POLITECHNIKA ŚLĄSKA
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY
KATEDRA MECHATRONIKI
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Przedmiot:
Automatyzacja procesów technologicznych
Symbol
ćwiczenia:
PLC S7 - 200
Tytuł ćwiczenia:
Programowanie sterownika Siemens S7-200 z
wykorzystaniem języka IL („Instruction List”)
SPIS TREŚCI
Spis rysunków
2
1.
Cele ćwiczenia
2
2.
Podstawowe wiadomości
2
2.1.
Definicja sterownika programowalnego
2
2.2.
Sterownik programowalny S7-200 firmy Siemens
3
2.2.1. Moduły rozszerzeń S7-200
4
2.2.2. Pakiet oprogramowania STEP 7 – Micro / Win
5
3.
Laboratoryjne stanowisko badawcze
6
4.
Przykład realizacji zadania
7
5.
Raport
8
6.
Pytania
8
Literatura
AUTOMATYZACJA PROC. TECH. – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Programowanie sterownika Siemens S7-200 z wykorzystaniem języka IL („Instruction List”)
2
SPIS RYSUNKÓW
1.
Sterownik S7-200 - budowa
2.
STEP 7 – Micro / Win (okno główne programu)
3.
Schemat połączeń sterownika S7-200 (CPU 222 AC/DC/Przekaźnik)
4.
Schemat połączeń elektro – pneumatycznych przykładowej realizacji
zadania
1. CELE ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z następującymi zagadnieniami:
Sterownik programowalny firmy Siemens S7-200
Programowanie z wykorzystaniem języka IL (Instruction List)
2. PODSTAWOWE WIADOMOŚCI
2.1. Definicja sterownika programowalnego
Sterowniki programowalne PLC (Programmable Logic Controllers) – są komputerami
przemysłowymi, które pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego:
zbierają pomiary za pośrednictwem modułów wejściowych z analogowych i
dyskretnych czujników pomiarowych,
transmitują dane za pomocą modułów i łącz komunikacyjnych,
wykonują programy aplikacyjne na podstawie przyjętych parametrów i uzyskanych
danych o sterowanym procesie lub maszynie,
generują sygnały sterujące zgodnie z wynikami obliczeń tych programów i przekazują
je poprzez moduły wyjściowe do elementów i urządzeń wykonawczych,
realizują funkcje diagnostyki programowej i sprzętowej.
Sterowniki programowalne dzieli się pod względem liczby wejść i wyjść na :
mikrosterowniki – mające kilka wejść i wyjść,
sterowniki małe - mające do kilkudziesięciu wejść i wyjść dyskretnych oraz
możliwość obsługi do kilku wejść i wyjść analogowych,
AUTOMATYZACJA PROC. TECH. – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Programowanie sterownika Siemens S7-200 z wykorzystaniem języka IL („Instruction List”)
3
sterowniki średnie - mogące obsługiwać do kilkuset wejść i wyjść dyskretnych oraz
kilkudziesięciu wejść i wyjść analogowych,
sterowniki duże – mogące obsługiwać do kilkudziesięciu tysięcy wejść i wyjść obu
typów (dyskretnych i analogowych).
2.2. Sterownik programowalny S7-200 firmy Siemens
Sterownik programowalny S7-200 składa się z modułu procesora, zintegrowanego
zasilacza, obwodów wejściowych oraz obwodów wyjściowych umieszczonych w zwartej,
plastikowej obudowie. Rysunek 1 przedstawia szkic sterownika. Po załadowaniu
oprogramowania, sterownik posiada logikę , niezbędną do sterowania i kontroli urządzeń
wejściowych oraz wyjściowych.
Rys.1. Sterownik S7-200 - budowa
W skład rodziny S7-200 wchodzą sterowniki o zróżnicowanych możliwościach.
Umożliwia to wybór typu, który w sposób optymalny będzie pasował do danej aplikacji.
Tabela 1 skrótowo porównuje cechy poszczególnych modeli CPU.
AUTOMATYZACJA PROC. TECH. – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Programowanie sterownika Siemens S7-200 z wykorzystaniem języka IL („Instruction List”)
4
Tabela1. Porównanie różnych modeli CPU S7-200
(*) – Należy wcześniej przeliczyć zapotrzebowanie na moc (lub prąd) dodawanych modułów
dla danej aplikacji. Zapotrzebowanie mocy przez dodatkowe moduły nie może przekroczyć
wydajności wewnętrznego zasilacza CPU.
2.2.1. Moduły rozszerzeń S7-200
Dla zaspokojenia wymagań aplikacji rodzina sterowników S7-200 posiada różnorodne
moduły rozszerzeń wejść i wyjść. Można ich użyć, aby zwiększyć funkcjonalność danego
CPU.
AUTOMATYZACJA PROC. TECH. – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Programowanie sterownika Siemens S7-200 z wykorzystaniem języka IL („Instruction List”)
5
Tabela 2. Moduły rozszerzeń S7- 200
2.2.2. Pakiet oprogramowania STEP 7 – Micro / Win
Oprogramowanie narzędziowe służy do programowania sterowników SIMATIC S7-
200. Zawiera ono trzy edytory programu zapewniające dogodne oraz wydajne programowanie
aplikacji. Komunikację pomiędzy komputerem a sterownikiem można zrealizować w dwojaki
sposób. Pierwszy z nich to połączenie bezpośrednie poprzez kabel PPI Multi – Master lub
przez specjalizowany procesor komunikacyjny w postaci karty do PC i kabel MPI.
Najbardziej rozpowszechnionym sposobem komunikacji jest kabel PPI Multi – Master. Łączy
on port komunikacyjny sterownika S7 – 200 z portem szeregowym komputera RS232.
Rys.2. STEP 7 – Micro / Win
AUTOMATYZACJA PROC. TECH. – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Programowanie sterownika Siemens S7-200 z wykorzystaniem języka IL („Instruction List”)
6
3. LABORATORYJNE STANOWISKO BADAWCZE
Laboratoryjne stanowisko badawcze zawiera:
sterownik programowalny S7 – 200 (CPU 222 AC/DC/Przekaźnik),
Rys.3. Schemat połączeń sterownika S7-200 (CPU 222 AC/DC/Przekaźnik)
komputer PC z oprogramowaniem STEP 7 – Micro / Win,
kabel komunikacyjny PPI Multi – Master,
siłowniki pneumatyczne jako elementy sterowane,
indukcyjne oraz pojemnościowe czujniki (krańcówki),
źródło prądu stałego,
kompresor.
AUTOMATYZACJA PROC. TECH. – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Programowanie sterownika Siemens S7-200 z wykorzystaniem języka IL („Instruction List”)
7
4. PRZYKŁAD REALIZACJI ZADANIA – Sterowanie pojedynczym siłownikiem
pneumatycznym dwustronnego działania.
W skład układu wchodzą:
siłownik pneumatyczny dwustronnego działania,
zawór elektropneumatyczny - 5/2 ,
sterownik programowalny S7-200,
indukcyjne czujniki położenia,
zasilacz prądu stałego,
kompresor.
Rys.4. Schemat połączeń elektro – pneumatycznych przykładowej realizacji zadania
W sytuacji gdy tłoczysko siłownika pneumatycznego jest „wsunięte” aktywna jest
krańcówka S1, stan wysoki podawany jest na wejście I0.0 sterownika, co powoduje
wysunięcie tłoczyska oraz podanie stanu wysokiego na wejście I0.1 po całkowitym
wysunięciu tłoczyska. Po czym siłownik powraca do pozycji początkowej („wsunietej”).
Algorytm sterowania został zrealizowany z wykorzystaniem oprogramowania Step 7 –
Micro/Win, w języku IL, a jego kod przedstawiono na poniższym rysunku.
AUTOMATYZACJA PROC. TECH. – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Programowanie sterownika Siemens S7-200 z wykorzystaniem języka IL („Instruction List”)
8
Rys.5. Kod programu
gdzie:
LD – instrukcja styku normalnie otwartego,
AN – instrukcja styku normalnie zamkniętego.
Do instrukcji dołączono przykłady opisujące wybrane instrukcje wraz z analogiami do języka
drabinkowego.
5. RAPORT
Raport z przeprowadzonego ćwiczenia powinien zawierać:
opis przebiegu ćwiczenia,
schemat elektropneumatyczny realizowanego układu,
tablicę stanów, wjeść – wyjść układu,
kod programu IL,
wnioski końcowe.
6. PYTANIA
1. Wymień znane języki programowania sterowników PLC ?
2. Zasada działania indukcyjnego oraz pojemnościowego czujnika zbliżeniowego ?
3. Opisz w sposób ideowy budowę siłownika pneumatycznego ?
AUTOMATYZACJA PROC. TECH. – instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego
Programowanie sterownika Siemens S7-200 z wykorzystaniem języka IL („Instruction List”)
9
LITERATURA
1. Podręcznik Siemens SIMATIC S7 – 200 wydanie 4,
2. Mechatronics introductory course.
Opracowanie: Jarosław Domin