plik


ÿþUrzdzenia Automatyki Sterownik Programowalny SIEMENS SIMATIC S7-200 1. WPROWADZENIE Sterowniki programowalne to urzdzenia przeznaczone pierwotnie gBównie do realizacji sterowania kombinacyjnego i sekwencyjnego obrabiarek, maszyn i urzdzeD. Mikroprocesory tych sterowników s przystosowane do realizacji instrukcji logicznych, podstawiania, porównania i skoków z bardzo du| prdko[ci sigajc kilkaset instrukcji w czasie 1 milisekundy. Obecnie przewa|ajca wikszo[ sterowników programowalnych mo|e tak|e realizowa zadania regulacji cigBej wskutek zastosowania w nich algorytmów PID a w niektórych przypadkach równie| innych, jak np. dziaBajcych w dziedzinie zbiorów rozmytych. Obecnie, firma Siemens oferuje trzy rodziny sterowników programowalnych, uszeregowanych tu w kolejno[ci [wiadczcej o rozmiarach i mo|liwo[ciach: " Simatic S7-200 " Simatic S7-300 " Simatic S7-400 Simatic S7-200 to rodzina maBych sterowników programowalnych i moduBów rozszerzajcych przeznaczonych do rozwizywania ró|norodnych zadaD sterowania o niezbyt du|ym stopniu zBo|ono[ci. Pierwotnie firma Siemens produkowaBa tylko dwa typy sterowników tej rodziny. ByBy to modele z jednostk centraln CPU 212 i z jednostk centraln CPU 214. Widok sterowników serii 21x przedstawia rys.1, a niektóre dane tych sterowników podano w Tab.1. Rys.1. Obecnie rodzin t rozszerzono o sterowniki z jednostkami centralnymi CPU 221, CPU 222, CPU 224, CPU 224XP i CPU 226. Widok sterowników serii S7 22x przedstawia rys. 2, a niektóre dane tych sterowników podano w Tab. 2. - 1 - Urzdzenia Automatyki Sterownik S7-200 zawiera jednostk centraln, zasilacz oraz moduBy wej[ i wyj[ dyskretnych jak równie| analogowych. ModuBy rozszerzajce zawieraj dodatkowe wej[cia i wyj[cia dyskretne i analogowe i s poBczone ze sterownikiem za pomoc zBcza magistrali (BUS connector). Podstawowe dane moduBów rozszerzajcych podano w Tab. 3. Rys.2. Tabela 1 DANA CPU 212 CPU 214 Wymiary (DxSzxW) 160x80x62 mm 197x80x62 mm Masa 0.4 kg 0.5 kg Moc pobierana 6 W 9 W Pami programu 512 sBów/EEPROM 2K- sBów/EEPROM Rozmiar bloku danych 512 stów/RAM 2K stów/RAM Podtrzymywanie danych 50 godz. typowo 190 godz. typowo 8 godz. minimum 120 godz. minimum Lokalne we/wy 8 wej[/6 wyj[ 14 wej[/10 wyj[ Maksymalna liczba 2 7 moduBów rozszerzajcych Czas wykonywania 1.2 µs 0.8 µs instrukcji Boolowskiej Liczba wewntrznych 128 256 bitów pamici Liczba ukBadów czasowych 64 128 Liczba liczników 64 128 Liczba szybkich liczników 1 programowy(2 kHz max) 1 programowy(2 kHz max) 2 sprztowe (7 kHz max) Sterownik wyposa|ony jest w port komunikacyjny, który sBu|y do przyBczenia sterownika do sieci w celu wymiany informacji z innymi urzdzeniami takimi jak: panele operatorskie, programatory, inne sterowniki. Podstawowe obszary zastosowania sterowników tej serii to automatyzacja procesów monta|u, pakowania, mieszania, obróbki, transportu przeno[nikami jak równie| sterowanie dzwigami, pompami, bramami itp. wiczenie bdzie realizowane na sterowniku S7 200 z jednostk centraln CPU 212. - 2 - Urzdzenia Automatyki Tabela 2 DANA CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU CPU 226 Wymiary (DxSzxW) [mm] 90x80x62 90x80x62 120.5x80x 62 140x80x 62 190x80x62 Masa 0.31 kg 0.31 kg 0.41 kg 0.44 kg 0.66 kg Pobór mocy 6W 7W IOW UW 17W Pami programu (sBów) 2048 2048 4096 6144 8192 Pami danych (sBów) 1024 1024 4096 5120 5120 Podtrzymywanie danych 50 h 50 h 100 h 100 h 100 h Lokalne we/wy cyfrowych 6/4 8/6 14/10 14/10 24/16 Lokalne we/wy analogowe - - - 2/1 - Maksymalna liczba moduBów - 2 7 7 7 rozszerzajcych Czas wykonywania instrukcji 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 Boolowskiej [µs] Liczba wewntrznych bitów 512 512 512 512 512 pamici Liczba ukBadów czasowych 256 256 256 256 256 Liczba liczników 256 256 256 256 256 Liczba szybkich liczników 6 6 6 6 6 Tabela 3 MODUA LICZBA WE/WY EMM 221 Digital Input 8xDC 24 V 8 wej[ cyfrowych DC EMM 221 Digital Input 8xAC 120 V 8 wej[ cyfrowych AC EMM 222 Digital Output 8xDC 24V 8 wyj[ cyfrowych DC EMM 222 Digital Output 8xRelay 8 wyj[ cyfrowych przekaznikowych EMM 222 Digital Output 8xAC120/230V 8 wyj[ cyfrowych AC EMM 223 Digital Combination 4 wej[cia DC/4 wyj[cia DC 4xDC 24V lnput/4xDC 24V Output EMM 223 Combination 4xDC 24V 4 wej[cia DC/4 wyj[cia przekaznikowe Input/4xRelay Output EMM 223 Combination 4xAC 120V 4 wej[cia AC/4 wyj[cia AC Input/4xAC 120/230V Out. EMM 231 Analog Input AI3xl2 Bits 3 wej[cia analogowe unipolarne o wybieranych zakresach: 0-5V,0-10V,0-20mA EMM 232 Analog Output 2 wyj[cia analogowe +/- 10 V lub 0-20 mA. EMM 235 Analog Combination 3 wej[cia analogowe uni lub bipolarne o zakresach wybieranych za pomoc przeBczników, l wyj[cie AI3/AO3 x 12 Bits analogowe +/- 10 V lub 0-20 mA. - 3 - Urzdzenia Automatyki 2. PROGRAMOWANIE STROWNIKA 2.1 Struktura programu Ka|dy program dla S7-200 musi posiada struktur organizacyjn pokazan na rys.3. Zasadnicza cz[ programu zawarta jest w programie gBównym. Ka|de wywoBanie podprogramu jest warunkowe, a powrót z podprogramu mo|e równie| by warunkowy. Maksymalna liczba podprogramów wynosi 64 lub 128 (w zale|no[ci od rodzaju CPU). Podprogramy mog wywoBywa kolejne podprogramy, co stanowi tzw. Zagnie|d|anie programu. Liczba poziomów zagnie|d|ana jest ograniczona do 8. Istnieje mo|liwo[ wywoBania podprogramu przez samego siebie, tzw. rekurencja aczkolwiek nale|y w tym przypadku zwróci uwag na mo|liwo[ zaptlenia si programu. Zdarzenia wywoBujce przerwania maj ró|n wa|no[, dlatego podzielono je na grupy z ró|nymi priorytetami. Najwa|niejszy priorytet maj przerwania komunikacyjne a najni|szy przerwania czasowe. Wykonywany PROGRAM GAÓWNY 1 raz na cykl Maksymalny SBR 0 Podprogram (opcja) rozmiar programu Podprogramy po wywoBaniu SBR 1 Podprogram (opcja) z programu gBównego CPU 212-512 SBów CPU 214-2048 SBów SBR n Podprogram (opcja) INT 0 Procedura obsBugi Procedury obsBugi przerwaD przerwania (opcja) wywoBywane po zaistnieniu zdarzenia powodujcego INT m Procedura obsBugi przerwanie przerwania (opcja) Rys.2. 2.2 Organizacja pamici i dostpu do danych Pami sterownika podzielona jest na dwa gBówne obszary: pami danych i pami obiektów. Z kolei pami danych podzielona jest na 5 obszarów przedstawionych w tabeli 4. Przyjty sposób adresowania umo|liwia dostp do pojedynczych bitów, bajtów, sBów (2 bajty), i sBów podwójnych (4 bajty). Poni|ej przedstawiono przykBad zaadresowania 4 bitu w 3 bajcie obszaru wej[: I 3 . 4 Identyfikator obszaru Adres bajtu Separator Numer bitu - 4 - Urzdzenia Automatyki Tabela 4 OBSZAR DANYCH IDENTYFIKATOR ZAKRES ADRESÓW BITOWYCH CPU 212 CPU 214 Wej[cia (Inputs) I 1 0.0-I 7.7 I 0.0 -1 7.7 Wyj[cia (Outputs) Q Q 0.0-Q 7.7 Q 0.0 -Q 7.7 Bity wewntrzne M M 0.0-M 15.7 M0.0-M31.7 Bity specjalne SM SM 0.0-SM 45.7 SM0.0-SM85.7 Zmienne V V 0.0-V 1023.7 V 0.0-V 4095.7 Dostp do obszaru pamici jest mo|liwy przez zaadresowanie bitu, bajtu, sBowa lub podwójnego sBowa, tak jak pokazano na rys.4. Rys.4. Obszar pamici przeznaczony dla obiektów zawiera dane zwizane z sze[cioma typami urzdzeD oferowanych przez sterownik S7-200. S to bloki czasowe (Timers), liczniki (Counters), wej[cia analogowe (Analog Inputs), wyj[cia analogowe (Analog Outputs), akumulatory (Accumulators), szybkie liczniki (High-Speed Counters), PrzestrzeD adresowa jest wic podzielona na sze[ obszarów z których ka|dy ma swój identyfikator: T  bloki czasowe, C  liczniki, AI  wej[cia analogowe, AQ  wyj[cia analogowe, AC  akumulatory, HC  szybkie liczniki. 2.3 Jzyki programowania Sterowniki S7 200 mo|na programowa w nastpujcych jzykach: o Schemacie drabinkowym (LAD = LADder logic), o Li[cie instrukcji (STL = STatement List) o Schemacie funkcyjnym (FDB = Functions Blocks Diagram). Schemat drabinkowy jest jzykiem graficznym posBugujcym si nastpujcymi podstawowymi elementami: " Styki (Contacts). U|ywa si symboli styku normalnie otwartego i normalnie zamknitego styk normalnie otwarty styk normalnie zamknity - 5 - Urzdzenia Automatyki " Cewki (Coils). Pokazany poni|ej symbol cewki jest odpowiednim cewki przekaznika elektromagnetycznego. PrzepByw prdu przez cewk powoduje zmian stanu styków stowarzyszonych z t cewk. " Bloki (Boxes). Reprezentuj ró|ne funkcje, jak np. liczniki, ukBady czasowe czy funkcje matematyczne. Lista instrukcji jest jzykiem programowania u|ywajcym skrótów mnemotechnicznych operacji. W schemacie funkcyjnym u|ywa si m. in. symbolicznych oznaczeD operacji logicznych znanych z teorii ukBadów przeBczajcych. Dla zilustrowania podstawowych ró|nic pomidzy jzykami programowania na rys. 5 przedstawiono przykBad bardzo prostego programu napisanego w tych jzykach. Zaprogramowany ukBad umo|liwia zaBczanie silnika przyciskiem podBczonym do wej[cia I0.0 oraz wyBczanie silnika przyciskiem podBczonym do wej[cia I0.1 i przyciskiem podBczonym do wej[cia I0.2. Silnik jest zaBczany wyj[ciem Q0.0 uruchamiajcym odpowiedni stycznik. Przycisk zaBczajcy silnik jest elementem monostabilnym, tzn. styk tego przycisku jest zwarty tylko przez czas naciskania. Dlatego potrzebne jest podtrzymanie zrealizowane stykiem wyj[cia Q0.0 podBczonym równolegle do styku I0.0. Ogólnie mo|na stwierdzi, i| programowanie w li[cie instrukcji jest przydatne szczególnie dla do[wiadczonych programistów. Natomiast programowanie w schemacie drabinkowym jest przydatne dla pocztkujcych programistów. Graficzne przedstawienie ukBadu sterowania w schemacie drabinkowym jest szeroko rozpowszechnione i Batwo zrozumiaBe. Graficzne przedstawienie w schemacie funkcyjnym pozwala na Batwe prze[ledzenie przebiegu programu. W li[cie instrukcji oraz w schemacie funkcyjnym mo|na rozwiza zadania, których nie mo|na rozwiza w schemacie drabinkowym. W li[cie instrukcji i w schemacie funkcyjnym mo|na zobaczy i edytowa ka|dy program napisany w schemacie drabinkowym, co odwrotnie nie zawsze jest mo|liwe. Schemat drabinkowy Lista instrukcji Schemat funkcyjny Rys.5. - 6 - Urzdzenia Automatyki 2.4 Wybrane elementy schematu drabinkowego Instrukcja schematu Opis Argumenty funkcji drabinkowego Styk normalnie otwarty bit: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L bit jest typu BOOL Styk normalnie zamknity bit: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L bit jest typu BOOL Porównanie IN l, IN2: IW,QW,MW, SW, SMW, T, C, VW, LW, AIW, AC, Constant IN l, IN2 s typu INTEGER Analogiczne instrukcje dla innych relacji porównania i dla zmiennych innych typów. Cewka wyj[ciowa bit: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L bit jest typu BOOL Ustawianie bitu bit: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L N: VB, IB, QB, MB, SMB, SB, LB, AC, Constant N to liczba ustawianych zmiennych o kolejnych adresach bit jest typu BOOL N jest typu BYTE Kasowanie bitu bit: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L N: VB, IB, QB, MB, SMB, SB, LB, AC, Constant N to liczba kasowanych zmiennych o kolejnych adresach bit jest typu BOOL N jest typu BYTE Instrukcja skoku do etykiety o n to staBa typu WORD numerze n. Etykieta o numerze n, do której n to staBa typu WORD wykonywany jest skok WywoBanie podprogramu o n to staBa typu BYTE numerze n. - 7 - Urzdzenia Automatyki Opóznione wBczenie xxx: 32 - 63 (TON: On-Delay TIMER) Wej[cie dyskretne -IN PT: VW, IW, QW, MW, SW, Preset Time  PT SMW, LW, AIW, T, C, AC, Constant Gdy warto[ odmierzanego czasu (przy IN=ON) jest>=PT, IN jest typu BOOL to bit Txxx przyjmuje stan ON. PT jest typu INTEGER UkBad czasowy jest zerowany, gdy IN przyjmuje warto[ OFF. Rozdzielczo[ przy CPU 212 1 ms T32 l0 ms T33-T36 100 ms T37-T63 Opóznione wBczenie z xxx: 0-31 pamitaniem (TONR; Retentive On-Delay PT: VW, IW, QW, MW, SW, TIMER) SMW, LW, AIW, T, C, AC, Wej[cie dyskretne -IN Constant Preset Time -PT IN jest typu BOOL Gdy warto[ odmierzanego PT jest typu INTEGER czasu (przy IN=ON) jest >= PT, to bit Txxx przyjmuje stan ON. UkBad czasowy zatrzymuje si, gdy IN przyjmuje warto[ OFF. Zerowanie ukBadu czasowego kasowaniem bitu. Rozdzielczo[ przy CPU 212 1 ms T0 10 ms Tl-4 100 ms T5-T31 Licznik jednokierunkowy (Count xxx: 0-47 Cxxx UP, CTU) liczy do maksymalnej PV: VW, IW, QW, MW, SMW, CU CTU warto[ci, zwikszajc swój stan LW, AIW, AC, T, C, z ka|dym narastajcym zboczem Constant R sygnaBu CU. Gdy bie|ca warto[ licznika Cxxx jest CU i R s typu BOOL >=PV, to bit Cxxx przyjmuje PV jest typu INTEGER PV stan ON. xxx jest typu WORD Zerowanie licznika sygnaBem R lub kasowaniem bitu. - 8 - Urzdzenia Automatyki Licznik dwukierunkowy (Count xxx: 48-63 UP/Down, CTUD) liczy do PV: VW, IW, QW, MW, SMW, maksymalnej lub minimalnej LW, AIW, AC, T, C, warto[ci, zwikszajc swój stan Constant z ka|dym narastajcym zboczem sygnaBu CU i zmniejszajc swój CU, CD i R s typu BOOL stan z ka|dym narastajcym PV jest typu INTEGER zboczem CD. Gdy bie|ca xxx jest typu WORD warto[ licznika Cxxx jest >= PV, to bit Cxxx przyjmuje stanON. Zerowanie licznika sygnaBem R lub kasowaniem bitu. Przesunicie bjtu (MOV_B). IN: VB, IB, OB, MB, SB, SMB, Przenosi bajt wej[ciowy (IN) na LB, AC, Constant wyj[cie (OUT) bez zmiany OUT: VB, IB, OB, MB, SB, warto[ci (je|eli EN= ON). BBd SMB, LB, AC powoduje ustawienie ENO=ON. Analogiczna funkcja dla IN i OUT s typu BYTE przenoszenia sBowa (MOV_W). Inkrementacja sBowa (INC_W). IN: VB, IB, OB, MB, SB, SMB, Dodaje l do wej[cia (IN) i LB, AC, Constant przekazuje na wyj[cie (przy OUT: VB, IB, OB, MB, SB, EN=ON). BBd powoduje SMB, LB, AC ustawienie ENO=ON. IN I OUT s typu WORD Analogiczne funkcje dla dekrementacji (DEC_W) i dla innych typów danych (np. INC_B). 2.5 Tworzenie programu S7 200 mo|e by programowany za pomoc: " programatorów, (rys. 6), " komputera PC z programem STEP7 - Micro/Win Rys.5. W wiczeniu bdziemy wykorzystywa komputer z programem Micro/Win 32. Po uruchomieniu programu na ekranie ukazuje si obraz pokazany na rys. 7. - 9 - Urzdzenia Automatyki Rys.7. W opcji View górnej belki wybieramy jzyk programowania, w naszym przypadku schemat drabinkowy LAD. W opcji PLC/Type okre[lamy typ programowanego sterownika. Nastpnie w obszarze roboczym wprowadzamy odpowiedni schemat drabinkowy programu gBównego (MAIN) i w razie potrzeby tak|e podprogramów (SBR) i obsBugi przerwaD (INT). Schematy te nale|y odpowiednio podzieli na poszczególne obwody logiczne (Networks). Po wprowadzeniu programu mo|emy sprawdzi jego poprawno[ tBumaczc go na jzyk wewntrzny sterownika w PLC/Compile lub PLC/Compile All (je|eli tego nie zrobimy, to tBumaczenie bdzie i tak wykonywane przy próbie przesBania programu do sterownika). W przypadku braku bBdów program mo|na wysBa do sterownika wykorzystujc File/Download lub przez naci[nicie ikony z niebieskim trójktem skierowanym w dóB. WysBanie programu do sterownika mo|e by wykonane je|eli przeBcznik trybu pracy znajduje si w pozycji STOP lub TERM. Je|eli przeBcznik rodzaju pracy jest w pozycji TERM, a sterownik jest w trybie pracy RUN, to program zapyta, czy przeBczy sterownik w tryb pracy STOP. Program zaBadowany do sterownika mo|na uruchomi przez ustawienie sterownika w tryb pracy RUN. Mo|na to zrobi przeBcznikiem trybu pracy lub, je|eli ten przeBcznik jest w poBo|eniu TERM tak|e z komputera wykorzystujc polecenie PLC/RUN lub przez naci[nicie na ikon z zielonym trójktem skierowanym w prawo. Testowanie programu mo|na przeprowadzi wBczajc STATUS CHART w pasku nawigacyjnym lub w Debug/Chart Status. Pozwala ona na forsowanie i obserwacj zmiennych. Dodatkowo realizacj programu mo|na obserwowa przez wBczenie opcji Debug/Program Status. - 10 - Urzdzenia Automatyki 3 PRZYKAADOWE PROGRAMY 3.1 Program sterujcy bram Program steruje zamykaniem i otwieraniem bramy. Brama jest poruszana za pomoc silnika zaBczanego stycznikami. Aktualne poBo|enie bramy sygnalizowane jest czujnikami kraDcowymi. I 0.2 - brama zamknita I 0.3 - brama otwarta Operator oddziaBywuje na sterownik za pomoc wej[: I 0.0 - start zamykania I 0.1 - start otwierania I 0.4 - zatrzymanie awaryjne (OFF przy awarii) Wyj[cia sterownika przyporzdkowane s w sposób nastpujcy: Q 0.0 - wBczenie stycznika "zamykanie" Q 0.1 - wBczenie stycznika "otwieranie" Q 0.3 - sygnalizacja "brama w ruchu" Q 0.4 - sygnalizacja "brama zamknita" Q 0.5 - sygnalizacja "brama otwarta" Schemat drabinkowy ukBadu sterowania przedstawiony jest poni|ej. - 11 - Urzdzenia Automatyki - 12 - Urzdzenia Automatyki 3.2 UkBad odliczania czasu. Wej[ciem I0.0 uruchamia si odliczanie czasu w sekundach (w VB5, jest to mniej znaczcy bajt sBowa VW4), minutach (w VW2) i godzinach (w VW0). Aktualny stan licznika sekund jest pokazywany na LED-ach wyj[ dwustanowych sterownika. Wyzerowanie odliczonego czasu i zablokowanie dalszego odliczania uzyskuje si wej[ciem I0.1. Odpowiedni schemat drabinkowy przedstawiony jest poni|ej. - 13 - Urzdzenia Automatyki - 14 - Urzdzenia Automatyki 4 ZADANIA 4.1 Sterowanie podajnikiem ta[mowym Zaprogramowa ukBad sterowania podajnikiem ta[mowym. Ta[ma rusza po naci[niciu przycisku Start i zatrzymuje si po naci[niciu przycisku Stop. Nale|y zliczy liczb przetransportowanych elementów. Modyfikacje: 1. Ta[ma powinna si zatrzyma po przetransportowaniu okre[lonej liczby elementów 2. Ta[ma powinna si zatrzyma po upBywie okre[lonego czasu - 15 - Urzdzenia Automatyki 4.2 Sterowanie napeBnianiem zbiornika Nale|y kontrolowa proces napeBniania zbiornika. W przypadku przekroczenia poziomu MAKS nale|y zamkn ZAWÓR i generowa sygnaB alarmu AL1. W przypadku wykrycia nieprawidBowej kombinacji (fizycznie niemo|liwej) sygnaBów z czujników poziomu nale|y zamkn ZAWÓR i generowa sygnaB alarmu AL2. Modyfikacje: 1. ZAWÓR jest otwierany dopiero w momencie wykrycia, |e poziom cieczy spadB poni|ej MIN i ciecz jest dolewana a| do osignicia poziomu NOM. 2. Je|eli poziom cieczy spadnie poni|ej MIN, to nale|y zamkn zawór na odpBywie i zawór ten powinien by zamknity a| do osignicia poziomu NOM. - 16 -

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Programowanie sterownika PLC S7 200
Działanie sterowników S7 200 podstawy cz 4
Działanie sterowników S7 200 podstawy cz 2
Działanie sterowników S7 200 podstawy cz 1
Działanie sterowników S7 200 podstawy cz 3
sterowniki programowalne plc, cz??? 3
Komunikacja MPI, S7 200, S7 300
Instrukcja obsługi S7 200
Nowości S7 200
CWICZ S7 200
mFAQ 3 4 Komunikacja PROFIBUS S7 200 S7 300
kat skr S7 200 2008
Komunikacja PROFIBUS, S7 200, S7 300
3 1 Pierwsze uruchomienie S7 200
Sterowniki programowlne PLC

więcej podobnych podstron