A U T O M A T Y K A
Sterowniki programowalne PLC
Podstawy, część 4
modułu wejściowego PLC. Lampka pod-
łączona jest do modułu wyjściowego.
Sterownik CPU nieustannie sprawdza
Przełącznik
Lampka
bistabilny stany wejśĘ. Kiedy wykryje otwarty
przełącznik na wejściu I0.0, ustawia na
PLC
wyjÅ›ciu Q0.0 logiczne ì0î. Lampka po-
zostaje wyÅ‚Ä…czona. Po wciÅ›iniÍciu prze-
Rys. 47.
Å‚Ä…cznika na wyjÅ›ciu Q0.0 pojawia siÍ
PrzykÅ‚ady aplikacji logiczna ì1î, zapalajÄ…ca Å‚arÛwkÍ. Pro-
WÅ‚Ä…cznik gram pracy sterownika w postaci gra-
Aby wyjaÅ›niĘ dziaÅ‚anie sterownika ficznej i listingÛw przedstawiamy na
programowalnego, wykorzystany zosta- rys. 51 i 52.
nie prosty ukÅ‚ad z lampkÄ… i rÍcznym
przełącznikiem. W przykładzie przed-
Tab. 3. Zakresy przetwarzania sygnałów
stawionym na rys. 47 lampka jest wy-
analogowych przez moduły EM231 i 235.
łączona jeśli przełącznik jest otwarty,
a zapalona kiedy przełącznik jest za- Moduł wejść Analogowy moduł
analogowych EM231 mieszany EM235
mkniÍty.
3 wejścia 3 wejścia
analogowe analogowe
Zakresy Zakresy
0..5VDC unipo- bipo-
W przedostatniej czÍÅ›ci
0..10VDC larne larne
Kontrolka
0..20mA 0..50mV Ä…25mV
naszego kursu
0..100mV Ä…50mV
0..500mV Ä…100mV
przedstawiamy dwa proste
0..1V Ä…250mV
przykłady aplikacji 0..5V ą500mV
0..10V Ä…1V
sterownikÛw PLC oraz
0..20mA Ä…2,5V
Ä…5V
przybliłamy zagadnienia
zwiÄ…zane ze stosowaniem
Starter silnika
analogowych wejśĘ i wyjśĘ
Kolejny, nieco bardziej zaawanso-
w systemach sterowania. wany, przykład wykorzystania sterow-
nika, to układ uruchamiający i zatrzy-
Prezentowane w artykule
Przełącznik
mujÄ…cy silnik elektryczny. Schemat
aplikacje wzbogacono
z rys. 53 ilustruje, jak standardowo ste-
Rys. 48.
ruje siÍ pracÄ… silnika za pomocÄ… dwÛch
przykładami prostych
Aby zrealizowaĘ to zadanie, prze- przyciskÛw. Starter silnika M jest wÅ‚Ä…-
programÛw napisanych
łącznik mołna podłączyĘ do wejścia czony szeregowo z normalnie otwartym
w jÍzyku drabinkowym. PLC pomiÍdzy zacisk wejÅ›ciowy I0.0 przyciskiem Start, normalnie zamkniÍ-
tym przyciskiem Stop i normalnie za-
mkniÍtymi stykami przekaünika prze-
Przełącznik
CPU
ciÄ…Å‚eniowego OL.
bistabilny
I0.0 0.0
Lampka
Chwilowe wciÅ›niÍcie przycisku
WejS
cie WyjS
cie Start zamyka obwÛd przepÅ‚ywu prÄ…du
(rys. 54) i pobudza stycznik silnika M.
ZaÅ‚Ä…czone zostajÄ… styki gÅ‚Ûwne M i sty-
ki pomocnicze Ma (pomocnicze styki
Rys. 49.
umieszczone w obwodzie podtrzyma-
nia). Kiedy przycisk Start zostanie
Przełącznik
bistabilny Lampka
zwolniony, podtrzymanie zasila cew-
CPU
I0.0 0.0
kÍ stycznika M poprzez styki pomoc-
nicze Ma.
WejS
cie WyjS
cie
Silnik bÍdzie pracowaÅ‚ do momen-
tu, kiedy normalnie zamkniÍty przycisk
I0.0
Rys. 50. ADDR INSTRUKCJA
0.0
NETWORK 1
1
0 LD I0.0
a 24VDCzasilania PLC. Natomiastlamp-
2 = Q0.0
kÍ naleÅ‚y podÅ‚Ä…czyĘ do zacisku wyj-
NETWORK2
ściowego Q0.0 i 24 VDC PLC (rys. 48).
2 MEND 4 MEND
Na rys. 49 i 50 przedstawiono ob-
sÅ‚ugiwanÄ… przez sterownik sekwencjÍ
Rys. 51.
zdarzeÒ. PrzeÅ‚Ä…cznik podÅ‚Ä…czony jest do
Elektronika Praktyczna 4/2000
32

A U T O M A T Y K A
nika) podłączony jest do 3 wejścia W momencie uruchomienia silnika
I0.0 0.0 ADDR INSTRUKCJA
NETWORK 1
(I0.2) (rys. 57). Wejście 1 (I0.0), wej- przez PLC, wyjście 1 (Q0.0) jest w wy-
1
0 LD I0.0
ście 2 (I0.1) i wejście 3 (I0.2) są sokim stanie logicznym. Normalnie ot-
2 = Q0.0
poÅ‚Ä…czone w ukÅ‚ad realizujÄ…cy funkcjÍ warte styki Q0.0 w obwodzie 2 sÄ… teraz
NETWORK2
AND i sÄ… wykorzystane do sterowania przeÅ‚Ä…czone na logicznÄ… ì1î (zamkniÍ-
2 MEND 4 MEND
wyjÅ›ciem Q0.0. Stan wejÅ›cia I0.1 jest te) i wyjÅ›cie 2 (Q0.1) zaÅ‚Ä…cza lampkÍ
logicznÄ… ì1î, poniewaÅ‚ normalnie za- START. NormalniezamkniÍtestyki Q0.0
Rys. 52.
mkniÍty przycisk Stop (NC) jest za- w obwodzie 3 przeÅ‚Ä…czajÄ… siÍ na logicz-
mkniÍty. Stan I0.2 jest logicznÄ… ì1î, ne ì0î (otwarte), a lampka wskaünika
OL
M
T1
L1
poniewaÅ‚ normalnie zamkniÍte (NC) STOP podÅ‚Ä…czona do wyjÅ›cia 3 (Q0.2)
M OL
T2
styki przekaünika przeciÄ…Å‚eniowego sÄ… jest teraz wyÅ‚Ä…czona (rys. 62).
L2
Silnik
OL
M zamkniÍte. Dodatkowo, rÛwnolegle do
L3
T3
styku I0.0 podÅ‚Ä…czony jest styk Q0.0 WyÅ‚Ä…cznik kraÒcowy
Start symbolizujący stan wyjścia Q0.0. Sta- Aplikacja mołe byĘ dalej rozszerza-
OL
Stop
nowi on obwÛd podtrzymania. Stycz- na przez dodanie wyÅ‚Ä…cznika kraÒcowe-
nik silnika podłączony jest do zacis- go z normalnie otwartymi stykami do
Rys. 53. Ma kÛw wyjÅ›cia Q0.0. wejÅ›cia 4 (I0.3). WyÅ‚Ä…cznik kraÒcowy
Kiedy przycisk Start zostaje wciś- mołe byĘ wykorzystany do zatrzymania
OL
M niÍty, CPU odbiera logicznÄ… ì1îz wej- silnika lub zabezpieczenia silnika przed
T1
L1
ścia 1 (I0.0). Wszystkie trzy wejścia są przypadkowym uruchomieniem. Osłona
M OL
T2
L2
Silnik
teraz logicznymi ì1î. CPU wysyÅ‚a lo- silnika lub jego dodatkowego wyposa-
OL
M
L3 gicznÄ… ì1î do wyjÅ›cia 1 (Q0.0). Stycz- Å‚enia mogÄ… byĘ kontrolowane przez wy-
T3
nik silnika zostaje pobudzony i silnik Å‚Ä…cznik kraÒcowy. JeÅ›li osÅ‚ona zostanie
Start
OL uruchamia siÍ (rys. 58). otwarta, to normalnie otwarte styki LS1
Stop
Kiedy przycisk Start zostanie wciś- podłączone do wejścia 4 (I0.3) zostaną
niÍty (rys. 59), stan wyjÅ›cia 1 (Q0.0) otwarte i silnik nie bÍdzie mÛgÅ‚ byĘ
Rys. 54. rÛwna siÍ ì1î i w nastÍpnym obiegu uruchomiony (rys. 63).
Ma
normalnie otwarty styk Q0.0 bÍdzie za- Kiedy osÅ‚ona zostanie zamkniÍta,
mkniÍty, przez co wyjÅ›cie Q0.0 pozo- normalnie otwarte styki wyÅ‚Ä…cznika
stanie zaÅ‚Ä…czone, nawet jeÅ›li przycisk kraÒcowego (LS1) zamknÄ… siÍ. Na wej-
Startzostaniezwolniony. Silnik bÍ-
Start (NO)
dzie kontynuowaÅ‚ pracÍ do mo-
I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0
mentu wciÅ›niÍcia przycisku Stop Q0.0 do silnika
I0.0
Stop (NC)
Stycznik
(rys. 60). WejÅ›cie 2 (I0.1) bÍdzie
Obwód 1 silnika
teraz logicznym ì0î. CPU wyÅ›le I0.1
OL
ì0î do wyjÅ›cia 1 (Q0.0). Silnik siÍ Q0.0
Rys. 55.
I0.2
wyłączy.
MEND
Obwód 2
Kiedy przycisk Stop zostanie
Stop zostanie wciÅ›niÍty (rys. 55) lub zwolniony, funkcja logiczna I0.1 WejS
cia CPU WyjS
cia
przekaünik przeciÄ…Å‚eniowy otworzy sty- ponownie bÍdzie prawdÄ… i obwÛd
Rys. 57.
ki OL przerywajÄ…c obwÛd przepÅ‚ywu bÍdzie gotowy do ponownego uru-
Start (NO)
prÄ…du do stycznika M. chomienia silnika przyciskiem
I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0
Realizacja sterowania z wykorzysta- Start.
Q0.0 do silnika
I0.0
niem sterownika PLC wyglÄ…da nastÍpu-
Stop (NC)
Stycznik
Obwód 1 silnika
jÄ…co (rys. 56): normalnie otwarty przy- Rozszerzenie aplikacji
I0.1
cisk Start podłączony jest do 1 wejścia Lampki kontrolne
OL
Q0.0
(I0.0), normalnie zamkniÍty przycisk Prezentowana aplikacja moÅ‚e
I0.2
MEND
Stop podłączonyjest do 2 wejścia(I0.1) byĘ łatwo rozszerzona, np. poprzez
Obwód 2
oraz normalnie zamkniÍty styk prze- dodanie lampek kontrolnych dla
WejS
cia CPU WyjS
cia
kaünika przeciÄ…Å‚eniowego (ochrona sil- warunkÛw START i STOP. W tym
Rys. 58.
przykÅ‚adzie lampka wskaünika
START podłączona jest do wyjścia
Start (NO)
I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0
2 (Q0.1), a lampka wskaünika
Q0.0 do silnika
Stycznik silnika I0.0
STOP do wyjścia 3 (Q0.2)
Stop (NC)
Stycznik
(rys. 61). Obwód 1 silnika
I0.1
Normalnie otwarte
OL
Q0.0
Q0.0 (wyjście 1) podłą-
I0.2
MEND
czonejest w obwodzie 2 do
Obwód 2
wyjścia 2 (Q0.1), a normalnie
WejS
cia CPU WyjS
cia
Silnik
zamkniÍty styk Q0.0 podÅ‚Ä…-
WyjS
cia
Rys. 59.
Lampki kontrolne
czony jest do wyjścia 3 (Q0.2)
w obwodzie 3. W stanie Stop wyj-
Start (NO)
I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0
ście 1 (Q0.0) jest otwarte. Normal-
Q0.0 do silnika
I0.0
nie otwarte styki Q0.0 w obwodzie
Stop (NC)
Stycznik
2sÄ… otwarte,a lampka START pod-
Obwód 1 silnika
WejS
cia
I0.1
łączona do wyjścia 2 (Q0.1) jest
OL
Q0.0
wyÅ‚Ä…czona. Normalnie zamkniÍty
I0.2
styk A w sieci 3 jest zamkniÍty, MEND
Obwód 2
Start
Wyłącznik krańcowy
Stop
a lampka STOP podłączona do wyj-
WejS
cia CPU WyjS
cia
Przyciski
Å›cia 3 (Q0.2) Å›wieci siÍ.
Rys. 56. Rys. 60.
Elektronika Praktyczna 4/2000
33

A U T O M A T Y K A
Start (NO)
I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0
Q0.0 do silnika
I0.0
Stop (NC)
Stycznik
Obwód 1 silnika
I0.1
Q0.1 Kontrolka START
OL
Q0.0
Q0.1
Q0.0
I0.2
Q0.2 Kontrolka STOP
Obwód 2
Q0.2
Q0.0
WejS
cia WyjS
cia
Obwód 3
MEND Rys. 66.
Obwód 4
CPU
ście 4 (I0.3) zostanie ustawiona przetwornika pomiarowego. W przykła-
Rys. 61.
logiczna ì1î i silnik bÍdzie mÛgÅ‚ dzie z rys. 65 do przetwornika pomia-
byĘ uruchomiony przyciskiem rowego podłączony jest czujnik wago-
Start (NO)
I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0
Start (rys. 64). wy. Przetwornik pomiarowy jest urzÄ…-
Q0.0 do silnika
I0.0
Program PLC moÅ‚e byĘ roz- dzeniem, ktÛre odczytuje zmieniajÄ…cy
Stop (NC)
Stycznik
budowywany o wiele dodatko- siÍ sygnaÅ‚ z czujnika i przetwarza go na
Obwód 1 silnika
I0.1
wych zastosowaÒ komercyjnych standardowe zmienne napiÍcie lub prÄ…d
Q0.1 Kontrolka START
OL
Q0.0
Q0.1 i przemysłowych. Dla zdalnej wyjściowy. W tym przykładzie prze-
Q0.0
I0.2
Q0.2 Kontrolka STOP pracy dodane mogą byĘ dodat- twornik pomiarowy przetwarza wartośĘ
Obwód 2
kowe lampki wskaünikÛw lub ciÍÅ‚aru na sygnaÅ‚ napiÍciowy w zakre-
Q0.2
Q0.0
WejS
cia WyjS
cia
przyciski Start/Stop. PodÅ‚Ä…czyĘ sie 0..10 VDC dla zakresu ciÍÅ‚aru
Obwód 3
moÅ‚na takÅ‚e Å‚Ä…czniki kraÒcowe 0..500kg. WyjÅ›cie sygnaÅ‚u z przetworni-
ograniczajÄ…ce przestrzeÒ roboczÄ… ka pomiarowego podÅ‚Ä…czonejest do wej-
MEND
Obwód 4
napÍdzanego urzÄ…dzenia. Zasto- Å›cia przetwornika analogowo-cyfrowe-
sowania ograniczone sÄ… tylko go.
CPU
Rys. 62. przez liczbÍ wejśĘ/ wyjśĘ i wiel- PrzykÅ‚ad zastosowania wejÅ›cia ana-
kośĘ dostÍpnej pamiÍci PLC. logowego przedstawia rys. 66. Paczki,
Start (NO)
po ich napeÅ‚nieniu przesuwajÄ…ce siÍ
I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0
Q0.0 do silnika Wejścia i wyjścia wzdłuł taśmociągu, są wałone. Paczka,
I0.0
Stop (NC)
Stycznik
analogowe ktÛra ma okreÅ›lonÄ… wagÍ, kierowanajest
Obwód 1 silnika
Sterowniki programowalne na jednÄ… Å›cieÅ‚kÍ taÅ›mociÄ…gu. Paczki,
Q0.1 Kontrolka START
OL
Q0.0 PLC obsÅ‚ugujÄ…takÅ‚esygnaÅ‚yana- ktÛre waÅ‚Ä… mniej kierowane sÄ… na drugÄ…
Q0.1
Q0.0
I0.2
logowe. Typowe sygnaÅ‚y analo- Å›cieÅ‚kÍ taÅ›mociÄ…gu, gdzie sÄ… ponownie
Q0.2 Kontrolka STOP
Obwód 2
gowe mieszczÄ… siÍ w zakresach kontrolowane dla sprawdzenia popra-
LS1
Q0.2
Q0.0
I0.3 WyjS
cia 0..10VDC lub 4..20mA. Sygnały wności zawartości.
Obwód 3 analogowe uływane są do przed-
stawianiazmieniajÄ…cychsiÍ war- WyjÅ›cia analogowe
WejS
cia
MEND
toÅ›ci, takich jak prÍdkośĘ, tem- WyjÅ›cia analogowe wspÛÅ‚pracujÄ…
Obwód 4
peratura, ciÍÅ‚ar i poziom. CPU z urzÄ…dzeniami obiektowymi, sterowa-
CPU
nie analizuje tych sygnaÅ‚Ûw nymi ciÄ…gÅ‚ymi wartoÅ›ciami napiÍcia
Rys. 63.
w postaci analogowej, lecz prze- lub prądu. Wyjścia analogowe mogą
ksztaÅ‚ca je do postaci cyfrowej. byĘ wykorzystane jako ürÛdÅ‚a sygnaÅ‚u
Start (NO)
I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0
Wykorzystany jest tu przeksztaÅ‚- dla rejestratorÛw, elektrycznych napÍ-
Q0.0 do silnika
I0.0
cajÄ…cy sygnaÅ‚y z wejśĘ analogo- dÛw silnikÛw, miernikÛw analogowych
Stop (NC)
Stycznik
wych moduÅ‚ przetwornika o roz- i regulatorÛw ciÅ›nienia (rys. 67). Po-
Obwód 1 silnika
dzielczoÅ›ci 12 bitÛw. WartoÅ›ci dobnie jak wejÅ›cia analogowe, wyjÅ›cia
Q0.1 Kontrolka START
OL
Q0.0
cyfrowe transmitowane sÄ… z mo- analogowe podÅ‚Ä…czane sÄ… do urzÄ…dzeÒ
Q0.1
Q0.0
I0.2
dułu konwertera do CPU do dal- sterowanych przez dodatkowe prze-
Q0.2 Kontrolka STOP
Obwód 2
LS1 szego wykorzystania w progra- tworniki wyjściowe. Przetwornik po-
Q0.2
Q0.0
I0.3 WyjS
cia
mie. W sterownikach serii S7- biera z wyjścia standardowy sygnał na-
Obwód 3
200 dostÍpne sÄ… dwa analogowe piÍciowy lub prÄ…dowy i zaleÅ‚nie od
WejS
cia
moduÅ‚y rozszerzajÄ…ce. ModuÅ‚ wymagaÒ - wzmacnia, tÅ‚umi lub zamie-
MEND
Obwód 4
wejśĘ analogowych EM231 po- nia na inny sygnaÅ‚, ktÛry steruje urzÄ…-
siada 3 wejścia analogowe. Mo- dzeniem. Na przykład sygnał 0..10VDC
CPU
duÅ‚ mieszany EM235 posiada 3 steruje wskaünikiem analogowym o za-
Rys. 64.
wejścia analogowe oraz 1 wyj- kresie 0..500kg.
ście analogowe. AC
W tab. 3 przedstawiono za-
kresy sygnaÅ‚Ûw wejÅ›ciowych ArtykuÅ‚ opracowany na podstawie
i wyjÅ›ciowych dla moduÅ‚Ûw ana- podrÍcznika ìPodstawy sterownikÛw
logowych. Zakresy wybierane sÄ… programowalnych PLCî firmy Siemens.
Przetwornik pomiarowy poprzez przełączniki konfigura-
cyjne znajdujÄ…ce siÍ na module.
Przetwornik wyjS
ciowy
wzmacniacz wejS
cie Analogowy wskax
nik
wzmacniacz
ciężaru
pomiarowy analogowe PLC
wyjS
ciowy
Wejścia analogowe
WyjS
cie
Napięcie - Ciężar
0-10 VDC analogowe PLC
Czujnik obiektowy, ktÛry wy-
50 KG = 1 VDC
100 KG = 2 VDC
konuje pomiary zmieniajÄ…cej siÍ
0 - 10 VDC
200 KG = 4 VDC
wartości, podłączany jest do
400 KG = 8 VDC
Rys. 65. Rys. 67.
500 KG = 10 VDC
Elektronika Praktyczna 4/2000
34