Politechnika Lubelska
Katedra Automatyki i Metrologii
Laboratorium
Podstaw automatyki
Ćwiczenie nr 7
Sterowanie logiczne na bazie
sterownika PLC oraz modelu windy
Lublin 2011
7. Sterowanie logiczne na bazie sterownika PLC oraz modelu
windy
Programowalne sterowniki logiczne PLC (ang. PLC - Programmable Logic Controllers, niem.
SPS - Speicher Programmerbare Systeme) stanowią cyfrowe urządzenia mikroprocesorowe
służące do automatyzacji (sterowania) procesów przemysłowych. W swojej 30-to letniej
historii przeszły bardzo głęboką ewolucję - od programowalnych układów sterowania
binarnego, zastępujących "przekaz
nikowe szafy sterownicze"- do złożonych systemów
mikrokomputerowych, realizujących oprócz zadań sterowania logicznego, złożone zadania
regulacji cyfrowej, obliczeń, diagnostyki i komunikacji w zdecentralizowanym systemie
automatyzacji kompleksowej.
Obecnie zaciera się granica w możliwościach funkcjonalnych i mocach obliczeniowych
pomiędzy sterownikami PLC, komputerami przemysłowymi i komputerami klasy PC. Daje
się zauważyć postępujący proces unifikacji sterowników z akcentowaniem takich cech jak:
" niezawodność
" uniwersalność
" ciągłość produkcji
" otwartość i kompatybilność z innymi sterownikami
" sprawny serwis oraz możliwości komunikacyjne
Producenci proponują całe rodziny różnej  wielkości" modeli sterowników, obejmujących
zarówno "małe" (mikro, mini) zintegrowane systemy typu kompakt (o liczbie we/ wy rzędu
kilkunastu), jak i "duże" systemy modułowe (zestawiane w zależności od potrzeb
użytkownika), mogące realizować złożone zadania sterowania binarnego, zadania
regulacyjne, komunikacyjne (praca w sieci) jak i złożone obliczenia optymalizacyjne.
Światowymi liderami na rynku sterowników PLC są obecnie takie firmy jak: Siemens, Allen-
Bradley, GE-Fanuc, Mitsubishi, AEG - Modicon, Omron.
W związku z coraz powszechniejszym stosowaniem sterowników PLC, pojawiła się
konieczność ich standaryzacji. W 1993 roku Międzynarodowa Komisja Elektroniki
(ang. International Electronical Commission) opracowała i wydała normę IEC 1131
 Programmable Controllers", dotyczącą standaryzacji sprzętu i języków programowania
sterowników PLC.
Wprowadzono w niej ujednoliconą koncepcję programowania PLC w językach tekstowych
i graficznych, dzięki której użytkownik może być w stanie programować bez większego trudu
różne, zgodne z nią, systemy PLC.
7.1. Charakterystyka sterowników PLC
Budowa sterowników PLC
Zastosowanie w sterownikach logicznych mikroprocesorowej jednostki centralnej 8080 w
1977 roku (firma Allen-Bradley) zapoczątkowało ich dynamiczny rozwój. Obecnie większość
sterowników budowana jest na bazie mikroprocesorów specjalizowanych. Ogólny schemat
strukturalny mikroprocesorowego sterownika PLC przedstawiono na rys. 7.1.
Jednostka centralna CPU (ang. Central Processing Unit} jest najczęściej projektowana jako
układ wieloprocesorowy. Liczba oraz typ mikroprocesorów, pracujących w jednostce
centralnej ma wpływ przede wszystkim na szybkość działania sterownika, liczbę
obsługiwanych obwodów wejściowo-wyjściowych jak również pojemność pamięci. Każda
firma produkująca sterowniki oferuje z reguły kilka ich typów przeznaczonych do realizacji
zadań o różnym wymiarze. Te najmniejsze obsługują kilkanaście kanałów wejść i wyjść
(przeważnie z przewagą liczby wejść). Te największe przystosowane są do sterowania
dużymi obiektami i oprócz możliwości obsługi wejść i wyjść cyfrowych (dwustanowych)
posiadają zdolność obsługi sygnałów analogowych. CPU zapewnia cykliczność pracy
sterownika.
Typowy cykl programowy sterownika składa się z następujących faz:
" inicjacja cyklu
" czytanie sygnałów wejściowych
" wykonanie programu użytkownika
" aktualizacja sygnałów wyjściowych
" transmisja danych
" komunikacja systemowa
" diagnostyka.
ZASILACZ
Układy
Układy JEDNOSTKA
Przycisk
Zawór
CENTRALNA
M
CPU
Wył.
drogowy
Silnik
wejść mikroprocesor wyjść
Wył.
Lampka
drogowy
kontrolna
bezstykowy
Pamięć operacyjna
Pamięć programu
Programator
lub
PC+język programowania
Rys. 7.1. Uproszczony schemat struktury mikroprocesorowego sterownika logicznego
Większość sterowników posiada możliwość pracy w trzech trybach:
RUN - uruchomienia programu użytkownika,
STOP - zatrzymanie wykonywania programu użytkownika,
REMOTE - zdalnego sterowania, wówczas tryb pracy ustawiany jest z
poziomu
programatora lub nadrzędnej jednostki sterującej.
Niektóre z powyższych faz mog a pomijane, co
szych faz mogą być w pewnych trybach pracy sterownika pomijane, co
reprezentuje algorytm pracy sterownika zamieszczony na Rys.7.2.
reprezentuje algorytm pracy sterownika zamieszczony na Rys.7.2.
Rys.7.2. Fazy cyklu pracy sterownika PLC
Rys.7.2. Fazy cyklu pracy sterownika PLC
Program użytkownika wykonywany jest szeregowo tzn. od pierwszej do ostatniej instrukcji.
ytkownika wykonywany jest szeregowo tzn. od pierwszej do ostatniej instrukcji.
ytkownika wykonywany jest szeregowo tzn. od pierwszej do ostatniej instrukcji.
Wykonanie programu polega przede wszystkim na obliczeniu i ustawianiu stanów sygnałów
Wykonanie programu polega przede wszystkim na obliczeniu i ustawianiu stanów sygnałów
wyjściowych na podstawie odczytanych przed rozpoczęciem wykonywania programu
ciowych na podstawie odczytanych przed rozpocz ciem wykonywania programu
użytkownika stanów sygnałów wejściowych. Zmiany sygnałów wejściowych, które nast
ytkownika stanów sygnałów wej ciowych, które nastąpiły
po rozpoczęciu cyklu będą mogły być uwzględnione dopiero w cyklu następnym. Istnieją
ą mogły by dopiero w cyklu nast
często odstępstwa od tej reguły (mechanizm przerwań). Konsekwencją cykliczności
pstwa od tej reguły (mechanizm przerwa ). Konsekwencj
wykonywania programu jest:
" Czas wykonywania programu zależy od jego długości i parametrów sterownika.
Czas wykonywania programu zale ci i parametrów sterownika.
Opóz
nienie wnoszone do układu sterowania przez sterownik w najgorszym przypadku
nienie wnoszone do układu sterowania przez sterownik w najgorszym przypadku
może wynosić dwa czasy cyklu.
dwa czasy cyklu.
" Jeżeli sygnał wejściowy trwa krócej niż czas cyklu, to może być on przez sterownik
ciowy trwa krócej ni ć on przez sterownik
nie wzięty pod uwagę. Tę niekorzystną cechę eliminują rozwiązania polegające na
ty pod uwagę ązania polegaj
przerwaniach alarmow
przerwaniach alarmowych.
" W trakcie wykonywania przez sterownik cyklu programu stany wejść zachowują takie
W trakcie wykonywania przez sterownik cyklu programu stany wejść
W trakcie wykonywania przez sterownik cyklu programu stany wej
same wartości logiczne, chyba że korzysta się z mechanizmu przerwa
ci logiczne, chyba z mechanizmu przerwań.
Pamięć w sterowniku służy do przechowywania programu oraz informacji pośrednich,
ży do przechowywania programu oraz informacji po
y do przechowywania programu oraz informacji po
powstających w trakcie jego wykonywania. Jest to pamięć typu RAM, nieulotna np. EPROM
cie jego wykonywania. Jest to pami typu RAM, nieulotna np. EPROM
lub EEPROM. Podział pamięci na pami programu nie jest sztywny.
lub EEPROM. Podział pamięci na pamięć operacyjną i pamięć programu nie jest sztywny.
Najczęściej w trakcie uruchamiania i testowania, program jest zapisywany w pamięci
ciej w trakcie uruchamiania i testowania, program jest zapisywany w pami
ciej w trakcie uruchamiania i testowania, program jest zapisywany w pami
operacyjnej RAM. Ostateczna jego wersja może być tam pozostawiona albo zapisana na
teczna jego wersja mo tam pozostawiona albo zapisana na
"trwałe" w pamięci stałej.
Układy wejść i wyjść stanowią połączenie sterownika ze sterowanym
i wyjść czenie sterownika ze sterowanym
obiektem. W sterownikach PLC stosowane są dwa rodzaje wejść/wyj dyskretne i
sterownikach PLC stosowane s ść/wyjść:
analogowe. Układy wejść/wyj dyskretnych ze występują niemal we wszystkich
ść/wyjść niemal we wszystkich
sterownikach PLC. Układy wejść/wyjść analogowych ze względu na swoją
sterownikach PLC. Układy wej du na swoją bardziej złożoną
budowę (konieczność przetwarzania sygnału analogowego na cyfrowy i odwrotnie) są
przetwarzania sygnału analogowego na cyfrowy i odwrotnie) s
przetwarzania sygnału analogowego na cyfrowy i odwrotnie) s
rzadszym elementem sterowników.
rzadszym elementem sterowników.
a) wejścia dyskretne, nazywane również wejściami cyfrowymi (ang. digital inputs)
cia dyskretne, nazywane równie ciami cyfrowymi (ang. digital inputs)
zamieniają pochodzące z urządzeń (przyciski, przełączniki, wyłączniki krańcowe,
pochodzą czniki, wyłą
etc.) sygnały prądu stałego lub przemiennego na sygnały logiczne (dwustanowe)
ądu stałego lub przemiennego na sygnały logiczne (dwustanowe)
du stałego lub przemiennego na sygnały logiczne (dwustanowe)
akceptowane przez sterownik. W produkowanych obecnie sterownikach do takiej
akceptowane przez sterownik. W produkowanych obecnie sterownikach do takiej
zamiany wykorzystywany jest zazwyczaj przetwornik optyczny, zapewniaj
zamiany wykorzystywany jest zazwyczaj przetwornik optyczny, zapewniaj
zamiany wykorzystywany jest zazwyczaj przetwornik optyczny, zapewniający
dodatkowo optoizolacj ciowymi a magistral
dodatkowo optoizolację pomiędzy obwodami wejściowymi a magistralą
sterownika (patrz Rys. 7.3). W du stałego
sterownika (patrz Rys. 7.3). W przypadku wejść prądu stałego polaryzacja z
ródła
zasilania obwodów wej y od typu zastosowanego układu
zasilania obwodów wejściowych zależy od typu zastosowanego układu
wejściowego:
" ujście (ang. SINK IN) tzn. z polaryzacj (patrz Rys. 7.3 a) nazywane
cie (ang. SINK IN) tzn. z polaryzacją dodatnią (patrz Rys. 7.3 a) nazywane
układami o logice dodatniej (najcz
układami o logice dodatniej (najczęściej spotykane),
" z
ródło (ang. SOURCE IN) tzn. z polaryzacją ujemną (patrz Rys. 7.3 b)
ródło (ang. SOURCE IN) ą (patrz Rys. 7.3 b)
nazywane
układami o logice ujemnej.
układami o logice ujemnej.
Rys.7.3. Schemat pojedynczego obwodu układu wej cyfrowych: a) z polaryzacją dodatnią
Rys.7.3. Schemat pojedynczego obwodu układu wejść cyfrowych: a) z polaryzacj
(typu ujś
(typu ujście), b) z polaryzacją ujemną (typu z
ródło)
Wyjścia dyskretne, nazywane również wyjściami cyfrowymi (ang. digital outputs)
cia dyskretne, nazywane równ ciami cyfrowymi (ang. digital outputs)
zamieniają sygnały binarne sterownika na sygnały pr du stałego lub przemiennego potrzebne
sygnały binarne sterownika na sygnały prądu stałego lub przemiennego potrzebne
do wy sterowania urządzeń wyjściowych (cewki styczników, lampki kontrolne, etc.).
dzeń wyj ciowych (cewki styczników, lampki kontrolne, etc.).
Zamiany tych sygnałów dokonuje si przez zamykanie lub otwieranie zasilanych
Zamiany tych sygnałów dokonuje się poprzez zamykanie lub otwieranie zasilanych
z zewnętrznego z
ródła obwodów wyjściowych za pomocą przekaz
ników f- wyjścia
ródła obwodów wyj przekaz
ników f
przekaz
nikowe, ang. Relay Output rys.7.4) lub łączników tranzystorowych (wyjście
nikowe, ang. Relay Output rys.7.4) lub ł czników tranzystorowych (wyj
 napięciowe").
Rys.7.4. Schemat pojedynczego obwodu ukł nikowych
Rys.7.4. Schemat pojedynczego obwodu układu wyjść przekaz
nikowych
W przypadku obwodów wyjściowych z łącznikami tranzystorowymi istnieją
W przypadku obwodów wyjściowych z ł cznikami tranzystorowymi istnieją dwa rozwiązania
(podobnie jak w przypadku wej
(podobnie jak w przypadku wejść prądu stałego):
" z
ródło (ang. SOURCE OUT) - najczęściej spotykane (patrz Rys. 7.5 a)
ródło (ang. SOURCE OUT) ciej spotykane (patrz Rys. 7.5 a)
" ujście (ang. SINK OUT) pr
cie (ang. SINK OUT) przedstawione na Rys. 7.5 b.
Rys. 7.5. Schemat pojedynczego obwodu układu wyj cznikami tranzystorowymi: a) ze  wspólną
Rys. 7.5. Schemat pojedynczego obwodu układu wyjść z łącznikami tranzystorowymi: a) ze  wspóln
masą" (typu z
ródło), b) ze  wspólnym plusem " (typu ujście)
" (typu cie)
W zależności od typu i wykonania sterownika dwustanowe sygnały
ci od typu i wykonania sterownika dwustanowe sygnały wejściowe mogą
ci od typu i wykonania sterownika dwustanowe sygnały
mieć postać sygnałów napięciowych prądu stałego lub przemiennego o wartości "l"od 5V do
ęciowych pr du stałego lub przemiennego o warto
220V (najbardziej rozpowszechnione jest 24V).
220V (najbardziej rozpowszechnione jest 24V).
Wejścia analogowe, (ang. analog input) zamieniają pochodzące z czujników sygnały
, (ang. analog input) zamieniaj ce z czujników sygnały
analogowe (ciągłe) na sygnały cyfrowe. Konwersja tych sygnałów realizowana jest za
nały cyfrowe. Konwersja tych sygnałów realizowana jest za
nały cyfrowe. Konwersja tych sygnałów realizowana jest za
pomocą przetworników analogowo cyfrowych ADC (ang. Analog to Digital Converter)
przetworników analogowo-cyfrowych ADC (ang. Analog to Digital Converter)
Wyjścia analogowe, (ang. analog output) zamieniają sygnały cyfrowe na sygnały ciągłe
, (ang. analog output) zamieniaj sygnały cyfrowe na sygnały ci
sterujące urządzeniami wykonawczymi. Konwersja tych sygnałów realizowana jest za
dzeniami wykonawczymi. Konwersja tych sygnałów realizowana jest za
pomocą przetworników cyfrowo-analogowych DAC (ang. Digital to Analog Converter).
przetworników cyfrowo analogowych DAC (ang. Digital to Analog Converter).
Parametrami charakteryzującymi przetworniki ADC i DAC s
ącymi przetworniki ADC i DAC są:
" zakres napięć wejściowych/wyjściowych (najczęściej ą10 V),
zakres napięć ciej ą10 V),
" rozdzielczość - napięcie przypadające na najmniej znaczący bit
czość ce na najmniej znacz
przetwornika,
przetwornika,
" czas przetwarzania,
czas przetwarzania,
" częstotliwość
stotliwość przetwarzania.
Zależnie od rodzaju sterownika PLC przedstawione powy ej jego elementy składowe
nie od rodzaju sterownika PLC przedstawione powyżej jego elementy składowe
mogą
być zintegrowane w jednej obudowie (sterownik kompak ą stanowi
zintegrowane w jednej obudowie (sterownik kompaktowy) lub mogą stanowić oddzielne
moduły montowane w gniazdach (ang. slots) płyty ł czeniowej sterownika zwanej kaset
moduły montowane w gniazdach (ang. slots) płyty łączeniowej sterownika zwanej kasetą
(ang. rack) - sterownik modułowy.
sterownik modułowy.
Programowanie sterowników PLC
Programowanie sterowników PLC
Sterowniki PLC programowane s specjalnych urz
Sterowniki PLC programowane są za pomocą specjalnych urządzeń
mikrokomputerowych zwanych programatorami lub komputerów PC z zainstalowanym
uterowych zwanych programatorami lub komputerów PC z zainstalowanym
uterowych zwanych programatorami lub komputerów PC z zainstalowanym
oprogramowaniem narzędziowym (język programowania). Języki programowania
ędziowym (j ęzyki programowania
sterowników można podzielić na dwie grupy: j
na podzielić na dwie grupy: języki tekstowe i graficzne.
Do grupy języków tekstowych nale
zyków tekstowych należą:
" Lista instrukcji IL (ang. Instruction List) zykiem niskiego poziomu, zbli
instrukcji IL (ang. Instruction List) - jest językiem niskiego poziomu, zbliżonym
do języka typu assembler. Program w tym języku jest zestawem instrukcji
zyka typu assembler. Program w tym j zyku jest zestawem instrukcji
mnemotechnicznych
realizujących algorytm sterowania. Język wykorzystuje zbiór instrukcji, obejmuj
cych algorytm sterowania. J zyk wykorzystuje zbiór instrukcji, obejmujących
operacje logiczne, arytmetyczne, relacji, funkcje przerzutników, czasomierzy,
operacje logiczne, arytmetyczne, relacji, funkcje przerzutników, czasomierzy,
operacje logiczne, arytmetyczne, relacji, funkcje przerzutników, czasomierzy,
liczników itp.
" Język tego typu może znalez
ć zastosowanie w programowaniu małych i prostych
że znale zastosowanie w programowaniu małych i prostych
aplikacji. Język strukturalny ST (ang. Structured Text) - jest odpowiednikiem
zyk strukturalny ST (ang. Structured Text) jest odpowiednikiem
algorytmicznego języka
ęzyka
wyższego poziomu, zawieraj programowe takie jak:
szego poziomu, zawierającego struktury -programowe takie jak:
If...then...else...end_if,
For...to...do...end_for,
While... do... end_while
Język tego typu może być używany do obliczania złożonych wyrażeń, zawierających
ć u onych wyraż
wielkości analogowe i binarne. Do grupy języków graficznych zaliczane są następujące
i binarne. Do grupy j zyków graficznych zaliczane s
języki:
" Język schematów drabinkowych LAD (ang. Ladder Diagram) - bazuje na symbolach
zyk schematów drabinkowych LAD (ang. Ladder Diagram) bazuje na symbolach
logiki stykowo- przekaz
zyka LAD są
przekaz
nikowej. Podstawowymi symbolami języka LAD s
przedstawione na Rys. 7.6: styki (e cia dwustanowe
przedstawione na Rys. 7.6: styki (elementy wejściowe), wyjścia dwustanowe
(odzwierciedlenie cewek
(odzwierciedlenie cewek
przekaz
nika) oraz bloki funkcyjne (liczniki, timery, operacje matematyczne, etc).
nika) oraz bloki funkcyjne (liczniki, timery, operacje matematyczne, etc).
nika) oraz bloki funkcyjne (liczniki, timery, operacje matematyczne, etc).
Rys. 7.6. Podstawowe elementy j
Rys. 7.6. Podstawowe elementy języka LAD
Symbole te umieszcza się w obwodach (ang. Network) w sposób podobny
ę w obwodach (ang. Network) w sposób podobny
w obwodach (ang. Network) w sposób podobny do szczebli (ang.
rungs) w schematach drabinkowych dla przeka nikowych układów sterowania (patrz Rys.
rungs) w schematach drabinkowych dla przekaz
nikowych układów sterowania (patrz Rys.
7.7).Obwód LAD ograniczony jest z lewej i prawej strony przez szyny pr
7.7).Obwód LAD ograniczony jest z lewej i prawej strony przez szyny prądowe. Prawa szyna
7.7).Obwód LAD ograniczony jest z lewej i prawej strony przez szyny prądowe. Prawa szyna
może być rysowana w sposób jawny lub pozostawa
rysowana w sposób jawny lub pozostawać w domyśle.
Rys. 7.7. Przykładowa aplikacja zrealizowana w j zyku LAD
Rys. 7.7. Przykładowa aplikacja zrealizowana w języku LAD
Język bloków funkcyjnych FBD (ang. Function Block Diagram) - jest wzorowany na
zyk bloków funkcyjnych FBD (ang. Function Block Diagram) jest wzorowany na
schematach blokowych układów scalonych. Realizacja programu w języku FBD opiera się na
schematach blokowych układów scalonych. Realizacja programu w j zyku FBD opiera si
przepływie sygnału. Przepływ sygnału następuje z wyjścia funkcji lub bloku funkcyjnego do
przepływie sygnału. Przepływ sy cia funkcji lub bloku funkcyjnego do
przyłączonego wejścia następnej funkcji lub bloku funkcyjnego (fragment programu
cia następnej funkcji lub bloku funkcyjnego (fragment programu
realizowanego w języku FBD przedstawia Rys. 7.8.
zyku FBD przedstawia Rys. 7.8.
Rys. 7.8. Przykładowa aplikacja zrealizowana w j zyka FBD
Rys. 7.8. Przykładowa aplikacja zrealizowana w języka FBD
7.2. Sterownik SIMATIC S5 -90U
ik SIMATIC S5
Budowa sterownika SIMATIC S5 - 90U
Budowa sterownika SIMATIC S5
Wykorzystywany w ćwiczeniu sterownik o symbolu S 5-90U jest jednym z przedstawicieli
wiczeniu sterownik o symbolu S 5 90U jest jednym z przedstawicieli
systemu SIMATIC produkowanego aktualnie przez renomowan
systemu SIMATIC produkowanego aktualnie przez renomowan
systemu SIMATIC produkowanego aktualnie przez renomowaną na rynku
sterowników i systemów komputerowego sterowania, niemiecką firmę Siemens. Jest on
systemów komputerowego sterowania, n ę Siemens. Jest on
najmniejszym sterownikiem serii SIMATIC S5. Sterownik posiada 10 dwustanowych wejść
najmniejszym sterownikiem serii SIMATIC S5. Sterownik posiada 10 dwustanowych wej
najmniejszym sterownikiem serii SIMATIC S5. Sterownik posiada 10 dwustanowych wej
cyfrowych ( "O" == 0...5Y DC; "l" = 13...30V DC ) oddzielonych galwanicznie i 6
cyfrowych ( "O" == 0...5Y DC; "l" = 13...30V DC ) oddzielonych galwanicznie i 6
cyfrowych ( "O" == 0...5Y DC; "l" = 13...30V DC ) oddzielonych galwanicznie i 6
przekaz
nikowych wyjść cyfrowych ( max. 3A przy 250V AC; max. 1,5A przy 30V DC ).
cyfrowych ( max. 3A przy 250V AC; max. 1,5A przy 30V DC ).
Dane techniczne sterownika zostały zestawione w tablicy 7.1
Dane techniczne sterownika zostały zestawione w tablicy 7.1
Przyłącza śrubowe nap. zasilania
Przyłącza śrubowe napięcia pomocniczego
cia pomocniczego
Przyłącza śrubowe wejść
rubowe wejść
Nr wejścia
INPUT
10 x 24V DC
_
+
+ 32.0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 33.0 .1
220 115
N LED wejść
24 DC
24 DC
v v
100mA
100mA
Power AC
OUTPUT
OUTPUT
RUN
SIEMENS Battery
E
P Programator
SIMATIC
R
S5 - 90U
O
IM 90
6ES5 090-
PG
M STOP
8MAD1
LED wyjść
1 2 3
4 5 6
32.0 32.1 32.2 32.3 32.4 32.5
32.0 32.1 32.2 32.3 32.4 32.5
OUTPUT
6 x PELAIS
Nr wyjścia
Przył
Przyłącza śrubowe wyjść
Rys. 7.9. Sterownik S5 - 90U - widok płyty czołowej
Rys. 7.9. Sterownik S5
Tablica. 7.1. Dane techniczne sterownika PLC serii S5 - 90U
Obszar pamięci 4KB RAM
Czas obróbki l KB = ok. 2ms
1024 (51.2zpodtrz.bat.)
Znaczniki (F) z podtrz. bat. (0.0 do 63.7) nie podtrz. bat.
(64.0 dol27.7)
32 (KTO,01...9990s) (T) (0 do 7) z podtrz. bat. (8 do 31) nie podtrz.
Timery
(8 z podtrz. bat.) bat.
32 (KC O...999) (C) (0 do 7) z podtrz. bat. (8 do 31) nie
Liczniki
(8 z podtrz. bat.) podtrz.bat.
Wejścia cyfrowe 10 dwustanowych (I) (32.0 do 32.7 i 33.0 do 33. l)
Wyjścia cyfrowe 6 przekaz
nikowych (Q) (32.0 do 32.5)
Sterownik jest zasilany z sieci 220V AC i posiada wewnętrzny zasilacz 24V DC,
umożliwiający zasilanie swoich wyjściowych obwodów przekaz
nikowych jak również (w
granicy dopuszczalnych obciążeń) różnych elementów sterowanego urządzenia (czujniki,
silnik, wskaz
nik, itp.).
W charakterze programatora wykorzystany został komputer PC z zainstalowanym pakietem
STEP 5. Komunikację pomiędzy komputerem a sterownikiem zapewnia specjalny interfejs
RS232/TTY - Converter SIEMENS A G.
Pakiet oprogramowania STEP 5
Pakiet oprogramowania STEP 5 przeznaczony jest do realizacji programów użytkowych
(programów sterujących) implementowanych na wszystkich sterownikach serii SIMATIC S5
Pakiet STEP 5 umożliwia tworzenie programów w jednym z trzech języków programowania:
" listy instrukcji STL (ang. Statement List)
" języka drabinkowego (schematów stykowych) LAD (ang. Ladder Diagram),
" schematu bloków funkcjonalnych CSF (ang. Control System Flowchart)
odpowiednik języka FBD.
Języki programowania sterowników rodziny SIMATIC S5 są zorientowane problemowo na
zapisywanie algorytmów sterowania procesami binarnymi. Postać programu zależy od
wybranej formy języka (LAD, CSF, STL) i jest bądz
schematem złożonym z symboli funkcji
lub zbiorem instrukcji mnemotechnicznych, odpowiadającym funkcji działania układu
sterowania.Poniżej podano wybrane aspekty budowy języka w zapisie STL. Zapis ten posiada
cechy języków należących do typów LAD i STL.
Podstawowymi elementami programu napisanego w STL są wyrażenia. Ogólną strukturę
wyrażenia, stanowiącego linię programu ilustruje Rys. 7.10 .
Wyrażenie
Operator Argument
A I 32.5
Identyfikator Parametr
Instrukcja (rozkaz) określa działanie egzekwowane przez wyrażenie. Operator określa
działanie logiczne do wykonania. Argument jest opisem danych, przy czym identyfikator
określa czy zawiera on dane bezpośrednio w parametrze czy tylko współrzędne ich
rozmieszczenia (identyfikator opisuje blok danych, w którym znajduje się argument, parametr
wyznacza jego położenie wewnątrz bloku) oraz typ jaki dane reprezentują. Wyróżnia się
następujące oznaczenia danych (dla wersji angielskiej):
I - input, blok pamięci buforowej stanu wejść,
Q - output, blok pamięci buforowej stanu wyjść,
F - flag, blok znaczników,
T - timer, segment zegarów,
C - counter, segment liczników
K - constans, wartość stała definiowana w parametrze.
STEP 5 pozwala tworzyć programy o strukturze blokowej, co oznacza podział programu
na poszczególne sekcje (bloki), które mogą być wykonywane w sposób hierarchiczny. Dzięki
temu
program staje się bardziej czytelny, możliwe jest tworzenie standardowych
podprogramów, łatwiejsze jest testowanie i wdrażanie programów.
Rodzaje bloków:
a) Bloki Organizacyjne (OB), są bezpośrednio identyfikowane i wywoływane przez program
systemowy sterownika. Zawierają definicję struktury programu użytkownika. System
rozróżnia cztery funkcjonalne odrębne bloki
OB1 - blok definiujący program realizowany cyklicznie w podstawowym trybie pracy
sterownika, wywoływany zawsze (gdy użytkownik nie zadeklaruje OB l. system
będzie nadal odwoływał się identyfikując blok jako pusty tzn. sterownik będzie
realizował puste cykle).
OB3 - blok definiujący fragment programu realizowany przy przerwaniu pracy
cyklicznej (nie musi być zadeklarowany).
OB21 - blok definiujący program inicjalizacji sterownika przy uruchamianiu
programu użytkownika realizowany jednokrotnie (nie musi być zadeklarowany).
OB22 - blok definiujący program inicjalizacji po zaniku zasilania i ponownym
uruchomieniu systemu (nie musi być zadeklarowany).
Poza blokiem OB1 pozostałe bloki mają charakter pomocniczy i można je pominąć, gdyż
system niezależnie zawsze realizuje swoje procedury inicjalizacji programu i jego przerwania
(zerowanie buforów WE/WY, tunerów, znaczników, liczników). Bloki programowe i
funkcyjne mogą się wzajemnie wywoływać.
b) Bloki Programowe (PB) zawieraj ą kompletne, logiczne zamknięte programy będące
częścią całkowitego programu użytkownika, w zależności od zapotrzebowania opisujące
określony proces, odrębny technologicznie. Mogą być wywoływane zarówno bezpośrednio,
jak i warunkowo. Można zdefiniować 64 bloki programowe.
c) Bloki Funkcyjne (FB) spełniaj ą rolę analogiczną do PB, ale dodatkowo mogą
przeprowadzać operacje na zmiennych, używać dodatkowych operacji skoków i realizować
procedury zapisane w kodzie mikroprocesora. Blok funkcyjny może mieć nazwę
identyfikacyjną. Mogą być wywoływane bezpośrednio lub warunkowo. Można zdefiniować
64 bloki funkcyjne.
d) Bloki Danych (DB) tworzą odrębną grupę. Stanowią obszar pamięci, który bezpośrednio
w programie deklaruje użytkownik. Blok danych może zawierać nastawy tunerów, liczników,
rezultaty operacji logicznych. W stanie aktywnym może być tylko jeden blok i wszystkie
odwołania domyślnie odnoszą się do niego. Odwołanie się poza blok jest identyfikowane jako
błąd i przerywa realizację programu. Bloki danych aktywizuje się poprzez wywołanie (tylko
bezwarunkowe). Wszelkie operacje na blokach danych musi poprzedzać jego zadeklarowanie,
czyli określenie rozmiaru. Można zdefiniować 62 bloki danych
Bloki mogą być wywoływane jedynie z poziomu innych bloków logicznych (OB, PB, FB) z
użyciem instrukcji skoków:
a) bezwarunkowych JU (np. JU PBl),
b) warunkowych JC (np. JC PB2).
Wywołania bloków można porównać ze skokami do podprogramów. Każdy skok oznacza
przekazanie sterowania programem do innego bloku.
Adres pod który należy powrócić po zakończeniu podprogramu (bloku) jest zapisywany w
rejestrach procesora. Kolejność wywoływania i zagnieżdżania bloków jest nazywana
hierarchią wywołań bloków.
OB1 PB1
FB1
SYSTEM
OPERACYJY
FB1
PB1 FB
PB1 DB
Rys. 7.11. Przykładowa hierarchia wywołań bloków.
W tablicy 7.2. przedstawiono podstawowe argumenty wyrażeń w języku STL, natomiast w
tablicy 7.3. podstawowe operacje.
Tablica 7.2. Rodzaje podstawowych argumentów
IDENTYFIKATOR OPIS ZNACZENIA ZAKRES PARAMETRÓW
ARGUMENTU
I wejście nr (Input) 32.0 do 32.7 i 33.0, 33.l
Q wyjście nr (Output) 32.0 do 32.5
F znacznik nr (Flag) 0.0 do 63.7 i 64.0 do 127.7
KT nastawa timera (C.Timer) 0.01...9990 sek.
KC nastawa licznika 0...999
(C.Counter)
OB blok organizacyjny nr 1,3,21,22
PB blok programowy nr 0...63
FB blok funkcyjny nr 0...63
DB blok danych nr 2...63
T Timer nr 0...31
C Licznik nr 0...31
Tablica 7.3. Podstawowe operacje
OPERATOR OPIS FUNKCJI
JU Bezwarunkowe wywołanie bloku nr
JC Warunkowe wywołanie bloku nr
BE zakończenie bloku
BCE Warunkowe zakończenie bloku
A iloczyn logiczny
AN iloczyn logiczny negacji
O suma logiczna
ON suma logiczna negacji
S Ustaw zmienną jeżeli "l" (zapisz)
R Zeruj zmienną jeżeli "l" (kasuj)
= wpisz rezultat
Programowanie sterownika SIMATIC S5 - 90U w języku STL w WINDOWS
Aby przejść do właściwego wykorzystania sterownika, należy na początku go
odpowiednio zaprogramować. Zaczyna się do analizy interesującego procesu wykonawczego,
a następnie dokonuje się programowania sterownika. Po prawidłowym zapisaniu programu w
sterowniku, (za pomocą programu STEP 5), przechodzi się do pracy wykonawczej
sterownika.
Na rys.7.12. przedstawiony jest główny pulpit programu STEP5 służącego do
programowania sterownika. Program został tak skonstruowany, że na każdym poziomie
dostępne są tylko określone funkcje.
 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
14.
Rys. 7.12. Główny pulpit programu STEP5
1. Poprzednie okno
2. Lista bloków w PC (program)
3. Lista bloków w PLC (program w sterowniku pobranie programu zapisanego wcześniej
w pamięci)
4. Programowanie EEPROM u w sterowniku (funkcja nie wykorzystywana w ćwiczeniu)
5. Wyświetla listę referencyjną odwołań do bloków
6. Edytor bloków funkcyjnych (Funkcji)
7. Wyświetla status bloków funkcyjnych
8. Modyfikacja tablicy symboli
9. Wyświetla listę błędów generowanych przez sterownik
10. Okno statusu sterownika
11. Symulator działania programu
12. Zamknięcie aktywnego okna
13. Pomoc
14. Wysłanie programu do sterownika i zapisanie w pamięci
Poniżej przedstawiono niezbędne kroki do prawidłowego zaprogramowania sterownika,
obsługującego model windy.
1. Uruchomić program STEP 5 ( S5W na pulpicie)
2. Załączyć zasilanie modelu windy
3. Programowanie
a. FILE / NEW
b. BLOCK / NEW BLOCK ( utworzenie bloku organizacyjnego)
i. Wpisujemy podstawowy blok programu OB1
ii. SEGMENT = 1
c. Przechodzimy do właściwego okna programu
d. Wybieramy PRESENTATION / STL
e. PROGRAMOWANIE
4. Przesłanie programu do sterownika
a. Zapisanie bloku SAVE BLOCK
b. Przejść do głównego okna programu
c. Wysłanie programu do sterownika
i. Sterownik należy przestawić w pozycję STOP
ii. Przesłanie programu do sterownika TRANSMIT BLOCK
iii. Wpisać nazwę bloku OB1
d. Sterownik należy przestawić w stan pracy RUN
e. Sprawdzić działanie programu
Tabela 7.4. Oznaczenia wejść i wyjść binarnych wykorzystywanych przy modelu windy.
Wejścia I Wyjścia Q
Numer Opis Numer Opis
32.0 kontaktron P 32.0 dioda 1
32.1 1 32.1 2
32.2 2 32.2 3
32.3 3 32.3 4
32.4 4 32.4 zmiana kierunku
32.5 przycisk 0 32.5 załączenie silnika
32.6 1
Wymienione numery wejść i wyjść
32.7 2
sterownika wykorzystuje się bezpośrednio w
33.0 3
programie
33.1 4
Programowanie liniowe a programowanie strukturalne
Sterowniki Siemens S5 można programować wykorzystując tylko jeden blok programowy
OB1 ( Organization Block 1). Blok ten jest przetwarzany liniowo  sekwencyjnie po kolei są
wykonywane instrukcje od początku do końca bloku (od góry do dołu).
Każdorazowo, gdy procesor sterownika dochodził do końca bloku  instrukcja BE (Block
End), powraca do początku i ponownie wykonuje kolejną pętlę programu.
Gdy istnieje potrzeba napisania bardziej skomplikowanego programu, użyteczna staje
się organizacja programu sterującego na programy mniejsze, podprogramy oraz podzielenie
kodu prostego jasno zdefiniowane jednostki funkcjonalne, tak zwane bloki programu.
OB ( Organization Blocks)  zarządzają wykonaniem programu sterującego, system
operacyjny sterownika bezpośrednio odwołuje się do
nich.
PB ( Program Blocks ) bloki programów (podprogramów). Za ich pomocą
można w jasny sposób posegregować mniejsze
programy sterujące, zgodnie z ich zastosowaniem
prostego wykonywanymi funkcjami.
FB ( Function Blocks ) bloki funkcyjne, w nich zawarte są zazwyczaj często
wywoływane procedury i skomplikowane funkcje
arytmetyczne.
DB ( Data Blocks ) bloki danych, służą do składowania danych
niezbędnych do wykonania programu sterującego
np. nastawy timer ów, aktualne wartości, tekst.
Blok Organizacyjny OB1, jak wspomniano wcześniej służy do zarządzania programem
sterującym. W nim zawarte są instrukcje  kierujące wykonaniem bloków podprogramów i
funkcji. Kiedy istnieje już blok np. podprogramu PB1, wykonanie bloku jest uzależnione od
rodzaju instrukcji wywołujące ten blok ( JC oraz JU ).
Jump Unconditionally (JU)  skok bezwarunkowy, powoduje bezwarunkowy skok i
wykonanie danego bloku  JU PB1 .
Jump Conditionally (JC) - skok warunkowy, powoduje skok prostego wykonani bloku
jeśli zostaną spełnione odpowiednie warunki  JC PB1 .
START CYKLU
ODCZYT TABELI WEJŚĆ
BLOK ORGANIZACYJNY
OB1
PROGRAM BLOCK
PB1
JU PB1...
...
...
PROGRAM BLOCK
JU PB2...
PB2
...
...
BE
ZAPIS TABELI WYJŚĆ
Rys. 7.13 Sposób organizacji wykonania programu w sterowniku S5
Tabela Wejść / Wyjść - w momencie startu programu, procesor sterownika odczytuje stany
sygnałów wejściowych ( wejść ) obecnych w sterowniku. Na
początku każdego cyklu, zostają zapamiętane stany wejść
prostego tabeli wejść ( Process Image Input Table) inaczej PII.
Podczas wykonywania programu prostego sterowniku, informacja prostego stanach wejść są
pobierane z PII. Procesor zapisuje rezultat operacji logicznych programu tymczasowo w
tabeli wyjść ( Process Image Output Table) PIQ prostego następnie wynik jest zapisywany na
wyjścia fizyczne (zwarcie i rozwarcie styków sterujących) po przetworzeniu ostatniej
instrukcji BE bloku OB1.
Tworzenie Bloku Organizacyjnego OB1
Block
New Block
( wpisujemy: OB1, segment 1)
; blok organizacyjny 1
JU PB1
BE
Następnie tworzymy blok podprogramu PB1
Block
 New Block
( wpisujemy: PB1, segment 1)
7.3. Przykłady realizacji programów sterowania logicznego w STL
Aby utworzyć program sterujący należy wykonać następujące czynności:
Z menu głównego wybieramy:
Block
New Block
( wpisujemy: OB1, segment 1)
; program sterujący 1
{ ....
... program ..
.... }
BE
Poniżej znajduje się przykład prostego programu realizującego iloczyn logiczny dwóch
zmiennych. Po naciśnięciu 2 przycisków 0 i 1 zostanie zapalona dioda nr 1.
A I 32.5 ; przycisk 0 wciśnięty
A I 32.6 ; przycisk 1 wciśnięty
= Q 32.0 ; dioda 1 zapalona
BE ; BLOCK END
Po zapisaniu programu sterującego, należy przestawić sterownik w tryb STOP i przesłać blok
programu OB1 do sterownika za pomocą polecenia TRANSMIT BLOCK w głównym oknie
programu S5.
Po prawidłowym przesłaniu programu, należy ustawić sterownik w tryb pracy RUN i
sprawdzić działanie programu.
Przykłady programów z opisami
Operacja AND-BEFORE-OR
Operacja ta ma za zadanie wykonania operacji logicznej AND przed wykonaniem operacji
logicznej OR. Poniżej przedstawiono schemat blokowy w języku CSF
I 32.0 STL
A I 32.0
I 32.1
&
A I 32.1
A I 32.2
I 32.2
O
A I 32.3
A I 32.4
>=1
I 32.3
O
&
A I 32.5
I 32.4
= Q 32.6
=
Q 32.6
I 32.5
Działanie programu:
- wyjście Q 32.6 zostanie uaktywnione ( 1 logiczna ) jeżeli:
- wejścia I 32.0 AND I 32.1 AND I 32.2 są załączone ( 1 logiczna )
- OR wejścia I 32.3 AND I 32.4 załączone
- OR wejście I 32.5 załączone
Operacja AND-BEFORE-OR
STL
I 32.0
A (
O I 32.0
I 32.1
>=1
O I 32.1
O I 32.2
I 32.2
)
A (
O I 32.3
& O I 32.4
I 32.3
)
>=
A I 32.5
I 32.4
= Q 32.6
= : BE
Q 32.6
I 32.5
Działanie programu:
- wyjście Q 32.6 zostanie uaktywnione ( 1 logiczna ) jeżeli:
- wejścia I 32.0 OR I 32.1 OR I 32.2 są załączone ( 1 logiczna )
- AND wejścia I 32.3 OR I 32.4 załączone
- AND wejście I 32.5 załączone
Uwaga: Aby operacja OR została wykonana przed AND należy OR umieścić w nawiasach.
RS LATCHING FUNCTION ( Zatrzask typu RS )
Funkcja RS Latch może posiadać 2 rodzaje priorytetów:
1) Priority setting (ważniejsze ustawienie)
A I 32.3
S Q 32.5
R
I 32.3
A I 32.4
R Q 32.5
I 32.4 Q 32.5
S Q NOP 0
2) Priority resetting(ważniejszy reset)
A I 32.0
R R Q 32.2
I 32.0
A I 32.1
R Q 32.2
I 32.1 Q 32.2
S Q
NOP 0
Uwaga: Instrukcja zaprogramowana jako ostatnia jest przetwarzana jako ostatnia.
FLAGI
W programach sterujących bardzo często wykorzystywane są flagi. Stosuje się je do
pamiętania pośrednich wyników działania programu. Podczas ustawiania flagi, jest ona
traktowana jak zwykłe wyjście. Korzystając z poprzedniego programu zostanie wykorzystana
flaga F 10.0 zamiast wyjścia.
F 10.0
A I 32.5
R F 10.0
R
I 32.5
A I 32.6
S F 10.0
I 32.6 Q 32.7
Q 32.7
S Q
=
BE
TIMERY
W aplikacjach przemysłowych niezb odliczanie czasu. Jest to
W aplikacjach przemysłowych niezbędne jest odmierzanie bądz
odliczanie czasu. Jest to
możliwe dzięki funkcji Timer ów. Timery są nieodzowne przy realizacji np. przejścia dla
Timer ów. nieodzowne przy realizacji np. przej
pieszych.
Sterownik S5-90U posiada 32. timery natomiast S5-95U posiada 128. Do ka
90U posiada 32. timery natomiast S5 95U posiada 128. Do każdego timera jest
przypisane 16 bitowe słowo w pami
przypisane 16 bitowe słowo w pamięci sterownika.
Najważniejsze zmienne określaj
niejsze zmienne określające Timer to:
KT  stała, liczba określająca ilość cykli. Czas cyklu jest określany poprzez wybór podstawy
ąca ilo lany poprzez wybór podstawy
czasu (dokładność):
0 = 0.01s
1 = 0.10s
2 = 1.00s
Poniżej przedstawiono przykłady zapisu stałych czasowych timera. Wszystkie stałe okre
ej przedstawiono przykłady zapisu stałych czasowych timera. Wszystkie stałe okre
ej przedstawiono przykłady zapisu stałych czasowych timera. Wszystkie stałe określają
odliczany czas 5 sekund. Ostatni zapis powoduje najdokładniejszy sposób odliczania czasu.
odliczany czas 5 sekund. Ostatni zapis powoduje najdokładniejszy sposób odliczania czasu.
KT 005.2
KT 050.1
KT 500.0
PULSE TIMER ( SP )
Wejście I 32.0 załącza timer T1. Wyj cie Q 32.0 jest ustawiane na  1 . Po odliczeniu stałej
cza timer T1. Wyjście Q 32.0 jest ustawiane na  1 . Po odliczeniu stałej
czasowej KT 050.1, wyjście Q 32.0 jest zerowanie (reset) cie jest repetowane gdy na
cie Q 32.0 jest zerowanie (reset). Wyjście jest repetowane gdy na
wejściu I 32.1 pojawi się  1 logiczna. Instrukcje :
 1 logiczna. Instrukcje :
L KT 050.1 ;
; załadowanie stałej czasowej (Load)
SP T1 ; uruchomienie timera
; uruchomienie timera
Poniżej graficznie przedstawiono działanie timera i kod w STL.
ej graficznie przedstawiono działanie timera i kod w STL.
ej graficznie przedstawiono działanie timera i kod w STL.
EXTENDED PULSE TIMER ( SE
EXTENDED PULSE TIMER ( SE )
Wejście I 32.0 uruchamia timer T1 oraz wyjście Q 32.0 jest ustawiane na  1 logiczną.
cie I 32.0 uruchamia timer T1 oraz wyj cie Q 32.0 jest ustawiane na  1 logiczn
Zadeklarowany czas jest odliczany, a nast cie jest resetowane  0 logiczne. W
Zadeklarowany czas jest odliczany, a następnie wyjście jest resetowane  0 logiczne. W
przypadku gdy na wejściu I 32.1 pojawi się  1 logiczna, wyjście jest resetowane.
ciu I 32.1 pojawi si ście jest resetowa
Najistotniejszą cechą omawianego timera jest to, iż kolejne wciśnięcie wejścia I 32.0
omawianego timera jest to, i śnięcie wej
powoduje rozpoczęcie odliczania na nowo. Poni ej graficznie została przedstawiona zasada
cie odliczania na nowo. Poniżej graficznie została przedstawiona zasada
działania timera.
SE T1 ; uruchomienie timera
T1
ON-DELAY TIMER ( SD )
( SD )
Timer z opóz
nionym załączeniem. Podobne działanie jak opisywane wcze
czeniem. Podobne działanie jak opisywane wcześ
czeniem. Podobne działanie jak opisywane wcześniej. Zasada
działania i sposób programowania w STL przedstawiono poni
działania i sposób programowania w STL przedstawiono poniżej.
SD T1 ; uruchomienie timera
T1
7.4. Opis stanowiska laboratoryjnego
Stanowisko laboratoryjne składa się z trzech zasadniczych elementów (Rys.7.13)
" Model windy
" Sterownik PLC SIMATIC S5  90U
" Programatora (komputer PC + pakiet STEP 5)
Złącze
LAB. RS232/TTY-Converter
SIMATICS5
MODEL
25 pin;9 pin
WINDY S5 - 90U
UKłAD STEROWANIA LOGICZNEGO
Rys. 7.14. Podstawowe elementy stanowiska laboratoryjnego
SILNIK ZESPÓA
NAP
DOWY
WYA

CZNIK KRAC
COWY
4
KONTAKTRON
3
PROWADNICA
2
ŻYA
KA
1
MAGNES
P
PANEL STEROWNICZY
CZ
ŚĆ RUCHOMA
PODSTAWA
Rys. 7.15. Laboratoryjny model windy
Część ruchoma porusza się po aluminiowych prowadnicach, napędzana jest silnikiem prądu
stałego o napięciu znamionowym 5V DC. Do redukcji obrotów i zwiększenia momentu
zastosowano przekładnię zębatą i slimakową. Przekładnia ślimakowa zapewnia
 samohamownie elementu ruchomego i pozwala wyeliminować przeciwwagę, która
zapobiegałaby bezwładnemu ruchowi w dół, przy braku napięcia zasilającego.
Mikrowyłączniki i kontaktrony oraz silnik są podłączone do panelu sterowniczego (Rys.
7.15.).
Przyciski części ruchomej
LED
4 4
3
3
2
1 2
P
1
PR F1 F2 C
P
Przyciski przywoławcze dla
poszczególnych położeń części
ruchomej
Rys. 7.16. Panel sterowniczy
Na panelu sterowniczym umieszczone są dwie sekcje przycisków, pierwsza to przyciski
części ruchomej, druga to przyciski przywoławcze dla poszczególnych położeń części
ruchomej. Przyciski te są połączone równolegle do i ich działanie polega na wpisaniu do
sterownika w jakich położeniach ma się zatrzymać część ruchoma. Przy przyciskach części
ruchomej znajdują się diody LED sygnalizujące kolejkę jaką ma do wykonania część
ruchoma. Panel sterowniczy jest połączony ze sterownikiem S5  90U poprzez złącza 25pin i
9pin.
Przyciski F1,F2,C nie mają zastosowania, ponieważ sterownik ma ograniczoną liczbę
wejść/wyjść. Wskaz
nik pozycji windy nie jest sterowany i nie jest zasilany.
Schemat elektryczny połączeń w układzie modelu sterowania windy jest przedstawiony na
Rys. 7.17.
brzęczyk
P1
kierunek ruchu
+24V
P2
nap. do silnika
+24V
K1
UL 7805
+24V
2 1
3 +24V
M
7*3k3
a
a
K2
f b
b
c
g
d
e
f
e c
h g
3k3 d
h
+24V
5*3k3
4
4
3
3
2
1
2
LED
P
1
P
kontaktrony
4
3
przyciski części
2
ruchomej i
Elementy na
1
przywoławcze
konstrukcji P
Panel sterowniczy
mechanicznej
P1, P2 - przekaz
niki dwupołożeniowe,
K1, K2 - mikroprzełączniki krańcowe ,
M - silnik DC 5V,
UL 7805 - stabilizator napięcia.
Rys. 7.17. Schemat połączeń układu sterowania modelem windy
Gniazda
25 pin
9 pin
Program sterujący ruchem modelu windy, składa się z bloku organizacyjnego OB1
i następujących bloków programowych:
" PB1  rozkład jazdy  P
" PB2  rozkład jazdy  1
" PB3  rozkład jazdy  2
" PB4  rozkład jazdy  3
" PB5  rozkład jazdy  4
" PB10  wczytanie przycisków i zapalenie odpowiednich LED
" PB15  ustawienie zegara piętra
" PB20  zgaszenie diody na piętrze
Możliwość podziału programu na bloki i segmenty (ogólnie moduły) jakie daje STEP 5,
znacznie ułatwia pisanie programu i pozwala tworzyć przejrzyste jednostki programowe.
Na Rys.7.18 zamieszczono schemat blokowy programu, realizującego postawione zadanie
sterowania logicznego, z uwarunkowaniami czasowymi.
START
PB10
Wczytanie przycisków przywoławczych
i zapalenie odpowiednich diód
PB15
Ustawienie zegara danego piętra i czekanie
TAK
Ustawienie kierunku
JeWeli stoi na "P"
Zatrzymanie
jazdy i uruchomienie
to skok do
silnika
silnika
PB1
NIE
Ustawienie kierunku
TAK
JeWeli stoi na "1"
Zatrzymanie
jazdy i uruchomienie
to skok do
silnika
silnika
PB2
NIE
TAK Ustawienie kierunku
JeWeli stoi na "2"
Zatrzymanie
jazdy i uruchomienie
to skok do
silnika
silnika
PB3
NIE
Ustawienie kierunku
TAK
JeWeli stoi na "3"
Zatrzymanie
jazdy i uruchomienie
to skok do
silnika
silnika
PB4
NIE
Ustawienie kierunku
JeWeli stoi na "4" TAK
Zatrzymanie
jazdy i uruchomienie
to skok do
silnika
silnika
PB5
NIE
PB20
Zgaszenie diody na danym piętrze
STOP
Rys.7.18. Schemat wykonania programu przez sterownik PLC
7.5. Instrukcja wykonania ćwiczenia
W trakcie wykonywania ćwiczenia należy
1. Zapoznać się z budową i parametrami technicznymi stanowiska uruchomieniowego,
programem użytkowym (dokładnie z obsługą sterownika S5-90U oraz pobieżnie z
obsługą programowania STEP5)
2. Napisać w przedstawieniu STL przykłady znajdujące się w niniejszej instrukcji oraz
sprawdzić poprawność ich działania korzystając z symulatora sterownika, oraz zapisując
program do sterownika.
3. Napisać w przedstawieniu STL i zapamiętać alternatywnie program:
a. Realizujący na wybranym wyjściu sterownika sumę logiczną stanów trzech
wybranych wejść
b. Realizujący na wybranym wyjściu sterownika pojawienie się w liczbie 3 bitowej
więcej niż jednej jedynki
4. Sprawdzić funkcję działania napisanego programu wykorzystując do tego celu symulator
stanów elementów wyjściowych układu sterowania oraz dostępne w STEP 5 narzędzia
programowego testowania.
5. Napisać program sterujący dla laboratoryjnego modelu windy.
6. Uruchomić program sterowania modelem windy, wczytując go z PC, do wyzerowanej
pamięci sterownika Sprawdzić prawidłowość funkcjonowania urządzenia, zwracając
szczególną uwagę na funkcjonowanie jego elementów wejściowych (czujników),
elementów wykonawczych, jak również prześledzić zachowanie się sterownika.
LITERATURA:
1. A. Niederliński: Systemy komputerowe automatyki przemysłowej. T. l - Sprzęt i oprogramowanie.WNT, W-wa 1984
2. J. Strzelecki: Uniwersalne systemy sterowania maszyn i urządzeń. WKA
, W-wa 1982
3. K. Grandek, R. Rójek: Mikroprocesorowe sterowniki programowalne. Wyd. WSI Opole, Opole 1991
4. J. Kostro: Elementy, urządzenia i układy automatyki. W-wa 1994
5. W. Boroń: Sterowniki programowalne wczoraj, dzisiaj i jutro. Pomiary-Automatyka-Kontrola 1/92
6. Cykl artykułów nt. "Sterowniki programowalne rodziny SIMATIC S5". Elektronika Praktyczna 1994
7. Czasopisma: Maszyny, Technologie, Materiały-Technika Zagraniczna. Wyd. SIGMA, Pomiary, Automatyka, Robotyka
8. Firmowe materiały informacyjne, katalogi, instrukcje itp.