I. GENERALITĂȚI DESP RE SISTEMELE DE CONT ROL DISTRIBUIT 5 [601767]

CUPRINS

INTRODUCERE 3
I. GENERALITĂȚI DESP RE SISTEMELE DE CONT ROL DISTRIBUIT 5
II. PREZENTAREA PLC -ULUI FX3U PRODUS DE MITSUBISHI 7
1. Automatele programabile 7
2. FX3u – caracteristici tehnice și alcătuire 8
2.1 Interfețele digitale de intrare 10
2.2 Interfețele d igitale de ieșire 12
2.3 Dispozitivele 14
2.3.1. Dispozitivele de intrare (X) și de ieșire (Y) 15
2.3.2.Releele (M) 16
2.3.3. Temporizatoarele (T) 17
2.3.4. Contoarele (C) 17
2.3.5. Regiștrii (D) 18
2.4 Module de extensie 19
2.4.1 Module pentru suplimentar ea numărului de intrări și ieșiri digitale 19
2.4.2 Module de intrare/ieșire analogice 20
2.4.3 Module de comunicații 20
2.4.4 Module de poziționare 20
2.4.5 Terminale de operare HMI (Human Machine Interface) 20
3. Programarea PLC -ului FX3u 21
3.1 Stadiile procesului de prelucrare a informației din FX3u 21
3.2 Programul 22
3.3 Instrucțiunile 24
3.3.1 S tructura unei instrucțiuni 24
3.3.2 Tipuri de instrucțiuni 24
3.3.3 Instrucțiuni pentru schimbul de date cu modulele de funcții speciale 28
3.4 Limbajele de programare utilizate pentru scrierea programelor FX3u 29
4. Prezentarea mediului de programare GX IEC Developer 7.04 30
4.1 Structura programelor GX IEC Developer 31
4.1.1 Header -ul POU -rilor și declararea variabilelor 31
4.1.2 Body -ul POU -rilor 33
4.2 Etapele programării PLC -ului FX3u 35
III. TIPURI DE COMUN ICAȚIE UTILI ZATE DE PLC -UL FX3U 36
1. Protocolul RS 232 36
1.1 Noțiuni introductive 36
1.2 Specificațiile mecanice a le interfeței RS 232 C 36
1.3 Specificațiile electrice 39
1.4 Funcțiile semnalelor 40
1.5 Funcționare 42
2. Protocolul RS -485 43
2.1 Noțiuni introductive 43
2.2 Specificațiile protocolului RS -485. 43
3. Protocolul Computer Link 45
3.1 Comenzile de citire a dispozitivelor FX3u 46

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

2 3.2 Comenzile de scriere a dispozitivelor FX3u 49
IV. APLICAȚIE PRACTI CĂ A PLC -ULUI FX3U 51
1. Scopul lucrării 51
2. Aplicația FX3u 51
3. Aplicația PC 56
3.1 Descrierea funcționării aplicației 57
3.2 Programarea aplicației 59
CONCLUZII 61
BIBLIOGRAFIE 62

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

3
Introduce re

Automatiz ările ocupă un cadru foarte larg în industrie, iar mai nou și în alte ramuri
economice cum ar fi agricultura, transporturi, comerț, turism , etc.
Controlul industrial a evoluat de -a lungul timpului, trecând prin mai multe etape. În zorii
erei industriale p rincipala metodă pentru a controla un sistem, era cea manuală, în care omul și
experiența sa erau esențiale. Un pas important în dezvoltarea automatizării a fost apariția SCA –
urilor (sisteme de comandă automată) și a SRA -urilor (sisteme de reglare automată ) mecanice,
iar, mai târziu, a celor pneumatice. Odată cu înțelegerea electricității și a folosirii sale pe scară
largă, aceasta a devenit principala sursă energetică ce stă la baza întregii industrii automatice,
datorită atât ușurinței de proiectare, real izare, implementare și exploatare a sistemelor automate,
cât și a costurilor materiale și energetice scăzute. În mod firesc au început să apară sisteme de
comandă sau de reglare bazate pe circuite electronice în care legea de reglare era implementată
în mo mentul fabricării direct în schemă (logică cablată) de diferite tipuri: P, PI, PID, etc .
Dezvoltarea tehnologiei și implicit a calculatoarelor, ce au cost scăzut, a dus la apariția PLC-
urilor (Automate de Comandă P rogramabile sau Controlerele Programabile Logice) .
PLC -urile (Controlerele Programabile Logice ) sunt automate de comandă și reglare
programabile care se utilizează pentru mașini și procese industriale și, în cadrul schemei SCA –
urilor sau a SRA -urilor , joacă rolul de regulator automat . Sunt dispoz itive robuste și compacte ,
special concepute pentru monitorizarea și controlul unor parametri de proces . Au apărut la
sfârșitul anilor ‘60 în industria de automobile , apoi au pătruns în toate celelalte ramuri
industriale . Legea de reglare este implementată sub formă de programe (soft ) la un moment
ulterior fabricării acestora, iar aceste programe pot fi șterse și rescrise, ceea ce le conferă un grad
maxim de flexibilitate, în raport cu rigidele regulatoare cablate. Programarea lor se face folosind
tehnica d igitală , similar c reării oricărui produs software .
Control ul electric este bazat pe relee electrice sau pe dispozitive semiconductoare
(tranzistori bipolari, mosfeturi, tiristoare, triace) care permit întreruperea sau furnizarea energiei
fără a folosi în trerupătoare mecanice. În mod obișnuit relee le se folosesc pentru a real iza decizii
simple logice.
Un alt avantaj , de o importanță majoră , este posibilitatea utilizării PLC -urilor pentru
simul area în timp real a multor aplicații din domeniul industrial. Simulările în timp real sunt
foarte utile atunci când are loc pro iectarea unui proces tehnologic, acestea prevenind sau

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

4 îndepărtând eventualele defecțiuni și/sau blocaje ale sistemului ce pot distruge sau afecta
temporar componentele acestuia.
Apariția mi croprocesoarelor și utilizarea acestora în construcția PLC -urilor a dus la
dezvoltarea funcționalității acestora odată cu reducerea prețului de cost, îmbunătățindu -se cu
această ocazie și gabaritul ș i consumul de energie necesar.
Cu ajutorul PLC-urilor pot fi implementate diferite scheme de automatizare de
complexitate medie sau crescută . Inițial ele au fost concepute pentru implementarea unor funcții
de control binar: func ții logice combinaț ionale și automate programabile (control secvențial).
Ulterior s -au adăugat funcții suplimentare de reglaj continuu și adaptiv, funcții de comunicație și
funcții de vizualizare și stocare a datelor culese. Astăzi, prin caracterul lor robust, fiabil și
autonom, reprezintă cele mai utilizate componente inteligente de aut omatizare.
În anul 1990 existau mai mult de o mie de producatori de PLC -uri, fiecare dintre ei având
implementat limbajul Ladder Diagram și nu numai. Cele mai cunoscute firme producătoare de
automate programabile sunt Mitsubishi Electric, Siemens, Moeller , Schneider, Telemecanique,
Omron, General Electric , NI.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

5 I. Generalități despre sisteme le de control distribuit

‖Noțiunea de sistem de control distribuit (sau DCS – Distributed Control System )
desemneaza, în sens foarte larg, orice sistem de control al u nui proces dinamic, caracteriza t prin
faptul că elementele de control sunt localizate spațial în vecinatatea subsistemelor controlate și
sunt interconectate într -o rețea de comunicație, care permite monitorizarea și supervizarea
procesului‖1.
Sistemele SCA DA, a căror acromim vine de la Supervisory Control and Data Acquisition
– sistem de control supervizat și achiziție de date, sunt definit e în opoziț ie cu controlul în timp
real și consta u în monitorizarea unor parametrii sau în modificarea parametrilor și a valorilor
prescrise ale regulatoare lor inteligente . Sarcina de a menține controlul în timp real a valorilor de
ieșire ( parametri de proces ) la nivel uri cât mai apropiate de valorile prescrise revine
regulatoarelor . Elementele unui sistem SCADA se pot afl a la distanțe de ordinul zecilor sau
sutelor de km. La nivelul de jos, sistemele SCADA sunt compuse din procesele conduse de
diferite sisteme de automatizare în centrul cărora se pot găsi regulatoare PID ‖inteligente‖ (care
pot comunica înafara lor cu alte echipamente), PLC -uri sau RTU -uri. Pentru ca acestea să facă
parte dintr -un sistem SCADA, trebuie să fie interconectate pe un bus de comunicație cu un punct
central de monitorizare și supervizare, care de obicei este un HMI (Human Interface Machine)
sau u n computer cu un soft special creat în acest sens , pentru comunicație și control . Acest punct
central de comunicație este nivelul de sus al sistemului SCADA, vârful piramidei. Între cele
două niveluri se pot interpune mai multe straturi, în care , ca elemen te, se găsesc , în mod
obligatoriu , liniile de transmisie a datelor care pot fi cabluri fizice sau unde electromagnetice,
precum și alte calculatoare sau HMI -uri locale sau regionale.
Un RTU (Remote Terminal Unit) este un dispozitiv care asigură conexiunea între un
obiect fizic și un sistem de control distribuit sau SCADA, facilitând transmisia unor date de către
sistem și a unor comenzi , în sens invers, de la sistem către obiectul fizic (regulator, PLC, element
de execuție) . RTU -urile sunt echipa te cu una s au mai multe interfețe de comunicație (serială ,
ethernet, et c.), un microcontroller, un număr de intrări ș i de ieșiri ș i cel puțin un protocol de
comunicaț ie.
PLC2-urile (Programmable Logic Controller) sunt dispozitive echipate cu un număr
variabil de intr ări și de ieșiri digitale și analogice. Pe baza unor programe simple ele trebuie să
poată sintetiza orice funcție de transfer între intrări și ieșiri.

1 Stoicuța, O. – Arhitecturi de conducere în logică programată – note de curs, 2012
2 Stoicuța, O. – Arhitecturi de conducere în logică programată – note de curs, 2012

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

6 La început, distincția dintre PLC (automat programabil) și RTU (Remote Terminal Unit)
era clară, funcția automatului era de reglare a parametrilor proceselor, iar a RTU -urilor, aceea de
a transmite date de la PLC -uri către unitățile ierarhic superioare, precum și a comenzilor primite
de sus , către automate. În ultimii ani , însă, această distincție a dispărut, pentru că PLC -urile
încorporează funcții și protocoale de comunicație specifice RTU -urilor , iar RTU -urile sunt
capabile să controleze și să regleze procese independent , prin faptul că dispun de facilități de
programare la nivelul utilizatorului similare c u PLC -urile, dar și prin faptul că pot trimite
comenzil e direct către elementele de execuție ‖inteligente‖ .
Cu trecerea automatizărilor înspre logica programată, a fost posibilă dezvoltarea și
implementarea unor structuri de sisteme de conducere cu grade d iferite de complexitate, de la
cele simple privind reglarea numerică a proceselor, până la cele complexe ale conducerii
proceselor după criterii globale de performanță. Structurile de conducere ierarhizată și distribuită
se pot aplica atât proceselor cu ev oluție continuă cât și proceselor discontinue.
În cele mai multe cazuri comunicația într -un sistem distribuit se face prin interfețe seriale
de tip RS232 sau RS485, iar pentru distanțe mari, prin rețele de calculatoare și prin interne t.
Schematic, controlu l proceselor prin calculator, este redat în figura 1.1.3

Figura nr. 1 .1
Controlul proceselor distribuite prin calculator

3 După Sebestyen, P. G. – Contribuții la specificarea, proiectarea și implementarea sis temelor distribuite de control
bazate pe rețele industriale de comunicații – teză de doctorat, 2003 Operator Nivel superior de
control
Condiții de mediu Comenzi Date de intrare
Perturbații Vizualizare și
configurare
Coordonare și
configurare
Energie și produse Energie și mat. prime Sistem de control
Proces e control ate

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

7 II. Prezentarea PLC -ului FX3u produs de Mitsubishi

1. Automa tele programabile

Controlerele Programabi le Logice (PLC -urile) sunt automate de comandă și reglare
programabile utiliza te pentru conducerea procese lor sau a roboților industriali , pentru comanda
unor instalații, industria auto, etc.4 Semnalele utlizate în cadrul acestor automate sunt de tip
digital , spre deosebire de autom atele cablate, în care semnalele sunt de tip analogic . Acolo unde
senzorii citesc semnale analogice, înainte de a ajunge în automat , sunt convertite în semnale
digitale de către convertoare analog -numerice. Dezvoltarea tehnologiei și , implicit , a
calculato arelor, ce au cost scăzut, a dus la revoluționara apariție a PLC -urilor . Verificarea prin
simulare a proceselor care implică un consum scazut de materiale pentru testările inițiale, duce la
reducerea costurilor cu implementarea oricărui proces tehnologic a utomatizat , fie el simplu sau
complex .
Pe lângă funcțiile de comandă, control sau regl are, PLC-urile actuale preiau funcțiile de
comunicație specifice RTU -urilor , granița dintre ele estompându -se tot mai mult .
PLC-urile au în construcție porturi seriale de comunicați e, de obicei RS -232 cu 9 pini,
dar opțional EIA -485 sau Ethernet. Modbus, BACnet sau DF1 este de obicei inclus ca unul
dintre protocoalele de comunicație. PLC -urile cele mai moderne pot comunica printr -o rețea cu
alte sisteme, de exemplu cu un calculator care rulează un un soft de control , de su pervizare și
achiziție de date, cu un sistem SCADA sau cu un browser web.5
Din punct de vedere constructiv un dispozitiv PLC se compune din:
– microsistem de calcul, de obicei implementat cu ajutorul unui mi crocontroler sau
microprocesor ;
– set de interfețe digitale și analogice, care conțin circuite de adaptare pentru semnale
industriale;
– sursă de alimentare electrică;
– opțional: interfețe de comunicație serială (ex: RS232, RS485) și în rețea (ex: CAN,
PC-Link, Profibus);

4 http://ro.wikipedia.org/wiki/PLC
5 http://ro.wikipedia.org/wiki/PLC

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

8 2. FX3u – caracteristici tehnice și alcătuire

Automatele FX3u sunt unele dintre cele mai moderne, m ai fiabile și flexibile PLC -uri.
Automatele programabile din seria MELSEC FX sunt utilizate pentru dezvoltarea de soluții
pentru automatizări i ndustriale de complexitate medie sau mare, cu un necesar de puncte pentru
intrări și ieșiri de până la 256.6 Prin programe le pe care le pot rula sunt capabile de realizarea
celor mai diverse funcții, iar prin porturile de comunicație permi t legarea acestor a între ele sau
cu computere ce rulează aplicații de monitorizare și control distribuit , în diferite tipuri de rețele,
peer-to-peer sau de tip master -slave .
În figura 2.1 se poate observa imaginea acestui dispozitiv, pe care s -au marcat zonele de
conectare a unor elemente externe sau de extensie.

Figura nr. 2 .1
PLC-ul Mitsubishi FX3u

Configuraț ia hardware a dispozitivului include următoarele elemente exterioare de
comunicație7:
– 8 Intrări digitale;
– 8 Ieșiri digitale;
– 1 Port de comunicație;
– 1 Port de extensie;
– 1 Port de programare.

6 MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv
7 Sebestyen, P. G. – Informatic ă industrială – note de curs

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

9 Înafara acestora a utomatul FX3u poate fi prevăzut cu module de extensie pentru a putea
răspunde oricăror cerințe specifice diverselor tipuri de aplicații.
Deasemenea poate fi conectat în rețea pentru a permite comunicarea cu alte automate
programabile sau sisteme de control, cu interfețe HMI, poate fi integrat în rețele Mitsubishi ca
puncte locale sau în rețele deschise de tip Profibus, Modbus , etc, atât ca slave cât și ca stație
master. Deasemenea poate fi legat prin ComputerL ink la PC -uri în cadrul unor aplicații de
monitorizare sau/și de control distribuit .
Pot fi create rețele multidrop sau peer -to-peer, beneficiind de capacități de extensie
modulare de până la 8 unități la stânga și 10 la dreapta.8
Automatul FX3u se alimentează de la re țeaua electrică la o tensiune cuprinsă între 100 și
240V c.a. sau 24 V c.c. Alcătuirea sa este redată în figura 2.2

Figura nr. 2.2
Alcătuirea unității de bază FX3u9
În componența automatul ui FX3u -16MR/ES , în jur ul căruia s -a dezvoltat această lucrare,
intră:
– o sursă auxiliară stabilizată de tensiune, integrată, de 24 V c.c. ce poate fi folosită
pentru alimenatrea intrărilor (contacte, senzori,etc.)
– 8 intrări digitale numerotate de la X 0 la X7
– 8 ieșiri digitale pe releu, numerotate de la Y 0 la Y7
– un comutat or RUN / STOP

8 MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv
9 Imagine preluată din MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

10 – un port pentru programare
– un modul RS485 pentru comunicări seriale
– conexiuni pentru plăci de extensie
– baterie pentru memorie
– memorie EEPROM (nevolatilă) în care poate fi stocat programul
– Dispozitive de memorie (relee, regiștrii, contoare, tem porizatoare,etc)

2.1 Interfețele digitale de intrare

Circuitele de intrare utilizează intrări flotante, izolate electric de cel elalte circuite ale
automatului prin optocuplori. Tensiunea de comutare a tuturor intrărilor digitale trebuie să fie
acceași. D acă alimentarea se face din sursa internă (integrată) a automatului atunci valoarea este
de 24V. Fiecărei intrări îi corespunde un singur punct (șurub), fie masa, fie alimentarea
senzorilor sau a contactelor fiind legată la punctul 0V sau 24V funcție de mo dul în care sunt
setate intrările în bloc, sursă sau drenă. Interfețele digitale de intrare p ermit conectarea unor
semnale digitale generate de senzori, comutatoare sau întrerupătoare. Din punct de vedere al
modului de conectare intrările digitale pot fi d e două tipuri:
– drenă de curent (eng. Sink input), pentru senzori de tip NPN
– sursă de curent (eng. Source input), pentru senzori de tip PNP
În cazul unei intrări de tip drenă, în starea ―cuplat/închis‖ a senzorului sau a
întrerupătorului , curentul circulă dinspre intrare către senzor (întrerupător) . În cazul unei intrări
de tip sursă, în starea ―cuplat/închis‖ senzorul generează un curent ce intră în dispozitivul PLC .
Figura 2.3 prezintă cele două tipuri de conectare , precum și sensul curgerii curentului.10

Figura nr. 2.3
Conectarea intrărilor de tip drenă, respectiv, sursă

10 Imagine preluată din FX3u – User ’s Manual – Hardware edition

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

11 Figura 2.4 prezintă schema de conectare a unui senzor de tip NPN conectat la intrarea de
tip Sink (drenă) a unui PLC.

Figura nr. 2.4
Legarea senzorilor NPN la intrare de tip drenă (si nk)

Figura 2.5 prezintă schema de conectare a unui senzor de tip PNP conectat la intrarea de
tip Sursă a unui PLC.

Figura nr. 2.5
Legarea senzorilor PNP la intrare de tip sursă11

La PLC -ul FX3U intrările pot fi configurate în bloc ca sursă sau ca drenă. Toți senzorii
trebuie să fie de același tip. Comutato arele simple pot fi legate atât în circuit de tip sursă cât și în
circuit de tip drenă, deoarece curentul poate circula în ambele sensuri prin ele . Deasemenea
există și senzori care pot fi configurați s ă lucreze în oricare din cele două moduri.
La un senzor activ, pe lângă cele două semnale care corespund terminalelor unui
comutator, mai există un semnal suplimentar folosit pentru alimentarea senzorului. La cuplarea

11 Figurile 4,5 și 6 au fost prelu ate din FX3u – User ’s Manual – Hardware edition

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

12 unui senzor la un PLC se va studia man ualul de utilizare al senzorului și mai ales schema
indicată pentru cuplarea acestuia la o intrare de tip sursă sau drenă.12
În figurile 2.4 și 2.5 se observă că modul de cuplare a intrării S/S la 24V și respectiv la
0V determină configurația de drenă sau s ursă a intrărilor. De asemenea se observă că în cazul
unei intrări drenă un comutator simplu se leagă între 0V și intrare, iar în cazul unei intrări de tip
sursă între 24V și intrare.
Un lucru foarte important de reținut este faptul că dacă senzorii sau co mutatoarel e se
cuplează greșit se pot arde atât ei cât și circuitel e de intrare .
Pentru fiecare intrare legată la un senzor, pe panoul frontal se aprinde un led
corespunzător intrării respective.
O intrare se consideră ‖1‖ logic dacă tensiunea de intrare e ste mai mare de 16V și ‖0‖
logic dacă este mai mică de 8V. Pe frontul urcător al semnalului de intrare comutarea se face la
16V, iar pe frontul coborâtor la 8V.
Din punct de vedere al programării , intrările digitale sunt notate cu X000 -Xnnn.
Pentru control ul intr ărilor PLC -ului se pot folosi diferite tipuri de senzori digitali de
proximitate. În funcție de principiul fizic folosit se disting mai multe tipuri13:
– capacitivi – determină prezența unui obiect în p erimetrul senzorului prin variaț ia
câmpului static creeat în jurul acestuia ; se detectează diferite tipuri de obiecte,
indiferent de material (plastic, metal, sticlă, etc.);
– inductivi – determină prezența unui obiect metalic în imediata ap ropiere a
senzorului prin variaț ia câmpului magnetic creat de senzo r; distanța de detecție este
mult mai mică (0 -0,3 cm) și se detectează numai obiecte fero -magnetice .
– optici – detectează trecerea unui obiect prin fața senzorului optic prin opturarea
sursei de lumină (ex: LED)
– mecanici – detectează un obiect care prin ati ngere cu senzorul închide un contact
(microîntrerupătoare, limitatoare, etc.)

2.2 Interfețele digitale de ieșire

Cu ajutorul interfețelor de ieșire , PLC-ul comandă diferite elemente de execuție digitale
(bipoziționale). Ieșirile sunt izolate optic (prin optocuploare) sau mecanic (prin relee) de partea
de logică pentru a permite cuplarea unor tensiuni sau curenți de valoare mai mar e decât cei care

12 Sebestyen, P. G. – Informatică industrială – note de curs
13 Patrascoiu, N. – Senzori și traductoare , Ed Universitas

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

13 circulă în interiorul auromatului și pentru a proteja partea de logică de eventuale tensiuni
accidentale prea mari. În general PLC -urile au ieșiri care pot fi de tip contact de releu, tranzistor
de putere sau tiristor.
În cazul automatului FX3u -16MR /ES, circuitele de ieșire , din cauză că sunt pe releu ,
funcționează doar cu surse externe de energie și sunt potrivit e pentru comutarea de sarcini mari,
dar de frecvențe mai mici decât în cazul modelelor pe tranzistor. Curentul maxim debitat este de
2A în cazul sarcinilor rezistive per ieșire, dar nu mai mult de 8 A în total14. Fiecărei ieșiri îi
corespund două șurburi , pentru cele două elemente ale contactului releului .
Figura 2.6 prezintă modul de conectare a unui element de execuție sau sarcină (eng.
Load) la o ieșire a PLC -ului, de tip contact de releu .

Figura nr. 2.6
Modul de conectare al ieșirilor la FX3u cu ieșir e de tip releu

Ieșirile se notează cu Y000 -Ynnn. O ieșire are două contacte, din care unul se consideră
ca fiind semnalul de ieșire, iar al doilea contact este punctul comun (de masă sau de alimentare –
COM). Este foarte important ca ieșirile automatului să nu se lege la circuite în care curenții
depășesc valoarea de 1 -2 A. În momen tul în care o ieș ire este activă, pe panoul frontal al PLC –
ului, LED -ul corespunzător acelei ieș iri se va aprinde , similar cu ledurile intrărilor.
Ca și elemente simple de execu ție se pot folosi: electromagneți, electrovalve,
servomotoare, motoare electrice de curent continuu sau de tip pas -cu-pas, dispozitive de
avertizare sonoră (buzzer) și vizuală (LEDuri sau becuri), etc. Aceste elemente necesită o sursă
de alimentare și o an umită schemă de acționare.

14 MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

14 Pentru motoarele de curent continuu ac ționarea într -o singură direcție de rotație se face
direct printr -o ieșire a PLC -ului. Pentru protecție, în paralel cu motorul se va conecta o diodă în
sens invers cu direcția de curgere a c urentului Pentru acționarea motorului în două direc ții de
rotație este nevoie de un circuit de acționare în punte (circuit de tip H) și de 2 ieșiri ale PLC -ului
(pornit/oprit și direcție). Electromagneții se pot folosi în mod simila r cu acționarea întro
direcție.15
Pentru acționarea buzzerelor sau a LED -urilor se poate folosi s ursa internă de 24V a
PLC-ului.

2.3 Dispozitivele

Dispozitivele din FX3u sunt entități asupra cărora se poate opera prin intermediul
instrucțiunilor din program. Stările lor de semnal pot fi citite și/sau modificate de către
programul din automat. Dispozitivele au două părți: numele dispoziti vului și adresa
dispozitivului.
În cadrul liniilor de program se utilizează diferite t ipuri de ―dispozitive‖ incluse î n
structura PLC -ului, dupa cum urmează :
– X – Intrări fizice (ex: X000 -X007 la PLC -ul utilizat) – intrări digitale de tip contact
– Y – Ieșiri fizice (ex: Y000 -Y007 la PLC -ul utilizat) – ieșiri digitale de tip contact
– M – Relee auxiliare (ex: M000 ) – dispozitive bistabile de tip releu folosite pentru
mem orarea temporară a unor stări
– S – Relee de stare – folosite în limbajul STL pentru a indica un pas (o stare) din
diagrama de stare a automatului
– T – timer – dispozitive de măsurare a timpului tip ―timer‖; sunt de 3 feluri: cu increment
la 100ms, 10ms sau 1 ms; timerele sunt pe 16 biți; pot fi cu reținere (păstrează valoarea
până se reseteaza) sau fără reținere; ieșirea timerului este un contact care se închide în
momentul în care se atinge valoarea prefixată a timerului; valoarea prefixată se specifică
print r-o constantă (precedată de litera ―K‖, valoarea maxima 32767) sau un registru de
date (precedat de litera ‖D‖)
– C – contoare – sunt similare cu timerele, doar că incrementarea nu este controlată de
timp ci de impulsuri de semnal

15 Sebestyen, P. G. – Informatică in dustrială – note de curs

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

15 – D – registre de date – sunt registre de 16 biț i care se folosesc pentru păstrarea unor
parametrii sau date de proces; se pot adresa la nivel de bit; de exemplu adresarea bitului 3
din registrul 0 se face astfel: D0.3
– K, H, E – constante numerice în zecimal, hexazecimal sau în forma exponențială
Tabelul 2.1 redă succint tipurile de dispozitive (device -uri) ale FX3u.
Tabelul 2.1
Dispozitivele automatului programabil FX3u 16
Nr.
crt Nume
dispoz Tip Format
adresă Tip ieșire Funcție
1 X Intrare Octal Bit Terminal de i ntrare aflat pe automatul
programabil (de ex. conectat la un
comutator)
2 Y Ieșire Octal Bit Terminal de ieșire aflat pe automatul
programabil (de ex. pentru un contactor
sau bec)
3 M Releu Zecimal Bit O memorie -tampon din automatul
programabil, ce poate avea două stări, ON
sau OFF.
4 T Temporizat
or Zecimal Bit Un ―releu de timp‖, ce poate fi utilizat
pentru programarea funcțiilor de
temporizare.
5 C Contor Zecimal Bit Un contor
6 D Registru de
date Zecimal Cuvânt Pentru stocarea datelor in automatul
programabil; acest registru permite
stocarea valorilor măsurate, a rezultatelor
calculelor etc.

2.3.1. Dispozitivele de intrare (X) și de ieșire (Y)
Dispozitivele de intrare (X) și de ieșire (Y) sunt di spozitivele care integrează automatul,
prin intermedi ul conexiunilor, în sistemul de automatizare, control, etc. Aceste dispozitive sunt
de tip bit deoarece pot avea doar două stări de semnal (ON sau OFF). Adresa dispozitivului este
dată în format octal. În cazul intrărilor atunci când este atinsă tensiunea de 24 V se intră în starea
ON sau ‖1‖, stare ce poate fi interogată de program . Aceeași intrare poate fi interogată de câte
ori e necesar. Automatul nu poate modifica starea intrărilor.
Atunci când se execută o instrucțiune de ieșire evaluată la ‖1‖, conta ctul releul ui
corespunzător se închide.

16 După MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

16 Chiar dacă automatul are doar 16 intrări și ieșiri, cu ajutorul modulelor de extensie
numărul intrărilor poate fi crescut până la 248 (ultimul adresat ca X367), fără ca suma totală a
intrărilor și ieșirilor să depășe ască 25617.
2.3.2.Releele (M)
Releele (M) sunt dispozitive tot de tip bit al căror rol este acela de a stoca temporar
rezultate binare intermediare pentru a fi citite mai târziu. Formatul adres ei este de tip zecimal.
Înafară de releele obișnuite , FX3u mai are și re lee de tip ‖latch‖ (cu memorie), a căror valori nu
se pierd la deconectarea automatului de la rețea. Primele 500 de relee, de la M0 la M499 sunt
nonlatch, însă ele pot fi configurate de tip latch. Următoarele 7180 de relee sunt de tip latch, de
la M500 la M7679. Dintre acestea primele 524, de la M500 la M1023 pot fi setate de tip
nonlatch.
O clasă de relee speciale folosite pentru diagnosticare utilizează intervalul de adrese
începând cu M8000. Ele oferă informații privind starea sistemului, starea bateriei, iar aletele pot
fi utilizate pentru a influența execuția programului. Tabelul 2.2 prezintă câteva exemple de relee
mai u tilizate .
Tabelul 2 .2
Relee speciale (clasa M800) ale automatului programabil FX3u 18
Releu
special Funcție Opțiuni de
proce sare din
program
M8000 Atunci când automatul programabil este in modul RUN
(pornit), acest releu este întotdeauna setat la ―1‖.
Interogarea
stării
semnalului
M8001 Atunci când automatul programabil este in modul RUN
(pornit), acest releu este întotdeaun a setat la ―0‖.
M8002 Impuls de inițializare (după activarea modului RUN, acest
releu este setat la ―1‖ pe durata unui singur ciclu de program.
M8004 Eroare automat programabil
M8005 Tensiune scăzută baterie
M8013 Impuls de semnal ceas: 1 secundă
M8031 Rese tează toate dispozitivele (cu ex cepția regiștrilor de date,
D) ce nu sunt inregistrate ca latch (cu memorare). Interogarea
stării
semnalului
Setarea stării
semnalului M8034 Dezactiveazăieșirile –ieșirile automatului programabil răman
inchise, da r execuția programului este continuată.

17 MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv
18 După MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

17
2.3.3. Temporizatoarele (T)
Temporizatoarele (T) sunt dispozitive de tip bit, similare releelor cu temporizator din
controlerele cablate, care au rolul de a introduce o anumită întârziere înainte de a porni sau op ri
anumite operații. De fapt , ele sunt niște contoare ce numără semnalele ceasului intern al
automatului , iar când valoarea contorului atinge valoarea de referință comută la ieșire starea ‖1‖ .
Ieșirile lor pot fi interogate oricât de des pe parcursul progr amului.
Similar releelor, și în cazul temporizatoarelor există temporizatoare cu memeorare. Spre
deosebire de cele obișnuite descrise mai sus, care se resetează după ce dispozitivul care le
controlează este oprit sau dacă are loc o cădere de tensiune, aces tea își păstrează valoarea într -o
memorie nevolatilă, o nouă comandă pornindu -l de la ultima valoare stocată.
Formatul adresei este de asemenea de tip zecimal.
Valoarea de referință poate fi int rodusă ca număr întreg în baza 10, fie direct sub formă
de con stantă(K), fie indirect prin intermediul unui registru de date.
Există 206 temporizatoare de 100 ms ce pot funcționa pentru intervale cuprinse între 0,1
sec și 3276,7sec. Primele 200, de la T0 la T199 sunt fără memorie, iar cele de la T250 la T255
sunt cu memorie.
Pentru 10 ms , care pot funcționa pentr u intervale cuprinse între 0,01 sec și 327,67 sec,
există 46 temporizatoare obișnuite, cele de la T200 la T245.
Un număr de 260 de temporizatoare sunt de 1ms, cu funcționare pentru intervale de la
0,001 sec la 32,767 sec, din care 256, de la T256 la T511 sunt obișnuite, iar 4, de la T246 la
T249, sunt cu memorie.

2.3.4. Contoarele (C)
Contoarele (C) sunt dispozitive interne ale FX3u care pot fi utilizate pentru progra marea
operațiilor de numărare. Spre deosebi re de temporizatoare care numără impulsurile ceasului
intern, contoarele numără impulsurile de semnal aplicate intrărilor corespondente. Ieșirea unui
contor , de tip bit, comută pe ‖1‖ atunci când valoarea curentă a contorului atinge valoarea de
referință s etată în program. Similar temporizatoarelor, ieșirile contoarelor pot fi i nterogate de cîte
ori e necesar pe parcursul programului. Pentru a șterge valoarea curentă a contorului și a seta
ieșirea acestuia p e ‖0‖ trebuie folosită intrsucț iunea RST.
Contoarel e pot stoca valor i de până la 16 biți sau până la 32 de biți.
Formatul adresei este de asemenea de tip zecimal.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

18 Automatul FX3u are contoare de mare viteză citite de intrările X0 – X7, pe principiul
întreruperilor, care, în combinație cu unele instrucțiuni speciale , sunt utilizate pentru
automatizarea sarcinilor de poziționare.
Contoarele de la C0 la C99 sunt pe 16 biți de tip normal, cele de la C100 la C199 sunt de
16 biți cu memorare, C200 la C219 sunt de 32 biți fără memorare, C220 la C234 sunt de 32 biți
cu memorare, iar cele de la C235 la la C255 sunt contoare de mare viteză de 32 biți.

2.3.5. Regiștrii (D)
Regiștrii (D) sunt dispozitive care pot stoca date de dimensiuni mai mar i decât cele de tip
bit stocate de relee , cum ar fi rezultatele unor calcule sau valorile unor măsurători. Regiștrii
stochează 16 biți de informație – un cuvânt. Pentru a stoca DW -uri (cuvinte duble) se folosesc
doi regiștrii de date consecutivi, în primul registru este stocată partea cea mai puțin
semnificativă. Formatul adresei este de tip zecimal.
Regiștrii sunt de trei tipuri:
– regiș trii de date
– regiștrii speciali
– regiștrii de fișiere.
Regiștrii de date , de la D0 la D199 sunt utilizați ca memorie, valoarea scrisă de program
rămâne nealterată până la suprascriere sau până la opri rea automatului. FX3u are însă și 7180 de
regiștrii cu memorare , de la D500 la D7679 . dacă releul special M8033 este setat atunci nu este
șters nici nici conținutul regiștrilor fără memorare.
Regiștrii speciali au adrese care încep de la D8000 și au rol de diagnosticare. Tabelul 2.3
prezintă cei mai folosiți regiștrii speciali19.
Tabelul 2.3
Regiștrii speciali din clasa M800 ai automatului programabil FX3u
Registru
special Funcție Opțiuni de procesare din
program
D8004 Adresă a releului de eroare (arată car e dintre
releele de eroare sunt setate)
Citirea conținutului registrului D8005 Tensiune baterie (de ex. valoarea ―36‖
înseamnă 3.6V)
D8010 Durata ciclului curent de program
D8013 –
D8019 Ora și data ceasului de timp real integrat Citirea conținutului re gistrului .
Modificarea conținutului

19 Preluat din MELSEC FX Automate programabile – Manual i ntroductiv

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

19 registrului
D8030 Valoare citită de la potențiometrul VR1 (0 –
255) Citirea conținutului registrului
(doar FX1S și FX1N)
D8031 Valoare citită de la potențiometrul VR2 (0 –
255)

Regiștrii de fișiere sunt regiștrii cu memorare utilizați pentru stocarea de valori ce trebuie
transferate în regiștrii de date la pornirea automatului.

2.4 Module de extensie

PLC-ul FX3u poate fi extins cu module de extensie și cu module de fu ncții speciale ce
pot fi clasificate în:
– Module ce ocupă intrări și ieșiri digitale care includ module I/O digitale, compacte
sau modulare și module de funcții speciale. Ele s e instalează în partea dreaptă;
– Module ce nu ocupă intrări sau ieșiri digi tale, montate pe partea stângă;
– Adaptoare de interfaț ă și de comunicații care nu ocupă intrări și ieșiri digitale. Se
instalează direct în unitatea PLC -ului.
Dintre modulele de extensie se pot aminti20:
– Module pentru suplimentarea numărului de intrări și ieșiri digitale
– Module de intrare/ieșire analogice
– Modu le de comunicații
– Module de poziționare
– Terminale de operare HMI (Human Machine Interface)

2.4.1 Module pentru suplimentarea numărului de intrări și ieșiri digitale
Sunt disponibile sub formă compactă sau modulară . Au rolul de a adăuga intrări și ieșiri
digitale. Cele compacte au un număr mai mare de intrări și ieșiri și o sursă de alimentare
integrată pentru bus -ul de sistem și pentru intrări. Cele modulare pot conține doar intrări și ieșiri
digitale și nu au surse proprii de alimentare. Înafara celor ext erioare, FX3u permite instalarea cu
adaptoare speciale a unor intrări și ieșiri digitale direct în automat.

20 MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

20 2.4.2 Module de intrare/ieșire analogice
Aceste module convertesc semnalele de intrare analogice în valori digitale, iar valorile
numerice intene, în semnale analogice. Sunt disponibile module pentru semnale în curent sau
tensiune, pentru monitorizarea temperaturilor, cu conectare directă la senzori PT100 sau la
termoelemente.

2.4.3 Module de comunicații
Sunt module de interfață sau adaptoare cu por turi seriale (RS -232, RS -422 și RS -485) al
căror rol e conectarea perifericelor sau a altor componente. Deasemenea, pentru integrarea lui
FX3u în diferite rețele, se folosesc module de comunicație speciale.

2.4.4 Module de poziționare
Contoarele interne d e mare viteză pot fi completate cu module suplimentare de
contorizare hardware, de mare viteză, externe, care pot fi utilizate în aplicații ce necesită
traductori de turație incrementali, module de poziționare de mare precizie pentru servomotoare
sau motoa re pas cu pas.

2.4.5 Terminale de operare HMI (Human Machine Interface)
Aceste module de interfațare a automatului cu omul oferă transparență funcțiilor
aplicației, ușurința de a înțelege aplicația, raida monitorizare și editare a parametrilor cum ar fi
referințele sau instrucțiunile secvențiale. Sunt disponibile în variante cu tastatură cu taste
complet programabile sau cu ecran senzorial. Comunică cu automatul direct prin portul de
programare, ceea ce le face ușor de conectat.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

21 3. Programarea PLC -ului FX 3u

PLC-ul FX3u , fabricat de Mitsubishi Electric , permite implementarea unor aplica ții de
monitorizare și control, a căror programare este relativ ușor de înțeles.
Funcțiile automatelor programabile (PLC) sunt defnite de program, spre deosebire de
controle rele convenționale ale căror funcții sunt determinate de cablarea fizică. Totuși, PLC -urile
trebuie conectate fizic la echipamentele externe, prin cabluri, însă conținutul memoriei lor de
program poate fi modificat în orice moment pentru ca programele să f ie adaptate la diverse
sarcini de control21.

3.1 Stadiile procesului de prelucrare a informației din FX3u

Ca orice sistem de prelucrare a informației, automatele programabile primesc date, le
procesează și transmit rezultatele înafară către unitățile de i eșire, proces ce se desfășoară în trei
stadii: de intrare, de procesare și de ieșire , prezentate în figura 2.7.

Figura nr. 2.7
Stadiile procesului de prelucrare a informației

Stadiul de intrare transmite semnalele de control de la comutatori, butoane sa u senzori
către stadiul de procesare. Aceste semnale sunt transmise ca stări logice într -un format
preprocesat.
Stadiul de procesare prelucrează și combină cu ajutorul operațiilor logice și a funcțiilor
semnalele preprocesate sosite de la stadiul de intrar e într -o ordine predefinită de program, ordine

21 MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

22 ce poate fi schimbată în orice moment prin modificarea sau înlocuirea programului stocat în
PLC.
Stadiul de ieșire preia rezultatele procesării semnalelor din stadiul anterior și controlează
elemente ce pot fi comutate (stări logice): contactori, lumini de semnalizare, ventile
electromagnetice,etc. Figura 8 redă schematic cele trei stadii.

3.2 Programul

Un program al unui automat programabil în general, FX3u în cazul de față, este o
secvență de instrucțiuni c are controlează funcționalitatea sa. Instrucțiunile din secvența de
program sunt executate una după alta, de sus în jos sau de la stânga la dreapta și de sus în jos,
funcție de limbajul utilizat. Figura 2.8 prezintă ordinea de exe cuție a instrucțiunilor din
automatele programabile.

Figura nr. 2.8
Ordinea de execuție a instrucțiunilor

Programele PLC -ului FX3u sunt dezvoltate în exteriorul automatului și ulterior sunt
transferate în memoria de program a acestuia.
Crearea unui program de automat necesită an aliza procesului astfel încât acesta să poată
fi controlat și segmentat în pași care să poată fi reprezentați prin instrucțiuni.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

23 Secvența de program este executată ciclic, repetându -se pe toată perioada cât timp
automatul este deschis (în mod RUN). Durata unei repetiții, numită și perioadă de ciclare a
programului , depinde de numărul de intrucțiuni și de tipul lor.22
O privire schematică a modului de execuție și de ciclare a instrucțiunilor unui program
dintr -un automat programabil în modul RUN se poate vede a în figura 2.9.

Figura nr. 2.9
Execuția instrucțiunilor și revenirea ciclului la începutul programului

La începutul fiecărui ciclu, PLC -ul interoghează stările semnalelor de intrare și le
stochează într -o memorie tampon – imaginea de proces a intrărilo r. Apoi accesează stările
intrărilor din această memorie, ceea ce înseamnă că orice modificare ulterioară a intrărilor va fi
înregistrată abia în următorul ciclu al programului.

22 MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

24 Rezultatele operațiilor logice care adresează ieșiri sunt stocate într -o altă memorie
tampon – imaginea de proces a ieșirilor – , unde rămân până la o nouă rescriere. După ce valorile
au fost scrise în ieșiri, ciclul programului se reia.
Spre deosebire de controlerele cablate unde toate operațiile de control sunt executate
simultan (paralel), ceea ce înseamnă că orice modificare de stare a unui semnal de intrare
modifică aproape instantaneu starea semnalului corespondent de ieșire, în PLC -uri, prelucrarea
are loc secvențial (înseriat) , răspunsul la modificarea unei intrări având loc cu o întârziere de un
ciclu. Acest dezavantaj este compensat de faptul că durata unui ciclul este foarte mică, de ordinul
milisecundelor.

3.3 Instrucțiunile

O instrucțiune este reprezentată de o linie sau o treaptă și e cea mai mică unitate a unui
progr am. Fiecare instrucțiune este caracterizată de o structură și face parte dintr -un anumit tip

3.3.1 Structura unei instrucțiuni
Structura unei instrucțiuni constă dintr -o comandă și zero, unul sau mai mulți operanzi
(mai mulți doar în cazul instrucțiunilor aplicate). Operanzii sunt referințe către dispozitive.
Comanda este acțiunea, verbul, descrie ce tebuie făcut, de fapt descrie funcția pe care trebuie să
o îndeplinească automatul, iar operandul (dispozitivul) este obiectul (substantivul) asupra căruia
acționează comanda. Operandul este alcătuit din numele (ex. Y) și adresa (ex. 4) dispozitivului.
Dispozitivele asupra cărora se acționează au fost prezentate în partea I, cap. 2.

3.3.2 Tipuri de instrucțiuni
Instrucțiunile, redate aici în limbajul de asambl are (IL) se clasifică în două tipuri:
– instrucțiuni elementare
– instrucțiuni aplicate , numite și instrucțiuni pentru aplicație

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

25 Instrucțiunile elementare sunt prezentate în tabelul tab elul 2.4
Tabelul 2.4
Setul de instrucțiuni elementare ale automatului programabil FX3u23
Nr.
Crt Clasă Instrucțiune Simbol Funcție Descriere
1
Operații
logice
inițiale LD
Încarcă Operație logică inițială,
interoghează starea ―1‖ a
semnalului (normal deschis)
2 LDI
Încarcă
invers Operație logică inițială,
interoghează starea ―0‖ a
semnalului (normal inchis)
3 Ieșire
logică OUT
Instrucțiune
pt. ieșire Atribuie rezultatul unei
operații logice unui
dispozitiv
4
Operații
AND (ȘI) AND
AND logic Operație logică AND (ȘI),
interoghează starea ―1‖ a
semnalului
5 ANI
AND NOT Operație logică AND NOT
(ȘI NU), interoghează starea
―0‖ a semnalului
6
Operații
OR (SAU) OR
OR logic Operație logică OR (SAU),
interogheaz ă starea ―1‖ a
semnalului
7 ORI
OR NOT Operație logică OR NOT
(SAU NU), interoghează
starea ―0‖ a semnalului
8 Instrucțiun
i pentru
conectarea
blocurilor
de operare ANB
Bloc AND Conectează în serie un bloc
de circu it de pe o ramură
paralelă cu blocul paralel
precedent.
9 ORB
Bloc OR Conectează în paralel un bloc
serial de circuite cu blocul
serial precedent.
10 Operatii
cu
execuție LDP
Instrucțiuni
cu execuție
pe front Încarcă Puls, se încarcă la
detectarea unei unui front
crescător al semnalului

23 Extras după MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

26 11 pe front
LDF
Încarcă Puls descrescător, se
încarcă la detectarea unui
front descrescător al
semnalului
12 ANDP
ȘI Puls, ȘI logic pe frontul
crescător al semnalului
13 ANDF
ȘI Puls descrescător, ȘI logic
pe frontul descrescător al
semnalului
14 ORP
SAU Puls, SAU logic pe
frontul crescător al
semnalului
15 ORF
SAU Puls descrescător, SAU
logic pe frontul descrescător
al semnalului
16 Setarea și
resetarea
dispozitiv
elor SET
Setare
dispozitiv Atribuie o stare de semnal ce
este păstrată chiar dacă,
condiția nu mai este
adevărată 17 RST
Resetare
dispozitiv
18
Stocarea,
citirea și
ștergerea
rezultatelo
r
operațiilor MPS

Stocare,
citire și
ștergere
rezultat
intermediar Stocare într -un punct de
memorie, stocarea într -o
stivă a rezultatului unei
operații
19 MRD
Citire memorie, citirea dintr –
o stivă a rezultatului stocat al
unei operații
20 MPP
Ștergere din memorie, citirea
rezultatului stocat al unei
operații și ștergerea acestuia
din stivă
21 Generarea
de
impulsuri PLS
Instrucțiuni
pe puls Puls, setează un dispozitiv
pentru un ciclu de scanare la
detectarea frontului crescător
al condiției (intrarea își
schimbă starea la ON)

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

27 22 PLF
Puls pe front descrescător,
setează un dispozitiv * pentru
un ciclu de scanare la
detectarea frontului
descrescător al condiției
(intrarea își schimbă starea la
OFF)
23 Funcția de
control
principa l
(Instrucțiu
-nile MC
și MCR) MC
Control
principal Instrucțiuni pentru activarea
sau deza ctivarea execuției
unor părți definite din
program 24 MCR
Control
principal –
Resetare
25 Inversarea
rezultatulu
i unei
operații INV
Inversare Inversează rezultatul unei
operații

Funcțiile efec tuate de către ins trucțiunile elementare sunt comparabile cu funcțiile
îndeplinite de controlerele cablate.
Instrucțiunile LD (contact normal deschis) și LDI (contact normal închis) se execută
asupra intrărilor(X), releelor(M), temporizatoarelor(T) și contoarelor(C). Circui tele din program
trebuie să înceapă întotdeauna cu una din aceste două intrucțiuni. Numărul maxim de instrucțiuni
LD și LDI permise pe un circuit este limitat la 8.
Instrucțiunea OUT setează un dispozitiv de ieșire(Y) sau un releu (M) cu rezultatul
operație i ce utilizează instrucțiunea. Valoarea setată poate fi ulterior utilizată în cadrul altor
instrucțiuni ulterioare .
Operația AND este identică logic cu înserierea a doi sau mai mulți comutatori normal
deschiși dintr -un circuit electric . Operația ANI(AND ne gat) corespunde legării în serie cu un
comutator normal închis.
Operațiile OR și ORI imită comportamentul legării în paralel cu un comutator normal
deschis, respectiv normal închis.
Instrucțiunile ANB și ORB leagă în serie, respectiv în paralel blocuri de operații/circuite.
În limbajele de tip schemă ( LD, SFC, FBD ) aceste instrucțiuni sunt introduse doar ca linii de
conectare.
Instrucțiunile cu execuție pe front, LDP , LDF , ANDP , ANDF , ORPB, ORF , unde
primele două litere ale instrucțiunii au semnificația c orespondentă instrucțiunilor prezentate mai
sus, litera P din sufix arată că instrucțiunea acționează pe front crescător al semnalului (de la ‖0‖
la ‖1‖) , iar litera F, pe front descrescător (de la ‖1‖ la ‖0‖) , sunt folosite în programele unde e

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

28 necesar a se detecta și a răspunde pe fronturile semnalelor digitale corespunzătoare dispozitivelor
de tip Bit (intrări, ieșiri, relee) .
Instrucțiunile SET și RST sunt instrucțiuni cu autoreținre care au rolul de a porni,
respectiv opri un dispozitiv doar printr -un impuls scurt de la intrare. Instrucțiunea SET se poate
aplica ieșirilor(Y), releelor(M) și releelor de stare(S), în timp ce RST se poate aplica și
temporizatoarelor(T), contactoarelor(C) și regiștrilor (D, V, Z).
Instrucțiunea INV inversează (neagă) rezult atul unei operații.

Instrucțiunile aplicate extind funcțiile unui automat programabil mult peste ceea ce poate
face un controler cablat, efectuînd cu ușurință operații complexe precum calcule matematice,
comparare de numere, conversii între bazele de nume rație, procesare de valori analogice,
controlul fluxului programelor, etc.
Lista acestor instrucț iuni este mult mai întinsă decât a instrucțiunilor elementare.
Printre cel mai des utilizate funcții se pot aminti24: CMP – pentru comparare de valori
numerice; MOV – pentru mutarea datelor; ADD – pentru adunarea valorilor numerice; SUB –
pentru scădere; MUL – inmulțire; DIV – împărțire; PWM – ieșire în impulsuri cu modulație în
lățime; FROM, TO – citește, respectiv scrie datele din/în memoria unui modul de func ție
specială; RS, RS2 – funcții pentru comunicații seriale; PID – funcție pentru implementarea unui
regulator de tip P, PI, PD sau PID ; ADPRW – folosită pentru scriere și citire de către PLC -ul
master într -o rețea MODBUS .

3.3.3 Instrucțiuni pentru schimbu l de date cu modulele de funcții speciale
Așa cum s -a mai precizat, PLC -ului FX3u i se pot atașa module de funcții speciale pentru
a crește numărul de intrări și ieșiri sau pentru a suplimenta funcțiile acestuia, cum ar fi module
pentru citirea semnalelor analogice pentru curenți și tensiuni.
Pentru lucrul cu modulele de extensie digitale de intrare/ieșire nu sunt necesare
instrucțiuni speciale, acestea fiind tratate în același mod ca cele de pe unitatea de bază. Pentru
comunicațiile cu alte tipuri de modul e se folosesc instrucțiunile FROM și TO, care accesează
memoria modulelor, excepție modulele pentru temperatură care se atașează în partea stângă a
automatului. Memoria tampon a modulelor poate avea maxim 32 767 celule de 16 biți fiecare

24 FX3S/FX3G/F X3GC/FX3U/FX3UC Series Programmable Controllers – Programming M anual

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

29 Pentru a lucra cu i nstrucțiunile FROM și TO e nevoie de următo arele informații :
modulul cu funcție specială , adresa primei celule din memoria sa tampon, numărul de unități de
date de transferat ale acestei memorii și locația din unitatea de bază în care se scriu/citesc datel e.
Fiecărui modul de funcție specială atașat îi este atribuit un ID numeric cuprins între 0 și
7, deoarece numărul maxim de module ce se pot atașa pe partea dreaptă este de 8. Atribuirea ID –
urilor se face consecutiv în ordinea în care sunt conectate, așa c um se poate vedea în figura de
mai jos.

Figura nr. 2.10
Module de extensie legate de automatul FX3u

Cele 32767 adrese din memoria tampon a modulelor poate fi accesată direct, în notație
zecimală. Pentru date pe 32 de biți se accesează cele două locații succesive. În locația cu adresă
mai mică se stochează cei 16 biți mai puțin semnificativi
De cele mai multe ori locația din unitatea de bază care reprezintă sursa sau destinația
datelor este unul sau mai mulți regiștrii de date. Deasemenea pot fi folosite direct ieșiri , relee sau
valorile curente ale contoarelor și temporizatoarelor.

3.4 Limbajele de programare utilizate pentru scrierea programelor FX3u

Standardul IEC 61131 stabileș te 5 limbaje de programare utilizabile pentru programarea
dispozitivelor de tip PLC:
1. bazate pe limbaj text:
– IL – Instruction List – limbaj text de nivel scăzut de tip limbaj de asamblare ;
– ST – Structured Text – limbaj text de nivel înalt asemănător cu C sau Pascal;
2. bazate pe limbaj grafic

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

30 – LD – Ladder Diagram – limbaj grafic de tip ―schemă cu relee‖;
– FBD – Function Block Diagram – limbaj grafic de tip ―flux de date‖;
– SFC – Sequential Function Chart – limbaj grafic care permite exprimarea
secvențelor de pași pentru un automat de stare (bazat pe comenzi) ;
În general, p entru PLC -urile din familia Mit subishi FX3u se folosesc mediile de
programare GX -IEC Developer sau GX Developer care pun la dispoziț ie toate cele 5 limbaje de
programare , în cazul limbajului IL existând două variante. Cele mai folosite însă rămân LD și
SFC.
În limbajul Ladder Diagram (LD) d escrierea logicii programului se face similar cu modul
de desenare a schemelor de automatizare cu relee. În schemă apar contacte de relee ― –| |–―,
conexiuni ― –– ― și ieșiri ― —( )–―. Suplimentar, în schemele mai complexe pot să se utilizeze
funcții predefinite. Principial, schema astfel construită se evaluează în timpul execuției
programului ca și cum curentul circulă de la stânga la dreapta în mod paralel prin fiecare linie a
schemei: acolo unde contactele pe o linie sunt înc hise, ieșirea este activă (contactul este închis).
Editarea programului se poate face cu ajutorul simbolurilor grafice prezente în toolbar -ul
mediului. Aceste simboluri reprezintă diferite elemente ale limbajului de programare.
Încărcarea și execuția pro gramului se face prin intermediul unui modul de extensie pen tru
comunicație serială, de tip RS232.

4. Prezentarea mediului de programare GX IEC Developer 7.04

GX-IEC Developer25 este o aplicație windows de tip GUI ce constituie mediul de
programare în car e se pot scrie programele pentru PLC -uri Mitsubishi, inclusiv pentru FX3u,
suportând cele 5 limbaje specifice: Ladder Diagram (LD), Function Block Diagram ( FBD ),
Sequential Function Chart (SFC), Instruction List ( IL), și Structured Text (ST) . A fost creat
pentru a suporta noul standard IEC 61131 -3.
IEC 61131 -3 este un standard internațional pentru programele automatelor programabile,
definit de IEC (International Electrotechnical Commission), care stabilește limbajele de
programare și elemenetele de structu ră utilizate pentru scrie rea programelor pentru PLC -uri.
Proiectele GX IEC Developer sunt formate din următoarele elemente:
– Biblioteca de POU -ri (The Library Pool)
– Parametrii PLC -ului
– Lista de Taskuri ( Task Pool)

25 Acest capitol este bazat pe GX IEC Developer 7.04 – Beginner’s Manual

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

31 – Tipurile de date structurate în DUT Pool
– Lista variabilelor globale
– Lista POU -rilor

4.1 Structura programelor GX IEC Developer

Programarea structurată înlocuiește fosta colecție de instrucțiuni individuale cu o
abordare modulară a programului. Modulele specifice definite de acest standard, numite
Program Organisation Units (POUs) – unități de organizare a programului , formează
unitatea de bază a acestei noi abordări.
După funcționalitatea lor, POU -urile se împart în trei clase diferite:
– Programe [PRG]
– Funcții [FUN]
– Funcții bloc [FB]
Fiecare POU co nstă din două părți:
– un HEADER și
– un BODY

4.1.1 Header -ul POU -rilor și declararea variabilelor
Similar celorlalte limbaje de programare, și în GX IEC Developer, în cazul oricărui
limbaj suportat, variabilele pot fi declarate global, când sunt văzute de to ate POU -urile sau
declarate local în cadrul unui POU, când au vizibilitate doar în interiorul acestuia. Variabilele
globale se declară într -o listă dedicată lor, iar variabilele locale se declară în Header -ul POU –
rilor. Variabilele pot fi asociate intrăril or, ieșirilor, regiștrilor interni de date sau de fișiere,
releelor, etc. Variabilelel globale constituie interfața pentru dispozitive le fizice ale PLC-urilor.
Dispozitive HMI și SCADA externe pot interfera cu programul prin intermediul variabile lor
global e.
Fiecare declarație de variabilă are următoarele elemente:
– Clasa ( Class ),
– Identificator ( Identifier ),
– Adresa absolută ( Absolute address ) – numai în cazul variabilelor globale,
– Tipul de dată ( Data type ),
– Valoarea inițială ( Initial value ) – se setează auto mat,

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

32 – Comentariu ( Comment ) – e opțional,
– Remarcă ( Remark ) – numai pentru variabilele globale .
Cuvântul cheie class atribuie variabilei o anumită proprietate care definește modul în care
va fi utilizată în cadrul proiectului. Clasele disponibile sunt prezent ate în tabelul 2.5 :
Tabelul 2.5
Clasele variabilelor GX IEC Developer 7.04
Clasă Folosită in POU -ri de
tip: Semnificație
PRG FUN FB
VAR X X X variabilă utilizată numai în cadrul POU
VAR_CONSTANT X X X Constantă locală cu valoare inițială constantă
utilizate în cadrul POU
VAR_INPUT – X X Mărime de intrare a unui POU de tip funcție ,
care nu poate fi modificată în cadrul POU
VAR_OUPUT – – X Mărime de ieșire a unui POU tip funcție
VAR_IN_OUT – – X variabile locale
VAR_GLOBAL X – X variabilă globală declarată în lista de variabile
globale
VAR_GLOBAL_CONSTANT X – X constantă globală cu valoare inițială
neschimbată, declarată în lista de variabile
globale

Identificatorii sunt ș iruri alfanumerice de caractere care definesc numele variabilei.
Respect ă aceleași convenții de utilizare a caracterelor ca numele variabilelor din limbajele
clasice de programare.
Adresa absolută este asignată doar variabilelor globale și reprezintă o referință la o
locație de memorie a PLC -ului sau la o intrare fizică, respe ctiv ieșire fizică. În cazul variabilelor
locale, acestora li se atribuie automat la declarare o locație de memorie adecvată.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

33 În tabelul 2.6 sunt prezentate tipuri le de date suportate de GX IEC Developer:
Tabelul 2.6
Tipurile de date ale GX IEC De veloper 7.04
Clasă Folosită in POU -ri de
tip: Semnificație
PRG FUN FB
VAR X X X variabilă utilizată numai în cadrul POU
VAR_CONSTANT X X X Constantă locală cu valoare inițială constantă
utilizate în cadrul POU
VAR_INPUT – X X Mărime de intrare a unu i POU de tip funcție ,
care nu poate fi modificată în cadrul POU
VAR_OUPUT – – X Mărime de ieșire a unui POU tip funcție
VAR_IN_OUT – – X variabile locale
VAR_GLOBAL X – X variabilă globală declarată în lista de variabile
globale
VAR_GLOBAL_CONSTANT X – X constantă globală cu valoare inițială
neschimbată, declarată în lista de variabile
globale

Valorile inițiale sunt setate automat de sistem, în funcție de tipul variabilei și nu pot fi
schimbate de către utilizator .
Comentariile și remarcile vin în sprijinul programatorilor pentru creșterea lizibilității și
înțelegerii programelor.

4.1.2 Body -ul POU -rilor

Body -ul unui POU este la rândul lui divizat în alte entități ierarhic inferioare, numite
Network, care conțin programul propriu -zis. Excepție în cazul limbajelor ST și SFC. Network –
urile pot fi utilizate ca destinație pentru instrucțiuni de tip GOTO și pot conține doar un circuit
continuu.
POU -urile de tip program [PRG] și de tip funcții bloc [FB] pot cuprinde instrucțiuni,
funcții și funcții bloc . POU -urile de tip funcție [FUN], pot conține doar instrucțiuni sau funcții.
POU -rile de tip funcție sunt similare cu funcțiile din Pascal, iar cele de tip funcție bloc, cu
procedurile.
În interiorul body -ului unui POU se poate scrie programul/programele î n oricare dintre
cele 5 limbaje enumerate mai sus.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

34 Programul final este asamblat din mai multe POU -uri de tip program [PRG] care sunt
grupate în Task -uri. Task -urile controlează ordinea de procesare a POU -rilor. În cadrul unui task
nu pot fi grupate decât POU -uri de tip program. Gruparea lor are loc în cadrul managerului de
activități numit TaskPool. POU -urile de tip funcție sau funcție bloc pot fi apelate doar din cadrul
altor POU -uri.
Rezumând , putem spune că un program este alcătuit din Task -uri, acestea din POU -ri,
POU -urile din Header și Body, iar Body -ul din Network -uri în care se găsește programul, așa
cum se arată în figura 2.11 .

Figura nr. 2.11
Elementele proiectelor GX IEC Developer

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

35 4.2 Etapele programării PLC -ului FX3u

Pentru programarea FX3u , în esență sunt parcurse aceleași etape ca pentru crearea
oricărui alt program:
– analiza cerințelor ,
– proiectarea aplicației ,
– stabilirea variabilelor globale, funcție de procesul condus ,
– stabilirea structurii programului (POU -rile, tipul lor și variabilele locale pentru
fiecare POU) ,
– stabilirea task -urilor și asocierea POU -rilor la task -uri,
– alegerea limbajelor de programare,
– scrierea efectivă a programelor, în limbajele alese ,
– testarea programului.
Odată finalizată scrierea programului trebuie parcurși o se rie de pași pentru ca el să
ajungă funcțional în memoria PLC -ului:
– Verificarea sintaxei (Syntax Check ). – se poate aplica de la nivel de POU până la
nivelul întregului proiect
– Compilarea proiectului ( Rebuild All )
– Setarea portului de comunicație ( Communicat ions port setup )
– Descă rcarea programului în automat ( Downloading programs to PLC )

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

36
III. Tipuri de comunicație ut ilizate de PLC-ul FX3u

Printre tipurile de comunicație suportate de PLC -ul FX3u se pot aminti: N:N Network,
Paralel Link, Computer Link, comu nicație non -protocol RS, respectiv RS2, Profibus, Modbus,
ș.a.26

1. Protocolul RS 232

1.1 Noțiuni i ntroduc tive

Standardul RS -232 C, introdus de Electronic Industries Association (EIA), definește
caracteristicile electrice ale unei interfețe dintre un ech ipament numeric – numit în standard Data
Terminal Equipment (DTE) si un modem – denumit de standard Data Communications
Equipment (DCE). Denumirea completă a interfeței RS -232 C este : Interface Between Data
Terminal Equipment and Data Communi cation Equipme nt Employing Serial Binary Data
Interchange. Litera C vine de la ultima revizie făcută standardului. Recomandarea V.24 a CCITT
este aproape identică cu RS -232 C.27
Standardul RS -232 C acoperă patru domenii :
1. Caracteristicile mecanice ale interfeței.
2. Semnale le electrice.
3. Funcția fiecărui semnal.
4. Subset de semnale pentru aplicații specifice.

1.2 Specificațiile mecanice ale interfeței RS 232 C

Prescripțiile mecanice se referă la faptul că pe echipamentul numeric (DTE) se află
dispus conectorul mamă, că lungim ea maximă a cablului dintre DTE si DCE este de 15 metri și
că se admite o capacitate maximă a cablului de 2500 picofarazi. Conectorii pentru RS -232 C pot

26 Melsec FX Series – Data Com munication – User ’s Manual
27 Interfața sistemelor de măsurare și testare – note de cur s, Univ. Politehnică Timișoara, 2012

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

37 fi cu 9 (DB9) sau cu 25 pini (DB25 ), de tip MINI -DIN8 utlizați de calculatoarele MacIntosh sau
de tip RJ-11.
Denumirea semnalelor asociate fiecărui pin aparținând conectorului DB25, precum și
sursa și abrevierea fiecărui semnal este dată în tabelul 3.1.
Tabelul 3.1
Semnalele conectorului DB25
PIN DENUMIRE SEMNAL ABREVIERE
SEMNAL SURSA
1 Împământare
2 Transmitted data (TD),(Tx) DTE
3 Received date (RD), (Rx) DCE
4 Request to send (RTS) DTE
5 Clear to send (CTS) DCE
6 Data set ready (DSR) DCE
7 Masa semnal (GND)
8 Data carrier detect (DCD) DCE
9 Rezervat –
10 Rezervat –
11 Neconectat –
12 2-nd received sign detect DCE
13 2-nd CTS DCE
14 2-nd TD DTE
15 Transm sign timing DCE
16 2-nd RD DCE
17 Receiv sign timing DCE
18 Neconectat
19 2-nd RTS DTE
20 DTE ready (DTR) DTE
21 Signal quality detector DCE
22 Ring indicator (RI) DCE
23 Data sign rate selector
24 Transm sign timing DTE
25 Neconectat

Conectorul DB-25 suportă două canale, unul principal și altul secundar, spre deosebire de
conectorul DB -9 care suportă un singur d e transmisie.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

38 Pentru conectorul DB9, d enumirea semnalelor asociate fiecărui pin, abrevierea și sursa
sunt date în tabelul 3.2.
Tabelul 3.2
Semnalele conectorului DB9
PIN DENUMIRE SEMNAL ABREVIERE
SEMNAL SURSA
1 Data carrier detect CD DCE
2 Received date (RD), (Rx D) DCE
3 Transmitted data (TD),(Tx D) DTE
4 DTE ready DTR DTE
5 Masa semnal GND
6 Data set ready DSR DCE
7 Request to send RTS DTE
8 Clear to send CTS DCE
9 Ring indicator RI DCE

Figura 3.1 prezintă conectorul DB9 – tată și semnalele corespunzătoare fiecărui pin .

Figura nr . 3.1
Conectorul DB9 tată

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

39 1.3 Specificațiile electrice

Standardul specifică patru tipuri de linii:
1. linii de date (4),
2. linii de control (11),
3. linii de sincronizare (3)
4. linii de masă (2).
Un semnal pe linia de date este considerat pe "1" logic dacă potenți alul față de masă al
liniei respective este cuprins între – 3V și – 25V, (de regulă între – 3V și – 25V la recepție ș i între
– 5V și – 25V la generare).
Pentru "0" logic potențialul liniei de date este cuprins între +3 V și + 25 V.
Palierul pozitiv al semn alului corespunde lui zero, iar cel negativ, lui unu. Zona dintre –
3V și +3V este o zonă interzisă pentru semnale, în această zonă având loc tranziția de la "0 "
logic la "1" logic și viceversa. În această zonă de tranziție timpul petrecut trebuie să fie ma i mic
de 4% din durata necesară transmiterii unui bit, cerință ce limitează capacitatea maximă admisă a
cablului la 2500 pF, implicit și lungimea maximă a cablului la 15 m.
Pentru liniile de control , polaritatea potențialelor asociate lui ―1‖ și ―0‖ logic sunt
inversate față de liniile de date. Liniile de control sunt considerate în starea "ON" dacă sunt pe
"1" logic (potențial pozitiv) și în starea "OFF" dacă sunt în "0" logic (potențial negativ).
Semnalele electrice sunt astfel generate încât scurtcircuit area oricăror linii ale interfeței
să nu conducă la defectarea echipamentelor. Pe durata scurtcircuitului e posibil ca echipamentele
să nu funcșioneze, însă după îndepărtarea acestuia funcțiile de interfață pot fi reluate.
Standardul RS -232 C cuprinde două tipuri de canale:
– un canal primar ce operează la viteze ridicate de transfer și care este dedicat
transferului de date și
– un canal secundar, de viteză redusă, dedicat informației de control .
Canalul secundar poate fi divizat într -un:
– canal auxiliar pe car e se transmit date independent de canalul primar
– canal de răspuns asociat canalului primar.
Pe canalul de răspuns, direcția de transmitere a datelor este întotdeauna inversă față de
direcția de transmitere a datelor pe canalul primar. Majoritatea aplicații lor folosesc doar canalul
primar.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

40 1.4 Funcțiile semnalelor

Semnalele de date , sunt definite din punctul de vedere al DTE . Pentru canalul principal
sunt două astfel de semnale: transmisie date , TD sau Tx – pinul 2 și recepție date RD sau Rx –
pinul 3.
Atunci când nu se transmit date sau în intervalul dintre caractere, DTE țin e semnalul Tx
în starea logică "1" (potențial negativ). DTE poate activa semnalul Tx doar dacă semnalele de
control RTS, CTS, DSR ș i DTR sunt în starea logică "1" (potențial pozitiv).
Semnalul recepție date , Rx trebuie ținut pe "1" logic atâta timp cât semnalul de control
"DATA CARRIER DETECT" (DCD) este OFF. În transmisia "halfduplex" RD este pe "1"
atunci când RTS este ON. Canalul secundar are la pinii 14 și 16 semnale de date similar e cu cele
prezentate anterior.
Procedura de ―handshake‖ la RS 232 este ilustrată în figura 8.10.
Semnalele de control sunt:
REQUEST TO SEND (RTS) anunță că există date de transmis . Funcționează pe pinul 4
pe conectorul DB25, respectiv pe pinul 7 pe conecto rul DB9. S ursa sa este DTE.
În cazul legăturilor de tip simplex sau duplex atunci când DTE -ul (de obicei PC -ul) pune
pe ON ("1" logic) linia RTS, DCE -ul (de obicei modemul) trece în modul "transmite".
În cazul legăturii de tip half -duplex, semnalului RTS pe ON pune DCE -ul în modul
"transmite" și to todată inhibă modul "recepție".
După ce semnalul RTS trece în starea OFF el nu mai poate fi readus în starea ON decât
dacă semnalul CLEAR TO SEND (CTS) a fost comutat în starea OFF de către DCE.
CLEAR TO SEND (CTS ) este semnalul prin care DCE -ul (modemul) răspunde la
semnalul RTS. El are ca sursă , evident, DCE -ul. Funcționează pe pinul 5 pe DB25 sau pe pinul 8
pe DB9.
Dacă CTS este în starea ON, transmiterea datelor poate începe. Dacă CTS este în starea
OFF, DTE nu poate transmite date. Modemul ține CTS în starea ON numai dacă liniile de
control DATA SET READY (DSR) și DATA TERMINAL READY (DTR) sunt în starea ON.
DATA TERMINAL READY (DTR) – este semnalul care prin trecerea în starea ON a
pinului 20 pe DB25, respecti v a pinului 4 pe DB9 anunță DCE -ul că DTE -ul este în functiune și
se dorește conectarea lui DCE la interfață. Dacă DTR devine OFF, DCE este deconectat din
lanțul de comunicație după ce s-a terminat comunicarea aflată în curs de derulare.
DATA SET READY (DS R), pinul 6 atât pe DB25 cât și pe DB9, dă informații despre
starea în care se găseș te DCE -ul (modemul ) în sensul că este pus sub tensiune, este pornit și gata

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

41 să primească date pentru a le transmite pe linia telefonică. Este un răspuns al modemului la
semnalul DTR emis de echipamentul numeric (DTE). Punerea lui DSR în starea ON nu
înseamnă că întreg circuitul telefonic este stabilit, ci doar că modemul local este pregă tit pentru
utilizare .
Semnalul RING INDICATOR (RI) , pinul 22 pe DB25 sau 9 pe DB9, are ca sursă DCE -ul
(modemul) și este pus în starea ON atunci când anunță DTE -ul că s-a primit un semnal de apel.
Semnalul DATA CARRIER DETECT (DCD) – pinul 8 pe DB25, respectiv 1 pe DB9,
este pus în starea ON atunci când DCE este în măsură să anunțe DTE că pe linia telefonică a fost
detectată existența purtătoarei. Dacă nu există purtă toare sau nivelul aceste ia este insuficient,
DCD trece în starea OFF. Dacă parametrii purtătoarei se mențin în limitele prescrise un timp mai
îndelungat, există o mare probabilita te ca schimbul de informație ce urmează a fi efectuat să se
desfășoare fără erori. Acest lucru este semnalizat de către DCE prin punerea în stare ON a liniei
SIGNAL QUALITY DETECTOR – pinul 21.
Semnalul DATA SIGNAL RATE SELECTOR – pinul 23 – este pus în st area ON atunci
când se selectează o viteză de transfer mai mare .
Semnalele de control SECONDARY REQUEST TO SEND, SECONDARY CLEAR TO
SEND și SECONDARY DATA CARRIER DETECT au pentru canalul secundar același rol cu
semnalele RTS, CTS și DCD pentru canalul pri mar.
Semnalele de sincronizare se utilizează doar în cazul comunicației sincrone, de altfel
foarte rar folosită de către interfața RS -232 C.
TRANSMITTER SIGNAL ELEMENT TIMING (DTE SOURCE) are ca sursă DTE și
marchează mijlocul fiecărui bit transmis.
RECEIV ER SIGNAL ELEMENT TIMING este folosit de DCE pentru a marca mijlocul
fiecărui bit recepționat.
Cel de -al treilea semnal TRANSMITTER SIGNAL ELEMENT TIMING (DCE
SOURCE) este folosit de DTE pentru a schimba datele ce se transmit pe linia de date (TxD).
Data s e modifică atunci când semnalul de sincronizare are o tranziție din starea OFF în starea
ON.
Pe conectorul DB25 sunt două semnale de masă: împăm ântarea – pinul 1 – realizează
legarea echipotențială a carcaselor DTE si DCE și masa de semnal – pinul 7 (pinul 5 pe DB9) –
reprezintă potențialul de referință pentru celelalte semnale.
Deși interfața RS -232 C a fost proiectată pentru a stabili comunicația la distanță între
două DTE (calculatoare) prin intermediul liniei telefonice și a modemurilor, p ractica a impus
utilizarea interfeței RS -232 C ș i în alte scopuri. Astfel a pare problema de a ști care este DTE și
care este DCE. Un mod simplu de a le identifica constă în observația că DTE (unde e mufa

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

42 mamă) transmite la pinul 2 pe când DCE (unde e mufa tată) transmit e la pinul 3. Prin urmare,
modul de legare a liniilor TxD și RxD trebuie să țină cont de tipul dispozitivelor ce comunică.

1.5 Funcționare

Interfața RS -232 C poate funcț iona asincron sau sincron.
În comunicarea asincronă , cel mai des folosită, transmițăt orul emite mai întâi un bit de
start prin care anunță receptorul că urmează un caracter. După bitul de start transmițătorul pune
pe linia TxD caracterul, începând cu bitul cel mai semnificativ. Fiecare bit este menținut pe linie
o durată bine stabilită de timp.
Receptorul eșantionează linia TxD la momente de timp care se situează cât mai aproape
de centrul momentului de timp afectat fiecărui bit. Lucrul acesta se întâmplă numai dacă
transmițătorul și receptorul lucrează cu aceeași viteză (au același "baud r ate"). Codul folosit
pentru caractere este codul ASCII restrâns ( ce folosește 7 biți ). După biții caracterului urmează
bitul de paritate ce permite receptorului să detecteze dacă un bit a fost greșit recepționat. Bitul de
paritate permite detectarea eronăr ii unui singur bit. Ultimii biți transmiși sunt biții de stop care
dau timp receptorului să asambleze într -un cuvânt biții recepționați serie și să se pregătească
pentru recepționarea noului caracter. Se utilizează 1, 1,5 sau 2 biți de stop.
La comunicarea între două calculatoare, ce folosesc RS -232 C și modul full-duplex,
legate direct sau prin intermediul modemurilor, se utilizează frecvent așa- numitul protocol XON
/ XOFF. Acest protocol folosește două coduri ASCII, numite unul "Device Control 1" (DC1) ș i
celălalt "Device Control 2" (DC2), în modul următor: la primirea caracterului DC1
transmițătorul începe să transmită (XON), iar la primirea caracterului DC2 transmițătorul se
oprește (XOFF).
La echipamentele ce lucrează la distanță mare se preferă lucrul în curent. Standardul RS –
232 C a fost definit în termeni de tensiune, dar se construiesc dispozitive ce consideră nivel logic
"1" atunci când trece un curent de 20…60 mA și nivel logic "0" la absența curentului. La
asamblarea unor astfel de dispozitive în vederea comunicării prin RS -232 C apare problema care
dintre ele constituie sursa de curent.
Procedura de autotest a interfeței RS 232 presupune efectuarea unor legături provizorii la
conectorul interfeței. În acest mod, echipamentul care transmite , și recepționează ceea ce a
transmis.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

43 2. Protocolul RS -485

2.1 Noțiuni introductive

Această interfață permit e conectarea de dispozitive diverse, cum ar fi : ceas de timp real,
memorii nevolatile pentru st ocarea unor parametrii, interfeț e cu senzori , microcon trolere, PLC –
uri (Inclusiv FX3u) .
Standardul RS -485 a fost c onceput cu scopul de a extinde și îmbunătăți posibilitățile de
comunicație pe o linie serială. Dintre îmbunătățirile cele mai importante se pot aminti :
– creșterea distanței maxime de comunicație pâ nă la 1200 m, spre deosebire de RS –
232 unde distanța maximă este de 15 m;
– creșterea imunității la zgomot;
– posibili tatea realiză rii unei comunica ții multipunct ( comunicație în reț ea);
– utilizare a unui mediu ieftin de comunicaț ie
Cu respectarea anumitor spec ificații tehnice, protocolul RS -485, prin faptul că permite
transmitearea de date pe distanțe de până la 1200 m și că e imun la zgomot, este folosit în medii
industriale.
Numărul maxim de dispozitive ce se pot conecta, într -o retea, la magistrala RS -485 es te
de 32. Dacă se folosesc repetoare, distanța și numă rul de dis pozitive conectate la magistrală este
nelimitat .

2.2 Specificațiile protocolului RS -485.

Comunicația se face printr -un cablu bifilar torsadat, care are la cele două capete
terminatoare (rez istențe). Deoarece nu se folosește fir de masă cele două linii ale cablului sunt
suficiente pentru transmisie .
Codificarea datelor binar e se face prin tensiuni diferenț iale pozitive și negative mă surate
pe cele doua linii ale tronsonului. Valoarea minimă a tensiunii diferențiale, pentru a fi
considerată dată validă, este de +/ -200 mV.
Circuite le de emisie conectate pe acelaș i tronson au ie șiri de tip tri -state, pe ntru a permite
accesul multiplu al mai multor echipamente la același tronson de comunicație. Accesul se face
multiplexat in timp

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

44 În schimb, protocolul nu precizează structura datelor transmise, nici mecanisme le de
control al e fluxului de date sau mecanisme le de detecț ie a erorilor. Acestea pot fi preluate din
alte standarde seriale de comunica ție, c a de exemplu din RS-232 sau pot fi definite de utilizator.
Tocmai neprecizarea acestei structuri face din a cest protocol un suport pentru o serie de
protocoale pentru retele industriale . Ca exemple pot fi amintite: CAN, Profibus, Modbus,
ComputerLink, etc .
Comunicațiile digitale care implementează standardul RS -485 pot f i utilizate cu succes pe
distanțe relativ mari și în medii afectate de interferențe. Pot fi conectați mai mulți receptori într -o
asemenea rețea într -o configuraț ie lineara . Acest standard of eră viteza de transmisie a datelor de
35 Mbit/s până la 10 m și de 100 kbit/s până la 1200 m . Viteza măsurată în bit/s înmulțită cu
distanța î n metri nu ar trebui să depășească 108 .
Introducerea de rezistori de adaptare este esenț ială pentru determinarea comportării fail-
safe a interfeței. Linia diferențială RS -485 este formată din doi pini, A ‗-‗, pinul inversor care
este negativ , respectiv B ‗+‘ pinul neinversor care este pozi tiv. Standardul actual consideră doar
denumirea de A , respectiv B. Mai este sp ecificat și un un pin C, acesta reprezentâ nd
împământarea .
Considerând cele două fire ale busului , A și B, dacă A este mai mare decat B cu cel puțin
200 mV, ieș irea receptorului v a semnaliza un bit ‖1‖, iar dacă B este mai mare decât A cu c el
puțin 200 mV, se obține un bit ‖0‖.
În regimul semi -duplex se foloseș te cea de -a treia stare , de impedanță ridicată, pe care
MASTER -ul o imprimă busului după transmisia unui mesaj spre dispozitivele SLAVE. În cea de
a treia stare, dacă nu există semnal pe bus, ieșirea receptorului este nedefinit ă deoarece nu există
diferență de potențial între fire. Dacă accidental ieșirea receptorului este ‖0‖ , dispozitivele
SLAVE îl pot interpreta ca un nou bit de start și o să î ncerce să citeasc ă starea busului, care este
în zero. O ctetul astfel citit nu are bit de stop, ceea ce face ca transmisia să fie blocată.
Spre deosebire de RS -422, care are un singur circuit care nu poate fi oprit, driverele RS –
485 necesită punerea explicită î n modul de transmi tere asignâ nd un semnal driver -ului. Aceasta
permite standardului RS -485 s ă implem enteze topologii liniare utilizând doar 2 fire.
Plasarea recomandată a firelor este ca o reț ea de noduri co nectate punct la punct, în formă
liniară. I deal, la cele 2 capete ale cablului se leagă un rezistor terminal .

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

45 3. Protocolul Computer Link

Pentru comunica ția bidirecțională între un PC și PLC -ul FX3u poate fi folosit portul
serial al calculatorului cu interfața RS232 și portul de comunicație serială al FX3u, cu interfața
RS485 sau RS232 . Între cele d ouă porturi seriale se poate interpune, așa cum s -a văzut mai sus,
un convertor bidirecțional RS 485 la RS 232. Deasemenea, între conectorul RS232 al
convertorului și calculatoarele care au doar porturi USB, se poate folosi un cablul Seria l2USB.
Protocolul Computer Link permite conexiunea a până la 16 PLC -uri din seria FX la un
comput er ce lucrează ca stație master.
Acest protocol dedicat, poate fi aplicat în două formate. Formatul 1, folosit în această
lucrare, diferă de formatul 4 prin faptul că nu u tilizează codurile CR și LF.
Protocolul Computer Link d ispune de un set de 15 comenzi, redate în tabelul de mai jos:

Tabelul 3.3
Comenzile protocolului Computer Link
Comandă
Conținut Nume
Simbol Cod ASCII
BR 42H, 52H Citește starea dispozitivelor de tip bi t
Comenzi
de citire Bit
WR 57H, 52H Citește starea dispozitivelor de tip bit
Citește valoarea din dispozitivele de tip
cuvânt
Cuvânt
QR 51H, 52H Citește starea dispozitivelor de tip bit
Citește valoarea din dispozitivele de tip
cuvânt
Aplicabilă la FX3u
BW 42H, 57H Scrie starea dispozitivelor de tip bit
Comenzi
de scriere Bit
WW 57H, 57H Scrie starea dispozitivelor de tip bit
Scrie valoarea în dispozitive de tip cuvânt
Cuvânt
QW 51H, 57H Scrie starea dispozitivelor de tip bit
Scrie valoarea în disp ozitive de tip cuvânt
Aplicabilă la FX3u
BT 42H, 54H Scrie starea în dispozitive de tip bit, însă
de tipuri diferite
Comenzi
de testare Bit
WT 57H, 54H Scrie starea în dispozitive de tip cuvânt ,
însă de tipuri diferite
Cuvânt
QT 51H, 54H Scrie starea în dispozitive de tip cuvânt,
însă de tipuri diferite
Aplicabilă la FX3u

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

46 RR 52H, 52H Pornește sau oprește PLC-ul din calculator Pornire
RS 52H, 53H Oprire
PC 50H 43H Citește numele si modelul PLC -ului Citire model, nume
PLC
GW 47H, 57H Setează sau resetează releul auxiliar
special, M8126, în grup pe toate PLC –
urile legate la calculator, respectiv M8426
în cazul FX3u dacă se folosește Computer
Link pe 2 canale Global
on-
demand – – În caz de urgență , PLC-ul poate trimite
date către PC De urgență
TT 54H, 54H Verifică dacă există comunicație normală
cu PLC -ul printr -un test
LoopBack.(r eturnează caracterele primite
înapoi către computer așa cum sunt ) Loop -back test

Comenzile pot fi de citire sau de scriere. Atât comenzile de citire cât și cele de scri ere se
pot adresa unor dispozitive ( device -uri) de tip bit (intrări, ieșiri, relee), cât și unora de tip cuvânt
(word ) cum ar fi regiștrii . Comenzile QR, QW și QT funcționează numai pe PLC -urile FX3u și
FX3uc.28

3.1 Comenzile de citire a dispozitivelor FX 3u

Toate comenzile de citire sunt formate din trei părți succesive :
– în prima parte computerul trimite o cerere PLC -ului care este prefixată de codul
ASCII 5, ENQ ( Enquiry – Cerere );
– PLC-ul poate răspunde, dacă a înțeles comanda, cu un mesaj încorporat înt re codul
ASCII 2, STX (Start of Text – Începutul Textului) și codul ASCII 3, ETX ( End of
Text – Sfârșit ul Textului) sau , în cazul une i erori, poate răspunde cu un mesaj
prefixat de codul ASCII 21, NAK ( Negative Acknowledge –
Neconfirmat/nerecunoscut ),
– Comp uterul trimite un mesaj de răspuns, precedat de codul ASCII, 6, ACK
(Acknowledge – Confirmat/Cunoscut ) sau, în cazul unei erori, un mesaj precedat de
codul ASCII 21, NAK .

28 Melsec FX Series – Data Com munication – User ’s Manual

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

47 Structura cererii inițiale , trimise de computer:
– codul ASCII, 5, ENQ , pe un byte, care pune PLC -ul în starea de Receiving
(primire) ,
– numărul stației , pe doi byte -i, este cuprins între 00H (0) și 0FH (15) , setat din GX
IEC Developer,
– numărul PLC -ului, pe doi byte -i, fixat la valoarea FFh(255),
– denumirea comenzii, pe doi byte -i, este un șir format din două caractere ASCII ce
identifică în mod unic comanda,
– numărul de milisecunde de așteptare până când va răspunde PLC -ul, pe un byte,
cuprins între 0 și 150 ms, codificat în hexazecimal de la 0H(0) la FH(0), fiecare
unitate reprezentând un salt de 10 ms,
– adresa primului dispozitiv de citit, pe 5 byte -i (ex: X0001) sau pe 7 byte -i (ex:
X000001) ,
– numărul de dispozitive de citit, în hexazecimal, începând cu dispozitiv ul de la
adresa anterioară
– opțional, poate fi trimis și un cod de control, Sum che ck code
Figura 3.2 redă structura descrisă mai sus.

Figura nr. 3. 2
Structura cererii in ițiale

Cât timp PLC -ul trimite datele, acesta nu poate răspunde altor cereri. Structura
răspunsului care vine de la PLC:
– codul ASCII 2, STX (Start of Text – Începutu l Textului ), pe un byte,
– numărul stației, pe doi byte -i, cuprins între 00H (0) și 0FH (15),
– numărul PLC -ului pe doi byte -i, fixat la valoarea FFh(255),
– un număr de byte -i care conțin răspunsul. În cazul dispozitivelor de tip bit, pentru
fiecare dispozitiv citit, întoarce câte un byte care conține codul ASCII 0 (30H )
pentru OFF sau codul ASCII 1 (31H) pentru ON. În cazul dispozitivelor de tip

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

48 cuvânt (regiștrii) , pentru fiecare dispozitiv, valoarea acestuia este returnată în 4
byte-i,
– codul ASCII 3, ETX ( End of Text – Sfârșitul Textului ), pe un byte,
– opțional, poate fi trimis și un cod de control, Sum check code
În figura 3.3 este arătată structura răspunsului PLC

Figura nr. 3. 3
Structura răspunsului

În cazul unei erori , structura răspunsului este:
– codul AS CII 21, NAK (Negative Acknowledge – Neconfirmat/nerecunoscut ), pe un
byte,
– numărul stației, pe doi byte -i, cuprins între 00H (0) și 0FH (15),
– numărul PLC -ului pe doi byte -i, fixat la valoarea FFh(255),
– codul de eroare, pe 2 byte -i
La rândul său, PC -ul poat e răspunde prin două tipuri de mesaje, în funcție de existența
sau inexistența erorilor. Stru ctura mesajului normal de încheiere este for mat din:
– codul ASCII, 6, ACK ( Acknowledge – Confirmat/Cunoscut ), pe un byte,
– numărul stației, pe doi byte -i, cuprins în tre 00H (0) și 0FH (15),
– numărul PLC -ului pe doi byte -i, fixat la valoarea FFh(255),
Structura mesajului de încheiere este arătată in figura 3.4

Figura nr. 3. 4
Structura mesajului de încheiere

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

49 Dacă apare o eroare structura răspunsului este:
– codul ASCII 21, NAK (Negative Acknowledge – Neconfirmat/nerecunoscut ), pe un
byte,
– numărul stației, pe doi byte -i, cuprins între 00H (0) și 0FH (15),
– numărul PLC -ului pe doi byte -i, fixat la valoarea FFh(255),

3.2 Comenzile de scriere a dispozitivelor FX3u

Comenzile de scriere sunt formate doar din două părți:
– în prima parte , similar comenzilor de scriere, computerul trimite o comandă PLC-
ului care este p refixată de codul ASCII, 5, ENQ ;
– PLC-ul trimite un mesaj de răspuns, precedat de codul ASCII, 6, ACK, sau, în caz
de eroare, un mesaj precedat de codul ASCII 21, NAK.

Structura comenzii trimise de computer:
– codul ASCII, 5, ENQ , pe un byte, care pune PLC -ul în starea de Receiving
(primire),
– numărul stației , pe doi byte -i, este cuprins între 00H (0) și 0FH (15), setat din GX
IEC Developer,
– numărul PLC -ului, pe doi byte -i, fixat la valoarea FFh(255),
– denumirea comenzii, pe doi byte -i, este un șir format din două caractere ASCII ce
identifică în mod unic comanda,
– numărul de milisecunde de așteptare până când va răspunde P LC-ul, pe un byte,
cuprins între 0 și 150 ms, codificat în hexazecimal de la 0H(0) la FH(0), fiecare
unitate reprezentând un salt de 10 ms,
– adresa primului d ispozitiv în care urmează a se scrie , pe 5 byte -i (ex: X0001) sau pe
7 byte -i (ex: X000001) ,
– număru l de d ispozitive de scris, în hexazecimal, începând cu dispozitivul de la
adresa anterioară
– Datele ce trebuie scrise, câte un byte în care se stochează un caracter ASCII pentru
fiecare dispozitiv de tip bit sau câte 4 byte -i (caractere ASCII) pentru fiecar e
dispozitiv de tip cuvânt (word),
– opțional, poate fi trimis și un cod de control, Sum check code

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

50 Figura 3.5 redă structura descrisă mai sus.

Figura nr. 3.5
Structura comenzii trimise

După ce PLC -ul execută comanda primită de la calculator, trimite m esajul de încheiere al
cărui structră este:
– codul ASCII, 6, ACK ( Acknowledge – Confirmat/Cunoscut ), pe un byte,
– numărul stației, pe doi byte -i, cuprins între 00H (0) și 0FH (15),
– numărul PLC -ului pe doi byte -i, fixat la valoarea FFh(255),
Dacă apare o eroa re structura răspunsului se modifică, similar comenzilor de citire :
– codul ASCII 21, NAK (Negative Acknowledge – Neconfirmat/nerecunoscut ), pe un
byte,
– numărul stației, pe doi byte -i, cuprins între 00H (0) și 0FH (15),
– numărul PLC -ului pe doi byte -i, fixat la valoarea FFh(255),
– codul de eroare, pe 2 byte -i

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

51
IV. Aplicați e practică a PLC-ului FX3u

1. Scopul lucrării

Scopul lucrării a fost acela de a realiza o aplicație de monitorizare și control distribuit
care rulează pe o singură stație PC , utilizând aut omate programabile de tip FX3u care citesc
temperaturi și presiuni din diferite medii , utlizând protocolul de comunicație Computer Link .
Pentru aceasta au fost create două programe. Primul program funcționează în interiorul FX3u și
simulează cele 32 de val ori de temperatură și presiune, iar cea de -a doua aplicație rulează pe
calculator și citește, în scopul monitorizării, valorile din PLC.

2. Aplicația FX3u

Din cauza lipsei senzorilor și a modulelor pentru citirea celor două tipuri de parametrii, în
autom at a fost scris un program de simulare a 16 temperaturi și a 16 presiuni.
Aplicația automatului a fost scrisă în mediul de programare GX IEC Developer , în
limbajul Ladder.
Un program LD consistă dintr o listă de contacte , bobine, funcții și blocuri de fun cții,
interconectate între ele cu linii orizontale și verticale, care încep întotdeauna de la bara de putere
din stânga, uneori mentionat ă ca șină29.
Funcțiile bloc pot fi apelate doar ca instanțe de variabile declarate în lista de variabile
locale a header -ului POU -lui respectiv.
Pentru crearea programului se selectează seria și tipul PLC -ului, apoi se selectează
directorul (folderul) în care se va salva proiectul, așa cum se poate vedea în figura 4.1
Mediul GX IEC Developer oferă 4 tipuri de proiecte, trei dintre ele generează implicit
anumite structuri de program în limbajele Ladder sau IL, iar ultimul este un proiect gol în care
utilizatorul își creează programele de la zero. În cazul de față, cum se poate observa în figura 4.2
s-a optat pentru această ul timă variantă.

29 GX IEC Developer 7.04 – Beginner’s Manual

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

52

Figura nr. 4.1
Crearea unui proiect GX IEC Developer

Figura nr. 4.2
Selectarea tipului de proiect

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

53 Pasul următor constă în declararea variabilelor globale , în lista special destinată acestora,
moment în care regiștrilor D0 la D32 l i se asociază denumiri sugestive. În primii 16 regiștri vor
fi stocate valorile celor 16 temperaturi, iar în următorii 16 regiștrii vor fi stocate valorile celor 16
presiuni.
Apoi se crează POU -ul principal, numit aici MAIN, singurul dealtfel , deoarece, în cazul
acestui program este suficient . După cum se vede în figura 4.3 acum este momentul selectării
limbajului de programare în care se dorește scrierea programului

Figura nr. 4.3
Crearea POU -ului și s electarea limbajului de programare
În body -ul acestui POU, se crează, în limbajul Ladder , programul pentru automat ul
FX3u. Regiștrii acestuia sunt încărcați cu anumite valori constante, la fiecare rulare a ciclului de
program, atunci când automatul este pornit. Testarea stării RUN a automatului , se face prin
interogarea releului special, M8000 . Registrul D1 care stochează valorile temperaturii 2 este
încărcat cu date aleatorii, folosind funcția RND. Suplimentar, starea automatului, Pornit/Oprit,
este semnalizată prin ieșirea Y0.
Rolul lucrării este de a arăta modul în care pot fi monitorizate valorile din dispozitivele
PLC-ului. Practic se poate realiza orice program, de la cele simple care deschid și închid anumite
relee, contactoare, pornesc/opresc motoare, schimbă sensul de rotație al acestora, până la regl ări
complexe, folosind diferite tipuri de regulatoare. În acest sens, există implementată funcția PID
cu ajutorul căreia pot fi automatizate procese industriale, de complexități variate. În cazul
folosirii unor programe de monitorizare, parametrii necesari regulatorului PID, pot fi setați
remote (din computer). De asemenea, se poate urmări variația în timp a mărimii de ieșire, lucru
util pentru observarea parametrilor calitativi ai reglării.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

54 Figura 4.4 prezintă prima parte programului.

Figura nr. 4.4
Secv ență de cod Ladder
Odată programul scris, pasul următor este c rearea Task -ului/ Task -urilor. P rintr-un clic pe
iconița corespunzătoare din bara de instrumente (chenarată cu roșu în figura 4.5), apare fereastra
New Task, în care se scrie denumi rea task -ului, în cazul de față, TASK_MAN.

Figura nr. 4.5
Crearea Task -ului TASK_MAIN
După ce programul a fost scris, printr -un dublu clic pe denumirea task -ului creat, se
deschide o fereastră în care POU -ul MAIN se asociază task-ului, așa cum redă figura 4.6

Figur a nr. 4.6
Asociere POU la Task

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

55 În acest pas se verifică sintaxa întregului proiect, prin clic pe butonul Check syntax de
pe bara de instrumente, iar dacă nu sunt erori programul se compilează. Verificarea sintaxei este
posibilă la nivelul oricărui element al proiectului GX IEC Developer.
Pentru descărcarea programului în PLC se fac setările portului serial:
– se selectează portul COM1,
– se selectează protocol RS -232C
– se alege viteza de 115,2 kbps (kilob aud per sec)
Pentru funcționarea comunicației ComputerLink , trebuie efe ctuate o serie de setări în
PLC, care trebuie să coincidă cu setările aplicației din computer. Pentru efectuarea acestor setări
se face dublu clic pe elementul PLC din structura FX Parameter, apoi din fereastra FX Parameter
se selectează etich eta PLC System (2). Figura 4.7 este o vizualizare a aceste i ferestre.

Figura nr. 4.7
Setările portului serial pentru comunicația ComputerLink

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

56 În cadrul acestei ferestre se setează următorii parametrii:
– comunicația serială pe un singur canal (canalul pr incipal) ,
– protocol dedicat (semnifică faptul că se utilizează protocolul Computer Link) ,
– protocolul RS -485,
– lungime byte – 8 biți,
– fără paritate,
– 1 bit de stop,
– viteză de transmite: 9600 baud /sec,
– fără Sum Check,
– Format 1 (fără utlizarea caracterelor CR și LF),
– Numărul stației: 00H,
După finalizarea setărilor, programul se transmite în memoria PLC -ului, iar din acest
moment , după deschiderea PLC-ul FX3u, acesta va executa sarcini le pentru care a fost
programat.

3. Aplicația PC

Pentru monitorizarea celor 1 6 temperaturi și a celor 16 presiuni, precum și a celor 8
intrări, respectiv a celor 8 ieșiri, a fost creată o aplicație PC, scrisă în mediul Visual Basic,
folosind protocolul de comunicație ComputerLink, descris în paginile anterioare.
Legătura fizică din tre computer și PLC se face printr -un cablu serial, legat la cele două
porturi seriale ale automatului programabil, respectiv, ale calculatorului. Din cauză că PC -ul are
un port serial RS -232, iar pe FX3u este montat un port serial RS -485, între cele două porturi se
interpune un convertor bidirecțional RS -232  RS-485, de la ATEN
Figura 4.8 prezintă atât convertorul ATEN, cât și convertorul serial DB25 (25 de pini) la
DB9 (9 pini), .
Modul de legare dintre portul RS -485 al FX3u și portul RS -485 al converto rului este
arătat în figura 4.9.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

57

Figura nr. 4. 8
Convertorul bidirecțional ATEN IC -485S

Figura nr. 4. 9
Legăturile dintre porturile RS -485 ale FX3u și convertorul ATEN

3.1 Descrierea funcționării aplicației

Deoarece modul de lucru cu medii de progr amare este cunoscut, nu s -au mai descris pașii
de lucru, ci doar se prezintă în figura 4.10 un screenshot din timpul rulării aplicației.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

58

Figura nr. 4. 10
Aplicația de monitorizare și control în timpul rulării – screenshot

Aplicația, de tip MDI (multi d ocument interface), este compusă, în principal, dintr -o
fereastră părinte și 16 posibile ferestre copil. Ca ferestre secundare se pot aminti, fereastra de
opțiuni, de about, etc.
Fereastra părinte (MDI) setează, în evenimentul Load, portul serial la acelea și valori cu
cele setate în cadrul PLC -ului pentru comunicație ComputerLink.
În partea stângă prezintă o paletă de 16 icon -uri, inactive la început, corespunzătoare
celor maxim 16 PLC -uri. La intervale regulate de timp, interval care e setabil (între câtev a
zecimi de secundă și până la timpi de ordinul orelor) , aplicația scanează rețeaua de FX3u -uri, iar
în cazul în care găsește PLC -uri și acestea sunt pornite, activează iconițele cu numerele
corespunzăto are. În acest mod operatorul este atenționat imediat (în funcție de timpul setat ) dacă
se oprește sau se defectează un PLC. FX3u.
Pentru automatele care sunt în funcțiune (active) – nr 1, în fig 4.10, operatorul poate, prin
clic pe iconița cu numărul ce reprezintă un PLC, să deschidă o fereastră copil corepu nzătoare
acelui automat. În cazul în care în automate diferite rulează programe diferite, ferestrele copil pot
să difere și să prezinte alte variante de monitorizare.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

59 În fereastra copil din fig. 4.10, în partea de sus sunt două butoane, unul pentru pornire a
monitorizării, celălalt pentru oprire. În dreapta lor, simbolizate prin cerculețe, sunt monitorizate
intrările, iar sub intrări, simbolizate prin led -uri, sunt monitorizate ieșirile. În cazul ieșirilor,
atunci când nu este pornită monitorizarea, acestea pot fi comandate direct din această aplicație.
În zona de mijloc a ferestrei, sunt panourile ce conțin căsuțele de text în care se afișează
valorile temperaturilor, respectiv a presiunilor.
Pentru îmbunătățirea modului de afișare a informației, cât mai apr opiat de instrumentele
din industrie, în partea de jos una din temperaturi este afișată de un termometru. Totodată,
aceeași temperatură, este reprezentată grafic sub formă de oscilogramă (waveform).
În căsuța de text din dreapta acestor două instrumente, s e înregistrează pentru vizualizare,
eventualele erori de comunicare care pot apărea.
În cazul mai existenței mai multor PLC -uri în rețea, pentru fiecare PLC poate fi deschisă
o singură fereastră copil. La al doilea clic pe iconița unui automat, programul v erifică dacă e
deschisă fereastra corespunzătoare lui, și o aduce în fața celorlalte. De asemenea, există un set de
3 butoane care permit aranjarea ferestrelor copli în cascadă, orizontal, respectiv, vertical.
3.2 Programarea aplicației

În cadrul acestui subcapitol se prezintă câteva listinguri cu cele mai importante module
de cod.
Setările și deschiderea portului serial al PC -ului se fac în evenimentul Load al ferestrei de
tip MDI, în momentul pornirii programului, așa cum se poate vedea în listingul de m ai jos
Listing nr. 4. 1
'Setare si Deschidere port serial
On Error GoTo SendError
If MSComm1.PortOpen = True Then MSComm1.PortOpen = False

' Setări port: 1200 baud, fără parit ate, 8 biti , 1 bit de stop
MSComm1.Settings = "9600,n,8,1"

Setare COM1
MSComm1.CommPort = 1
MSComm1.PortOpen = True

Aceste setări coincid cu setările efectuate în GX IEC Developer, setări care au fost
prezentate în figura 4.7.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

60 Codul Visual Basic care efectuează comunicarea cu PLC -ul este prezentat în listingul 4.2 :
Listing nr. 4. 2
1. mdiMonitoriz.MSComm1.Output =
Chr(5) & "00FFQR0D00000020"
2. Sleep 200
3. Revenire = mdiMonitoriz.MSComm1.Input
4. Scrie32Valori Revenire
5. mdiMonitoriz.MSComm1.Output = Chr(6) & "00FF" ' ACK,nr
statie, NrPLC

În prima linie de cod este trimi s prin portul serial către PLC un șir ASCII, precedat de
codul ASCII 5 (ENQ), urmat de 00 și FF care reprezintă numărul stației, respectiv al PLC -ului.
QR este numele comenzii Computer Link, 0, reprezintă numărul de milisecunde de așteptare ale
PLC-ului, D 000000 este adresa registrului D0, iar 20 (adică 32), reprezintă , în hexazecimal,
numărul de regiștrii ce trebuie citiți începând cu registrul D0.
În linia 2, computerul așteaptă 200 milisecunde, timp necesar pentru a se întoarce toate
caracterele de la P LC.
În linia trei, caracterele ASCII întoarse, care conțin valorile din cei 32 de regiștrii,
corespunzătoare celor 16 temperaturi și celor 16 presiuni, sunt stocate în variabila Revenire , de
tip șir de caractere
Linia 4 apelează o subrutină care, mai întâ i verifică datele din variabila revenire, în
special codurile de control, primul și ultimul, precum și lungimea șirului, apoi extrage datele
corespunzătoare fiecărui registru, le convertește din hexa în zecimal, aplică formatări asupra lor
și le afișează în căsuțele de text. Temperatura 2 este plasată în căsuța text corespunzătoare, este
plasată termometrului și reprezentată grafic.
Ultima linie de cod trimite PLC -ului mesajul de încheiere a transmisiei.
După care, atât timp cât e pornită monitorizarea, cic lul se reia.
Pentru realizarea termometrului și a graficului de tip WaveForm, s -a apelat la tehnologia
ActiveX, în acest sens a fost creată o paletă de mai multe controale . Avantajul acestora constă în
faptul că, odată create , utilizarea lor este extrem de facilă. Portabilitatea lor însă, este, de departe,
cel mai mare avantaj , prin p osibilitatea de a le crea o singură dată și apoi de a le folosi din orice
alt limbaj de prog ramare, inclusiv din Matlab sau LabView.
Printre îmbunătățirile care pot fi aduse pr ogramului se numără cre șterea gradului de
generalitate și creșterea lizibilității datelor prin afișarea pe instrumente virtuale cât mai sugestive .

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

61
Concluzii

În aplicațiile industriale, un rol important îl au automatele programabile care, din ce în ce
mai performante , înglobează o bună parte din tehnica de calcul necesară pentru comandă și
reglare de procese precum și pentru achiziție de date , simplificând astfel sistemele de conducere
a proceselor tehnologice pe care le deservesc.
Legarea acestora în reț ele, de la cele locale până la rețele extinse și distribuite pe arii de
zeci sau sute de Km2, necesită aplicații de control de pe nivelurile superioare tot mai sofisticate și
mai elaborate pentru evitarea suprapunerii unor comenzi contradictorii sau a unor cerințe care să
pună în pericol procesele conduse sau controlate.
Toată această creștere în complexitate, în mod firesc izvorâtă din necesități practice, ea
urmând , în esență, creșterea în complexitate a proceselor industriale, nu poate decât să aducă
beneficii materiale, de imagine, consumuri optime de materiale, precum și câștiguri de natură
științifică și tehnică. Trebuie amintit că, la cel mai de sus nivel al acestor sisteme distribuite
datele tehnico -inginerești trebuie convertite în date de natură ec onomică și financiară, astfel încât
echipele din top -management să fie informate la timp, pe cât posibil în timp real, în limbajul lor,
pentru a putea lua cele mai bune decizii la momentul oportun.
Un viitor imediat previzibil al automatizărilor, prin aces te straturi ierarhice care au apărut
de-a lungul timpului, este convertirea datelor tehnice în date economice și prelucrarea acestora în
aplicații de optimizare economică, așa încât calculatorul nu doar a înlocuit omul din zona
muncilor grele sau sensibile , ci va lua și decizii de conducere a firmelor de la cele mici, până la
multinaționale.
Pericolul major care se întrevede, prin legarea automatelor tot mai intens la internet, este
posibilitatea virusării anumitor aplicații sau intruziunea persoanelor rău -voitoare în aceste rețele
și perturbarea funcționării lor.

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

62
BIBLIOGRAFIE

1. Agachi Ș. – Automatizarea proceselor chimice , Casa Cărții de Știință,Cluj -Napoca,1994.
2. Calin S ș.a. – Automatizări electronice , EDP București, 1972
3. Colo și T și colab – Automatizăr i industriale continue , Partea I, curs litografiat, Institutul
Politehnic Cluj -Napoca, 1983
4. Craig, J.C, Webb J. – Visual Basic 5.0 – Manualul programatorului , Teora, 1999
5. Cristea M, Agachi S. – Elemente de teoria sistemelor , Risoprint, Cluj -Napoca, 2002
6. Edelhauser , E. – Informatică aplicată ,
7. Ionescu C. și colab – Automatizări , EDP, București, 1982
8. Ionescu V. – Teoria sistemelor, EDP, București, 1985
9. Kelemen A, Imecs M. – Electronică de putere , EDP, București, 1983
10. Kovacs, S. – Visual Basic 5.0 , Editura Al bastră, 2000
11. Leba M.,- Programare în limbaj de asamblare , EDP, București, 2007
12. Marin M. – Sisteme dinamice, Brașov, 2007
13. Maxfield C, Brown A. – Ghidu l definitiv privind felul în care computerele fac
matematică, Paralela 45, 2012
14. Mihoc, D și colab – Teoria și elementele sistemelor de reglare automată , EDP,
București, 1980
15. Nicolau E, Beliș M. – Măsurări electrice și electronice, EDP, București, 1984
16. Pătrășcoiu N. – Sisteme SCADA – note de curs, 2013
17. Pătrăș coiu N, Mândrescu C, Șerban N. Senzori și traductoar e, Ed . Universitas
18. Pop E. – Automatizări în industria minieră , EDP, București, 1983
19. Pop E, Leba M – Microcontrollere și automate programabile , EDP, București, 2003
20. Rahmel D. – Programarea bazelor de date cu Visual Basic 6 în 24 de ore , Teora, 2001
21. Sebestye n, P. G. – Informatică industrială – note de curs , Universitatea Tehnică, Cluj –
Napoca
22. Sebestyen , P. G. – Contribuții la specificarea, proiectarea și implementarea sistemelor
distribuite de control bazate pe rețele industriale de comunicații – teză de docto rat, 2003
23. Stoicuța , O. – Arhitecturi de conducere în logică programată – note de curs,
Universitatea din Petroșani , 2012

Facultatea de I.M.E. Master TTIA

63 24. http://www.meau.com/e prise/main/sites/public/Products/Programmable_Logic_Controll
ers/FX3U/default
25. http://www.999mitsubishi.com/media/downloadable/pdf/FX3U%20usermanual.pdf –
FX3U UserMa nual
26. https://my.mitsubishi –
automation.com/downloads/view/doc_loc/5652/jy997d14701(e)e.pdf
27. https://my.mitsubishi -automation.com/downloads_manager.php?id=5652
28. http://www.autocontcontrol.cz/rs/download/manual/Hardwarovy_manual_FX3U.pdf
29. http://www.infinityfa.com/product/plc/FX3U_M.pdf
30. http://ro.wikipedia.org/wiki/PLC
31. *** MELSEC FX Automate programabile – Manual introductiv – vers B (iul 2008)
32. *** FX3u – User ’s Manual – Hardware edition – revizia M (nov. 2013)
33. *** GX IEC Developer 7.04 – Beginner’s Manual – revizia N (oct 2009)
34. *** GX IEC Developer 7.04 – Reference Manual – revizia N (oct 2009)
35. *** FX3S/FX3G/FX3GC/FX3U/FX3UC Series Programmable Controllers –
Programming Manual – revizia N (sept 2013)
36. *** Melsec FX Series – Data Com munication – User ’s Manual – revizia C (nov. 2007)
37. *** Interfața sistemelor de măsurare și testare – note de curs, Univ. Politehnică
Timișoara, 2012