PC-Based開放式控制器教學訓練箱(OMC-1/E） 各模組規格說明 SST-2450展頻式無線傳輸器 參考資料

壹、PC-Based開放式控制器教學訓練箱(OMC-1/E）

 

圖1  PC-Based開放式控制器教學訓練箱

 

一、開放式控制器的特色

1. 控制器同時具有PLC及PC功能。

2. 適宜順序控制及擅長資料處理。

3. 透過連結，可方便存取PC資源。

4. 自建獨特功能，具資訊整合及處理能力。

5. 接受電腦語言、PLC open IEC 1131-3可程式國際標準語言。

6. 可透由網路(TCP/IP)收集控制器內部資料與周邊設備訊號。

7. 軟體內建DDE Server、Modbus通訊協定，可與圖控軟體、人機界面、智慧型周邊…等連接。

二、 設備需求

每套教學訓練箱包括：

1. 控制器主機(OMC1/E)、電源供應模組 (PWS10)、主機機架 (Base06) 、數位輸入模組 (XDC10)、繼電器輸出模組 (YRY10)、高階語言模組 (HLL10)、電源供應器及鋁箱

2. 規劃程式之軟體須符合ICE1131-3之國際標準，且不能限制規劃之點數。

3. 各模組與外加電源可經由香蕉插座完成配線，各模組與基座由鋁製鐵箱內容納之。

4. 各教學訓練箱，須透過乙太網路及網際網路之TCP/IP通訊協定與電腦連線。

 

貳、各模組規格說明

一、 電源供應模組 (PWS10)

電源供應模組，如圖2所示。為使PWS10模組可以正常工作，模組外部須外加交流電源，其可接受90~264 伏50~60Hz之交流電源；其輸出為5V的直流電源及4.5A的額定電流。5V的直流電源，可供給OMC1/E系列的各模組。

圖2  電源供應模組

二、 電源供應器(S-60-24)

輸入為110 伏60Hz之交流電源，輸出為直流24V、0-2.5A電源，如圖3所示。主要作為DC輸入、輸出、A/D或D/A模組的外部電源。

 

圖3  電源供應器

三、          CPU模組(OMC1/E)

CPU模組，如圖4所示，為32位元 80*86 Intel 微處理器。OMC1/E之CPU模組有2組操作模式（由指撥開關設定），即模式1與2。模式1稱為組態模式，用來設定Fama Paradym-31、ModBus及TCP/IP之通訊參數；模式2稱為PLC模式，當CPU模組處於模式2，其功能如同一般的PLC，可即時處理Paradym-31軟體所撰寫的程式。

圖4-1  CPU模組外觀

 

 

圖4-2  CPU模組之開關、按鈕與各通訊埠

 

CPU模組的Run/Stop按鈕是一組交替式按鈕，按一下Run/Stop按鈕，CPU處於Run狀態，以執行控制程式，再按Run/Stop按鈕一下，則CPU處於Stop狀態，停止執行控制程式。OMC1/E之CPU模組有一個Ethernet網路埠，其為一個10-based  T連接頭，透過乙太網路及網際網路之TCP/IP通訊協定可與電腦連線。

四、 數位輸入模組 (XDC10)

圖5所示為數位輸入模組XDC10(16 points，12/24V DC)。其具有光藕合隔離，可接受輸入額定電壓及電流，為12V(3mA)或24V(7mA)。

圖5. 數位輸入模組(XDC10)

五、 數位輸出模組 (YDC10)

圖6所示為數位輸出模組YDC10。為具有16點直流輸出接點的模組，輸出接點的型式為NPN吸入式電晶體，其額定電壓為直流12V或24V，最大的負載電流為每點0.1A，由於輸出接點為開路集極型電晶體，因此實際接線時須外加直流電壓，允許外加電壓為10~35V。教學訓練箱則採用YDC50，最大的負載電流為每點2A，外加直流電壓為24V。

圖6 數位輸出模組(YDC10)

六、 主機機架 (Base06)

主機機架如圖7所示，共有6個插槽，用來安裝電源供應模組、CPU模組、數位輸入模組、數位輸出模組及特殊用途之模組如高階語言模組(HLL10)、類比輸入、類比輸出、高速計數器與位置模組等。

 

圖7. 主機機架

 

七、 鋁箱

可儲放實習機座，尺寸為49 X 35.5 X 16.2 cm。

八、 高階語言模組(HLL10)

今日由於工廠自動化程度需求日高，控制器擔負的工作角色亦日趨複雜，其所連接的裝置除開關式(ON/OFF)或類比式，在增加的信號類型中有一種是屬於串列(Serial)的傳輸訊號。由於傳遞的訊息皆利用ASCII碼來傳送，因此一般統稱此類的裝置為ASCII裝置。為期與不同之ASCII裝置溝通，盟立自動化公司提供高階語言模組(High Level Language Module，簡稱為HLL模組)，其外觀如圖8-1所示。HLL模組提供連接ASCII裝置所需之硬體界面，及軟體操作環境。使用者可依實際使用的ASCII裝置之訊息格式以撰寫應用程式，以達到與ASCII裝置溝通的目的。

圖8-1. 高階語言模組

 

HLL模組具有下述的功能與特色：

1.  處理能力

(1) 採用高性能之16位元CPU（MOTORLA68000），執行速度快。

(2) 應用記憶體容量為120K Bytes，斷電後資料可保留一年。

(3) 測試應用程式時可在RAM上執行，實際運應時才採用EEPROM。

圖8-2所示為高階語言模組之架構圖

 

圖8-2  高階語言模組之架構圖

2.  提供與ASCII裝置連接所需之硬體

(1) 兩個串聯通訊埠

(2) 各通訊埠可以獨立設定為RS232或RS422

(3) 模組面板提供傳送/接收狀態指示燈，便於掌握傳輸狀態

3.  具有便利的軟體發展環境

(1) 可利用個人電腦發展應用軟體

(2) 以高階之C語言撰寫應用軟體，程式易於維護。

(3) 提供易於使用之 read/write 控制器的狀態函式，及串聯通訊驅動函式

(4) 提供多工作業之函式，供使用者呼叫，使得程式撰寫更加容易。

4. 連接器腳位定義

(1) 連接器

 HLL模組上有兩個連接器，即串聯通訊埠1與2，此二通訊埠均由9 PIN之D型母接頭所構成，各PIN之接腳定義如下表：

 

1

RX-(422)

4

TX-(422)

7

NC

2

RX(232)

5

GND(232)

8

TX+(422)

3

TX(232)

6

RX+(422)

9

RTS(232)

    

(2) 應用接線圖

 

圖8  HLL模組之應用接線圖

 

參、SST-2450展頻式無線傳輸器

SST-2450EXT展頻式無線傳輸器，係以RS-232/RS-485為通訊埠的無線數據機，以作為主機(host)與遠端感測器(sensors)間之資料擷取與控制應用。適用於單點對單點、單點對多點、多點對多點或多點存取網路的無線傳輸器。其使用直接序向展頻(direct sequence spread spectrum)及RF技術在2410.496MHz~2471.936MHz頻率下操作，且頻道的間隔(Channel Spacing)為4.096MHz。圖9所示為SST-2450的端子盤，圖10所示無線數據機的方塊圖。

 

 

圖9  SST-2450的端子盤

 

 

圖10  SST-2450無線數據機的方塊圖

一、 技術規格

1. 頻率範圍：2.4GHz (2410.496MHz~2471.936MHz)

 

2. 頻道間隔：4.096MHz

 

3. 雙工方式：TDD(全雙工模式)

 

4. 展頻方式：直接展頻(Direct sequence spread spectrum)

 

5. 頻道數目：16

 

6. 發射功率：19dBm 土1dBm

 

7. 調變技術：GMSK

 

8. 非同歩最高資料傳輸速率：

全雙工模式：9.6Kbps

半雙工模式：28.2K

 

9. 同歩最高資料傳輸速率：

全雙工模式：19.2 Kbps

半雙工模式：57.6 Kbps

 

10. 設定方法：軟體設定

 

11. 通訊距離：依天線而定(預設為300公尺)

 

12. 資料格式：N,8,1 或 E,8,1依軟體設定而定

 

13. 介面：RS-232/RS-485

 

14. 輸入電壓與電流：10~30V DC，250Ma

 

15. 操作溫度與溼度： 0~C，0~90%

 

16. 體積：121.5mm (L) x 72mm (W) x33mm (H)

 

17. 重量：200g

 

二、 操作原理

1. 全雙工與半雙工傳輸之意義

全雙工傳輸之意義：可同時進行接收與傳輸資料的互傳功能

半雙工傳輸之意義：不可以同時進行接收與傳輸資料的互傳動作

2.  SST-2450展頻式無線傳輸器的操作模式

模式1： 鮑率(Baud Rate)為9600bps以下、全雙工、非同步；必須有一台SST-2450設定為主動(Master)模式，另一台設定為被動(Slave)模式

模式2：全雙工、同步；必須有一台SST-2450設定為主動(Master)模式，另一台設定為被動(Slave)模式。

模式3：半雙工、同步；所有SST-2450設定為被動(Master)模式。

3.  Peer to Peer 應用

           a. PC to PC – Using Mode 1

 

Full-Duplex                           Full-Duplex

Asynchronous                         Asynchronous

Master                               Slave

Baud rate: 9600bps Max                 Baud rate: 9600bps Max

 

b. PC to 7000 module – Using Mode 2

 

Full-Duplex                      Full-Duplex

Synchronous                     Synchronous

Master                          Slave

Baud rate: 57600bps Max.          Baud rate: 57600bps Max.

 

c. 7188 Embedded Controller to 7000 module –Using Mode 3

 

 

Both SST-2450 modules are setting as follows:

Half-Duplex

Synchronous

Salve

Baud rate: 57600bps Max.

 

d. PC to PLC – Using Mode 3

 

 

Both SST-2450 modules are setting as follows:

Half-Duplex

Synchronous

Salve

Baud rate: 57600bps Max.

 

e. 7188 as a Bridge -- Using Mode 3

 

 

Both SST-2450 modules are setting as follows:

Half-Duplex

Synchronous

Salve

Baud rate: 57600bps Max.

4. 網路通訊(Network communication)應用

a. 應用一

All SST-2450 modules are setting as follows:

Half-Duplex

Synchronous

Salve

Baud rate: 57600bps Max.

b.應用二

 

All SST-2450 modules are setting as follows:

Half-Duplex

Synchronous

Salve

Baud rate: 57600bps Max.

Data Format: E,8,1

 

三、 設定與測試

1. 設定

對SST-2450展頻式無線傳輸器作設定時須將端子盤之Set 端與Gnd端短路，其情形如圖11所示，並將SST-2450無線傳輸器之電源切除後再開啟。

 

圖11

 

開啟設定軟體後對SST-2450之設定可分為下述的三個步驟：

(1) 開啟串列通訊埠(Open Serial Port)，其情形如圖12所示。

(2) 設定運轉模式(operation mode) ，其情形如圖13所示。

(3) 離開程式，其情形如圖13所示。

 

圖12

圖13

2. 測試

對SST-2450展頻式無線傳輸器作測試時須將端子盤之Set 端與Gnd端解開，其情形如圖14所示，並將SST-2450無線傳輸器之電源切除後再開啟。

圖14

 

測試方法如下：

(a)開啟兩台SST-245的軟體工具

(b)相互間作資料傳送

(c)由PC1的COM1送“Hi”資料給PC2的COM2

(d)由PC2的COM2送“Hello”資料給PC1的COM1

執行結果如圖15所示。

圖15

 

肆、參考資料

1. 王進德，PC-based 開放式控制器入門與應用，全華圖書公司，民國95年，3月

2. HLL高階語言模組使用手冊，盟立自動化股份公司

3. SST-288M使用說明書，傑程科技股份公司

4. SST-2450 Wireless Modem User’s Manual Ver1.1, Jun /2002