Что внутри у «ОВЕН ПЛК 100»? Он российский или китайский? Оставить комментарий

ПЛК 100 фирмы «ОВЕН» — распространенный программируемый логический контроллер, применяемый в малых и локальных системах АСУ ТП. Изучим схемотехнику «ОВЕН ПЛК100», оценим качество сборки и попробуем установить истинного производителя этого оборудования.

Разборка «ОВЕН ПЛК 100»

Корпус ПЛК100 представляет собой унифицированный корпус для крепления на дин-рейку шириной  6М (106,25х90,2х57,5 мм). Такие корпуса для радиолюбителей знакомы под торговой маркой DxMG от Gainta. Смотрите спецификацию корпусов по следующей ссылке. Но в данном случае корпус изготовлен на заказ. Имеет особенности, заточенные под конкретное расположение печатных плат ПЛК100.

Рис. 1 — Основание корпуса ПЛК 100

Крышка корпуса крепится к основанию на защелках. Снимается легко, без особых усилий. Защелки надежно удерживают крышку. После снятия крышки остается основание с установленными печатными платами. Печатных плат три, расположены одна над другой, как слои в пироге.

Рис. 2 — Крышка корпуса снята с основания. Вид печатных плат

Обзор печатных плат ПЛК 100

Верхняя печатная плата представляет собой плату индикации. На ней установлен разъем RS-232 Debug, ионистор для часов реального времени, а также тактовые кнопки: «СБРОС», «СТАРТ/СТОП». Светодиоды для индикации, электромагнитный излучатель звука (пищалка).

На плате распаяна микросхема ADM3251E — 2,5 кВ изолятор интерфейса RS-232. Микроконтроллер PIC16F689 фирмы MicroChip. МК выполняет функцию управления индикацией, получая данные от основного МК по интерфейсу.

Рис. 3 — Вид платы индикации с установленным МК ОВЕН ПЛК100

Связь с основной платой осуществляется путем штыревого разъема.

Рис. 4 — Вид обратной стороны платы индикации ОВЕН ПЛК100

Здесь все просто. На второй стороне только печатные проводники. Компоненты установлены на одной стороне платы.

Основная плата имеет большие габаритные размеры. На ней установлены самые важные «мозги» ПЛК 100, а также вся необходимая периферия и разъемы.

Рис. 5 — Основная плата ОВЕН ПЛК100

«Сердцем» ПЛК100 служит микропроцессор фирмы Atmel AT91RM9200. Его даташит можно найти тут. Богатая периферия и ядро ARM9. Описание микропроцессора на сайте соответствует установленному МК на плате.

На плате установлены следующие компоненты и разъемы:

1) микропроцессор Atmel AT91RM9200 — «сердце» ПЛК100;

2) микросхема LAN 10/100 RTL820 — для Ethernet-соединения;

3) микросхема VD1500 485 — для интерфейса RS-485;

4) микросхема SI8631 — изолятор цифровых интерфейсов;

5) микросхема памяти DRAM AS4C2M32SA;

6) разъем USB;

7) разъем Ethernet;

8) разъем DB9 — RS-232;

9) микросхема TRS3232E — для интерфейса RS-232;

10) микросхема Adesto1731 — SPI Serial Flash память.

Рис. 6 — Расположение компонентов на основной плате ОВЕН ПЛК100

Ни одна микросхема или компонент не является NONAME, часть из них заклеены фирменной наклейкой. Все компоненты от известных производителей. На каждый из них можно скачать даташит и посмотреть характеристики или пример применения.

Обратная сторона платы содержит печатные проводники и пассивные компоненты.

Рис. 7 — Обратная сторона основной платы «ОВЕН ПЛК100»

Самая нижняя плата содержит входные и выходные цепи, а также источник питания. Соединение с основной платой тоже штыревое. Блок питания собран на микросхеме DPA424GN. Входное напряжение может быть в пределах от 16 до 75 В. Также на плате установлен МК PIC16F689, такой же, что и на плате индикации. Он отвечает за включение выходов по команде от головного МК.

Рис. 8 — Плата питания и входных/выходных цепей ОВЕН ПЛК100

На обратной стороне печатные проводники и пассивные компоненты, в основном защитные.

Рис. 9 — Обратная сторона платы питания и входных/выходных цепей ОВЕН ПЛК100

Как можно заметить, выходные цепи разведены под использование миниатюрных реле. То есть сама плата универсальная. Под разные модификации ПЛК100. Нужны реле, паяем на платы. Нужны транзисторные ключи (причем дискретных выходов становится в ДВА раза больше), паяем переходные платы.

Рис. 10 — Переходная плата. Транзисторные ключи «ОВЕН ПЛК100»

Установленные платки с транзисторными ключами выглядят, конечно, не очень. Они установлены с небольшим перекосом, как по горизонтали, так и по вертикали.

Рис. 11 — Вид на платки с транзисторными ключами «ОВЕН ПЛК100»

В остальном же особых замечаний к схемотехнике не имеем.

Разбор входных и выходных цепей

Входные цепи довольно сложны в схемотехнике. Сигнал поступает не просто на оптопару для гальванической развязки. Сначала входная цепь защищается от статических разрядов и импульсных помех, для этого в цепи установлен супрессор (TVS). Правда, маркировка ни о чем не говорит. Так что о рабочем напряжении супрессора (более 24 В) можно судить по величине напряжения питания.

Далее по схеме используются каскады на транзисторах, и оконечный элемент — оптопара TLP291. Но сигнал с оптопары не поступает напрямую на основной МК. Промежуточное звено — 6-канальная микросхема триггера Шмидта. И вот с выхода микросхемы сигнал подается на основной МК через штыревой разъем.

Рис. 12 — Эквивалентная схема дискретного входа ПЛК 100

Надежность схемы входных цепей подтверждается опытом применения ПЛК100 на промышленном предприятии. Дискретные цепи не «горят» как спички. Так что избыточность пассивных компонентов оправдана.

Триггер Шмидта выполняет несколько функций. Защита от ложных срабатываний от наводок, даже если схема из пассивных компонентов не смогла обеспечить надежность. Плюс имеется гистерезис на входе, что тоже всегда хорошо. К тому же сам вход триггера имеет защиту.

Выходные цепи просты до безобразия. Ну а чего усложнять! На ней распаяны транзисторные ключи для управления миниатюрными реле. Так как в нашей модификации реле отсутствуют, то эти цепи используются для передачи выходного сигнала на плату с транзисторными выходами. Состояние дискретных выходов передается по интерфейсу от головного МК к промежуточному МК (PIC16F689), а он, в свою очередь, уже управляет транзисторными выходами. Транзисторный ключ развязан от МК оптопарами. Напряжение на транзисторные ключи поступает с клемм ввода питания ПЛК. Они коммутируют + питания на свой выход, а нагрузка включается между выходом и минусом источника питания.

Рис. 13 — Структурная схема подключения к ПЛК 100

На выходных транзисторах установлены защитные диоды. Так как у реле большая индуктивность, при размыкании тока обратное напряжение может повредить транзисторы. Защитные диоды обеспечивают протекание обратного тока через себя и катушку реле.

Выходные цепи просты, и ломаться, в принципе, нечему. Транзисторные ключи установлены на максимальное напряжение 60-70 В, в данных цепях этого достаточно.

Плата ввода-вывода и индикации

В платах индикации и ввода-вывода используется МК от фирмы Microchip (PIC16F689) как посредник между основным МК и выходными цепями или индикаторами. Как выполнена связь между ними на аппаратном уровне? Какой протокол используется? Остается только гадать. Насколько протокол отказоустойчив, помехозащищен, надежен во времени? Происходят ли зависания младших МК, приводящие к ложному срабатыванию выходного реле? Имея на борту ATMEL AT91RM9200 с 120 линиями ввода-вывода, использовать промежуточные МК? Не совсем логичное применение.

Качество сборки

Платы выглядят хорошо. Размеры выдержаны отлично. На платах нанесена маркировка компонентов с обеих сторон. Также использована защитная маска стандартного зеленого цвета. Инженеры схемотехники максимально использовали компоненты для поверхностного монтажа, так что половина плат паяется роботом. Те операции, что выполняются вручную, видны невооруженным глазом.

Рис. 14 — Перекосы компонентов на плате ПЛК 100

На плате с основным МК тоже имеется «человеческий» фактор.

Рис. 15 — Разъем на плате основного МК в ПЛК 100

Сказать однозначно, что это сделано китайскими руками, нельзя. Российские монтажницы на заводе тоже могут криво запаять.

Сама фирма «ОВЕН» утверждает, что весь цикл по изготовлению оборудования проходит в России. Изготовление печатных плат, расстановка и пайка компонентов, корпусирование и упаковка. Вполне возможно.

Используемые фирмой «ОВЕН» в оборудовании пассивные и активные компоненты представлены различными известными брендами в мире радиоэлектроники. NONAME-компонентов на платах нет. Это большой плюс. То есть качество радиодеталей не вызывает сомнений.

Сама пайка выполнена качественно, без «соплей» и явных непропаек. Защитного лака, правда, нет, но это и не критично, если эксплуатировать оборудование согласно рекомендациям самой фирмы-производителя. И в очень агрессивную среду не устанавливать.

Заключение

Аппаратная часть ПЛК100 фирмы «ОВЕН» имеет отличительные черты. Расположение плат, штыревое соединение, использование промежуточных МК. Насколько все это оправдано, судить сложно. Но при этом к качеству самих компонентов и изготовления оборудования нареканий нет.

Сказать однозначно, что это дело рук российских, наверное, не получится. Сейчас качество такого рода по радиооборудованию предоставит любая китайская фирма. Но вера в официальные заявления от фирмы «ОВЕН» не развенчана нашим обзором.