1
Instrukcja do ćwiczenia nr 7 z Laboratorium Automatyki i Sterowania
Ćwiczenie 7.
Sterownik PLC Fanuc
2
Instrukcja do ćwiczenia nr 7 z Laboratorium Automatyki i Sterowania
1. Program ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową, działaniem i sposobem programowania sterownika PLC. W
ramach zajęć nale\y zaprojektować i zrealizować algorytm sterowania procesem mieszania dwóch cieczy w
warunkach podwy\szonej temperatury.
2. Sterownik
Sterownik PLC (ang. Programmable Logic Controller) jest programowalnym układem, którego program
zapisany w jego pamięci i wykonywany jest w sposób cykliczny. Cykl ten wykonywany jest przez procesor i
składa się z trzech podstawowych faz:
" czytania aktualnego stanu wejść;
" realizacji sekwencji programu sterujÄ…cego. Wykonanie programu zaczyna siÄ™ od adresu 0000 i
przebiega do końca programu lub ostatniego adresu pamięci;
" uaktualnienia stanu wyjść.
Rys. 1. Zdjęcie sterownika programowalnego Micro PLC.
Wymienione powy\ej trzy funkcje wykonywane są nieprzerwanie w celu pełnej kontroli procesu. Dodatkowo
sterownik w ka\dym cyklu sprawdza poprawność funkcji, aby potwierdzić prawidłowość wykonania operacji.
Całkowity czas cyklu wyra\ony jest w milisekundach. Dla sterownika GE Fanuc Micro PLC wynosi on 6
milisekund na 1000 instrukcji binarnych. Funkcje matematyczne i inne bardziej zło\one wykonywane są dłu\ej.
Obwody wejścia/wyjścia
Obwody wejścia/wyjścia są izolowane od obwodów elektronicznych sterownika poprzez optoizolatory.
Aktualny stan wszystkich wejść jest przechowywany w tablicy wejść sterownika (w pamięci RAM).
3
Instrukcja do ćwiczenia nr 7 z Laboratorium Automatyki i Sterowania
Wszystkie stany wejść/wyjść są reprezentowane w tablicy poprzez oznaczenia 1- włączone (aktywne) oraz 0-
wyłączone (nieaktywne). Sterownik wypracowuje stany wyjść zale\nie od stanów wejść i programu logicznego.
Jednostka centralna CPU
Jednostka centralna CPU w sterowniku jest odpowiedzialna za koordynację, kolejność wykonywanych
operacji, wykorzystanie zasobów i kontrolę wszystkich elementów systemu. Główną częścią CPU jest
mikroprocesor, pamięć i system operacyjny. CPU wykonuje wszystkie instrukcje pojedynczo, w kolejności
zapisanej w programie sterujÄ…cym.
Pamięć sterownika
W sterowniku standardowo znajduje się pamięć RAM. Zaletą tego typu pamięci jest mo\liwość
dynamicznego zapisywania i zmiany danych, wadą utrata zawartości w przypadku przerwy w zasilaniu. Dlatego
te\ sterownik zaopatrzony jest z baterię podtrzymującą, która zabezpiecza przed przypadkową utratą programu.
Bateria pozwala na przechowywanie programu przez okres 6 tygodni.
Typy danych
Jednostka centralna CPU przechowuje program sterując i stany wejść/wyjść w pamięci RAM. Tablice
wejść/wyjść odseparowane są od danych dostępnych w programie (np. rejestry). Ka\da wielkość dyskretna (np.
stan urządzeń wej/wyj) przechowywana jest w jednym bicie o odpowiadającym jej adresie.
Dane analogowe (np. temperatura, ciśnienie) lub wartości liczników i zegarów przechowywane są w rejestrach.
Rejestr zawiera 16 bitów.
" Dane dyskretne
Dane dyskretne są przedstawiane w postaci 0 lub 1. Są one przechowywane w pamięci bitowej. W
sterowniku dysponujemy trzema typami danych dyskretnych:
-dyskretnymi wejściami I
-dyskretnymi wyjściami O
-stykami wewnętrznymi C
" Rejestry
Ka\dy rejestr jest 16 bitowy. Sterownik nie ma mo\liwości programowych odwołania się do
pojedynczego bitu. Podobnie jak dane dyskretne, równie\ rejestry są reprezentowane w trzech typach:
- rejestry wejściowe IR dla sygnałów analogowych
- rejestry wyjściowe OR dla sygnałów analogowych
- rejestry wewnętrzne R. Nie korespondują one z urządzeniami wejścia/wyjścia. Są to
4
Instrukcja do ćwiczenia nr 7 z Laboratorium Automatyki i Sterowania
najczęściej u\ywane rejestry do przechowywania i przetwarzania danych.
Rys. 2. Przykład schematu drabinkowego.
Programowanie drabinkowe
Programowanie drabinkowe stało się amerykańskim standardem określonym normami. Obecnie jest
jednym z najbardziej rozpowszechnionym sposobem programowania sterowników PLC na rynku europejskim.
Nazwa sposobu programowania pochodzi od wyglądu diagramu. Przykładowa drabinka została pokazana na
rys. 2. Linie poziome odpowiadają operacjom logicznym, pionowe zasilaniu. Przepływ sygnału następuje z
lewej na prawÄ… stronÄ™.
Procedura tworzenia szczebli.
Aby utworzyć nowy szczebel w menu Offline nale\y nacisnąć klawisz F1 OFFLINE/EDIT. Teraz
mo\na wprowadzać elementy w miejscu podświetlonym kursorem. U\yć klawisza
operacji.
1) W celu wprowadzenia wybranego elementu nale\y u\yć odpowiadający mu klawisz funkcyjny, a
następnie nadać mu etykietę (najpierw podaje się mnemonikę elementu, pózniej jego kolejny numer);
2) przesunąć strzałkami kursor w nową pozycję i wprowadzić kolejny element;
3) usunięcie elementu wykonuje się poprzez naciśnięcie na klawiaturze klawisza
4) klawiszem mo\na wrócić do menu.
" Bloki funkcyjne styki wejść
Styk wejściowy jest zawsze pierwszą instrukcją szczebla. Programista mo\e wybrać jeden z czterech
styków wejść:
-| |- F1 styk otwarty przewodzi sygnał, gdy wartość logiczna przypisanej
zmiennej wynosi 1
5
Instrukcja do ćwiczenia nr 7 z Laboratorium Automatyki i Sterowania
-|/|- Shift F1 styk zamknięty przewodzi sygnał, gdy wartość logiczna przypisanej
zmiennej wynosi 0
-|Ä™!|- F2 styk uaktywniany narastajÄ…cym zboczem impulsu na czas jednego cyklu
-|“!|- Shift F2 styk uaktywniany opadajÄ…cym zboczem impulsu na czas jednego cyklu
Styki wejściowe mogą mieć następujące mnemoniki:
I wejście fizyczne
C styk wewnętrzny
O wyjście fizyczne
" Bloki funkcyjne styki wyjść
Styki wyjścia są zawsze ostatnimi stykami w szczeblu. Z menu Offline wybrać klawisz F3 [-( )-],
pojawi siÄ™ kolejne podmenu:
-()- F1 styk wyjścia, normalnie otwarty, w momencie podania sygnału
powoduje ustawienie wartości logicznej wyjścia na 1
-(SET) F2 styk przerzutnika RS ustawia wartość logiczną na 1 do
momentu podania sygnału na styk sprzę\ony (RST)
-(RST)- F3 styk przerzutnika RS zmienia stan wyjścia na logiczne 0 (do
czasu uaktywnienia styku SET)
-(MCR)- F4 gdy styk ten zostanie ustawiony na wartość logiczną 1, szczeble
znajdujące się między nim a stykiem -(END)- są opuszczane.
Ustawienie 0 nie powoduje \adnych zmian w wykonywanym
programie
-(SKIP)- F5 ustawienie tego styku na wartość 1 powoduje, \e program
sterujący podtrzyma trwale stany wyjść znajdujących się
pomiędzy nim a -(END)-
-(END)- F6 styk sprzÄ™\ony z MCR i SKIP (koniec procedury)
" Bloki funkcyjne przekazniki czasowe i liczniki
Klawiszem F4 uzyskuje się dostęp do menu zawierającego po dwa typy przekazników czasowych
(nazywanych tutaj potocznie zegarami) i liczników:
F1 zegar z wyjściem normalnie uaktywnianym po zadanym czasie
(normalnie wyłączonym)
6
Instrukcja do ćwiczenia nr 7 z Laboratorium Automatyki i Sterowania
F2 zegar z wyjściem ustawianym na 0 po zadanym czasie (normalnie załączonym)
F3 licznik w górę
F4 licznik w dół
Zegar zlicza czas co 0.1 sekundy, tak więc chcąc np. uaktywnić wyjście po 10 sekundach nale\y wybrać funkcję
[On Timer]. W miejscu rejestru wpisać jego numer np. R1, a poni\ej wartość stałej czasowej np. 100
(100*0.1=10).
Licznik zlicza impulsy podawane na jego górne wejście.
Na wejście bloków (z lewej strony) podawane są dwa sygnały:
górny podanie sygnału o logice 1 powoduje uruchomienie zegara/licznika;
dolny podanie sygnału na to wejście powoduje wyzerowanie rejestru zliczającego.
Je\eli rejestry, na których przeprowadzana jest operacja zliczania nie są rejestrami z pamięcią, ich wartość
zostanie wyzerowana przy awarii zasilania.
" Bloki funkcyjne - pozostałe
Oprócz wy\ej wymienionych bloków funkcyjnych istnieją tak\e funkcje matematyczne, funkcje
przepisywania oraz bloki funkcji logicznych. Wszystkie z nich są szczegółowo opisane z instrukcji obsługo
sterownika Micro PLC firmy GE FANUC.
3. Część obiektowa model procesu.
W ramach zajęć w laboratorium nale\y zaprogramować sterownik PLC za pomocą diagramu
drabinkowego tak, aby zapewnił on prawidłowe sterowanie procesem mieszania dwóch cieczy. Zarówno do
sterowania jak i kontroli warunków procesu technologicznego u\yto tylko wejść/wyjść binarnych. Stanowią on
kolejno:
- wejście 1 sterownika pierwszy czujnik poziomu cieczy
- wejście 2 sterownika drugi czujnik poziomu cieczy
- wejście 3 sterownika czujnik temperatury
- wyjście 1 sterownika sterowanie zaworem cieczy A
- wyjście 2 sterownika sterowanie zaworem cieczy B
- wyjście 3 sterownika załączenie grzałki
- wyjście 4 sterownika sterowanie zaworem odprowadzającym mieszaninę ze
zbiornika.
Proces technologiczny powinien przebiegać wg następującego schematu.
7
Instrukcja do ćwiczenia nr 7 z Laboratorium Automatyki i Sterowania
1. Nalać cieczy A do poziomu 60 l (na tej wysokości znajduje się pierwszy czujnik poziomu).
2. Nalać 40 l cieczy B (na poziomie 100 l znajduje się drugi czujnik poziomu).
3. Włączyć grzałkę umieszczoną na spodzie zbiornika i podgrzewać mieszaninę do temperatury 70 st. C.
4. Po osiągnięciu zadanej temperatury (wska\e to odpowiedni czujnik) wyłączyć grzałkę i opró\nić
zbiornik.
5. Proces powtarzać cyklicznie.
Sterownik PLC Wirtualny proces
Sterowanie
Pomiar
Rys. 3. Stanowisko laboratoryjne.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
AiR ais cw 1 DrRobot
AiR ais cw 5 dSpace
MATLAB cw Skrypty
OEiM AiR Przykladowy Egzamin
cad2 cw 5 6
cw formularz
Cw 2 zespol2 HIPS
Cw 9 Wzmacniacz mocy
Cw 1
metrologia cw 1 protokol
Sprawozdanie Ćw 2
Biofizyka kontrolka do cw nr
Pytania na test z AIR v2
więcej podobnych podstron