Sterowniki programowalne PLC cz.2.pdf
(
295 KB
)
Pobierz
32021110 UNPDF
A U T O M A T Y K A
Sterowniki programowalne PLC
Podstawy, część 2
Czujniki
Czujnik jest elementem,
ktÛry przekszta³ca parametr
charakteryzuj¹cy zjawisko fi-
zyczne na sygna³ elektryczny
akceptowany przez PLC. Czuj-
niki do³¹czane s¹ do wejúÊ
PLC. Przyciski to jeden z†przy-
k³adÛw takich czujnikÛw. Syg-
na³ elektryczny wysy³any
z†przycisku do wejúcia PLC
wskazuje stan (otwarty/za-
mkniÍty) stykÛw przycisku
(
rys. 13
).
Rys. 15.
sowane do pomiaru pr¹du (najczÍúciej
spotykane zakresy to 0..20mA oraz
4..20mA) lub napiÍcia (np. 0..10V).
W†przyk³adzie prezentuj¹cym wykorzys-
tanie takiego wejúcia (
rys. 17
), czujnik
poziomu monitoruje poziom p³ynu
w†zbiorniku. Zaleønie od wynikÛw po-
miarÛw wykonanych przez czujnik po-
ziomu, wartoúÊ sygna³u dostarczanego
do PLC moøe zwiÍkszaÊ siÍ lub zmniej-
szaÊ, tak jak poziom cieczy w zbiorniku.
W†drugiej czÍúci artyku³u
przybliøymy nazewnictwo
stosowane przez
uøytkownikÛw sterownikÛw
PLC, dziÍki czemu ³atwiej
wspÛlnie przebrniemy przez
kolejne czÍúci kursu.
Element wykonawczy
Elementy wykonawcze umoøliwiaj¹
zainicjowanie sygna³em elektrycznym wy-
chodz¹cym z†PLC dzia³anie jakiegoú urz¹-
dzenia. Elementy wykonawcze systemu
sterowania s¹ pod³¹czane do wyjúÊ PLC.
Stycznik silnika jest jednym z†przyk³a-
dÛw elementu wykonawczego, ktÛry mo-
øe byÊ pod³¹czony do wyjúcia PLC (
rys.
14
). Zaleønie od wyjúciowego sygna³u
PLC, stycznik silnika bÍdzie zarÛwno uru-
chamiaÊ, jak i†zatrzymywaÊ silnik.
Wyjúcia dyskretne
Wyjúcie dyskretne jest wyjúciem,
ktÛre moøe byÊ w³¹czone (ON) lub wy-
³¹czone (OFF). Cewki przekaünikÛw
oraz lampki to przyk³adowe urz¹dzenia
wykonawcze pod³¹czane do wyjúÊ dys-
kretnych. Wyjúcia dyskretne mog¹ byÊ
rÛwnieø nazywane wyjúciami cyfrowy-
mi. W†przyk³adzie z†
rys. 18
lampka kon-
trolna moøe byÊ za³¹czana lub wy³¹cza-
na sygna³em z wyjúcia PLC, do ktÛrego
jest pod³¹czona.
Wejúcia dyskretne
Wejúcie dyskretne, okreúlane takøe
mianem ìwejúcia cyfrowegoî, moøe zna-
jdowaÊ siÍ w†jednym z†dwÛch stanÛw:
za³¹czone (ON) lub wy³¹czone (OFF).
Przyciski, prze³¹czniki dwustanowe,
wy³¹czniki kraÒcowe oraz czujniki zbli-
øeniowe to przyk³ady czujnikÛw dys-
kretnych, ktÛre s¹ pod³¹czane do dys-
kretnych (cyfrowych) wejúÊ sterowni-
kÛw (
rys. 15
). W†stanie za³¹czenia (ON)
dyskretne wejúcie odpowiada logicznej
jedynce lub stanowi wysokiemu. W†sta-
nie wy³¹czenia (OFF) dyskretne wejúcie
odpowiada logicznemu zeru lub stano-
wi niskiemu.
Przycisk normalnie otwarty (NO) zo-
sta³ uøyty w†przyk³adzie z†
rys. 16
. Jeden
styk przycisku jest pod³¹czony do pier-
wszego wejúcia PLC. Drugi styk przy-
cisku jest pod³¹czony do wewnÍtrznego
zasilacza 24VDC. Wiele sterownikÛw
wymaga oddzielnego zasilacza dla za-
silania wejúÊ. W†stanie otwartym na wej-
úciu PLC nie wystÍpuje napiÍcie. Jest
to stan wy³¹czenia (OFF). Kiedy przy-
cisk zostaje wciúniÍty, napiÍcie 24VDC
zostaje do³¹czone do wejúcia PLC. Jest
to stan za³¹czenia (ON).
Przycisk
(czujnik)
Wyjúcia analogowe
Wyjúcie analogowe jest wyjúciem, na
ktÛrym jest generowany sygna³ ci¹g³y
w†czasie. Na wyjúciu moøe byÊ wytwa-
rzany np. sygna³ napiÍciowy z†zakresu
0..10VDC, ktÛry steruje wskaünikiem
analogowym (wychy³owym). Przyk³a-
dowo, do wyjúÊ analogowych s¹
do³¹czane wskaüniki prÍdkoúci, ciÍøaru
i†temperatury. Sygna³ wyjúciowy moøe
byÊ rÛwnieø uøywany przy bardziej z³o-
PLC
Wejœcie 1
Rys. 13.
Wy³¹czenie
Logiczne 0
PLC
Wejœcie 1
24 VDC
PLC
Wyjœcie 1
Silnik
Wejúcia analogowe
Wejúcie analogowe to wejúcie, do
ktÛrego pod³¹cza siÍ sygna³ ci¹g³y. Ty-
powe wejúcia analogowe rÛøni¹ siÍ
w³aúciwoúciami, np. mog¹ byÊ przysto-
Za³¹czenie
Logiczna 1
PLC
Wejœcie 1
24 VDC
Rys. 14.
Rys. 16.
Elektronika Praktyczna 2/2000
37
0
1
A U T O M A T Y K A
Przetwornik
poziom->sygna³ analogowy
21
). Element wyjúciowy lub instrukcja
reprezentuje efekt dzia³ania obwodu ste-
ruj¹cego. Prawa, pionowa linia, ktÛra
przedstawia powrotn¹ liniÍ zasilania na
schemacie sprzÍtowym sterowania jest
zazwyczaj pomijana na tego typu sche-
matach. Schemat drabinkowy naleøy
czytaÊ od lewej strony do prawej i†od
gÛry do do³u. Szczeble nazywane s¹
czasami obwodami lub sieciami. SieÊ
moøe posiadaÊ kilka elementÛw steru-
j¹cych, ale tylko jeden sygna³ wyjúcio-
wy.
I0,0
I0,1 Q0,0
( )
Sieæ dzia³añ 1
(Obwód 1)
I0,4
Q0,1
( )
PLC
Wejœcie
Sieæ dzia³añ 2
(Obwód 2)
I0,5
Element wyjœciowy
lub instrukcja
Przewód
zasilaj¹cy
Rys. 21.
Rys. 17.
ADDR INSTRUKCJA
OBWÓD 1
Kontrolka
0 LD I0.0
2 A I0.1
4 = Q0.0
PLC
Wyjœcia
Lista instrukcji (STL)
Instrukcja jest dla PLC rozkazem do
natychmiastowej realizacji. Lista in-
strukcji (STL) okreúla sposÛb dzia³ania
sterownika. PorÛwnanie listy instrukcji,
pokazanej na
rys. 22
, z†logik¹ drabin-
kow¹, pokazan¹ na rys. 21, wskazuje na
podobn¹ strukturÍ obydwu opisÛw.
Dzia³anie, jakie ma byÊ wykonane, jest
pokazane po lewej stronie. Operand (ad-
res), ktÛry poddany ma byÊ dzia³aniu
instrukcji (rozkazu), jest przedstawiony
po prawej stronie.
OBWÓD 2
6 NOP K0
Rys. 18.
Rys. 22.
øonych zastosowaniach, takich jak np.
zamiana pr¹du na ciúnienie, ktÛre re-
guluje pneumatycznym zaworem prze-
p³ywu (
rys. 19
).
Oprogramowanie
Oprogramowanie jest wykorzystywa-
ne przez komputer lub PLC. Zawiera
ono instrukcje, ktÛre kieruj¹ dzia³aniem
sprzÍtu.
CPU
(jednostka centralna)
Jednostka centralna sterownika PLC
(CPU) to system mikroprocesorowy, ktÛ-
ry zawiera pamiÍÊ systemow¹ oraz po-
dejmuje decyzje okreúlaj¹ce sposÛb dzia-
³ania sterownika (
rys. 20
). CPU moni-
toruje wejúcia i†podejmuje decyzje
w†oparciu o†instrukcje zapisane w†pa-
miÍci programu. CPU odpowiada za re-
alizacjÍ wszystkich procesÛw sterowa-
nia: prze³¹czania, zliczania, synchroni-
zacjÍ i†porÛwnanie danych oraz opera-
cje sekwencyjne.
SprzÍt
Sterownik programowalny, progra-
mator oraz kable po³¹czeniowe s¹ przy-
k³adami sprzÍtu (
rys. 24
).
Programowanie
Program sk³ada siÍ z†jednej lub kil-
ku instrukcji, ktÛre realizuj¹ zadanie.
Programowanie sterownikÛw polega na
konstruowaniu zestawÛw prostych in-
strukcji. W†przyk³adzie schematu dra-
binkowego z†rys. 21 sygna³y I0.0, I0.1
oraz Q0.0 reprezentowa³y operandy
pierwszych instrukcji. W†przyk³adzie
tym, jeúli I0.0 i†I0.1 s¹ pobudzone, to
wyjúcie Q0.1 takøe zostanie pobudzo-
ne. Sygna³ami wejúciowymi mog¹ byÊ
stany prze³¹cznikÛw, przyciskÛw lub
stykÛw. I0.4, I0.5 oraz Q0.1 reprezen-
tuj¹ operandy kolejnych instrukcji. Jeú-
li jedno z†wejúÊ I0.4 lub I0.5 jest po-
budzone, to wyjúcie Q0.1 takøe zosta-
nie pobudzone. Ca³y zestaw instrukcji
jest przechowywany w†pamiÍci jednos-
tki centralnej PLC i†nazywany progra-
mem.
Oprogramowanie systemowe
Oprogramowanie systemowe jest
szczegÛlnym oprogramowaniem aplika-
cyjnym lub uøytkowym zapisanym
w†pamiÍci typu EPROM i†dostarczane
wraz ze sprzÍtem. Oprogramowanie sys-
temowe nadaje sterownikowi jego pod-
stawow¹ funkcjonalnoúÊ.
Logika drabinkowa
Logika drabinkowa (LAD) to jÍzyk
uøywany do programowania PLC. W lo-
gice drabinkowej s¹ wykorzystywane
komponenty w†postaci schematu linio-
wego do opisania sterowania.
Podzia³ pamiÍci
PamiÍÊ S7-200 podzielona jest na
trzy obszary: pamiÍÊ programu, pamiÍÊ
danych oraz pamiÍÊ znacznikÛw.
PamiÍÊ programu przechowuje logikÍ
drabinkow¹ (LAD) lub listÍ instrukcji
programowych (STL). Ten obszar pa-
miÍci steruje sposobem wykorzysty-
wania danych i†stanÛw wejúÊ/wyjúÊ.
Instrukcje zapisywane s¹ przy wyko-
rzystaniu programatorÛw, takich jak
np. dla PC, a†nastÍpnie ³adowane do
pamiÍci programu sterownika progra-
mowalnego.
Schemat drabinkowy
Lewa, pionowa linia schematu dra-
binkowego reprezentuje zasilanie urz¹-
dzenia lub obwodÛw sterowania (
rys.
PÍtla programowa
Program zawarty w†PLC wykonywa-
ny jest w†pÍtli jako powtarzaj¹cy siÍ
proces nazywany skanowaniem (
rys.
23
). Skanowanie PLC rozpoczyna siÍ
w†momencie odczytania przez CPU sta-
nÛw wejúÊ. Program aplikacji wykonuje
siÍ wykorzystuj¹c stany wejúÊ. Po za-
koÒczeniu programu CPU wykonuje we-
wnÍtrzn¹ diagnostykÍ oraz zadania ko-
munikacyjne. Obieg pÍtli programowej
koÒczy siÍ uaktual-
nieniem stanÛw
wyjúÊ, a nastÍpnie
rozpoczyna siÍ od
pocz¹tku. Czas cyklu
zaleøy od rozmiaru
programu, liczby
wejúÊ/wyjúÊ oraz od
liczby niezbÍdnych
procesÛw komunika-
cji.
Miernik
PamiÍÊ danych wykorzystywana jest
jako obszar roboczy oraz zawiera ob-
szary dla obliczeÒ, chwilowego prze-
chowywania wynikÛw poúrednich
i†sta³ych. PamiÍÊ danych zawiera ob-
szary dla obs³ugi licznikÛw czasu,
licznikÛw zdarzeÒ oraz wejúÊ i†wyjúÊ
analogowych. DostÍp do przestrzeni
danych jest moøliwy z†poziomu pro-
gramu steruj¹cego.
PLC
Wyjœcia
I
P
Przetwornik pr¹d - ciœnienie
Zasilanie
Zawór przep³ywu
sterowany powietrzem
Rys. 19.
10,0
10,1 Q0,0
( )
001
10,4
Q0,1
( )
SF
RUN
STOP
I 0,0
I 0,1
I 0,2
I 0,3
I 0,4
I 0,5
I 0,6
I 0,7
I 1,0
I 1,1
I 1,2
I 1,3
I 1,4
I 1,5
Q 0,0
Q 0,1
Q 0,2
Q 0,3
Q 0,4
Q 0,5
Q 0,6
Q 0,7
Q 1,0
Q 1,1
Q 1,2
CPU214
Odczyt
wejϾ
Wykonanie
programu
10,5
Cykl
PLC
S7-200
Uaktualnienie
wyjϾ
Diagnostyka
Komunikacja
Rys. 20.
Rys. 23.
38
Elektronika Praktyczna 2/2000
A U T O M A T Y K A
SF
RUN
STOP
I 0,0
I 0,1
I 0,2
I 0,3
I 0,4
I 0,5
I 0,6
I 0,7
I 1,0
I 1,1
I 1,2
I 1,3
I 1,4
I 1,5
Q 0,0
Q 0,1
Q 0,2
Q 0,3
Q 0,4
Q 0,5
Q 0,6
Q 0,7
Q 1,0
Q 1,1
Q 1,2
CPU214
Micro/WIN dla sys-
temu operacyjnego
Windows. Programa-
tory PG720 i†PG740
posiadaj¹ fabrycznie
zainstalowane op-
rogramowanie STEP
7†Micro. Programator
PG702 uøywa Bo-
olíowskiego zestawu
instrukcji. Jeúli wy-
korzystywany jest
komputer osobisty to
oprogramowanie
STEP 7-Micro instalowane jest podobnie
jak kaøde inne oprogramowanie.
S7-200
Rys. 24.
PamiÍÊ znacznikÛw przechowuje sta-
ny poúrednie obwodÛw sterowni-
czych.
Kable po³¹czeniowe PPI
Kable po³¹czeniowe wymagane s¹
dla transmisji danych z†programatora do
PLC. Komunikacja moøe mieÊ miejsce
tylko wtedy gdy dwa urz¹dzenia ìmÛ-
wi¹î tym samym jÍzykiem lub uøywaj¹
tego samego protoko³u. Komunikacja po-
miÍdzy programatorem firmy Siemens
a†sterownikiem S7-200 nazywana jest
protoko³em PPI (punkt-do-punktu). Do
pod³¹czenia programatorÛw PG720,
PG740 lub PG702 wymagane s¹ odpo-
wiednie kable. ZakoÒczone 9-stykowym
z³¹czem typu D-Sub. Jest to szeregowe
po³¹czenie kompatybilne ze z³¹czem
MPI programatorÛw i†stanowi ono zara-
zem standardowe z³¹cze dla po³¹czenia
innych elementÛw sterowniczych.
Kiedy uøywany jest komputer oso-
bisty jako programator konieczny jest
specjalny kabel PC/PPI. Kabel ten umoø-
liwia komunikacjÍ pomiÍdzy szerego-
wym interfejsem PLC a†szeregowym in-
terfejsem RS-232 komputera osobistego.
Prze³¹czniki DIP na kablu PC/PPI s¹
uøywane do wybrania odpowiedniej
szybkoúci (prÍdkoúci transmisji) z†jak¹
s¹ przekazywane informacje pomiÍdzy
PLC a†komputerem.
AC
Wymagania podstawowe
Aby stworzyÊ lub zmieniÊ program
interfejsowy konieczne jest posiadanie
nastÍpuj¹cego wyposaøenia (
rys. 25
):
- Sterownik programowalny - PLC.
- Urz¹dzenie programuj¹ce.
- Oprogramowanie narzÍdziowe.
- Kabel po³¹czeniowy.
PLC
S7-200 jest nazw¹ w³asn¹ jednego ze
sterownikÛw programowalnych firmy Sie-
mens. Przyk³ady ÊwiczeÒ w†trakcie tego
kursu bazuj¹ na sterowniku S7-200 z†po-
wodu jego nieskomplikowanej obs³ugi.
Programator
Program tworzony jest w†programa-
torze (PG) a†nastÍpnie przesy³any do
sterownika PLC. Program dla S7-200
moøe byÊ tworzony przy zastosowaniu
rÍcznego programatora PG702 lub pro-
gramatorÛw uniwersalnych typu PG720
lub PG740 firmy Siemens z†zainstalo-
wanym oprogramowaniem STEP 7†Mic-
ro/Dos lub Micro/WIN.
Komputer osobisty (PC) z†zainstalo-
wanym oprogramowaniem STEP 7†Mic-
ro/Dos lub Micro/WIN moøe byÊ takøe
wykorzystany jako programator sterow-
nikÛw serii SIMATIC S7-200.
PG 702 jest niewielkim rÍcznym pro-
gramatorem, przeznaczonym wy³¹cznie
do wspÛ³pracy ze sterownikami SIMA-
TIC S7-200. Urz¹dzenie to wyko-
rzystuje Boolíowski zestaw instruk-
cji wbudowany w†S7-200. Funkcja
Boole'owska jest funkcj¹ logiczn¹,
w†ktÛrej s¹ moøliwie dwie wartoúci,
ON (za³¹czona) lub OFF (wy³¹czo-
na). Programator PG 702 jest przy-
datny dla dokonywania modyfikacji
lub wyszukiwania usterek.
Artyku³ opracowany na podstawie
podrÍcznika ìPodstawy sterownikÛw
programowalnych PLCî firmy Siemens.
Oprogramowanie
narzêdziowe
STEP 7 - Micro/DOS
Micro/WIN
Urz¹dzenie
programuj¹ce
Disk 1 of 2
Micro/DOS
Step 7-Micro/DOS Programming Package
Version: 1,1
Setup Instructions:
1. Insert disk 1 in drive A or B:
2. At DOS prompt type A: INSTALL or B: INSTALL
3. Fellow Instruction prompts, insert
Oprogramowanie
Oprogramowanie narzÍdziowe
s³uøy do realizacji programowego
opisu zasady dzia³ania sterowanego
urz¹dzenia. Oprogramowanie narzÍ-
dziowe dla sterownikÛw S7-200 nosi
nazwÍ STEP7-Micro. Jest ono do-
stÍpne w†wersji STEP 7 Micro/Dos
dla systemu operacyjnego DOS, na-
zywanego, a†takøe w†wersji STEP 7
Kabel po³¹czeniowy
PC/PPI
PLC S7-200
Rys. 25.
Elektronika Praktyczna 2/2000
39
Plik z chomika:
it.bodzio
Inne pliki z tego folderu:
Automatyka przemysłowa - poradnik.pdf
(196597 KB)
Sterowniki programowalne PLC cz.1.pdf
(316 KB)
Sterowniki programowalne PLC cz.2.pdf
(295 KB)
Sterowniki programowalne PLC cz.3.pdf
(625 KB)
Sterowniki programowalne PLC cz.4.pdf
(268 KB)
Inne foldery tego chomika:
podręczniki sterowników
Programowanie PLC materiały z dodatkowego kursu
TIA PORTAL V13
zadania + rozwiązania
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin