I/O-moduulin korvaaminen ohjelmoitavalla logiikalla

Abstract

Työn aiheena oli I/O-moduulin korvaaminen ohjelmoitavalla logiikalla. Työn tavoitteena oli valita järjestelmään sopiva logiikka, ohjelmoida siihen valopalkkien kirkkaudensäätö sekä muut järjestelmän vaatimat toiminnot, suunnitella RS-485-muunnin signaalinmuunnosta varten sekä integroida laitteisto Rollmark-järjestelmään. Logiikan valinta tehtiin siltä vaadittavan nopeuden perusteella. Päädyttiin tulokseen että Siemens S7-1200 -sarjan logiikka riittäisi tarkoitukseen. Logiikan ohjelma koostui pääohjelmasta sekä useasta toimintolohkosta. Pääohjelma ohjelmoitiin Ladder Logic -ohjelmointikielellä, kun taas toimintolohkot kirjoitettiin SCL-kielellä. Valopalkkien kirkkaudensäätö sisältyi toimintolohkoihin tehtyihin ohjelmiin. RS-485-muunnin suunniteltiin kolmessa osassa. Ensin laskettiin jännitteenjako 24 voltista 5 volttiin, jota RS-485-signaali käyttää. Toisena suunniteltiin prototyyppi, jonka avulla laitteen toimivuus testattiin käytännössä. Viimeisenä suunniteltiin lopullinen piirilevy, johon RS-485-muunnin laitetaan. Laitteisto integroitiin Rollmark-järjestelmään sopimalla logiikan sekä Linux PC:n välisen kommunikoinnin menetelmistä. Tiedonsiirron käyttämät viestityypit ja viestien rakenteet dokumentoitiin yritykseen. I/O-moduulin korvaaminen saatiin suoritettua onnistuneesti loppuun asti. Ohjelmoitava logiikka tarjoaa joustavuutta, jota I/O-moduulilta puuttuu. Logiikka taipuu asiakkaan toiveen mukaisesti toiminnallisesti.

The subject of the work was replacing I/O-module with a programmable logic controller. The goal of the work was to choose a suitable logic controller for the system, program the light beam intensity control and rest of the systems required functions on it, plan a RS-485-converter for signal conversion and to integrate the hardware into the Rollmark-system. The logic controller selection was made on the basis of the required hardware speed. It was decided that the Siemens S7-1200 -series would suffice for the purpose. The logic controllers program consisted of the main program and several function blocks. The main program was made with ladder logic -code, while the function blocks were written SCL-code language. The light beam intensity control was included in the function blocks. The RS-485-converter was planned in three stages. The first stage was using formulas to create a voltage divider, which drops the voltage from 24 volts to five volts, which the converter uses. The second stage was the planning of the prototype, which was later used to test the functionality of the system. Last stage was the planning of the final version of the RS-485 converter, which was going to a printed circuit board. The hardware was integrated into the Rollmark-system. Message types and message structures, used in the communication between the logic controller and Linux computer were documented in the company. Replacing the I/O-module was successful. The programmable logic offers more flexibility, which the I/O-module doesn’t. The logic controller bends more easily according to customers wishes