Промышленный контроллер АГАВА ПК-60
Документация на промышленный контроллер АГАВА ПК-60
1 Введение
Руководство по эксплуатации содержит сведения, необходимые для обеспечения правильной эксплуатации и полного использования технических возможностей промышленного контроллера АГАВА ПК-60, далее по тексту ПРИБОР или КОНТРОЛЛЕР.
2 Назначение
Промышленный контроллер АГАВА ПК-60 предназначен как для самостоятельного использования, так и построения на его основе различных приборов, таких как программируемый логический контроллер АГАВА ПЛК-60 и иных контроллеров для создания систем автоматизированного управления технологическим оборудованием в различных областях промышленности, жилищно-коммунального и сельского хозяйства.
2.1 Используемые термины и сокращения
ПК – персональный компьютер;
ОС – операционная система;
ПО – программное обеспечение;
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;
ФС – файловая система.
2.2 Условное обозначение прибора
АГАВА ПК-60.SD.WF (YY-ZZ-…)
где
SD – вариантное исполнение с microSD картой;
WF – вариантное исполнение с интерфейсом Wi-Fi.
YY, ZZ… - перечисление условных обозначений субмодулей в порядке их установки в слоты A-F (если субмодуль не установлен в определенный слот, то соответствующая позиция в обозначении помечается символом Х):
- AI – субмодуль аналоговых входов;
- AIO – субмодуль аналоговых входов/выходов;
- TMP – субмодуль измерения температуры;
- DI – субмодуль дискретных входов;
- DO – субмодуль дискретных выходов типа «открытый коллектор»;
- SIM – субмодуль дискретных выходов типа «симистор»;
- R – субмодуль дискретных выходов типа «реле»;
- 485 – субмодуль интерфейсов RS-485;
- CAN – субмодуль интерфейсов CAN;
- GPRS – субмодуль интерфейсов GPRS;
- DO6 – субмодуль дискретных выходов типа «открытый коллектор» (шестиканальный);
- ENI – субмодуль энкодера;
Пример полного условного обозначения прибора:
АГАВА ПК-60.WF (AI-AI-TMP-DI-DO-X) – промышленный контроллер с интерфейсом Wi-Fi без microSD карты, с установленными субмодулями: в слоте A – AI, B – AI, C – TMP, D - DI, E – DO. В слоте F субмодуль отсутствует.
3 Оснащение прибора
3.1 Средства индикации
На лицевой панели прибора присутствуют двуцветные светодиоды:
- «STATE» - управление которым доступно из программы проекта;
- «RS485-1» и «RS485-2» - индикация связи по линиям RS-485-1 и RS-485-2
соответственно. Красный – передача, зеленый – прием.
На разъеме Ethernet присутствуют светодиоды:
- «LINK» – зеленый;
- «ACT» – желтый.
3.2 Интерфейсы ввода-вывода и накопители
Наличие двух встроенных интерфейсов RS-485 позволяет производить обмен с оборудованием с использованием стандартного протокола MODBUS-RTU. Использование субмодуля 485 позволяет добавить еще два интерфейса RS-485. Порт RS-232 обеспечивает связь с другими устройствами (ИБП и т. п.).
Наличие порта USB-OTG позволяет подключать к прибору USB flash накопители и другие USB-устройства, а также подключать прибор к компьютеру для загрузки и отладки программ, доступа к внутреннему накопителю и коммуникационным сервисам.
Наличие сетевых интерфейсов позволяет производить обмен информацией по локальной сети или через Интернет. Наличие драйверов в ОС Linux позволяет использовать в проекте различные ресурсы ОС, в том числе подключать к прибору разного вида устройства, такие как принтеры, модемы, GPRS сетевые адаптеры и др.
Джампер (перемычка) «DEF» может служить для задания режимов работы прикладной программы, например установки параметров связи по умолчанию.
В вариантном исполнении прибора АГАВА ПК-60.SD может быть установлена microSD-карта объемом до 2Тб, которая используется в качестве накопителя, что позволяет сохранять большой объем информации на твердотельном носителе.
Вариантное исполнение прибора АГАВА ПК-60.WF позволяет подключаться к беспроводным сетям Wi-Fi.
3.3 Субмодули ввода-вывода
Установка в прибор субмодулей ввода-вывода различного типа позволяет гибко конфигурировать контроллер для выполнения конкретных задач.
3.4 Другие ресурсы
Применение ОС реального времени Linux RT в приборе позволяет использовать в проектах ее ресурсы, такие как хранение и накопление данных в файлах, их перенос на внешний съемный USB flash диск, либо по сети Ethernet, сетевые сервисы и т.п.
Многозадачность ОС позволяет создавать проекты, работающие параллельно с назначением различных приоритетов. Функция реального времени ОС позволяет управлять объектом более точно и надежно.
3.5 Электропитание
Питание прибора производится от источника постоянного тока напряжением 24 В.
3.6 Технические характеристики
| Общие сведения | ||
| Конструктивное исполнение | Моноблок на DIN-рейку | |
| Габаритные размеры (ВхШхГ), мм:
АГАВА ПК-60 АГАВА ПК-60.WF |
195x151x77 – с установленной антенной 138x123x77 – без антенны (с внешней антенной) | |
| Масса ПК, не более, кг | 0,35 | |
| Степень защиты корпуса | IP20 | |
| Напряжение питания | 24В ± 10 % постоянного тока | |
| Потребляемая мощность, не более | 17 Вт для прибора с с/м GPRS
12 Вт для остальных приборов | |
| Аппаратные ресурсы | ||
| Микроконтроллер | 32-х разрядный, Cortex-A8 600 МГц,
L2-кэш 256 Кб | |
| Объем и тип оперативной памяти | 256 Мб, DDR3 | |
| Объем и тип флэш-памяти | 256 Мб, NAND | |
| Объем и тип энергонезависимого ОЗУ | 8 Кб, FRAM | |
| Объем SD-карты (для ПК-60.SD) | до 2 Тб | |
| Часы реального времени | Есть | |
| Сторожевой таймер | Есть | |
| Поддержка реального времени | Есть | |
| Интерфейсы загрузки программ | Ethernet, USB (RNDIS) | |
| Интерфейсы | ||
| Ethernet | 10/100 Мб/с, гальваническая развязка, 1 шт. | |
| Wi-Fi (для ПК-60.WF) | 802.11 b/g/n, антенна внешняя, макс. чувствительность приемника 97 дБм,
макс. мощность передатчика 21.1 дБм, тип разъема для антенны – SMA-F, 1шт. | |
| RS-485 | Групповая гальваническая развязка,
скорость до 1 Mб/с 2 шт. (с субмодулем 485 – 4 шт. 230.4 Кб/с) | |
| RS-232 | Скорость до 460 Кб/с, разъем RJ12 (сигналы RX, TX, RTS, CTS) 1 шт. | |
| CAN (субмодуль) | Скорость до 1 Мбит/с, гальваническая
развязка, ISO11898-2, 1шт. | |
| GPRS (субмодуль) | EGSM900/DCS1800/PCS1900, 1шт. | |
| USB 2.0 | 1.5, 12, 480 Мб/с, OTG, miniUSB – 1шт. | |
| Набираемые субмодули ввода-вывода | до 6 шт. | |
| Человеко-машинный интерфейс | ||
| Индикация | Индикаторы приема-передачи интерфейсов RS-485 и Ethernet;
Двуцветный программируемый индикатор «STATE» | |
| Органы управления | Джампер «DEF» | |
| Программные ресурсы | ||
| Операционная система | Linux RT 4.4.12, реального времени | |
| Характеристики подключаемых устройств хранения данных USB-flash | ||
| Версии спецификации USB | 2.0 LS, FS, HS | |
| Типы файловых систем | FAT(12,16,32), NTFS, ext(2,3,4) | |
| Максимальная емкость
USB-накопителя |
2 Тб | |
| Характеристики подключаемых устройств хранения данных SD-карт
(для ПК-60.SD) | ||
| Версии спецификации SD | 2.00 часть A2 | |
| Типы SD-карт | microSD (до 2Гб), microSDHC (до 32Гб),
microSDXC (до 2Тб) | |
| Класс скорости | SD class 2 и выше | |
| Типы файловых систем | FAT(12,16,32), NTFS, ext(2,3,4) | |
| Максимальная емкость
SD-накопителя |
2 Тб | |
3.7 Условия эксплуатации
| Условия эксплуатации | |
| Тип помещения | Закрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газов |
| Температура окружающего
воздуха |
От -20 °С до +50 °С |
| Температура хранения | От -40 °С до +80 °С |
| Влажность воздуха | Верхний предел относительной влажности
воздуха 80 % при +35 °С и более низких температурах без конденсации влаги |
| Атмосферное давление | От 86 до 107 кПа |
4 Конструкция прибора
Прибор изготавливается в пластмассовом корпусе, предназначенном для крепления на DIN-рейку, имеет модульную архитектуру и состоит из базового блока и устанавливаемых в него субмодулей. Подключение внешних цепей осуществляется через разъемные соединения, расположенные на передней стороне прибора.
На передней стороне прибора расположены:
разъемы:
X1 – питание прибора и сигнал блокировки;
X2 – RS-485-1 и RS-485-2;
XS1, XS2 – перемычки «TERM1» и «TERM2» для подключения терминальных резисторов к линиям RS-485-1 и RS-485-2 соответственно;
X3 – miniUSB;
X4 – RS-232;
X5 – Ethernet;
XS3 – перемычка «DEF», определение положения которой доступно из прикладной программы.
Двуцветные красно-зеленые светодиоды:
«STATE» – программируемый из прикладной программы светодиод;
«RS485-1» и «RS485-2» – индикаторы обмена по линиям RS-485-1 и RS-485-2 соответственно. Красный цвет – передача, зеленый – прием.
Назначение контактов разъемов прибора приведено в таблицах ниже:
Назначение контактов разъема X1 – питание прибора и сигнал блокировки:
| Конт. | Назначение |
| 1 | Питание +24В |
| 2 | Общий |
| 3 | Сигнал блокировки |
Назначение контактов разъема X2 – RS-485-1 и RS-485-2:
| Конт. | Назначение |
| 1 | A (Data +) RS485-1 |
| 2 | B (Data -) RS485-1 |
| 3 | Дренаж |
| 4 | Земля |
| 5 | A (Data +) RS485-2 |
| 6 | B (Data -) RS485-2 |
Назначение контактов разъема X4 – RS-232 (начало нумерации с правой стороны разъема):
| Конт. | Назначение |
| 1 | Общий |
| 2 | RXD |
| 3 | TXD |
| 4 | RTS |
| 5 | CTS |
| 6 | Общий |
Также на передней стороне прибора расположена съемная крышка с вырезами под разъемы для установки субмодулей ввода-вывода в слоты прибора A – F. Для установки субмодулей необходимо снять переднюю крышку прибора.
Исполнение прибора ПК-60.WF с боковой стороны имеет разъем SMA для подключения антенны Wi-Fi.
4.1 Габаритные размеры
Габаритные размеры представлены на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1 – Габаритные размеры АГАВА ПК-60 и ПК-60.WF без установленной антенны
* Разъем для антенны присутствует только в исполнении ПК-60.WF.
Рисунок 2 – Габаритные размеры АГАВА ПК-60.WF с установленной антенной
4.2 Состав программного обеспечения прибора
Программное обеспечение прибора состоит из двух модулей – системное программное обеспечение и прикладное программное обеспечение.
Системное ПО состоит из двух частей:
- загрузчик ОС;
- ОС Linux с необходимым набором драйверов устройств прибора;
Прикладное ПО загружается в память прибора и реализует необходимые функции, в зависимости от назначения прибора.
4.3 Порядок работы с прибором
ОС Linux служит базовой операционной системой реального времени, которое предоставляет доступ к оборудованию контроллера и на базе которой выполняется прикладное ПО, такое как среда исполнения CODESYS, либо другое специальное программное обеспечение.
4.3.1 Включение и загрузка
При включении прибора сначала выполнение передается загрузчику, потом запускается ОС и затем запускается прикладное ПО.
Загрузчик ОС выполняет распаковку образа ОС, его размещение в ОЗУ, запуск загрузки ОС. Во время работы загрузчика загорается светодиод «STATE» зеленым цветом, далее при загрузке ОС светодиод гаснет.
5 Подготовка прибора к использованию
5.1 Общие указания
В зимнее время тару с прибором распаковывать в отапливаемом помещении не ранее чем через 12 ч после внесения в помещение. Монтаж, эксплуатация и демонтаж прибора должны производиться персоналом, ознакомленным с правилами его эксплуатации и прошедшими инструктаж при работе с электрооборудованием в соответствии с правилами, установленными на предприятии-потребителе.
5.2 Указания мер безопасности
По способу защиты от поражения электрическим током прибор соответствует классу 0 по ГОСТ 12.2.007.0-75.
При эксплуатации и техническом обслуживании необходимо соблюдать требования ГОСТ 12.3.019-80, «Правил эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил охраны труда при эксплуатации электроустановок потребителей».
При эксплуатации прибора открытые контакты клеммника находятся под напряжением. Установку прибора следует производить в специализированных шкафах и щитах, доступ внутрь которых разрешен только квалифицированным специалистам.
Любые подключения к прибору и работы по его техническому обслуживанию производить только при отключенном питании прибора и подключенных к нему устройств.
5.3 Монтаж и подключение прибора
Внимание! Некоторые субмодули не имеют гальванической развязки. Во избежание повреждения прибора, все подключаемое к нему оборудование (компьютер, сетевое оборудование, датчики и др.), имеющее клеммы заземления, должно быть надежно заземлено. Не допускается протекание по цепям прибора паразитных токов и перенапряжений, вызванных некачественным заземлением подключенного оборудования и другими причинами. При необходимости следует использовать внешние устройства гальванической изоляции.
Прибор устанавливается на DIN-рейку 35 мм. при помощи специальных крепежных ручек, расположенных с правой и левой стороны корпуса.
При размещении прибора следует помнить, что при эксплуатации открытые контакты клемм находятся под напряжением, опасным для человеческой жизни.
Питание прибора должно осуществляться напряжением указанным в п.2.6.
Подключаемые к прибору провода должны быть многожильными сечением от 0,25 до 0,5 мм2. Рекомендуемые типы кабелей МКШ, МКЭШ, МКШМ ГОСТ 10348-80.
Схема подключения питания прибора и сигнала блокировки приведена на рисунке 3.
Сигнал блокировки является двунаправленным и может быть подключен к линии блокировки параллельным соединением для установки или определения состояния блокировки при совместном использовании нескольких приборов. Установка или определение состояния сигнала блокировки осуществляется прикладной программой через драйвер ОС Linux.
Характеристики сигнала блокировки:
- Тип сигнала – двунаправленный с открытым коллектором;
- Напряжение – 5 В;
- Минимальное напряжение сигнала логической единицы – 2,3 В;
- Максимальное напряжение сигнала логического нуля – 1,0 В;
- Максимальное количество подключенных приборов ПК-60 к линии блокировки – 8.
Для приборов исполнения ПК-60.WF может быть использована поставляемая вместе с прибором антенна Wi-Fi, которая устанавливается непосредственно на антенный разъем.
При размещении прибора внутри шкафов и помещений в условиях отсутствия прямого радиопрозрачного тракта связи с базовыми станциями Wi-Fi, а также для уверенного приема сигнала на больших расстояниях, необходимо использовать внешнюю выносную антенну Wi-Fi с разъемом SMA-M.
Схемы подключения линий RS-485 приведены на рис. 4.2 и 4.3. Для подключения встроенных терминальных резисторов 120 Ом на линиях RS-485-1 и RS-485-2 предусмотрены перемычки XS1 и XS2 соответственно. Чтобы подключить терминальный резистор, нужно установить перемычку в положение 1-2, отключить – 2-3. Первый контакт перемычек XS1 и XS2 помечен символом «1».
5.4 Помехи и методы их подавления
На работу прибора могут оказывать влияние внешние помехи, возникающие под воздействием электромагнитных полей (электромагнитные помехи), наводимые на сам прибор и на линии связи прибора с внешним оборудованием, а также помехи, возникающие в питающей сети.
Для уменьшения влияния электромагнитных помех необходимо выполнять приведенные ниже рекомендации:
- обеспечить надежное экранирование сигнальных линий. Экраны следует электрически изолировать от внешнего оборудования на протяжении всей трассы и подсоединять только к предназначенному контакту;
- для линий связи использовать дренажный провод для выравнивания потенциалов приемо-передатчиков.
- прибор рекомендуется устанавливать в металлическом шкафу или щите, внутри которого не должно быть никакого силового оборудования (контакторов, пускателей и т.п.). Корпус щита или шкафа должен быть надежно заземлен.
Для уменьшения электромагнитных помех, возникающих в питающей сети, следует выполнять следующие рекомендации:
- подключать прибор к питающей сети отдельно от силового оборудования;
- при монтаже системы, в которой работает прибор, следует учитывать правила организации эффективного заземления;
- все экраны и заземляющие линии прокладывать по схеме «звезда», при этом необходимо обеспечить хороший контакт с экранирующим или заземляемым элементом;
- заземляющие цепи должны быть выполнены проводами с сечением не менее 1мм2;
- устанавливать фильтры сетевых помех в линиях питания прибора;
- устанавливать искрогасящие фильтры в линиях коммутации силового оборудования.