IL LADDER DIAGRAM - TIM e Telecom in un unico … OMRON Electronics SpA Concetti Base • Un...

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OMRON Electronics SpA

IL LADDER DIAGRAM

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Concetti base, regoledi stesura del programma e

linguaggio equivalente in listaistruzioni

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ContattoNormalmenteAperto

ContattoNormalmenteChiuso

Uscita

UscitaNegata

ContattoNormalmenteAperto

Ladder Diagram

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Concetti Base

• Un programma in diagramma a relè (Ladder Diagram), èformato da una serie di righe circuitali

• Una riga circuitale (Network o Rung) è composta da:– una serie di contatti collegati tra loro in serie e/o parallelo– eventuali diramazioni– bobine o funzioni

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Concetti Base

• Ogni Rung (o Network) ha origine da una barra verticale postaa sinistra del diagramma

• Il flusso dei contatti viene letto da sinistra a destra e dall’altoverso il basso

Barra verticale

Separatore di Rung

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• Una bobina non può essere collegata direttamente alla barra disinistra; in tal caso è necessario interporre un contatto AlwaysON (sempre chiuso)

• A destra di una bobina di uscita o di una funzione non èpossibile programmare alcun contatto

• Il numero di contatti collegabili in serie o parallelo è limitatosolo dalla memoria di programma del PLC

100.00

253.13

100.00

SempreON

Concetti Base

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Concetti Base

• E’ consigliabile non programmare un contatto di uscita comebobina più di una volta

• E’ possibile utilizzare come input ausiliario un contattoassociato allo stato dell’uscita

• E’ possibile collegare in parallelo due o più bobine

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A

A

B

C

C

D

E

E

R1

R2

A

DC

B

E

R1

R2

Concetti Base

• Non è possibile programmare dei contatti sui rami dicollegamento verticale

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Le Istruzioni di Base

• LD– Istruzione di apertura di ciascuna Rung; è associata ad un contatto

• OUT– Attiva una bobina di uscita; costituisce la terminazione di una Rung

• AND– Collega due contatti in serie

• OR– Collega due contatti in parallelo

• NOT– Inverte la logica del contatto di ingresso o di uscita. Può essere usata in

combinazione con LD, AND, OR e OUT

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Concetti Base

• Alle righe circuitali (Rung) in Ladder Diagram corrispondonosequenze di istruzioni in forma mnemonica (Lista Istruzioni)

• Nella forma mnemonica ciascuna riga circuitale viene apertacon una istruzione di LOAD (LD)

Esempio: Codifica dell’esempio:

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L’istruzione AND

IN0 IN1 OUT

SCHEMA ELETTRICO

IN0 IN1OUT

DIAGRAMMA A RELE'

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Esempio sull’istruzione AND


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IN0

IN1

OUT

DIAGRAMMA A RELE'

IN0

IN1

OUT

SCHEMA ELETTRICO

L’istruzione OR

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Esempio sull’istruzione OR


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Address Instruction Data

00000 LD 000.0100001 OR 000.0300002 LD 000.0500003 OR NOT 000.0700004 AND LD00005 OUT 100.00

100.00

000.01 000.05

000.03 000.07

L’istruzione AND LD

• L’istruzione AND LD collega in SERIE due blocchi circuitali• Non c’è limite al numero di blocchi collegabili in serie con

l’istruzione AND LD

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Address Instruction Data

00000 LD 000.0100001 AND NOT 000.0300002 LD 000.0500003 AND 000.0700004 OR LD00005 OUT 100.01

100.01

000.01 000.03

000.05 000.07

L’istruzione OR LD

• L’istruzione OR LD collega in PARALLELO due blocchicircuitali

• Non c’è limite al numero di blocchi collegabili in parallelo conl’istruzione AND LD

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Circuito Parallelo/Serie

100.00

000.01 000.03 000.05 000.07

100.00

Address InstructionData

00000 LD 000.01

00001 AND 000.03

00002 OR 100.00

00003 AND 000.05

00004 AND NOT 000.07

00005 OUT 100.00

100.00

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Circuito Serie/Parallelo

000.01

000.03 000.05 000.07

100.01

100.01

000.09

Address InstructionData

00000 LD 000.0100001 AND NOT 000.0300002 LD 000.0500003 AND 000.0700004 OR 100.0100005 OR 000.0900006 AND LD00007 OUT 100.01

000.01

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000.01 000.03 000.09 000.11

100.03

000.15000.13000.07000.05Address Instruction Data

00000 LD 000.0100001 AND NOT 000.0300002 LD NOT 000.0500003 AND 000.0700004 OR LD00005 LD 000.0900006 AND 000.1100007 LD 000.1300008 AND 000.1500009 OR LD00010 AND LD00011 OUT 100.03

Due circuiti Parallelo in Serie

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Relè Temporanei

• I RELE’ TEMPORANEI (TR) vengono utilizzati per collegarepiù diramazioni di uscita che hanno origine da punti intermedidi una riga circuitale

• Il loro uso è legato esclusivamente alla programmazione in listaistruzioni

• Utilizzando strumenti che consentano la programmazionedirettamente in Ladder Diagram (CX-Programmer) i TRvengono gestiti in modo automatico

• Spesso è possibile evitare l’uso dei TR riscrivendo il circuito inmodo opportuno...

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000.01

000.09

000.07

000.05000.03

100.00

100.02

100.01

TR 0 TR 1

000.03000.01

100.09

100.08

TR 0

000.03

000.01

100.08

100.09

Indirizzo Istruzione Dato

00000 LD 000.0100001 OUT TR 000002 AND 000.0300003 OUT TR 100004 AND 000.0500005 OUT 100.0000006 LD TR 100007 AND 000.0700008 OUT 100.0100009 LD TR 000010 AND 000.0900011 OUT 100.02

000.01

Relè Temporanei

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00000 LD HR0311

INDIRIZZO ISTRUZIONE PARAMETRO

HR:ID. ALFANUMERICO

0311:ID. NUMERICO

Il linguaggio in Lista Istruzioni

• ISTRUZIONI (operatori)– Specificano le operazioni logiche da eseguire

• PARAMETRI (operandi)– Sono i dati su cui viene eseguita l’operazione logica. In genere i dati

sono identificati da:• IDENTIFICATORE ALFANUMERICO• IDENTIFICATORE NUMERICO

• INDIRIZZI– Stabiliscono la posizione delle istruzioni nella memoria di programma

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Il linguaggio in Lista Istruzioni

• CONTATTO: Ingresso ON/OFF• BOBINA: Uscita ON/OFF• CANALE (WORD): Insieme di 16 contatti o bobine

– I contatti (Bit) di una canale sono individuati da un numero composto dadue cifre (da 00 a 15)

– I canali (Word) indirizzabili a bit sono individuati da un numero di trecifre

CANALE BIT

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La programmazione dei PLC

OMRON

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Il progetto software e laprogrammazione conCX-Programmer 3.0

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• Determinare i requisiti del sistema al quale dovrà essere applicato il PLC• Identificare i dispositivi di ingresso e di uscita ed associarli agli indirizzi

fisici• Tracciare uno schema che rappresenti:

– Le funzioni richieste dal controllo del sistema– Le reciproche correlazioni

• Codificare lo schema simbolico, ovvero ‘scrivere il programma’ edocumentarlo

• Verificare, tramite simulazione e collaudo, il corretto funzionamento delprogramma

• Una volta ultimato e testato, memorizzare eventualmente il programma suMemory Card

Il progetto Software

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Dispositivi di programmazione

• Sono un indispensabile strumento di supporto alla realizzazionedel progetto software

– CONSOLE DI PROGRAMMAZIONE. Sono disponibili i modelli:• C200H-PRO27 (cavo separato)• CQM1-PRO01

– COMPUTER. Esistono diversi software di programmazione per PC:• CX-Programmer (per Windows)• SYSWIN (per Windows)• SSS (per DOS)

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CX-Programmer

Programmare con

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Caratteristiche

• CX-Programmer è un software per ambiente Windows, creatoper la programmazione dei PLC OMRON per mezzo di unPersonal Computer

• CX-Programmer consente di:– Creare e modificare programmi– Archiviare i programmi su disco– Verificare la correttezza del programma tramite operazioni di debug– Verificare la funzionalità del programma mediante connessione seriale

con il PLC (On line) e monitoraggio dei dati– Commentare il programma in tutte le sue parti– Stampare i programmi e la documentazione di riferimento

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Requisiti di sistema

• Configurazione minima richiesta per il corretto funzionamentodi CX-Programmer 3.0:

– CPU Pentium 200MHz o superiore– Hard Disk con almeno 600MB di spazio libero– Minimo 32 MB di RAM– SVGA 800x600 o superiore– Windows 9x, NT, 2000, XP

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• Il programma viene fornito esclusivamente su CD• Per effettuare l’installazione inserire il CD e avviare da

Gestione Risorse il programma SETUP presente sul CD-ROM• L’installazione è quasi completamente automatica: seguire le

istruzioni indicate a video• CX-Programmer è composto da due parti:

– Il software di programmazione CX-Programmer– Il software di comunicazione CX-Server

• L’installazione di CX-Server si avvierà automaticamente altermine dell’installazione di CX-Programmer

CX-PROGRAMMER: Installazione

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CX-PROGRAMMER: Licenze d’uso

• CX-Programmer è protetto tramite un codice di abilitazione• Il controllo delle copie è basato sul metodo delle licenze d’uso,

in stile Microsoft• In mancanza di un codice valido CX-Programmer verrà

installato in modalità DEMO• In modalità DEMO non sarà possibile né salvare né stampare i

progetti

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Barra deimenu

Barra delle icone

Spazio diLavoro

Risultati dellecompilazioni odelle ricerche(Output window)

Visualizzazionecontenuto dellevariabili (watchwindow)

La finestra principale

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Creazione di un progetto

• Dopo aver lanciato CX-Programmer dal menù di avvio diWindows, selezionare “File, Nuovo”.

• Tipo di periferica: permette di selezionare il tipo diPLC; il pulsante impostazioni viene utilizzato perselezionare il tipo di CPU.

• Tipo di rete: permette di selezionare il tipo dicollegamento (Sysmac Way, Toolbus, ed altri tipi direte per i PLC che le supportano). Il pulsanteImpostazioni visualizza la finestra per laconfigurazione dei parametri di comunicazione.

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Selezione del PLC

• Selezionare il tipo di PLC dall’elenco a discesa e cliccaresull’opzione ‘Impostazioni’ per inserire il tipo esatto di CPU

• Se le impostazioni di CX-Programmer non corrispondonoesattamente al PLC collegato, non sarà possibile comunicarecon il PLC

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Impostazioni della comunicazione

• Una volta effettuata la selezione del protocollo (Toolbus,Sysmac Way,…) cliccare su ‘Impostazioni’ per specificare ilnumero della porta la velocità e il formato dei dati.

• E’ possibile collegarsi al PLC via porta seriale oppure viaModem

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Le Rung o ‘Network’

• Durante la programmazione, per agevolare l’editazione, CX-Programmer crea automaticamente una Rung vuota

• Lo schema mnemonico viene tradotto automaticamente, e neviene verificata la correttezza

• Le Rung errate o incomplete vengono indicate con una lineaverticale rossa sulla barra delle network

• E’ anche possibile lasciare network incomplete, lasciarecontatti privi di indirizzo e/o nome, lasciare le istruzioni privedi operandi.

• Tutto può essere completato in un secondo momento...

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Le Rung o ‘Network’

• Quando si apre un nuovo progetto il cursore è già posizionatosulla prima Rung

• Per inserire una nuova Rung tra due già esistenti è sufficienteselezionare con il tasto destro del mouse il bordo sinistro delladder e scegliere se inserire la nuova Rung al di sotto o al disopra di quella correntemente selezionata.

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Simboli del programma Ladder

• Per disegnare il diagramma a relè, contatto per contatto, èsufficiente:– Posizionare il cursore– Fare clic sull’icona relativa al simbolo ladder desiderato– Inserire i parametri relativi e premere Invio

Contatto N.A.in parallelo

Strumento di selezione Contatto N.C.

Contatto N.A.

Contatto N.C.in parallelo

Barra Verticale

Barra Orizzontale Funzioni(compresi

Timer e Counter)

Uscita

Uscitanegata

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• Nella finestra di inserimento di un nuovo contatto è possibilespecificare nome, indirizzo o valore, commento e tipo disimbolo (locale o globale) associato al contatto selezionato

• Per i PLC serie CV, CS1e CJ1 è anche possibileselezionare il refreshimmediato e la modalitàdi differenziazione

Inserimento di contatti e bobine

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Per aggiungere un simbolo è necessario essere Off-Line.

Si inserisce il nome, l’indirizzo o ilvalore, ilcommento ed infine il Tipo di dato.Il tipo di dato permette di associare aduna variabile un tipo rendendo cosìpossibile un controllo sugli operandidelle istruzioni(es.: su un dato definito BCD saràpossibile effettuare solo operazioniBCD, in caso contrario durante lacompilazione verrà generato unmessaggio di Warning).

Inserimento di commenti e simboli

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Inserimento del programma

La zona rossa indica chela network è incompleta

• Inserimento degli altri contatti:– Per aggiungere un nuovo contatto usare l’icona oppure il tasto ‘C’– Per aggiungere un uscita utilizzare l’icona oppure il tasto ‘O’– Per collegare due circuiti usare l’icona oppure il tasto ‘V’ (per

collegare dall’alto in basso) o il tasto ‘U’ (per collegare dal basso versol’alto)

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Modifica del Ladder

• Per inserire una colonna (creare lo spazio per un nuovo contatto)utilizzare i tasti CTRL+ALT+?

• Per inserire una riga (creare lo spazio per un’altra istruzione onetwork) utilizzare i tasti CTRL+ALT+?

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Le Funzioni• Selezionando tra le icone di progetto l'icona

si apre la finestra di immissione di unafunzione.

• E' possibile richiamare direttamente lafunzione, digitando il nome corrispondente,oppure è possibile selezionarla da una listadisponibile facendo clic sul tasto di ricerca.

• Una volta selezionata la funzione è possibileinserirne i parametri (se richiesti) e deciderese utilizzare o meno la forma differenziale(se consentito).

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Una volta completato il progetto èpossibile salvarlo su disco sottoforma di file richiamando la voce"Salva con nome..." dal menù"File".

Tutti i file salvati possono essererichiamati selezionando la voce"Apri" dal menù "File".

L’Archiviazione

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Lavorare ‘On-Line’

• Per attivare la comunicazione con il PLC, cliccare sull’iconaoppure selezionare la voce ‘Lavoro in Linea’ del menù PLC:

• Se il PLC è collegato correttamente, lo sfondo dell’editor delladder varierà il proprio colore (da bianco a grigio); in casocontrario comparirà la seguente finestra di errore:

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• Quando si è in collegamento con il PLC, la modalità operativaviene indicata:– Sulla barra delle icone

– Nella finestra di progetto

– Sulla barra di stato

• Dalla barra delle icone è anche possibile cambiare la modalità delPLC selezionando l’icona corrispondente alla modalità desiderata

PROGRAM

DEBUG (solo serie CV)

RUN

MONITOR

Modalità Operativa

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• Collegarsi al PLC e cliccare sull’icona oppure selezionarel’opzione “Trasferisci... Al PLC” dal menù PLC

Trasferire il programma

Comparirà una finestra per la selezionedelle opzioni di download, in modo dastabilire quali elementi debbano esseretrasferiti insieme al programma.Per scaricare il programma il PLC NONpuò essere in modalità RUN

• Per trasferire il programma dal PLC al PC utilizzare l’iconao selezionare l’opzione “Trasferisci… Dal PLC” dal menù PLC

• Il caricamento del programma è possibile in qualunque modalità

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• Grazie a CX-Programmer è possibile monitorare l’esecuzionedel programma

• Le linee di programma ‘attive’ sono visualizzate da una lineaevidenziata con un colore configurabile dall’utente

• Per attivare/disattivare il monitoraggio cliccare sull’icona

Monitoraggio On-Line

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• Esiste un editor per i simboli globali e un editor per i simboli locali diciascun singolo task.

• Nell’editor dei simboli globali sono già presenti i principali flag delPLC

Nome della variabile Tipo dellavariabile

Indirizzo variabile ocontenuto dellacostante

Posizione nel rack(Bit I/O)

Utilizzo (in/out/work)

Commento

Editor dei simboli

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• Per attivare l’allocazione automatica occorre selezionarel’opzione Allocazione Automatica del menu PLC.

• Questa funzionalità è disponibile per tutti i PLC!

• Nei PLC della serie CJ1 esiste un area di512 word (area W), creata appositamenteper l’uso come Bit/canali di lavoro.

• Quando l’allocazione automatica è attiva,a tutti i simboli inseriti senza specificarel’indirizzo verrà assegnato un Bit o uno opiù canali dell’area selezionata.Indicare sempre il codice dell’area se

diversa dalla CIO

L’allocazione Automatica

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E’ possibile creare con Excel una tabella a tre colonne (nome, indirizzoo valore, commento), e importarla nel CX-P un elenco di simboli conun semplice copia-incolla.

Creare un elenco di simboli con Excel

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• CX-Programmer è in grado di gestire più PLC oprogrammi all’interno dello stesso progetto.

• Le variabili Globali sono comuni a tutti i programmi di unPLC.

• Le variabili Locali si riferiscono solo al programma in cuisono state definite.

Variabili Locali e Globali

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• Variabili locali e globali possono avere lo stesso nomeanche se si riferiscono a indirizzi diversi.

• Se esistono due variabili, una locale e una globale con lostesso nome e indirizzo diverso, la variabile locale ha lapriorità su quella globale.

Visibilità delle variabili

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Task 1 Task 2

START Motore1

0.00 6.00

START Motore2

40.00 6.01

Variabili globali per il PLC1

Alla variabile globale START è statoassegnato il Bit 0.00,

Variabili locali per il TASK2

Alla variabili locale START e statoassegnato il Bit 40.00

Nel task 1 alla variabile STARTcorrisponde la definizione globale.Nel task 2 la ridefinizione localedella variabile START copre lavariabile globale

Visibilità delle variabili: Esempio

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I commenti sul diagramma ladder possono essere inseriti comecommenti alle network o ai singoli elementi del diagramma ladder ( adesempio contatti e bobine ).

Per commentare un elemento del ladder, è sufficiente selezionarlo con iltasto destro e scegliere l’opzione “Propietà”.Lo stesso meccanismo si applica anche ai Rung.

Commento dei Programmi

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• Il controllo di programma viene effettuato durante lacompilazione.

• Gli eventuali errori o avvisi sono mostrati nella finestra diOutput.

• Facendo un doppio click sull’errore, il cursore verràposizionato sull’istruzione errata.

• Il controllo può essere avviato agendo sull’apposita icona oselezionando l’opzione Compila del menu Program.

Verifica del Programma

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Fare doppio clicksull’errore...

Nella finestra outputvengono visualizzati irisultati dellacompilazione.

• AVVISO: errori nonfatali, è possibile ildownload.

• ERRORE: errori fatali,non è possibile ildownload.

Verifica del Programma

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• Per impostare un bit o il valore di una variabile è sufficienteportarsi col cursore sul contatto o la variabile e premere il tastodestro.

In questo mode è possibilesettare o forzare un Bit

Per impostare unaword o un timer,verrà mostrato ancheil range ammissibileper quel tipo di dato

Set dati e forzature

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• La finestra di controllo permette di tenere sotto controllo lostato di più variabili contemporaneamente.

• Per visualizzare la finestra, selezionare l’icona• Per aggiungere una variabile o un indirizzo da monitorare,

portare il cursore sulla finestra e premere il tasto destro, dalmenu pop-up selezionare Aggiungi. O, più semplicemente,premendo il tasto Ins.

• Per modificare un Bit o un dato selezionarlo col tastodestro.

La finestra di controllo

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• Per attivare le modifiche online– Selezionare una o più network.– Selezionare l’icona .– CX-Programmer effettuerà il controllo di

corrispondenza della network selezionata.– L’area attiva per la modifica diventerà bianca.

• All’interno dell’area attiva è possibile effettuare qualsiasimodifica. E’ anche possibile aggiungere networkallargando l’area selezionata.

• Per confermare le modifiche selezionare l’icona .• Per annullare le modifiche utilizzare l’icona .

La modifica On-Line

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Nella finestra Memoria PLC è possibile visualizzare ogni area di memoria.

Selezionando i pulsanti è possibile

scegliere il tipo di visualizzazione(binario, BCD, decimale, decimalecon segno, real, esadecimale, testo).

Trasferire e modificare i dati(riempire zone di memoria con unvalore, azzerare un’area, trasferire dae per il PLC, confrontare, effettuare ilmonitoraggio continuo)

Nella cartella ‘Indirizzi’ è possibile definire un insieme di simboli oindirizzi da monitorare, appartenenti ad aree dati diverse.

Il monitoraggio dei dati

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Selezionando Registro degli Errori nel Project Workspace compare unafinestra nella quale vengono mostrati gli errori registrati nella memoriadel PLC.

Gli errori compaiono in ordine diimportanza, dal codice di errore sirisale al problema riscontrato dalPLC.

Cancellazione Errori

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• Dal Cx-Programmer con un click sul pulsante si attiva ilData Trace :

• La modalità Data Trace effettua il campionamento deicanali e dei bit specificati, partendo dall’istante in cui siavvera la condizione di Trigger. Quando il Buffer siriempie o il campionamento viene fermato, i daticampionati possono essere caricati e visionati.

• La modalità Monitor diagramma temporale effettua ilcampionamento di canali e bit On-Line

• Una volta scelto Modalità dal menù Operazione attraversoil pulsante si procede alla configurazione del Data-Trace.

Data Trace

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Il colore delletracce èselezionabile!

Trace canali

Trace statodei Bit

• E’ possibile configurare il trace simultaneo di 6 canali e 12 bit.• I valori possono essere visualizzati in stile “Trend graph”.• La velocità di aggiornamento minima è di 10 millisecondi sfruttando la

trace memory del PLC.• I grafici possono essere stampati o salvati su disco.

Data Trace

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• CX-Programmer dispone di una gestione delle liste incrociatemolto efficace.

• E’ possibile avere liste globali al programma, oppure limitateal contatto corrente.

• Si può scegliere tra la vista di una specifica area dati e la listaincrociata con tutte le aree.

Liste Incrociate

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• Dopo avere generato un report è possibile stamparlo

Tipo di lista

•Completa

•Vista indirizziutilizzati

•Vista completadegli indirizzi

Selezione dell’areadati

Selezionare All pertutte le aree dati

Facendo doppio click sulla riga, l’editor laddersalta all’istruzione corrispondente

Liste Incrociate

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• E’ possibile modificare font e colori degli elementi deldiagramma ladder.

Aspetto complessivo delladder

Disegna il ladder con effetti 3D

Modifica del coloredell’elemento Modifica del colore di

sfondo dell’elemento

Selezione del Font

Applica le impostazioni didefault

Personalizzazione

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Dal menu File, seguire Imposta Pagina /Impostazione Print Utility. Compare lafinestra indicata, dalla quale è possibileImpostare l’aspetto della stampa.

Ladder Printing Utility

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Strumento Riferimento Indirizzo: utilizzata per fare un controllosui vari indirizzi utilizzati all’interno dei programmipermettendo anche una ottimizzazione delle aree di memoria.Per generarla attivare il tasto .Inserisci Programma: opzione valida solo per PLC serie CS1.Nuovo PLC: all’interno dello stesso progetto è possibile inserireun nuovo PLC attraverso il pulsante .Inserisci sezione: permette di aggiungere una nuova sezione alprogramma attuale.Le sezioni consentono la suddivisione del programma in blocchilogici. L’esecuzione del programma avviene nel modo consueto.

Varie

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