Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar
Villamosmérnöki szak Ipari automatizálás és kommunikáció szakirány
PLC vezérlők és DDC eszközök az épületautomatizálásban Szakdolgozat készítette:
Erős László (wnvyow) Konzulens: Dr. Trohák Attila
2015
Tartalomjegyzék 1. Bevezetés ...................................................................................................................... 4 2. Az épületautomatizálás általános bemutatása ............................................................... 5 2.1 Előnyök, melyeket az épületautomatizálás során nyerünk ..................................... 5 2.2 A vezérlők általános bemutatása ............................................................................. 6 2.3 A DDC rendszerben lévő eszközök kommunikációja ............................................ 7 2.4 A vezérlők programozhatóságáról, konfigurálhatóságáról ..................................... 9 2.5 A PLC (Programmable Logic Controller) vezérlők bemutatása ........................... 10 2.51 A PLC hardware elemei .................................................................................. 10 2.52 PLC típusok ..................................................................................................... 12 2.53 A PLC-k által használt jeltípusok .................................................................... 15 2.54 A PLC működése ............................................................................................. 16 2.6 A PLC és a PC bázisú, azaz a DDC vezérlők/rendszer összehasonlítása ............. 17 2.61 PC alapú vezérlések ......................................................................................... 18 2.611 Előnyök ..................................................................................................... 18 2.612 Hátrányok.................................................................................................. 18 2.62 PLC alapú vezérlések ...................................................................................... 18 2.621 Előnyök ..................................................................................................... 19 2.622 Hátrányok.................................................................................................. 19 3. Épület automatizálás és felügyeleti rendszer elemei és elvárt működésük ................ 20 4. A PLC-k programozása és a feladat megoldásának bemutatása ................................. 29 4.1 A PLC-k programozásáról .................................................................................... 29 4.11 A STEP 7 a Siemens fejlesztői környezete ..................................................... 30 4.2 A Feladat ismertetése ............................................................................................ 35 4.21 Az elektromos diagram bemutatása ................................................................. 36 4.22 A feladat megoldása ........................................................................................ 36 4.23 A frekvenciaváltó bemutatása ......................................................................... 37
2
4.24 A PLC program működésének ismertetése ..................................................... 38 4.25 A feladat struktogrammja ................................................................................ 40 4.26 A feladat PLC-n megírt létrahálós programja ................................................. 43 5. Összefoglalás .............................................................................................................. 47 6. Summary ..................................................................................................................... 48 7. Irodalomjegyzék ......................................................................................................... 49
3
1. Bevezetés
A mai világban az épületek automatizálására egyre nagyobb szükség van. Egy automatizált épület sok szempontból gazdaságos. Az épületautomatizálásba történő befektetések 2-3 év alatt megtérülhetnek. Az épületeket könnyebben és áttekinthetőbben szabályozhatjuk/vezérelhetjük, akár épületen kívülről is. Könnyebb a hibákat feltérképezni és hamarabb jelzést kapunk egy esetleges meghibásodásról. A gazdaságosság mellett másik előnye, hogy egy korszerű, automatizált és ez által a benne dolgozók részére optimalizált épület, a dolgozók teljesítményét is javíthatja.
Az épületautomatizálással és a PLC és DDC rendszerekkel a szakmai gyakorlatom során találkoztam. Szakdolgozatomban szeretném bemutatni a DDC rendszerek részeit, a PLC vezérlőket, ezek feladatait és működésüket. Valamint egy PLC vezérlőre írt program segítségével szeretném bemutatni, a hozzá tartozó programozói környezetet.
4
2. Az épületautomatizálás általános bemutatása
Az épületautomatizálás rövidítése a BAS (Building Automation System). Jelentése: Elektronikus eszközök computerizált, intellignes hálózata, amit azért hoztak létre, hogy vezérelje és felügyelje a HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning = Fűtés, Légmozgató
rendszer,
Légkondicionálás),
különböző
elektromos
és
világítás
rendszereket egy épületen belül. Tehát, ha egy épületbe pl.: DDC rendszert telepítünk, akkor létrehozunk egy épületautomatikai rendszert.
A DDC rendszerek folyamatosan változtak fejlődtek az idő folyamán, ez a folyamat a mai napig tart. A DDC rendszerek működésének megértéséhez, szükség van a témához tartozó alapvető információk elsajátítására is.
A DDC mozaikszó a Direct Digital Control angol nyelvű szókombinációból ered. Egy vezérelni/szabályozni kívánt folyamat vagy teljesülni kívánt „feltétel”, digitális eszköz által történő automatikus vezérlését jelenti. Fontos kritérium, hogy a DDC rendszerek kommunikációra is képesek. Az automatizálás és a DDC szavak nem állnak messze egymástól. Az automatizálás a nagyobb kép, amíg a DDC eszközök, amik technikailag megvalósítják az automatizálást.
A PLC-k bemutatására a későbbiekben kerül sor.
2.1 Előnyök, melyeket az épületautomatizálás során nyerünk
- Csökkenti a kezelési költséget. pl.: kevesebb alkalmazott - Növeli a produktivitást: jobb körülmények a dolgozóknak, kevesebb betegség, komfortosabb munkakörülmények, tisztább levegőjű épület, csökkenti a panaszokat a dolgozók részéről. 5
- Kisebb karbantartási költség. - Az épület működtetését egyszerűsíti. - Fenntartja a meghatározott komfort értékeket, egy jó minőségű szabályozás révén. - A legtöbb DDC, illetve BAS rendszer két éven belül megtérül. Hogyan éri el ezeket az eredményeket a DDC/BAS? - Különböző vezérlésekkel - Az eszközök/felszerelések összehangolásával - Grafikus megjelenítés segítségével - Kintről érkező levegő optimalizálásával - Ütemezésekkel (melyik szobákat fűtsék, melyiket ne, lámpák lekapcsolása)
2.2 A vezérlők általános bemutatása
Az épületautomatizálási rendszerek fontos elemei a vezérlőegységek. A vezérlők feldolgozzák az érzékelőktől érkező adatokat/információkat, alkalmazzák a vezérlési „logikát” és kimeneti akciót produkálnak ezek alapján. Lehetnek programozhatóak és konfigurálhatóak. Lehetnek DDC elemek és PLC típusúak.
A vezérlők rendelkeznek Ki/Bemenetekkel, melyeknek fajtái lehetnek: - Analóg: tipikusan egy feszültség, vagy egy áram érték egy változótól. - Hőmérséklet - Páratartalom - Sebesség - Thermistor (Hőmérséklet hatására változó ellenállás) 6
- Digitális: tipikusan kontaktusok, egy eszköz indítására/megállítására, vagy állapot jelzésre szolgálnak.
- Univerzális: lehet analóg vagy digitális is.
2.3 A DDC rendszerben lévő eszközök kommunikációja
A JACE (Java Application Control Engine) az a mechanizmus, ami az épületen belüli rendszerek közötti kapcsolatot biztosítja. A JACE része a felügyeleti rendszernek, ez teszi lehetővé például a grafikus megjelenítést. A kommunikációhoz szükség van kommunikációs protokollokra, melyek alapján a készülékek értelmezni tudják a hálózatban kapott üzeneteket. A kommunikációs protokollokat, talán a különböző nyelvekhez lehetne hasonlítani. Ezeket a „nyelveket” a JACE fordítja le, hogy a vezérlő számítógép tudja használni. Vannak nyitott protokollok, amik egymással kompatibilisek lehetnek és vannak kizárólagos protokollok, amik csak adott márkához kapcsolhatóak és csak az adott márka termékeivel kompatibilisek. Tehát egy JACE kezelhet különböző protokollokkal rendelkező egységeket, ha azok kompatibilisek. Egy rendszerben több JACE is lehet, valamint egy Master JACE, ami összeköti a rendszerben lévő összes JACE-t Kommunikációs protokollok: - Lonworks - Bacnet - Modbus - N2 - stb.
7
A DDC rendszer architektúrája
2.31 ábra: A DDC rendszer architektúrája
8
A DDC vezérlők veztékezése
2.32 ábra a daisy chain helyes bekötése
2.4 A vezérlők programozhatóságáról, konfigurálhatóságáról
Egy vezérlő lehet programozható vagy konfigurálható. A programozhatónál tudni kell minden apró részletet, hogy mire lehet szükség, adott helyzetekben; míg a konfigurálhatónál, már különböző előre beprogramozott opciók közül választhatunk.
Általánosságban
több
konfigurálható
DDC
eszköz
van
használatban,
mint
programozott. A konfigurálhatóakat esetenként, már előre felprogramozzák a megrendeléskor, így a telepítés sokkal egyszerűbb. A programozhatóaknál erre külön képzett mérnökökre van szükség, amire nincs mindig lehetősége minden cégnek. 9
2.5 A PLC (Programmable Logic Controller) vezérlők bemutatása
A PLC nem más, mint egy computer, amit speciálisan arra hoztak létre, hogy bizonyos vezérlő feladatokat oldjon meg, érzékelők és működtető rendszer segítségével. Egy egyszerű PLC tápegységből, processzorból és jelfeldolgozó modulokból áll.
2.51 A PLC hardware elemei
A Tápegység (Power Supply = PS) látja el a PLC-t, a megfelelő feszültséggel, amit 120/230 V AC-ból vagy 24 V DC-ből állít össze. Néhány PLC-nek nincs szüksége külön tápegységre, ha a CPU-nak van 24V-os bemente, akkor ezen keresztül közvetlen működtethető a PLC.
A CPU (Central Processing Unit, Központi Feldolgozó Egység) a PLC „agya”, ahol az automatikus vezérlő program fut, valamint ez a program beépített memóriában van tárolva. A programfuttatás mellett a CPU rendeli hozzá a paramétereket a PLC modulokhoz, kezeli a kommunikációt a programozó eszközzel, a PLC bővítményeivel, a többi PLC-vel, vagy eszközzel (pl.: központi grafikus megjelenítő rendszer). A feldolgozó egységnek lehet külön tápellátás része, bővíthető memória helye és BUS kommunikációs csatornája.
A CPU-nak van egy kapcsolója. Ezzel a kapcsolóval lehet állítani a PLC munka üzemmódját. A mostani Siemens PLC-knek 2 üzemmódjuk van: a „RUN” üzemmód, mikor a program fut és a „STOP” üzemmód, mikor a program futása le van állítva. Mindkét üzemmódban lehet le és feltölteni a PLC-re, vmint a programozó eszközre (PC). A régi Siemens PLC-knek volt egy harmadik üzemmódjuk: a „RUN-P” mód. Ebben az esetben, csak akkor lehetett a PLCre letölteni programot, ha az „STOP”, vagy
10
„RUN-P” üzemmódban volt. „RUN” üzemmódban futott a program, de nem lehetett változtatni a programon.
A Jelfeldolgozó Modulok (Signal Module, SM) ki/bemenetek (Input/Output, I/O) digitális (DI, DO) és analóg (AI, AO) jelek részére, amik jönnek, vagy mennek, érzékelőktől, kapcsolóktól, végrehajtó egységektől, stb. Általában 24V DC-t és 230V AC-t használnak a digitális jelmodulok, Analóg jelnek pedig DC feszültséget (+/- 10V, 0-10V, 1-5V) és DC áramot használnak (4-20mA, 0-20mA). Digitális kimeneti jeleknél, optocsatolókat, tranzisztorokat és reléket használnak, hogy megváltoztassák a kimeneti jel állapotát. A jelmodulnak rövidzár védettnek, túlfeszültség védettnek és túlterhelés védettnek kell lennie. A relék magasabb kapcsoló feszültséget és kapcsoló áramot tesznek lehetővé, mint a tranzisztorok, de a tranzisztorok kapcsolási száma több, tehát élettartamuk hosszabb. Egy digitális jelfeldolgozó modulnak 8, 16 és 32 ki/bemenete lehet, egy analógnak pedig 2, 4, 6 és 8.
Ezen felül még különféle modulok csatlakoztathatóak a PLC-hez, interface modul, function modul (ami, a komplex, vagy idő kritikus folyamatokat a CPU-tól független kezeli: gyors számlálás, pozíció kontrol), stb.
Minden PLC rendelkezik hiba és állapotjelző kijelzővel, ami vagy LCD, vagy LED-es.
11
2.52 PLC típusok
Attól függően, hogy milyen eszköz van CPU-ként használva, valamint hogy a CPU hogyan kapcsolódik más PLC modulokhoz, a PLC-ket a következő csoportokra tudjuk bontani.
A kompakt PLC kombinálja a CPU-t, a tápegységet, a ki/bementeket egy zárt házba. Legtöbb esetben fix számú digitális ki/bemente van (nem több, mint 30), egy, vagy kettő kommunikációs csatornája (egy a PLC programozására, a másik pedig a bus kapcsolatoknak) és egy HDMI csatlakozója. Esetenként lehet egy gyors számláló bemenete és egy vagy két analóg be/kimenete. Ha az analóg csatlakozások számát akarjuk növelni, akkor modulokat csatlakoztathatunk a PLC-hez. A bővítő modulok a PLC házában helyezkednek el, tehát a külső megjelenése a PLC-nek nem változik.
A kompakt PLC-ket az automatizálásban a relék helyettesítésére használják. Áruk kedvező és programozásuk egyszerű. Ezen típusú PLC-k gyenge pontja a kis memória terület az adatoknak és a programnak és az alacsony processzor teljesítmény, alacsony számú időzítők és számlálók, és hiányzó adattípusok. Más részről, a mai drágább kompakt PLC-k, már rendelkeznek ugyanazokkal a funkciókkal, mint a többi PLC, egyetlen hibájuk a ki/bementek határozott száma.
A moduláris PLC erősebb és több funkcióval rendelkezik, mint a kompakt PLC. A részei pl.: CPU, tápegység, szervomotor vezérlő egység, stb. külön házban találhatóak. A modulokat egy DIN sínen kell egymás mellé rakni és egy rendszerbuszon keresztül kommunikálnak a CPU-val. A rendszerbusz része lehet a CPU-nak, lehet külön háza, vagy állhat egy egyszerű kábelből. A rendszerbusznak meghatározott számú csatlakozási helye van a modulok számára, de ezek általában bővíthetőek rendszerbusz modulokkal. Így olyan PLC-t építhetünk amilyenre szükség van az adott feladat megoldásához.
12
A kompakt PLC-hez képest, a moduláris PLC több ki/bementet tud használni, nagyobb program futtatását teszi lehetővé, több adatot tud tárolni és képes a „multitaskingolásra”.
2.521 ábra: példa a moduláris PLC-re ( Siemens S7-300 )
A rack PLC szinte ugyanazokkal a funkciókkal rendelkeznek, mint a moduláris PLC-k. Az egyetlen különbség az elhelyezkedésből fakad, mivel a modulok itt egy rack-ben vannak elhelyezve. A rack-ben beépített rendszer-bus van, és socketek a moduloknak. Ez a kialakítás gyorsabb adatforgalmat tesz lehetővé a modulok között és gyorsabb a rendszer reakció ideje.
13
2.522 ábra: példa Rack PLC-re. Az operátor panellal ellátott PLC-k rendelkeznek egy kezelőfelülettel, ami lehet grafikus vagy szövegalapú. A PLC-t az előlapon elhelyezkedő gombokkal programozhatjuk, vezérelhetjük is. A programozás ez esetben egyszerűbb lehet.
2.523 ábra példa az operátor paneles PLC-re ( Unitronics M-90 )
A Slot PLC egy speciális kártya, amit a PC-kbe lehet beépíteni, minden funkciójával rendelkezik egy normál PLC CPU-nak. A számítógépen lévő software-ekkel kezelhetjük.
Legalább
egy
kommunikáció
csatornával
rendelkezik,
amivel
távérzékelőkkel, vagy más PLC eszközökkel kommunikálhat.
14
A soft PLC egy virtuális PLC, ami a számítógépen fut. Gépek és folyamatok vezérlésére a számítógép kommunikációs port-jait használja (Ethernet, comport), vagy egy speciális bus kártyát kell rakni a számítógépbe. A hátránya, hogy nincs dedikált memóriája az adatok tárolására. Tehát egy esetleges áramkimaradás esetén mindent vezérlő adat elveszhet. Valamint egy operációsrendszer csere is problémákat okozhat.
2.53 A PLC-k által használt jeltípusok
Az automatizált folyamatoknál a fizikai értékek, mint pl.: hőmérséklet, nyomás, elektromos feszültségek, stb. mérve vannak. Egy PLC általában, csak elektromos jeleket tud kiadni és értelmezni, ezért jelátalakítókra van szükség. Egy PLC-ben három féle jel van megkülönböztetve: bináris, digitális és analóg.
A bináris jelek egy bitből állnak, aminek két értéke lehet: „0”, hamis, vagy „1”, igaz. Tipikus bináris jelkiadók a kapcsolók, nyomógombok. Mikor kontaktusmentes eszközökkel
kell
dolgozni,
tűréshatárokat
kell
létrehozni.
Ezért
bizonyos
feszültséghatárokat határoznak meg, mint logikai 0 és logikai 1. Az IEC 61131 a logikai 0-át, -3 és +5 V között határozza meg, a logikai 1-et 11-30 V között, 24 V DC feszültség esetén. 230 V AC feszültség esetén 0-40V a logikai 0, és 164-253V-ig terjed a logikai 1. lásd alábbi ábra.
2.53 ábra: a bináris jel logikai állapotai ( 24V DC ) 15
A digitális jelek több bináris jelből állnak, amit egynek kell kezelni. Az egyes pozíciókban álló jelek a bitek melyek különböző helyi értékkel rendelkeznek. Tipikus digitális jel formátumok a tetrad – 4 bit, byte – 8 bit, word – 16 bit, double word – 32 bit, double long word – 64 bit.
Az analóg jeleknek folyamatos az alakjuk, tehát végtelen sok értékkel rendelkeznek bizonyos határok között (pl.: 0-10 volt között). Jelenleg a PLC-k nem képesek közvetlenül analóg jelek kezelésére, ezért jelátalakítókra van szükség, ami analógdigitális és digitális-analóg átalakításokat végeznek az információ irányának megfelelően.
2.54 A PLC működése
A PLC-k ciklikusan működnek. Minden kör a PLC belső ellenőrzésével kezdődik, pl.: memória menedzsment, diagnosztika, stb. A ciklusnak ez a része nagyon gyorsan történik, a felhasználó nem érzékelheti. A következő lépés a bementek beolvasása. A bementek beolvasása során az értékek bináris és digitális értékekké vannak alakítva és a memóriában eltárolásra kerülnek. Ezután a PLC lefuttatja a felhasználói programot, szekvenciálisan, azaz utasításonként. A siemens PLC-k, MC7 kódot használnak. Ez azt jelenti, hogy ha más programnyelven íródott a program, akkor az lefordításra kerül MC7 utasítások formájában. A végrehajtás során új kimeneti értékek keletkeznek, amik a legvégső lépés folyamán a kimenetek frissítését okozza. Mikor a program utolsó sora is végrehajtásra került, a kimeneti értékeket elküldi a PLC a jelfeldolgozó egységnek. Mikor egy ciklus befejeződik, a PLC újraindítja az egész kört előröl. A Siemens S7-300 így működik.
Az első programlefutási körben, a Siemens S7-300 végrehajt egy start-up programot, ha az jelen van a rendszerben. Ezután futtatja a felhasználói programot. Néha a program
16
futása megszakad egy esemény hatására (pl.: vészjelző kerül megnyomásra, hardware probléma, stb.) A program folytatódik, ha a megszakító programok befejeződnek.
Egyes PLC-knek a munkaciklusai eltérőek lehetnek, pl.: a be/kimenetek a program futása közben kerülnek változtatásra (tehát nem előtte és nem utána).
A mai PLC-k képesek multitasking-olásra. Ez azt jelenti, hogy a PLC képesek különböző feladatokat egy időben, azaz párhuzamosan végrehajtani. Valóságban a PLC mindig csak egy utasítást hajt végre, de ezt nem vesszük észre, mert a végrehajtás nagy sebességgel történik.
Néhány PLC rendelkezhet kettő vagy több processzorral a CPU egységen belül, ezek a PLC-k képesek egyszerre több utasítást is párhuzamosan végrehajtani, késedelem nélkül. Ez a valós multitasking-olás. Így lehetőség nyílik véletlenszerű eseményekre gyorsabban reagálni.
2.6 A PLC és a PC bázisú, azaz a DDC vezérlők/rendszer összehasonlítása
Körülbelül 10 évvel ezelőtt a PC alapú rendszerek újdonságnak számítottak. Olcsóbb költségeket és nagyobb funkcionalitást ígértek. Manapság talán úgy tűnik, hogy az irány visszafordult a PLC-khez. A telepítők kipróbálhatták mindkét megközelítést és ez alapján levonhatták a tapasztalataikat. Természetesen az összehasonlítás sokrétű és egyértelműen nem dönthető el, hogy melyik struktúra a „jobb”. A továbbiakban megpróbálom összehasonlítani e két rendszer előnyeit, és hátrányait.
17
2.61 PC alapú vezérlések
A PC alapú épületautomatizálási rendszerek windows alapú számítógépen futnak. Ezen a számítógépen keresztül lehet őket programozni, a rendszer elemei közötti kommunikációt nyomon követni, akár egy egész épületben.
2.611 Előnyök
- Nincsenek hardware platform kötöttségek - Gyors kommunikáció a vezérlők programozása és az eszközök között. - Több féle programozási nyelvet támogat. - Kisebb költségek.
2.612 Hátrányok
- Új windows kiadásoknál bonyolult lehet a frissítés. - Esetleg nehezebb későbbi rendszerváltoztatásokat végrehajtani, mert nehéz olyan mérnököt találni, aki ismeri a rendszert. - A hosszú távú termék-támogatás nem mindig megoldott.
2.62 PLC alapú vezérlések
A PLC egy kis számítógép, gyakran egy nagyobb elektronikai vezérlő panelban elhelyezve, arra programozva, hogy egy egész rendszert futtasson, vagy csak egy speciális eszközt.
18
2.621 Előnyök
- Tartósság: Ipari körülményekre fel van készítve és a stabilitása extrém - Gyorsabb ciklusidő, mint a PC alapú rendszereknél. - Megbízható: A PLC meghibásodások száma nagyon kicsi. - Hosszú élettartam: Több, mint 20 évig is működhet egy PLC. - Ismertség: Rengeteg mérnök jól ismeri a rendszereket. - Könnyű beépíthetőség
2.622 Hátrányok
- Sok esetben drágább, mint egy PC alapú vezérlés, de az élettartamot is érdemes figyelembe venni. - Határozott számú I/O lehetőségek
19
3. Épület automatizálás és felügyeleti rendszer elemei és elvárt működésük
Minden projekt légtechnikai, épületgépészeti rendszereinek teljes körű, magas színvonalú működtetését, irányítását és központi felügyeletét, igényes automatika elemekből, alállomásból és központi megjelenítő terminálból felépített épületfelügyeleti rendszerből kell felépíteni. A későbbi meghibásodások elkerülésére.
A felügyeleti rendszer alkalmazása lehetővé teszi, a csatlakoztatott berendezések központi működtetését, szabályozását, ellenőrzését.
Az épületautomatizálás berendezései kihasználják a gépészeti berendezésekben rejlő tartalékokat, csökkentik az energiafelhasználást, gondoskodnak a berendezések optimális és biztonságos üzemviteléről, csökkentik az üzemeltetési költségeket. A tervezett feladat Siemens gyártmányú DESIGO termékcsaládba tartozó elemekre épül.
Felügyeleti központ
A központi megjelenítést és kezelést számítógépes terminál biztosítja. A számítógép Ethernet hálózaton keresztül csatlakozik az épületfelügyeleti alállomásokhoz.
Az alállomások ellátják a WEB szerver funkciókat, így a kezelői készüléken, az operációs rendszer elemein kívül semmilyen egyéb programot nem kell alkalmazni. A rendszer kábelen keresztül csatlakozik a LAN (Ethernet) hálózatra, Routeren keresztül pedig a WAN (Internet) hálózathoz kapcsolódik. Így nyílik lehetőség a távfelügyeletre, melyhez csak egy Internet elérési pont szükséges. A WEB lapok könnyen érthető
20
módon szolgáltatják a berendezések legfontosabb információit, és egyszerűen beavatkozási lehetőséget nyújtanak.
A színes grafikus monitorok dinamikus folyamatábrák segítségével vizuálisan tájékoztatnak a berendezések pillanatnyi állapotáról.
A hibajelzések tárolásra kerülnek. A hibák továbbítása FAX, SMS valamit E-mail formátumban is lehetséges. A központi munkaállomás biztosítja a rendszer és a felhasználó közötti kapcsolatot az alábbiak szerint: -
Szabályozott és vezérelt rendszerek rendszersémáinak grafikus megjelenítése
-
Pillanatnyi értékek és állapotok kijelzése
-
Hozzáférési szinttől függően: -
alapértékek állítása
-
időprogram módosítása
-
mérési eredmények tárolása és feldolgozása (trendek)
-
eseménynapló vezetése (rögzíti a hibák keletkezésének, nyugtázásának,
és megszűnésének időpontját, valamint a nyugtázó azonosítóját) -
operátori napló vezetése (rögzít minden operátori beavatkozást)
-
riasztási állapot megjelenítése
-
képek, trendek, eseménynaplók kinyomtathatók
-
kapcsolások és előírt értékek időprogram szerinti beállítása
A megjelenítő terminál a diszpécser helyiségbe települ.
Alközpontok
Az irányított rendszerekről az információkat a DDC alállomások gyűjtik össze, fogadják a digitális és analóg jeleket, digitális és analóg parancsokat adnak ki. A hőmérséklet, 21
páratartalom, nyomás stb. analóg jelek közvetlenül a DDC alállomásokhoz csatlakoznak. A kétállapotú üzem és hibajelek, az indítási parancsok a megfelelően kialakított automatika, és erősáramú kapcsolószekrényekbe csatlakoznak. A DDC alállomások a kombinált, erős- és gyengeáramú automatika szekrényben kerülnek elhelyezésre.
A DDC alállomások Ethernet hálózaton keresztül kapcsolódnak egymáshoz és a központi terminálhoz. A rendszer BACnet/Ethernet/IP hálózati protokollt használ, amely nyitott, így egyéb készülékek is tudnak a rendszerhez csatlakozni.
Az alkalmazott DDC elemek szabadon programozhatóak, ezáltal a folyamatirányító szoftverek módosíthatóak a mindenkori felhasználói igények szerint.
A DDC alközpontok az alábbi funkciókat biztosítják: -
szabályozási feladatok ellátása
-
hőigény és hűtési igény jelzések generálása, továbbítása
-
kapcsolások és előírt értékek időprogram szerinti beállítása
-
vészjelzések azonnali továbbítása a központ felé (dátummal és idővel)
-
naplózások továbbítása a központ felé
-
helyi kezelés, megjelenítés
Buszrendszer
Az épület Ethernet buszrendszere a villamos terv informatikai fejezetében megadott nyomvonalon épül fel. Az automatika szekrények erre a buszrendszerre csatlakoznak.
22
Terepi készülékek
A terepi készülékek szintén Siemens gyártmányúak, a szabályzó-vezérlő készülékekkel teljesen kompatibilisek, és azonos műszaki minőségi követelményeknek felelnek meg. Kerülni kell az olyan kialakításokat, amelyek az alállomások meghibásodása, vagy áramszünet esetén veszélyes üzemvitelt eredményeznek. A végrehajtók rendelkezzenek kézi állítási lehetőséggel is. Periféria rendszerelemek: - vízoldali hőmérsékletérzékelő - vízoldali nyomáskapcsoló - szabályozó szelep (0-10V/24VAC) - rugós zsalumozgató (2 pont, 24V) - szakaszoló zsalumozgató (3 pont, 230V) - szabályzó zsalumozgató (0-10V/24VAC) - légoldali fagyvédő termosztát (kapilláris csöves) - légoldali nyomáskapcsoló (szűrőeltömődés) - levegő hőmérsékletérzékelő - kombinált, légcsatornába szerelhető hőmérséklet- és légminőség érzékelő
Az épület irányított, szabályozott rendszerei: (A felsorolás nem teljes) - Kazánházi rendszerek - Fűtési áramkörök - HMV. előállító és szolár rendszer - Hűtőgép - Hűtési áramkörök - Légtechnikai rendszerek, elszívások 23
Alállomások, elosztók
Az épületrészek légtechnikai, gépészeti rendszereinek működtetéséhez, szabályozásához és
központi
felügyeletéhez
az
egyes
épületek
gépészeti
helyiségeiben,
az
épületautomatika által is vezérelhető kapcsoló- berendezések kell legyenek telepítve. Villamos alapadatok: - Feszültség: 3x400/230 V 50 Hz, - Vezérlő feszültség: 24 V 50 Hz, - Jelző feszültség:
24 V 50 Hz,
- Érintésvédelem:
nullázás +EPH (TN-S)+ törpefeszültség
A kapcsolószekrényekben megszakítós, zárlat, és túlterhelés ellen védett betáplálásokon keresztül kell fogadni az energiát. A villamos fogyasztók rövidzárlat és túlterhelés ellen védettek. A rövidzárlat-védelmet C karakterisztikájú kismegszakítók, megszakítók és motorvédő kapcsolók biztosítják. A légkezelő ventilátorokat és a szivattyúkat termisztoros motorvédelemmel is el kell látni. A kisteljesítményű ventilátorokat motorvédő- kapcsolóval és a beépített termo-kontakt felhasználásával kell védeni.
A minden villamos fogyasztót főáramköri helyi tiltókapcsolóval kell ellátni, kivéve azokat a szivattyúkat, amelyeknek a saját védelmi készüléke tartalmazza a tiltó kapcsolót is.
A kapcsolószekrényekben 10 % szabad tartalék helyet kell biztosítani az esetleges későbbi bővítés részére.
24
Vezérlés-szabályozás
Az épület felügyeleti rendszer csak akkor működik kifogástalanul, ha megfelelő színvonalú épületautomatizálás, vezérlő és működtető rendszerhez kapcsolódik.
Az alállomás ki és bemeneti elemeit úgy kell kiválasztani, és az alállomásokat úgy kell felépíteni, hogy a rendszerek maximális önállóságát biztosítani tudják.
A kapcsolószekrényekben elhelyezett megszakítók és a vezérléskapcsolók bekapcsolt állapota mellett a vezérlőkörök is feszültség alá kerülnek. A bekapcsolt állapotot jelzőlámpa mutatja. A vezérlő rendszert a kapcsolószekrényekben mindenütt azonos jelleggel kell kialakítani. A villamos fogyasztókat kapcsolóval és nem nyomógombbal kell működtetni. Feszültség kimaradás után a rendszerek automatikusan újraindulnak.
A villamos rendszerek alap üzemmódja automatikus, de biztosítani kell szerviz és egyéb feladatokra a kézi üzemmódot is (a működtetés kiválasztásához a kapcsolószekrényben választókapcsolót
kell
elhelyezni).
Kézi
üzemben
az
összes
motor
a
kapcsolószekrényből indítható, illetve kipróbálható legyen, automata üzemben az indításokat a DDC alállomások végzik. A fagyvédelmi és tűzvédelmi reteszeknek kézi üzemmódban is hatásosaknak kell lenniük! A kültéri kivitelű automatika szekrények külső felületére csak főkapcsolót kell elhelyezni.
A motorok üzem vagy hibajelzéseit meg kell jeleníteni a felügyeleti rendszeren.
Fagyveszély esetén a légtechnikai rendszer leáll, a zsaluk bezárnak, a fűtőszelep kinyit és a fűtőszivattyú folyamatosan üzemel. 25
Minden forgó motor mellé főáramköri tiltókapcsolót kell felszerelni (pl.: GANZ KKMO-6002).
Ha vannak a rendszerben iker szivattyúmotorok, ahol az egyik az üzemi, a másik a tartalék. Hiba esetén a tartalék szivattyút a DDC alállomás - vagy ikerszivattyú esetén a saját relé-paneljük - önműködően váltja. Az iker szivattyúmotorokat az azonos futásidő biztosítása érdekében periódikusan felváltva kell működtetni.
A szabályozási körök működtetését, a rendszerek időprogram szerinti indításait, az üzemi paraméterek mérését, a határértékek túllépésének jelzését, a folyamatok megjelenítését, az adatok tárolását stb. végzik a DDC alállomások.
A befújt/elszívott levegő hőmérséklet alapértéke, valamint a külső hőmérséklet kompenzációs görbe paraméterei a felhasználó által, de korlátozottan állítható legyen. Általában a megkívánt légállapotok, befújt levegő 23C0, helyiség hőfok 24C0.
Légtechnikai rendszerek
A rendszer, szűrőkkel, hűtő és fűtő kaloriferrel, hővisszanyerővel, visszakeverő zsalukkal, befúvó és elszívó ventilátorral, keringető szivattyúkkal ellátott légkezelő. Az automatika rendszer elszívott levegő hőmérsékletszabályozást végez, befújt levegő hőmérsékletkorlátozással. A légoldali fagyvédő termosztát jelzése esetén a ventilátorok leállnak, zsaluk bezárnak, fűtési szivattyú üzemel és a szelep teljesen kinyit. A fagyvédő termosztát, hardveresen állítja le a légkezelőt. Minden ki/bemenet a felügyeleten is megjelenik.
26
Kazán
Az épület hőtermelését kazánok látják el. A kazánok teljesítmény szabályozása a mindenkori hőigény szerint történik. A kazánok hiba- és üzemjeleket adnak az épületfelügyelet részére.
Fűtéskörök
A légtechnikai rendszerekhez kapcsolódó fűtési áramkörök szabályozása légoldalról történik.
A
többi
fűtési
áramkör
(pl.:
padlófűtés)
szabályozása,
külső
hőmérsékletkompenzálással történik. A normál vezérlés szerint nem működő szivattyúkat hetente 5 percig járatni kell letapadás ellen.
Hűtőgép
Az épület hűtéséhez szükséges hűtővizet hőszivattyúk állítják elő. A gép saját automatikával rendelkezik, a felügyeleti rendszer csak indítja, hűtési igény szerint. A kiszolgáló berendezéseket a hűtőgép saját automatikája vezérli.
A hűtési főköri szivattyúkat a központi automatika indítja a mindenkori hőigény szerint.
Szolár rendszer, HMV. előállítás, vízgépészet
A szolár rendszert - fogyasztókkal együtt - a központi automatika rendszer vezérli. Napenergiára kötött fogyasztók: HMV. tartály. A HMV tartálya normál energiáról is fűthető. 27
Egyéb, a felügyeleti rendszerre csatlakoztatott berendezések
A tűzjelző, és a kazánházi gázveszélyjelző csatlakozik az épületfelügyeleti rendszerhez. A tűzjelző rendszer a légkezelő berendezés számára, a megfelelő tűzszakaszról riasztó jelzést biztosít, feszültségmentes, normál helyzetben zárt (NC) formában.
28
4. A PLC-k programozása és a feladat megoldásának bemutatása
4.1 A PLC-k programozásáról
Az IEC 61131-es standard
Ahhoz, hogy a modern programozási eszközök, szoftveres megoldások széleskörű fejlesztését tegyék lehetővé alacsony költségvetéssel, néhány követelménynek meg kell feleljenek. Gyakran több PLC programnyelv párhuzamos használatára van szükség, hogy megfelelően tudjuk kezelni a nagy mennyiségű különböző feldolgozó hardware-t. A fejlesztés és a programok módosításának megkönnyítésére, szükségünk van különböző funkciókra, pl.: offline tesztelés és szimuláció, online módosítások egy PLCben,
visszafelé
történő
dokumentálás
a
programblokkoknak újra felhasználhatóknak
PLC
programjából,
kellene lenniük,
stb.
A
PLC
a programozási
rendszereknek nyitott interface-szel kellene rendelkezniük. Az IEC 61131-es nemzetközi szabvány bevezetésével egy nagy lépés történt abba az irányba, hogy ezek a feltételek teljesüljenek. Ezen standard célja, hogy csökkentse a „training” költségeket, a nagyobb programok készítésének költségét, valamint, hogy bonyolultabb programozási rendszereket lehessen létrehozni.
Ez a standard nagyon részletes, ezért a programozási rendszerek nem tudják megvalósítani az egészet. Különböző tulajdonság csoportok lettek létrehozva a különböző követelményekkel és a különböző gyártók meg tudják jelölni, hogy melyik eszközük, milyen mértékben fedi le a standard-et. Sok PLC gyártó támogatja a standard-et, de nagyon különböző mértékben. A standard lefedése nagy feladat, ezért a különböző gyártók többsége nem fedi le azt teljesen.
29
A Program Organizációs Egység (Program Organization Unit = POU)
Az IEC 61131-3 standard-ben azokat a blokkokat, amikből programok és projektek épülnek, program organizációs egységeknek hívják, amelyek megegyeznek, a program blokkokkal, funkció blokkokkal, szekvencia blokkokkal, stb. a hagyományos programozás világában. Egy nagyon fontos célja a standard-nek, hogy limitálja a blokk típusok választékát és egyszerűsítse a használatukat. A standard-ben meghatározott három POU típus: Funkció/Függvény (FUN), Funkcióblokk/modul (FB) és Program (PROG).
A Funkció/Függvény az a POU, aminek lehetnek hozzárendelt paraméterei, de nem rendelkezhet statikus változóval. Nem használ memóriát, ugyanazokkal a bemeneti paraméterekkel mindig ugyanaz a kimeneti érték.
A Funkció blokknak van statikus változója (memóriát használnak) és a kimenetük függ a belső és külső változóiktól, amelynek értékei tárolva vannak a funkció blokk végrehajtásai között. Ezek a PLC programok fő építő elemei.
A Program az a POU típus, ami képviseli a fő programot. Különféle fő programok futhatnak párhuzamosan, egy multitasking-ra képes PLC-ben. A fizikai címekhez tartozó változókat itt kell deklarálni (pl.: ki/bemenetek). A többi aspektusból nézve úgy viselkedik, mint egy FB.
4.11 A STEP 7 a Siemens fejlesztői környezete
A Siemens S7-300 és S7-400-as típusú PLC-nek a program fejlesztői software-e a STEP 7. A programmodulok fajtái ebben a környezetben kissé eltérnek a standard-től.
30
4.111 ábra: A STEP 7 programmoduljai.
Az OB-k biztosítják a strukturált módját, hogy a program feldolgozhatósági követelményei meglegyenek; kapcsolatot biztosítanak a PLC operációs rendszere és a felhasználói program között. Az OB-ket a felhasználók írják, de a PLC operációs rendszere hívja meg őket, bizonyos feltételek alapján.
Megszakítások: azok az események, amik egy-egy OB meghívását eredményezik. (Interruptok) A STEP 7 megszakításait az alábbi táblázat foglalja össze, prioritásukkal együtt.
A program futása megszakításokkal függeszthető fel, ezt nevezzük eseményvezérelt programfeldolgozásnak.
Ha
egy megszakítás
életbe
lép,
akkor
az
aktuális
programmodult megállítja a rendszer az utasításhatáron és elindítja a megszakításhoz kapcsolt folyamatot. Ezen folyamat befejezése után folytatódik a program menete a megfelelő helyen.
31
4.112 ábra: Megszakításfajták a STEP 7 nél
4.113 ábra: Az eseményvezérelt programfeldolgozás menete 32
A lineáris és a strukturált programozás.
Csak az egyszerű programoknál kerülhet a program egyetlen blokkba, az összetettebb feladatokat, részfeladatokra kell bontani, ezáltal több blokkba kerülnek a különböző részek. Így a blokkokat külön-külön is érdemes és célszerű többször meghívni, szükség esetén. A különböző részfeladatok vannak a különböző blokkokban, így jön éltre a strukturált programozás.
4.114 ábra: A lineáris és a strukturált programozás.
Az ICE 61131-es standard 5 féle PLC programozási nyelvet határoz meg, amik alkalmasak a különböző feladatok megoldására.
- IL (Instuction List) Utasításlista - LAD, LD (Ladder Diagram) Létradiagram - SFC (Sequential Function Chart) - FBD (Function Block Diagram) Funkció Blokk Diagram - STL, ST (Structured Text) 33
A STEP 7-ben háromfelé módon programozhatunk. A LAD, STL és az FBD nyelvek segítségével.
A feladatom megoldásához a létradiagram programnyelvet választottam. A LAD egy grafikus kapcsolat a (Boolean) változók között, amit legjobban a régi relés vezérlések áramútjához hasonlíthatunk. Ezen programnyelv kifejlesztése azért is célszerű volt, mert éppen a relés vezérléseket váltotta fel, így könnyebb volt az átállás. Ezt a nyelvet főleg boolean (igaz/hamis) utasítások feldolgozásara használják. A létradiagram segítségével a logikai függvényeket áramutas módon írhatjuk le. A létrahálózatot vízszintesen kell rajzolni a két függőleges egyenes között, amik a táp vonalat és a földet szimbolizálják. A kontaktusok végzik el a logikai műveleteket. Baloldalról indul a logikai „1”, az áram eléri a kapcsolt elemeket és az állapotuktól függően vagy tovább engedik vagy megszakítják ezt a folyamot.
4.115 ábra: A Siemens STEP 7, LAD típusú programozói felülete
34
4.2 A Feladat ismertetése
A feladat egy alkalmazási példa, ahol egy 4 szintes raktárépület szellőztetésének egy PLC-vel történő vezérlését kell megoldani. Minden szinten infra mozgásérzékelők vannak elhelyezve. Ezek érzékelik, hogy vannak-e munkások az egyes szinteken és jelet küldenek a PLC-nek, ami külön-külön vezérli az egyes légszelepeket a szinteken és szabályozza a légmozgás sebességét. Található az első szinten egy nyomógomb, ami soron kívül működteti a szellőztető rendszert.
4.2 ábra: A raktárépület elrendezése
35
4.21 Az elektromos diagram bemutatása
A rendszer elektromos része a következő elemekből áll: 4 db infra mozgásérzékelő (L1_SEN, L2_SEN, L3_SEN, L4_SEN; egy különálló időzítő (TIMER), egy nyomógomb (S1), egy frekvenciaváltó/konverter (FC), 4 db mágnes-kapcsoló (K1, K2, K3, K4), 4 Légszelep elektromos motorokkal (L1_VAL, L2_VAL, L3_VAL, L4_VAL) és egy Siemens gyártmányú S7-300-as típusú PLC (digitális I/O modulokkal), 1 db ventilátor.
4.21 ábra: Elektromos diagram a táp ellátásokról
4.22 A feladat megoldása
A program leírása: A ventilátor 3 sebességen tud működni (a frekvenciaváltó segítségével). A legalacsonyabb sebességgel akkor működik, mikor csak egy mozgásérzékelő jelez vagy egy sem. A közepes sebesség akkor van használatban, mikor 2 mozgásérzékelő jelez és a leggyorsabb fokozat, ha 3 vagy 4 mozgásérzékelő jelez egyszerre. Ezek a sebesség értékek előre vannak programozva a frekvenciaváltóban és a digitális bemeneteivel vannak vezérelve.
36
4.23 A frekvenciaváltó bemutatása
A start és a stop funkciók könnyen vezérelhetőek a PLC DO-jaival (Digital Output), de a sebesség vezérlése alkalmazásonként változó. A legegyszerűbb, ha a DI-okat (Digital Input) használjuk a frekvenciaváltón. Például 2 DI segítségével 4 különböző előreprogramozott frekvencia érték kapható, ahogy az alábbi képen látható.
4.23 ábra: Az előreprogramozott frekvenciaállapotok.
Ha a frekvenciaváltónak 3 bemenete lenne, akkor már 8 különböző állapot lenne elérhető.
Az előre beállított frekvenciaértékeket a frekvenciaváló menüjében kell beállítani. A DI-ok elektronikusan vannak az S7-300 PLC digitális kimeneteihez kapcsolva.
A hátránya a digitális jel által történő vezérlésnek, hogy csak korlátozott számú előre meghatározott értékeket lehet használni. Ezeket kiküszöbölendő, a változtatható sebesség eléréséhez általában van Analóg Input a készülékeken (0-10 V; 4-20mA). Ezzel lehetővé válik, hogy a PLC egy analóg jellel vezérelje a sebességet. Általában a
37
0V, vagy a 4mA a 0Hz-nek megfelelő érték a frekvenciaváltónak és a 10V vagy 20mA az 50Hz.
Egy másik mód, hogy a frekvenciaváltót vezéreljük, ha buszon történő kommunikációt használunk. pl.: PROFIBUS, ROFINET, MODBUS, stb. Ekkor más paramétereket is megváltoztathatunk a sebességen kívül pl.: gyorsulás, lassítás, különböző sebesség módok, különböző paraméterek monitorozása (feszültség-, áramértékek).
4.24 A PLC program működésének ismertetése
Hogy megakadályozzuk, a szellőzés rövid időre történő abbamaradását, ha kis ideig nincs mozgás a szinteken, 4 időzítőt használunk (T0, T1, T2, T3) a vezérlő programban, hogy a mozgásérzékelőktől származó jelek élettartamát meghosszabbítsuk. Ha mozgásérzékelés történik egy meghosszabbított jellel egy időben, akkor a megfelelő időzítő újraindul.
Egy külső időzítő arra szolgál, hogy a munkanap végén kikapcsolja a teljes szellőztetést, valamint reggel újra bekapcsolja azt. Van egy kapcsoló, amivel felül lehet írni ezt a jelet és pl.: túlóra esetén és a ventilláció munkaidőn kívül is működhet, ha szükség van rá.
A mozgásérzékelők jelét az adott szinteken a hozzájuk tartozó légszelepek vezérlésére is használjuk, hogy a levegő bejuthasson az adott szintekre. A (T0, T1, T2, T3) jelű időzítőket itt is használjuk.
Egy folyamatábra segítségével szeretném bemutatni a mintaalkalmazást, az alábbi 4.24es ábra a folyamatábrában használatos jelelöléseket magyarázza el.
38
4.24 ábra: A folyamatábra jelölései
39
4.25 A feladat struktogrammja
A következő képek a raktárépület szellőzésének a vezérlő algoritmust mutatják be, folyamatábrák segítségével. Az első algoritmus a ventilátor vezérlését mutatja be, a második a légszelepek vezérlését. A programok ezeknek az ábráknak megfelelően vannak elkészítve.
4.251 ábra: A vezérlő algoritmus
40
4.252 ábra: A légszelepek vezérlő algoritmusa
41
A PLC programban használt változók az alábbi ábrán láthatóak. Speed1 és Speed3 külső változók, hogy leegyszerűsítsék a program írását.
4.253 ábra: Változók és ezek „címe”
42
4.26 A feladat PLC-n megírt létrahálós programja
A PLC program létradiagram segítségével van megírva. Alább látható, a különböző részek kommentezésével együtt.
4.261 ábra: Network 1-4, Mozgásérzékelők 1-4.
A mozgásérzékelőktől érkező jelek élettartamát határozza meg. Ha mozgásdetektálás történik, az időzítő kimenete aktiválódik. Ha a mozgásérzékelő jele megszűnik, elindul az időzítő és a kimenetet aktívan tartja annyi időre, ami a TV bementen meg lett határozva. Ha új jel érkezik, az időzítő újraindul.
4.262 ábra: Network 5: A ventilátor a legkisebb sebességgel forog.
43
Ha csak egy mozgásérzékelő aktív, vagy egy sem és munkaidő van, akkor a ventilátor a legkisebb sebességgel üzemel. A frekvenciaváltó mindkét bemente „0” tehát a legkisebb előre beállított frekvencia érték van használatban.
4.263 ábra: Network 6: A ventilátor a legnagyobb sebességgel forog.
Ha legalább 3 mozgásérzékelő van működésben, tehát jelük értéke „1” és munkaidő van, akkor a ventilátor a legnagyobb sebességgel megy. Ekkor a 4. előreprogramozott frekvencia van használatban, mivel a frekvenciaváltó mindkét bemenete „1”.
4.264 ábra: Network 7: A ventilátor a közepes sebességgel forog.
Ha munkaidő van és a ventilátor sem a legkisebb, sem a legnagyobb sebességen nem forog, akkor a közepes sebesség fog aktiválódni. Ez úgy történik, hogy kizárásra kerül a két sebesség állapot, amit a Network 5 és 6 érzékel. Az előre programozott frekvencia 44
értékek közül a 2. érvényesül. A frekvenciaváltó első bemente „0”, míg a második „1” értéket kap.
4.265 ábra: Network 8: A frekvenciaváltó be van kapcsolva.
Ha munkaidő van vagy valaki megnyomta az 1. szinten lévő nyomógombot, akkor a frekvenciaváltó üzemel.
4.266 ábra: Network 9: A légszelepek nyitva vannak.
Ha munkaidő van és a mozgásérzékelők jele „1” tehát aktívak, akkor a megfelelő légszelep nyitva van.
Ha például, munkaidőben a 3. szinten mozgásérzékelés történik, akkor ennek a szintnek a mozgásérzékelés jele meg lesz hosszabbítva 5 perccel (Network 3). A befújás 45
sebessége a legkisebb (Network 5) és a légszelep a 3-as szinten nyitva van. (Network 9). 5 perc elteltével, ha nem történik több mozgásérzékelés, akkor a 3. szinten levő légszelep bezár.
Ezen felül a raktárépület világítás rendszerét is teljesen automatizálni lehetne, hogy a dolgozóknak ne kelljen kapcsolgatni a lámpákat. Ennek megoldására, csak 4 mágneskapcsolóra van szükség, amik a lámpákat ki/bekapcsolják, valamint a Network 9 egyszerű módosítására van szükség.
46
5. Összefoglalás
A szakdolgozatomban bemutatásra kerültek röviden az épületautomatizálásban, széles körben használatos PLC vezérlők, DDC rendszerek és eszközök. Felvázoltam és összehasonlítottam ezek előnyeit és hátrányait. A vezérlők általános bemutatásán keresztül, azok kommunikációját és a PLC vezérlők programozását is áttekintettük.
A szakdolgozat második részében egy Siemens S7-300-as PLC segítségével elkészítettem egy programot, amiben egy 4 szintes raktár épület légmozgató rendszerét kellett részlegesen automatizálni. A program létradiagramos megoldással készült, a program működését bemutattam a diagramok segítségével. Megállapíthatjuk, hogy az épületautomatizálásnak rengeteg előnye van és felhasználási területei felettébb sokszínűek. A megoldások kiválasztásánál gondosan körül kell nézzünk, hogy a megfelelő módszert válasszuk az automatizálásra, mind anyagi, mind erőforrás, valamint megvalósíthatóság szempontjából.
47
6. Summary
In my thesis I shortly introduced the PLC controllers and the DDC systems widely used in the building automation systems. I demonstrated and compared their advantages and disadvantages. Through the controller’s general introduction, I looked at their communication and the programming of the PLC controllers.
In the second part of my thesis with the use of a Siemens S7-300 PLC controller I prepared a program, by which the air ventilation system of a four-storey warehouse had to be partly automated. The program was made with the help of the ladder diagram programming method. I demonstrated the program through illustrations. It can be stated that the building automation has lots of positive effects and its application fields are extremely varied. When choosing from the different solutions, we have to carefully check whether we choose the right type of automation for the actual system, by looking at the resource needs and the financial possibilities we have.
48
7. Irodalomjegyzék
[1] Hodossy László: Programozott vezérlések I., Győr: Széchenyi István Egyetem, 2006
[2]
Dr.
Ajtonyi
István,
Dr.
Gyuricza
István:
Programozható
irányítóberendezések, hálózatok és rendszerek, Műszaki Könyvkiadó, 2002
[3] A STEP7 programozás alapjai, Mérnök 2000 Kft. a Siemens zRt. A&D megbízásából
[online],
Budapest,
2008
május,
URL:
http://szirty.uw.hu/misc/S7-300_programozas.pdf [2015.10.10]
A szakmai gyakorlaton folytatott konzultációk során szerzett információk alapján
49
