4.10 Ovládač klávesnice 07 TC 91 Ovládání 32 přepínačů/kláves a 32 LED
2 3 1
5
4
Obr. 4.10-1: Ovládač klávesnice 07 TC 91
Obsah Účel použití ...........................................................4.10-1 Zobrazení a komponenty na desce tištěných spojů ................................ 4.10-1 Elektrické zapojení ................................................ 4.10-1 Přiřazení konektorů multiplexovaného rozhraní ...... 4.10-2 Přiřazení konektorů napájení a CS31- linie, mechanické rozměry ...................................... 4.10-2 Schéma zapojení, zapojení přepínačů/tlačítek ........................................... 4.10-3 Schéma zapojení, zapojení LED ............................ 4.10-4 Časový diagram multiplexovaného řízení LED a přepínačů ............................................. 4.10-5 Adresace ..............................................................4.10-5 Diagnostika ...........................................................4.10-5 Technická data ...................................................... 4.10-6 Mechanické rozměry, přiřazení konektorů ....................................................... 4.10-7 Příloha: Výpočet odporů pro LED .......................... 4.10-8
Mechanické upevnění se může provést pomocí čtyř otvorů v desce zařízení. Zařízení 07 TC 91 může obsluhovat až 32 přepínačů/tlačítek a 32 LED, které jsou organizovány v matici 4x8. V PLC je přiřazen pro každý přepínač/tlačítko jeden vstup a pro každou LED jeden výstup. Multiplexing je obsluhován přímo zařízením 07 TC 91. Zařízení se chová jako kombinovaný vstupní/výstupní modul na CS31-linii. Prezentuje všechny klávesy a LED jako individuální binární signály.
Zobrazení a komponenty na desce tištěných spojů 1
Rozhraní CS31 - linie (část 9-pólové patice konektoru)
2
Napájení (část 9-pólové patice konektoru)
3
Multiplexované rozhraní (20-pinový konektor) pro připojení přepínačů / tlačítek a LED
4
Červená LED pro zobrazení stavu CS31 - linie
5
Adresový přepínač
Účel použití Modul 07 TC 91 je určen pro připojení řídicích pultů, jež obsahují tlačítka nebo přepínače a LED, na CS31-linii. Takové řídicí pulty se mohou připojit na CS31-linii bez velkých výdajů na kabeláž a software v PLC. Tlačítka / přepínače a LED mají být nejlépe připojeny na desku tištěných spojů výrobce pultu. Zařízení 07 TC 91 je připojeno k této desce pomocí plochého kabelu nebo přímým připojením na konektor.
Advant Controller 31 / Vydáno: 10.2003
Hardware
Elektrické zapojení Napájení 24 V DC je přivedeno přes 3 piny 9-pinové patice konektoru na desce.
4.10-1
07 TC 91
2
Přiřazení konektoru multiplexovaného rozhraní Svorka (Pin)
Svorka (Pin)
1
Vstup sloupce 7
2
Vstup sloupce 6
3
Vstup sloupce 5
4
Vstup sloupce 4
5
Vstup sloupce 3
6
Vstup sloupce 2
7
Vstup sloupce 1
8
Vstup sloupce 0
9
Ovladač sloupce 7
10
Ovladač sloupce 6
11
Ovladač sloupce 5
12
Ovladač sloupce 4
13
Ovladač sloupce 3
14
Ovladač sloupce 2
15
Ovladač sloupce 1
16
Ovladač sloupce 0
17
Ovladač řádku 3
18
Ovladač řádku 2
19
Ovladač řádku 1
20
Ovladač řádku 0
Obr. 4.10-2:
Přiřazení konektoru multiplexovaného rozhraní X2
87
M3 Strana součástek 07 TC 91
62
2 1 20
20-pinové multiplexované rozhraní
X1
Adresový přepínač S3
9 8 7 6 5 4 3 2 1
+24 VDC 0 VDC PE Shield Shield BUS2 BUS2 BUS1 BUS1
72
X2
Bus LED 5
12345678 7,5 57,5
Obr. 4.10-3: Přiřazení konektoru X1 (napájení a CS31 - linie), mechanické rozměry
2
07 TC 91
4.10-2
Hardware
Advant Controller 31 / Vydáno: 10.2003
Schéma zapojení, zapojení přepínačů / tlačítek Identifikátor v PLC
Přepínač/tlačítko č. Svorka (Pin) ve 20-pinovém konektoru X2 Vstup sloupce
0
8
E n , 01
1
7
E n , 02
2
6
E n , 03
3
5
E n , 04
4
4
E n , 05
5
E n , 06
6
E n , 07
7
E n , 08
8
E n , 09
9
E n , 10
10
E n , 11
11
5
E n , 12
12
4
E n , 13
13
E n , 14
14
E n , 15
15
E n+1 , 00
16
E n+1 , 01
17
E n+1 , 02
18
E n+1 , 03
19
5
E n+1 , 04
20
4
E n+1 , 05
21
3
E n+1 , 06
22
2
E n+1 , 07
23
1
E n+1 , 08
24
8
E n+1 , 09
25
7
E n+1 , 10
26
6
E n+1 , 11
27
5
E n+1 , 12
28
4
E n+1 , 13
29
3
E n+1 , 14
30
2
E n+1 , 15
31
1
Adresový přepínač č. 1 ON
E n , 00
Výstup ovládače řádku
3 2 1
Svorka 20
8 7
Adresový přepínač č. 1 OFF viz Adresace
6
3 2 1
Svorka 19
8 7 6
Svorka 18
Svorka 17
Příklad pro diody typu: 1N4148 Obr. 4.10-4: Schéma zapojení 07 TC 91, zapojení přepínačů / tlačítek
Advant Controller 31 / Vydáno: 10.2003
Hardware
4.10-3
07 TC 91
2
Schéma zapojení, zapojení LED Identifikátor v PLC
LED č.
Svorka (Pin) ve 20-pinovém konektoru X2 Vstup sloupce
0
16
A n , 01
1
15
A n , 02
2
14
A n , 03
3
13
A n , 04
4
12
A n , 05
5
A n , 06
6
A n , 07
7
A n , 08
8
A n , 09
9
A n , 10
10
A n , 11
11
13
A n , 12
12
12
A n , 13
13
A n , 14
14
A n , 15
15
A n+1 , 00
16
A n+1 , 01
17
A n+1 , 02
18
A n+1 , 03
19
A n+1 , 04
20
12
A n+1 , 05
21
11
A n+1 , 06
22
10
A n+1 , 07
23
9
A n+1 , 08
24
16
A n+1 , 09
25
15
A n+1 , 10
26
14
A n+1 , 11
27
13
A n+1 , 12
28
12
A n+1 , 13
29
11
A n+1 , 14
30
10
A n+1 , 15
31
9
Adresový přepínač č. 1 ON
A n , 00
Výstup ovládače řádku
11 10 Svorka 20
9 16 15
Adresový přepínač č. 1 OFF viz Adresace
14
11 10 Svorka 19
9 16 15 14 13
Příklad pro odpor: 1 kΩ, 0.25 W
Svorka 18
Svorka 17 Příklad pro diodu typu: 1N4148
Obr. 4.10-5: Schéma zapojení 07 TC 91, zapojení LED
2
07 TC 91
4.10-4
Hardware
Advant Controller 31 / Vydáno: 10.2003
Časový diagram multiplexovaného řízení LED a přepínačů
LED/Přep. Řádek 1 (Pin 20) Ovládač řádku pro
9 ms
3 ms
LED/Přep. Řádek 2 (Pin 19)
LED nesvítí
LED svítí
LED/Přep. Řádek 3 (Pin 18) LED/Přep. Řádek 4 (Pin 17)
Obr. 4.10-6:
Časový diagram multiplexovaného řízení LED a přepínačů
Diagnostika
Adresace
Červená LED
• Nesvítí: CS31 - linie pracuje a je OK • Bliká: CS31 - linie nepracuje
ON OFF
nebo není zapojena OFF: s ochranou proti zákmitu ON: bez ochrany proti zákmitu Bit významu 1 Bit významu 2 Bit významu 4 Bit významu 8 Bit významu16 Bit významu32
• Svítí:
Inicializační fáze po zapnutí napájecího napětí Další diagnostika a konfigurační možnosti přes CS31-linii nejsou možné.
Adresa; 0...63
OFF: 32 vstupů + 32 výstupů ON: 16 vstupů + 16 výstupů Podle nastavení přepínačů zabírá modul na CS31-linii 32 binárních vstupů a výstupů nebo 16 binárních vstupů a výstupů. Obr. 4.10-7:
Nastavení adres
Advant Controller 31 / Vydáno: 10.2003
Hardware
4.10-5
07 TC 91
2
Technická data Většina technických údajů pro systém AC31 platí. Výjimky: -
Otevřená konstrukce, krytí IP00.
-
Uživatel je zodpovědný za vhodnou instalaci a zajištění nezbytného krytí modulu.
-
Zařízení se nesmí použít jako standardní vstupní/ výstupní modul. Důvodem je multiplexing signálů.
-
Princiálně musí být vzato v úvahu, že chování z hlediska EMC může být ovlivněno působením tlačítek a LED připojených prostřednictvím plochého kabelu.
-
Po provedení resetu modul na dobu cca 250 ms rozsvítí všechny LED (test LED).
Napájení Jmenovité napájecí napětí modulu
24 V DC
Max. odběr proudu
600 mA (včetně kláves a řízení LED)
Konektor
Patice pro 9-pinový zasuvný konektor viz Obr. 4.10-8
Ochrana proti přepólování napájecího napětí 24V
ano
Připojení na CS31-linii Standard rozhraní
EIA RS-485
Konektor
Patice pro 9-pinový zasuvný konektor viz Obr. 4.10-8
Galvanické oddělení
CS31-linie od zbytku modulu
Multiplexované rozhraní Ovládače řádků
24 V DC 500 mA pro řádek, odolnost proti zkratu Poznámka: Proud řádku se skládá z proudů pro LED z ovládačů sloupců a ze vstupních proudů z tlačítek.
Ovládače sloupců
max. 50 mA, "Otevřený kolektor" Suma proudů <500 mA (s ohledem na ovládače řádků)
Vstupy sloupců
24 V DC, 7 mA (typickyl), bez zpoždění vstupů, softwarová filtrace zákmitu tlačítka, může být vypnuta pomocí přepínače, viz Obr. 4.10-7 "Nastavení adres"; doba filtrace zákmitu: ca. 40 ms, bez filtrace zákmitu je doba rozlišení rovna 1 cyklu multiplexování (asi 12 ms) UHmin. = 16 V vzta•eno k interním 0 V, odpovídá vstupnímu proudu 3.4 mA ULmax. = 6 V vzta•eno k interním 0 V, odpovídá vstupnímu proudu 1.3 mA
Min. signál "logická 1" (při napájení 24 V DC) Max. signál "logická 0" (při napájení 24 V DC) Matice
4 řádky s 8 sloupci pro přepínače/tlačítka a 8 sloupci pro LED
Přepínací (multiplexovací) frekvence
přibližně 83 Hz; 3 ms puls a 9 ms interval
Konektor
20-pinová patice konektoru (pin blok) s ochranou kroucením, vhodná pro plochý kabel, vzdálenost pinů 2.54 mm, dle DIN 41651
Display
červená LED pro zobrazení stavu CS31 - linie
2
07 TC 91
4.10-6
Hardware
Advant Controller 31 / Vydáno: 10.2003
Mechanické rozměry, přiřazení konektorů
87
M3 Strana součástek 07 TC 91
62
2 1 20
20-pinové multiplexované rozhraní
X1
Adresový přepínač S3
9 8 7 6 5 4 3 2 1
+24 VDC 0 VDC PE Shield Shield BUS2 BUS2 BUS1 BUS1
72
X2
LED CS31 linie 5
12345678 7,5 57,5
Obr. 4.10-8: Mechanické rozměry, přiřazení konektorů
Rozměry
87 mm x 72 mm x 30 mm (délka x šířka x výška)
Hmotnost
ca. 0.1 kg
Objednací údaje Modul 07 TC 91 Objednací číslo GJR5 2527 00 R0101 _____________________________________________________________________________________________________
Poznámka: Odpovídajícím doplňkem nutným pro 9-pinovou patici konektoru (konektor není součástí dodávky) je tento konektor. Většina výrobců, např. Phoenix, Wago, Weidmüller, nabízejí takové komponenty v mnoha různých verzích (přímé nebo lomené, se šroubovými nebo pérovými svorkami ). Firma Phoenix používá pro konektorovou 9-pinovou patici (rozteč pinů 3.81 mm) použitou v ovládači klávesnice 07 TC 91 označení: COMBICON basic housing EMCV 1,5/9-G-3,81 Part No. 1860 715 Odpovídající konektor se šroubovými svorkami je: Phoenix MC 1,5/9-ST-3,81GY, Part No. 1883 666.
Advant Controller 31 / Vydáno: 10.2003
Hardware
4.10-7
07 TC 91
2
•
Příloha: Výpočet odporů pro LED •
Typický proud ve vstupu sloupce je 7 mA, maximální 10 mA.
•
Ovládač řádku je zatížen současně maximálně 8 vstupy sloupců z přepínačů / tlačítek.
•
•
•
Aktivní proud LED L+ = 24 V
•
26 V 560 Ω
•
•
20 mA 13.3 mA
9.1 mA
26 mA 17.3 mA
11.8 mA
Max. ztráta výkonu 302 mW 249 mW 169 mW 113 mW L+ = 30 V
77 mW
7.4 mA
5 mA
> _0.5 W > _0.33 W > _0.25 W > _0.25 W >0.125 W
•
Jmenovitý impulsní proud, L+ = 24 V Iimp =
•
Iwirk =
•
24 V - 4 V RLED
Aktivní proud LED, L+ = 24 V Iimp 4
Maximální impulsní proud, L+ = 30 V Iimp,max =
Pv =
2.2 kΩ
2.3 mA
Z důvodu multiplexování, je efektivní proud LED jen ¼ z impulsního proudu 46.4 mA max. Maximální svítivost LED odpovídá svítivosti LED, která pracuje s trvalým proudem 46.4 mA / 4 = 11.6 mA.
Pv =
1,5 kΩ
Vzorce pro výpočet hodnot z tabulky:
= 46.4 mA
Maximální ztráta výkonu na odporu 560 Ω se vypočítá podle následujícího vzorce:
1 kΩ
3.3 mA
Typ odporu
RLEDmin =
ILEDmax =
8.9 mA
Max. impulsní proud 46.4 mA 38.2 mA L+ = 30 V
Úbytky napájení (LED + dioda + saturační napětí ovládačů) jsou asi 4 V. Maximální napájecí napětí je 30 V. Maximální napětí na odporu je 30 V - 4 V = 26 V.
26 V = 0.520 kΩ 50 mA Nejbližší vyšší hodnota standardních odporů je 560 Ω. Proud tekoucí přes odpor při zapnutí je:
680 Ω
L+ = 24 V
Ovládač řádku musí být schopen současně řídit max. 8 LED. Pro tento účel je k dispozici 420 mA / 8 = 52.5 mA pro každou LED. 8 ovládačů sloupců je možno zatížit max. 50 mA každý.
Tak•e, minimální odpor pro LED je
560 Ω
RLED
Jmenovitý impulsní proud 35.7 mA 29.4 mA
Maximální zatížitelnost ovládače řádku je 500 mA. Odečteme-li zátěž vytvořenou vstupy sloupců (80 mA max.), zbývá pro řízení LED max. 420 mA.
•
Následující tabulka ukazuje výsledek výpočtu pro různé odpory:
30 V - 4 V RLED
Umax • Imax 4
•
26 V • 46.4 mA 4
Maximální ztráta výkonu Pmax =
= 302 mW
•
Iimp,max • (30 V - 4 V) 4
Typ odporu výběr
2
07 TC 91
4.10-8
Hardware
Advant Controller 31 / Vydáno: 10.2003
