qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty
uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd
fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx
Synteza sekwencyjnych układów
cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq
przełączających
wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui
[Wpisz podtytuł dokumentu]
2010-04-28
opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg
Krzysztof Falkowski
hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc
vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq
wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui
opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg
hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc
vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq
wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui
opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg
hjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbn
mqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwert
yuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas
dfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklz
Strona 1 z 26
xcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnm
qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty
Zawartość
1. Wstęp ..............................................................................................................................3
2. Przerzutni asynchroniczny sr ...........................................................................................6
3. Projektowanie układów sterowania sekwencyjnego .........................................................6
4. Programowanie sterowników PLC...................................................................................8
5. Przebieg ćwiczenia. .........................................................................................................9
6. Sprawozdanie ..................................................................................................................9
7. Zadania .........................................................................................................................10
1. Załącznik A ...................................................................................................................15
2. Załącznik B ...................................................................................................................21
Strona 2 z 26
1. Wstęp
Układ cyfrowy, w którym aktualny stan wyjść zależy nie tylko od aktualnego stanu wejść, ale również
zależy od stanu w którym układ znajdował się wcześniej nazywamy układem sekwencyjnym lub
układem z pamięcią (można spotkać określenie z pamięcią stanu).
Przykładem elementarnego układu sekwencyjnego jest układ przełączający, który służy do
zaświecenia lampy stołowej z ręcznie uruchamianym przyciskiem o jednym tzw. położeniu stabilnym.
Jeśli lampa nie świeci się, to naciśnięcie przycisków powoduje jej zaświecenie. W przypadku gdy
lampa jest włączona, to naciśniecie przycisku powoduje wyłączenie lampy. Przyciśniecie przycisku
powoduje włączenie lub wyłączenie lampy zależnie od tego czy wcześniej była włączona czy
wyłączona.
W układach sekwencyjnych zależności między wejściami i wyjściami stają się niejednoznaczne. Tym
samym wektorom wejściowym mogą opowiadać różne wektory wyjść. Wartość na wyjściu zależy od
 historii układu -  pamięć stanu .
Pamięć realizowana jest przez wprowadzenie sprzężenia zwrotnego. Informacja o stanie, w którym
znajduje się układ jest przekazywana na wejście układu. Układ ten nazywa się blokiem pamięci. Blok
pamięci odpowiedzialny jest za realizację funkcji stanu układu.
Sygnały
stanu wewnętrznego
UKA
AD REALIZUJ
CY
FUNKCJ
STANU
x0 y0
WEWN
TRZNEGO
BLOK PAMI
CI
Sygnały
Sygnały
wyjściowe
wejściowe
xn ym
Rys. 1. Blok pamięci układu sekwencyjnego.
W układzie automatycznej regulacji występuje sprzężenie zwrotne do wyznaczenia uchybu regulacji.
W układzie sekwencyjnym nie rozróżnia się dodatniego i ujemnego sprzężenia zwrotnego. Sprzężnie
zwrotne w układzie sekwencyjnym, to rozszerzenie wektora wejść o dodatkowe elementy, którymi są
wyjścia bloku pamięci. Modelem układu sekwencyjnego jest automat skończony. Rozróżnia się dwa
podstawowe typy automatów:
" automat Mealy ego,
" automat Moore a.
Automatem skończonym Maley ego nazywać będziemy układ:
M=
gdzie:
X={x0,x1,x2, & ,xn}  wektor sygnałów wejściowych,
S={s0,s1,s2, & ,sr}  wektor stanów wewnętrznych,
Y={y0,y1,y2, & ,yr}  wektor sygnałów wyjściowych,
´  funkcja przejść automatu Mealey ego ´=S x X,
 funkcja wyjść automatu Mealey ego =S x X.
Strona 3 z 26
. . .
. . .
. . .
. . .
Równanie stanu automatu Mealey ego:
S(t+1)=´(S(t),X(t)),
Równanie wyjść automatu Mealey ego:
Y(t)=(S(t),X(t)).
W automacie Mealy ego wartość stanu wewnętrznego zależy od bieżącej wartości stanu, w którym
znajduje się automat oraz od sygnałów wejściowych:
S(t+1)=´(S(t),X(t)) - funkcja realizowana przez blok pamiÄ™ci.
Wartość na wyjściu automatu zależy od stanu, w którym znajduje się automat oraz od wartości
wyjściowej:
Y(t)=(S(t),X(t))  funkcja realizowana przez blok wyjściowy.
Rys. 2. Automat Mealey ego.
Automatem skończonym Moore a nazywać będziemy układ:
µ=
gdzie:
X={x0,x1,x2, & ,xn}  wektor sygnałów wejściowych,
S={s0,s1,s2, & ,sr}  wektor stanów wewnętrznych,
Y={y0,y1,y2, & ,yr}  wektor sygnałów wyjściowych,
´  funkcja przejść automatu Moore a,
 funkcja wyjść automatu Moore a,
Równanie stanu automatu Moore a:
S(t+1)=´(S(t),X(t)),
Równanie wyjść automatu Moore a:
Y(t)=(S(t)).
W automacie Mealy ego wartość stanu wewnętrznego zależy od bieżącej wartości stanu, w którym
znajduje się automat oraz od sygnałów wejściowych:
S(t+1)=´
´(S(t),X(t)), - funkcja realizowana przez blok pamiÄ™ci.
´
´
Wartość na wyjściu automatu zależy od stanu, w którym znajduje się automat:
Y(t)=
(S(t))  funkcja realizowana przez blok wyjściowy.


Jest to podstawowa cecha odróżniająca automat Moore a od automatu Mealy ego.
Strona 4 z 26
Rys. 3. Automat Moore a.
Układy sekwencyjne dzielimy na:
" układy sekwencyjne asynchroniczne,
" układy sekwencyjne synchroniczne.
W układach sekwencyjnych asynchronicznych zmiana stanu wewnętrznego następuje bezpośrednio i
wyłącznie pod wpływem zmiany stanu wejść. Nowy stan wewnętrzny ustala się po pewnym czasie t
określonym przez opóz
nienie elementów, z których zbudowany jest ukÅ‚ad realizujÄ…cy funkcjÄ™ ´.
W układach synchronicznych zmiana stanu wewnętrznego może następować tylko w ściśle
określonych chwilach czasu, wyznaczonych przez sygnał doprowadzony do specjalnego wejścia
układu. Wejście to, nazywane jest taktującym lub zegarowym i oznaczane jest literą C (ang. clock).
Stan wejść oddziaływuje na stan wewnętrzny automatu tylko w chwilach czasu, gdy wejście zegarowe
jest aktywne. Zmiana stanu wejść, gdy wejście zegarowe jest nieaktywne nie powoduje zmiany stanu
wewnętrznego układu.
Układ sekwencyjny opisywany jest przez:
" opis słowny,
" wykres czasowy,
" graf przejść i wyjść,
" tablica przejść i wyjść.
Opis słowny jest opisem działania układu, w którym podane są charakterystyczne informacje o
wektorze wejściowym, stanach wewnętrznych układu i wektorze wyjściowym.
Wykres czasowy określa wzajemne zależności pomiędzy sygnałami wejściowymi i wyjściowymi.
Każdemu sygnałowi przyporządkowane są wartości 0 lub 1. Oś czasu nie jest skalowana najczęściej
przedstawia tylko zależności pomiędzy odpowiednimi sygnałami wejściowymi i wyjściowymi.
Tablica przejść opisuje funkcjÄ™ przejść ´. W odpowiednich polach tabeli wpisuje siÄ™ wartoÅ›ci
następnych stanów. Pole określone jest przez wartość wektora wejściowego oraz stan bieżący.
Tablica wyjść, opisuje funkcję wyjść  i jest różna zależnie od typu automatu. W automacie Mealy ego
wartość wektora wyjść wpisywana jest w te same pola, co tabela przejść, ponieważ wartość
wyjściowa zależy od wektora wejść oraz od stanu układu.
W automacie Moore a generuje się oddzielną tabelę, w której umieszcza się wartości wyjściowe
automatu odpowiadajÄ…ce odpowiednim stanom.
Należy zauważyć, że zawsze pierwotna tabela stanu i wyjść jest generowana dla automaty Moore a i
dopiero po wprowadzeniu kolejnych przekształceń wyznacza się tabele Mealy ego albo pozostaje się
przy automacie Moore a.
Graf przejść i wyjść zawiera pełną informację o układzie. W grafie umieszczone są informacje o liczbie
stanów wewnętrznych układu cyfrowego S i wektorze wejść i wyjść.
Strona 5 z 26
Wierzchołki grafu odpowiadają stanom wewnętrznym układu. Gałęzie grafu odpowiadają wektorowi
wejść i opisują przejście pomiędzy dwoma stanami. Gałąz
jest wyposażona w zwrot, który określa
kierunek przechodzenia z bieżącego stanu do nastÄ™pnego. Tak opisywana jest funkcja przejść ´.
Stan wyjść w automacie opisuje się zależnie od typu automatu. W automacie Moore a wartości
wyjściowe zależą bezpośrednio od stanu, w którym znajduje się automat. Wartości wyjściowe
bezpośrednio przyporządkowane są wierzchołkom grafu.
W automacie Mealy ego wartości wyjściowe zależą od stanu, w którym znajduje się automat i od
wektora wejściowego. Dlatego, w tego typu automatach wartości wektora wyjść umieszczone są
obok w gałęziach obok wektora wejściowego.
2. Przerzutni asynchroniczny sr
Najprostszymi układami sekwencyjnymi są przerzutniki asynchroniczne. Przerzutnik tego typu
posiada dwa wejścia:
" wejście wpisujące set (s),
" wejście zerujące reset (r).
Do oznaczania wejść przerzutników asynchronicznych używamy małych liter.
Układ posiada wyjście Q oraz wyjście zanegowane not (Q). Przerzutnik realizuje funkcję:
Q(t) s r
Q(t+1)


s r Q(t+1)
0 0 0 -
0 0 Q(t)
0 1 1 0
0 1 0
1 0 1 1 0 0 1
1 1 - 1 1 - 0
Rys. 4. Tabela wejść przerzutnika sr (a) i tabela przejść przerzutnika Sr (b).
3. Projektowanie układów sterowania sekwencyjnego
Punktem wyjścia do projektowania układu asynchronicznego jest opis słowny, przebieg czasowy
sygnałów wejściowych i wyjściowych, graf lub tabela przejść i wyjść.
Proces projektowania realizowany jest zgodnie z następującymi etapami:
1. Wyznaczenie graf przejść i wyjść na odstawie opisu słownego lub przebiegów czasowych
sygnałów wejściowych i wyjściowych.
2. Sporządzenie pierwotnej tabeli przejść i wyjść.
3. Redukcja pierwotnej tabeli przejść i wyjść.
4. Wyznaczenie funkcji przejść.
5. Wyznaczenie funkcji wyjść.
Qn
AB Qn+1
0 1
00 1 1 1
01 0 1 Qn
11 0 0 0
10 1 1 1
Strona 6 z 26
Proces projektowania zostanie przedstawiony na przykładzie układu, którego tabela przejść i wyjść
podana jest powyżej. Układ będzie pracować synchronicznie zgodnie z taktami zegarowymi
podawanymi na wejście dodatkowe  clock . W układzie wartości wyjść równe są stanowi układu Qn:
=
W tabelo Qn+1 oznacza stan następny względem stanu Qn, taki zapis przedstawia następstwo stanów.
Po wprowadzeniu wejścia zegarowego otrzymamy tabelę:
Tabela 1.
 clock A B
Qn
000 001 011 010 110 111 101 100
0 0 0 0 0 1 0 0 1
1 1 1 1 1 1 0 1 1
Zgodnie z tabelą, jeżeli sygnał zegarowy ma wartość  0 to jest utrzymywany aktualny stan
niezależnie od stanu wejść A i B. Jeżeli sygnał zegarowy  clock przyjmuje wartość  1 , to występują
trzy przypadki:
1. dla wektora wejściowego (A, B) [1 0] i [0 0] na wyjściu układu będzie wartość  1 ,
2. dla wektora wejściowego (A, B) [1 1] na wyjściu układu będzie wartość  0 ,
3. dla wektora wejściowego (A, B) [0 1] na wyjściu układu będzie utrzymana wartość stanu, tak
jak dla clock=0.
Układ posiada dwa stany wewnętrzne (stan wewnętrzny Qn), które odpowiednio przyjmują wartość
 0 i  1 .
Rys. 5. Graf.
Na rysunku 5 przedstawiony jest graf przejścia między poszczególnymi stanami.
Korzystając tabel przejść (rys. 4.b) dla przerzutnika asynchronicznego rs wyznaczone zostaną tabele
odpowiedzialne za wzbudzenie odpowiednio wejścia set i reset przerzutnika. W tabeli 1 sprawdzamy
stan Qn a następnie dla wektora wejściowego określamy jaki będzie następny stan Qn+1, np. dla
Qn = 0 i wektora wejściowego <1, 0> ( clock = 1) następny stan jest równy Qn+1=1. Zgodnie z tabela
przejść (rys. 4.b) aby przejść ze stanu 0Ò!1 należy na wejÅ›ciu set ustawić wartość 1 a na wejÅ›ciu reset
ustawiona jest wartość 0 (dla Qn=1 i wektora AB=<1, 0> wartość Qn+1=1, co zgodnie z tabelą przejść
przerzutnika sr przypisuje wejściu set wartość  - , natomiast wejściu reset wartość 0). W
odpowiednich polach tabeli wzbudzeń wejścia set i reset umieszczamy wartość wynikające z tabeli
przejść przerzutnika sr.
Strona 7 z 26
Tabela dla wejścia ustawiającego S (set) jest następująca:
 clock A B
Qn
000 001 011 010 110 111 101 100
0 0 0 0 0 1 0 0 1
1 - - - - - 0 - -
Funkcja wzbudzeń dla wejścia  set jest następująca:
=
Tabela dla wejścia ustawiającego R (Reset) jest następująca:
 clock A B
Qn
000 001 011 010 110 111 101 100
0 - - - - 0 - - 0
1 0 0 0 0 0 1 0 0
Funkcja wzbudzeń dla wejścia  reset jest następująca:
=
Rys. 6. Realizacja układu sterowania.
Podany przykład można zrealizować jako układ elektroniczny lub zaprogramować sterownik PLC.
4. Programowanie sterowników PLC
W sterownikach PLC wykorzystuje się specjalne cewki, które umożliwiają zapamiętanie stanu. Stan
zapamiętany jest przez cewkę SET (S), natomiast kasowany jest przez cewkę RESET (R). Wymienione
cewki podlegają zasadom adresowania tak jak każdy inny element. Jednak przy adresowaniu cewek
SET i RESET występuje pewne odstępstwo. Podstawową zasadą przy programowaniu sterowników
jest przypisywanie niezależnych adresów dla każdego wyjścia (cewki). Cewki SET i RESET posiadają
ten sam adres. Ponadto cewek SET i RESET o tych samych adresach może być więcej, zależnie od
realizowanego adresu.
Cewka w programie zawsze jest poprzedzona przez elementy stykowe, które można traktować jak
funkcje wzbudzeń cewki SET i RESET. Jeżeli funkcja wzbudzeń przyjmie wartość logiczną  1 , to cewka
SET zapamięta tę wartość i przejście funkcji wzbudzeń w stan niski nie zmieni wartości zapisanej pod
adresem przyporządkowanym tej cewce. Zapamiętany stan pod adresem cewki SET jest utrzymywany
tak długa, aż funkcja wzbudzeń cewki RESET przejdzie w stan wysoki. Wtedy nastąpi wyzerowanie
stanu pod wskazanym adresem (SET  ustaw, RESET  zeruj).
Strona 8 z 26
Rys. 7. Dominacja w przerzutniku sr.
Zależnie od położeni funkcji SET i RESET, występuj zjawisko dominacji danego polecenia. Sterownik
PLC wykonuje kolejne linie. Polecenie wykonane póz
niej jest dominującym. Jeżeli jednocześnie
zostaną aktywowane wejścia SET i RESET, to o stanie zapamiętanym pod adresem cewek będzie
wartość ustawiona w niższej linii programu.
Oprócz cewki SET i RESET wykorzystane zostaną cewki zbocza narastającego i zbocza opadającego.
Cewki te umożliwiają zmianę stanu tylko przy przechodzeniu ze stanu niskiego do wysokiego lub ze
stanu wysokiego do niskiego. Cewki te wykorzystywane zostanÄ… do realizacji funkcji zegara, co
umożliwi przełączenie stanów w określonych momentach. Wykorzystanie tych cewek jest niezbędne
ze względu na rozróżnienie zmiany stanów. W trakcie realizacji zadania niezbędne jest przełączanie
zmiany stanów przez zewnętrzny sygnał zegarowy, który jest symulowany przez dodatkowe wejście
wraz z cewkÄ… narastajÄ…ce lub opadajÄ…ce zbocze.
Cewki te znajdują się na pasku narzędziowym (rys. .
Rys. 8. Cewki na pasku narzędziowym.
5. Przebieg ćwiczenia.
Proszę zaprojektować sekwencyjny układ sterowania dla podanego przez prowadzącego zadania.
Przed przystąpieniem do wykonania ćwiczenia należy zapoznać się z załącznikami zawartymi w
instrukcji. Następnie, należy zaprogramować sterownik PLC, z użycie języka LD, którego działanie
powinno być zgodne z postawionym zadaniem.
Każdy ze studentów przygotowuje oddzielny program i przedstawia prowadzącemu. Przed zajęciami
należy dokładnie zapoznać się z metodami projektowania układów sekwencyjnych.
6. Sprawozdanie
Po przeprowadzeniu ćwiczeni, każdy ze studentów przygotowuje indywidualnie sprawozdanie, które
zawiera:
Strona 9 z 26
1. Treść zadania.
2. Graf.
3. Tabela przejść i wyjść.
4. Tabele funkcji wzbudzeń wejścia SET i RESET.
5. Funkcje logiczne wzbudzeń wejścia SET i RESET.
6. Program napisany w języku LD (zrzut ekranu lub rysunek).
7. Zestawienie wejść i wyjść układu sekwencyjnego z fizycznymi adresami wejść i wyjść w
sterowniku PLC (tabela).
8. Potwierdzenie przez prowadzącego prawidłowego działania programu (podpis i data).
Przykładowe sprawozdanie dla przykładu podanego w punkcie 4.
1. Tabela zadania
Jak w punkcie 4.
2. Graf
Jak w punkcie 4.
3. Tabela przejść i wyjść.
Jak w punkcie 4.
4. Tabele funkcji wzbudzeń wejścia SET i RESET.
Jak w punkcie 4.
5. Funkcje logiczne wzbudzeń wejścia SET i RESET.
=
=
6. Program napisany w języku LD (zrzut ekranu lub rysunek).
7. Zestawienie wejść i wyjść układu sekwencyjnego z fizycznymi adresami wejść i wyjść w
sterowniku PLC (tabela).
Lp. Nazwa Adres Typ
1. A %I00001 Wejście
2. B %I00002 Wejście
3. Clock %I00012 Wejście
4. c %Q00010 Wyjście
5. y %Q00001 Wyjście
8. Potwierdzenie przez prowadzącego prawidłowego działania programu (podpis i data).
Materiał opracowany podczas ćwiczenia potwierdzony przez prowadzącego.
7. Zadania
Proszę zaprojektować układ sekwencyjny którego wyjście y=Qn, natomiast poszczególne stany
podane są w tabelach poniżej. W zadaniu należy uwzględnić dodatkowe wejście zegarow, które
synchronizuje pracę układu sekwencyjnego.
1.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
Strona 10 z 26
00 0 0 0
00 0 0 0
00 0 0 0
00 0 0 0
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
11 0 0 0
11 0 0 0
11 0 0 0
11 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
Strona 11 z 26
2.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
11 0 0 0
11 0 0 0
11 0 0 0
11 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
3.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
11 0 1 Qn
11 0 1 Qn
11 0 1 Qn
11 0 1 Qn
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
4.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
11 0 0 0
11 0 0 0
11 0 0 0
11 0 0 0
10 0 1 Qn
10 0 1 Qn
10 0 1 Qn
10 0 1 Qn
5.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
6.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
7.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 0 0 0
01 0 0 0
01 0 0 0
01 0 0 0
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
Strona 12 z 26
8.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 0 0 0
01 0 0 0
01 0 0 0
01 0 0 0
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
10 1 1 1
10 1 1 1
10 1 1 1
10 1 1 1
9.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 0 0 0
01 0 0 0
01 0 0 0
01 0 0 0
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
10 1 1 1
10 1 1 1
10 1 1 1
10 1 1 1
11.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 1
00 0 1 1
00 0 1 1
00 0 1 1
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
12.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
11 1 1 1
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
13.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
01 0 1 Qn
11 0 0 0
11 0 0 0
11 0 0 0
11 0 0 0
10 1 1 1
10 1 1 1
10 1 1 1
10 1 1 1
Strona 13 z 26
14.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
11 0 1 Qn
11 0 1 Qn
11 0 1 Qn
11 0 1 Qn
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
10 0 0 0
15.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 0 0 0
01 0 0 0
01 0 0 0
01 0 0 0
11 0 1 Qn
11 0 1 Qn
11 0 1 Qn
11 0 1 Qn
10 1 1 1
10 1 1 1
10 1 1 1
10 1 1 1
16.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
11 0 0 0
11 0 0 0
11 0 0 0
11 0 0 0
10 0 1 Qn
10 0 1 Qn
10 0 1 Qn
10 0 1 Qn
17.
Qn
Qn
Qn
Qn
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
AB Qn+1
0 1
0 1
0 1
0 1
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
00 0 1 Qn
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
01 1 1 1
11 0 1 0
11 0 1 0
11 0 1 0
11 0 1 0
10 0 1 Qn
10 0 1 Qn
10 0 1 Qn
10 0 1 Qn
Strona 14 z 26
1. Załącznik A
Uruchomienie programu  Proficy Machine Editor nastÄ…pi po wybraniu ikony znajduj
Uruchomienie programu  Proficy Machine Editor nast po wybraniu ikony znajdujÄ…cej siÄ™
na pulpicie (Rys. A. 1) lub z menu  Start . Odnalezienie ikony jest uzale
) lub z menu  Start . Odnalezienie ikony jest uzależnione od
sytemu operacyjnego, który zainstalowany jest n
sytemu operacyjnego, który zainstalowany jest na komputerze.
Rys. A. 1. Ikona programu Proficy Machine Edition.
Rys. A.
Rys. A. 2. Uruchomienie nowego projektu.
Rys. A.
Po uruchomieniu programu pojawi si ce utworzenie nowego
Po uruchomieniu programu pojawi się okno (Rys. A. 2) umożliwiające utworzenie nowego
projektu  Create a new project using lub wczytać istniejący  Open an existing project . W
projektu  Create a new project using lub wczyta cy  Open an existing project . W
zadaniu proszę wybrać nowy pusty projekt  Empty project . Pojawi się okno, w którym
nowy pusty projekt  Empty project . Pojawi s okno, w którym
wpisujemy nazwę projektu (Rys. A. 3). W ćwiczeniu proszę podać nazwę ćwiczenia
Rys. A. nazwÄ™
 Lab_nazwisko_imiÄ™ .
Strona 15 z 26
Rys. A.
Rys. A. 3. Zdefiniowanie nazwy projektu.
Po wprowadzeniu powinno pojawi Rys. A. 4).
Po wprowadzeniu powinno pojawić się okno, które przestawione jest poniżej (Rys. A.
Rys. A. 4. Okno główne programu Proficy Machine Edition dla zdefiniowanego projektu.
. Okno główne programu Proficy Machine Edition dla zdefiniowanego projektu.
. Okno główne programu Proficy Machine Edition dla zdefiniowanego projektu.
Następnie należy przeprowadzić konfiguracj sterownika PLC. Wybieramy myszką w oknie
y przeprowadzić konfigurację sterownika PLC. Wybieramy myszk
 Navigator nazwÄ™ projektu (Rys. A. pnie klikamy prawym przyciskiem myszki i
Rys. A. 5) a następnie klikamy prawym przyciskiem myszki i
wybieram kolejne pola jak przedstawiono na rysunku poni ej (Add Target-GEFanuc
wybieram kolejne pola jak przedstawiono na rysunku poniżej (Add Target
Controller-VersaNano/Micro PLC). WybierajÄ…c sterownik definiujemy zadanie (target). W
VersaNano/Micro PLC). Wybieraj c sterownik definiujemy zadanie (target). W
projekcie można zdefiniować wiele zada
ć wiele zadań dla różnych sterowników.
Strona 16 z 26
Rys. A. 5. PrzyporzÄ…dkowanie zadania do projektu.
Po wyborze sterownika pojawi się okno  Navigator , które przedstawione jest na poniższym
rysunku (Rys. A. 6).
Rys. A. 6. Okno "Navigator".
Następnie zmieniamy nazwę zadania (Rys. A. 7). Wybieramy pole Target1 i klikamy prawym
przyciskiem myszy. Z menu kontekstowego wybieramy pole Rename. Następnie wpisujemy
nazwę zadania. Podczas ćwiczenia laboratoryjnego należy nadać zadaniu nazwę
odpowiadającą według wzorca:
numer grupy_imiÄ™ _ pierwsza litera nazwiska
Proszę nie używać znaków z języka polskiego.
Rys. A. 7. Ustawienie nazwy zadania.
Strona 17 z 26
W następnym kroku należy zdefiniowa typ sterownika wykorzystywany w zadania. W oknie
y zdefiniować typ sterownika wykorzystywany w zadania. W oknie
 Navigator rozwijamy pole  Hardware Configuration (Rys. A. 8). W polu tym znajduje siÄ™
 Navigator rozwijamy pole  Hardware Configuration ( ). W polu tym znajduje si
zakładka CPU w nawiasie podany jest typ aktualnie przyj tej jednostki. Program po
zakładka CPU w nawiasie podany jest typ aktualnie przyjętej jednostki. Program po
utworzeniu zadania, ustawia domy
utworzeniu zadania, ustawia domyślne CPU.
W ćwiczeniu posługujemy się innym CPU niż domyślnie ustawione. W zwi z
wiczeniu posługujemy się lnie ustawione. W związku
powyższym należy kliknąć prawym przyciskiem na jednostce CPU i z rozwiniętego menu
prawym przyciskiem na jednostce CPU i z rozwini
kontekstowego wybrać pole  Replace Module (Rys. A. 8). Nie dodajemy jednostkę CPU
pole  Replace Module ( ). Nie dodajemy jednostk
tylko ją zamieniamy. Pojawi się okno, które umożliwia wybór odpowiedniej jednostki CPU
ę okno, które umo liwia wybór odpowiedniej jednostki CPU
(Rys. A. 9). Wybór jednostki CPU przeprowadzamy na podstawie numeru znajdującego się
). Wybór jednostki CPU przeprowadzamy na podstawie numeru znajduj
). Wybór jednostki CPU przeprowadzamy na podstawie numeru znajduj
na panelu czołowym sterownika (Rys. A. 9). Po wybraniu odpowiedniego sterownika i
nika ( ). Po wybraniu odpowiedniego sterownika i
zatwierdzeniu wyboru okno  Navigator powinno wygl
zatwierdzeniu wyboru okno  Navigator powinno wyglądać jak na Rys. A. 9.
Rys. A. 8. Wybór jednostki CPU.
Rys. A. 9. Typ jednostki CPU (IC200UDR020).
Rys. A.
Strona 18 z 26
Rys. A. 10. Ustawienie portu komunikacyjnego.
Po konfiguracji typu sterownika, należy ustawić port komunikacyjny. W oknie  Inspector
znajdują się pola umożliwiające konfiguracje parametrów zadania. Po kliknięciu na nazwie
zadania (w oknie  Navigator ) pojawiÄ… siÄ™ pola konfiguracyjne (Rys. A. 10). Szukamy pola
 Physical Port . Domyślnie ustawiona jest komunikacja przez RS232 port COM 1. Należy
ustawić odpowiedni port szeregowy. Zależnie od użytego systemu operacyjnego i komputera
porty mogą być różne (Rys. A. 10). Porty można sprawdzić w  Menadżerze urządzeń .
Po konfiguracji sterownika i ustawieniu odpowiedniego portu można przeprowadzić
procedurę komunikacji. Wybieramy na pasku narzędziowym przełącznik przejścia z trybu
off-line do on-line (charakterystyczny piorun - Rys. A. 11). Uruchomiona zostanie procedura
komunikacyjna. Podczas komunikacji pojawi się okno sygnalizujące połączenie  Conecting
(Rys. A. 11).
Rys. A. 11. Przejście w tryb on-line. Komunikacja ze sterownikiem.
Strona 19 z 26
Rys. A. 12. Okno "Navigator" po komunikacji ze sterownikiem. Przejście w tryb on-line z monitorowaniem stanu
sterownika.
Na rysunku przedstawiony jest widok okna  Navigator po wykonaniu procedury
komunikacyjnej (Rys. A. 12). Znajdujący się obok zadania prostopadłościan zmienił kolor na
niebieski co oznacza komunikację ze sterownikiem (przejście w tryb on-line) i monitorowanie
jego stanu. Sterownik nie realizuje programu ale jest gotowy do pracy.
Strona 20 z 26
2. Załącznik B
Programowanie w języku drabinkowym LD.
Podana poniżej instrukcja nie obejmuje pełnej problematyki programowania, tylko porusza
aspekty niezbędne do zrealizowania ćwiczenia. Przygotowanie programu można podzielić na
następujące etapy.
Etap pierwszy obejmuje przygotowanie struktury programu w języku LD. Na tym etapie
wykorzystując myszkę należy umieścić odpowiednie elementy takie jak styk normalnie
rozwarte, styki normalnie zwarte i cewki. Poszczególne elementy muszą być połączone w
odpowiedniÄ… strukturÄ™.
Na rysunkach podane są kolejne kroki niezbędne do zbudowania programu. Przed
przygotowaniem programu należy w zakładce  Navigator rozwinąć gałąz
 Logic/Program
Blocks/_MAIN . Następnie dwukrotnie klikamy na polu  _MAIN . Powinno pojawić się
okno główne jak przedstawione na rysunku B.1. Klikając na  łapce przełączmy do trybu
pracy online. Okno z szarego zmieni się na białe.
Rys. B. 1. Przełączenie bloku głównego programu do trybu online.
Proces  budowania programu sprowadza się do przenoszenia odpowiednich bloczków z
paska narzędziowego i umieszczaniu w kolejnych wierszach i kolumnach. Na rysunku B.2,
B.3, B.4 przedstawiony jest pasek narzędziowy ze stykiem normalnie otwartym, cewką i
stykiem normalnie zamkniętym. Styk normalnie otwarty oznacza rozwarcie styku przy braku
sygnału sterującego. Można powiedzieć, że taki styk jest zawsze rozwarty przy braku
zasilania. Natomiast styk normalnie zamknięty jest przeciwieństwem styku normalnie
otwartego. Przy braku sygnału sterującego styki są zwarte. Cewka jest elektem wyjściowym.
Element ten ma wiele znaczeń i należy rozumieć go jako ten element, który realizuje funkcje
logiczną zdefiniowaną przez styki. W naszym przypadku będzie to dioda zapalająca się na
symulatora. Element ten nosi nazwę cewki ponieważ symbolizuje on cewkę przekaz
nika,
która włącza kolejne styki.
Rys. B. 2. Wstawianie styku normalnie otwartego.
Strona 21 z 26
Rys. B. 3. Wstawianie cewki.
Rys. B. 4. Styk normalnie zamknięty.
Podczas programowania sterowników wykorzystujemy struktury złożone. Styki mogą być
łączone szeregowo, równolegle, szerowo-równolege i równolegle szeregowo. Na rysunku
poniżej przedstawiono strukturę szeregową  odpowiednik AND, równoległą - OR, negacje -
NOT oraz strukturę równoległo szeregową, która odpowiada bramce XOR.
Rys. B. 5. Struktury złożone.
Rys. B. 6. Wstawianie dodatkowych linii.
Strona 22 z 26
Podczas tworzenie złożonych struktur niezbędne jest wstawianie pionowych i poziomych linii
łączących poszczególne elementy struktury. Do tego służy  Horizontal\Vertical Wire (rys.
B.6), znajdujÄ…ce siÄ™ na pasku narzeczowym. Po zaznaczeniu myszka i najechaniu kursorem
myszy w wybrany punkt, narzędzie samo definiuje czy wstawić pionową czy poziomą kreskę.
Jeżeli uznamy, że ustawienie jest prawidłowe to klikamy w wybranym punkcie myszą.
Usuwanie elementów oraz linii sprowadza się do zaznaczenia wybranego elementu, włączenia
prawym przyciskiem myszy menu kontekstowego i wybraniu pola  Delete (rys. B.7) lub
naciśnieciu klawisza klawiatury  Delete .
Rys. B. 7. Usuwanie linii i elementów programu.
Etap drugi obejmuje nadanie adresów poszczególnym elementom. Każdemu wejściu
sterownika odpowiada adres w pamięci. Format adresu w sterowniku jest następujący:
% Mnemonik określający obszar pamięcikolejny numer zaczynający się od 1
Adres jest poprzedzony znakiem %. Mnemonik określa obszar pamięci do którego ma być
przypisany element. Podczas realizacji zadania będziemy posługiwać się następującymi
mnemonikami:
I  obszar wejść %I0001  oznacza wejście sterownika bit nr 1,
Q  obszar wyjść np. %Q0001 - oznacza wyjście sterownika bit nr 1.
Adres wprowadzamy przez kliknięcie dwukrotnie lewym przyciskiem myszy na wybranym
elemencie a następnie wpisaniu adresu w otwartym menu. W aktywnym polu można wpisać
adres lub użyć formy skróconego zapisu podając numer bitu a następnie obszar pamięci, do
której ma być zapisany. Po wprowadzeniu adresu nad stykiem lub cewką powinien pojawić
siÄ™ adres. Na rysunku B.8 przedstawiono kolejne etapy wprowadzania adresu.
Strona 23 z 26
Rys. B. 8. Ustawianie adresów wejść.
Etap trzeci. Po utworzeniu struktury i wprowadzeniu adresów można zapisać program do
Po utworzeniu struktury i wprowadzeniu adresów mo na zapisać
pamięci sterownika a następnie uruchomić go. Jest to ostatni trzeci etap przy programowaniu
pnie uruchomi go. Jest to ostatni trzeci etap przy programowaniu
sterowników PLC. Na pasku narz dziowym poszukujemy pola do zapisu programu i
sterowników PLC. Na pasku narzędziowym poszukujemy pola do zapisu programu i
uruchomienia sterownika  Download and Start Active Target (rys. B.9). Po wyborze
uchomienia sterownika  Download and Start Active Target (rys. B.9). Po wyborze
uchomienia sterownika  Download and Start Active Target (rys. B.9). Po wyborze
przycisku otworzy się okno, które umożliwia zapis programu, konfiguracji sterownika lub
okno, które umo liwia zapis programu, konfiguracji sterownika lub
warunków początkowych (rys. B.10 i B.11). Podczas realizacji zadania wybieramy zapis
tkowych (rys. B.10 i B.11). Podczas realizacji zadania wybieramy zapis
tkowych (rys. B.10 i B.11). Podczas realizacji zadania wybieramy zapis
tylko programu  Logic (rys. B.11).
ko programu  Logic (rys. B.11).
Rys. B. 9. Włączenie procedury zapisu do pamięci sterownika (Download and Start Active Target).
. Włączenie procedury zapisu do pamięci sterownika (Download and Start Active Target).
. Włączenie procedury zapisu do pamięci sterownika (Download and Start Active Target).
Strona 24 z 26
Rys. B. 10. Zapis programu do sterownika.
Rys. B. 11. Okno zapisu - konfiguracja sprzętowa, zapis programu, zapis warunków początkowych.
Rys. B. 12. Aktywacja wyjść sterownika.
Strona 25 z 26
Rys. B. 13. Sterownik w trybie on-line uruchomiony program. Program w edytorze _MAIN zgodny z programem w
sterowniku.
Po prawidłowym zapisaniu programu pojawi się pytanie o aktywacje wyjść (rys. B.12).
Zaznaczamy zgodę na aktywację. Następnie żądając przełącznikami odpowiednie wektory
wejściowe możemy testować prawidłowość działania przygotowanego programu. Na rysunku
B.12 przedstawione jest okno po zapisaniu programu. Obok zadania pojawił się zielony
sześcian, który sygnalizuje pracę sterownika w trybie on-line z uruchomionym programem i
zapisany program jest zgodny z programem zbudowanym w edytorze _MAIN.
Strona 26 z 26