Programowanie Siemens Logo!. Podstawowe wiadomości na temat Logo! 0BA6

Moim zdaniem trudno nazwać Siemens Logo! tylko sterownikiem przemysłowym, ponieważ jego zastosowania wykraczają daleko poza ramy aplikacji w przemyśle. Montowany na szynie TH35 Logo! Basic, z wyświetlaczem lub bez niego, może pełnić rolę inteligentnego sterownika oświetlenia, napędu rolet czy drzwi, dozownika pokarmu dla rybek itd. Oprócz tego nadaje się do aplikacji profesjonalnych. Na przykład sterowniki połączone interfejsem AS-i mogą służyć do celów rozproszonej obsługi maszyn i procesów przemysłowych. Ograniczeniem jest jedynie wyobraźnia.

Jak większość gotowych rozwiązań tego typu, tak i zastosowanie sterowników Logo! skraca czas od idei do realizacji. Nowe Logo! w wersji 6 (0BA6) ma nowe funkcje i dzięki temu jest jeszcze doskonalsze. Dodatkowo pojawiły się nowe akcesoria, dzięki czemu naprawdę jest w czym wybierać. Aby rozpocząć przygodę z Logo! potrzebne jest trochę wiedzy, aby nie dołączyć do grona tych osób, które później oferują na serwisach aukcyjnych sterowniki po z konieczności obniżonej cenie, ponieważ „kupiłem nie to, co chciałem”...

Logo! Logo! nierówny

Poszczególne typy sterowników Logo! niewiele różnią się wyglądem. Tak naprawdę, to na pierwszy rzut oka można zobaczyć różnicę tylko pomiędzy modelami z wyświetlaczem lub bez niego. Osoby wprawione dopatrzą się niewielkich różnic w oznaczeniach, ale jak ma sobie poradzić laik?
Wyróżnikiem typu sterownika jest jego oznaczenie na obudowie. Wystarczy zwrócić uwagę na nazwę. Na przykład „Logo! 24RC” to sterownik zasilany napięciem stałym lub przemiennym o wartości 24 V, mający 8 wejść i 4 wyjścia przekaźnikowe. Inne oznaczenie „Logo! 24” informuje użytkownika, że ma do czynienia z wariantem zasilanym napięciem stałym 24 V, podobnie jak poprzednio – mającym 8 wejść i 4 wyjścia, ale tym razem są to wyjścia półprzewodnikowe, o dopuszczalnym prądzie obciążenia do 0,3 A. Takimi wyjściami można sterować przekaźnik, ale nie da się np. załączyć żarówki 230 V AC. Przypadkiem stało się też tak, że sterowniki użyte do porównania różnią się nie tylko rodzajem wyjść, ale również wejściami. Owszem, oba mają po 8 wejść, jednak w Logo! 24 cztery z nich mogą pracować w trybie cyfrowym albo analogowym i posłużyć do pomiaru napięcia (0...10 V), natomiast w Logo! 24RC są tylko wejścia cyfrowe. Pomiędzy sterownikami jest jeszcze jedna ważna różnica, która może mieć znaczenie dla niektórych aplikacji.
Logo! to nazwa rodzony sterowników, która zawsze taka sama dla wszystkich modeli, niezależnie od typu. Po niej jest umieszczana cyfra, która oznacza wartość napięcia zasilania. Na przykład „Logo! 230RC” oznacza sterownik zasilany napięciem 230 V, w tym przypadku AC lub DC. Po liczbie są umieszczane litery, które oznaczają:
- „R” wyjścia przekaźnikowe (jej brak to wyjścia półprzewodnikowe),
- „C” wbudowany zegar czasu rzeczywistego,
- „o” wariant bez klawiatury i wyświetlacza.
Brak liter oznacza brak podanych wyżej opcji, a więc – sterownik z wyświetlaczem i klawiaturą, ale z wyjściami półprzewodnikowymi i bez zegara czasu rzeczywistego. Natomiast sterownik o typu „24RCo” ma wyjścia przekaźnikowe, wbudowany zegar czasu rzeczywistego lecz nie ma wyświetlacza i klawiatury.
Wprawny użytkownik poradzi sobie jeszcze inaczej. Na przykład, jeśli sterownik zostanie ułożony w naturalny sposób, to znaczy napisy będą ułożone poziomo, wejścia umieszczone na górze a wyjścia na dole, to napięcie zasilania jest doprowadzone do zacisków w lewym, górnym rogu sterownika. Jeśli jest on zasilany napięciem przemiennym, to na obudowie sterownika, nad zaciskami będą umieszczone oznaczenia „L1” i „N” (230 V AC/DC) lub „P1” i „P2” (24 V DC). W przeciwnym wypadku będą tam oznaczenia „L+” (biegun dodatni) i „M” (masa).
Jeśli i to będzie za mało, to na obudowie można też znaleźć kod typu (np. Logo! 24RC jest oznaczony jako 6ED1 052-1HB00-0BA6).
Odmian sterowników nie ma aż tak wiele, aby orientacja była mocno utrudniona. Na pewno będzie w niej pomocno tabela 1, w której wymieniono sterowniki Logo! dostępne w ofercie Siemensa oraz tabela 2, w której podano ich kody. Ponadto, oferta Logo! jest dobrze przemyślana, można powiedzieć – logiczna. Jeśli dla przykładu sterownik jest zasilany prądem przemiennym, to nie ma wejść analogowych. Powód jest bardzo prosty – nie ma masy, która mogłaby posłużyć jako poziom odniesienia do pomiaru napięcia. Prawda, że łatwo domyślić się? Owszem, takie Logo! można zasilić również napięciem stałym, ale to nie spowoduje, że nagle w sposób magiczny jego wejścia będą mogły posłużyć do pomiaru napięcia. I dlatego jeśli aplikacja wymaga użycia sterownika mierzącego stałe napięcie wejściowe, to należy posłużyć się Logo! zasilanym napięciem stałym 12 lub 24 V.

Akcesoria dodatkowe

Logo! Basicw wersji 6 ma 3 złącza:
- umieszczone na panelu czołowym złącze programatora,
- złącze panelu operatorskiego po lewej stronie,
- złącze modułów rozszerzeń po prawej stronie.
Nowością jest panel operatorski dostępny jako akcesorium dodatkowe (fotografia 1). Dzięki niemu można elementy użytkowe menu użytkownika można umieścić w dogodnym miejscu, wyświetlić komunikaty, bargrafy, zmieniać kodowanie wyświetlanych znaków. Komunikaty mogą migać, można je wyświetlać zarówno na panelu, jak i na wyświetlaczu samego sterownika. Konfigurowanie wyświetlania może być wykonywane za pomocą programu Logo! Soft Comfort oraz w ograniczonym stopniu za pomocą klawiatury.

Fotografia 1.Panel operatorski Logo! TD (10 klawiszy, 4 linie×12 lub 16 znaków, zależnie od wybranego zestawu znaków).

Akcesoria dodatkowe dołącza się po prawej stronie sterownika, umieszczając moduły obok sterownika na szynie TH35. Dostępne są moduły  rozszerzeń z dodatkowymi wyjściami, wejściami, wejściami analogowymi do dołączenia czujników oraz sygnałów prądowych i napięciowych, wejściami szybkiego zliczania, zasilacze Logo! Power, moduły pamięci, moduły do przenoszenia oraz archiwizacji programów, moduły zasilania bateryjnego pozwalające na 4-letnią, bezprzerwową pracę zegara RTC. Dostępność tylu rozszerzeń daje gwarancję, że jeśli w aplikacji zabraknie zasobów, to zawsze można dołączyć zewnętrzny moduł i poradzić sobie z brakiem wejść czy wyjść. Szczegółowe informacje są dostępne na stronie internetowej producenta oraz w podręczniku użytkownika.
Za pomocą oprogramowania Logo! Soft Comfort można również skonfigurować sterownik do współpracy z interfejsem modemowym. Moduły Logo! z serii 0BA6 są przystosowane do współpracy z modemami Insys Modem 336-4-1 oraz Insys Modem 56K small INT2.0. Zgodnie z podręcznikiem, Logo! mogą współpracować również z innymi modemami pod warunkiem zasilenia styku 1 gniazda komunikacyjnego prądem o natężeniu 5 mA.
W najbliższej przyszłości producent zapowiada również dostępność modułów AM2 AQ z wyjściami analogowymi 0/4...20 mA.

Jak zacząć?

Naukę programowania Logo! najlepiej rozpocząć od zakupu tzw. zestawu startowego. Zawiera on podręcznik w języku angielskim lub niemieckim (zależnie od wybranej wersji), podręcznik w języku polskim, kabel-adapter USB do programowania sterownika, płytę z dokumentacją i przykładami programów, płytę z programem Logo! Soft Comfort oraz wkrętak pasujący do śrub terminali zaciskowych. Wszystko jest zamknięte w solidnej, plastykowej „walizeczce”, której świetnie nadaje się przenoszenia narzędzi, materiałów, kabli itd. W ofercie producenta są dostępne również zestawy z panelem operatorskim Logo! TD, ale ten można również dokupić później.

Fotografia 2. Zawartość zestawu startowego Logo! News Box 12/24RC

Zestaw startowy jest niewiele droższy od samego sterownika. Cieszy fakt, że firma Siemens ułatwia start i nie oferuje oprogramowania oraz kabla do transmisji programu po cenie wyższej, niż sam sterownik, co bywało dosyć częstą praktyką u niektórych producentów. Nierzadko kabel do programowania był oferowany w cenie zbliżonej do ceny sterownika PLC, chociaż jest znacznie mniej skomplikowany.
Moduły Logo! są w stanie obsłużyć maksymalnie 24 wejścia cyfrowe, 8 analogowych, 16 wyjść cyfrowych i dwa wyjścia analogowe. Możliwe konfiguracje modułów zawierające maksymalną liczbę wejść i wyjść pokazano na rysunku 3. Dwa moduły DM8 można zastąpić pojedynczym modułem DM16 (dwa DM8 12/24R mogą być zastąpione przez DM16 24R tylko w przypadku zasilania napięciem 24 V DC, natomiast dwa DM8 24R mogą być zastąpione przez DM16 24R tylko w przypadku zasilania napięciem stałym  i programowania w logice dodatniej). W celu uzyskania optymalnych parametrów komunikacji, producent zaleca, aby w pierwszej kolejności (najbliżej prawej strony Logo!) były instalowane moduły wejść binarnych, a dopiero później analogowe. Wyjątkiem jest specjalna funkcja PI: wejście analogowe podające sygnał PV powinno znajdować się w module Logo! Basic lub w module wejść analogowych bezpośrednio do niego przyłączonym.

a) Logo! Basic z 4 modułami wejść binarnych i 2 wejść analogowych

b) Logo! Basic z 4 modułami wejść binarnych i 3 wejść analogowych

c) Logo! Basic z 4 modułami wejść binarnych i 4 wejść analogowych
Rysunek 3.Dostępne, maksymalne konfiguracje modułów dołączonych do Logo! Uwaga! W dowolnej konfiguracji system można rozszerzyć o 2 wyjścia analogowe (moduł)

Uwaga: moduły wejść binarnych wolno podłączać tylko do jednostek o tej samej klasie napięciowej. Moduły analogowe i komunikacyjne można dołączać do innych jednostek, niezależnie od ich klasy napięciowej.

Programowanie

Do tworzenia oprogramowania służy Logo! Soft Comfort dostarczany wraz z zestawem startowym lub dostępny jako akcesorium dodatkowe (rysunek 4). Program bez problemu działa pod różnymi wersjami Windows. Ja używam go pod kontrolą Windows 7 64-bit, gdzie sprawuje się bez zarzutu.
Logo! Soft Comfort umożliwia wygodną edycję programu w postaci schematu funkcjonalnego lub tzw. drabinki. Jest on wyposażony w rozbudowany system pomocy. Oprócz samej edycji programu i wykonywania wydruków dla potrzeb dokumentacji, możliwa jest symulacja programu przed przesłaniem go do pamięci sterownika i monitorowanie sterownika podczas pracy.
W przypadku Logo! programowanie polega na narysowaniu i wprowadzeniu do jego pamięci programu obwodu elektrycznego w postaci drabinki (ladder) lub typowego schematu połączeń bloków funkcyjnych. Schemat może zawierać maksymalnie 200 bloków funkcjonalnych (funkcji), co jest całkiem sporo. Edytor jest dopracowany i starannie wykonany. Dzięki temu umożliwia narysowanie estetycznego, czytelnego schematu, w którym poszczególne linie połączeniowe i kropki oznaczające ich zwarcia leżą tam, gdzie powinny i nie nakładają się na siebie. A jeśli gąszcz połączeń stanie się nie do zniesienia, to edytor umożliwia zastąpienie linii połączeniowej czymś w rodzaju portu połączeniowego, znanego z programów EDA i innych do rysowania schematów.
Ważne, że program dla sterownika może być zabezpieczony hasłem. Dzięki temu Logo! zapewnia minimum ochrony własności intelektualnej, co nie jest bez znaczenia.

Rysunek 5. Ekran roboczy środowiska Logo! Soft Comfort podczas edycji schematu

Firma Siemens zaleca, aby rysować schemat od wyjścia do wejścia, ale moim zdaniem nie ma to większego znaczenia, a niektóre schematy wręcz łatwiej rysuje się od wejścia do wyjścia.
Schemat elektryczny dla Logo! rysuje się łącząc bloki i konektory. Pojęcie „konektor” odnosi się do wszystkich połączeń i stanów w urządzeniu. Stan logiczny wejścia oznacza się jako „0” (brak napięcia) lub „1” (wejście zasilone napięciem o wymaganej wartości). Dla ułatwienia konektory oznaczono jako „hi” (poziom wysoki), „lo” (poziom niski) oraz „x” (nieużywany). Nieużywanym konektorom automatycznie jest nadawany taki stan logiczny, który zapewnia prawidłowe funkcjonowanie bloku.
Bloki to funkcje używane w celu określenia sposobu konwersji sygnału wejściowego na wyjściowy. Blokami są funktory logiczne (AND, NAND, OR, NOR, XOR itd.), przerzutniki, liczniki, rejestry oraz inne, bardziej rozbudowane funkcje. Omówimy je sobie na przykładach, przy okazji prezentacji programów użytkowych.
Jak wspomniano, pojedynczy schemat może zawierać do 200 bloków, ale pod warunkiem, że rozmiar otrzymanego w wyniku ich umieszczenia na schemacie programu wynikowego nie przekroczy wielkości pamięci wyrażonej w bajtach. Oprócz samych funkcji, w pamięci przechowywane są również robocze wartości programu (np. stan licznika godzin) oraz dane bloków pod warunkiem, że została uaktywniona opcja podtrzymania pamięci. W Logo! dostępne są następujące zasoby:
- pamięć programu: 3800 bajtów,
- maksymalna liczba bloków: 200,
- maksymalna liczba podtrzymywanych zmiennych: 250.

Umieszczenie bloku na schemacie powoduje automatyczne nadanie mu numeru porządkowego. Numeracja ułatwia orientację oraz wyszukiwanie błędów.
Niemal każdy blok można dołączyć do wejścia bieżącego (wskazanego) posługując się jego numerem. Dzięki temu można w programie wykorzystywać wyniki działania bloków pośrednich (zostanie to wyjaśnione dalej). Maksymalnie 100 blokom można nadać nazwy składające się z co najwyżej 8 liter. Dzięki takiemu zabiegowi ułatwia się użytkownikowi orientację oraz modyfikację odpowiednich parametrów za pomocą klawiatury sterownika.

Podsumowanie

W tej części artykułu zaprezentowałem podstawowe informacje nt. sterowników Logo! w wersji 0BA6. W kolejnych numerach Elektroniki Praktycznej zademonstruję przykładowe programy użytkowe oraz omówię ich działanie i podejmiemy próby ich symulacji na komputerze PC.

Jacek Bogusz
j.bogusz@easy-soft.net.pl