Polit echnika Lubelska, Wydział Mechaniczny
Katedra Automatyzacji
ul . Nadbystrzycka 36, 20-618 Lubl i n
tel ./fax.:[phone] e-mai l :automat@pol l ub.pl ; wm.ka@pol l ub.p l
LABORATORIUM
PODSTAW AUTOMATYKI
Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3
WPROWADZENIE DO UKA
ADÓW
PRZEA

CZAJ
CYCH ORAZ DO BUDOWY I
PROGRAMOWANIA STEROWNIKÓW PLC
Wydział Mechaniczny
Sala 406
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
SPIS TREÅšCI
PRZEZNACZENIE OPRACOWANIA .............................................................................................................. 1
I. STYCZNIKOWE UKA
ADY PRZEA

CZAJ
CE ........................................................................................ 1
UKA
ADY PRZEA

CZAJ
CE .................................................................................................................................... 1
PODSTAWOWE FUNKCJE LOGICZNE ...................................................................................................................... 2
PRZEKAy
NIKOWE UKA
ADY STEROWANIA ............................................................................................................. 3
PRZEKAy
NIKI CZASOWE ....................................................................................................................................... 7
II. PROGRAMOWALNY STEROWNIK LOGICZNY (PLC) ........................................................................ 9
PODSTAWOWE ELEMENTY DIAGRAMU DRABINKOWEGO .................................................................................... 11
III. PYTANIA KONTROLNE ........................................................................................................................... 15
LITERATURA .................................................................................................................................................... 15
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
PRZEZNACZENIE OPRACOWANIA
Niniejsze opracowanie jest wprowadzeniem teoretycznym do ćwiczeń
laboratoryjnych:
qð A1. Sterowanie modelem wtryskarki do tworzyw przy wykorzystaniu sterownika PLC.
qð A2. Sterowanie silnikiem krokowym przy wykorzystaniu sterownika PLC. Przetwornik
napięcie->częstotliwość.
qð A3. Sterowanie manipulatorem binarnym przy wykorzystaniu sterownika PLC.
I. STYCZNIKOWE UKA
ADY PRZEA

CZAJ
CE
Układy przełączające
Układy przełączające to układy automatyki przetwarzające informacje dyskretne
(dwustanowe). W systemach automatyki przemysłowej są to wszelkiego rodzaju układy
sterujące dwustanowymi urządzeniami wykonawczymi (typu załączenie/wyłączenie) na
podstawie dyskretnych sygnałów docierających z obiektu sterowania.
Typowymi z
ródłami sygnałów dwustanowych w automatyce przemysłowej są:
qð styki elektryczne przycisków i przeÅ‚Ä…czników pulpitów sterowniczych (aktywowane
manualnie),
qð styki elektryczne wyÅ‚Ä…czników drogowych (kraÅ„cowych) ruchomych podzespołów
maszyn,
qð detektory obecnoÅ›ci przedmiotów, części, ludzi itp. (np. fotokomórki),
qð sygnalizatory graniczne wielkoÅ›ci ciÄ…gÅ‚ych (np. wyÅ‚Ä…czniki termiczne, presostaty,
dyskretne sygnalizatory poziomu cieczy itp.),
qð styki (wyjÅ›cia) przekaz
ników czasowych (odmierzających zadane interwały czasu).
Typowymi dwustanowymi urzÄ…dzeniami wykonawczymi sÄ… wszelkiego rodzaju
urządzenia oddziałujące na obiekt sterowania, wymagające dostarczenia dyskretnego sygnału
nastawiającego, na przykład:
qð dwustanowy elektrozawór pneumatyczny,
qð trójfazowy silnik elektryczny zaÅ‚Ä…czany przekaz
nikiem,
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
1
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
qð grzejnik elektryczny zaÅ‚Ä…czany przekaz
nikiem,
qð lampka sygnalizacyjna (monitorujÄ…ca sygnaÅ‚ dyskretny),
Układy przełączające dzieli się na dwie kategorie:
qð ukÅ‚ady kombinacyjne  to ukÅ‚ady przeÅ‚Ä…czajÄ…ce, w których wartoÅ›ci wyjść sÄ… funkcjÄ…
wyłącznie sygnałów wejściowych, tzn. nie zależą od czasu (stanów przeszłych);
qð ukÅ‚ady sekwencyjne  to ukÅ‚ady przeÅ‚Ä…czajÄ…ce, w których wartoÅ›ci wyjść zależą także od
stanów przeszłych układu (stanów wyjść).
Podstawowe funkcje logiczne
Układy przełączające mogą być budowane z wykorzystaniem elementów logicznych,
tj. elementarnych układów realizujących podstawowe funkcje logiczne:
(1)
qð negacja (zaprzeczenie, NOT): y x
x y
0 1 x y
1 0
(2)
qð suma (lub, OR): y x1 x2
x1 x2 y
0 0 0
x1
y
1 0 1
x2
0 1 1
1 1 1
(3)
qð iloczyn (i, AND): y x1 x2
x1 x2 y
0 0 0
x1
1 0 0
y
x2
0 1 0
1 1 1
Jak widać, sposób działania układu logicznego (w ogólności przełączającego) może
być podany równoważnie w postaci funkcji (formuły matematycznej), tabeli (tzw. tabeli
prawdy układu) a także przepisu słownego lub wykresu (diagramu). Za pomocą symbolu  0
oznacza się wartość logiczną fałsz, przez  1 wartość prawdę.
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
2
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
Na podstawie praw algebry Boole a można wykazać, że dowolnie złożony układ
logiczny (kombinacyjny) można zrealizować wykorzystując tylko jeden element logiczny o
działaniu: negacja sumy albo negacja iloczynu:
qð negacja sumy (NOR): y x1 x2
x1 x2 y
0 0 1
x1
y
1 0 0
x2
0 1 0
1 1 0
qð negacja iloczynu (NAND): y x1 x2
x1 x2 y
0 0 1
x1
1 0 1
y
x2
0 1 1
1 1 0
Przekaz
nikowe układy sterowania
Układy przełączające w przemysłowych systemach automatyki realizowane są
kilkoma sposobami, wymienionymi według chronologii upowszechnienia:
qð z wykorzystaniem elektrycznych elementów Å‚Ä…czeniowych (styków i przekaz
ników),
qð z zastosowaniem elektronicznych ukÅ‚adów logicznych (tzw. bramek logicznych),
qð przez uniwersalne urzÄ…dzenia mikroprocesorowe zwane programowalnymi sterownikami
logicznymi (z ang. PLC  Programmable Logic Controller).
Na rys.1. oraz rys.2. przedstawiono wybrane symbole styków elektrycznych
stosowanych w elektrotechnice. Styki z rys.1. noszą nazwę styków zwiernych lub
równoważnie styków normalnie otwartych (NO, ang.  normally opened). Styki te w
warunkach neutralnych (normalnych) pozostajÄ… rozwarte (nie przewodzÄ… prÄ…du) a zamykajÄ…
się pod wpływem działania czynnika aktywującego (dłoni operatora, najazdu krzywki,
przekroczenia ustalonego progu temperatury).
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
3
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
zamykane otwierane
przyciskiem przyciskiem
otwierane
zamykane
pokrętłem
pokrętłem
otwierane przez
zamykane przez
nacisk na rolkÄ™
nacisk na rolkÄ™
otwierane po
zamykane po
przekroczeniu
przekroczeniu
C
C
progu temperatury
progu temperatury
Rys.1. Wybrane symbole elektrycznych styków Rys.2. Wybrane symbole elektrycznych styków
zwiernych (normalnie otwartych) rozwiernych (normalnie zamkniętych)
Styki przedstawione na rys.2. to styki rozwierne lub równoważnie styki normalnie
zamknięte (NZ, ang. NC  normally closed). Styki te w warunkach neutralnych (normalnych)
pozostają zwarte (przewodzą prąd) a otwierają się pod wpływem działania czynnika
aktywujÄ…cego.
Istnieją także tzw. styki przełączne posiadające trzy odprowadzenia: NO, NC oraz
COM (z ang. common  wspólny)  rys.3. Styk przełączny nieaktywowany przewodzi prąd
pomiędzy odprowadzeniami COM i NC. Po aktywacji (przełączeniu) styku prąd
przewodzony jest między stykami COM i NO.
Na rys.4. przedstawiono styk rozwierny realizujący funkcję negacji (1). Jeżeli wartość
sygnału wejściowego (w tym wypadku położenia dłoni operatora nad przyciskiem) jest
nieaktywna (ma wartość logiczną  0 ), to do punktu Y dopływa prąd i silnik pracuje (wyjście
w punkcie Y ma wartość logiczną  1 ). Jeżeli sygnał wejściowy zmieni stan na  1 (przycisk
zostanie naciśnięty) to styki rozewrą się i w punkcie Y zaniknie napięcie zasilające (wartość
logiczna w punkcie Y wynosi  0 ).
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
4
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
P1
Y
M
COM NO
NC
-
+
Rys.3. Symbol elektrycznych styków Rys.4. Przykład układu stycznikowego
przełącznych realizującego funkcję negacji
W podobny sposób można zrealizować funkcję iloczynu logicznego (3) łącząc
szeregowo dwa styki normalnie otwarte  rys.5. Napięcie zasilające żarówkę pojawi się w
punkcie Y (stan logiczny  1 ) tylko wtedy gdy jednocześnie naciśnięte zostaną dwa przyciski
P1 i P2.
Rys.6. demonstruje sposób realizacji funkcji sumy logicznej (2): Y = P1 P2.
P1
P1 P2
Y
M
Y
P2
M
+ -
+ -
Rys.5. Sposób realizacji funkcji iloczynu Rys.6. Układ stycznikowy realizujący funkcję
logicznego z wykorzystaniem styków zwiernych sumy logicznej
Styki elektryczne wraz z elektromagnesem je aktywujÄ…cym tworzÄ… przekaz
nik
elektryczny  rys.7. Przekaz
nik elektryczny ma zawsze jedną cewkę, może natomiast mieć
wiele sprzężonych ze sobą styków różnego rodzaju (NO, NC oraz przełącznych). Płynący
przez cewkÄ™ przekaz
nika prąd powoduje jednoczesne przełączenie wszystkich styków.
Sprężyna powrotna przywraca normalne położenie styków przekaz
nika po zaniku prÄ…du
cewki.
Cewka przekaz
nika oraz jego styki mogą być umiejscowione na schemacie
elektrycznym w różnych odległych od siebie miejscach (nawet na innych arkuszach
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
5
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
dokumentacji). O przynależności styków przekaz
nika do cewki przekaz
nika decyduje ich
identyczne oznaczenie (np. K1)  rys.8.
styk
(styki)
K1
cewka
K1
X
Y
K1
M
-
+
K2
Rys.7. Wybrane symbole przekaz
ników Rys.8. Przekaz
nik elektryczny w roli elementu
elektrycznych
negujÄ…cego Y X
W układach sterowniczych stosuje się napięcia bezpieczne (w przeciwieństwie do
części siłowej). Z reguły jest to 24V prądu stałego (rzadziej przemiennego). Jeżeli w danym
punkcie (na danym zacisku) układu sterowniczego panuje napięcie bliskie bądz
równe 0V to
mówimy, że sygnał ma wartość logicznego zera  0 (fałsz). Napięcie bliskie bądz
równe
napięciu zasilania układu (typowo 24V) oznacza, że sygnał ma wartość  1 (prawda).
Przekaz
nik ze stykami NC może pełnić funkcję negacji  rys.8. Jeżeli sygnałem
wejściowym jest obecność napięcia sterowniczego na zacisku X, to obecność napięcia
zasilającego na zacisku Y jest równe X . Sygnał wejściowy doprowadzony do zacisku X może
pochodzić ze styków: przycisku sterowniczego, wyłącznika termicznego, innego przekaz
nika
itp. Od zacisku wyjściowego Y sygnał (prąd) może przepływać do urządzenia wykonawczego
(silnika, elektrozaworu itp.) lub do cewki przekaz
nika realizującego na przykład kolejną
funkcję logiczną w układzie przełączającym.
Na rys.9. oraz 10. przedstawiono schematy układów przekaz
nikowych realizujÄ…cych
funkcje iloczynu oraz sumy logicznej.
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
6
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
K1
X1
K1
X1
K2
X2
K2
X2
K1
Y
K1 K2
K2
Y
-
+
+ -
Rys.9. Sposób realizacji funkcji iloczynu Rys.10. Układ przekaz
nikowy realizujÄ…cy funkcjÄ™
logicznego Y X1 X z wykorzystaniem sumy logicznej Y X1 X
2 2
przekaz
ników
Przekaz
niki czasowe
Przekaz
niki elektryczne, w których położenie styków zależy zarówno od sygnału
zasilania cewki jak i od czasu nazywane sÄ… przekaz
nikami czasowymi. Najczęściej stosowane
w układach automatyki przekaz
niki czasowe realizują następujące funkcje:
qð opóz
nione załączanie (ang. Delay On),
qð opóz
nione wyłączanie (ang. Delay Off).
Symbole oraz sposób działania przekaz
ników czasowych przedstawiono na rys.11.
oraz 12. Czas opóz
nienia może być zmieniany przy pomocy pokrętła lub potencjometru na
obudowie przekaz
nika. Przekaz
niki z funkcją opóz
nionego wyłączania wymagają ciągłego
zasilania (niezależnie od sygnału wejściowego).
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
7
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
R R
Kt3 Kt4
U S
DELAY-ON DELAY-OFF
1
1
we
we
(U)
(S)
0
0
1
1
wy
wy
(R) t
(R) t
0
0
Rys.11. Symbol oraz diagram działania Rys.12. Symbol oraz diagram działania
przekaz
nika czasowego typu  opóz
nione przekaz
nika czasowego typu  opóz
nione
załączanie wyłączanie
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
8
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
II. Programowalny sterownik logiczny (PLC)
Programowalne sterowniki logiczne (z ang. Programmable Logic Controller  PLC)
to rodzina urządzeń cyfrowych przeznaczonych do realizacji złożonych układów
przełączających. Pierwsze urządzania tego typu opracowane zostały dla potrzeb
przemysłowych układów automatyki, gdzie były wykorzystywane do sterowania pracą
maszyn, przebiegiem procesów oraz całych ciągów technologicznych. Z czasem sterowniki
PLC upowszechniły się także w innych obszarach gospodarki, między innymi w układach
automatyki budynków, domów jednorodzinnych a nawet mieszkań (np. programowalne
centrale alarmowe).
Podstawowym przeznaczeniem sterownika PLC jest realizacja układów
przełączających (kombinacyjnych i sekwencyjnych) budowanych dotąd tradycyjnie na
elementach Å‚Ä…czeniowych (stykach i przekaz
nikach). Charakterystyczną cechą sterowników
jest to, że układ logiczny realizujący daną funkcję (algorytm sterowania) jest zapisany w
pamięci sterownika pod postacią wirtualnego układu stycznikowego i jest przetwarzany przez
mikroprocesor. W ten sposób urządzenie wielkości tostera może pod względem
funkcjonalnym zastąpić dużą tradycyjną szafę sterowniczą.
Sterownik PLC wyposażony jest w zestaw wejść, do których przyłączane są dyskretne
(dwustanowe) sygnały elektryczne  rys.II.1. Analogicznie jak w przypadku przełączających
układów stycznikowych z
ródłem tych sygnałów mogą być: styki przycisków sterowniczych,
wyłączniki drogowe ruchomych części maszyn, sygnalizatory graniczne (poziomu, termiczne,
ciśnienia) itp. Sterownik przetwarza te sygnały zgodnie z wirtualnym algorytmem (układem
przełączającym) zapisanym w jego pamięci i udostępnia rezultaty poprzez swoje wyjścia,
którymi na ogół są styki przekaz
ników elektrycznych wewnątrz sterownika (rys.II.1.). Do
zacisków styków wyjściowych sterownika podłączane są z reguły urządzenia wykonawcze,
np. silniki, elektrozawory, grzejniki, klimatyzatory, oświetlenie itp.
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
9
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
F 1
L 1
( PRZEGRZANIE)
( GOTOWY
)
C
2
I 2
Q
P2
L2
( STOP)
( PRZEGRZANIE)
I 1 1
Q
P1 u P
( START)
I 0
0
Q
M
~ 230 V
24 V 0 V
PLC
Rys.II.1. Przykładowy układ sterowania z programowalnym sterownikiem logicznym (PLC)
Słowo programowalny w nazwie sterowników PLC oznacza, że funkcja układu
przełączającego realizowanego przez PLC może być z zasady dowolna i zależy właśnie od
sposobu zaprogramowania przez projektanta układu automatyki.
Najpopularniejszym językiem programowania sterowników jest diagram drabinkowy
(z ang. Ladder Diagram  LD). Programowanie w tym języku przypomina projektowanie
przełączającego układu stycznikowego. Na rys.II.2. przedstawiono schemat przykładowego
układu przełączającego zrealizowanego w technice stycznikowej. Rys.II.3. przedstawia
funkcjonalnie równoważny mu diagram drabinkowy przy założeniu, że elementy układu
połączone są zgodnie z rys.II.1.
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
10
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
P1
(START) P2 I0 I1 I2 Q0
K2
K1
(STOP)
(START) (STOP) (PRZEGRZANIE)
(SILNIK)
Q0
K1
(SILNIK)
M
F1
I2 Q2
K2
(PRZEGRZANIE)
(PRZEGRZANIE)
(GOTOWY)
C
L1
(GOTOWY)
L2
I2 Q1
(PRZEGRZANIE)
(PRZEGRZANIE)
(PRZEGRZANIE)
K2
24V 0V
~230V
Rys.II.2. Układ przełączający zrealizowany w Rys.II.3. Diagram drabinkowy w pamięci
technice stycznikowej sterownika z rys.II.1. funkcjonalnie równoważny
układowi przełączającemu z rys.II.2
Podstawowe elementy diagramu drabinkowego
Diagram drabinkowy jest w istocie wirtualnym układem elektrycznym
(stycznikowym) złożonym z elementów przedstawionych w tab. II.1. Elementy łączy się
wirtualnymi przewodami elektrycznymi na wyświetlaczu sterownika lub na ekranie
komputera pełniącego rolę programatora. Dwie pionowe linie diagramu drabinkowego
(rys.II.3) symbolizują przewody elektryczne z napięciem sterowniczym (np. linia lewa  24V,
linia prawa  0V).
Przekaz
niki wejściowe sterowników PLC (w skrócie wejścia) przeznaczone do
podłączania sygnałów dyskretnych oznaczane są typowo dużą literą I (z ang. Input  wejście),
po której widnieje numer kolejny wejścia, np. I0, I1, I2, ... I9, Ia, Ib, ... If. Oznaczenia a, b, c
... f są notacją liczb 10, 11, 12 ... 15 w systemie szesnastkowym. Niektórzy producenci
urządzeń stosują konwencję oznaczeń ze znakiem  % : %I0, %I1, %I2, ...
Na rys.II.1. przedstawiono układy wejściowe wewnątrz sterownika w postaci
przekaz
ników elektrycznych (In). W rzeczywistości stosuję się tam układy
półprzewodnikowe (transoptory) jednak takie ich przedstawienie ułatwia zrozumienie działa
wejść sterownika.
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
11
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
Tab.II.1. Podstawowe elementy języka drabinkowego
Symbol Opis Działanie
In
Styki zwierne (NO) przekaz
nika wejściowego Symbol przewodzi prąd jeśli do zacisku
sterownika (układu wejściowego) o numerze n wejściowego In sterownika dopływa
napięcie sterownicze
In
Styki rozwierne (NC) przekaz
nika wejściowego o Symbol przewodzi prąd jeśli do zacisku
numerze n wejściowego In sterownika nie dopływa
napięcie sterownicze
Qn
Cewka przekaz
nika wyjściowego sterownika o Jeżeli przez symbol  przepływa prąd
numerze n (dociera  napięcie ) to styki zwierne
(NO) przekaz
nika wyjściowego n
zamykajÄ… siÄ™, a styki rozwierne (NC)
otwierajÄ… siÄ™
Qn
Styki zwierne (NO) przekaz
nika wyjściowego Symbol przewodzi prąd jeśli przez cewkę
sterownika o numerze n przekaz
nika wyjściowego Qn  przepływa
prÄ…d
Qn
Styki rozwierne (NC) przekaz
nika wyjściowego Symbol przewodzi prąd jeśli przez cewkę
sterownika numerze n przekaz
nika wyjściowego Qn  nie
przepływa prąd
Qn
Wejście Set (załączające) przekaz
nika Jeżeli przez symbol  popłynie prąd to
wyjściowego sterownika o numerze n styki zwierne (NO) przekaz
nika
S
wyjściowego n zamykają się, a styki
rozwierne (NC) otwierajÄ… siÄ™ i zostajÄ… w
tych położeniach nawet po zaniku prądu
(patrz także wejście Reset poniżej)
Qn
Wejście Reset (wyłączające) przekaz
nika Jeżeli przez symbol  popłynie prąd to
wyjściowego sterownika o numerze n styki zwierne (NO) przekaz
nika
R
wyjściowego n otwierają się, a styki
rozwierne (NC) zamykajÄ… siÄ™ i zostajÄ… w
tych położeniach nawet po zaniku prądu
(patrz także wejście Set powyżej)
Przekaz
niki wyjściowe sterowników PLC oznacza się literą Q oraz numerem
kolejnym: Q0, Q1, Q2.... (ewentualnie %Q0, %Q1, %Q2...). Należy podkreślić, że przekaz
nik
Qn składa się zarówno z cewki:
Qn
jak i ze styków oznaczonych także Qn (analogicznie jak w tradycyjnych układach
stycznikowych):
Qn Qn
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
12
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
Specjalnego wyjaśnienia wymaga stosowanie symbolu styków skojarzonych z
wejściami sterownika In. Styki wejściowe In należy rozumieć jako styki elektryczne
wirtualnych przekaz
ników wewnątrz sterownika (w rzeczywistości są tam transoptory)
przełączane napięciem elektrycznym przyłożonym do zacisku wejściowego sterownika (tj. do
cewki wirtualnego przekaz
nika In)  patrz także rys. II.1. NIE NALEŻY zatem utożsamiać
symbolu  styków wejściowych In (NO lub NC) z rzeczywistym stykiem elektrycznym
podłączonym do wejścia sterownika!
ZnajÄ…c podstawy programowania w diagramie drabinkowym przeanalizowane
zostanie działanie przykładowego układu przełączającego, którego schemat tradycyjny
(przekaz
nikowy) przedstawia rys.II.2. natomiast odpowiednik  wirtualny rys.II.3.
(połączenia ze sterownikiem według rys.II.1). Sygnałami wejściowymi do obu układów są:
qð przycisk P1 (START) ze stykami zwiernymi, którego naciÅ›niÄ™cie zaÅ‚Ä…cza w sposób trwaÅ‚y
silnik elektryczny M (silnik ma pracować także po zwolnieniu przycisku P1),
qð przycisk P2 (STOP) ze stykami rozwiernymi wyÅ‚Ä…czajÄ…cy zasilanie silnika (przycisk
STOP ma priorytet wyższy niż przycisk START  naciśnięte jednocześnie powodują
wyłączenie silnika),
qð wyÅ‚Ä…cznik termiczny silnika F1 ze stykami rozwiernymi  rozwarcie styków w wyniku
przegrzania silnika wyłącza zasilanie silnika (wyłącznik F1 ma priorytet wyższy niż
przycisk START  zadziałanie wyłącznika z jednocześnie przyciśniętym przyciskiem
START powoduje wyłączenie silnika).
Sygnałami wyjściowymi z rozważanych układów są:
qð zasilanie silnika elektrycznego M,
qð lampka kontrolna L1 (GOTOWY), która Å›wieci gdy styki wyÅ‚Ä…cznika termicznego F1 sÄ…
zamknięte,
qð lampka kontrolna L2 (PRZEGRZANIE), która Å›wieci gdy styki wyÅ‚Ä…cznika termicznego
F1 sÄ… otwarte.
W układzie stycznikowym funkcja  podtrzymania stanu załączenia silnika
zrealizowana jest przez przekaz
nik K1 (styki zwierne K1 połączone równolegle z P1).
Analogicznie jest w diagramie drabinkowym  rolę  podtrzymania pełni styk przekaz
nika
wyjściowego Q0.
Lampka L2 (GOTOWY) zasilana jest bezpośrednio ze styków normalnie zamkniętych
wyłącznika F1. W przypadku diagramu drabinkowego styki zwierne wejścia I2 są zamknięte
jeśli do zacisku wejściowego dopływa napięcie przez zamknięte styki F1. Zamknięte styki I2
 zasilajÄ… cewkÄ™ przekaz
nika wyjściowego Q2 i lampka L2 świeci. UWAGA! Często
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
13
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
popełnianym błędem jest utożsamianie styków wirtualnego przekaz
nika wejściowego
(I2) z rzeczywistym stykiem fizycznie podłączonym do wejścia sterownika (F1) i
machinalne zastosowanie styków normalnie zamkniętych I2 zamiast
zwiernych . Takie rozumowanie prowadzi do błędnego działania układu!
W układzie stycznikowym przekaz
nik K2 realizuje funkcję negacji sygnału z
wyłącznika termicznego F1 (lampka L2 nie świeci jeśli styki F1 są zamknięte). W diagramie
drabinkowym do tej samej roli wykorzystano rozwierne styki wejścia I2.
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
14
Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.
Laboratorium Automatyki Przemysłowej. Materiały pomocnicze do ćwiczeń nr A1, A2, A3.
III. PYTANIA KONTROLNE
1. Co to są układy przełączające w automatyce?
2. Wyjaśnij różnice między przełączającymi układami kombinacyjnymi a sekwencyjnymi.
3. Podaj tabelę prawdy dla następującej funkcji logicznej: y (x1 x2) x3 .
4. Narysuj schemat układu logicznego z poprzedniego polecenia używając symboli
podstawowych bramek logicznych.
5. Narysuj schemat elektryczny układu stycznikowego realizującego funkcję podaną w
poleceniu 3. Niech wejściami do układu będą stany przycisków ze stykami zwiernymi lub
rozwiernymi (do wyboru) a wyjściem zaświecenie lampki kontrolnej.
6. Narysuj schemat elektryczny układu stycznikowego realizującego funkcję podaną w
poleceniu 3 przy założeniu, że wszystkie przyciski wejść mają tylko styki zwierne.
7. Narysuj diagram drabinkowy realizujÄ…cy funkcjÄ™ logicznÄ… z polecenia 3. Niech przyciski
wejść mają styki zwierne i są podłączone odpowiednio do wejść I1, I2, I3. Lampka
kontrolna (wyjście) podłączona jest do styków przekaz
nika wyjściowego Q0.
8. Narysuj diagram czasowy wyjaśniający działanie przekaz
nika czasowego z funkcjÄ…
opóz
nione załączanie (Delay-Off).
Qn Qn
S R
9. Objaśnij działanie elementów diagramu drabinkowego: oraz .
LITERATURA
1. Waligórski S.: Układy przełączające. Elementy teorii i projektowanie
2. Grodzki L.: Podstawy techniki cyfrowej
3. Siwiński J.: Układy przełączające w automatyce
4. Flaga S.: Programowanie Sterowników PLC w języku drabinkowym
5. Jegierski T., Wyrwał J., Kasprzyk J., Hajda J.: Programowanie sterowników PLC
6. Ruda A.: Sterowniki programowalne PLC
Opracował dr Paweł Staczek (ostatnia aktualizacja 21.02.2012)
15