PLC Ace：「スマートホーム」用の小型コントローラー

産業用自動プロセス制御システム（APCS）のプログラマブルロジックコントローラー（PLC）用のソフトウェアを開発しています。



初めてこの言葉に出会った人のために、私は説明します。 PLCは、次のように機能する特別なミニコンピューターです。

1.入力ディスクリート（Di）またはアナログ（Ai）信号を受け入れます。

2.プログラマー定義のプログラムに従ってこれらの信号を処理します。

3.ディスクリート（DO）またはアナログ（AO）出力を介して制御信号を提供します。



離散-信号が2つの状態のみを持つことができる場合：0または1、「はい」または「いいえ」。 たとえば、ボタンが押されたり押されたり、ライトがオンまたはオフになります。

アナログ-パラメーターの値が電気信号のレベルに依存する場合。 たとえば、温度センサーからの信号レベル（ボルトまたはミリアンペア）が高いほど、測定温度が高くなります。



PLCは、主に産業、工作機械、スマートホームオートメーションシステムなどで使用されています。



当然、職業のおかげで、産業用制御システムで使用されるPLCやその他の機器に関連するすべてに興味があります。 ネットワークをさまよいながら、アメリカの会社Velocioの Webサイトにアクセスしました 。この会社は、Ace、Branch、EmbededシリーズのPLCを製造しています。



これらのコントローラーの主な機能は、わずか2.5インチx 2.5インチの小型で、電源は5ボルトで、6デジタル入力と6デジタル出力のモデルの価格は49ドルからです。 サイズに特に感銘を受けて、私はそのような小さなPLCを見たことがありません。







PLCが私に興味を持ち、Velocioに連絡し、Ace 3090v5モデルコントローラーを送ってくれました。 このPLCとHabrの幅広い聴衆について簡単に話したいと思います。 今後は、Velocio PLCはスマートホームやその他のホームオートメーションシステムに最適です。



ここでは、アラバマ州ハンツビル市から直接コントローラー付きのパッケージを入手しました。











パッケージ構成：

1. PLC Velocio Ace 3090v5、$ 179

2. DINレールマウント、5ドル

3.信号線コネクタ（3,4,8ピン、ピッチ2.5 mm）、6個、$ 6 * 3

4.ドライバーは平らで、1.5 mmの刺し傷がありません。

5.電源コネクタ（2ピン、ピッチ2.5 mm）、2ドル

6. Am-miniB USBケーブル、5ドル



エースプログラミングUSBケーブルはVelocioから購入する必要はありません。これは通常のAm-miniB USBケーブルで、どのコンピューターストアでも販売されています。 コネクタは他の場所でも検索できますが、DINレールへの取り付けは独自のものであり、コントローラーと一緒に購入する必要があります。



エース3090v5は期待通りでしたが、非常に小さいです：







特徴：

役職		ベロシオエース3090v5
予定		ホームおよび産業オートメーション用のPLC
数量DI		6
数量DO		18、トランジスタ
AI	数量、合計	7
	AI 16ビット/タイプ	4 /熱電対J、K、T、N; ±0.256 V、±0.512 V、±1.024 V、±2.048 V
	AI 12ビット/タイプ	3/0 ... + 5 V
通信ポート		ミニUSB（Modbus経由で動作可能）、RS-232
データ転送プロトコル		Modbus RTUスレーブ
Bpsデータレート		9600、19200、38400、57600
マウント		DINレール
栄養		5 V DC
寸法		63.5x63.5x12.7mm
動作温度		-40 ... 85°C
IP保護レベル		IP65
プログラミング環境		Velocio vBuilder、無料
価格		179ドル

建設業

コントローラーのサイズは、合計31の入力と出力、RS-232シリアル通信ポート、プログラムのダウンロードと外部デバイスとの通信用のミニUSBポートを備えています。



ケースの前面には、デジタル入力および出力の電力とステータスを示すLEDがあります。







DINレールにマウントを取り付けるための背面にくぼみがあります。





ケースの側壁には、コネクタを介してすべての信号を接続するためのポートがあります。 ポートには、文字A、B、C、D、E、Fのマークが付いています。









ワイヤは、フェニックスコンタクトのCOMBICON PTSMシリーズコネクタを介して2.5 mm（0.098 ''）のレッグピッチで接続されています。







次のように、PLCに付属のドライバーを使用して、ワイヤをコネクタに挿入します。







このような理由により、ディスクリート出力はトランジスターです。

• リレーはまだコントローラーのケースに収まりません
• ステッピングモーターを制御する場合などの高性能用

当然、トランジスタ出力は220 Vの電気ネットワークのスイッチングには適していないため、中間リレーをそれらの後に設置する必要があります。 PLCの購入時に、Velocioから同じ場所で中間リレー付きのモジュールを購入できます。 そして、私がやったように、ebeeに似た中国語のボードを保存して購入できます：







Ace 3090v5のアナログ入力（Ai）は、2つのグループに分けられます。

• 3 Ai、ポートAに共通グランド、入力範囲0〜5 V
• ポートFの4 Ai差動、温度センサー（熱電対）タイプJ、K、T、Nの接続、およびミリボルト信号

そこで、「K」タイプの熱電対を中国のテスターからAi F1入力に接続し、ラップトップで温度値を表示しました。



ちなみに、この例では、コントローラーの熱電対を較正しませんでした。 それにもかかわらず、温度の測定値はアルコール温度計の値に対応しており、これが私の制御デバイスとして機能しました。



エースは低消費電力が特徴です：最大5V。 つまり、電源として、携帯電話に5ボルトの充電を使用できます。

プログラミング

ソフトウェア開発は、無料のvBuilderプログラミング環境を通じて行われます 。 インストールパッケージには、コントローラーをコンピューターに接続するために必要な仮想COMポートドライバーも含まれています。







vBuilderの探索は、 ビデオチュートリアルを視聴することから始めるのが最適です。 数百ページの「vBuilderマニュアル」と呼ばれる完全な英語のドキュメントもあります。



プログラム開発は、ラダーロジック言語とブロックチャート言語（フローチャート）の2つのグラフィック言語で可能です。



ラダーロジックは、すべてのPLCプログラマーにとってよく知られている言語であり、 LDは 、 IEC 61131-3に準拠した標準化された産業言語の1つです。

LDは、プログラマーがプログラムを書くだけでなく、普通の電気技師にも書けるように特別に発明されました。 プログラムはLD上にあり、電気回路のように見えます。







それは学び、働くのが簡単な言語です。



フローチャート言語は、プログラムがフローチャートの形式で作成されるグラフィカル言語です。







多くの人は、学校のコンピューターサイエンスの時代からのフローチャートとその構築の原則を覚えています。 たとえば、1999年にソビエト後のコンピューター中世の暗黒時代に11年生を卒業しました。 当時、IntelはすでにPentium-IIプロセッサを取引していました。BillGatesはWindows 98を販売し、私たちの学校には黒と白の画面を備えたソビエトのコンピューターエレクトロニクスがありました。 レッスンのほとんどで、私たちは机に座ってフローチャートを使ってノートにプログラムを描きました。 その後、彼らをBASICに転送し、「電子機器」（車1台あたり4人）に座って、コンピューターに入りました。 また、他の学校ではコンピューターはまったくありませんでした。



したがって、初心者にとって、フローチャート言語はLDよりも簡単です。 同時に、私の意見では、より視覚的であり、より複雑なプログラムを作成できます。 ところで、私は現在、さまざまなPLCで動作するフローチャートをよく使用しています。 複雑なアルゴリズムを考える必要があるときは、まず葉の上にブロック図を描き、それから特定の言語のプログラムに翻訳します。



両方のプログラミング言語で同じプログラムブロックを使用できます。

• 比較（<、>、=など）
• 数式を入力できる割り当て
• コピー
• カウンター
• タイマー
• リアルタイムクロック
• デジタルフィルター
• 読み取りエンコーダ
• ステッピングモーター制御
• PIDコントローラー
• PWM
• ソフトスタート/ストップ
• スケーリング
• ビットシフトと「フリップ」番号
• 統計
• ネイティブデータ転送プロトコルを実装するためのcom-port管理
• サブルーチン呼び出し

同じvBulderダウンロードページは 、プログラムブロックの「クイックヘルプ」として使用されます。 ページの右側にある対応するvBuilderブロックのアイコンをクリックして、それらの動作を確認してください。







英語が非常にきつい場合は、Ghromeブラウザの翻訳者が助けになります。マウスの右ボタン->ロシア語に翻訳します。 翻訳は技術的ですが、意味は明確です。



利用可能なプログラミングオプション：

• ビット、符号なしint 8/16ビット、符号付きint 16/32ビット、floatなどの独自の変数（タグ）を作成します。
• 配列の作成;
• ルーチンの作成。
• さらに、ここのサブルーチンは、Step-7やCodesysのようにFBタイプのオブジェクトです。
• 各入力/出力およびタグには、Modbus経由で値を送信するためのアドレスを割り当てることができます。
• スレーブモードのModbusを介したPC、タッチパネルなどとのModbus通信。 2つのマスターデバイスへのModbus接続が可能。
• RS-232を介して独自のデータ転送プロトコルを実装する機能。
• プログラムのデバッグを段階的に行う。

Aceをコンピューターとタッチパネルに接続する

ネットワークを介した外部デバイスとの通信用に、Ace 3090v5にはRS-232とUSBの2つのポートがあります。 これらのポートは両方とも、Modbus RTUスレーブプロトコルを使用してデータを送信できます。 同時に、2つのマスターデバイスをAceに接続できます。 たとえば、USB経由のコンピューター、およびRS-232経由のタッチパネル。 コンピューターからの制御には、 SCADAなどの特別なプログラムが使用されますが、ビジュアルベーシックでプログラムを作成することもできます。



RS-232は古き良きコンピューターのCOMポートです。 以前は、マウスがそれに接続されていました。 コンピューターをAceに接続するために、ボールの付いた古いcomマウスを見つけて、テールを切り取り、このスキームに従って3ピンRS-232 Aceコネクターに接続しました。







コンピューターにCOMポートがない場合は、約8ドルでUSB / RS-232コンバーターを購入する必要があります。



外部デバイスとのAceデータ交換を実装するためのオプション：

• 無料のSCADA vFactoryがインストールされているコンピューターと通信するためのAce内部プロトコル経由。
• コンピューター、タッチパネル、その他のPLCとの通信のためのユニバーサルModbus RTUデータ転送プロトコル経由。
• コントローラにプログラムで実装された独自のプロトコルに従って。

無料のSCADA vFactoryはModbusではなく、内部のクローズドコントローラープロトコルを使用するため、Velocio PLCでのみ動作します。 vFactoryをマスターするためのドキュメントはありません。1つのビデオレッスンで十分です。 スクリプト言語とアーカイブを維持する機能のない非常にシンプルなSCADA。 ツールバーは小さいです：







ただし、特別なプログラミングスキルがなくても作業プログラムをすばやく作成できます。





vFactoryの機能が十分でない場合は、Modbus RTUプロトコルを介して他のSCADAに接続できます。 たとえば、熱電対付きのクリップでは、SCADAトレースモード6ベースを適用しました。



また、Aceで独自のデータ転送プロトコルをプログラムすることもできます。これには専用のビデオチュートリアルが用意されています。

ホームオートメーションのAce PLC

このコントローラーは、「スマートホーム」システムでうまく機能すると思います。 コントローラーの利点：小型、低消費電力、わずか5 Vの電源、多くのディスクリート出力、熱電対の接続機能、外部デバイスとの2つの通信ポート、プログラミングの容易さ、多数の異なるプログラムユニット。



Aceコントローラーが気に入ったが、6個のディスクリート入力では不十分な場合は、拡張モジュール（最大450個の入力/出力）を接続する機能があるだけで、 Branchシリーズ（同じAce）を詳しく見ることができます。 しかし、これはすでに私なしです-今のところ、私はエースで遊ぶのに十分です。