Ofiko obrázek s kódovým označením 600-256-7AA01 pro připojení jednoho tenzometru jak čtyřvodičovým, tak také šestivodičovým zapojením.
Modul přiřadíme do sestavy Profinet TB20 periferie s master PLC S7-1200. A samozřejmě také nějaké závaží, když budeme vážit. Vyhrabali jsme staré "kvichty" (omlouvám se kolegovi za ten starý slangový výraz pro závaží), největší kilo a také něco menšího.
Hlavně ale tenzometr, tento na obrázku je již dávno za výkonnostním zenitem, slouží jen pro pokusy, bez zatížení vykazuje obrovskou, asi 60% odchylku. Nevadí, něco vykompenzujeme a uvidíme, že nakonec trochu vážit bude i přes ten originální závěs. :).
Mrskneme data na HMI, abychom viděli vše trochu elegantně. Dva bity pro status, proměnnou pro nastavení táry (resetu) s ovládacím bitem a hlavně údaj váhy.
Tak celková sestava periferie Profinet TB20 + HMI + váha s tenzometrem. Nyní je na ní kilogramové závaží a na HMI údaj 1,067 kg, což je vzhledem ke "kvalitě" tenzometru výborné číslo. Ve skutečné aplikaci s dobrým tenzometrem by to bylo samozřejmě přesně. Ale on by šel také tento údaj kalibrovat, jen si udělat tabulku v nějakém používaném rozsahu, odchylka je celkem lineární.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Než si ukážeme jak na to, podíváme se na technické parametry modulu. Není to nic neobvyklého, tenzometrický modul je vždy hlavně konfigurovatelný zesilovač signálu z můstku. Důležitý je údaj o rozlišení a přesnosti. 24 bitů je včetně znaménka, přesnost FS tedy z rozsahu. Detaily vám upřesní zastoupení Helmholz u nás.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Pro začínající uživatele připomeneme, že rozlišení 23bitů (bez znaménka) udává kolik "schodečků" v hodnotě budeme mít na celý rozsah. 23 bitů je takové číslo, tedy přes osm milionů. Znamená to, že například z tenzometru 250kg můžeme mít údaj v rozlišení na 0,1 gramů. Pozor další věc je přesnost, což je jiná otázka.
Jak jsme zmínili výše, jedná se vlastně o zesilovač, jehož některé parametry můžeme - musíme nastavovat. Tedy od nuly do maxima a k dispozici máme až pět korekčních bodů, opět více v manuálu.
Tak abychom vše dostali do hardwarové konfigurace, stáhneme si z webu Helmholz poslední GSDML soubory a standardní cestou je instalujeme do TIA Portal. Jestliže máme v TIA starší balík těchto GSDML, tento nový 2017, i když se stejným označením 2.31, musíme znovu instalovat. Není to problém, je to ihned.
V hardwarovém katalogu poté máme dvě složky Helmholz, ta nová je "Helmholz GmbH & Co.KG" a modul najdeme ve složce s analogovými vstupy.
Jednoduše modul přetáhneme do sestavy TB20 na poslední místo. Důležité jsou IW / QW adresy 400, ty budeme potřebovat, přes ně půjde celá komunikace s modulem.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Nejdůležitější okno z celého nastavení modulu. Tady v hardwarové konfiguraci nastavíme základní parametry modulu, tedy zesilovače. Rozhodneme se, zda chceme z modulu číst přímo váhu v kilogramech, nebo budeme preferovat surovou hodnotu a v PLC jsi vše ještě překalibrujeme. Tady je potřeba mrknout do manuálu, kde ze všech osmdesáti stran jsou důležité strany od 44 do 64. Tam najdete popis každého parametru. Tato naše data platí pro tenzometr 20kg a 2mV/V.
Vstupní a výstupní oblast modulu. Na PI400 čteme údaj, na PQ400 pak zapisujeme táru - nulovou hodnotu, pokud ji budeme používat. Všimněte si, že každý zápis do modulu přes tuto oblast nastaví sedmý bit v pátém bajtu na "H" a z PLC se musí zase na stejném místě jen ve výstupu potvrdit.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Než si to pracně vysvětlovat, tak prakticky třeba takto v PLC programu potvrdíme přijetí nulovací hodnoty. Pokud to neuděláme, nelze nic dalšího do modulu zapsat.
Jestliže je všechno OK klidně začneme něco vážit. Závaží 200 gramů.
Mimochodem, pokud by byla přesnost 0,1% z FS tedy z 20 kg, jsme pořád v toleranci.
Pokud při 200 gramech vynulujeme modul, po odebrání závaží máme samozřejmě zápornou hodnotu. Stejně jako v obchodě s vlašským salátem na talířek.
Vše můžeme pro zkoušku ovládat z VAT tabulky, tagy z HMI míří všechny právě na tyto adresy. Například nastavení bitu Q404.0 vynuluje údaj váhy a tento bit je právě na tlačítku reset. Porovnejte si to s předchozím obrázkem významu vstupních a výstupních adres.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Co se stane při odpojení konektoru tenzometru na TB20? Tohle, zesilovač ohlásí neplatná data, což je u nás ta červená LED a nějakou poruchu. Údaj je pak nesmyslný. Nic ovšem nebrání v PLC tento stav vyhodnotit a na políčko s váhou poslat nějaký méně rušivý údaj.
Klikněte na obrázek pro zvětšení
Ve VAT tabulce je vidět i poruchový bit přetečení.
Hotovo. Modul je opravdu celkem jednoduchý, nastavení zvládnou i méně zkušení uživatelé. Jen je potřeba si uvědomit, že nastavujeme - kalibrujeme zesilovač, a tenzometr je v podstatě můstek, který se při zatížení rozváží a odchylka zpracuje v zesilovači. Nic víc ale nic míň.
Podívejte se na video, jak nám to měřilo a vážilo.
https://www.youtube.com/watch?v=SrvkIYvTpWU&feature=youtube
Jaroslav Blažek
Doplňující odkazy k článku:
Helmholz Česká republika, kontakt tady.
Detaily a manuál modul tenzometru zde.
