บทที่ 8 การ์ดดิจิตอลอินพุตและ ... ·...

© www.thaicontrol.wordpress.com 49

บทที่8 การ์ดดจิติอลอนิพุตและเอาท์พุต

การ์ดดจิิตอลอินพตุใช้ส าหรับอา่นคา่สถานะของอปุกรณ์อินพตุแบบไมต่อ่เนื่อง (0/1) เช่น พลอ็กซมิิตีส้วิตซ์ , ปุ่ มกด หรือ ลมิิตสวิตซ์ แล้วสง่ข้อมลู (Multicast) ให้กบั Controller ตามชว่งเวลาที่ก าหนด (RPI rate) หรือเมื่อมกีารเปลีย่นสถานะท่ีอินพตุ (Change of State, COS) ซึง่เซต็เอาไว้ใน I/O onfiguration ของการ์ด สว่นการ์ดดิจิตอลเอาท์พตุจะรับข้อมลู (Consumer) มาจาก Controller ตามชว่งเวลาทีก่ าหนด (RPI rate) หรือจบการ scan โปรแกรมใน Task แล้วจึงสง่สญัญาณเอาท์พตุไปยงั Terminal ของการ์ดเพื่อขบัอปุกรณ์ตา่งๆ เช่น ชดุสตาร์ทมอเตอร์, โซลนิอยด์ หรือ ไฟสญัญาณเตือน

(รูปจาก Rockwell Automation)

Part number ของ ControlLogix I/O การ์ดขึน้ต้นด้วยหมายเลข 1756 แล้วตามด้วยอกัษร “I” หรือ “O” ซึง่ยอ่มาจาก Input และ Output ตามล าดบั ตวัอกัษรถดัมาบอกถงึระดบัแรงดนัไฟฟ้าใช้งาน เช่น A คอืไฟ AC, B คือไฟ DC เป็นต้น สว่นหมายเลขถดัมาแสดงจ านวน I/O Pointของการ์ด (16/32 Points) และอกัษรตวัสดุท้ายหมายถงึฟังก์ชัน่พิเศษของการ์ดแบบตา่งๆ (D=diagnostic, E= Electronic fused, I= individually isolated)

ControlLogix PLC

I = Input O = Output

Number of I/O points

Firmware Revision

A = AC, B = DC, C = 30 to 60 Vdc G = TTL, H = 90 to 146 Vdc M = 159 to 265 Vdc, N = 10 to 30 Vac V = 10 to 30 Vdc Source

D = Diagnostic E = Electronic fused I = Individually Isolated


Discrete DC Input Module การ์ดอินพตุส าหรับรับสญัญาณลกัษณะเป็น ON-OFF สว่นใหญ่ใช้กบัแรงดนั DC 12-24V ภายในการ์ดมี Optocoupler เป็นวงจรแยกสญัญาณระหวา่งภาคอินพตุกบัวงจรภายใน ตวัการ์ดสง่คา่เป็น True ไปยงั PLC เมื่อมกีระแสไหลครบลปูทางด้านอินพตุ

กระแสทางด้านอินพตุมีได้ 2 แบบ คือกระแสไหลเข้า(Sink) และกระแสไหลออก (Source) อินพตุการ์ดชนิดที่กระแสไหลเข้าหรือรับกระแส เช่น P/N 1756-IB16 ต้องใช้กบัอปุกรณ์ที่จ่ายกระแสให้ตวัการ์ดเทา่นัน้ เช่น เซ็นเซอร์ชนิด PNP ขัว้ Common หรือ GND ของการ์ดตอ่เข้ากบัขัว้ลบของPower supply ภายนอก ดงัรูปด้านลา่ง


Terminal

Optocouple


สว่นอินพตุการ์ดชนิดทีก่ระแสไหลออกหรือจ่ายกระแส เช่น P/N 1756-IV16 ต้องใช้กบัอปุกรณ์ที่สามารถรับกระแสจากตวัการ์ดได้ เช่น เซ็นเซอร์ชนิด NPN ขัว้ Common หรือ DC+ ของการ์ดตอ่เข้ากบัขัว้บวกของPower supply ภายนอก ดงัรูปด้านลา่ง

(รูปจาก Rockwell Automation) Discrete AC Input การ์ดอินพตุส าหรับรับสญัญาณลกัษณะ ON-OFF เหมือนกบั DC Input แตใ่ช้กบัไฟแรงดนักระแสสลบั AC 110-220V จากรูปจะเห็นวา่มีวงจร Rectifier และFilter เพื่อแปลงไฟ AC เป็นไฟกระแสตรงก่อนเข้า Optocoupler ซึง่ใช้แยกสญัญาณระหวา่งภาคอินพตุกบัวงจรภายในตวัการ์ด ตวัการ์ดสง่คา่เป็น True ไปยงั PLC เมื่อมีแรงดนัไฟ AC ทางด้านอินพตุ อปุกรณ์ที่ใช้งานต้องตอ่เข้ากบัเทอร์มินอลของการ์ด แล้วตอ่แหลง่จ่ายไฟ AC L2 เข้าที่ Common หรือ L2 ของการ์ด ดงัรูปด้านลา่ง



Controller สามารถสือ่สารกบัการ์ดดิจิตอลอินพตุได้นัน้เราต้อง Add การ์ดเข้าไปใน I/O Configuration ของโปรเจคไฟล์ และเซ็ตอพัให้ถกูต้องตามขัน้ตอนด้านลา่ง

Configure Input Module 1) คลิก๊ขวาที่ Backplane ตรงหวัข้อ I/O Configuration แล้วเลอืก New Module

2) หน้าตา่ง Select Module ให้คลิก๊ที่ Digtal Module แล้วเลอืก Input การ์ดที่ต้องการ Add จากนัน้คลิก๊ปุ่ ม OK


3) เลอืกเวอร์ชัน่ Firmware ของการ์ด จากนัน้คลิก๊ปุ่ ม OK

4) กรอกข้อมลูในหน้าตา่ง Module properties ให้ถกูต้อง แล้วคลกิ OK Name – ช่ือของการ์ด Slot – หมายเลข Slot ที่การ์ดติดตัง้อยู ่Description – ป้อนค าอธิบายของการ์ด Comm Format – เลอืกชนิดการเช่ือมตอ่กบัการ์ดซึง่มีอยู ่3 หวัข้อดงัตารางด้านลา่ง

Owner Time stamp Data Format

Listen Only CST Timestamped Input Data Ownership – ก าหนดสทิธิการควบคมุ I/O โมดลูของ ControlLogix controllerโดยController ตวัที่ได้สทิธิจะท าหน้าที่จดัเก็บข้อมลู Configuration ของ I/O โมดลูและสง่คา่ Configuration เข้าสูก่าร์ดตอนเร่ิมท างาน ดงันัน้ถ้าต้องการรับคา่จาก I/O เฉยๆโดยทีไ่มต้่องการควบคมุการท างานของการ์ดไว้เอง ให้เลอืกเป็น “Listen only” (ฟังอยา่งเดียว) Time stamp – เลอืกวา่จะบนัทกึเวลาของ System clock เมื่อโมดลูสง่ข้อมลูหรือไม ่(Multicast) Data Format – เลอืกชนิดของข้อมลูที่สง่ออกจากการ์ด


Electronic Keying – เลอืกวิธีการตรวจสอบการ์ดในโปรแกรมกบัที่ติดตัง้จริง มีอยู ่3 แบบ คือ Exact Match (เช็ค Vendor,Product Type,Catalog Number,Major Revision,Minor Revision) Compatible keying (เช็คเหมอืน Exact Match แตอ่นญุาติให้การ์ดที่มี Revision สงูกวา่ใช้งานได้) และ Disable keying (ไมม่ีการเช็ค Key)

5) ก าหนดคา่ RPI (Requested Packet Interval) ในแท็บ Connection แล้วคลิก๊ OK

Requested package interval (RPI) – เวลาสง่ข้อมลู (multicast) จากหนว่ยความจ าของการ์ด ออกไปยงั backplane ของ Rack

6) คลิก๊แท็บ Configuration แล้วท าเคร่ืองหมายถกูในช่อง Off->On และOn->Off ในสว่นของ Enable Change of State (COS) ดงัรูป ซึง่จะท าให้การ์ดสง่ข้อมลูไปให้ Controller ทนัทีที่มีการเปลีย่นสถานะของอินพตุ แตห่ากสถานะของอินพตุไมม่ีการเปลีย่น การ์ดจะสง่ข้อมลูให้ Controller ตามคา่ RPI


7) เราก าหนดคา่เวลาคงสถานะจาก Off เป็น On หรือ จาก On เป็น Off ได้ในสว่นของ Input Filter Time ถ้าสถานะของอินพตุเปลีย่นแปลงแตไ่มส่ามารถคงสถานะอยูไ่ด้เกินคา่นี ้การ์ดจะมองวา่เป็นสญัญาณรบกวน (Noise) และจะไมอ่พัเดจข้อมลูไปยงั Controller จากนัน้คลิก๊ปุ่ ม OK

8) เสร็จแล้ว เราสามารถอ้าง I/O Address ของอินพตุเพื่อเอาไปใช้งานได้ดงันี ้Location:Slot:Type.Member.Bit Location -> ต าแหนง่ที่การ์ดติดตัง้อยู ่ถ้าการ์ดตดิตัง้อยูบ่น Rack เดียวกบั controller จะใช้ Location เป็น Local แตถ้่าการ์ดตดิตัง้อยูบ่น Remote rack จะใช้ช่ือของ Adapter เป็น Location Slot -> หมายเลข Slot ที่การ์ดตดิตัง้อยู ่Type -> ชนิดของข้อมลู I= Input, O = Output, C= Configuration, S = Status Member -> ช่ือสมาชิกข้อมลูยอ่ย เช่น Data, Fault เป็นต้น Bit -> ต าแหนง่ Terminal ของการ์ด


ดงันัน้ I/O Address ของการ์ด อนิพตุนีท้ี่ Terminal 12 คือ “Local:1:I.Data.12”

Discrete DC Output Module การ์ดเอาท์พตุส าหรับจ่ายสญัญาณลกัษณะเป็น ON-OFF แรงดนั DC 12-24V ภายในการ์ดมี Optocoupler เป็นวงจรแยกสญัญาณระหวา่งภาคเอาท์พตุและวงจรภายใน ภาคเอาท์พตุจะ ON เมื่อวงจรภายในการ์ดได้รับคา่ลอจิกTrue ภาคเอาท์พตุสว่นใหญ่จะเป็นพวก Power Transistor, MOSFET และ Relay

กระแสทางด้านเอาท์พตุแบง่ได้ 2 แบบ คือกระแสไหลเข้า(Sink) และกระแสไหลออก (Source) เอาท์พตุการ์ดชนิดที่กระแสไหลออกหรือจา่ยกระแส เช่น P/N 1756-OB16 ต้องตอ่ขัว้ Common หรือ DC- ของการ์ดเข้ากบัขัว้บวกของPower supply ภายนอก ดงัรูปด้านลา่ง

Opto Isolator Power Transistor



Discrete AC Output Module การ์ดเอาท์พตุส าหรับจ่ายสญัญาณลกัษณะเป็น ON-OFF แรงดนั AC 110-220V ในตวัการ์ดมี Optocoupler เป็นวงจรแยกสญัญาณระหวา่งภาคเอาท์พตุกบัวงจรภายใน ภาคเอาท์พตุจะ ON เมื่อวงจรภายในตวัการ์ดได้รับคา่ลอจิกTrue ภาคเอาท์พตุสว่นใหญ่จะเป็นพวก Triac.



Configure Module 1) คลิก๊ขวาที่ Backplane ตรงหวัข้อ I/O Configuration แล้วเลอืก New Module

2) หน้าตา่ง Select Module ให้คลิก๊ที่ Digtal Module แล้วเลอืก Output การ์ดที่ต้องการ Add จากนัน้คลิก๊ปุ่ ม OK


3) เลอืกเวอร์ชัน่ Firmware ของการ์ด จากนัน้คลิก๊ปุ่ ม OK

4) กรอกข้อมลูในหน้าตา่ง Module properties ให้ถกูต้อง แล้วคลกิ OK Name – ช่ือของการ์ด Slot – หมายเลข Slot ที่การ์ดติดตัง้อยู ่Description – ป้อนค าอธิบายของการ์ด Comm Format – เลอืกชนิดการเช่ือมตอ่กบัการ์ดซึง่มีอยู ่3 หวัข้อดงัตารางด้านลา่ง

Owner Time stamp Data Format

Listen Only CST Timestamped Input Data Ownership – ก าหนดสทิธิการควบคมุ I/O โมดลูของ ControlLogix controllerโดยController ตวัที่ได้สทิธิจะท าหน้าที่จดัเก็บข้อมลู Configuration ของ I/O โมดลูและสง่คา่ Configuration เข้าสูก่าร์ดตอนเร่ิมท างาน ดงันัน้ถ้าต้องการรับคา่จาก I/O เฉยๆโดยทีไ่มต้่องการควบคมุการท างานของการ์ดไว้เองให้เลอืก เป็น “Listen only” (ฟังอยา่งเดียว) Time stamp – เลอืกวา่จะบนัทกึเวลาของ System clock เมื่อโมดลูสง่ข้อมลูหรือไม ่(Multicast) Data Format – เลอืกชนิดของข้อมลูที่สง่ออกจากการ์ด


Electronic Keying – เลอืกวิธีการตรวจสอบการ์ดในโปรแกรมกบัที่ติดตัง้จริง มีอยู ่3 แบบ คือ Exact Match (เช็ค Vendor,Product Type,Catalog Number,Major Revision,Minor Revision) Compatible keying (เช็คเหมอืน Exact Match แตอ่นญุาติให้การ์ดที่มี Revision สงูกวา่ใช้งานได้) และ Disable keying (ไมม่ีการเช็ค Key)

5) ก าหนดคา่ RPI (Requested Packet Interval) ในแท็บ Connection แล้วคลิก๊ OK

Requested package interval (RPI) – เวลาสง่ข้อมลู (multicast) จากหนว่ยความจ าของการ์ด ออกไปยงั backplane ของ Rack

6) คลิก๊แท็บ Configuration เราสามารถก าหนดสถานะของเอาท์พตุขณะอยูใ่น Program mode และ Fault mode ได้ทัง้ On หรือ Off โดยเลอืกที ่Output State During ดงัรูป


7) แท็บ Diagnostic ใช้ส าหรับรีเซ็ต Fuse ของการ์ดเมื่อคา่กระแสเกินลมิิตของการ์ด จากนัน้คลิก๊ OK

8) เมื่อเสร็จแล้ว สามารถอ้าง I/O Address ของเอาท์พตุเพื่อเอาไปใช้งานได้ดงันี ้Location:Slot:Type.Member.Bit Location -> ต าแหนง่ที่การ์ดติดตัง้อยู ่ถ้าการ์ดตดิตัง้อยูบ่น Rack เดียวกบั controller จะใช้ Location เป็น Local แตถ้่าการ์ดตดิตัง้อยูบ่น Remote rack จะใช้ช่ือของ Adapter เป็น Location Slot -> หมายเลข Slot ที่การ์ดตดิตัง้อยู ่Type -> ชนิดของข้อมลู I= Input, O = Output, C= Configuration, S = Status Member -> ช่ือสมาชิกข้อมลูยอ่ย เช่น Data, Fault เป็นต้น Bit -> ต าแหนง่ Terminal ของการ์ด ดงันัน้ I/O Address ของการ์ดเอาท์พตุที่ Terminal 1 คือ “Local:2:O.Data.1”


Input/Output Scan เนือ่งจากข้อมลูของ I/O จะถกูอพัเดจและสง่ไปยงั Controller ตามช่วงเวลาที่ก าหนดไว้ในคา่ RPI ของการ์ด ซึง่ไมข่ึน้กบั Program scan (Asychonous update) จึงอาจเกิดปัญหาวา่ ในชว่ง Program scan ข้อมลูของ I/O Address เดียวกนั อาจมีคา่ไมต่รงกนัเนื่องจากเป็นเวลาที่การ์ดอพัเดจข้อมลูพอดี อาจท าให้โปรแกรมท างานผิดพลาดได้ วธีิการแก้ไขคอื ให้ก็อปปี ้(ค าสัง่ CPS) คา่ของ I/O ไปเก็บไว้ใน I/O Buffer Tag แล้วน าคา่จาก I/O Buffer Tag ไปใช้งานแทน ตามตวัอยา่งด้านลา่ง

ตวัอยา่งการใช้ค าสัง่ CPS ก็อปปีค้า่ของ Digital Input ทัง้ชดุ (32 bits)ไปเก็บไว้ใน Buffer Tag ช่ือ Local_1_Input_Buffer ของ Routine Input_Buffer

ตวัอยา่งการใช้ค าสัง่ CPS ก็อปปีค้า่จาก Buffer Tag ช่ือ Local_2_Output_Buffer ไปยงั Digital Output ทัง้ชดุ (32 bits)ของ Routine Output_Buffer

บทที่ 8 การ์ดดิจิตอลอินพุตและ ... ·...

Documents