нем указано, какое оборудование использовалось и какие задачи и функции оно выполняло. Схема применения представлена ниже.

Рис.17 – Схема применения ПЛК100

Сам ПЛК100 имеет большие программные возможности, различные интерфейсы связи для расширения его функциональности, но один, без дополнительных модулей, он, конечно же, почти бесполезен.

Но модули расширения дискретных и аналоговых сигналов, подключаемых к ПЛК100 по интерфейсу RS-485 и протоколу ModBusRTU, позволяют ему занимать нишу малой автоматизации на «законных» основаниях. К тому же различное электронное оборудование (частотные преобразователи, расходомеры, счетчики энергии и ресурсов и т. д.) имеет законченную функциональность, может довольно просто интегрироваться с ПЛК100 на уровне интерфейса RS-485 и протокола ModBusRTU, так как данный вид протокола распространен и является чуть ли не «обязательной» функцией любого промышленного оборудования. Нестандартные протоколы, которыми снабжаются некоторые «экзотические» экземпляры оборудования, при наличии описаний данных протоколов могут быть реализованы на ПЛК100 на программном уровне.

Достоин ли ОВЕН ПЛК100 импортозамещения?

ПЛК100 по своему функционалу, техническим характеристикам, исполнению, габаритным размерам вправе называться промышленным ПЛК.

У него невысокая цена, разнообразная и широко освещенная сопроводительная документация, которая позволяет в короткие сроки начать использовать данный ПЛК. Область применения довольно широка и не ограничивается только простыми локальными АСУ ТП. При грамотном подходе к проектированию систем с использованием этого ПЛК можно получить высокие результаты по надежности, простоте обслуживания, реализованным сложным алгоритмам и функциям за умеренные денежные средства.

Если сравнивать с импортными аналогами в данном сегменте, то он будет конкурентом в связи с низкой стоимостью, так как импортные конкуренты имеют цену в евро или американских долларах, что при нынешней обстановке в мире и слабой национальной валюте будет существенным плюсом для систем малой и средней автоматизации небольших объектов. Поэтому у тестируемого ПЛК есть своя ниша: бытовые сферы жизни человека, объекты и оборудование ЖКХ, муниципальные здания и оборудование.

Частные автоматизированные автомойки, СТО, насосные, котельные, другие объекты ЖКХ, системы доступа, вентиляции муниципальных зданий и сооружений (школы, детсады, администрации и т. д.), объекты малых, локальных АСУ ТП в промышленности — вот ниша данного ПЛК. Бюджетное решение для несложных систем в этих случаях приоритетно.

Ярких, бросающихся в глаза минусов не видно. Диск с ПО не оформлен фирменным стилем, устаревший кабель для программирования, отсутствие собственной шины для модулей расширения (подобно ПЛК фирмы Siemens, DirectLogic и др.) — все это не может быть минусами, перечеркивающими все достоинства этого ПЛК.

Мой, может быть субъективный, вывод заключается в следующем. Как техническое устройство ПЛК100 представляет интерес со стороны АСУ ТП. Область применения данного типа ПЛК довольна обширна. Но как основной ПЛК, который может заменить на рынке АСУ ТП в России контроллеры фирм Siemens, Allen-Bradley и другие, он не тянет. В силу не только объективных ограничений, но и плохой маркетинговой политики самой фирмы «ОВЕН». ПЛК100 занял свою нишу в АСУ ТП и развиваться дальше по восходящей не планирует. Весь его дальнейший рост мне видится в горизонтальном направлении, и для более сложных задач и сильно распределенных архитектур он и не будет развиваться.

Ссылки

Мой опыт с ОВЕН ПЛК 100 в горно-обогатительной отрасли