Как я писал ранее, ко мне в руки попал интересный контроллер Ace 3090v5 американской компании Velocio. Прежде чем приступать к рассмотрению этой модели ПЛК, хочу рассказать вкратце о компании Velocio и выпускаемой ею продукции.

Контроллеры Velocio

Итак, компания Velocio из г. Хантсвилл, штат Алабама, разрабатывает и производит ПЛК для промышленной и домашней автоматизации. На фоне многочисленных конкурентов ПЛК Velocio выделяются следующими особенностями:

• Маленький размер контроллеров- 2.5″ x 2.5″ или 6.35см x 6.35см. Крошечный, как для ПЛК, размер это главная конкурентная фишка, я не знаю другого такого маленького контроллера. Для домашней автоматизации крошечный размер- несомненное преимущество.
• Питание процессорных модулей 5 V DC.
• Программирование через порт USB, т.е. не нужны специальные сверхдорогие кабели программирования, за что мы так «горячо любим» Zelio и т.д.
• Небольшая цена для конкуренции с мэтрами индустрии.

Что бы оценить малый размер контроллера, достаточно взглянуть на это фото:

Velocio выпускает 3 линейки контроллеров- ACE, Branch, Embedded:

ACE— контроллеры начального уровня, не поддерживают модули расширения. Общее количество аналоговых и дискретных входов/выходов- до 36. Цена от 49 $.

 

Branch—  контроллеры для сложных задач. Единственное отличие от ACE состоит в возможности подключения модулей расширения и объединения нескольких контроллеров Branch в сеть через интерфейс vLink. Общее количество аналоговых и дискретных входов/выходов с учетом модулей расширения- до 450. Цена от 69 $.

 

Для расширения количества входов/выходов контроллеров Branch применяются модули расширения Exp:

 

Embedded— контроллер для встраивания в платы собственной разработки. По сути тот же Ace, только вместо разъемов для подключения сигналов, используются выводы на плату.

 

 

Во всех ПЛK Velocio выхода транзисторные. Для развязки входов и выходов можно применить оптронные и релейные модули:

 

Контроллеры всех трех линеек программируются в одной и той же бесплатной среде программирования Velocio vBuilder.

Краткие сведения о разных моделях Velocio Ace в одной таблице:

 

Velocio Ace 3090v5

Теперь, когда мы в общем и целом познакомились с продукцией Velocio, рассмотрим конкретно модель Ace 3090v5.

 

Характеристики

Название		Velocio Ace 3090v5
Назначение		ПЛК для домашней и промышленной автоматизации
Кол-во DI		6
Кол-во DO		18, транзисторные
AI	Кол-во, всего	7
	Кол-во AI 16 бит/ тип	4/ Термопары J, K, T, N; ±0.256 V, ±0.512 V, ±1.024 V, ±2.048 V
	Кол-во AI 12 бит/ тип	3/ 0…+5 V
Порты связи		Mini USB(может работать по Modbus), RS-232
Протоколы передачи данных		Modbus RTU slave
Скорость передачи данных, bps		9600, 19200, 38400, 57600
Крепление		DIN-рейка
Питание		5 V DC
Габариты		63.5х63.5х12.7 мм
Температура эксплуатации		-40… 85°С
Степень защиты IP		IP65
Среда программирования		Velocio vBuilder, бесплатная
Цена		179 $

 

Комплект поставки

Компания Velocio прислала мне коробку с контроллером, я ее вскрыл и вот что там увидел:

	Наименование	Цена
1	ПЛК Velocio Ace 3090v5	179 $
2	Крепление на DIN-рейку	5 $
3	Коннекторы сигнальных линий (3,4,8 pin, шаг 2.5 мм), 6 шт.	6*3 $
4	Отвертка плоская, жало 1.5 мм	—
5	Коннектор питания (2 pin, шаг 2.5 мм)	2 $
6	Кабель USB Am- miniB	5 $

Как видно, кроме 179 $ за контроллер нужно еще потратиться на коннекторы, кабель и крепление. Но вовсе необязательно покупать юсбишный кабель в Velocio за 5 долларов, можно купить такой же самый в любом компьютерном магазине за 1 доллар. Так же, уверен, можно найти за дешево и подходящие коннекторы. Но вот подходящее крепление на DIN-рейку для контроллера можно купить только у Velocio.

 

Конструкция

Вид спереди:

Спереди ПЛК имеются светодиоды индикации питания и состояния дискретных входов/выходов. Светодиодной индикации состояния аналоговых входов и RS-232 нет.

Вид сзади:

Сзади имеется выемка для установки крепления к DIN-рейке.

Подключение сигналов находится на боковых сторонах ПЛК. Все порты имеют номера: A, B, C, D, E, F.

Боковая сторона 1:

Боковая сторона 2:

Боковая сторона 3:

Боковая сторона 4:

Здесь порт А единственный из всех разделен на 2 разъема- для аналоговых сигналов 5 V и RS-232.

Разъемы для подключения к портам Ace 3090v5:

Полазив по интернету, удалось узнать, что это разъемы COMBICON PTSM Series фирмы Phoenix Contact. Всего для Ace 3090v5 нужно 8 разъемов: 2 pin(питание), 3 pin(RS-232), 4 pin(AI порта A) и 8 pin(порты B, C, D, E, F). Шаг между контактами- 2.5 мм. Да, конкретно 2.5 мм или 0.098″.

Вставка провода в коннектор осуществляется отверткой с плоским жалом 1.5 мм, которая идет бесплатно в комплекте с ПЛК. Вот так:

 

Дискретные входа DI

В Ace 3090v5 всего 6 DI, все они находятся в порту B. 6 дискретных входов на весь ПЛК как по мне это маловато, особенно если учесть, что выходов в 3 раза больше. В других ПЛК и программируемых реле (ПР) обычно входов в 1.5 раза больше, чем выходов.

Как вариант, что бы увеличить количество DI, можно в их качестве использовать 3 шт. аналоговых 5-вольтных входа из порта A и программно обрабатывать их как дискретные сигналы: если сигнал меньше 2 V, то 0; если больше 2 V, то 1. В использовании аналоговых входов вместо дискретных нет ничего странного, во многих современных ПР часть портов делают именно такими комбинированными- используй как аналоговый или дискретный, по желанию.

Аналоговые входа(4 шт.) из порта F в качестве DI использовать не получится- слишком уж низковольтные они.

Теоретически, еще можно задействовать в качестве DI вход RS-232 Rx, т.к. программно можно обрабатывать его сигнал как обычный DI. Но использовать в таком качестве RS-232 я бы не рискнул без консультаций с производителем.

Еще лучше, если нужно много DI, купить другую модель- Ace 222 с 12 DI, 12 DO и еще 12-ю AI (на 5 или 10 V, можно тоже использовать как дискретные, по указанному выше методу). Правда, Ace222 в отличие от Ace 3090 не имеет возможности подключения термопар и порта RS-232(хотя данными по модбас можно обмениваться через USB) . Можно еще взять контроллер из серии Branch, они позволяют подключать модули расширения.

Все DI Ace 3090v5 имеют опторазвязку. Уровень дискретных сигналов 3…30 V DC. Для ввода дискретных сигналов применяется либо сигнал  самого ПЛК +5 V порта B, либо внешнего источника питания на 5 V DC , 12 V DC или 24 V DC. Есть cветодиодная индикация состояния входов.

Подключение DI при использовании встроенного источника 5 V:

Подключение DI при использовании внешнего источника 3… 30 V DC:

При использовании внешнего источника 3… 30 V DC сигнал +5 V порта B остается незадействованным, подключать его к внешнему VDC нельзя.

 

Дискретные выхода DO

В Ace 3090v5 18 дискретных выходов, они находятся в портах C, D, E. Все выхода естественно транзисторные, т.к. разместить твердотельные реле в маленьком корпусе Velocio физически невозможно. DO рассчитаны на нагрузку до 30 V DC, 0.5 A. Есть cветодиодная индикация состояния выходов.

Для коммутации больших токов и переменного напряжения транзисторные выхода, конечно, не подходят. Для этого нужно использовать промежуточные реле.

Можно использовать специальные релейные платы Velocio:

Релейная плата Velocio на 6 реле (250 V AC, 5 A) стоит 19 $.

Можно применить и китайские релейные платы. Вот на ебее аналогичные новые платы с бесплатной доставкой стоят около 6 $:

Китайская плата выйдет в 3 раза дешевле, чем фирменная плата Velocio. Правда, для китайской платы придется еще потратить 2-3 доллара на подходящий корпус.

Вот я подключил китайскую релейную плату к дискретным выходам порта C:

Эта плата c реле на 12 V, потому используется блок питания 12 V(я подключил старый компьютерный АТ):

 

Аналоговые входа AI

Всего аналоговых входов 7 шт., они разделены на 2 группы: 3 AI в порту A и 4 AI в порту F.

AI порта A:

• 3 канала аналогового ввода с общей землей(несимметричные каналы)
• Тип входного сигнала 0… 5 V DC
• АЦП 12 бит, результат преобразования- число типа Int16 со значением 0…4095.

AI порта F:

• 4 дифференциальных канала аналогового ввода
• Типы входных сигналов выбираются индивидуально для каждого канала в vBuilder и бывают: термопары J, K, T, N; напряжение ±0.256 V, ±0.512 V, ±1.024 V, ±2.048 V
• АЦП 16 бит, результат преобразования- число типа Float.

Соответствие поддерживаемых  типов  термопар отечественным:

J — ТЖК

K — ТХА

T — ТМКн

N — ТНН

Вот так Ace 3090v5 работает с термопарой:

Здесь я взял термопару типа К от китайского тестера и подключил к Ace 3090v5 на вход Ai F1 порта F. На ПК данные о температуре передаются по Modbus через порт USB. Калибровку аналогового входа не делал, просто настроил вход в vBuilder на термопару К, включил и все заработало. Данные с входа контроллер сразу переводит в значение температуры(число float). Значение температуры- в градусах цельсия а не фаренгейта, что можно было бы ожидать от американцев. Замеренная температура соответствовала контрольному прибору- спиртовому градуснику.

Порты связи

В Ace 3090v5 для связи по Modbus RTU slave между ним и внешними устройствами имеется два порта: RS-232 и USB. С контроллера можно выводить данные на компьютер или сенсорную панель, контроллером можно управлять с другого ПЛК, но сам Ace 3090v5 никакими устройствами по сети управлять не может- по мобдас он работает только в режиме slave.

Порт USB применяется не только для загрузки программы в контроллер из среды программирования vBuilder но и для связи по Modbus. Одновременно передавать данные по Modbus и работать с vBuilder порт USB не может . Физически порт USB в Ace 3090v5 является простым преобразователем USB/RS-232 и виден в диспетчере устройств ПК как виртуальный com-порт(драйвер в vBuilder).

RS-232 реализован в виде 3-проводного интерфейса с сигналами GND, Tx и RX. Протокол передачи данных только Modbus RTU slave. Из-за того, что Ace 3090v5 в сети работает только как слейв, подключить к нему по модбас модули ввода/вывода и управлять ими не получится.

Для подключения ПЛК к ПК по RS-232 я нашел старую комовскую мышь, откусил от нее хвост и подключил к 3-пиновому разъему Ace RS-232 вот так:

Как ни странно, на корпусе ПЛК нет светодиодной индикации обмена по RS-232, хотя поставить по светодиоду с резистором на Rx и Tx не сильно дорого. Но, если надо, индикацию Rx и Tx можно вывести на любой DO, т.к. наличие электрического сигнала на Rx и Tx можно отслеживать в программе на vBuilder:

Т.к. в Ace 3090v5 есть 2 порта Modbus RTU slave, возникает вопрос- можно ли их использовать одновременно, независимо друг от друга? Например, подключить к одному порту компьютер, а к другому порту сенсорную панель? Можно, я проверил.

 

Впечатления

Ace 3090v5 необычный и интересный контроллер.

Недостатки Ace 3090v5:

• Работа по Modbus только в режиме slave- т.е. ПЛК только отвечает на запросы, а сам управлять другими устройствами не может. Но это скорее претензия по программной части.

На этом замеченные мной недостатки заканчиваются. К спорным особенностям относится малое количество дискретных входов- всего 6 (9 если использовать в этом качестве 5-вольтные AI). Но это не недостаток, а именно особенность модели- если нужно больше дискретных входов, нужно вместо Ace 3090v5 выбрать модель Ace 222 или Branch. Малое количество входов подразумевает упор на более активное управление контроллером по сети с ПК или сенсорной панели, благо для этого есть 2 порта.

C точки зрения аппаратной части мне понравилось:

• Крошечный размер
• Малое энергопотребление
• Большое кол-во дискретных выходов- 18 шт.
• Разные типы сигналов аналоговых входов, в т.ч. возможность подключения термопар
• 2 порта Modbus: RS-232 и USB
• Программирование через стандартный кабель USB
• Удобное подключение сигналов через разъемы а не клеммы

Считаю, что благодаря своим достоинствам, Ace 3090v5 лучше всего себя проявит в домашней автоматизации, автоматизации сельского хозяйства(теплицы, полив и т.д.) и умных домах. В промышленности тоже можно применять, если не бояться новаторского оборудования.

Приобрести контроллеры Velocio можно через интернет непосредственно на их сайте http://velocio.net/store/
Описание Acе на официальном сайте: http://velocio.net/ace/
Руководство по эксплуатации Ace: http://velocio.net/wp-content/uploads/2014/10/AceDS.pdf

Программирование Ace 3090v5 рассмотрю в следующей части.