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