Zaloguj
Dwie wersje – dwa światy: Arduino i Codesys
Finder OPTA występuje w dwóch wersjach: jedna z nich przeznaczona jest do programowania w środowisku Arduino IDE lub Arduino PLC IDE, natomiast druga opiera się na popularnym oprogramowaniu Codesys, szeroko stosowanym w aplikacjach przemysłowych.
Dzięki tej elastyczności z obsługą urządzenia poradzi sobie zarówno programista znający języki wysokiego poziomu, takie jak C czy C++, jak też automatyk korzystający z języków typowych dla sterowników PLC, takich jak LAD, FBD czy ST. Dodatkowo w przypadku osób zaznajomionych już z Codesys programowanie OPTA staje się intuicyjne i niezwykle szybkie.
Bogate możliwości komunikacyjne i prostota programowania
Obie wersje Finder OPTA wyposażone są w port komunikacyjny RS-485 obsługujący Modbus RTU, a ponadto oferują również możliwość komunikacji poprzez Modbus TCP/IP, a nawet Wi-Fi i Bluetooth dzięki wbudowanemu modułowi bezprzewodowemu. Wgrywanie programu na sterownik OPTA jest wyjątkowo proste – wystarczy podłączyć wbudowany w jego obudowę port USB do komputera za pomocą przewodu USB typu C.
Elastyczność wejść i wyjść oraz opcje rozbudowy
OPTA wyróżnia się dużą funkcjonalnością i nadaje się do wielu zastosowań, zarówno w automatyce budynkowej, jak i przemysłowej. Wyposażona jest w 8 wejść cyfrowo-analogowych obsługujących standardowe sygnały napięciowe 0...10 V oraz 4 wyjścia przekaźnikowe o obciążalności do 10 A. Warto zauważyć, że elastyczność OPTY pozwala na zadecydowanie przez użytkownika, jaki charakter będą miały porty wejściowe. Dodatkowo istnieje możliwość rozbudowy systemu o dedykowane moduły rozszerzeń, dostępne zarówno dla wersji Arduino Pro, jak i Codesys. Dzięki temu użytkownik może elastycznie dostosować konfigurację do swoich potrzeb.
Moduły rozszerzeń EMR, SSR i ANALOG – więcej możliwości sterowania
W przypadku gdy zabraknie dostępnych wejść lub wyjść – na przykład w wyniku podłączenia wielu czujników lub konieczności sterowania większą liczbą elementów wykonawczych – z pomocą przychodzą moduły rozszerzeń EMR i SSR. Każdy z nich oferuje 16 dodatkowych wejść cyfrowo-analogowych, natomiast EMR wyposażony jest ponadto w 8 wyjść przekaźnikowych o obciążalności 6 A, a SSR – w 8 wyjść półprzewodnikowych 3 A. Wyjścia typu SSR są szczególnie przydatne w aplikacjach, w których konieczne jest szybkie i częste przełączanie, ponieważ nie mają mechanicznych styków – a to znacznie wydłuża żywotność w warunkach intensywnej eksploatacji, w porównaniu do klasycznych przekaźników elektromechanicznych. Do aplikacji, w których kluczowe są precyzyjne pomiary temperatury, dostępny jest moduł rozszerzający ANALOG, umożliwiający podłączenie czujników PT100, zarówno w wersji dwuprzewodowej, jak i trójprzewodowej. Ta druga opcja pozwala na kompensację wpływu rezystancji przewodów pomiarowych, co przekłada się na większą dokładność odczytów. Moduł ten udostępnia również wejścia analogowe 0...10 V oraz 4...20 mA, a także 4 wyjścia PWM, które można zastosować na przykład do ściemniania oświetlenia lub sterowania prędkością obrotową silników.
Komunikacja przez RS-485 – zasady działania i zalety
OPTA oferuje łatwy w obsłudze interfejs RS-485, który zapewnia niezawodną transmisję danych na duże odległości i jest odporny na zakłócenia dzięki zastosowaniu magistrali różnicowej. Standard ten nie definiuje jednak samego protokołu komunikacji, dlatego do właściwej interpretacji i obsługi danych potrzebny jest protokół wyższego poziomu, taki jak Modbus RTU. Jest to sprawdzony protokół komunikacji szeregowej oparty na architekturze master-slave i szeroko stosowany zarówno w automatyce budynkowej, jak i przemysłowej. W ramach tego protokołu każde urządzenie w magistrali ma swój indywidualny adres, na który reaguje w momencie, gdy zostanie wywołane przez jednostkę nadrzędną. Pozostałe urządzenia ignorują komunikat, jeżeli adres nie odpowiada ich przypisanemu identyfikatorowi. Warto pamiętać, że z uwagi na ograniczenia fizyczne RS-485 liczba urządzeń typu slave powinna być ograniczona do 32, aby zapewnić stabilność komunikacji.
Łączenie wielu sterowników OPTA w jednym systemie
Przykładowym zastosowaniem omawianych urządzeń może być połączenie dwóch sterowników Finder OPTA w celu wymiany danych – jeden pełni wówczas funkcję mastera, a drugi działa jako slave. Do obu urządzeń należy doprowadzić napięcie z zakresu 12...24 V DC oraz połączyć je interfejsem RS-485. Tego typu konfiguracja pozwala na decentralizację logiki sterowania oraz łatwe rozbudowanie istniejącego systemu bez konieczności ingerencji w całą instalację. Na przykład jedna OPTA może sterować linią produkcyjną, druga odpowiada za proces paletyzacji, ale obie muszą się ze sobą komunikować w czasie rzeczywistym. Można również rozszerzyć system o kolejne jednostki slave, gdzie każda OPTA zbiera dane, realizuje logikę sterowania i przekazuje informacje do głównego sterownika (urządzenia nadrzędnego). Taka architektura zmniejsza ilość okablowania, upraszcza diagnostykę oraz ułatwia rozdzielenie zadań pomiędzy różne urządzenia.
Biblioteki programistyczne i kod komunikacji w Arduino
Dla sterowników OPTA w wersji z Arduino Pro dostępne są biblioteki ArduinoModbus.h oraz ArduinoRS485.h, które oferują funkcje służące m.in. do inicjalizacji serwera RTU, odpowiadania na zapytania, ustawiania parametrów połączenia, odczytywania bitów czy udostępniania rejestrów do odczytu i zapisu. Użytkownik może w prosty sposób zaimplementować zarówno kod dla mastera, jak i dla slave’a, uwzględniając identyczne parametry transmisji po obu stronach.
Integracja z licznikami energii Finder 7M
Oprócz łączenia sterowników, port RS-485 pozwala także na podłączenie zewnętrznych urządzeń, takich jak liczniki energii elektrycznej z serii 7M firmy Finder. Są to liczniki z certyfikatem MID, wyposażone w wyświetlacze LCD, które poza pomiarem zużycia energii w kWh oferują również odczyt wielu parametrów chwilowych, takich jak napięcie, natężenie prądu, moc czynna i bierna, częstotliwość oraz kierunek przepływu energii. Liczniki te znajdują zastosowanie m.in. w stacjach ładowania pojazdów elektrycznych czy instalacjach mieszkaniowych i komercyjnych, gdzie analiza zużycia prądu staje się coraz ważniejszym elementem efektywnego zarządzania energią.
Zbieranie i wizualizacja danych energetycznych
Urządzenia z serii 7M dostępne są w wersjach jedno- i trójfazowych, obsługują komunikację Modbus RTU, a dzięki wbudowanemu modułowi NFC można je konfigurować i odczytywać z poziomu aplikacji mobilnej Finder Toolbox. Jeśli jednak zależy nam na bardziej zaawansowanej analizie zużycia energii, interfejs RS-485 umożliwia pobieranie danych z liczników bezpośrednio do urządzeń z serii OPTA. W wersji z Arduino dostępna jest dedykowana biblioteka Finder7M.h, która upraszcza proces konfiguracji i odczytu parametrów z liczników. Zgromadzone przez sterownik dane można następnie przesłać do chmury Arduino, gdzie możliwa jest ich wizualizacja w postaci dashboardów i wykresów, prezentujących aktualne i sumaryczne zużycie energii.
Obsługa liczników w Codesys – prosta konfiguracja, czytelne wyniki
W przypadku OPTA z oprogramowaniem Codesys proces konfiguracji komunikacji z licznikami energii serii 7M przebiega również w sposób logiczny i przejrzysty. Całość sprowadza się do kilku podstawowych kroków, które można zrealizować bez konieczności pisania skomplikowanego kodu. Na początku należy skonfigurować port szeregowy COM jako master Modbus RTU i określić podstawowe parametry komunikacji, takie jak prędkość transmisji, liczba bitów danych, parzystość oraz liczba bitów stopu – zgodnie z ustawieniami licznika. Kolejnym krokiem jest dodanie urządzenia slave w Codesys i nadanie mu adresu zgodnego z tym ustawionym w liczniku. Następnie wskazujemy odpowiednie adresy rejestrów, z których chcemy odczytywać dane. W Codesys, w przypadku rejestrów przechowujących wartości zmiennoprzecinkowe (typu REAL), istotne jest właściwe ustawienie kolejności bajtów – tak aby odczytane dane były poprawnie interpretowane przez Codesys. Po zakończeniu konfiguracji można przejść do testów komunikacji, uruchamiając program i obserwując w czasie rzeczywistym wartości odczytywane z licznika. Dzięki temu Finder OPTA z Codesys staje się nie tylko sterownikiem, ale również inteligentnym węzłem pomiarowym, umożliwiającym dokładną analizę zużycia energii w instalacjach jedno- i trójfazowych.
OPTA w praktyce – wydajna, skalowalna, przyszłościowa
Interfejs RS-485, w połączeniu z protokołem Modbus RTU, czyni Finder OPTA niezwykle wszechstronnym narzędziem w nowoczesnych instalacjach automatyki. Możliwość integracji z różnorodnymi urządzeniami, elastyczność programowania oraz opcje rozbudowy czynią z niej kompaktowe, ale bardzo funkcjonalne rozwiązanie do zastosowań zarówno w przemyśle, jak i w automatyce budynkowej. W dobie rosnących wymagań względem energooszczędności, elastyczności systemów i ich skalowalności, mini PLC Finder OPTA wnoszą znaczną wartość dodaną, a ich wdrożenie przynosi realne korzyści techniczne i ekonomiczne.
Lucyna Radziun
