Megismerjük a könyv gyakorlóeszközét: műszaki adatok, csatlakozók, bekötési rajzok és az első valódi kapcsolás.
- 7.1 Mit tud a CC100?
- 7.2 Tápellátás
- 7.3 Digitális bemenetek: PNP érzékelők
- 7.4 Digitális kimenetek
- 7.5 Analóg csatornák és hőmérséklet-bemenetek
- 7.6 Hálózat és soros kommunikáció
- 7.7 Kezelőszervek és LED-ek
- 7.8 Bekötési gyakorlat
- 7.9 Munkavédelem a bekötésnél
- Összefoglalás
- Ellenőrző kérdések
- Tudáspróba
- A fejezet forrásai
Eddig általánosságban beszéltünk a PLC-ről. Most jön az az eszköz, amelyen a könyv minden gyakorlata futni fog: a WAGO Compact Controller 100, cikkszáma 751-9301.
Ez a fejezet a legkézzelfoghatóbb az eddigiek közül. A végére tudni fogod, mit hova kell kötni, és el is végzed az első bekötést — még program nélkül, mert a vezérlő LED-jei önmagukban is megmutatják, működik-e az érzékelőd.
A fejezet egyben az írásbeli vizsga „PLC hardware ismerete” témakörének (20%) gyakorlati lehorgonyzása.
7.1 Mit tud a CC100?
| Adat | Érték |
|---|---|
| CPU | Cortex A7, 650 MHz1 |
| Munkamemória (RAM) | 512 MB1 |
| Belső tároló (flash) | 4 GB1 |
| Programozókörnyezet | CODESYS V3.51 |
| Méret (Sz × Ma × Mé) | 108 × 55 × 90 mm1 |
| Környezeti hőmérséklet (üzem) | −25 … 60 °C1 |
| Memóriakártya | µSD, állapotjelző LED-del2 |
Beépített be- és kimenetek:
| Csatorna | Darab | Jellemző |
|---|---|---|
| Digitális bemenet (DI) | 8 | 24 V DC, IEC 61131-2 Type 3, high-side switching1 2 |
| Digitális kimenet (DO) | 4 | high-side switching, 0,5 A, rövidzárvédett1 2 |
| Analóg bemenet (AI) | 2 | 0 … +10 V DC, 16 bit felbontás1 |
| Analóg kimenet (AO) | 2 | 0 … +10 V DC, 12 bit felbontás1 |
| Hőmérséklet-bemenet (RTD) | 2 | Pt1000 / Ni1000, −60 … +350 °C, kétvezetékes1 2 |
Kommunikáció: 2 × RJ-45 Ethernet (Modbus TCP, Modbus UDP), valamint 1 db soros port TIA/EIA-485 szerint (Modbus RTU), 115 200 baud, félduplex.1 2
A CC100 kompakt vezérlő: egyetlen házban tartalmazza a CPU-t, a tápellátást és a be-/kimeneteket. Helyi bővítőmodulokkal nem bővíthető — a könyvben ezért hálózaton keresztül, Modbus TCP-s I/O-modullal bővítjük (21. fejezet).
7.2 Tápellátás
| Adat | Érték |
|---|---|
| Rendszertáp | 24 V DC, SELV, tűrés −15 … +20 %1 2 |
| Megengedett tartomány | 20,4 V … 28,8 V (számítás a tűrésből) |
| Max. rendszeráram | US+ oldalon 500 mA2 |
| Csatlakozó | X4: 1 = US+, 2 = GND2 |
A 20,4–28,8 V tartomány azt jelenti, hogy egy 12 V-os tápegység nem elég, egy 30 V-os labortáp pedig túl sok. Laborban a leggyakoribb kezdő hiba a rosszul beállított tápegység — mérd meg a feszültséget, mielőtt a vezérlőre kötöd.
A vezérlő törpefeszültségű, biztonsági leválasztott (SELV) táplálást igényel.2 Ez azt jelenti, hogy a tápegység kimenete a hálózati oldaltól biztonságosan el van választva. Hálózati feszültség a vezérlő táp-oldalára nem kerülhet. Ez nem ajánlás, hanem a készülék használati feltétele.
7.3 Digitális bemenetek: PNP érzékelők
Ez az a pont, ahol a 3. fejezet elmélete konkrét adattá válik.
| Adat | Érték |
|---|---|
| Darabszám | 8 (DI1 … DI8)1 |
| Bemenettípus | IEC 61131-2 Type 3, high-side switching2 |
| „0” jelszint | −3 … +5 V DC2 |
| „1” jelszint | +11 … +30 V DC2 |
| Csatlakozó | X12: 1 = Uout+ (24 V kimenet), 2 = GND, 3–10 = DI1…DI82 |
Az érzékelő a +24 V-ot kapcsolja a bemeneti kapocsra, nem a 0 V-ot. Ez felel meg a köznyelvi
PNP (sourcing, pozitívan kapcsoló) érzékelőnek. Az érzékelők tápellátása a vezérlő saját
Uout+ kimenetéről történik.2
A high-side switching kialakítás NPN érzékelőt nem támogat, és a kézikönyv nem is említ
ilyen lehetőséget. Ha NPN érzékelőt kötsz rá, a bemenet egyszerűen nem fog érzékelni — nem
lesz füst, nem lesz hibaüzenet, csak nem működik. Vásárláskor mindig ellenőrizd az érzékelő
típusát!
A szabvány és az adatlap eltérése
| IEC 61131-2 Type 3 (3. fejezet) | CC100 adatlap | |
|---|---|---|
| „0” állapot | −3 … +11 V | −3 … +5 V |
| „1” állapot | 11 … 30 V | +11 … +30 V |
A CC100 tehát a „0” állapotra szűkebb sávot ad meg, mint a szabvány szabályos működési tartománya. Ez nem ellentmondás, hanem szigorítás: a gyártó a bizonytalan 5–11 V-os sávot nem sorolja a garantált „0” állapotba.
A 3. fejezetben azt írtuk: „beüzemelésnél mindig a gyártói adatlap az irányadó”. Itt látod, miért. A szabvány a kereteket adja, a konkrét készülék adatlapja a garanciát. A vizsgán a szabványos táblázatot kérdezik; a gyakorlatban az adatlapot kell követned.
7.4 Digitális kimenetek
| Adat | Érték |
|---|---|
| Darabszám | 4 (DO1 … DO4)1 |
| Kapcsolási mód | high-side switching2 |
| Kimeneti áram | 0,5 A / kimenet, rövidzárvédett1 2 |
| Terhelés típusa | DC, általános felhasználás (UL 61010-2-201 szerint)2 |
| Csatlakozó | X5: 1 = Uin+ (kimeneti táp), 3, 5, 7, 9 = DO1…DO4, 2/4/6/8/10 = 0V2 |
Uin+ külön tápellátást igényel.A kimenetek külön tápellátást kapnak az Uin+ lábon. Ha ez nincs bekötve:
- a vezérlő elindul,
- a program lefut,
- a
DOLED-ek akár villoghatnak is — - de a kimenetek nem kapcsolnak.
Ilyenkor a kezdő órákig keresi a hibát a programban. Az ellenőrzőlistád első pontja legyen:
„be van kötve az Uin+?”
Amit a bekötésnél tudni kell:
- a
high-side switchingitt is pozitív oldali kapcsolást jelent: a terhelés egyik vége aDOxkapocsra, a másik a0V-ra kerül; - a 0,5 A korlát kimenetenként értendő: egy mágneskapcsoló tekercse belefér, egy motor közvetlenül nem;
- a kimenet rövidzárvédett, de ez nem jelenti azt, hogy büntetlenül lehet rövidre zárni.
Ha mágneskapcsolót, szelepet vagy relét kapcsolsz, a kikapcsoláskor keletkező feszültséglöket ellen szabaddá futó diódát szokás alkalmazni a tekerccsel párhuzamosan. A pontos megoldást a beavatkozó adatlapja írja elő.
A gyártói adatlap és a kézikönyv nem nevezi meg a kimenet félvezető-technológiáját. A
high-side switching, a rövidzárvédelem és a 0,5 A-es DC-korlát együtt félvezetős
kimenetre utal, de ezt a könyv következtetésként, nem gyártói tényként közli.
7.5 Analóg csatornák és hőmérséklet-bemenetek
| Csatorna | Adat |
|---|---|
| AI (X14) | 2 db, 0 … +10 V DC, 16 bit felbontás; 1 = AI1, 2 = GND, 3 = AI2, 4 = GND1 2 |
| AO (X6) | 2 db, 0 … +10 V DC, 12 bit felbontás; 1 = AO1, 2 = GND, 3 = AO2, 4 = GND1 2 |
| RTD (X13) | 2 db, Pt1000 / Ni1000 átkapcsolható, −60 … +350 °C, kétvezetékes; PT1+, PT1−, PT2+, PT2−1 2 |
Elvi felbontás (számítás a bitszámból):
- analóg bemenet: 10 V / 65 536 ≈ 0,153 mV
- analóg kimenet: 10 V / 4 096 ≈ 2,44 mV
Vagyis a bemenet finomabb, mint a kimenet — ez tudatos gyártói döntés: mérni pontosabban kell, mint beavatkozni.
A CC100 analóg csatornái feszültségjelűek (0–10 V). Egy ipari 4–20 mA-es távadót közvetlenül nem lehet rákötni. Két megoldás van:
- terhelőellenállás beiktatása, amely az áramot feszültséggé alakítja (pl. 500 Ω-nál a 4–20 mA éppen 2–10 V-ot ad — de ez a tartomány alsó része elveszik);
- áramjelű bővítőmodul használata.
Ez azért fontos, mert az iparban dolgozók jellemzően a 4–20 mA-t ismerik (3. fejezet), és első ránézésre nem várják ezt a korlátot.
A 3. fejezetben láttad: kétvezetékes RTD-bekötésnél a vezetékellenállás közvetlenül hozzáadódik a mért ellenálláshoz. A CC100 kétvezetékes bekötést használ — ezért:
- használj rövid érzékelővezetéket;
- a Pt1000 (1000 Ω alapérték) itt előnyösebb a Pt100-nál, mert ugyanaz a néhány ohmos vezetékellenállás tizedakkora relatív hibát okoz.
7.6 Hálózat és soros kommunikáció
| Adat | Érték |
|---|---|
| Ethernet | 2 × RJ-451 |
| Protokollok | Modbus TCP, Modbus UDP, Modbus RTU1 |
| Soros port | 1 × TIA/EIA-485, 115 200 baud, félduplex2 |
| Csatlakozó (X11) | 1 = D+, 2 = D−, 3 = GNDRS, 4 = SHRS2 |
Ez a két port adja a könyv kommunikációs fejezeteinek hardveres alapját: a Modbus TCP az Ethernet-porton (20–21. fejezet), a Modbus RTU az RS-485-ön.
Egy terjesztői termékleírás EtherCAT-támogatást is állít a CC100-ról, a gyártói adatlap viszont csak Modbus (TCP, UDP) és Modbus RTU protokollt nevez meg.1 A könyv ezért nem ígér EtherCAT-et a CC100-on. Ha a projektedhez EtherCAT kell, ellenőrizd a WAGO aktuális adatlapján és a firmware-verzióhoz tartozó funkciólistán.
7.7 Kezelőszervek és LED-ek
Üzemmódválasztó kapcsoló:2
| Állás | Funkció |
|---|---|
RUN |
normál üzem, az alkalmazások futnak |
STOP |
leállítás, minden alkalmazás megállt |
RESET |
meleg vagy hideg indítás (rugós visszatérésű állás) |
Reset-nyomógomb: kis löketű nyomógomb, 1,1–2,1 N működtetési erővel; IP-cím beállítására, szoftveres újraindításra és gyári visszaállításra használható.2 A pontos kezelést a 9. fejezetben tanuljuk meg.
LED-ek:2
| LED | Színek | Jelentés |
|---|---|---|
SYS |
vörös / zöld / kikapcsolt | rendszerállapot |
RUN |
vörös / zöld / kikapcsolt | a PLC-program állapota |
USR |
vörös / zöld / kikapcsolt | felhasználói LED, programozható |
LNK ACT1, LNK ACT2 |
zöld / kikapcsolt | Ethernet-kapcsolat és forgalom |
µSD |
narancs / kikapcsolt | memóriakártya állapota |
DI1–DI8, DO1–DO4 |
zöld / kikapcsolt | a digitális be- és kimenetek állapota |
A CC100-on minden digitális csatornának saját LED-je van. Ez azt jelenti, hogy a bekötést
program nélkül, puszta szemmel ellenőrizheted: ha megnyomod a nyomógombot, és a DI1 LED
felgyullad, a bekötés és az érzékelő rendben van. Ha nem gyullad fel, nincs értelme a
programban keresni a hibát.
A programozható USR LED pedig ingyenes „kimenet” az első programjaidhoz: bekapcsolhatod
programból, terhelés és bekötés nélkül.
7.8 Bekötési gyakorlat
Ez a könyv első valódi hardveres feladata. Program még nem kell hozzá.
Amire szükséged lesz: CC100, 24 V DC SELV tápegység, 1 db nyomógomb (záró), 1 db 24 V-os jelzőlámpa vagy relé, vezetékek, csavarhúzó, multiméter.
Lépések:
- Feszültségmentes állapotban kösd be a tápellátást az X4 csatlakozóra:
US+ésGND. - Mérd meg a tápegység kimenetét multiméterrel: a 20,4–28,8 V tartományban kell lennie.
- Kösd be a nyomógombot a DI1 bemenetre: az egyik oldala a
Uout+-ra (X12/1), a másik aDI1-re (X12/3). - Kösd be a jelzőlámpát a DO1 kimenetre: az egyik oldala a
DO1-re (X5/3), a másik a0V-ra (X5/2). - Kösd be a kimenetek tápellátását:
Uin+(X5/1) a +24 V-ra. - Kapcsold be a tápot. A
SYSLED-nek jeleznie kell. - Nyomd meg a gombot, és figyeld a
DI1LED-et. Fel kell gyulladnia.
Ellenőrző kérdések a gyakorlathoz:
- Felgyullad a
DI1LED? Ha nem, mit ellenőriznél először? (Tipp: PNP?Uout+bekötve?) - A jelzőlámpa most nem fog világítani. Miért? (Nincs program, ami bekapcsolja a
DO1-et.) - Mi történne, ha az
Uin+nem lenne bekötve, és lenne program?
Készíts bekötési tervet az alábbi berendezéshez, a csatlakozók és a lábszámok pontos megadásával:
- 1 db Start nyomógomb (záró), 1 db Stop nyomógomb (bontó), 1 db PNP közelítésérzékelő;
- 1 db mágneskapcsoló (24 V DC tekercs, 0,2 A), 1 db jelzőlámpa (24 V, 0,05 A);
- 1 db Pt1000 hőmérséklet-érzékelő.
Add meg: melyik jel melyik csatlakozó melyik lábára kerül, mennyi az összes áramfelvétel a kimeneti oldalon, és belefér-e a kimenetek terhelhetőségébe.
7.9 Munkavédelem a bekötésnél
- Feszültségmentes állapotban köss be. A vezérlő tápellátását csak a bekötés befejezése és ellenőrzése után kapcsold be.
- SELV tápegységet használj. Hálózati feszültség a vezérlő táp-oldalára nem kerülhet.
- Ellenőrizd a polaritást bekapcsolás előtt. A felcserélt táp károsíthatja a készüléket.
- A 0,5 A-es kimeneti korlátot tartsd be. Nagyobb terheléshez mágneskapcsoló kell, amelyet a PLC vezérel — a terhelést nem közvetlenül a PLC kapcsolja.
- Ha a berendezés mozgó részt is működtet, a vészleállítást hardveresen, a PLC-től függetlenül kell megoldani (24. fejezet).
Összefoglalás
A WAGO CC100 (751-9301) kompakt vezérlő: egyetlen házban tartalmazza a CPU-t (Cortex A7, 650 MHz), a memóriát (512 MB RAM, 4 GB flash) és a be-/kimeneteket. Programozókörnyezete a CODESYS V3.5.
Beépített I/O: 8 DI, 4 DO, 2 AI, 2 AO és 2 RTD csatorna. Tápellátása 24 V DC SELV, a megengedett tartomány 20,4–28,8 V.
A digitális bemenetek IEC 61131-2 Type 3, high-side switching kialakításúak — tehát
PNP érzékelő kell hozzájuk, amelyet a vezérlő saját Uout+ kimenetéről táplálunk. Az
adatlap a „0” állapotra szűkebb sávot (+5 V-ig) ad meg, mint a szabvány (+11 V-ig): a
gyártói adat szigorúbb, és beüzemelésnél az irányadó.
A digitális kimenetek szintén high-side kapcsolásúak, 0,5 A-ig terhelhetők, rövidzárvédettek,
és külön tápellátást igényelnek az Uin+ lábon — ennek hiánya a leggyakoribb kezdő hiba.
Az analóg csatornák 0–10 V-osak (bemenet 16 bit, kimenet 12 bit), ezért 4–20 mA-es távadó közvetlenül nem csatlakoztatható. A hőmérséklet-bemenetek Pt1000/Ni1000 érzékelőt fogadnak kétvezetékes bekötéssel, ezért rövid érzékelővezeték ajánlott.
A kommunikációt 2 × RJ-45 Ethernet (Modbus TCP/UDP) és egy RS-485 port (Modbus RTU) biztosítja. A csatornánkénti DI/DO LED-ek a leggyorsabb hibakeresési eszközök: a bekötés program nélkül is ellenőrizhető.
Ellenőrző kérdések
- Milyen beépített be- és kimenetei vannak a CC100-nak? Sorold fel darabszámmal!
- Mekkora a megengedett tápfeszültség-tartomány, és honnan jön ez a két szám?
- Mit jelent a SELV, és miért követelmény?
- Milyen típusú érzékelő kell a CC100 digitális bemeneteire, és miért?
- Honnan kapja a tápellátást az érzékelő, ha a CC100-ra kötjük?
- Miben tér el a CC100 bemeneti „0” szintje a szabványostól, és miért nem ellentmondás ez?
- Mi az
Uin+szerepe, és mi történik, ha nincs bekötve? - Mekkora a kimenetek terhelhetősége, és mit kell tenni ennél nagyobb terhelésnél?
- Miért nem köthető közvetlenül 4–20 mA-es távadó a CC100 analóg bemenetére?
- Miért előnyösebb a Pt1000 a Pt100-nál kétvezetékes bekötésnél?
- Milyen LED-ek segítik a hibakeresést, és hogyan használnád őket program nélkül?
- Milyen protokollokat nevez meg a gyártói adatlap, és mit nem ígér a könyv a CC100-ról?
Tudáspróba
Válaszd ki az egyetlen helyes választ!
1. A CC100 beépített digitális be- és kimeneteinek száma: a) 4 DI és 8 DO b) 8 DI és 4 DO c) 8 DI és 8 DO d) 16 DI és 8 DO
2. A CC100 megengedett tápfeszültség-tartománya: a) 20,4–28,8 V b) 12–24 V c) 24–36 V d) 5–24 V
3. A CC100 digitális bemeneteinek típusa: a) IEC 61131-2 Type 1 b) IEC 61131-2 Type 2 c) IEC 61131-2 Type 3 d) nem szabványos
4. A „high-side switching” azt jelenti, hogy az érzékelő: a) a 0 V-ot kapcsolja a bemenetre; b) analóg jelet ad; c) váltakozó feszültséget ad; d) a +24 V-ot kapcsolja a bemenetre.
5. Milyen érzékelő szükséges a CC100 bemeneteire? a) PNP b) NPN c) bármelyik d) csak potenciálmentes érintkező
6. Mi történik, ha az Uin+ nincs bekötve?
a) a vezérlő nem indul el;
b) a program fut, de a kimenetek nem kapcsolnak;
c) a bemenetek nem működnek;
d) a vezérlő hibaüzenetet ad.
7. A CC100 digitális kimenetének terhelhetősége kimenetenként: a) 0,1 A b) 0,5 A c) 2 A d) 5 A
8. A CC100 analóg csatornáinak jelformája: a) 4–20 mA b) 0–20 mA c) 0–10 V d) ±10 V
9. A CC100 hőmérséklet-bemenete: a) Pt100-at fogad, négyvezetékes bekötéssel; b) Nem létezik; c) hőelemet fogad; d) pt1000/Ni1000-et fogad, kétvezetékes bekötéssel.
10. Melyik protokollt nevezi meg a CC100 gyártói adatlapja? a) Modbus TCP / UDP és Modbus RTU b) EtherCAT c) PROFINET d) CANopen
A megoldókulcs a B függelékben található.
A fejezet forrásai
Forráskezelési megjegyzés. A wago.com termékoldalainak nyilvános felülete csak a fő adatokat közli; a részletes adatlap és a kézikönyv PDF-je terjesztői tükrökön volt elérhető. Ezek tartalmilag gyártói dokumentumok (WAGO-fejléc, WAGO-cikkszám). A lektorálás során ellenőrizni kell, hogy a wago.com-on elérhető legfrissebb kiadás egyezik-e ezekkel az adatokkal, és a hivatkozásokat a gyártó saját letöltési oldalára kell átírni.