:5$ =islv GDW V DOWHUQDFt QHMY\ããtKRELWX

Vážení zákazníci, dovolujeme si Vás upozornit, že na tuto ukázku knihy se vztahují autorská práva, tzv. copyright. To znamená, že ukázka má sloužit výhradnì pro osobní potøebu potenciálního kupujícího (aby ètenáø vidìl, jakým zpùsobem je titul zpracován a mohl se také podle tohoto, jako jednoho z parametrù, rozhodnout, zda titul koupí èi ne). Z toho vyplývá, že není dovoleno tuto ukázku jakýmkoliv zpùsobem dále šíøit, veøejnì èi neveøejnì napø. umisováním na datová média, na jiné internetové stránky (ani prostøednictvím odkazù) apod. redakce nakladatelství BEN – technická literatura

[email protected]

3.

PROGRAMOVATELNÉ AUTOMATY (PLC)

3.1

Úvodní seznámení s PLC

Programovatelný automat je uživatelsky programovatelný øídicí systém pøizpùsobený pro øízení prùmyslových a technologických procesù, mnohdy specializovaný na úlohy pøevážnì logického typu (obzvláštì u starších typù nebo u nejmenších systémù). Nejèastìji se oznaèuje zkratkou PLC (Programmable Logic Controller), v nìmecké literatuøe se lze setkat s oznaèením SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung). Menší systémy bývají øešeny jako kompaktní PLC, vìtší jako modulární (obr. 3.1).

Obr. 3.1 Ukázka provedení programovatelných automatù a) modulární TECOMAT NS-950 RAPID patøí mezi nejvýkonìjší PLC, jejichž konfiguraci lze zvolit až do rozsahu stovek a tisícù vstupù a výstupù, s bohatým sortimentem modulù, s velkým poètem komunikaèních kanálù, s širokým souborem instrukcí a systémových služeb.

32

Šmejkal, Martinásková: PLC a automatizace díl I. - BEN technická literatura

Obr. 3.1 Ukázka provedení programovatelných automatù b) kompaktní TECOMAT TC500 a TC600 mají shodnou centrální jednotku s TECOMAT NS-950 RAPID. Mají s ním proto shodný i soubor instrukcí, systémových služeb a režimy komunikaèních kanálù. Patøí tak mezi nejvýkonìjší kpmpaktní PLC. TC500 (s operátorským panelem) je pøedstavitelem IOS (inteligentního operátorského systému) - nové kategorie PLC. TC600 dovoluje rozšíøení konfigurace pøídavnými moduly.

Zaèlenìní programovatelného automatu do systému øízení je schematicky znázornìno na obr. 3.2. Pøi ruèním øízení vykonává všechny operace èlovìk. Pøi pøímém (dopøedném) øízení (obr. 3.2b) pùsobí øídicí systém (tøeba PLC) na øízený objekt jednosmìrnì, jen jej ovládá a nekontroluje dosažený stav. Mezi systémem a øízeným objektem jsou zaøazeny jen akèní èleny.

Šmejkal, Martinásková: PLC a automatizace díl I. - BEN technická literatura

33

Tab. 3.1. Soubor instrukcí programovatelných automatù TECOMAT. Šrafovaným podtiskem jsou oznaèeny instrukce z rozšíøeného souboru, které jsou dostupné pro nejnovìjší systémy NS-95 RAPID, TC-500 a TC-600, ostatní instrukce mají k dispozici všechny systémy TECOMAT. Instrukce a operandy, které jsou souèástí pouze rozšíøeného instrukèního souboru (RAPID, TC500 a TC600), jsou odlišeny šedým podtiskem.

Aritmetické instrukce v S pevné øádové èárce

2SHUDQG 9ê]QDPLQVWUXNFH % : /

Instrukce pro ètení a zápis dat

2SHUDQG 9ê]QDPLQVWUXNFH E % : / ) /'/'/









/'&









:5









:5&



:5$ 387



 ýWHQtGDW ýWHQtQHJRYDQêFKGDW  =iSLVGDW







=iSLVQHJRYDQêFKGDW







=iSLV







GDW V DOWHUQDFt QHMY\ããtKRELWX

 3RGPtQ Qê]iSLVGDW

Logické instrukce

2SHUDQG 9ê]QDPLQVWUXNFH E % : / $1'$1/ $1& 2525/ 25& ;25;2/ ;2& 6(7 5(6 /(7 %(7 1(* 1*/

34

         

         

  $1'VS tPêPRSHUDQGHP  $1'VQHS tPêPRSHUDQGHP   25VS tPêPRSHUDQGHP  25VQHS tPêPRSHUDQGHP   ;2502' VS tPêPRSHU  ;2502' VQHS tPêPRSHU  3RGPtQ QpQDVWDYHQtYVWXSX  3RGPtQ QpQXORYiQtYVWXSX  ,PSXO]RGQiE åQpKUDQ\  ,PSXO]RGOLERYROQpKUDQ\  1HJDFHYUVWY\$  1HJDFHGYRMYUVWY\$

$''$'; 68%68; 08/08' ',9',' ,15 '&5 (4 /7 *7 &03&0/ %,1%,/ %&'%&/ 52/Q 525Q %$6 $6%

     

                

 6þtWiQt  2GþtWiQt 1iVREHQt ' OHQt  ,QNUHPHQWDFH  'HNUHPHQWDFH 3RURYQiQtURYQRVW 3RURYQiQtPHQãtQHå 3RURYQiQtY WãtQHå  1DVWDYHQtS t]QDN SRURYQiQt  3 HYRGþtVOD Ž  3 HYRGþtVOD Ž 3RVXYURWDFH þtVODYOHYR[Q 3RVXYURWDFH þtVODYSUDYR[Q 3 HYRGþtVODQD$6&,, HW ]HF 3 HYRG$6&,, HW ]FHQDþtVOR

Instrukce se zásobníky

9ê]QDPLQVWUXNFH 67. 323Q 6:3 6:/ )/*

6NORSHQtRVPL~URYQt]iVREQtNX 3RVXQURWDFH ]iVREQtNX =iP QDKRUQtKRDGROQtKRE\WXYUVWY\$ =iP QDYUVWHY$D$ 3 t]QDN\ YêVOHGNX  VRXERU SRGpOQêFK IXQNFt 25;25$1'SRþHWMHGQLþHN 1;7 $NWLYDFHGDOãtKR]iVREQtNX 359 $NWLYDFHS HGFKi]HMtFtKR]iVREQtNX &+*P $NWLYDFHOLERYROQpKR]iVREQtNX /$&P ýWHQtKRGQRW\]YUFKROXOLERYROQpKR]iSLVQtNX :$&P =iSLVKRGQRW\QDYUFKROOLERYROQpKR]iSLVQtNX

Šmejkal, Martinásková: PLC a automatizace díl I. - BEN technická literatura

Tab. 3.1 pokraèování Organizaèní instrukce

7DEXONRYpLQVWUXNFHDEORNRYpRSHUDFH

2SHUDQG 9ê]QDPLQVWUXNFH E % :

9ê]QDPLQVWUXNFH -03/Q

1HSRGPtQ QêVNRN

-0'/Q

6NRNSRGPtQ QêQHQXORYRVWtYêVOHGNX

/7%





-0&/Q

6NRNSRGPtQ QêQXORYRVWtYêVOHGNX

:7%





 =iSLVSRORåN\

6NRNQDQHS tPêFtO

)7%





 1DOH]HQtSRORåN\

-&/Q

6NRNSRGPtQ QêQDVWDYHQtPS t]QDNXS HQRVX

)70



 1DOH]HQtþiVWLSRORåN\

-1&/Q

6NRNSRGPtQ QêQXORYiQtPS t]QDNXS HQRVX

)76



 =D D]HQtSRORåN\

-0,

 ýWHQtSRORåN\

-6/Q

6NRNSRGPtQ QêQDVWDYHQtPS t]QDNX6

/06

 ýWHQt]SUiY\]H]i]QDPX

-16/Q

6NRNSRGPtQ QêQXORYiQtPS t]QDNX6

:06

 8ORåHQt]SUiY\GR]i]QDPX

-=/Q

6NRNSRGPtQ QêQDVWDYHQtPS t]QDNXQXORYRVWL

65&



6SHFLILNDFH]GURMHGDW

-1=/Q

6NRNSRGPtQ QêQXORYiQtPS t]QDNXQXORYRVWL

029



3 HVXQEORNXGDW

&$//Q

1HSRGPtQ QpYROiQt

),/



1DSOQ QtEORNXNRQVWDQWRX

&$'/Q

9ROiQtSRGPtQ QpQHQXORYRVWtYêVOHGNX

071



3 HSLVWDEXON\7GR]iSLVQtNX

&$&/Q

9ROiQtSRGPtQ QpQXORYRVWtYêVOHGNX

017



3 HSLV]iSLVQtNXGRWDEXON\7

&$,

9ROiQtQHS tPpKRFtOH

5(7

1HSRGPtQ QêQiYUDW

5('

1iYUDWSRGPtQ QêQHQXORYRVWtYêVOHGNX

5(&

1iYUDWSRGPtQ QêQXORYRVWtYêVOHGNX

3Q

=DþiWHNSURFHVX

(Q

1HSRGPtQ QêNRQHFSURFHVX

('

.RQHFSURFHVXS LQHQXORYRVWLYêVOHGNX

(&

.RQHFSURFHVXS LQXORYRVWLYêVOHGNX

(2& /Q 6(4/Q %3Q 123Q

.RQHFF\NOX

9ê]QDPLQVWUXNFH /'6

ýWHQtSRORåN\]HVWUXNWXURYDQpWDEXON\

:56

=iSLVSRORåN\GRVWUXNWXURYDQpWDEXON\

),6),7 3OQ QtSRORåN\YHVWUXNWXURYDQpWDEXOFH )16)17 +OHGiQtSRORåN\YHVWUXNWXURYDQpWDEXOFH

Aritmetické instrukce v plovoucí øádové èárce (float)l

9ê]QDPLQVWUXNFH

1iY ãWtFtOVNRN DYROiQt 3RGPtQ QpS HUXãHQtSURFHVX /DGLFtERGSURJUDPRYDWHOQi]DUiåND 3Ui]GQiRSHUDFH

Èítaèe, posuvné registry, èasovaèe, krokový øadiè

9ê]QDPLQVWUXNFH

&78 &7' &17 6)/ 6)5 67( 721 72) 572 ,03

3UiFHVHVWUXNWXURYDQêPLWDEXONDPL

ýtWDþQDKRUX ýtWDþGRO ýtWDþRERXVP UQê 3RVXYQêUHJLVWUYOHYR 3RVXYQêUHJLVWUYSUDYR .URNRYê DGLþVWHSSHU ýDVRYDþ]SRåG QêS tWDK ýDVRYDþ]SRåG QêRGSDG ,QWHJUXMtFtþDVRYDþP LþþDVX ýDVRYDþJHQHUiWRULPSXO]X]DGDQpGpON\

* Každý z èasovaèù mùže být programován s jednotkou 10 ms, 100 ms, 1 s a 10 s.

$') 68) 08) ',) &0) $%6 &(, )/2

6RXþHW 5R]GtO 6RXþLQ 3RGtO 3RURYQiQt $EVROXWQtKRGQRWD =DRNURXKOHQtQDKRUX =DRNURXKOHQtGRO

Exponenciální a logaritmické funkce (float)

(;3 32: 645 +<3 /1 /2*

9ê]QDPLQVWUXNFH ([SRQHQFLiOQtIXQNFH 2EHFQiPRFQLQD 'UXKiRGPRFQLQD (XNOLGRYVNiY]GiOHQRVW 3 LUR]HQêORJDULWPXV 'HNDGLFNêORJDULWPXV

Šmejkal, Martinásková: PLC a automatizace díl I. - BEN technická literatura

35

Tab. 3.1 pokraèování Trigonometrické a cyklometrické funkce (float)

6,1 &26 7$1 $61 $&6 $71

9ê]QDPLQVWUXNFH 6LQXV &RVLQXV 7DQJHQV $UFXVVLQXV $UFXVFRVLQXV $UFXVWDQJHQV

Konverze èísel

8:) ,:) 8): ,): 8/) ,/) 8)/ ,)/ 67) )67

9ê]QDPLQVWUXNFH

3 HYRGZRUGEH]]QDPpQNDQDIORDW 3 HYRGZRUGVH]QDPpQNHPQDIORDW 3 HYRGIORDWQDZRUGEH]]QDPpQND 3 HYRGIORDWQDZRUGVH]QDPpQNHP 3 HYRGORQJEH]]QDPpQNDQDIORDW 3 HYRGORQJVH]QDPpQNHPQDIORDW 3 HYRGIORDWQDORQJEH]]QDPpQND 3 HYRGIORDWQDORQJVH]QDPpQNHP 3 HYRG HW ]FH$6&,,]QDN QDIORDW 3 HYRGIORDWQD HW ]HF$6&,,]QDN

PID regulátor

9ê]QDPLQVWUXNFH

&19 .RQYHU]HDQDORJRYêFKKRGQRWSUR3,' 3,' 3,'UHJXOiWRU

Vysvìtlení zkratek: b B W L F

- bit - byte (8 bitù, rozsah 0 až 255)) - word (16 bitù, rozsah 0 až 62 535)) - long (32 bitù, rozsah 0 až 4 294 967 295) - float (plovoucí øádová èárka podle IEEE 754, rozsah pøibližnì ±1,2 ×10–38 až ±3,4 ×1038, pøesnost je pøibližnì 7 dekadických cifer)

Pøi zpìtnovazebním øízení (obr. 3.2 c) získává øídicí systém zpìtnou informaci o stavu øízeného objektu (realizuje zpìtnou vazbu, uzavírá zpìtnovazební smyèku). Porovnává požadovaný stav se skuteèným, a podle zjištìné odchylky upravuje své akèní zásahy tak, aby dosáhl požadovaného stavu (nebo se mu alespoò co možná nejvíce pøiblížil). Zpìtnovazební øízení je typické pro regulaèní úlohy. Pøi použití PLC to znamená, že zadání žádané hodnoty je provedeno v èíslicové formì, s èíselnou informací systém operuje i pøi zpracování skuteèné hodnoty a odchylky, ale i pøi výpoètech pomocných velièin potøebných k realizaci regulaèního algoritmu. Øízený objekt je proto tøeba doplnit o potøebné snímaèe pro mìøení stavu sledovaných velièin (napø. teploty, hladiny, polohy, nebo tlaku).

36

Šmejkal, Martinásková: PLC a automatizace díl I. - BEN technická literatura

a) ruèní

b) pøímé (dopøedné)

c) zpìtnovazební

Obr. 3.2. Principiální schéma zpùsobù øízení Za zpìtnovazební øízení ale mùžeme považovat i logické øízení, pøi kterém na objekt pùsobíme jen dvouhodnotovými povely typu „vypni - zapni“ a zpracováváme i zpìtnovazební informace dvouhodnotového charakteru ve významu hlášení o vykonání povelu nebo pøekroèení povolených hodnot (napø. informace typu: „hladina nízká“, „hladina dosažena“, „hladina pøekroèena“, „nádrž prázdná“, „nádrž pøeplnìna“ apod.) Šmejkal, Martinásková: PLC a automatizace díl I. - BEN technická literatura

37