Úloha č.2 ŘÍZENÍ SUPPORTU MIXÉRU
Vypracoval: Tomáš Škařupa Vedoucí skupiny: Ing. Petr Dostálek, Ph.D. Skupina: IŘT 3I3X Dne: 29.10. 2012
1
Obsah Zadání: .................................................................................................................................. 3 Vlastní zadání: ................................................................................................................... 3 Vypracovaní: ......................................................................................................................... 4 Popis reálného modelu – Mísící jednotka: .......................................................................... 4 Popis simulačního modelu – Mísící jednotka:..................................................................... 5 Popis programu: .................................................................................................................... 7 Hlavní program: .............................................................................................................. 7 Popis ovládacího panelů: ...................................................................................................... 8 Panel ................................................................................................................................. 8 Webmaker ........................................................................................................................10 Závěr: ...................................................................................................................................12
2
Zadání: Pro zadaný model a programovatelný automat TECOMAT vytvořte vlastní komplexní zadání a programově jej vyřešte. Ověřte řešení dané úlohy na daném PLC. K danému zadání také zpracujte dokumentaci v odpovídající formě a rozsahu.
Vlastní zadání: Vytvořte program, který bude prostřednictvím modelu mísící jednotky simulovat funkci betonárky. Program bude obsahovat následující části.
. Betonárku bude moţné zapnout a vypnout, ošetřete moţnost vypínání při zpracovávání betonu. Zákazník bude mít na výběr jeden ze 4 typů betonů. Zamezte změně výběru typu betonu, pokud byl jiţ vybrán produkt pro namíchání a nebyl daný produkt dokončen. Jednotlivé typy betonů budou mít svoji Vámi zadanou specifickou konzistenci. Po ukončení mixování zvolného typu betonu se program vrátí do svého základního stavu. Při výrobě se budou zobrazovat údaje o čase napuštění a vypouštění jednotlivých tankerů, včetně jejich objemu. Implementujte tlačítko pauza, kterým je moţné proces pozastavit a opět rozběhnout z místa, kde byl proces pozastaven.
Simulace a ovládání: Výše zmíněné funkce bude moţné ovládat prostřednictvím ovládacího panelu v prostředí Mosaic a taktéţ prostřednictvím prostředí webmaker. Vytvořte indikaci běhu systému v obou prostředích tak, aby si uţivatel udělal snadno povědomí o tom, jaká operace se právě vykonává. Dokumentace: Popis zadané jednotky. Popis programu. Popis ovládacích a indikačních prvků
3
Vypracovaní: Popis reálného modelu – Mísící jednotka: [1] Funkce modelu: Mísicí jednotka je aktivní modul s vlastní inteligencí simulující funkci technologie sloţené ze tří plnicích tanků a mísicí nádoby. Jednotka je řízena šesti výstupy (5 solenoid. ventilů, mixér), vnitřní procesorová jednotka ovládá LED simulující snímače výšky hladiny a generuje chybová hlášení. Po sepnutí ventilů SV1 aţ SV3 se začnou plnit příslušné tanky s objemem 84 litrů rychlostí 6 l/s. Obrázek 1. Reálná mísící jednotka Hladinoměry H1 aţ H8 snímající výšku hladiny v jednotlivých nádobách mají následující význam: dolní snímače (H3, H5, H8) - minimální mnoţství kapaliny (cca 10 l ) střední snímače ( H2, H7 ) - polovina nádrţe horní snímače ( H1, H4, H6) - plná nádrţ Mísicí nádoba má objem 253 litrů, průtok napouštěcím a vypouštěcím potrubím (přes SV4, SV5) je 18 l/s
[2] Inicializační stav: Po zapnutí napájení nebo po restartu (tlačítko RESET) se jednotka automaticky nastaví do inicializačního stavu - všechny nádoby prázdné. Zároveň se rozbliká červená LED dioda ERR, která zhasne po prvním vybuzení některého ze solenoidových ventilů.
[3] Chybová hlášení: 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.
4
Popis simulačního modelu – Mísící jednotka:
Obrázek 2 simulační panel
Popis funkce: Po resetu nebo prvním spuštění mísící jednotky dojde k vynulování všech vnitřních proměnných. Blikání LED ERR signalizuje, ţe je jednotka připravena k pouţití. Po zapnutí některého z ventilů SV1 – SV3 dojde k nárůstu hladiny v tanku, to je řešeno pomocí čítače, pokud je hodnota čítače rovna hodnotě některého hladinometru, tak se hladinometr aktivuje. Po zapnutí ventilu SV4 naopak dochází k vypouštění a hladinometry se vypínají. U modulu je ošetřeno současné zapnutí napouštění i vypouštění tím, ţe se hladina v tanku nemění. Dochází pouze k nárůstu hladiny v mísící nádobě. Je ošetřeno přetečení všech tanků i mísící nádoby. To je signalizováno trvalým svícením LED ERR, je nutno provést reset. Tabulka vstupních a výstupních bitů včetně jejich zástupných názvů (aliasů) je uvedena níţe. Tlačítko Reset má rovněţ stejný význam jako u reálné jednotky a je zde zastoupeno vytvořenou bitovou proměnné. Podobně i ERR simulující LED blikající při nastání chyby v podobě přetečení.
Definice vstupu modelu:
#def #def #def #def #def #def
Proměnná
Zástupný název
Adresa bitu
Význam
Mixer_SV1 Mixer_SV2 Mixer_SV3 Mixer_SV4 Mixer_SV5 Mixer_MIX
SV1 SV2 SV3 SV4 SV5 MIX
Y24.2 Y24.3 Y24.3 Y2.1 Y2.3 Y2.2
; bit pro napousteni tanku1 ; bit pro napousteni tanku2 ; bit pro napousteni tanku3 ; bit pro vypousteni vsech tanku ; bit pro napousteni misici nadoby ; bit pro zapnuti mixovani
Definice vystupu modelu: 5
#def #def #def #def #def #def #def #def
Proměnná
Zástupný název
Adresa bitu
Význam
Mixer_H1 Mixer_H2 Mixer_H3 Mixer_H4 Mixer_H5 Mixer_H6 Mixer_H7 Mixer_H8
H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8
%X10.5 %X10.4 %X10.3 %X10.2 %X84.3 %X84.1 %X84.0 %X84.2
; hladinometr H1(plný TANK1) ; hladinometr H2(polovina TANK1) ; hladinometr H3(dno TANK1) ; hladinometr H4(plný TANK2) ; hladinometr H5(dno TANK2) ; hladinometr H6(plný TANK3) ; hladinometr H7(polovina TANK3) ; hladinometr H8(dno TANK3)
Moje přibližné poměry jednotlivých substancí u jednotlivých typů betonů. Železobeton typ A: Cement : Tajné přísady cca: Voda : Písek:
40l 20l 40l 120l
Železobeton typ B: Cement : Tajné přísady cca: Voda : Písek: Štěrk:
40l 10l 10l 90l 40l
Kvalitní beton: Cement : Voda : Písek:
40l 20l 160l
Kvalitní beton: Cement : Voda : Písek: Štěrk:
40l 10l 130l 40l
6
Popis programu: Hlavní program: Program je rozčleněn na hlavni program v procesu P0 a podprogram v procesu P60. V hlavním programu se nastavují všechny proměnné, parametry a časovače pro prácí s Mísící jednotkou. Podprogram Mixer slouţí dle nastavených parametrů k simulačnímu běhu Mísící jednotky. Hned na začátku v hlavním programu se testuje, zda je zapnuté tlačítko On/Off, pokud je tlačítko v reţimu Off (log 0), tak se jde do návěští RESTART, kde se nulují všechny proměnné a následně se skáče na samotný konce procesu P0, kde je návěští tisk, odkud se volá podprogram Mixer. Pokud je tlačítko On/Off zapnuté, testuje, zda je zapluté tlačítko (proměnná) pauza. Pokud je tlačítko zapnuté, jde se do návěští přestávka, kde se uloţí stavy hladin a časovačů. Po uloţení se skočí na úplný konec hlavního procesu (návěští tisk). Z návěští tisk, které je na samém konci procesu P 0, se volá podprogram Mixer. Dokud bude sepnuté tlačítko pauza tak se daná operace bude cyklicky opakovat. Za podmínky, ţe jsou zapnuté tlačítka On/Off (log 1) a tlačítko Pauza má hodnotu (log 0), v hlavním podprogramu se skáče na návěští robota. V tomto návěští se testuje, který ze 4 moţných produktů byl vybrán (princip vybrání je popsán ve zdrojovém kódě). Pokud došlo k vybrání produktu, skáče se na návěští uložení_produktu, kde se daný vybraný produkt uloţí do proměnné načtený_výběr.Tato nastavená proměnná zajišťuje, ţe dokud nebude výrobní proces zvolného produktu dokončen, není moţné vybrat jiný produkt. Kaţdý ze 4 produktů má dle svého názvu i své návěští (jsou jimi zelBetA, zelBetB, kvalitnibeton, obycejnybeton). V kaţdém z těchto návěštích se testuje, zda se jedná o první nebo druhé napouštění tanku1-3. V případě ţe je aktivované první napouštění, nadefinuje se do jaké výšky se mají hladiny v jednotlivých tancích napouštět (H1-H8). Následně se skočí do návěští spustNapousteni, kde se aktivují ventily SV1, SV2, SV3, následně se aktivují i časovače pro kaţdou nádrţ, které jsou zapnuté do doby, dokud hladina v tancích nedosáhla poţadované výšky. Pokud byla dosaţena poţadovaná výška, v daném tanku se uzavře ventil napouštění. Pokud jsou všechny ventily uzavřeny ( SV1, SV2, SV3 ), skáče se na návěští OtevřeníventiluSV4. V návěští OtevřeníventiluSV4 se provádí přepočty na objem, který jsou v jednotlivých nádrţích. Čas, který určuje dobu otevření ventilu SV4 je zvolen dle času z časovačů ventilu (SV1, SV2, SV3 ), který běţel pro napuštění jedné ze tří nádrţí nejdéle. Po otevření ventilu SV4 se nádrţe vypouštějí a napouští se tank Mix, ve kterém dochází k mixování jednotlivých sloţek. Po vypršení času časovače pro zapnutí ventilu SV4 se ventil uzavře. Po uzavření ventilu SV4 se testuje, zda uţ proběhlo i druhé napouštění nádrţí. Pokud neproběhlo druhé napouštění, tak se napouštění provede. Druhé napouštění má stejný princip jako první napouštění ale s jinými hladinami. Pokud proběhla uţ obě napouštění a jednotlivé 3 tanky jsou prázdné, aktivuje se mixer, kde se mixuje po 10s daná substance. Po skončení míchání se aktivuje ventil SV5, který bude otevřen, dokud nebude nádrţ mix prázdná. (otevření ventilu SV5 se určuje pomocí sečtení obou časů, po které byl otevřen ventil SV4). Po vypuštění nádrţe se ještě dalších 7s nemůţe aktivovat jiný produkt, je to z důvodu odjezdu domíchávače viz popis webmakeru.
7
Popis ovládacího panelů:
Panel
Obrázek 3 panel v deaktivovaném stavu
Panel se zkládá : funkční tlačítka: On/OFF- slouţí k zapínání a vypínání mísící jednotky Pauza – k pozastavení výrobního procesu Ţelezobeton A – zvolení jednoho z moţných typů produktu výroby Ţelezobeton B - – zvolení jednoho z moţných typů produktu výroby Kvalitní beton - -- | | - Obyčejný beton -- | | - Informační výstupy Objem – objemy v jednotlivých tancích - Součastný celkový objem v nádrţích - Celkový objem v tanku mix Časy – čas napuštění jednotlivých tanků, doba, která zabrala napuštění tanků do poţadované hodnoty - čas vypuštění pro ventil SV4 (doba otevření ventilu SV4) - čas vypuštění pro ventil SV5 (doba otevření ventilu SV5) - aktuální systémový čas a datum
8
Na obrázku č.4 lze vlevo vidět i grafická znázorněný průběh napouštění jednotlivých nádrţí a aktivování a deaktivování jednotlivých ventilu.
Obrázek 4 aktivní display
Modrá barva ventilu značí, ţe je ventil otevřený. Šedá barva značí, ţe je ventil deaktivovaný. Pokud Funkční tlačítka mají zelenou barvu, jsou aktivována, červená barva značí deaktivaci.
9
Webmaker
Obrázek 5 úvodní obrázek webmakeru
Webmaker se skládá ze stejných tlačítek jako panel : funkční tlačítka: On/OFF- slouţí k zapínání a vypínání mísící jednotky Pauza – k pozastavení výrobního procesu Ţelezobeton A – zvolení jednoho z moţných typů produktů výroby Ţelezobeton B - zvolení jednoho z moţných typů produktů výroby Kvalitní beton - -- | | - Obyčejný beton -- | | - Informační výstupy Objem – objemy v jednotlivých tancích - Součastný celkový objem v nádrţích - Celkový objem v tanku mix Časy – čas napuštění jednotlivých tanků, doba, která zabrala napuštění tanků do poţadované hodnoty - čas vypuštění pro ventil SV4 (doba otevření ventilu SV4) - čas vypuštění pro ventil SV5 (doba otevření ventilu SV5) Dále je ve webmakeru zobrazen domíchávač, který přijede k betonárce a čeká, dokud není namíchána jedna ze 4 moţných směsí, která se pak pomocí ventilu SV5 vypustí do daného domíchávače, který následně odjede. Odjez domíchávače trvá cca 7s (vytvořen pomocí rotace bytu). Webmaker je naproti panelu rozšířen i informační panel PROCESY ve kterém se zobrazuje aktuální činnost prováděna v betonárce (napuštění tankerů, vypouštění tankerů, mixovaní směsi, vypouštění namixované směsi). Webmaker je dále rozšířen o informační text, který je uváděn u kaţdé nádrţe. Tento text je důleţitý z toho hlediska, ţe se v jednotlivých tancích mění směsi např.: při prvním napouštění se napouští v tanku1 cement a při druhém napouštění se napouští v tanku1 písek.
10
Obrázek 6 aktivovaný webmaker
Na obrázku č. 6 lze krásně vidět, ţe aktivní sepnutá tlačítka jsem v zelené barvě (STOP, PAUZA a je vybrán produkt ţelezobeton B) Lze si i povšimnout jednotlivých názvů u jednotlivých tancích, které informují co se v daném tanku zrovna napouští.
11
Závěr: V této práci jsem si rozšířil znalosti v programu Mosais. Při práci s napuštění a vypouštění mísící jednotky jsem vyuţíval časovač TON (zpoţděný přítah). Odzkoušení na programovatelném automatu proběhlo s menší potíţí, která vznikla při stisku klávesy pauza. Důvodem bylo nezapamatování si časů časovačů v jednotlivých nádrţích, které vedly při obětovném spuštění k přetečení nádrţí. Zdrojový kód obsahuje poměrně velké mnoţství poznámek a komentářů, doufám tedy, ţe společně s popisem programu v této dokumentaci bude princip funkce mého kódu srozumitelný. Pomocí panelu a webmakeru jsem vytvořil přehled různých informací o systému. Snaţil jsem se, aby uţivatel měl co největší přehled o tom, v jakém stavu se systém nachází. K této dokumentaci jsou také přiloţeny archivovaný zdrojový soubor programu Mozaics s názvem: _PG_misici_jednotka_2012-10-29.piz.
12
