Programozható irányító berendezések és szenzorrendszerek laboratórium. Irányítás TWIDO PLC-vel. Mérési útmutató

Programozható irányító berendezések és szenzorrendszerek laboratórium Irányítás TWIDO PLC-vel

Mérési útmutató

BME IIT 2009

Programozható irányító berendezések és szenzorrendszerek laboratórium

TWIDO PLC mérés BME-IIT 2009

1 Általános tudnivalók A mérés elején a mérésvezet bemutatja a mérés során használt berendezéseket és a TWIDOSUITE fejleszt rendszer kezelését, valamint a PLC felprogramozásának lépéseit. A második részben a mérésvezet által kiadott feladatot kell megoldani. Ez egy PLC program elkészítését és kipróbálását jelenti. Az elkészült program m ködését a mérésvezet nek be kell mutatni. A mérés sikeres elvégzéséhez ismerni kell: - a TWIDO PLC hardware felépítését, - a TWIDO PLC létradiagramos programozási nyelvét, - a TWIDO SUITE fejleszt rendszert. A legfontosabb tudnivalók a mérési útmutatóból és a tárgy illetve a tárggyal párhuzamos el adásokhoz tartozó segédletekb l megtanulhatók. A TWIDO-SUITE fejleszt rendszer szolgáltatásait és használatát is a megadott honlapról letölthet anyagokból lehet elolvasni. A mérés el tt a mérésvezet kérdésekkel ellen rzi a felkészülést. A készületlenül jött hallgatók a mérést nem végezhetik el, nekik azt a pótmérésen pótolniuk kell. 1.1 Jegyz könyv A mérés végén elkészítend jegyz könyvnek tartalmaznia kell a megírt programok vázlatos m ködését, a feladat megoldásához készített állapotdiagramot és a programot. A jegyz könyv papíron és elektronikus formában is beadható. A jegyz könyv leadási határideje a mérést l számított egy hét. A mérésre az osztályzatot a mérésvezet az elkészült jegyz könyv, és a kérdésekre adott válaszok alapján határozza meg.

2 A TWDLCAA24DRF kompakt TWIDO PLC hardver felépítése 2 3

5

7

6

1

4

-2-


1 2 3 4 5 6 7


Tápfeszültség bemenet (230VAC) 14 darab kétállapotú (24VDC) bemenet Bemenetek állapot kijelz i (LED) 10 darab kétállapotú kimenet (24VDC) 2 alapjel potenciométer (%IW0.0.0: 0 – 1023 és %IW0.0.2: 0 – 511) Kimenetek állapot kijelz i (LED) Programozói csatoló felület (PRG)

2.1 Tápfeszültség A laborban használt TWIDO PLC-k 230VAC tápfeszültséggel m ködnek. A bels üzemi feszültségeket a PLC a belsejében lev tápegységgel el állítja, kifelé pedig érzékel k m ködtetéséhez 24VDC feszültséget biztosít. 2.2 Kétállapotú bemenetek (24VDC) A TWDLCAA24DRF PLC kilenc darab kétállapotú bemenete van. Ezek a CPU-tól galvanikusan leválasztottak, névleges feszültségük 24VDC. A mérés során a kétállapotú bemenetekre kapcsolókat kötünk. A kétállapotú bemenetek %I0.0-tól %I0.13-ig közvetlenül címezhet k. 2.3 Bemenetek állapot kijelz i A bemenetek fizikai állapotát a bemenetekhez rendelt LED-ek jelzik. 2.4 Kétállapotú kimenetek A TWDLCAA24DRF PLC 7 darab 0,5A-el terhelhet 24 VDC kétállapotú kimenettel rendelkezik. Ezek a CPU-tól galvanikusan leválasztottak, és rövidzárral valamint túlfeszültséggel szemben védettek. A kétállapotú kimenetek %Q0.0-tól %Q0.9-ig közvetlenül címezhet k. 2.5 Kimenetek állapot kijelz i A kimenetek fizikai állapotát a kimenetekhez rendelt LED-ek jelzik. 2.6 Analóg be- és kimenetek A TWDLCAA24DRF kompakt vezérl k nem tartalmaznak beépített analóg bemeneteket és kimeneteket. Analóg be és kimenetek használatához b vít modulok szükségesek. 2.7 Alapjel potenciométerek (P1, P2) A két küls alapjel potenciométer lehet vé teszi, hogy programozó eszköz nélkül lehessen alapjelet változtatni. Az els potenciométer (%IW0.0.0) felbontása 10bit (0..1023), a második (%IW0.0.2) felbontása pedig 9bit (0..511).

-3-



2.8 Programozói csatoló felület (PRG) A CPU-tól galvanikusan leválasztott RS485 interfész az alábbi feladatokra szolgál: PLC programozása számítógépr l programozó kábellel. Adatcsere RS485 csatoló felülettel rendelkez berendezésekkel MODBUS protokoll használatával. 2.9 Memória A TWDLCAA24DRF PLC 32kbájtos elemmel védett RAM memóriával rendelkezik. Ez a RAM az adat memória, és a felhasználói program memória feladatát látja el. A bels RAM tároló kapacitása dugaszolható memória modulokkal b víthet .

-4-



3 A létradiagramos programozás alapelemei A létradiagramos programozási nyelv a leggyakrabban alkalmazott PLC programozási eszköz. A villamos áramút tervek mintájára alakult ki, azok szoftveres megfelel jének tekinthetjük, de a mai PLC fejleszt rendszerek a hagyományos relés logikáknak megfelel elemeken túl már nagyon sok összetett funkcióelem és programszervezési technikák használatát is lehet vé teszik a létradiagramon belül 3.1 Alapelemek A létradiagram a következ alapelemekb l épül fel: vezetékek kontaktusok tekercsek funkcióblokkok 3.1.1 Vezetékek A grafikus ábrázolásban a bal oldalon függ legesen van a pozitív tápsín, a jobb oldalon pedig a negatív tápsín. A kett között vízszintesen és egymás alatt vannak az áram utak. Minden áram út bal oldalán vannak a kontaktusok, a jobb oldalon pedig a tekercsek. Egy áramút (Rung, Network) egy logikai függvényt valósít meg. A kontaktusok soros illetve párhuzamos kapcsolásával a logikai elemek ÉS illetve VAGY kapcsolatát valósítjhatuk meg. A tekercs a logikai függvény eredményét tárolja. A TWIDO PLC a ma szokásos PLC-k többségéhez hasonlóan a logikai függvényeket fentr l lefelé, egy függvényen (létrasoron) belül pedig balról jobbra haladva számítja ki. Az utolsó létrasor kiszámítása után a ciklikus m ködésnek megfelel en minden kezd dik el röl.

A fenti ábra a:

Q := ((A and B) or C) and (not(D))

logikai függvényt valósítja meg. Az „A”, „B”, „C”, „D” lehetnek a PLC kétállapotú bemenetei, a „Q” pedig az egyik kétállapotú kimenet, de lehetnek bels memória változók is. (A fenti kifejezésben a zárójelek a not (D) kivételével nem szükségesek.)

-5-



3.1.2 Kontaktusok Típus Alaphelyzetben nyitott (Záró érintkez ) (NO - Normally Open) Alaphelyzetben zárt (Bontó érintkez ) (NC - Normally Closed)

Rajz jel

M ködés A kontaktus „ vezet” , ha a változó értéke TRUE A kontaktus „ vezet” , ha a változó értéke FALSE A kontaktus „ vezet” , amikor a változó FALSE értékr l TRUE értékre vált A kontaktus „ vezet” , amikor a változó TRUE értékr l FALSE értékre vált

Felfutó él érzékeny kontaktus Lefutó él érzékeny kontaktus

3.1.3 Tekercsek Típus

Rajz jel

Normál tekercs

Negált m ködés tekercs

Beíró (SET) tekercs

Törl (RESET) tekercs

A fentieken túl sok PLC-ben más m ködési elv programozásánál a fentieket használhatjuk.

M ködés A tekercs akkor és addig lesz bekapcsolt állapotban, amíg a bal oldalán logikai TRUE van (az ág „ vezet” ) A tekercs akkor és addig lesz bekapcsolt állapotban, amíg a bal oldalán logikai FALSE van (az ág nem „ vezet” ) A tekercs bekapcsolt állapotba kerül ha a baloldali ág „ vezet” , és úgy marad a RESET-ig A tekercs kikapcsolt állapotba kerül ha a baloldali ág „ vezet” , és úgy marad a SET-ig tekercsek is léteznek, a TWIDO

3.1.4 Funkció blokkok Ez a rövid összefoglaló a mai PLC-kben található számtalan funkcióblokk közül csak a méréshez szükséges, és a TWIDO PLC-kben is használható legfontosabb funkcióblokkokat mutatja be.

-6-



3.1.4.1 Id zít k

A „ C” tekercs az „ A” és „ B” kontaktusok zárása után 3 másodperccel kés bb kapcsol be. A TWIDO PLC-ben háromféle elven m köd id zít t használhatunk: TON TOF TP

Bekapcsolás késleltetés Kikapcsolás késleltetés Pulzus

Az id zít k m ködési elve id diagramokkal: 3.1.4.1.1 TON

Megjegyzés: Ha az IN bemenet a „ t” id letelte el tt visszamegy logikai 0 szintre a „ Q” kimeneten nem lesz magas szint (lásd ábra jobb oldali rész). 3.1.4.1.2 TOF

Megjegyzés: Ha az id zítés elindult, akkor a „ Q” kimeneten csak akkor lesz újra alacsony szint, ha az IN bemenet a „ t” ideig folyamatosan alacsony szint (lásd ábra jobb oldali rész). 3.1.4.1.3 TP

-7-



Megjegyzés: Ha az id zítés elindult, akkor a „ Q” kimenet a „ t” id lejártakor mindenképpen alacsony szintre vált (lásd ábra jobb oldali rész).

3.1.4.2 Számlálók

A TWIDO PLC-kben fel-le számlálókat használhatunk. A számláló CU bemenetén lev felfutó élre a számláló értéke 1-el n , a CD bemeneten lev felfutó élre pedig 1-el csökken. Az R bemeneten lev logikai TRUE érték törli a számlálót, az S bemeneten lev TRUE érték pedig a Preset Value értéket állítja be (fenti ábrán 10). A számláló blokk az aktuális értékét mindig összehasonlítja az ún. Preset Value értékkel, és egyez ség esetén a D (Done) kimenetét logikai TRUE értékre állítja. A fenti ábrán a %C0 fizikai cím számláló amikor eléri a 10-es számolt értéket, a D kimenetének az R bemenetre való kötésével az rögtön törl dik is. A TWIDO PLC számlálói 0..9999 közötti tartományban tudnak számolni. Nagyobb számokig történ számlálás két vagy több számláló kaszkádosításával oldható meg. Ehhez az E és F kimeneteket használhatjuk, amelyek az alul (Empty), illetve a túlcsordulást (Full) jelzik.

3.1.4.3 Komparátor blokk

A fenti ábrán a „ C” tekercs bekapcsol, ha az „ A” és „ B” kontaktusok zártak, valamint az el z példa számlálójának értéke is kisebb 5-nél. A komparátor blokkban a szokásos relációs jeleket használhatjuk: < <= > >= = <> Analóg bemeneti jelek feldolgozásakor a komparátor egyik operandusa lehet pl.: %IW0.0 -8-



3.1.4.4 Aritmetikai blokk

A fenti ábrán a %MW10 fizikai cím memóriaszóba 5-ös értéket írunk, ha az „ A” és a „ B” kontaktusok zártak. Az aritmetikai blokkokban az értékadás jobb oldalán aritmetikai kifejezések állhatnak a szokásos m veleti jelekkel: + - * / Nagyobb PLC-kben az aritmetikai blokkok bonyolult számításokat trigonometrikus, hatvány stb függvényekkel, illetve tömb, mátrix, string típusú váltózókra vonatkozó m veleteket is tartalmazhatnak. Analóg kimeneti jel el állításakor a baloldalon például: %QW1.0 szerepel.

3.1.5 Fizikai címek használata a programban A TWIDO SUITE-ban a változókhoz (bemenet, kimenet, memória, …) címet kell rendelnünk. A címzések formája a következ : %Ix.y: Kétállapotú bemenet %Qx.y: Kétállapotú kimenet %Mx: Memória bit %MWx: Memória szó %IWx.y: Analóg bemenet %QWx.y:Analóg kimenet %TMx: Id zít %Cx: Számláló %Sx: System bit %SWx: System szó …

A cím mindig % karakterrel kezd dik, majd a típusának megfelel sorszámból áll. Példák %I0.0 %I0.1 %I1.0

0. digitális bemenet (egy bit) 1. digitális bemenet (egy bit) 0. digitális bemenet (egy bit) az els b vít modulon

%Q0.0 %Q0.1 %Q2.0

0. digitális kimenet (egy bit) 1. digitális kimenet (egy bit) 0. digitális kimenet (egy bit) a második b vít modulon

%IW0.0

0. analóg bemenet (egy szó, 16 bit – els potenciométer)

%M0 %M12

0. memória bit a bites memóriában 12. memória bit a bites memóriában

%MW0 %MW1

0. memória szó (16 bit) a szavas memóriában 1. memória szó (16 bit) a szavas memóriában

%MW0:0

0. memória szó 0.bitje (nem azonos a %M0-val !!!)

%S6

6. System bit (1Hz frekvenciájú 50% kitöltési tényez j négyszögjel)

-9-

bet (k)b l és a



3.1.6 Szimbolikus változók A változóknak és a program által használt objektumoknak (id zít k, számlálók, stb.) célszer szimbolikus neveket adni, és a fizikai címük helyett a létradiagramban a kontaktusoknál azokat használni. A program így olvashatóbb, könnyebben érthet . A szimbólumok és a fizikai címek összerendelését a TWIDO-SUITE Program Configure menüpontjában végezhetjük. A szimbolikus elnevezések nem tartalmazhatnak szóköz karaktert, nem kezd dhetnek számmal, viszont ékezetes karaktereket használhatunk.

Az ábrán lev szimbólumtábla a második mintapéldához (automata ajtó nyitás – zárás vezérélése) tartozik.

- 10 -



4 Egyszer feladatok TWIDO PLC-vel 4.1

Szivattyú vezérlés

Feladat Egy tartályba kútból szivattyúval tölthetünk vizet. A tartályból a vizet folyamatosan fogyasztják. A tartályban két szintkapcsoló, egy alsó és egy fels kapcsoló van. Készítsünk szivattyúvezérl programot! A szivattyút vezéreljük úgy, hogy ha a tartályban a vízszint az alsó szintjelz alatt van, akkor induljon el a szivattyú, és mindaddig járjon folyamatosan, amíg a víz a fels szintjelz t el nem éri. A fels szintjelz elérésekor álljon le a szivattyú, majd csak akkor kapcsoljon be újra, ha a víz az alsó szintjelz alá csökkent. Villogó hibajelzés legyen, ha a fels szintjelz jelez, de az alsó nem! (Ez üzemszer en nem lehetséges). Amíg a hiba fennáll, a szivattyú motor ne m ködjön! Bemenetek:

%I0.0 %I0.1

Alsó szintkapcsoló Fels szintkapcsoló

Kimenetek:

%Q0.0 %Q0.1

Szivattyú motor m ködtetés Hibalámpa

- 11 -


4.2


Automata ajtó nyitása - zárása

Feladat Készítsük el egy áruház bejáratánál lev következ egyszer modell alapján!

automatikusan nyíló és záró ajtó vezérlését a

Az ajtó két oldalán egy-egy mozgásérzékel érzékeli a közeled ket. Ha bármelyik irányból mozgást érzékelünk, az ajtót ki kell nyitni. A nyitó irányú motort addig kell vezérelni, amíg a Nyitva végállás kapcsoló nem jelez. Ha nyitott ajtónál 3 sec-ig egyik mozgásérzékel sem jelez mozgást, az ajtót be kell zárni. A záró irányú motort addig kell vezérelni, amíg a Zárva végállás kapcsoló nem jelez.

- 12 -


4.3


Garázsajtó vezérlés

Feladat Készítsünk garázsajtó vezérl programot a következ módon: A garázsajtó a „ Nyitógomb” megnyomására nyíljon ki, a „ Zárógomb” megnyomására pedig csukódjon be. Ha egy „ Fénysorompó” érzékel azt jelzi, hogy akadály van az ajtó alatt, akkor állítsa meg az ajtó csukódását, de a nyitást ne állítsa le. Amíg a „ Fénysorompó” akadályt jelez, addig az ajtó zárását ne lehessen elindítani. Az ajtómozgató motorokat végállás kapcsolók állítják le. Ha a két végállás kapcsoló egyszerre jelez, akkor jelezzen hibát a rendszer, és állítsa meg a mozgatást! Mozgatást csak a hiba megsz nése után lehessen újraindítani! Bemenetek:

%I0.0 %I0.1 %I0.2 %I0.3 %I0.4

Nyitógomb Zárógomb Nyitva (végállás érzékel ) Fénysorompó (érzékel ) Zárva (végállás érzékel )

Kimenetek:

%Q0.0 %Q0.1 %Q0.2

Nyitómotor Zárómotor Hibajelzés

- 13 -


4.4


Gyalogátkel lámpáinak vezérélése

Feladat Készítsünk létradiagramos programot egy gyalogátkel lámpáinak vezérléséhez! Alapállapotban a járm vek haladhatnak. Ha egy gyalogos át szeretne menni, meg kell nyomnia a nyomógombot. Ekkor a járm vek sárga, majd piros jelzést kapnak, ezután a gyalogos zöld, majd villogó zöld jelzést kap, melyet a járm vek piros-sárga, majd zöld jelzése követ. A lámpák vezérlését az alábbi táblázat tartalmazza: JPiros

Fázis1 Fázis2 Fázis3 1 Fázis4 1 Fázis5 1

JSárga JZöld GYPiros GYZöld 1 1 1 1 1 Villog 1 1

Bemenet:

%I0.0

Nyomógomb

Kimenetek:

%Q0.0 %Q0.1 %Q0.2 %Q0.3 %Q0.4

JPiros JSarga JZold GYPiros GYZold

Memória bitek:

%M1 %M2 %M3 %M4 %M5 %S6

Fázis1 Fázis2 Fázis3 Fázis4 Fázis5 Villogó

- 14 -


- 15 -



4.5


Anyagszállítás START

STOP

VÉSZ

Feladat Vízszintes szállító szalagok motorjainak, az adagoló szelepnek és m ködést jelz lámpáknak a vezérlése a következ módon: A START nyomógomb rövid megnyomására induljon az anyagszállítás: START lámpa villog („ INDULÁS” állapot), el ször az M3-as motor indul el, 2 másodperc múlva az M2-es, újabb 2 másodperc múlva az M1-es motor, majd további 2 másodperc múlva nyisson ki a SZELEP. Ha minden elindult és a SZELEP is nyitva, akkor a START lámpa folyamatosan világítson („ JÁR” állapot)! A STOP nyomógomb megnyomására kijáratással álljon le a rendszer: STOP lámpa villog („ LEÁLLÁS” állapot), el ször zárjon be a SZELEP, majd 8 másodperc múlva álljon le az M1 motor, ezután 5 másodperc múlva az M2 motor, végül 10 másodperc után az M3 motor álljon le. Ha minden leállt, egyik lámpa se világítson. („ ÁLL” állapot) A VÉSZ nyomógomb bármikor történ megnyomására minden motor azonnal álljon le, zárjon be a szelep, a VÉSZ lámpa pedig villogjon („ VÉSZ” állapot). A VÉSZ nyomógomb elengedésekor „ ÁLL” állapotba kerüljön a rendszer (egyik lámpa sem világít), majd START gombra kezd djön el röl az anyagszállítás (START lámpa villog stb.)! A lámpák jelzései: ÁLLAPOT ÁLL INDULÁS M KÖDIK LEÁLLÁS VÉSZ

START Villog Világít -

LÁMPA STOP Villog -

VÉSZ Villog

Bemenetek:

%I0.0 %I0.1 %I0.2

START_GOMB STOP_GOMB VÉSZ_GOMB

(Nyomógomb) (Nyomógomb) (Nyomógomb)

Kimenetek:

%Q0.0 %Q0.1 %Q0.2 %Q0.3 %Q0.4 %Q0.5 %Q0.6

M3_JARJON M2_JARJON M1_JARJON SZELEP START_LÁMPA STOP_LÁMPA VÉSZ_LÁMPA

(motor m ködtetés) (motor m ködtetés) (motor m ködtetés) (vezérlésre nyit, vezérlés nélkül bezár)

- 16 -


- 17 -



- 18 -



- 19 -



- 20 -



- 21 -


Programozható irányító berendezések és szenzorrendszerek laboratórium. Irányítás TWIDO PLC-vel. Mérési útmutató

Recommend Documents