Kurs XD/XL jest cyklem adresowanym do inżynierów, którzy mają doświadczenie ze sterownikami innych producentów i chcą ocenić nakład pracy związany z przejściem na platformę Xinje. Punktem wyjścia jest najprostsze możliwe zadanie: sterownik XD3, komputer z oprogramowaniem XDPPro oraz układ start-stop sterujący jednym stycznikiem. Celem tej części jest uzyskanie działającego programu w czasie około pół godziny oraz wskazanie trzech obszarów, w których XD3 zachowuje się inaczej niż sterowniki znane czytelnikowi.
Cykl zastępuje archiwalny kurs poświęcony serii XC. Zmienił się sprzęt i środowisko programistyczne; zasady pracy pozostały te same.
1. Co jest potrzebne?
Sterownik z rodziny XD3. Najmniejszy model, XD3-16 z ośmioma wejściami i ośmioma wyjściami, kosztuje w sklepie 326,70 zł netto; największy, XD3-60 z 36 wejściami i 24 wyjściami — 784,08 zł netto. Do celów kursu wystarcza wersja szesnastopunktowa. Wszystkie wersje magazynowe mają ten sam procesor, tę samą pamięć programu (256 KB) i te same porty komunikacyjne; różnią się liczbą punktów wejścia/wyjścia oraz typem wyjść.
Zasilanie — do sprawdzenia przed podłączeniem. Ostatnia litera oznaczenia określa napięcie zasilania sterownika: -E oznacza 100–240 V AC, -C — 24 V DC. Wersje XD3-16PR-E i XD3-16PR-C są funkcjonalnie identyczne i kosztują tyle samo, jednak podanie 230 V na wersję -C prowadzi do trwałego uszkodzenia sterownika. Obwody wejściowe są zasilane napięciem 24 V DC niezależnie od wersji.
Typ wyjść. Litera R w oznaczeniu wskazuje wyjścia przekaźnikowe, T — tranzystorowe, RT — wykonanie mieszane (część przekaźnikowa, część tranzystorowa). Wyjścia przekaźnikowe przenoszą obciążenie 230 V AC, lecz nie nadają się do sygnałów impulsowych; wyjścia tranzystorowe są szybkie, ale pracują wyłącznie z obciążeniem prądu stałego. Jeżeli w dalszych częściach kursu planowane jest sterowanie napędem krokowym lub serwonapędem, należy wybrać wersję T lub RT — wyjścia impulsowe Y0 i Y1 muszą być tranzystorowe.
Kabel i oprogramowanie. XD3 ma trzy porty: RS232, RS485 i USB. Do kursu wystarcza standardowy kabel USB. Wersje XD3E zamiast USB mają dwa gniazda RJ45 i komunikują się z komputerem przez sieć — omawiamy to w dalszej części. Środowisko XDPPro (bieżąca wersja 3.8.0) jest bezpłatne i dostępne w naszej strefie pobrań bez rejestracji. Instalacja przebiega standardowo; interfejs programu jest anglojęzyczny. Należy zwrócić uwagę na jedno ograniczenie: XDPPro zapisuje własne dane w folderze instalacyjnym (podfolder AccData), na co system Windows nie zezwala zwykłemu użytkownikowi w lokalizacji Program Files. Program uruchomiony bez uprawnień administratora kończy pracę błędem „Odmowa dostępu do ścieżki …\AccData\InstInfo.data”. Możliwe są dwa rozwiązania: uruchamianie XDPPro jako administrator albo — rozwiązanie zalecane — jednorazowe nadanie użytkownikom prawa zapisu do folderu C:\Program Files (x86)\Xinje\XDPPro380 (właściwości folderu → Zabezpieczenia).
2. Jak podłączyć zasilanie i wejścia?
Po podaniu zasilania świecą diody PWR i RUN. Sterownik z pustym programem znajduje się w trybie pracy i nie wykonuje żadnych operacji — jest to stan prawidłowy; nie istnieje odrębny tryb programowania, w który należałoby go przełączyć.
Wejścia cyfrowe pracują przy napięciu 24 V DC, pobierają około 7 mA i załączają się przy prądzie powyżej 4,5 mA; czas reakcji wynosi około 10 ms, co czyni je odpowiednimi do typowych przycisków i czujników bez dodatkowej konfiguracji. Wejścia w obrębie grupy mają wspólny zacisk odniesienia.
W tym miejscu pojawia się pierwsza różnica względem większości sterowników europejskich. Xinje produkuje XD3 w dwóch wersjach wejść: NPN (wejście załącza się przez podanie masy) oraz PNP (przez podanie potencjału dodatniego, analogicznie do sterowników Siemens). Wersje PNP mają literę P w oznaczeniu — XD3-16PR-E — i właśnie wersje PNP utrzymujemy w magazynie, ponieważ takiego wykonania oczekuje rynek polski. Przy zakupie z innego źródła lub przy sterowniku pochodzącym z maszyny importowanej z Chin należy sprawdzić obecność litery P przed podłączeniem czujników: komunikat „wejście nie działa” przy przejściu na Xinje w zdecydowanej większości przypadków oznacza pomyloną polaryzację.
3. Jak połączyć XD3 z XDPPro?
Połączenie przez USB (XD3). Po podłączeniu kabla i uruchomieniu XDPPro konfigurację komunikacji ze sterownikiem wykonuje się w jednym oknie — Communication configuration. Otwiera się je dwukrotnym kliknięciem pola połączenia w prawym dolnym rogu paska stanu (po pierwszym uruchomieniu widnieje tam Local: COM_Xnet_1). Na liście należy zaznaczyć pierwszy wiersz, wybrać Edit i w polu Interface Type zmienić COM na USB; protokół Xnet, Search Type: Device type, Serial Port: Auto search oraz typ urządzenia XD pozostają bez zmian, a nazwa połączenia zmienia się automatycznie na USB_Xnet_1. Przycisk Comm-Test po chwili zwraca komunikat ConnectSucc. Po zatwierdzeniu wiersz otrzymuje status „The connected”. Znacznik In use w kolumnie Status musi wskazywać ten wiersz — jeżeli pozostał przy Ethernet_Xnet_Default, program będzie podejmował próby połączenia sieciowego i wyświetli Offline. Osobna instalacja sterownika USB nie jest wymagana; system Windows rozpoznaje XD3 samodzielnie.
Model sterownika jest wykrywany automatycznie. XDPPro po uruchomieniu tworzy projekt dla modelu domyślnego (w wersji 3.8.0 jest to XDH-60A32). Po nawiązaniu połączenia program rozpoznaje podłączony sterownik i otwiera okno Model switch z propozycją zmiany modelu projektu — po lewej stronie model bieżący, po prawej wykryty, u dołu lista funkcji, które zostaną usunięte z projektu, ponieważ XD3 ich nie obsługuje (EtherCAT, EtherNet/IP, graficzna konfiguracja Modbus TCP). Po zatwierdzeniu przyciskiem OK program wyświetla komunikat „Successfully connected to the local PLC”, a pasek stanu pokazuje PLC1: XD3-32, Local: USB_Xnet_1 oraz stan sterownika i czas cyklu (Run, Scan Cycle). Model projektu można również zmienić ręcznie: File → Change PLC Model.
Model i wersję firmware podłączonego sterownika można odczytać w Online → PLC Status → CPU Details (w naszym przypadku: XD3-32, firmware V3.4.7m z 17.06.2024).
Połączenie przez Ethernet (XD3E). Wersje z literą E w oznaczeniu serii mają dwa porty RJ45 i komunikują się z XDPPro przez TCP/IP. Fabryczny adres IP sterownika to 192.168.6.6; komputer musi znajdować się w tej samej podsieci (na przykład 192.168.6.10 z maską 255.255.255.0). Rozwiązanie to jest wygodniejsze od USB, gdy sterownik jest już zabudowany w szafie, i w ten sposób będziemy pracować w częściach poświęconych komunikacji Modbus TCP.
Jeżeli połączenie nie zostaje nawiązane, należy sprawdzić kolejno: czy sterownik ma zasilanie (dioda PWR), czy system rozpoznał urządzenie USB oraz czy port nie jest zajęty przez inny program (na przykład drugą instancję XDPPro albo TouchWin). Sterownik programuje się w trybie pracy; zatrzymywanie go nie jest wymagane.
4. Jak adresowane są wejścia i wyjścia?
Jest to druga istotna różnica i najczęstsze źródło błędów przy dłuższych listach sygnałów. Wejścia oznacza się symbolem X, wyjścia — Y, przekaźniki wewnętrzne — M, a numeracja X i Y jest ósemkowa: po X7 następuje X10, nie X8. Wynikają z tego zakresy adresów zestawione w poniższej tabeli, zaczerpnięte z katalogu producenta:
| Model | Wejścia | Adresy X | Wyjścia | Adresy Y |
|---|---|---|---|---|
| XD3-16 | 8 | X0–X7 | 8 | Y0–Y7 |
| XD3-24 | 14 | X0–X15 | 10 | Y0–Y11 |
| XD3-32 | 18 | X0–X21 | 14 | Y0–Y15 |
| XD3-48 | 28 | X0–X33 | 20 | Y0–Y23 |
| XD3-60 | 36 | X0–X43 | 24 | Y0–Y27 |
Przy szesnastu wejściach ostatnie ma zatem adres X17, nie X15. Przy przenoszeniu listy sygnałów ze sterownika innego producenta zaleca się przeliczenie adresów w arkuszu przed przystąpieniem do rysowania drabinki.
5. Pierwszy program: start-stop z podtrzymaniem
Układ start-stop z podtrzymaniem jest klasycznym pierwszym ćwiczeniem w nauce programowania sterowników, ponieważ w jednym szczeblu weryfikuje trzy elementy naraz: poprawność odczytu wejść, wysterowanie wyjścia oraz działanie logiki z pamięcią stanu. Przyjmujemy następujące przyporządkowanie sygnałów:
X0— przycisk START o styku zwiernym (NO),X1— przycisk STOP o styku rozwiernym (NC),Y0— cewka stycznika.
Szczebel składa się ze styku X0 połączonego równolegle ze stykiem Y0, szeregowo z nimi włączonego styku X1 oraz cewki Y0 na końcu obwodu. Funkcję pamięci realizuje styk własnego wyjścia (tzw. samopodtrzymanie): po zwolnieniu przycisku START obwód pozostaje zamknięty przez Y0 do chwili przerwania go stykiem X1. Rozwiązanie to jest niezależne od producenta sterownika i wynika wprost z zasad logiki stykowej. W XDPPro elementy drabinki wstawia się z paska narzędzi lub za pomocą skrótów klawiszowych, a adres wpisuje się bezpośrednio w elemencie.
Zastosowanie styku rozwiernego w obwodzie przycisku STOP nie jest kwestią konwencji, lecz zasadą projektowania układów sterowania: uszkodzenie toru sygnałowego — przerwanie przewodu lub poluzowanie zacisku — musi prowadzić do stanu bezpiecznego, czyli zatrzymania napędu, a nie do utraty możliwości jego wyłączenia. Zwróćmy uwagę na konsekwencję w programie: ponieważ w stanie spoczynkowym wejście X1 ma stan wysoki, w drabince występuje ono jako styk zwierny (AND X1), mimo że fizyczny przycisk jest rozwierny.
6. Wgranie i uruchomienie
Program należy skompilować (XDPPro sprawdza składnię i podpowiada instrukcje) i przesłać do sterownika poleceniem Online → Download Program & Data. Warto zwrócić uwagę na nazewnictwo: w XDPPro Download oznacza przesłanie programu z komputera do sterownika, a Upload Program — odczyt programu ze sterownika. Użytkownicy środowisk, w których konwencja jest odwrotna, mylą te polecenia w pierwszych dniach pracy. Wgrywanie w trybie online nie kasuje danych i nie wyłącza wyjść — po zakończeniu sterownik samoczynnie wraca do pracy. Po naciśnięciu przycisku START wyjście Y0 załącza się i pozostaje załączone po jego zwolnieniu; naciśnięcie STOP powoduje wyłączenie Y0.
Jeżeli program jest poprawny, a wyjście nie załącza się, należy sprawdzić obwód wyjściowy. Wyjścia przekaźnikowe są bezpotencjałowe — do zacisku wspólnego grupy trzeba doprowadzić napięcie sterowanego obwodu. Dopuszczalne obciążenie jednego styku wynosi 3 A przy obciążeniu rezystancyjnym; cewkę stycznika o większym poborze należy sterować przez przekaźnik pośredniczący. Jest to najczęstszy błąd pierwszego dnia pracy i dotyczy sterowników każdego producenta.
7. Podgląd na żywo
Monitorowanie programu w trybie online włącza się poleceniem Online → Monitor; obok dostępne są Data Monitor do rejestrów oraz Free Monitor do dowolnie wybranych adresów. Aktywne styki i cewki są podświetlane w drabince, a wartości rejestrów wyświetlane na bieżąco. Narzędzie to pozwala rozwiązać zdecydowaną większość problemów z logiką programu i zaleca się korzystanie z niego od pierwszego dnia. W tym samym trybie można wymuszać stany wejść i wyjść bez podłączonego osprzętu, co jest przydatne podczas testów stanowiskowych przed zabudową sterownika w szafie.
Trzy cechy odróżniające XD3 od innych sterowników
Adresowanie ósemkowe. X0–X7, następnie X10. Przy szesnastu wejściach ostatnie ma adres X17.
Wejścia NPN lub PNP, określone w oznaczeniu. Litera P oznacza wersję PNP. W sklepie dostępne są wyłącznie wersje PNP; wersje NPN sprowadzamy na zamówienie.
Wyjścia przekaźnikowe i tranzystorowe w jednej rodzinie. R, T albo RT. Do wyjść impulsowych nadają się wyłącznie wyjścia tranzystorowe.
Dalsze części kursu
W części drugiej rozbudujemy sterownik o moduły wejść/wyjść i omówimy adresowanie w XD3 i XD5, w tym sygnały analogowe. W części trzeciej wykorzystamy liczniki szybkie i wyjścia impulsowe do sterowania napędem krokowym DP3. Czytelnikom potrzebującym od razu komunikacji z panelem polecamy gotowy przewodnik: Komunikacja PLC Xinje z panelem HMI przez Modbus RTU. Zastosowaniom z serwonapędem poświęcony jest artykuł Pierwsze uruchomienie serwonapędu Xinje DS5.
Produkty z tego wpisu
- Sterowniki XD3 — 29 wersji od 16 do 60 punktów, 326,70–784,08 zł netto, wszystkie dostępne z magazynu; do kursu polecamy XD3-16PT-C (24 V DC, wyjścia tranzystorowe — przydatne w części poświęconej napędom) albo XD3-16PR-E (230 V AC, wyjścia przekaźnikowe).
- Sterowniki XD3E z Ethernetem — 5 wersji, od 522,72 zł netto, dwa porty RJ45, Modbus TCP.
- Moduły rozszerzeń XD — do części drugiej kursu.
- XDPPro 3.8.0 i dokumentacja — bez rejestracji.
Dobór wersji do konkretnej maszyny wykonujemy wspólnie z klientem: kontakt, tel. 796 019 414. Modele oznaczone jako dostępne wysyłamy z magazynu w ciągu 5 dni roboczych.