Промышленный контроллер Pixel — продукт компании Segnetics из серии 12хх — 25хх, достаточно широко используется на практике. Традиционно применяются эти управления системами вентиляции и кондиционирования воздуха. Сам по себе контроллер Pixel – это чисто электронный прибор. Поэтому устройство функционирует только в том случае, когда загружена управляющая программа контроллера Pixel – ядро и системный проект вентиляции или иного оборудования.
Нередко устройства продаются запрограммированные по умолчанию под конкретное оборудование. Но на практике приходится иметь дело с разной конфигурацией технических систем.
Устройство управления промышленными системами вентиляции и кондиционирования воздуха, а также прочего оборудования, полностью в автоматическом режиме
Поэтому практика программирования Pixel остаётся актуальной всегда. Исходя из , программирование «Пикселей» следует условно разделить на два этапа:
- Системный этап (создание проекта и загрузка).
- Рабочий этап (программирование параметров и запуск).
Системное программирование Pixel
Системный этап программирования предполагает создание рабочего проекта для Pixel с последующей загрузкой созданного кода в модуль постоянной памяти контроллера.
Следует уточнить: загружаемый проект является промежуточным программным кодом, который в процессе работы контроллера обрабатывается основной программой – ядром Pixel.
Создание системной программы к «Пикселю» осуществляется через специальный сервисный софт, именуемый SMLogix. Софт поддерживает программирование языком FBD (Function Block Diagram) под графическим интерфейсом.
Интерфейс («чистый») программного комплекса, предназначенного для разработки системного программного обеспечения под управление различным промышленно-хозяйственным оборудованием
Система программирования SMLogix для контроллеров Pixel разработана под Windows и может устанавливаться на персональных компьютерах без ограничений.
Нужно отметить: комплекс SMLogix – это достаточно сложное сервисное ПО. Софт поддерживает разработку программных проектов на уровне методики построения FBD-схем с участием макросов. Процесс программирования проходит в следующей последовательности:
- Определяются конкретные цели проекта.
- Составляется бумажная схема проекта.
- На основе бумажной зарисовки делается FBD-схема.
- Выполняется компиляция проекта.
- Тестирование и отладка.
Вопреки сложности сервисного ПО, при желании можно научиться программировать на SMLogix «с нуля». Но для облегчения познания всех тонкостей программирования FBD, рекомендуется практиковаться на готовых проектах для контроллера Pixel.
Таковые проекты имеются на официальном ресурсе производителя . Там же доступен для скачивания программный сервисный комплекс. Желательно иметь под руками «свободный» (тестовый) контроллер Pixel.
Примеры разработки блоков FBD проекта
Допустим, есть задача реализовать функцию дискретного регулятора для управления ТЭН. При помощи программного обеспечения для Pixel, реализуется эта функция созданием блок-схемы на рабочем поле программы SMLogix.
Так выглядит кусок системной программы, реализующей функцию дискретного регулятора температуры. Нагреватели могут быть установлены, к примеру, на оборудовании кондиционирования воздуха
После компиляции и загрузки в контроллер, созданный код действует следующим образом:
- Выполняется обработка заданной уставки.
- Вычисляются точки граничной температуры.
- Включается или отключается ТЭН.
Характерной особенностью здесь видится плавная динамика работы схемы регулятора. На практике такая работа отмечается чётким срабатыванием реле. Дребезг контактов полностью исключается.
Вот, примерно так создаётся полноценная управляющая программа контроллера и кондиционирования воздуха, а также иных систем.
Для каждого модуля программируется управляющая или контрольная функция. Всё объединяется в единую функциональную схему и загружается в память контроллера.
Загрузка готовой скомпилированной программы осуществляется одной из двух опций интерфейса. Первая позволяет загрузить и запустить, вторая поддерживает отладку
Загрузка проекта непосредственно в память контроллера Pixel выполняется через кнопки рабочей панели SMLogix. Существуют две кнопки для этих целей. Одна кнопка активирует функцию для загрузки с последующим стартом.
Вторая кнопка активирует функцию для загрузки с переходом в режим отладки. Перед загрузкой контроллер необходимо подключить и убедиться в наличии связи через опцию «Диагностика и Поиск».
Кстати будет замечено: через опцию «Диагностика и Поиск» осуществляется при необходимости обновление кода ядра процессора.
Таким выглядит окно программы «SMLogix», через которое выполняется программирование — обновление ядра контроллера Pixel
Это совершенно отдельная операция, никак не связанная непосредственно с загрузкой проекта. К тому же файлы ядра отличаются по расширению от файлов проекта.
Рабочий этап программирования Pixel
«Пиксель» на рабочем этапе включает действия по настройке загруженного программного проекта под действующую систему вентиляции и кондиционирования воздуха, либо иного оборудования.
Процесс заключается в установке необходимых эксплуатационных параметров, к примеру:
- температуры воздуха в помещении,
- давления воздуха на выходе из приточной системы,
- ограничения по нагреву обратного теплоносителя,
- сезона года,
- времени для таймера.
Общий список настроек, в зависимости от конфигурации оборудования, может составлять более десятка пунктов. Кроме того, существуют настройки системного характера, которыми устанавливается текущая дата, время, параметры скорости обмена данными и т.д.
Настройка параметров — неотъемлемая часть работы с электроникой подобного рода. Правильно выбранные уставки — залог бесперебойной работы оборудования
Рабочим этапом программирования поддерживается функция копирования и загрузки проекта. То есть имеется возможность, в буквальном смысле одним нажатием кнопки скопировать рабочую программу на съёмный модуль памяти.
Программируемый логический контроллер Pixel - легко конфигурируемое устройство под любые задачи клиента. Существующие модификации позволяют выбрать требуемое сочетание аналоговых и цифровых входов/выходов. При необходимости их количество легко наращивается модулями расширения Segnetics MR. Встроенный дисплей выводит текстовую и графическую информацию.
Базовая функциональность контроллера Pixel расширяется за счет дополнительных модулей. Коммуникационные модули к встроенному интерфейсу RS-485 добавляют поддержку сетевого подключения по стандартам Ethernet PNS или LonWorks. Модуль памяти расширяет доступный объем собственной памяти ПЛК для хранения архивов, расписания и работы более сложных проектов с большим количеством переменных.
Особенности:
- Высокая степень модульности. Не требуется платить за неиспользуемые каналы или интерфейсы. Подключение дополнительных модулей добавляет следующие возможности:
коммуникация в сети Lonworks или Ethernet;
увеличение каналов ввода-вывода до 64;
увеличение энергонезависимой памяти до 256 Kб для хранения уставок, событий, графиков или трендов;
использование энергонезависимой памяти типа Fram, позволяющей делать неограниченное число записей.
При добавлении новых модулей нет необходимости демонтировать контроллер или разбирать его.Полная программная совместимость с контроллером SMH 2010. Не требуется создавать программы заново. Все, что работало на SMH 2010, будет аналогично функционировать на контроллере Pixel.
- Полная совместимость контроллеров Pixel со SCADA-системой MasterSCADA.
- Возможность сохранять и переносить управляющие программы с помощью Модулей памяти. Компьютер на объекте не нужен.
- Графический дисплей контроллера позволяет выводить графики и текст различного размера.
Технические характеристики:
Дискретные входы
- 6 опторазвязанных входов.
- Уровни напряжения срабатывания: Замкнутый "сухой" контакт - от 12 до 36VDC. Разомкнутый "сухой" контакт- от 0 до 1VDC.
Дискретные выходы
- 2 релейных выхода и 1 симисторный либо транзисторный выход в зависимости от исполнения.
- Коммутируемое напряжение: до 277VAC / 30VDC.
- Коммутируемый ток: до 10А.
- Время переключения: до 10ms.
- Ресурс: да 100000 переключений.
D out – симистор (с опторазвязкой)
- Коммутируемое напряжение: до 277VAC / 50Hz.
- Коммутируемый ток: от 10mA до 0,5A.
D out – Транзистор (без опторазвязки)
- Коммутируемое напряжение: до 36V DC
- Коммутируемый ток: до 0,5А
Аналоговые входы
- 5 входов для подключения термосопротивлений, 1 вход для измерения тока/напряжения.
- Подключаемые термосопротивления: до 5-ти датчиков Pt1000; до двух NTC термисторов сопротивлением до 20 kOm (количество подключаемых датчиков зависит от исполнения).
- Измеряемое напряжение/ток: 0…10V DC / 0…20mA DC.
- Разрешающая способность: 10mV / 20 µA (10 разрядов).
Аналоговые выходы
- 2 (без гальванической изоляции).
- Диапазон: 0 - 10V DC.
- Нагрузочная способность: 12mA на канал.
- Защита от перегрузки.
Питание
- Разрешающая способность: 18-36VDC, 18-29VAC.
- Потребляемая мощность: не более 3.5W.
Интерфейсы
- Последовательный порт: встроенный RS485 (протокол Modbus RTU).
- Сетевая карта (опционально): Ethernet 10Mbit или LONWorks.
- Клавиатура: 5 кнопок.
- Дисплей: одноцветный, разрешение 122х32.
- Световая индикация: 2 светодиода.
Контроллер Pixel 2511-02-0 расширяемый
| Маркировка контроллера: | Pixel 2511-02-0 | ||
| Производитель: | Segnetics (Россия) | ||
| Тип: | свободно программируемый | ||
| Интерфейсы: | RS-485 Modbus-RTU | ||
| Габаритные размеры: | 100,2x105х57 | ||
| Наличие на складе: | в наличии | ||
| Стоимость: | 177 € |
«Pixel» – программируемый логический контроллер, предназначенный для автоматизации инженерных систем зданий и технологических процессов в промышленности. Контроллер может работать как в роли отдельного устройства, так и в вычислительной сети ModBUS-RTU в качестве ведомого («slave») или ведущего («master») устройства.
Особенности контроллера Pixel 2511-02-0:
- Высокая степень модульности. К базовым ресурсам контроллера добавляются следующие возможности:
Коммуникация в сети Lonworks или Ethernet (ModBUS-TCP);
Увеличение каналов ввода-вывода до 102/67;
Увеличение энергонезависимой памяти до 256Kбайт для хранения уставок, событий, графиков, трендов и других данных пользователя;
Использование энергонезависимой памяти с повышенным ресурсом, позволяющей делать практически неограниченное число записей (1010 гарантированных циклов записи);
При добавлении новых модулей расширения нет необходимости демонтировать контроллер или разбирать его. Это значительно упрощает работу в процессе расширения системы и её наладки.
Свободное программирование с помощью инструмента «SMLogix» в сочетании с программой конфигурации «SMConstructor» позволяют быстро создавать управляющие программы и адаптировать их под конкретный объект.
Полная программная совместимость с контроллерами «SMH2010», «Pixel» и «SMH 2G». Не требуется создавать программы заново.
Возможность сохранять и переносить управляющие программы с помощью Модулей Памяти (МП). Компьютер на объекте не нужен.
Графический дисплей, позволяющий выводить различные объекты визуализации, графики процессов и текст различного размера.
Технические характеристики контроллера Pixel 2511-02-0:
|
Дискретные выходы |
|||||||
| 2 релейных выхода и 1 симисторный либо транзисторный выход в зависимости от исполнения | |||||||
| Тип дискретного выхода | D out электромагнитное реле | D out симистор (с опторазвязкой) | D out транзистор (без опторазв.) | ||||
| Коммутируемое напряжение | до 277 V AC / 30 V DC | до 277 V AC / 50 Hz | до 36 V DC | ||||
| Коммутируемый ток | до 10 А | от 10 мА до 0,5 А | до 0,5 А | ||||
| Время переключения | 10 мс | - | - | ||||
| Регулирование угла отсечки | - | нет | - | ||||
| Ресурс | 100000 переключений | не ограничен | не ограничен | ||||
|
Дискретные входы |
|||||||
| Количество дискретных входов | 6 опторазвязанных дискретных входов | ||||||
| Уровни напряжения срабатывания | замкнутый «сухой» контакт - от 12 до 36 V DC, разомкнутый «сухой» контакт - от 0 до 1 V DC | ||||||
|
Аналоговые выходы |
|||||||
| Количество аналоговых выходов | 2 выхода без гальванической изоляции с защитой от перегрузки | ||||||
| Диапазон | 0…10 V DC | ||||||
| Нагрузочная способность | 12 мА на канал | ||||||
|
Аналоговые входы |
|||||||
| Количество аналоговых входов | 5+1 аналоговых входа (без гальванической развязки) | ||||||
| Тип аналоговых входов | 5 входов для подключения термосопротивлений, 1 вход для измерения тока/напряжения | ||||||
| Подключаемые термосопротивления | до 5-ти датчиков Pt-1000; до двух NTC термисторов сопротивлением до 20 кОм (количество подключаемых датчиков зависит от исполнения) | ||||||
| Измеряемое напряжение/ток | 0…10 V DC / 0…20 мА DC | ||||||
| Разрешающая способность | 10 mV / 20 µA (10 разрядов) | ||||||
| Панель оператора (HMI) | |||||||
| Клавиатура | 5 кнопок | ||||||
| Дисплей | одноцветный 122?32 пикселов | ||||||
| Световая индикация | 2 светодиода | ||||||
» Контроллеры Pixel: эксплуатация и частые неисправности
Программируемый контроллер Pixel – детище компании Segnetics, достаточно широко используется на оборудовании промышленного и бытового сектора. Традиционно контроллерами Pixel оснащаются сантехнические, вентиляционные установки, системы кондиционирования воздуха. Контроллеры Пиксель обеспечивают автоматическую регулировку параметров инженерных коммуникаций. На практике эти устройства показали высокую степень надёжности. Однако неисправности контроллеров Pixel слегка искажают картину безупречности.
Широко распространёнными считаются две серии устройств – Pixel 12хх и Pixel 25хх. Отличаются модели контроллеров Пиксель одна от другой только лишь объёмом используемой памяти и .
Для 12 серии объём памяти (eeprom) ограничивается значением 128 Кбайт, для 25 серии этот объём увеличен до 256 Кбайт. По рабочим входам/выходам соответственно соотношение следующее: 11-14 / 12-15.
Контроллеры Пиксель достаточно удобно эксплуатировать в разных рабочих обстоятельствах. Устройства просто монтировать, программировать, настраивать.
В целом, электроника Pixel выполнена качественно и заявленный 3-годичный срок гарантии аппараты держит достойно. Но дальше, после гарантийного срока, неизбежны проблемы, с которыми предстоит столкнуться каждому пользователю.
Частые неисправности контроллера Pixel
Практический опыт применения Pixel как средств автоматического контроля показал неисправности, которые проявляются наиболее часто в процессе эксплуатации этих промышленных контроллеров:
- полный выход из рабочего состояния.
- частичный сбой и блокировка системы управления.
- дефект экрана дисплея.
Первая неисправность проявляется в виде отсутствия информации на экране дисплея. Сопровождается одним из двух состояний экрана:
- Пуст, но подсвечен.
- Полностью тёмный.
При этом ведомое оборудование отключается – переходит в режим аварийной остановки. На корпусе контроллера Pixel, в нижней правой части, загорается индикатор красного свечения (периодичность включения 1 сек.) — показатель неисправности.
Так выглядит неисправность контроллера Pixel, управляющего системой приточной вентиляции. Экран дисплея светится, но абсолютно чист — не показывает рабочие параметры
Исследования неисправности показали: фактором рождения такого вида дефекта является литий-ионная батарея, которой комплектуется блок контроллера Пиксель. предназначен для автономного питания микросхемы внутренней памяти устройства, где хранятся некоторые настройки системы.
Батарея питания памяти постоянно находится под током заряда и через год-полтора эксплуатации контроллера теряет значительную часть ёмкости.
Батарея модуля памяти контроллера — именно она является косвенной причиной выхода из строя электролитической ёмкости в цепи питания контроллера Pixel
Если вовремя удалить дефектный литий-ионный аккумулятор (заменить новой АКБ), появление неисправности можно отсрочить на какое-то время. Однако спустя три-четыре года пользования прибором Pixel, дефект всё равно даст о себе знать. Как устранить неисправность – об этом чуть ниже.
Частичный сбой и блокировка
Для этой ситуации неисправности отмечались два варианта развития событий. В первом случае сбой в работе контроллера Pixel вызывается самопроизвольным изменением параметров системных настроек.
Во втором случае имеет место блокировка системы, которую невозможно сбросить штатными средствами (с помощью кнопки «Esc»).
Первый дефект обычно связан с нестабильностью общего электропитания, когда в результате скачков напряжения значения настройки, хранящиеся в памяти eeprom, хаотично меняются. Также к неисправности имеет отношение «старое» ядро контроллера.
Устранить неисправность просто. Достаточно войти в режим редактирования параметров и записать все значения по умолчанию. Однако для исключения повторов дефекта в будущем, рекомендуется обновить ядро Pixel.
Таким выглядит окно программы «SMLogix», через которое выполняется обновление ядра контроллера Pixel. Последние версии ядра для разных моделей загружаются с сайта Segnetics
Обновление ядра делается с помощью фирменной утилиты «SMLogix». занимает несколько секунд по времени. Однако сложность для пользователей отмечается не столько в программировании ядра, сколько в подключении контроллера к ПК. Конструкция Pixel предполагает подключение к ПК посредством 485 интерфейса.
Любая схема организации порта RS485 здесь «не прокатит». Поэтому рекомендуется применить преобразователь китайского производства «RS485 to USB». Устройство проверено на практике. Действует безупречно. Купить можно на Aliexpress недорого.
Полезная и нужная штука — преобразователь сигналов интерфейса RS485 в сигналы порта USB. Такое устройство должен иметь на руках каждый, кто занимается обслуживанием промышленных контроллеров
Причиной другой неисправности контроллера Pixel, когда отмечается блокировка работы оборудования без возможности сброса штатными средствами, является внешний компонент электрической схемы. При этом сам контроллер Pixel выдаёт системную аварию «перегрузка приток» или «обрыв ремня притока».
Например, таким внешним компонентом может выступать термисторное реле защиты в цепях питания электродвигателя вентилятора. Собственно, неисправность в данном случае относится, скорее, к термисторному реле.
Устраняется неисправность восстановлением нормального состояния контактов термисторного реле или заменой этой детали схемы. После выполнения отмеченных действий, следует применить штатное средство сброса аварии – кнопку Esc. Похожую неисправность могут также вызывать:
- выход из строя датчика температуры,
- дефект обмотки статора циркуляционного насоса,
- выход из строя транзисторных ключей на плате контроллера.
Устранение дефекта экрана контроллера Pixel
Ранее описанная неисправность полного выхода контроллера Пиксель из строя требует разборки аппарата. Для этого необходимо:
- Отключить устройство от питающей цепи.
- Разъединить цепи входов/выходов.
- Снять прибор с монтажной планки.
- Перенести на лабораторный стол.
Конструкция контроллера позволяет выполнить разборку без каких-либо сложностей. Корпус аппарата – пластмассовый, состоит из двух половин, скрепленных одна с другой двумя фиксаторами.
Доступ к фиксаторам обеспечивается на задней стенке Pixel. Съём фиксации осуществляется отвёрткой с плоским лезвием. Следует поочерёдно завести лезвие отвёртки внутрь каждого из двух пазов и лёгким нажатием снять фиксацию, одновременно разъединяя крышки корпуса.
Вскрытие корпуса Pixel осуществляется через два паза, расположенных на задней стенке корпуса прибора. Поочерёдно в каждый паз вставляется лезвие отвёртки, отжимается скоба и разжимаются половинки корпуса
Внутри корпуса контроллера Пиксель размещается трёхэтажная электронная плата. Поэтажное соединение выполнено за счёт шпилечных разъёмов. Необходимо снять два первых этажа, отгибая фиксирующие их скобы, одновременно вытягивая плату небольшим усилием руки.
Для ремонта требуется самый нижний этаж. Нижнюю плату также нужно удалить с места её посадки. Целью ремонтника на нижней плате контроллера является электролитический конденсатор (фильтр питания) 1000х50.
Неисправный электролитический конденсатор контроллера, который необходимо демонтировать и заменить новым для устранения неисправности пустого экрана
Именно этот компонент — частая причина неисправности контроллера Pixel. Конденсатор, фильтрующий напряжение питания, быстро выходит из строя по причине, описанной выше – постоянный заряд литий-ионной АКБ способствует этому.
Определить потерю ёмкости можно с помощью тестера. В режиме подключенного питания (24В) замерить напряжение на выводах ёмкости. Как правило, тестер показывает 28-30 вольт, тогда как норма – 32-34 вольта.
Производство ремонтных работ
Определённая сложность производства ремонтных работ по замене электролитической ёмкости на плате Pixel заключаются в безопасном удалении неисправного конденсатора с места его установки. Производителем электролит посажен на крепкий клей. Чтобы оторвать конденсатор от платы, потребуются некоторые усилия.
Крайне не рекомендуется пытаться поддеть корпус конденсатора снизу отвёрткой или подобным предметом. Такой метод сопровождается риском повреждения мелких дорожек на плате под конденсатором. Лучший вариант, пожалуй, такой:
Отрыв приклеенного корпуса электролита от тела платы с помощью плоскогубцев. Это грубый, но более надёжный метод, чем поддевание лезвием отвёртки
Отделив электролитическую ёмкость от платы контроллера Pixel, конденсатор аккуратно выпаивают и взамен устанавливают другой. Несмотря на применяемый по умолчанию номинал 1000х50, допустимо ставить ёмкость с рабочим напряжением 35 вольт.
Запас по напряжению небольшой, но вполне достаточный для 32В выходного значения схемы питания. После впаивания новой детали, тщательно очистить места пайки этиловым спиртом, собрать все платы в модуль и проверить работоспособность на стенде.
Другие неисправности контроллера Pixel
Несколько реже, но всё-таки появляются дефекты контроллера Pixel, связанные с ключами, через которые осуществляется связь с воздуха и воды. То есть по факту речь идёт об аналоговых входных цепях контроллера.
Неисправность обычно проявляется в виде блокировки вентиляционной установки с последующим выводом на дисплей контроллера аварии по температуре воды или воздуха.
Транзисторные ключи аналоговых входов контроллера, через которые налажена связь датчиков температуры воздуха и воды. Иногда эти транзисторы выходят из строя
Устранение неисправности ключей сопровождается большими сложностями, чем замена конденсатора. И сложности появляются не столько по причине работы с миниатюрными smd-транзисторами, сколько по причине их редкой марки.
Столкнувшись с этой неисправностью на практике, удалось отыскать подходящие ключи только на старых материнских платах компьютеров. Да и там, на каждой плате удавалось найти не более 1-2 похожих элементов.
Похожих – имеется в виду, подходящих по параметрам внутренних переходов. Если ставить аналоги, но без соответствия сопротивлению переходов, значения температуры выводятся некорректные.
Вот такие они – промышленные контроллеры управления системами , выпускаемые компанией Segnetics.
Под завершение обзора на память пришла ещё одна традиционная для Pixel неисправность – выпадение пикселей матрицы ЖК-дисплея. Этот дефект может доходить до состояния полной потери информации на контрольном дисплее. Выход единственный — менять блок дисплея, но чаще приходится менять полностью контроллер.
Управление техникой через Pixel на видео
Видеороликом ниже демонстрируется потенциально возможное управление с помощью промышленного контроллера. Теоретически устройство полноценной автоматики допускает организацию контроля и мониторинга в широком диапазоне применений:
Метки: