Панель оператора OP320-A-S для управления ПЛК и разными промышленными девайсами

Сегодня поговорим про еще один полезный девайс для промышленной автоматизации, который можно купить на Али. А именно про недорогую 4-дюймовую панель оператора OP320-A-S. Три года назад я такую купил для одного проекта, который делал через интернет. Обойтись без покупки не удалось, так как программно эмулировать OP320-A-S невозможно и поэтому нельзя было отладить ее взаимодействие с другими устройствами. К счастью, стоит OP320-A-S по меркам АСУТП сущие копейки. Панель себя уже окупила, сейчас лежит без дела и я могу про нее немного рассказать.

Характеристики

• Панель оператора OP320-A-S
• Дисплей LCD 4.3” 192×64 px графический, монохромный черно-зеленый, не сенсорный


• 20 кнопок
• Звуковой бипер
• Универсальный порт передачи данных RS232/485
• Протоколы передачи данных Modbus RTU Master/Slave, Mitsubishi(FX), Siemens(S7-200) и т.д., всего 37
• Flash ROM память программ 64 Kb
• SRAM память данных 1 Kb
• Часов реального времени (RTC) в данной комплектации нет
• Питание 24VDC
• Размеры 172*94*30 мм
• Установка в щит
• Среда программирования OP20 Series Edit Tool
• Скриптов программирования нет
• Программного эмулятора нет

Кроме OP320-A-S есть еще модель OP320-A, единственное их отличие в интерфейсе связи: OP320-A-S с RS485, OP320-A с RS422. Еще есть просто OP320 без всяких дополнительных индексов, у него всего 7 кнопок.

Использование HMI OP320-A-S

HMI означает человеко-машинный интерфейс. По-русски HMI называют ЧМИ. Или просто панелью оператора, что, на мой взгляд, лучше раскрывает сущность девайса. HMI OP320-A-S подключается к ПЛК, частотным преобразователям двигателям, Ардуино (с соответствующими шилдами ), датчикам и другим устройствам по интерфейсам RS232 и RS485.
На практике, чаще всего HMI подключают к ПЛК и используют на производстве для управления технологическими процессами.
ПЛК, он же PLC, это программируемый логический контроллер, фактически(если очень грубо) специализированный промышленный компьютер для управления агрегатами на производстве. Например, ПЛК Wecon.

На HMI выводятся показания датчиков, сообщения об аварийных ситуациях, выполняемых действиях. Через кнопки HMI на ПЛК отправляются команды.

В OP320-A-S маленькое разрешения дисплея, всего 192×64 пикселей. Поэтому ставят его там, где не нужно выводить много информации на экран. Дисплей графический, но монохромность и малое количество визуальных объектов в ПО приводят к тому, что в основном на OP320-A-S будет текстовая информация.

Все эти минусы компенсируются простотой программирования и малой стоимостью девайса- периодически на Али его можно купить по цене от 20$.

Железо

Комплект поставки

• HMI OP320-A-S
• Кабель RS232 для подключения к COM-порту компьютера, используется для программирования


• Клеммный разъем питания 24 В
• 4 металлических фиксатора для размещения HMI в щите шкафа

Спереди расположен достаточно большой 4.3'' монохромный черно-зеленый дисплей и 20 кнопок управления

Сзади есть наклейка с названием модели и производителя TextView

Универсальный порт связи RS232/485 выполнен в виде DB9M. Одновременно может работать только один из интерфейсов. Питание 24В подключается через 2-контактный зеленый разъем


Распайку кабелей для подключения панели к различным моделям ПЛК смотрите в документе «Панель оператора OP320A / 320A-S. Руководство по эксплуатации» стр. 44-53.

На нижней стороне корпуса есть отверстия для вентиляции. Также на нижней и верхней сторонах корпуса располагаются по два узких отверстия для фиксации HMI на щите шкафа c помощью комплектных фиксаторов

HMI состоит из двух плат

Мозгом девайса является микропроцессор NXP P89V51RD2FA с архитектурой 8051. Такие процессоры были популярны в начале 2000-х, пока их не вытеснили AVR. Процессор работает на частоте 11.0592 МГц [update1: во избежание возникших разночтений, имеется ввиду тактовая частота ], именно такая частота обеспечивает для 8051 корректную работу последовательной связи

На обратной стороне процессорной платы нет элементов, флюс местами не отмыт

Модбас рулит

HMI OP320-A-S управляет контроллерами по интерфейсам RS232 и RS485. «Интерфейс» в данном случае это электрический стандарт передачи данных. Электросигналы при передаче данных между устройствами на программном уровне расшифровываются с помощью протоколов связи. OP320-A-S поддерживает 37 протоколов связи, в том числе самый популярный и универсальный Modbus.

Иногда путают понятие «интерфейс» и «протокол». Для понимания на бытовом уровне разницы между интерфейсом и протоколом, можно привести аналогию с людьми: у всех людей есть одинаковый интерфейс передачи данных- голосовые связки. Но протоколов связи больше одного: русский, шведский и другие языки. Поэтому два человека с одинаковым интерфейсом, но разными протоколами передачи данных не могут понимать друг друга. Модбас это международный язык общения в мире промышленной автоматики, как какой-нибудь попсовый английский в мире людей. Заранее прошу прощения у мэтров за изложение основ, но вдруг кто не знает.

Большинство ПЛК поддерживает протокол Modbus, а потому OP320-A-S можно к ним подключить. Кроме Modbus, OP320-A-S поддерживает протоколы Митсубиси, Сименс и других ПЛК. Впрочем, некоторые протоколы панель поддерживает не полностью, а лишь частично. Например, по протоколу Modbus панель может иметь доступ ко всем регистрам ПЛК Delta DVP. А при работе по протоколу Delta, панель будет иметь доступ только к малой части регистров.

Программирование

Для программирования OP320-A-S используется ПО OP20 Series Edit Tool (далее просто OP20 Tool)

OP320-A-S разных годов имеют разные прошивки и для их программирования используются разные версии OP20 Tool. Перепрошить панель новой прошивкой нельзя.
Например, мой девайс, который я покупал 3 года назад, программируется версией 6.5. А сейчас по тому же адресу продается панель, которая программируется OP20 Tool v8.0

Поэтому при покупке нужно быть бдительным и обращать внимание на версию ПО, которое используется для программирования.
Впрочем, функционал у OP20 Tool версий 6.5 и 8.0 абсолютно одинаков.

Оригинальный OP20 Tool не поддерживает русский язык и поэтому текст на экран можно выводить только латиницей. Но есть лайфхак, как открыть поддержку русского языка. Нужно в в папке установленной программы OP20 Tool найти каталог «En» и переименовать его в «Ru», там же открыть блокнотом файл Language.ini и заменить строку «Version=En» на «Version=RU». Тогда можно будет использовать русские тексты на экране.

Программирование панели очень простое и сводится к тому, что на экране проекта размещаются визуальные объекты(числовые и битовые индикаторы, кнопки и др.) и настраиваются на адреса регистров ПЛК. Кроме адреса, у объектов есть некоторые другие свойства.

Принцип работы рассмотрим на примере двух основных объектов, битового и числового индикаторов.

Битовый индикатор

Этот объект отображает состояние битового регистра ПЛК в виде лампочки. У него совсем немного свойств:

• PLC Station, адрес ПЛК в сети
• Coil No, адрес битового регистра
• Coordinate, координаты местоположения
• Double, двойной размер
• Type, тип индикатора: круг или квадрат
• Positive, лампочка горит при значении регистра = 1
• Negative, лампочка горит при значении регистра = 0

У числового индикатора свойств по-больше, но не сильно

• Свойства PLC Station, Coordinate, Double идентичны предыдущему
• Register Numb, кол-во считываемых регистров(word): 1 для int, 2 для float
• Inverse, черный фон индикатора
• Digits, общее кол-во знаков (в том числе после запятой)
• Decimal D, кол-во знаков после запятой
• Pre -0, забить отсутствующие знакоместа числа нулями, напр. «001» вместо «1»
• Decimal, регистр отображается как десятичное беззнаковое число(unsigned)
• Signed, регистр отображается как десятичное число со знаком
• HEX/BCD, регистр отображается как шестнадцатеричное число
• Float, регистр отображается как число с плавающей точкой
• Set, разрешено изменение числа
• Limited, число можно изменять в границах от Lower до Upper

Как видим, ничего сложного. Остальные объекты тоже простые, как валенок. Научиться программировать OP320-A-S можно методом тыка, даже не читая мануалов. Но такая простота имеет и оборотную сторону медали: из-за малого количества визуальных объектов и их свойств, а так же из-за отсутствия скриптов программирования, получится построить только простую визуализацию.

В качестве примера работы, подключим панель к Ардуине (схема соединений и демонстрация работы на 5:07)

Обязательно скажут, что намного дешевле сделать для Ардуино экран с помощью 1602a и желудей. Да, профильным применением OP320-A-S является работа прежде всего с ПЛК и частотными преобразователями. В этом качестве панель показала себя надежным девайсом, работающим многие годы в заводских условиях.

Оригинальное видео продавца про работу OP320-A-S с китайским клоном ПЛК Митсубиси

На отечественном рынке OP320-A-S также продается под маркой ОВЕН как ИП320.

Достоинства и недостатки OP320-A-S
-одновременно может работать только один из интерфейсов: RS232 или RS485
-нет скриптов программирования
-малое количество объектов и их свойств
-в ПО нет эмулятора работы панели
-нельзя обновить прошивку
-под каждую прошивку своя версия ПО
+Modbus и другие протоколы передачи данных
+простота программирования
+много кнопок
+надежность
+баснословно низкая цена

Вот такой девайс. Надеюсь, было интересно.