Hfdst. 1: INLEIDING 1.1. DOEL VAN DE PLC: PLC Programmable Logic Controller Programmeerbare Logische Controle-eenheid (Sturing) = Automatisering 3 functionele onderdelen: Ingangsdeel
Verwerkingsdeel
Uitgangsdeel
Elektrische sturing
Drukknop Schakelaar
Relais Contactor
Motor Signaallamp
Elektronische sturing
Detector Digitale sensor Analoge sensor
Print met Ic’s Logische poorten
Vermogentransistor Relais Solid-state relais LED-uitlezing
Pneumatische sturing
Stuurventiel Regelaar Drukknop
Ventiel
Zuiger Pneumatische motor
PLC - sturing
Drukknop Sensor
PLC
Vermogentransistor Relais, contactor Solid-state relais
Voordelen van een PLC t.o.v. Een klassieke sturing: 1/ Flexibele opbouw en flexibele wijziging van de sturing; 2/ Geen slijtage (geen bewegende onderdelen); 3/ Eenvoudige en snelle montage; 4/ Neemt weinig plaats in; 5/ vereenvoudigde storingsanalyse door bv. LED-aanduiding op de PLC; 6/ Lage kostprijs; 7/ Standaardproduct voor vele toepassingen; 8/ Investering in ruilonderdelen is klein... enz.
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 1
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.1. BESTANDDELEN:
1/ CVE (CPU) met stuurorgaan en programmageheugen; 2/ in- en uitgangsbouwgroepen; 3/ voedingseenheid.
Signaalgevers: - digitaal; - analoog; - alarm.
Ingangen
Programmeerapparaat
Programmageheugen
Systeemprogramma
P.I.I.
Interne tijden
Centrale verwerkingseenheid
CPU
P.I.Q.
Geheugen
Interne tellers Merkers Voeding
Batterij
Uitgangen
Aan te sturen elementen: - digitaal: - relais, contactor, elektroventiel; - signalisatie; - transistor, relais, solid staterelais. - analoog.
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 2
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.2. OPBOUW PLC SIEMENS S7-200: 1.2.2.1. Aansluitingen: Monoblok -> modulair uitbreidbaar max. 2 modules voor de S7-212 ( 78 I/O ) Ingangenbasismodule S7-212: 8 ingangen: I0.0 -> I0.7 = 1 ingangsbyte of 8 ingangen Uitgangen basismodule S7-212: 6 uitgangen: Q0.0 -> Q0.5 Seriële interface met de computer (PPI) Meer informatie is te vinden op volgende website: www.siemens.be/education 1.2.2.2. Digitaal of analoog signaalverwerking: Digitale signaalverwerking: 2 toestanden: Ingangen Uitgangen
0 geen U uitgeschakeld
1 wel U wel ingeschakeld
Analoge signaalverwerking: In en/of uitgangen kunnen volgende waarden aannemen: 0 - 20 mA 4 - 20 mA Altijd tussen bepaalde grenzen 0 - 10 V 4 - 10 V Er is een bijkomende module nodig
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 3
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.2. OPBOUW PLC SIEMENS S7-200: 1.2.2.3. AANSLUITEN VAN DIGITALE INGANGEN: Algemeen:
24 V op de ingangen is toestand 1 voor de PLC bij Siemens De status of toestand van een in- of uitgang: Status geeft de logische toestand (0 of 1) van een in- of uitgang aan Voorbeeld: Als I0.0 status 1 heeft dan is er 24 V of signaal 1 aanwezig; als I0.1 status 0 heeft dan is het schakelelement aan die ingang gesperd (0V) Status 0 : spanning niet aanwezig; status 1 : spanning aanwezig Oefening 1: Vul de status in
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 4
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.2. OPBOUW PLC SIEMENS S7-200: 1.2.2.3. AANSLUITEN VAN DIGITALE INGANGEN: Aansluiten van een 2-draads schakelelement:
Als het schakelelement sluit, wordt +24V aan de ingang geschakeld => bijhorende LED licht op -> De toestand of status van de ingang is 1 Als het schakelelement open is, wordt geen spanning aan de ingang geschakeld (0V) => bijhorende LED licht niet op -> De toestand of status van de ingang is 0 Oefening 2: Sluit op I0.2 een eindschakelaar S3 aan
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 5
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.2. OPBOUW PLC SIEMENS S7-200: 1.2.2.3. AANSLUITEN VAN DIGITALE INGANGEN: Aansluiten van een 3-draadse sensoren:
3 draden: -> 2 draden voor voedingsspanning: bruine draad sensor aan +24V (L+) aansluiten; blauwe draad sensor aan M of nulpotentiaal. -> 1 zwarte of witte draad is de schakeldraad naar de ingang van de PLC Symbolen sensoren: Optische sensor met afzonderlijke zender en ontvanger
Inductieve sensor
Capacitieve sensor
Optische sensor met reflector
Ultrasone sensor
Optische sensor met objectreflectie
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 6
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.2. OPBOUW PLC SIEMENS S7-200: 1.2.2.4. AANSLUITEN VAN DIGITALE UITGANGEN: Aansluiten van een relaisuitgang:
Elke uitgang heeft 1 klem Inwendig in PLC zijn relaiscontacten verbonden aan COM-klem => alle verbruikers moeten op dezelfde spanning werken Externe bron nodig = afhankelijk van de werkspanning van de verbruikers LED duidt aan of verbruiker geschakeld is Oefening 3: Sluit in de figuur hierboven op Q0.2 een controlelamp aan en op Q0.4 een elektroventiel
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 7
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.2. OPBOUW PLC SIEMENS S7-200: 1.2.2.4. AANSLUITEN VAN DIGITALE UITGANGEN: Aansluiten van een transistoruitgang: Inwendig in PLC aan de uitgangen zitten transistoren
Transistor van de desbetreffende uitgang wordt in geleiding gebracht als de uitgang een status 1 heeft => de +24V- voeding wordt doorgeschakeld naar de verbruiker => enkel 24VDC als uitgang om verbruikers te schakelen Oefening 4: Sluit in bovenstaande figuur op Q0.1 een controlelamp aan en op Q0.3 een elektroventiel Beveiligen van de transistoruitgang bij inductieve verbruikers:
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 8
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.3. ADRESSERING: S1 aan ingang 1 => I0.1 S2 aan ingang 2 => I0.2 Lamp aan uitgang 1 => Q0.1 Bit (b) = kleinste eenheid van een binair systeem; Byte (B) = eenheid van 8 op elkaar volgende bits (vb.: IB, QB); Woord (W) = eenheid van 16 op elkaar volgende bits (vb.: IW, QW); Dubbel woord (D) = eenheid van 32 op elkaar volgende bits (vb.: ID, QD). Bit Byte 2
1
0
15 14 13 12 11 10
9
8
7
6
5
4
3
Woord 7
6
5
4
3
2
1
0
I0.1 Bitnummer (0 tot 7) Bytenummer (0 tot 7) Operandkenteken Instructieopbouw:
A I0.1 Operand I 0.1
Operatie LD = Load A = en O = of N = niet = = toewijzen S = setten R = resetten
5TET: PLC
Operand kenteken I = ingang Q = uitgang M = hulpmerker SM = speciale merker met specifieke functie T = tijdfuncties C = tellers V = variabele willekeurig getal
Van Lommel, M
Parameter 0 . 1 Byte 0
Bit 1
blz. 9
5TET: PLC
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.4. PROGRAMMEERTALEN:
Van Lommel, M
KOP:
FUP (FBD):
KOP = Kontaktplan Het programmeren gebeurt door een ladderdiagram. = stroomkringschema
FUP = Funktionplan Het programmeren gebeurt d.m.v. functiesymbolen uit de schakeltechniek.
Voordelen: - Gebaseerd op de relaistechniek => vlot verstaanbaar voor de elektricien. - Het ontwerp kan tevens het programma zijn => rechtstreeks te programmeren.
Vooral te gebruiken door personen met een elektronische vooropleiding. Nu door iedereen te verstaan!
nadelen: - De instructies kunnen de klassieke mogelijkheden overstijgen => kunnen niet in de contactlogica worden weergegeven. - Voor derden soms weinig overzichtelijk => verduidelijkingen aan de hand van beschrijvingen zijn noodzakelijk.
AWL (STL):
GRAPH:
AWL = Anweisungliste GRAPH = Graphcet Het programmeren gebeurt Het programmeren gebeurt d.m.v. een instructielijst met d.m.v. een functiediagram, memotechnische afkortingen. volgens symbolen die zijn vastgelegd in de IEC848-norm en IEC 1131. Voordelen: Eisen: - Is de krachtigste manier - Personen zonder voorkennis van het van programmeren. technisch dossier moeten de werking - De meest complexe snel kunnen begrijpen. functies zijn te verwerken. - Bij storingen moet de fout snel kunnen - Door de beknopte taal gelokaliseerd worden. krijgen we veel info op - Bij verandering van het produktieproces het scherm moet men snel kunnen aanpassen. => veel overzichtelijker. - De ontwerpmethode moet op eenvoudige wijze om te zetten zijn naar de taal van de PLC. Voordelen: - Het functiediagram staat in zeer directe relatie met de werking v.d. machine. - Communicatie tussen technici van verschillende discipline vereenvoudigt. - Het functiediagram werkt onafhankelijk van de gebruikte sturingstechniek.
blz. 10
nadeel: Het is niet mogelijk om een directe overstap te maken tussen graphcet en een andere programmeertaal.
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.5. PROGRAMMAVERWERKING: 1.2.5.1. Cyclische programmaverwerking:
Nieuwe start
P.I.Q.-register wordt op “0” gezet.
Uitgangen worden op “0” gezet.
Starten cyclustijdbewaking
Toestand ingangen
P.I.I.-register wordt ingelezen.
Programma Instructie 1 Instructie 2 Instructie 3 Instructie 4 Instructie 5 Laatste instructie MEND
P.I.Q.-register wordt overgedragen naar de uitgangen.
5TET: PLC
Van Lommel, M
Uitgangen
blz. 11
Hfdst. 1: INLEIDING 1.2. OPBOUW VAN DE PLC: 1.2.5. PROGRAMMAVERWERKING: 1.2.5.2. Drie werkingstoestanden: Op de PLC in te stellen met een schakelaar (LED-aanduiding) RUN
STOP
THERM
Het programma wordt cyclisch vewerkt
- geen verwerking van het programma; - uitgangen gesperd; - waarden van de tellers, tijden en merkers worden vastgehouden.
PLC is te bedienen vanuit de programmeerautomaat.
1.2.5.3. Indelen van het programma in netwerken: Zeer kleine overzichtelijke, genummerde delen van het programma Bij elk netwerk kunnen we commentaar schrijven die het programma kunnen verduidelijken. Voorbeeld: 1 // 2 // Titel van het programma 3 // 4 // Na de titel kunnen nog extra regel worden tussengevoerd 5 // Naam van de ontwerper 6 // Datum 7 // 8 9 Network 1 // Vorbeeld 1 van een netwerktitel 10 // 11 // Commentaar die men toevoegt als verklaring van het hele netwerk 12 // 13 LD I0.0 //Als de hoofdschakelaar ingeschakeld is 14 A I0.1 //en het thermostaatcontact heeft toestand “1” 15 = Q0.0 //zal de brander geactiveerd zijn. enz.
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 12
5TET: PLC
1.2.5.4. Overzicht specificaties:
Van Lommel, M
Hfdst. 1, blz. 13
1.2.5.5. Overzicht voornaamste bevelen:
5TET: PLC
Van Lommel, M
Hfdst. 1, blz. 14
Hfdst. 1: INLEIDING 1.3. Een programma schrijven voor de PLC in STL: 1.3.1. Een nieuw project aanmaken: 1.3.1.1. Software opstarten: Computer opzetten; V3.1 Step 7 - icoon 2X klikken met muis.
Vier editors kunnen worden geopend: Data Block Editor STL (Statement List Editor), Status Chart Ladder of Hier worden de wordt gebruikt om FBD (Function Block Diagram) initialisatiewaarden variabele in het Het programma wordt weggeschreven. programma te hier weggeschreven Dit zijn vooraf lezen, weg te in ladder, in ingestelde waarden schrijven of te een instructiecode (STL) die het programma forceren en of met functieblokken. bij de opstart gebruikt. het programma Het gebruik is te testen. optioneel. Om te programmeren in STL druk op “VIEW -> STL”.
5TET: PLC
Van Lommel, M
Symbol Table Geeft ons de mogelijkheid omnamen te geven aan in-, uitgangen en interne geheugen lokaties.
blz. 15
Hfdst. 1: INLEIDING 1.3. Een programma schrijven voor de PLC in STL: 1.3.1. Een nieuw project aanmaken: 1.3.1.2. Het project benoemen en opslaan: Het project kan op elk gewenst tijdstip een naam krijgen. Het project een naam geven: - Selecteer het menu file -> Save As... . - Type de naam in het veld "File name". - Kies de juiste directory (Save in). - Klik op de "Save"-knop.
Voer de projectnaam hier in.
Kies de map.
Zorg voor het regelmatig opslaan van uw programma: 2 mogelijkheden: Via de knoppenbalk: kies
Via het menu: - kies file - dan Save All
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 16
Hfdst. 1: INLEIDING 1.3. Een programma schrijven voor de PLC in STL: 1.3.2. Symbol Table aanmaken: Geeft ons de mogelijkheid omnamen te geven aan in-, uitgangen en interne geheugen lokaties en te gebruiken in het schrijven van het programma. 1.3.2.1. Starten van de Symbol Table Editor: Komt op het scherm links, onder de kolom “VIEW” als eerste icoon: “PROGRAM BLOCK”. Als 2de: “SYMBOL TABLE”. Om de editor op te starten klikken we op het icoon. 1.3.2.2. Uitzicht van de Symbol Table Editor:
Naam die we geven aan de desbetreffende ingang, uitgang, timers, counters en interne geheugenplaatsen.
Commentaar bij de Het adres van symbolische benaming. de desbetreffende ingang, uitgang, timers, counters en interne geheugenplaatsen.
1.3.2.3. Bewerken van de Symbol Table: - De benamingen en de adressen kunnen in willekeurige volgorde ingegeven worden. - 23 karakters kunnen per benaming in de symbol name kolom gebruikt worden. - Tot 1.000 symbolen kunnen gebruikt worden. - De tabel is gevoelig voor hoofd en kleine letters. - Bij dubbel gebruik van benamingen wordt de benaming rood onderlijnd weergegeven. - De tabel kan, na het invullen, gesorteerd worden volgens de alfabetische volgorde van benamingen (klik view - sort by Name) of numerisch van de adressen (klik view - sort by adress)..
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 17
Hfdst. 1: INLEIDING 1.3. Een programma schrijven voor de PLC in STL: 1.3.3. Het programma schrijven in een instructiecode (STL): 1.3.3.1. STL-editor opstarten: We klikken: “VIEW - STL”.
1.3.3.2. Aanwijzingen voor het schrijven van het programma:
- Deel uw programma in netwerken in door het woord "NETWORK" te typen in het begin van elk deel van het programma. Het netwerk nummer wordt automatisch toegekend na het compileren. - Start elke commentaar met een dubbele schuine streep (//). Elke bijkomende commentaarlijn moet beginnen met een dubbele schuine streep. - Beëindig elke lijn met een return. - Scheidt elke instructie van zijn adres of parameter door een spatie of tab. - Gebruik geen spatie tussen het operandtype en zijn adres (vb.: geef "I0.0" in en niet "I 0.0"). - Scheidt elke operand in een instructie door een komma, spatie of tab. - Gebruik aanhalingstekens bij het ingeven van een symboolnaam. Vb.: wanneer uw symbooltabel de symboolbenaming "Start1" gebruikt voor het adres I0.1, geef dit op volgende manier in de instructie aan: LD "Start1". - Sla het programma op regelmatige basis op.. 5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 18
Hfdst. 1: INLEIDING 1.3. Een programma schrijven voor de PLC in STL: 1.3.4. Het programma compileren: Compileren = omvormen naar de taal van de computer en tevens zien of er geen fouten in voor komen. Het foutzoeken in de tekst gebeurt automatisch tijdens het intikken van het programma. De fout wordt aangeduid door een rood kruisje in de marge. 2 mogelijkheden om te compileren: Via de knoppenbalk: kies
Via het menu: - kies PLC - dan Compile of Compile All (zie hiernaast)
Compile Compileren van het actieve venster: Program Block of Data Block
Compile All Compileren van alle projectcomponenten: Program Block, Data Block, System Block.
Bij het compilen worden de fouten in het programma eruit gehaald. Wanneer je een fout hersteld moet je telkens opnieuw compileren tot alle fouten uit uw programma zijn. Dit wordt aangeduid door het compilatieprogramma. Vergeet niet uw programma definitief op te slaan wanneer de compilatie geslaagd is!
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 19
Hfdst. 1: INLEIDING 1.4. Het programma testen: 1.4.1. De PLC aansluiten aan de computer: 1.4.1.1. PLC aansluiten: - Doe de koffer open. - Bevestig de computerkabel aan de data-kabel van de PLC. - Sluit het spanningssnoer aan de PLC aan en steek de stekker in het stopcontact.
PLC
1.4.1.2. Controle van de communicatie tussen PLC en computer: Schakel de PLC over tussen de stop-toestand en de run-toestand. Laat de PLC tenslotte in de stop-toestand staan.
- In de toestand RUN brandt de groene LED RUN op de PLC. - In de toestand STOP brandt de gele LED STOP op de PLC. - Als de toestanden vanuit de computer kunnen omgeschakeld worden, is de verbinding tussen computer en PLC in orde. - Als de werkingstoestand niet kan worden omgeschakeld, roep je uw leraar.
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 20
Hfdst. 1: INLEIDING 1.4. Het programma testen: 1.4.2. Het programma overzetten naar de PLC: 2 mogelijkheden om het programma over te zetten: Via de knoppenbalk: kies
Via het menu: - kies File - dan Download
Opmerking: Zorg ervoor dat de PLC in de stoppositie staat: Via de knoppenbalk: kies
Via het menu: - kies PLC - dan Stop
1.4.3. Het programma starten en testen in de PLC: 2 mogelijkheden om het programma te starten: Via de knoppenbalk: kies
Via het menu: - kies PLC - dan Start
Antwoord met ja om de actie te bevestigen. Simuleer het programma d.m.v. de ingangsschakelaars en volg de uitgangen a.d.h. van de uitgangsLED's.
5TET: PLC
Van Lommel, M
blz. 21
