Zaawansowane sterowanie źródłem plazmowym za pomocą interfejsu maszynowego CPC oraz cyfrowego RS-485 (cz. 2)

Słowem wstępu

W poprzednim wydaniu newslettera omówiliśmy działanie portu maszynowego CPC. Zgodnie z zapowiedzią, w tym numerze skupimy się na drugim opcjonalnym porcie tj. porcie szeregowym RS- 485. Przypominamy o opcjonalnym zestawie rozszerzającym:

228539 zestaw rozszerzający dla Powermax65/85/105: interfejs szeregowy (RS-485)

W urządzeniach Hypertherm, część funkcji można kontrolować w sposób cyfrowy, przesyłając komendy z komputera/CNC do źródła i odbierając komunikaty zwrotne o trybie i stanie maszyny, jest to więc komunikacja dwustronna. Odpowiednie 5-pinowe gniazdo znajduje się na tylnym panelu, zaraz na prawo od włącznika. Pozwala kontrolować następujące funkcje:

  • zmieniać tryb pracy urządzenia, w sposób analogiczny do przełącznika na panelu frontowym,

  • zmieniać wartość amperażu w dozwolonym zakresie,

  • przełączać urządzenie między automatycznym a ręcznym doborem ciśnienia gazu,

  • w trybie ręcznym ustawiać wartość ciśnienia gazu w dozwolonym zakresie,

  • odczytywać kody błędów.

Gdy „przejmiemy” kontrolę na pomocą portu RS-485, to panel przedni jest w tym czasie nieaktywny.

Interfejs szeregowy RS-485

Interfejs szeregowy RS-485.

Gdy mówimy o cyfrowej komunikacji szeregowej, to możemy porównać ją do drogi ekspresowej: posiada dwie „jezdnie” odpowiadające za jednoczesną komunikację w dwóch różnych kierunkach, a dane w postaci informacji binarnej, czyli zera i jedynki, poruszają się w danym kierunku jak samochody, czyli jeden za drugim, po kolei.

Fizycznie przewód RS-485 posiada po parze przewodów w każdym kierunku przesyłu danych, które pracują jako para różnicowa (sygnały w ramach jednej pary mają odwrócone sygnały napięciowe), co pozwala na pewną transmisję sygnału na nawet dziesiątki lub setki metrów. Fizycznie przewód RS-485 jest często zakończony od strony sterownika CNC np. wtyczką w standardzie D-Sub.

Przykładowa wtyczka D-Sub 9-pin.

Schemat połączenia i kolorystyka przewodów w kablu RS-485 Hypertherm.

Protokół MOD-BUS

Kolejnym w hierarchii jest protokół wymiany danych, czyli pewien zestaw reguł, mówiący w jaki sposób i w jakiej formie przekazywane są dane za pomocą RS-485 „z” i „do” maszyny. Oprócz właściwych danych zawierających informacje i rozkazy oraz podczas komunikacji wykorzystywane są dodatkowe dane, tj. bity startu, funkcje oraz dane korekcyjne pozwalające odtworzyć informację właściwą w przypadku chwilowych zakłóceń i przekłamań na linii.

W przypadku przecinarek plazmowych Hypertherm, wykorzystywany jest przemysłowy standard, w postaci protokołu komunikacyjnego MOD-BUS ASCII.

Podstawowe parametry szeregowego przesyłania danych:

  • 19200 bitów / 1 sek.,

  • 8 bitów na znak (najbardziej znaczący bit jako pierwszy),

  • 1 bit startu i 1 bit stopu,

  • kontrola przez bit(y) parzystości (ang. even parity).

Ramka danych wygląda w następujący sposób:

Start Adres Funkcja Dane Suma kontr. Koniec
1 znak

„:”

 2 znaki 2 znaki od 0 do 2×252 znaków 2 znaki (LRC) 2 znaki

#0D0A

Poszczególne parametry I funkcje źródła kontroluje się poprzez wpisywanie i odczyt wartości z odpowiednich rejestrów w elektronice urządzenia.

Aby wprowadzić źródło w tryb zdalnego sterowania przez RS-485 trzeba jednocześnie wprowadzić trzy, niezerowe, poprawne wartości to trzech rejestrów odpowiadających za tryb pracy, amperaż i ciśnienie gazu. Po tej operacji można już nadpisywać rejestry pojedynczo. W celu wyłączenia zdalnego sterowania, należy wpisać do trzech wymienionych rejestrów wartości zero.

WAŻNE!

Więcej szczegółów dotyczących protokołu można znaleźć w jego dokumentacji technicznej :
http://www.modbus.org/docs/Modbus_Application_Protocol_V1_1b.pdf
http://www.modbus.org/docs/Modbus_over_serial_line_V1_02.pdf

Adresy rejestrów, zakres ich wartości, kody błędów oraz inne reguły komunikacji ze źródłem Hypertherm wraz z przykładami znajdują się w dokumentacji producenta dostępnej na życzenie.

Kody błędów

W przypadku zadziałania któregokolwiek z zabezpieczeń urządzenia lub przekroczenia parametrów pracy urządzenie przesyła kod błędu, który pozwala określić przyczynę przerwania pracy. Podstawowe kody pokazuje poniższa tabela. Wartości przesłane przez urządzenie są dziesiętne i nie zawierają znaków „-”.

Kod błędu Opis
0-11-0 Ustawiony niewłaściwy tryb pracy
0-11-1 Ustawienie amperażu poza zakresem
0-11-2 Ustawienie ciśnienia gazu poza zakresem
0-12-0 Niskie ciśnienie wejściowe gazu
0-12-1 Niskie ciśnienie wyjściowe gazu
0-12-2 Wysokie ciśnienie wyjściowe gazu
0-12-3 Niestabilne ciśnienie wyjściowe gazu
0-13-0 Ostrzeżenie o niestabilnym napięciu zasilania
0-19-0 Zabezpieczenie sprzętowe układu mocy
0-20-0 Niskie ciśnienie gazu
0-21-0 Za wysoki spadek ciśnienia podczas cięcia
0-22-0 Brak gazu
0-30-0 Problem z materiałami eksploatacyjnymi
0-32-0 Materiały eksploatacyjne zużyte (tylko PMax105)
0-40-0 Za wysoka temperatura źródła
0-50-0 Nasadka na palniku jest niedokręcona
0-51-0 Sygnał startu na wcześnie podczas uruchomienia
0-52-0 Palnik niepodłączony do źródła
0-60-0 Błąd napięcia zasilania
0-61-0 Niestabilny sygnał łuku
0-98-0 Wewnętrzny błąd komunikacji
0-99-0 Awaria sprzętowa – niezbędny serwis

Numery katalogowe okablowania:

023206 kabel interfejsu maszynowego CPC bez sygnału dzielnika napięcia; konektory widełkowe, dł. 7,6 m
023279 kabel interfejsu maszynowego CPC bez sygnału dzielnika napięcia; konektory widełkowe, dł. 15 m
228350 kabel interfejsu maszynowego CPC z sygnałem dzielnika napięcia; konektory widełkowe, dł. 7,6 m
228351 kabel interfejsu maszynowego CPC z sygnałem dzielnika napięcia; konektory widełkowe, dł. 15 m
223048 kabel interfejsu maszynowego CPC z sygnałem dzielnika napięcia, wtyczka D-SUB, dł. 7,6 m
123896 kabel interfejsu maszynowego CPC z sygnałem dzielnika napięcia, wtyczka D-SUB, dł. 15 m

223236 kabel interfejsu szeregowego RS-485, nie zakończony wtyczką od strony CNC, dł. 7,6 m
223237 kabel interfejsu szeregowego RS-485, nie zakończony wtyczką od strony CNC, dł.15.2 m
223239 kabel interfejsu szeregowego RS-485, zakończony wtyczką D-SUB 9-ciobolcową, dł. 7,6 m
223240 kabel interfejsu szeregowego RS-485, zakończony wtyczką D-SUB 9-ciobolcową, dł. 15 m