Sterowniki programowlne PLC.pdf

(556 KB) Pobierz
Sterowniki programowalne PLC
1
PRACOWNIA URZĄDZEŃ
MECHATRONICZNYCH
Sterowniki programowalne PLC
1.
2.
3.
4.
5.
Wprowadzenie do sterowników PLC
Sterownik Siemens SIMATIC S7-200
Podstawy programowania sterowników PLC
Przykłady prostych aplikacji
Programowanie sterowników logicznych w STEP7 MicroWin
Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych Nr 3 im. Stanisława Staszica w Krośnie
©
Grzegorz Kuźniarowicz
Sterowniki programowalne PLC
2
1. Wprowadzenie do sterowników PLC
Programowalne sterowniki logiczne (PLC, ang. Programmable Logic Controllers),
nazywane także sterownikami programowalnymi, należą do szeroko rozumianej rodziny
komputerów.
Wykorzystywane są głównie w
zastosowaniach
przemysłowych.
Praca PLC polega na monitorowaniu
wejść analogowych i cyfrowych,
podejmowaniu decyzji w oparciu o
program
(algorytm
działania)
użytkownika
oraz
odpowiednim
sterowaniu wyjściami.
Zasada działania PLC
Sterowniki PLC zbudowane są z
modułów wejściowych, jednostki
centralnej (CPU) oraz modułów
wyjściowych. Wejścia PLC akceptują
różne sygnały wejściowe, cyfrowe lub analogowe, pochodzące z zewnętrznych urządzeń
(czujników), przetwarzane następnie do postaci sygnałów logicznych, które stają się
zrozumiałe dla CPU.
Jednostka CPU podejmuje decyzje i wykonuje funkcje sterowania bazując na instrukcjach
programowych zawartych w pamięci. Moduły wyjściowe przetwarzają funkcje sterowania z
CPU do takiej postaci sygnałów (cyfrowych lub analogowych), jakich wymaga aplikacja.
Instrukcje programowe określają, co
powinien
wykonać
PLC
przy
określonym stanie wejść i w danej
sytuacji.
Dodatkowy
interfejs
operatorski
(pulpit
sterowniczy)
umożliwia wyświetlanie informacji o
realizowanym procesie sterowania i
wprowadzanie nowych parametrów
kontrolnych.
W prezentowanym na rysunku poniżej przykładzie, przyciski (czujniki) podłączone do wejść
PLC mogą być użyte do uruchomienia lub zatrzymania silnika dołączonego do PLC poprzez
stycznik silnika, który spełnia rolę urządzenia wykonawczego.
Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych Nr 3 im. Stanisława Staszica w Krośnie
©
Grzegorz Kuźniarowicz
Sterowniki programowalne PLC
3
Sterowanie konwencjonalne
Przed pojawieniem się PLC wiele z zadań kontrolnych było rozwiązywanych przez
łączone
ze sobą styczniki lub przekaźniki. Taki sposób sterowania nazywany jest często
sterowaniem
konwencjonalnym.
Zasada pracy konwencjonalnego układu sterowania jest określona przez
trwałe połączenie aparatury stycznikowo przekaźnikowej i elementów obiektowych.
Okablowanie układu jednoznacznie i
trwale
określa
sposób
jego
funkcjonowania. Jakiekolwiek zmiany
lub rozbudowa układu sterowania
wymagają
uzupełnienia
aparatury
kontrolnej i ponownego okablowywania.
Przykładowy
układ
sterowania
konwencjonalnego przedstawiono na
rysunku obok.
Sterowanie z PLC
Takie
same,
a
także
bardziej
skomplikowane zadania mogą być
wykonane
za
pomocą
PLC.
„Okablowanie połączeń logicznych”
pomiędzy urządzeniami i stykami
przekaźników wykonywane jest w
programie zapisanym w pamięci PLC. Na zewnątrz wymagane jest jedynie proste podłączenie
aparatury obiektowej do wejść i wyjść sterownika. Opracowanie aplikacji i usuwanie błędów
jest znacznie
łatwiejsze
niż w sterowaniu konwencjonalnym. Znacznie
łatwiej
tworzy się i
modyfikuje program w PLC niż zmienia okablowanie układu.
Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych Nr 3 im. Stanisława Staszica w Krośnie
©
Grzegorz Kuźniarowicz
Sterowniki programowalne PLC
4
Sterowniki PLC firmy Siemens
Firma Siemens produkuje kilka odmian sterowników PLC rodziny SIMATIC S7. Są to:
•
S7-200,
•
S7-300,
•
S7-400.
Sterownik S7-200 jest określany mianem mikro-PLC, a to ze względu na swoje niewielkie
wymiary. Jednostka centralna sterownika S7-200 zbudowana jest w postaci bloku, ze
zintegrowanym zasilaczem i wejściami/wyjściami obiektowymi. Występują także wersje bez
wbudowanego zasilacza. S7-200 może być używany w mniejszych, samodzielnych
aplikacjach, takich jak np.: podnośniki, myjnie samochodowe lub mieszarki. Może być także
stosowany w bardziej kompleksowych aplikacjach przemysłowych, takich jak linie
butelkowania i pakowania.
Sterowniki PLC typu S7-300 i S7-400 są używane w bardziej skomplikowanych
zastosowaniach, ponieważ obsługują znacznie większą liczbę wejść i wyjść obiektowych.
Oba sterowniki wykonano w technice modułowej, dzięki czemu można je w prosty sposób
rozbudowywać. Zasilacz oraz moduły wejść/wyjść stanowią oddzielne bloki podłączane do
CPU. Wybór pomiędzy S7-300 lub S7-400 zależy od stopnia złożoności procesu sterowania i
możliwości przyszłej rozbudowy.
Systemy liczbowe
Sterowniki programowalne są komputerami, które przechowują informacje w postaci dwóch
stanów logicznych: 1 lub 0, nazywanych cyframi binarnymi (bitami). Cyfry binarne są
używane indywidualnie lub wykorzystywane do przedstawiania wartości numerycznych
(liczbowych). Sterowniki wykorzystują wiele systemów liczbowych. Wszystkie systemy
liczbowe mają te same trzy cechy: cyfry, podstawę i wagę.
System dziesiętny, który jest powszechnie używany w
życiu
codziennym, posiada następujące
cechy charakterystyczne:
•
Dziesięć cyfr: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
•
Podstawę: 10
•
Wagi: 1, 10, 100, 1000...
System binarny wykorzystywany jest przez sterowniki programowalne. System binarny
posiada następujące cechy charakterystyczne:
•
Dwie cyfry: 0, 1
•
Podstawę: 2
•
Wagi: 1, 2, 4, 8, 16...
W systemie binarnym jedynki i zera zajmują w zapisie określone pozycje. Każdej pozycji
odpowiada jej waga. Pierwsza pozycja z prawej posiada wagę 2
0
. Jest ona odpowiednikiem
dziesiętnych jedności. Bit z tej pozycji jest nazywany najmniej znaczącym bitem. Waga
binarna jest podwajana z każdą kolejną pozycją. Następna pozycja (druga z prawej) posiada
wagę 2
1
, która odpowiada dziesiętnej dwójce.
Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych Nr 3 im. Stanisława Staszica w Krośnie
©
Grzegorz Kuźniarowicz
Sterowniki programowalne PLC
5
Wartość dziesiętna jest podwajana na każdej kolejnej pozycji. Liczba na pozycji najdalej po
lewej stronie jest nazywana najbardziej znaczącym bitem. W naszym przykładzie, najbardziej
znaczący bit posiada wagę binarną 2
7
. Odpowiada to liczbie dziesiętnej 128.
Każda cyfra liczby binarnej jest bitem. Osiem bitów tworzy bajt. Dwa bajty lub 16 bitów
tworzą jedno słowo.
Poniższe kroki mogą być wykorzystane do znalezienia dziesiętnego odpowiednika liczby
zapisanej w kodzie binarnym:
•
Rozpocznij od prawej strony do lewej (od najmniej znaczącego do najbardziej
znaczącego bitu);
•
Zapisz pod spodem reprezentację dziesiętną wszystkich pozycji zawierających
jedynki;
•
Dodaj wartości w kolumnie.
PRZYKŁAD
Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych Nr 3 im. Stanisława Staszica w Krośnie
©
Grzegorz Kuźniarowicz

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin