Laboratorní úlohy z předmětu programovatelné automaty
Tato publikace vznikla jako součást projektu CZ.04.1.03/3.2.15.2/0285 „Inovace VŠ oborů strojního zaměření“, který je spolufinancován evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Tomáš Marada, 12.4.2007
Zadání laboratorních úloh z předmětu programovatelné automaty
12.4.2007
1. 2. 3.
Logický modul LOGO! – typ 0BA5 Schodišťový časový spínač osvětlení Řízení semaforů na vjezdu do podzemní garáže Řízení modelu hydraulické posuvné jednotky
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Programovatelný automat Simatic S7-200 Řízení domácího plynového kotle Řízení předehřívací nádoby Řízení modelu hydraulické posuvné jednotky Řízení modelu mísicí jednotky Řízení modelu dopravní křižovatky Řízení modelu automatické pračky Regulace otáček stejnosměrného motoru
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Programovatelný automat ILC 150 ETH Řízení domácího plynového kotle Řízení předehřívací nádoby Řízení modelu hydraulické posuvné jednotky Řízení modelu mísicí jednotky Řízení modelu dopravní křižovatky Řízení modelu automatické pračky Regulace otáček stejnosměrného motoru
Cvičení s logickým modulem LOGO! Typ 0BA5
Úloha 1 Schodišťový časový spínač osvětlení řízený automatem LOGO! Cíl úlohy: Cílem úlohy je provést náhradu schodišťového spínače programovatelným automatem LOGO!. Použité pomůcky: • •
Programovatelný automat Siemens LOGO! typ 0BA5. Modul tlačítek, případně spínačů.
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem Automat LOGO! I1 I2 I3 Q1
Model posuvné jednotky Tlačítko na prvním poschodí Tlačítko na druhém poschodí Tlačítko na třetím poschodí Kontakt relé spínající osvětlení
Popis a funkce úlohy řízení schodišťového automatu: Jedná se o úlohu náhrady klasického schodišťového časového spínače logickým modulem LOGO! od firmy Siemens. Mějme například tří patrový panelový dům. V každém patře jsou na chodbě umístěny spínače a žárovky osvětlující prostor. Úkolem schodišťového automatu je po stisknutí tlačítka v libovolném patře rozsvítit světla na všech patrech a zadaný počet vteřin je nechat svítit, aby se uživatel mohl bezpečně dostat z jednoho podlaží do druhého. Zadání: 1. Vypracujte projekt s názvem SPINAC1 tak, aby po stisknutí spínače v libovolném patře došlo ke svícení žárovek ve všech patrech a to po dobu 10 sekund. 2. Vypracujte projekt s názvem SPINAC2 tak, aby po stisknutí spínače v libovolném patře došlo ke svícení žárovek ve všech patrech po dobu 10 sekund a v případě stisknutí spínače 2x aby světlo svítilo 20 sekund. Doporučení: • •
Pro psaní programu použijte vývojové prostředí LOGO! Soft Comfort v5.0. Před nahráním programu do automatu jej důkladně otestujte v simulátoru.
Úloha 2 Řízení semaforů na vjezdu do podzemní garáže pomocí automatu LOGO! Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a realizovat řízení semaforů na vjezdu do podzemní garáže pomocí programovatelného automatu LOGO!. Použité pomůcky: • •
Programovatelný automat Siemens LOGO! typ 0BA5. Modul tlačítek, případně spínačů.
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem Automat LOGO! I1 I2 Q1 Q2
Model posuvné jednotky Světelné čidlo na vjezdu Světelné čidlo na výjezdu Červený semafor (+závora) Zelený semafor
Popis a funkce úlohy řízení semaforů na vjezdu do podzemní garáže: Jedná se o úlohu návrhu řízení semaforů na vjezdu do podzemní garáže pomocí logického modulu LOGO! od firmy Siemens. Na vjezdu do garáže je umístěn semafor. Ten musí umožnit vjezd automobilům pouze v případě že jsou v garáži volná parkovací místa. V případě že volná místa nejsou, na semaforu se musí rozsvítit červené světlo. Zadání: 1. Vypracujte projekt s názvem GARAZ1 tak, aby po stisknutí spínače simulujícího příjezd automobilu do garáže se zvýšilo počítadlo o jedno auto. Po stisknutí spínače simulujícího odjezd automobilu z garáže se počítadlo o jedno auto snížilo. Pokud je v garáži méně jak pět aut tak svítí zelený semafor (v garáži jsou volná místa). V případě, že do garáže přijede pět aut musí se rozsvítit červený semafor, aby se zabránilo vjíždění dalších aut do garáže. Doporučení: • • • •
Pro psaní programu použijte vývojové prostředí LOGO! Soft Comfort v5.0. Před nahráním programu do automatu jej důkladně otestujte v simulátoru. Na vstup umístěte blok „zpožděné sepnutí“ s hodnotou času 0.4s aby se zabránilo zákmitům od spínače Parametr „Par“ čítače nastavte na hodnotu 5 (kapacita garáže).
Úloha 3 Řízení modelu hydraulické posuvné jednotky automatem LOGO! Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a realizovat řízení hydraulické jednotky programovatelným automatem LOGO!. Použité pomůcky: • • •
Programovatelný automat Siemens LOGO! typ 0BA5. Model hydraulické posuvné jednotky (3 digitální vstupy, 4 digitální výstupy). Modul tlačítek, případně spínačů.
Model posuvné jednotky:
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem Automat LOGO! I1 I2 I3 I4 I8 Q1 Q2 Q3
Model posuvné jednotky Poloha suportu K1 Poloha suportu K2 Poloha suportu K3 Poloha suportu K4 Tlačítko blokování Pohyb vpřed Pohyb vzad Rychlost posuvu
Popis a funkce modelu hydraulické posuvné jednotky: Jde o aktivní model, simulující posuvnou jednotku a související pohyb suportu obráběcího stroje. Pohyb a poloha suportu je indikován pomocí deseti LED diod, z toho čtyři mají zároveň funkci snímačů polohy K1 až K4. Pohyb je řízen pomocí elektromagnetů EM1 (pohyb vpřed), EM2 (pohyb vzad) a EM3, který škrcením ovládá rychlost (0=rychloposuv, 1=pracovní posuv). Další vlastnosti: • • • •
Restart vyvoláme stisknutím tlačítka RESET, umístěným na panelu pod symbolem ruky. Po zapnutí napájení nebo po restartu se suport nastaví do výchozí polohy, tj. k snímači K1. Při přejezdu krajních poloh K1 nebo K4 je hlášena chyba rozsvícením červené LED diody ERR a zelené LED snímačů K1 až K4. Při současném sepnutí EM1 a EM2 je hlášena chyba blikáním indikace ERR. Po odstranění chybového stavu systém bez restartu pokračuje v činnosti.
Zadání: 1. Vypracujte projekt s názvem POSJE1 tak, aby suport trvale vykonával pohyb vpřed i vzad mezi koncovými spínači K1 a K4. 2. Vypracujte projekt POSJE2 tak, aby měl funkci dle bodu 1, ale doplňte jej o možnost dočasného zastavení suportu v libovolné poloze blokovacím tlačítkem. Po uvolnění tlačítka nechť pohyb pokračuje. 3. Vypracujte projekt s názvem POSJE3 tak, aby se suport pohyboval z K1 do K2 rychloposuvem, pak ve středním úseku od K2 do K3 pracovním zpomaleným posuvem, pak od K3 do K4 rychloposuvem a poté stejnými rychlostmi zpět. Blokovací tlačítko musí umožnit dočasné zastavení pohybu suportu. Po uvolnění tlačítka nechť pohyb pokračuje. Doporučení: • • •
Program sestavte v grafickém vývojovém prostředí LOGO! Soft Komfort verze 4.0. K řízení směru pohybu je vhodné použít klopný obvod R-S (např. 1=pohyb vpřed, 0=vzad). K řízení rychlosti je též vhodné použít klopný obvod R-S (např. 1=pomalu, 0=rychle).
Vypracování:
Cvičení s PLC Simatic S7-200 CPU 224XP
Úloha 1 Řízení domácího plynového kotle automatem Simatic S7-200 Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a odzkoušet program pro řízení domácího plynového kotle na programovatelném automatu Simatic S7-200, CPU 224XP. Použité pomůcky: • •
Programovatelný automat Siemens Simatic S7-200, CPU 224XP Modul tlačítek, případně spínačů.
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem Simatic S7-200 Symbolická proměnná HV HH HT RO AUT TV BL OV
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 Q0.0 Q0.1
Model plynového kotle Popis Hlídání vody Hlídání hořáku Hlídání mezní teploty vody Ruční ovládání Automatický provoz Teplota vody Blokování Ovládání ventilu plynu
Popis a funkce modelu domácího plynového kotle: Přívod plynu OV smí být otevřen pouze v případě že budou splněny následující podmínky. Voda musí být napuštěna v kotli (proměnná HV=1), hořák musí být zapálen (proměnná HH=1) a nesmí být překročena maximální přípustná teplota vody v kotli (proměnná HT=1). V případě, že tyto podmínky nejsou splněny na výstupu prvního kombinačního obvodu musí být logická jednička (BL=1) a tím signalizován poruchový stav. V případě, že jsou splněny bezpečnostní podmínky (BL=0) můžeme řídit kotel druhým kombinačním obvodem dle níže uvedeného zadání.
Zadání: 1. Proveďte test adresace snímačů HV, HH, HT, RO, AUT, TV a výstupů BL, OV. 2. Vypracujte projekt s názvem KOTEL1 respektující výše uvedené zabezpečující podmínky. Dále kotel topí v následujících případech: • je zapnuto ruční ovládání RO a teplota vody TV je pod žádanou hodnotou • je zapnuta automatika AUT a teplota vody TV je pod žádanou hodnotou • je zapnuto ruční ovládání RO a nebo automatika AUT Přesuňte program do automatu. Program odzkoušejte pro všechny kombinace vstupů a sledujte správnost výstupů. 3. Modifikujte řízení tak, aby ruční topení bylo možné jen do teploty TV hlídané termostatem.
Vypracování:
Úloha 2 Řízení předehřívací nádoby automatem Simatic S7-200 Cíl úlohy: Cílem úlohy je řešit řízení předehřívací nádoby, to je navrhnout algoritmus a naprogramovat programovatelný automat Simatic S7-200, CPU 224XP. Použité pomůcky: Programovatelný automat Siemens Simatic S7-200, CPU 224XP. Modul tlačítek, případně spínačů.
• •
Schéma řízení: Přítok kapaliny
PRIT PRIT 1=Otevřeno) Otevřeno (1=
MAX (1= Překročení horní meze, 0=Provozní stav)
MIN (1= Hladina pod minimem, 0=Provozní stav)
Topení
230 V
TOP
TEP (1= OK, 0 = Málo ohřáto)
(1= Topit)
Odběr kapaliny 24 V
Indikace zelenou žárovkou
IND (1= Normál, 0= Chyba)
Tabulka propojení s automatem Simatic S7-200 Symbolická proměnná MIN MAX TEP PRIT TOP IND
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0 Q0.1 Q0.2
Model plynového kotle Popis Dosaženo minimální hladiny Dosaženo maximální hladiny Teplota v nádrži (termostat) Přítok kapaliny Topení Indikace splnění podmínek
Popis a funkce předehřívací nádoby: Požadovanou funkcí je udržovat hladinu kapaliny v rozmezí snímačů hladin (MIN a MAX) a dále udržovat teplotu nad hodnotou která je nastavena termostatem TEP. Splnění těchto podmínek je signalizováno žárovkou IND.
Zadání: 1. Definujte algoritmus logického kombinačního obvodu doplněním pravdivostní tabulky:
MIN 0 0 0 0 1 1 1 1
Vstupy MAX 0 0 1 1 0 0 1 1
TEP 0 1 0 1 0 1 0 1
PRIT
Výstupy TOP
IND
Poznámka
2. Zapište potřebné algebraické logické funkce pro řízení. Tyto logické funkce minimalizujte. 3. Proveďte test adresace snímačů MIN, MAX, TEP a výstupů PRIT, TOM IND. 4. Vypracujte projekt s názvem NADOBA1 respektující zjištěné algebraické logické funkce. Přesuňte program do automatu. Program odzkoušejte pro všechny kombinace vstupů a sledujte správnost výstupů. Vypracování:
Úloha 3 Řízení modelu hydraulické posuvné jednotky automatem Simatic S7-200 Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a realizovat řízení hydraulické jednotky programovatelným automatem Simatic S7-200, CPU 224XP. Použité pomůcky: • • •
Programovatelný automat Siemens Simatic S7-200, CPU 224XP. Model hydraulické posuvné jednotky (3 digitální vstupy, 4 digitální výstupy). Modul tlačítek, případně spínačů.
Model posuvné jednotky:
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem Simatic S7-200 Symbolická proměnná K1 K2 K3 K4 START STOP EM1 EM2 EM3
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 Q0.0 Q0.1 Q0.2
Model posuvné jednotky Popis Poloha suportu K1 Poloha suportu K2 Poloha suportu K3 Poloha suportu K4 Tlačítko START Tlačítko STOP Pohyb vpřed Pohyb vzad Rychlost posuvu
Popis a funkce modelu hydraulické posuvné jednotky: Jde o aktivní model, simulující posuvnou jednotku a související pohyb suportu obráběcího stroje. Pohyb a poloha suportu je indikován pomocí deseti LED diod, z toho čtyři mají zároveň funkci snímačů polohy K1 až K4. Pohyb je řízen pomocí elektromagnetů EM1 (pohyb vpřed), EM2 (pohyb vzad) a EM3, který škrcením ovládá rychlost (0=rychloposuv, 1=pracovní posuv). Další vlastnosti: • • • •
Restart vyvoláme stisknutím tlačítka RESET, umístěným na panelu pod symbolem ruky. Po zapnutí napájení nebo po restartu se suport nastaví do výchozí polohy, tj. k snímači K1. Při přejezdu krajních poloh K1 nebo K4 je hlášena chyba rozsvícením červené LED diody ERR a zelené LED snímačů K1 až K4. Při současném sepnutí EM1 a EM2 je hlášena chyba blikáním indikace ERR. Po odstranění chybového stavu systém bez restartu pokračuje v činnosti.
Zadání: 1. Proveďte test adresace snímačů polohy K1 až K4, tlačítek START, STOP a elektromagnetických ventilů EM1, EM2 a EM3 přípravku. 2. Vypracujte projekt s názvem POSJE1 tak, aby suport vykonal jeden pohyb rychloposuvem z výchozí polohy K1 do polohy K4 a zpět. Pohyb spouštějte tlačítkem START. 3. Vypracujte projekt POSJE2 tak, aby měl funkce dle bodu 2, ale doplňte jej navíc o možnost zastavení posuvu v libovolné poloze tlačítkem STOP. Tlačítkem START umožněte pokračování pohybu. 4. Vypracujte projekt s názvem POSJE3 tak, aby se suport pohyboval z K1 do K2 rychloposuvem, pak ve středním úseku od K2 do K3 pracovním zpomaleným posuvem, pak od K3 do K4 rychloposuvem a poté stejnými rychlostmi zpět. Začátek pohybu spouštějte tlačítkem START. 5. Vypracujte projekt POSJE4 tak, aby měl funkce dle bodu 4, ale doplňte jej navíc o možnost zastavení posuvu v libovolné poloze tlačítkem STOP. Tlačítkem START umožněte pokračování pohybu. Doporučení: • • •
V programech používejte symbolické proměnné (EM1, EM2, EM3, K1, K2, K3, K4, Start, Stop) K ovládání elektromagnetů EM použijte instrukce S a R (např. S EM1,1 zapne pohyb vpřed). Program rozdělte do dílčích částí (Network1,…) a v každé části řešte jen jednu dílčí akci. Například ve druhé úloze v Network1 ošetřete start posuvu, v dalším obrácení posuvu, v dalším zastavení.
Vypracování:
Úloha 4 Řízení modelu mísicí jednotky automatem Simatic S7-200 Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a realizovat řízení modelu mísicí jednotky programovatelným automatem Simatic S7-200, CPU 224XP. Použité pomůcky: • • •
Programovatelný automat Siemens Simatic S7-200, CPU 224XP. Model mísicí jednotky (6 digitálních vstupů, 8 digitálních výstupů). Modul tlačítek, případně spínačů.
Model mísicí jednotky
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem Simatic S7-200 Symbolická proměnná H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 START SV1 SV2 SV3
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 Q0.0 Q0.1 Q0.2
Model mísicí jednotky Popis Informace o hladině H1 Informace o hladině H2 Informace o hladině H3 Informace o hladině H4 Informace o hladině H5 Informace o hladině H6 Informace o hladině H7 Informace o hladině H8 Tlačítko START Ovládání ventilu SV1 Ovládání ventilu SV2 Ovládání ventilu SV3
SV4 SV5 MIX
Q0.3 Q0.4 Q0.5
Ovládání ventilu SV4 Ovládání ventilu SV5 Ovládání mixéru MIX
Popis a funkce modelu mísicí jednotky: Mísicí jednotka je aktivní model s vlastní inteligencí, simulující funkci technologie, složené ze tří plnících tanků a mísicí nádoby. Obecně jde o soustavu s 6 vstupy a 8 výstupy. Význam všech 14 veličin je zřejmý z panelu mísicí jednotky. Po sepnutí ventilů SV1 až SV3 se začnou plnit příslušné tanky o objemu 84 litrů rychlostí 6 l/s. Hladinoměry H1 až H8 snímající výšku hladiny v jednotlivých nádobách mají následující význam: • • •
Dolní snímače (H3, H5, H8) – minimální množství kapaliny (cca 10 l) Střední snímače (H2, H7) – polovina nádrže Horní snímače (H1, H4, H6) – plná nádrž
Mísicí nádoba má objem 253 litrů. Průtok napouštěcím a vypouštěcím potrubím přes ventily SV4 a SV5 je 18 l/s. Další vlastnosti: • •
•
Restart modelu vyvoláme stisknutím tlačítka RESET, umístěným na panelu pod symbolem ruky. Po zapnutí napájení nebo po restartu se jednotka automaticky nastaví do inicializačního stavu (všechny nádoby prázdné). Zároveň se rozbliká červená LED dioda ERR, která zhasne až při začátku plnění některého tanku. Při přetečení kterékoli nádoby (včetně mísicí) se vyhodnotí chyba, která je signalizována rozsvícením LED diody ERR. Systém se vrátí do výchozího stavu po stisku tlačítka RESET.
Zadání: 1. Proveďte test adresace snímačů informací o hladinách H1 až H8, tlačítka START, ovládacích ventilů SV1 až SV5 a ovládání mixéru. 2. Vypracujte projekt s názvem MISJE1 tak, aby realizoval naplnění tanku 1 na 50% objemu. Použijte symbolických proměnných (SV1, H2). Plnění spouštějte tlačítkem START. 3. Vypracujte projekt s názvem MISJE2 tak, aby realizoval naplnění všech tří tanků na objemy 50%, 100% a 50%. Použijte symbolických proměnných (SV1, SV2, SV3, H2, H4, H7). Plnění spouštějte tlačítkem START. 4. Vypracujte projekt MISJE3 tak, aby automaticky řídil celý provoz mísení. Provoz je vhodné rozdělit na čtyři režimy a k nim vypracovat dílčí řízení. • Počáteční stav: všechny ventily zavřeny, čekání na stisknutí tlačítka START. • Plnění: začátek po stisku tlačítka START, konec po dosažení úrovní objemů 50%, 100% a 50%. • Mísení: otevřen ventil SV4, SV5 zavřený, zapnutý MIX, ukončení až po vyprázdnění všech tanků. • Vypouštění: zavřen ventil SV4, ventil SV5 otevřen, zapnutý MIX, ukončení po době 15 sekund a návrat do počátečního stavu. Doporučení: • • •
Celý uživatelský program si rozdělte na hlavní program (MAIN) a čtyři podprogramy (SBR1 až SBR4) V hlavním programu věnujte NETWORK1 jednorázovému ošetření počátečních podmínek a v NETWORK2 volejte podprogramy v závislosti na režimu provozu. Pro snadné rozlišení režimů si zaveďte bitové proměnné POCSTAV, PLNENI, MISENI a VYPOUSTENI.
Úloha 5 Řízení modelu dopravní křižovatky automatem Simatic S7-200 Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a realizovat řízení modelu dopravní křižovatky programovatelným automatem Simatic S7-200, CPU 224XP. Použité pomůcky: • •
Programovatelný automat Siemens Simatic S7-200, CPU 224XP. Model dopravní křižovatky (8 digitálních vstupů, 0 digitálních výstupů).
Model dopravní křižovatky
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem Simatic S7-200 Symbolická proměnná CH OH ZH CV OV ZV CP ZP
Adresa Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7
Model dopravní křižovatky Popis Červená hlavní Oranžová hlavní Zelená hlavní Červená vedlejší Oranžová vedlejší Zelená vedlejší Červená přechod Zelená přechod
Popis a funkce modelu dopravní křižovatky: •
Jde o model, simulující situaci na jednoduché dopravní křižovatce. Činnost semaforů je indikována osmi LED diodami.
Zadání: 1. Proveďte test adresace žárovek semaforů na dopravní křižovatce. 2. Napište program pro řízení křižovatky podle zadaného časového diagramu.
Doporučení: •
Celý uživatelský program si rozdělte na hlavní program (MAIN) a čtyři podprogramy (SBR1 až SBR4)
Vypracování:
Možná modifikace zadání: • •
Klasicky řízená křižovatka, pouze na semaforu chodci je stále červená. Po stisknutí tlačítka „chodci“ by bylo umožněno chodcům přejít přes vozovku. Navrhnout úlohu tak, aby bylo možno přepnout křižovatku do „večerního“ režimu (křižovatka je vypnutá, bliká pouze oranžový semafor).
Úloha 6 Řízení modelu automatické pračky automatem Simatic S7-200 Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a realizovat řízení modelu automatické pračky programovatelným automatem Simatic S7-200, CPU 224XP. Použité pomůcky: • • •
Programovatelný automat Siemens Simatic S7-200, CPU 224XP. Model automatické pračky (6 digitálních vstupů, 6 digitálních výstupů). Modul tlačítek, případně spínačů.
Model automatické pračky
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem Simatic S7-200 Symbolická proměnná HLADINA50 HLADINA100 TEPLOTA30 TEPLOTA40 TEPLOTA60 TEPLOTA90 START BUBENVP BUBENVL OTACKY TOPENI VODA CERPADLO
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
Model automatické pračky Popis Hladina vody 50% Hladina vody 100% Teplota vody 30°C Teplota vody 40°C Teplota vody 60°C Teplota vody 90°C Tlačítko START Buben vpravo Buben vlevo Otáčky (0=praní, 1=ždímání) Zapnutí/Vypnutí topení Napouštění vody Zapnutí/Vypnutí čerpadla
Popis a funkce modelu automatické pračky: Funkce modelu: •
Řízenou soustavou je model domácí automatické pračky. Na čelním panelu modelu je indikováno všech 6 ovládacích signálů a z vnitřních stavů pračky jsou indikovány 4 hranice teplot, 2 úrovně hladiny vody a pohyb bubnu. Rychlost otáčení bubnu (praní nebo ždímání) se řídí signálem „OTACKY“ (0=praní, 1=ždímání). Další funkcí modelu je simulace napouštění a vypouštění vody do prací vany a její ohřev (včetně chladnutí). Pro napouštění slouží bit „VODA“, pro vypouštění bit „CERPADLO“, pro ohřev bit „TOPENI“. Hladina vody v prací vaně je snímána ve dvou úrovních (50% a 100%) a zobrazována LED diodami. Informace je samozřejmě také posílána na výstupy modelu (vstupy PLC). Při ohřívání vody se model chová jako soustava 2. řádu, avšak časové konstanty jsou zkráceny tak, aby se při ladění aplikací nemuselo příliš dlouho čekat (ohřev plné vany na 90°C trvá cca 60s). Teplota vody je snímána ve 4 bodech (30, 40, 60 a 90°C).
Inicializační stav: •
Po zapnutí napájení nebo po restartu (tlačítko RESET) se jednotka automaticky nastaví do inicializačního stavu (prázdný buben, počáteční teplota).
Chybová hlášení: • •
•
Model generuje dva druhy chybových hlášení (opravitelná a neopravitelná chyba). Opravitelná chyba nastává pouze tehdy, přijde-li současně povel TOČ BUBNEM VLEVO a TOČ BUBNEM VPRAVO. V tom případě začne blikat červená LED dioda ERR a buben se přestane otáčet. Po odstranění kolizního stavu buben pracuje normálně. Neopravitelná chyba vzniká ve dvou případech: o Prací vana přeteče o Teplota vody stoupne nad 90°C Neopravitelná chyba je indikována rozsvícením červené LED diody ERR. Z tohoto stavu se lze dostat pouze stiskem tlačítka RESET.
Zadání: 1. Proveďte test adresace vstupů a výstupů modelu automatické pračky. 2. Vypracujte projekt s názvem PRACKA1 pro řízení pracího procesu. Uvažujte jen zjednodušené praní bez předepírky a bez máchání. Upřesnění některých režimů pračky: • Počáteční stav je čekáním na stlačení tlačítka START. • Napouštění vody do výšky 100%. • Ohřev vody do 60°C bez otáčení bubnu. • Praní po dobu 25s s otáčením bubnu oběma směry bez pauzy mezi reverzacemi. • Vypouštění vody po dobu 20s s otáčením bubnu doprava. • Odstřeďování po dobu 15s. 3. Vypracujte projekt s názvem PRACKA2. Při napouštění vody zapněte topení již při hladině vody 50%. Při ohřevu vody otáčejte bubnem doprava. Během praní zařaďte pauzy mezi reverzacemi pohybu bubnu. 4. Vypracujte projekt s názvem PRACKA3. Program rozšiřte o předepírku a máchání prádla: • Předepírka před praním (napusťte vodu na 50%, ohřejte vodu na 40°C, předepírejte po dobu 15s, během předepírání zařaďte pauzy mezi reverzacemi pohybu bubnu, odstřeďování po dobu 10s). • 2x máchání po praní (napusťte vodu na 50%, máchejte po dobu 15s, během máchání zařaďte pauzy mezi reverzacemi pohybu bubnu, odstřeďování po dobu 10s).
Doporučení: • • • •
Jde o sekvenční řízení, proto je vhodné zavést pomocnou proměnnou „KROK“, která bude měnit postupně hodnotu dle režimů od 0 do 5. Každý režim je vhodné řešit podprogramem (SBR). Změnu režimu podmíníme splněním předávací podmínky. Pro odměřování časů použijeme časovačů T40, T41 a T42.
Doporučené vývojové schéma:
Vypracování:
Úloha 7 Regulace otáček stejnosměrného motoru automatem Simatic S7-200 Cíl úlohy: Cílem úlohy je regulace otáček stejnosměrného elektromotoru programovatelným automatem Simatic S7-200, CPU 224XP.
Použité pomůcky: • • • • • •
Programovatelný automat Siemens Simatic S7-200, CPU 224XP. Výkonový zesilovač proudu (vstup 0-20mA, výstup 0-2A). Stejnosměrný elektromotor 24V/3000ot/min. Tachodynamo 3000ot/min 9V. Dekadický přepínač 0 až 99 procent pro volbu požadovaných otáček. Textový display TD 200.
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem Simatic S7-200 Symbolická proměnná DEK0 DEK1 DEK2 DEK3 DEK4 DEK5 DEK6 DEK7
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7
Ostatní zařízení Popis Dekadický přepínač BIT0 Dekadický přepínač BIT1 Dekadický přepínač BIT2 Dekadický přepínač BIT3 Dekadický přepínač BIT4 Dekadický přepínač BIT5 Dekadický přepínač BIT6 Dekadický přepínač BIT7
Frekvenční charakteristika |G| [dB]
40
-20 -20
-40
1/TI 1/0.2
1/TD 1/0.08
20·log 8
20 20·log 2.7 1
0 -20
-20
+20
GR
G0
ωř
GS 10 1/T1 1/1
1/T2 1/0.08
ω[1/s]
100 -20
-40
1/(TV/2) 1/0.01
-40
-40 -60
Zadání: 1. Seznamte se s příkladem programu. 2. Seznamte se s funkcemi jednotlivých bloků v obvodu viz schéma řízení uvedené výše (regulovaná soustava, regulátor, proudový zesilovač atd.). 3. Proveďte syntézu regulátoru metodou frekvenčních charakteristik. 4. Proveďte experimenty s daným obvodem se zaměřením na: • Přechodové charakteristiky regulace otáček (male/velké změny). • Regulace bez omezení integrační složky. • Souvislost derivační složky s rušením. Vypracování:
Cvičení s PLC ILC 150 ETH
Úloha 1 Řízení domácího plynového kotle automatem ILC 150 ETH Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a odzkoušet program pro řízení domácího plynového kotle na programovatelném automatu ILC 150 ETHA. Použité pomůcky: • •
Programovatelný automat Phoenix Contact ILC 150 ETH. Modul tlačítek, případně spínačů.
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem ILC 150 ETH Symbolická proměnná HV HH HT RO AUT TV BL OV
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 Q0.0 Q0.1
Model plynového kotle Popis Hlídání vody Hlídání hořáku Hlídání mezní teploty vody Ruční ovládání Automatický provoz Teplota vody Blokování Ovládání ventilu plynu
Popis a funkce modelu domácího plynového kotle: Přívod plynu OV smí být otevřen pouze v případě že budou splněny následující podmínky. Voda musí být napuštěna v kotli (proměnná HV=1), hořák musí být zapálen (proměnná HH=1) a nesmí být překročena maximální přípustná teplota vody v kotli (proměnná HT=1). V případě, že tyto podmínky nejsou splněny na výstupu prvního kombinačního obvodu musí být logická jednička (BL=1) a tím signalizován poruchový stav. V případě, že jsou splněny bezpečnostní podmínky (BL=0) můžeme řídit kotel druhým kombinačním obvodem dle níže uvedeného zadání.
Zadání: 1. Proveďte test adresace snímačů HV, HH, HT, RO, AUT, TV a výstupů BL, OV. 2. Vypracujte projekt s názvem KOTEL1 respektující výše uvedené zabezpečující podmínky. Dále kotel topí v následujících případech: • je zapnuto ruční ovládání RO a teplota vody TV je pod žádanou hodnotou • je zapnuta automatika AUT a teplota vody TV je pod žádanou hodnotou • je zapnuto ruční ovládání RO a nebo automatika AUT Přesuňte program do automatu. Program odzkoušejte pro všechny kombinace vstupů a sledujte správnost výstupů. 3. Modifikujte řízení tak, aby ruční topení bylo možné jen do teploty TV hlídané termostatem.
Vypracování:
Úloha 2 Řízení předehřívací nádoby automatem ILC 150 ETH Cíl úlohy: Cílem úlohy je řešit řízení předehřívací nádoby, to je navrhnout algoritmus a naprogramovat programovatelný automat Phoenix Contact ILC 150 ETH. Použité pomůcky: Programovatelný automat Phoenix Contact ILC 150 ETH. Modul tlačítek, případně spínačů.
• •
Schéma řízení: Přítok kapaliny
PRIT PRIT 1=Otevřeno) Otevřeno (1=
MAX (1= Překročení horní meze, 0=Provozní stav)
MIN (1= Hladina pod minimem, 0=Provozní stav)
Topení
230 V
TOP
TEP (1= OK, 0 = Málo ohřáto)
(1= Topit)
Odběr kapaliny 24 V
Indikace zelenou žárovkou
IND (1= Normál, 0= Chyba)
Tabulka propojení s automatem ILC 150 ETH Symbolická proměnná MIN MAX TEP PRIT TOP IND
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0 Q0.1 Q0.2
Model plynového kotle Popis Dosaženo minimální hladiny Dosaženo maximální hladiny Teplota v nádrži (termostat) Přítok kapaliny Topení Indikace splnění podmínek
Popis a funkce předehřívací nádoby: Požadovanou funkcí je udržovat hladinu kapaliny v rozmezí snímačů hladin (MIN a MAX) a dále udržovat teplotu nad hodnotou která je nastavena termostatem TEP. Splnění těchto podmínek je signalizováno žárovkou IND.
Zadání: 1. Definujte algoritmus logického kombinačního obvodu doplněním pravdivostní tabulky:
MIN 0 0 0 0 1 1 1 1
Vstupy MAX 0 0 1 1 0 0 1 1
TEP 0 1 0 1 0 1 0 1
PRIT
Výstupy TOP
IND
Poznámka
2. Zapište potřebné algebraické logické funkce pro řízení. Tyto logické funkce minimalizujte. 3. Proveďte test adresace snímačů MIN, MAX, TEP a výstupů PRIT, TOM IND. 4. Vypracujte projekt s názvem NADOBA1 respektující zjištěné algebraické logické funkce. Přesuňte program do automatu. Program odzkoušejte pro všechny kombinace vstupů a sledujte správnost výstupů. Vypracování:
Úloha 3 Řízení modelu hydraulické posuvné jednotky automatem ILC 150 ETH Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a realizovat řízení hydraulické jednotky programovatelným automatem Phoenix Contact ILC 150 ETH. Použité pomůcky: • • •
Programovatelný automat Phoenix Contact ILC 150 ETH. Model hydraulické posuvné jednotky (3 digitální vstupy, 4 digitální výstupy). Modul tlačítek, případně spínačů.
Model posuvné jednotky:
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem ILC 150 ETH Symbolická proměnná K1 K2 K3 K4 START STOP EM1 EM2 EM3
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 Q0.0 Q0.1 Q0.2
Model posuvné jednotky Popis Poloha suportu K1 Poloha suportu K2 Poloha suportu K3 Poloha suportu K4 Tlačítko START Tlačítko STOP Pohyb vpřed Pohyb vzad Rychlost posuvu
Popis a funkce modelu hydraulické posuvné jednotky: Jde o aktivní model, simulující posuvnou jednotku a související pohyb suportu obráběcího stroje. Pohyb a poloha suportu je indikován pomocí deseti LED diod, z toho čtyři mají zároveň funkci snímačů polohy K1 až K4. Pohyb je řízen pomocí elektromagnetů EM1 (pohyb vpřed), EM2 (pohyb vzad) a EM3, který škrcením ovládá rychlost (0=rychloposuv, 1=pracovní posuv). Další vlastnosti: • • • •
Restart vyvoláme stisknutím tlačítka RESET, umístěným na panelu pod symbolem ruky. Po zapnutí napájení nebo po restartu se suport nastaví do výchozí polohy, tj. k snímači K1. Při přejezdu krajních poloh K1 nebo K4 je hlášena chyba rozsvícením červené LED diody ERR a zelené LED snímačů K1 až K4. Při současném sepnutí EM1 a EM2 je hlášena chyba blikáním indikace ERR. Po odstranění chybového stavu systém bez restartu pokračuje v činnosti.
Zadání: 1. Proveďte test adresace snímačů polohy K1 až K4, tlačítek START, STOP a elektromagnetických ventilů EM1, EM2 a EM3 přípravku. 2. Vypracujte projekt s názvem POSJE1 tak, aby suport vykonal jeden pohyb rychloposuvem z výchozí polohy K1 do polohy K4 a zpět. Pohyb spouštějte tlačítkem START. 3. Vypracujte projekt POSJE2 tak, aby měl funkce dle bodu 2, ale doplňte jej navíc o možnost zastavení posuvu v libovolné poloze tlačítkem STOP. Tlačítkem START umožněte pokračování pohybu. 4. Vypracujte projekt s názvem POSJE3 tak, aby se suport pohyboval z K1 do K2 rychloposuvem, pak ve středním úseku od K2 do K3 pracovním zpomaleným posuvem, pak od K3 do K4 rychloposuvem a poté stejnými rychlostmi zpět. Začátek pohybu spouštějte tlačítkem START. 5. Vypracujte projekt POSJE4 tak, aby měl funkce dle bodu 4, ale doplňte jej navíc o možnost zastavení posuvu v libovolné poloze tlačítkem STOP. Tlačítkem START umožněte pokračování pohybu. Doporučení: • • •
V programech používejte symbolické proměnné (EM1, EM2, EM3, K1, K2, K3, K4, Start, Stop) K ovládání elektromagnetů EM použijte instrukce S a R (např. S EM1,1 zapne pohyb vpřed). Program rozdělte do dílčích částí (Network1,…) a v každé části řešte jen jednu dílčí akci. Například ve druhé úloze v Network1 ošetřete start posuvu, v dalším obrácení posuvu, v dalším zastavení.
Vypracování:
Úloha 4 Řízení modelu mísicí jednotky automatem ILC 150 ETH Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a realizovat řízení modelu mísicí jednotky programovatelným automatem Phoenix Contact ILC 150 ETH. Použité pomůcky: • • •
Programovatelný automat Phoenix Contact ILC 150 ETH. Model mísicí jednotky (6 digitálních vstupů, 8 digitálních výstupů). Modul tlačítek, případně spínačů.
Model mísicí jednotky
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem ILC 150 ETH Symbolická proměnná H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 START SV1 SV2 SV3
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 Q0.0 Q0.1 Q0.2
Model mísicí jednotky Popis Informace o hladině H1 Informace o hladině H2 Informace o hladině H3 Informace o hladině H4 Informace o hladině H5 Informace o hladině H6 Informace o hladině H7 Informace o hladině H8 Tlačítko START Ovládání ventilu SV1 Ovládání ventilu SV2 Ovládání ventilu SV3
SV4 SV5 MIX
Q0.3 Q0.4 Q0.5
Ovládání ventilu SV4 Ovládání ventilu SV5 Ovládání mixéru MIX
Popis a funkce modelu mísicí jednotky: Mísicí jednotka je aktivní model s vlastní inteligencí, simulující funkci technologie, složené ze tří plnících tanků a mísicí nádoby. Obecně jde o soustavu s 6 vstupy a 8 výstupy. Význam všech 14 veličin je zřejmý z panelu mísicí jednotky. Po sepnutí ventilů SV1 až SV3 se začnou plnit příslušné tanky o objemu 84 litrů rychlostí 6 l/s. Hladinoměry H1 až H8 snímající výšku hladiny v jednotlivých nádobách mají následující význam: • • •
Dolní snímače (H3, H5, H8) – minimální množství kapaliny (cca 10 l) Střední snímače (H2, H7) – polovina nádrže Horní snímače (H1, H4, H6) – plná nádrž
Mísicí nádoba má objem 253 litrů. Průtok napouštěcím a vypouštěcím potrubím přes ventily SV4 a SV5 je 18 l/s. Další vlastnosti: • •
•
Restart modelu vyvoláme stisknutím tlačítka RESET, umístěným na panelu pod symbolem ruky. Po zapnutí napájení nebo po restartu se jednotka automaticky nastaví do inicializačního stavu (všechny nádoby prázdné). Zároveň se rozbliká červená LED dioda ERR, která zhasne až při začátku plnění některého tanku. Při přetečení kterékoli nádoby (včetně mísicí) se vyhodnotí chyba, která je signalizována rozsvícením LED diody ERR. Systém se vrátí do výchozího stavu po stisku tlačítka RESET.
Zadání: 1. Proveďte test adresace snímačů informací o hladinách H1 až H8, tlačítka START, ovládacích ventilů SV1 až SV5 a ovládání mixéru. 2. Vypracujte projekt s názvem MISJE1 tak, aby realizoval naplnění tanku 1 na 50% objemu. Použijte symbolických proměnných (SV1, H2). Plnění spouštějte tlačítkem START. 3. Vypracujte projekt s názvem MISJE2 tak, aby realizoval naplnění všech tří tanků na objemy 50%, 100% a 50%. Použijte symbolických proměnných (SV1, SV2, SV3, H2, H4, H7). Plnění spouštějte tlačítkem START. 4. Vypracujte projekt MISJE3 tak, aby automaticky řídil celý provoz mísení. Provoz je vhodné rozdělit na čtyři režimy a k nim vypracovat dílčí řízení. • Počáteční stav: všechny ventily zavřeny, čekání na stisknutí tlačítka START. • Plnění: začátek po stisku tlačítka START, konec po dosažení úrovní objemů 50%, 100% a 50%. • Mísení: otevřen ventil SV4, SV5 zavřený, zapnutý MIX, ukončení až po vyprázdnění všech tanků. • Vypouštění: zavřen ventil SV4, ventil SV5 otevřen, zapnutý MIX, ukončení po době 15 sekund a návrat do počátečního stavu. Doporučení: •
Pro snadné rozlišení režimů si zaveďte bitové proměnné POCSTAV, PLNENI, MISENI a VYPOUSTENI.
Vypracování:
Úloha 5 Řízení modelu dopravní křižovatky automatem ILC 150 ETH Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a realizovat řízení modelu dopravní křižovatky programovatelným automatem Phoenix Contact ILC 150 ETH. Použité pomůcky: • •
Programovatelný automat Phoenix Contact ILC 150 ETH. Model dopravní křižovatky (8 digitálních vstupů, 0 digitálních výstupů).
Model dopravní křižovatky
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem ILC 150 ETH Symbolická proměnná CH OH ZH CV OV ZV CP ZP
Adresa Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7
Model dopravní křižovatky Popis Červená hlavní Oranžová hlavní Zelená hlavní Červená vedlejší Oranžová vedlejší Zelená vedlejší Červená přechod Zelená přechod
Popis a funkce modelu dopravní křižovatky: •
Jde o model, simulující situaci na jednoduché dopravní křižovatce. Činnost semaforů je indikována osmi LED diodami.
Zadání: 1. Proveďte test adresace žárovek semaforů na dopravní křižovatce. 2. Napište program pro řízení křižovatky podle zadaného časového diagramu.
Doporučení: •
Celý uživatelský program si rozdělte na hlavní program (MAIN) a čtyři podprogramy (SBR1 až SBR4)
Vypracování:
Možná modifikace zadání: • •
Klasicky řízená křižovatka, pouze na semaforu chodci je stále červená. Po stisknutí tlačítka „chodci“ by bylo umožněno chodcům přejít přes vozovku. Navrhnout úlohu tak, aby bylo možno přepnout křižovatku do „večerního“ režimu (křižovatka je vypnutá, bliká pouze oranžový semafor).
Úloha 6 Řízení modelu automatické pračky automatem ILC 150 ETH Cíl úlohy: Cílem úlohy je navrhnout a realizovat řízení modelu automatické pračky programovatelným automatem Phoenix Contact ILC 150 ETH. Použité pomůcky: • • •
Programovatelný automat Phoenix Contact ILC 150 ETH. Model automatické pračky (6 digitálních vstupů, 6 digitálních výstupů). Modul tlačítek, případně spínačů.
Model automatické pračky
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem ILC 150 ETH Symbolická proměnná HLADINA50 HLADINA100 TEPLOTA30 TEPLOTA40 TEPLOTA60 TEPLOTA90 START BUBENVP BUBENVL OTACKY TOPENI VODA CERPADLO
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
Model automatické pračky Popis Hladina vody 50% Hladina vody 100% Teplota vody 30°C Teplota vody 40°C Teplota vody 60°C Teplota vody 90°C Tlačítko START Buben vpravo Buben vlevo Otáčky (0=praní, 1=ždímání) Zapnutí/Vypnutí topení Napouštění vody Zapnutí/Vypnutí čerpadla
Popis a funkce modelu automatické pračky: Funkce modelu: •
Řízenou soustavou je model domácí automatické pračky. Na čelním panelu modelu je indikováno všech 6 ovládacích signálů a z vnitřních stavů pračky jsou indikovány 4 hranice teplot, 2 úrovně hladiny vody a pohyb bubnu. Rychlost otáčení bubnu (praní nebo ždímání) se řídí signálem „OTACKY“ (0=praní, 1=ždímání). Další funkcí modelu je simulace napouštění a vypouštění vody do prací vany a její ohřev (včetně chladnutí). Pro napouštění slouží bit „VODA“, pro vypouštění bit „CERPADLO“, pro ohřev bit „TOPENI“. Hladina vody v prací vaně je snímána ve dvou úrovních (50% a 100%) a zobrazována LED diodami. Informace je samozřejmě také posílána na výstupy modelu (vstupy PLC). Při ohřívání vody se model chová jako soustava 2. řádu, avšak časové konstanty jsou zkráceny tak, aby se při ladění aplikací nemuselo příliš dlouho čekat (ohřev plné vany na 90°C trvá cca 60s). Teplota vody je snímána ve 4 bodech (30, 40, 60 a 90°C).
Inicializační stav: •
Po zapnutí napájení nebo po restartu (tlačítko RESET) se jednotka automaticky nastaví do inicializačního stavu (prázdný buben, počáteční teplota).
Chybová hlášení: • •
•
Model generuje dva druhy chybových hlášení (opravitelná a neopravitelná chyba). Opravitelná chyba nastává pouze tehdy, přijde-li současně povel TOČ BUBNEM VLEVO a TOČ BUBNEM VPRAVO. V tom případě začne blikat červená LED dioda ERR a buben se přestane otáčet. Po odstranění kolizního stavu buben pracuje normálně. Neopravitelná chyba vzniká ve dvou případech: o Prací vana přeteče o Teplota vody stoupne nad 90°C Neopravitelná chyba je indikována rozsvícením červené LED diody ERR. Z tohoto stavu se lze dostat pouze stiskem tlačítka RESET.
Zadání: 1. Proveďte test adresace vstupů a výstupů modelu automatické pračky. 2. Vypracujte projekt s názvem PRACKA1 pro řízení pracího procesu. Uvažujte jen zjednodušené praní bez předepírky a bez máchání. Upřesnění některých režimů pračky: • Počáteční stav je čekáním na stlačení tlačítka START. • Napouštění vody do výšky 100%. • Ohřev vody do 60°C bez otáčení bubnu. • Praní po dobu 25s s otáčením bubnu oběma směry bez pauzy mezi reverzacemi. • Vypouštění vody po dobu 20s s otáčením bubnu doprava. • Odstřeďování po dobu 15s. 3. Vypracujte projekt s názvem PRACKA2. Při napouštění vody zapněte topení již při hladině vody 50%. Při ohřevu vody otáčejte bubnem doprava. Během praní zařaďte pauzy mezi reverzacemi pohybu bubnu. 4. Vypracujte projekt s názvem PRACKA3. Program rozšiřte o předepírku a máchání prádla: • Předepírka před praním (napusťte vodu na 50%, ohřejte vodu na 40°C, předepírejte po dobu 15s, během předepírání zařaďte pauzy mezi reverzacemi pohybu bubnu, odstřeďování po dobu 10s). • 2x máchání po praní (napusťte vodu na 50%, máchejte po dobu 15s, během máchání zařaďte pauzy mezi reverzacemi pohybu bubnu, odstřeďování po dobu 10s).
Doporučení: • • • •
Jde o sekvenční řízení, proto je vhodné zavést pomocnou proměnnou „KROK“, která bude měnit postupně hodnotu dle režimů od 0 do 5. Každý režim je vhodné řešit podprogramem (SBR). Změnu režimu podmíníme splněním předávací podmínky. Pro odměřování časů použijeme časovačů T40, T41 a T42.
Doporučené vývojové schéma:
Vypracování:
Úloha 7 Regulace otáček stejnosměrného motoru automatem ILC 150 ETH
Cíl úlohy: Cílem úlohy je regulace otáček stejnosměrného elektromotoru programovatelným automatem Phoenix Contact ILC 150 ETH.
Použité pomůcky: • • • • • •
Programovatelný automat Phoenix Contact ILC 150 ETH. Výkonový zesilovač proudu (vstup 0-20mA, výstup 0-2A). Stejnosměrný elektromotor 24V/3000ot/min. Tachodynamo 3000ot/min 9V. Dekadický přepínač 0 až 99 procent pro volbu požadovaných otáček. Textový display TD 200.
Schéma řízení:
Tabulka propojení s automatem ILC 150 ETH Symbolická proměnná DEK0 DEK1 DEK2 DEK3 DEK4 DEK5 DEK6 DEK7
Adresa I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7
Ostatní zařízení Popis Dekadický přepínač BIT0 Dekadický přepínač BIT1 Dekadický přepínač BIT2 Dekadický přepínač BIT3 Dekadický přepínač BIT4 Dekadický přepínač BIT5 Dekadický přepínač BIT6 Dekadický přepínač BIT7
Frekvenční charakteristika |G| [dB]
40
-20 -20
-40
1/TI 1/0.2
1/TD 1/0.08
20·log 8
20 20·log 2.7 1
0 -20
-20
+20
GR
G0
ωř
GS 10 1/T1 1/1
1/T2 1/0.08
ω[1/s]
100 -20
-40
1/(TV/2) 1/0.01
-40
-40 -60
Zadání: 1. Seznamte se s příkladem programu. 2. Seznamte se s funkcemi jednotlivých bloků v obvodu viz schéma řízení uvedené výše (regulovaná soustava, regulátor, proudový zesilovač atd.). 3. Proveďte syntézu regulátoru metodou frekvenčních charakteristik. 4. Proveďte experimenty s daným obvodem se zaměřením na: • Přechodové charakteristiky regulace otáček (male/velké změny). • Regulace bez omezení integrační složky. • Souvislost derivační složky s rušením. Vypracování:
