Uniwersytet Technologiczno – Przyrodniczy im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy

Wydział Inżynierii Mechanicznej

Ćwiczenia z przedmiotu:

Automatyka

Temat:

Sterowniki PLC – Układy logiczne

Liczniki

Układy z pamięcią

Timery

Wykonał:

Wojciech Stachowski | Transport S.

Łukasz Bronk Semestr IV

Grupa A

r.a 2011/2012

Temat:

Sterowniki PLC – Układy logiczne

1. Wiadomości wstępne:

Sterowniki PLC są urządzeniami wszechstronnymi i zwartymi bazującymi na standardowej architekturze mikroprocesorowej stosowanymi do sterowania maszyn i procesów. Są one zaprojektowane, aby ich programowanie i utrzymanie było proste. Systemy PLC wymieniły starą logikę przekaźników.

Rozwój systemów programowalnych sterowników logicznych rozpoczął się na początku lat siedemdziesiątych i trwa do dziś. Na świecie istnieje ponad 100 liczących się firm produkujących kilkaset modeli sterowników PLC. Największe znaczenie w produkcji i zastosowaniu mają USA, Niemcy, Japonia i Francja. Większość firm produkuje sterowniki w różnych klasach wielkości, z bogatym wyposażeniem wspomagającym programowanie, testowanie i uruchamianie systemów. Istotnym zagadnieniem jest szybkie uzyskiwanie prawidłowo działających programów.

Sterowniki spełniają szereg dodatkowych wymagań, których nie spełniają komputery biurowe. Zaostrzone wymagania dotyczą zakresu temperatury pracy, wilgotności, odporności na drgania i wstrząsy, zapylenie itp.

W systemach sterowania stosowany jest różny sprzęt komputerowy. Zwykle najniższy poziom struktury sterowania bazuje na sterownikach programowalnych. W krajach wysoko uprzemysłowionych programowalne sterowniki logiczne PLC (Programmable Logic Controllers) są podstawowym środkiem sterownia i automatyzacji wszelkiego typu maszyn i urządzeń technologicznych o binarnej strukturze funkcjonowania, takich jak obrabiarki, prasy wtryskarki tworzyw sztucznych, linie zgrzewania, urządzenia do transportu technologicznego, urządzenia do pakowania, urządzenia malarskie i galwanizerskie, urządzenia mieszająco - dozujące, sortujące, ważące, itp. Stosuje się je także do automatyzacji całych procesów technologicznych w hutnictwie, energetyce, przemyśle spożywczym, chemicznym, materiałów budowlanych itp.

1. Zalety i wady systemów PLC:

Zalety:

• znaczny wzrost wydajności w porównaniu z logiką przekaźników,

• większa niezawodność,

• mniejsze wydatki na utrzymanie ze względu na brak części poruszających się,

• małe wymiary,

• małe koszty.

Wady:

• wykrywanie błędów bardziej złożone niż w systemach przekaźnikowych,

• awaria PLC może całkowicie zatrzymać sterowany proces, w konwencjonalnych awaria zakłócała sterowany proces,

• zewnętrzne zakłócenia mogą wpływać na zawartość pamięci PLC.

1. Treść zadania:

Zadanie 4

Napisać program, który umożliwi zamianę liczby załączanych przycisków P1, P2, P3 na numer zapalanej

żarówki Z1, Z2 lub Z3 (np. gdy załączymy dwa dowolne przyciski, to fakt ten powinien zostać

zasygnalizowany zapaleniem żarówki Z2).

1. Lista zmiennych:

Adres	Nazwa	Komentarz
%IX0.0	P1	Przycisk 1
%IX0.1	P2	Przycisk 2
%IX0.2	P3	Przycisk 3
%QX0.0	Z3	Żarówka 3
%QX0.1	Z2	Żarówka 2
%QX0.2	Z1	Żarówka 1

1. Program w języku drabinkowym LD

• Układ zapalający jedną żarówkę:

• Układ zapalający drugą żarówkę:

• Układ zapalający trzecią żarówkę:

1. Uwagi:

Podczas programowania sterownika została zamieniona kolejność zapalania żarówki pierwszej na trzecią oraz trzeciej na pierwszą.

Temat:

Sterowniki PLC – Liczniki

1. Wstęp teoretyczny:

Liczniki- Counters - Funkcje umożliwiające zliczanie impulsów w sterownikach PLC . Mogą to być impulsy pochodzące z obiektu podłączone do wejść sterownika , ale również generowane wewnętrznie w programie . We wszystkich licznikach wartość początkowa CV ( wartość aktualna ) wynosi "0" i dopiero przepisanie wartości - wykonanie polecenia powoduję zmianę tego stanu. Liczniki są jednymi z podstawowych funkcji w sterownikach PLC i wykorzystywane są w różnorodny sposób , często w powiązaniu z komparatorami.

• CTD - CounT Down - Licznik zliczający w dół

CD - Count Down - wejście zliczające impulsy - typ danej BOOL
LPV - Load Preset Value - załadowanie wartości początkowej - typ danej BOOL
PV - Preset Value - Nastawiana wartość początkowa licznika - typ danej WORD
Q - wyjście sygnalizujące osiągnięcie przez licznik wartości "0" - typ danej BOOL
CV - Current Value - aktualna wartość licznika - typ danej WORD

Działanie : Po podaniu sygnału na wejście LPV bloku, zostanie przepisana wartość z wejścia PV ( wartość nastawy ) do licznika , następnie każdy impuls podawany na wejście CD spowoduje zmniejszenie wartości licznika o "1" co będzie widoczne na wyjściu CV ( wartość aktualna). Wyjście Q zostanie ustawione na "1" w momencie gdy wartość CV osiągnie wartość równą lub mniejszą od "0" czyli licznik doliczy do zadanej ilości impulsów .

• CTU - CounT UP - Licznik zliczający w górę

CU - Count UP - wejście zliczające impulsy (BOOL)
R - Reset - kasowanie licznika (BOOL)
PV - Preset Value - Nastawiana wartość licznika (WORD)
Q - wyjście sygnalizujące osiągnięcie przez licznik nastawionej wartości ( BOOL )
CV - Current Value ( WORD) - aktualna wartość licznika .

Działanie : Po podaniu sygnału na wejście zliczające CU wartość licznika zostaje zwiększona o "1" . Wyjście Q zostanie ustawione na "1" w chwili gdy wartość aktualna licznika CV przekroczy wartość nastawioną PV . W odróżnieniu od licznika zliczającego w dół wartość nastawiana PV przepisywana jest w licznik " automatycznie" w momencie jego wywołania. Wejście R ( Reset) służy do kasowania wartości aktualnej licznika do "0" w momencie pojawienia się na nim sygnału "1"

• CTUD - CounT Up Down - Licznik zliczający w górę i w dół

CU - Count Up - wejście zliczające impulsy w góre -dodaj- (BOOL)
CD - Count Down - wejście zliczające impulsy w dół -odejmuje- (BOOL)
LPV - Load Preset Value - załadowanie wartości początkowej (BOOL)
R - Reset - kasowanie licznika (BOOL)
PV - Preset Value - Nastawiana wartość licznika (WORD)
QU - wyjście sygnalizujące osiągnięcie przez licznik nastawionej wartości ( BOOL )
QD - wyjście sygnalizujące osiągnięcie przez licznik wartości "0" ( BOOL )
CV - Current Value ( WORD) - aktualna wartość licznika .

Działanie :Po podaniu sygnału na wejście zliczające CU wartość licznika zostaje zwiększona o "1" , podanie sygnału na wejście CD powoduje zmniejszenie wartości licznika o "1" . Wyjście QU zostanie ustawione na "1" w chwili gdy wartość aktualna licznika CV przekroczy wartość nastawioną PV , wyjście QD zostanie ustawione na "1" dla wartości aktualnej licznika równej "0" .W momencie pojawienia się "1" na wejściu LPV zostanie załadowana wartość początkowa ustawiana na wejściu PV . Wejście R ( Reset) służy do kasowania wartości aktualnej licznika do "0" bez względu na pozostałe warunki.

Należy w tym przypadku pamiętać o cykliczności pracy sterownika PLC tzn odczyt wejść -> wykonanie programu -> ustawienie wyjść . Wykonywanie programu trwa określony czas i mimo , że jest on bardzo krótki to w przypadku liczników bardzo istotny Liczniki odczytują zmianę stanu wejścia z 0 na 1 czyli zbocze narastające sygnału , tak że stan sygnału wejściowego musi zmienić się z powrotem na "0" aby "zaliczony" został kolejny impuls .

1. Treść zadania:

6.1 Zadanie 1

Każde wciśnięcie przycisku I1 powoduje zwiększenie wartości licznika o 1. Po odliczeniu 5 impulsów sygnał wyjściowy licznika jest doprowadzany do wyjścia Q0.0 (zapalenie diody O1). Dalsze załączanie sygnału I1 powoduje dalsze zliczanie impulsów przez licznik. Wciśnięcie przycisku I2 powoduje zresetowanie licznika. Jeśli licznik zostanie zresetowany przed odliczeniem pięciu sygnałów dioda O1 nie zaświeci się dopóki na wejście licznika nie zostanie podany kolejnych pięć impulsów. Podobnie jest w liczniku DNCTR, tylko że ten licznik odlicza impulsy w dół od wartości zadanej PV do zera i załącza sygnał wyjściowy. Dalsze załączanie sygnału wejściowego do licznika nie zmienia wartości bieżącej w liczniku.

1. Lista zmiennych:

Adres	Nazwa	Komentarz
%IX0.0	wejs	Sygnał wejściowy
%QX0.0	wyj 1	Sygnał wyjściowy
%IX0.2	wej 2	Sygnał wejściowy
%IX0.1	LOAD 1	Załadowanie wartości licznika
%QX0.1	wyj 2	Sygnał wyjściowy
	stanlicznika1	Stan pierwszego licznika
	stanlicznika2	Stan drugiego licznika
%IX0.1	RESET1	Resetowanie licznika

1. Program w języku drabinkowym LD:

1. Treść zadania:

7.1 Zadanie 1

Napisać program na licznik impulsów przychodzących do wejścia I1. Licznik ma liczyć do 5 (zaświeci się dioda O1). Kolejne wciśnięcie przycisku I1 zresetuje stan licznika. Licznik można w dowolnym momencie wyzerować wciskając przycisk I2 (Reset).

1. Lista zmiennych:

Adres	Nazwa	Komentarz
%IX0.0	Wej1	Sygnał wejściowy
%QX0.0	Wyj 1	Sygnał wyjściowy
%IX0.0	Wej 2	Sygnał wejściowy
%IX0.1	LOAD 1	Załadowanie wartości licznika
%QX0.1	wyj 2	Sygnał wyjściowy
	stanlicznika1	Stan pierwszego licznika
	stanlicznika2	Stan drugiego licznika
%IX0.1	RES1	Wyzerowanie licznika
	Kasuj	Resetowanie licznika

1. Program w języku drabinkowym LD:

Temat:

Sterowniki PLC – Układy z pamięcią

1. Treść zadania:

7.1 Zadanie 1

Załączenie dowolnego z trzech wejść spowoduje załączenie odpowiadających im wyjść. Wyłączenie danego sygnału wejściowego spowoduje wyłączenie odpowiadającego mu wyjścia Q. Układ powinien zapamiętać stan, gdy załączone są wszystkie trzy wejścia jednocześnie. Potwierdzeniem wcześniejszego załączenia wszystkich trzech sygnałów wejściowych będzie automatyczne załączenie się wyjścia Q4 gdy wyłączone zostaną wszystkie sygnały wejściowe. Sygnał z przycisku I4 kasuje układ pamięci (Marker).

1. Lista zmiennych:

Adres	Nazwa	Komentarz
%IX0.0	I1	Przycisk I1
%IX0.1	I2	Przycisk I2
%IX0.2	I3	Przycisk I3
%IX0.3	I4	Przycisk I4
%QX0.0	01	Wyjście Q1
%QX0.1	02	Wyjście Q2
%QX0.2	03	Wyjście Q3
%QX0.3	04	Wyjście Q4
Marker1		Zmienna wewnętrzna

1. Program w języku drabinkowym LD

• Załączony sygnał wejścia I1

• Załączone sygnały wejść I1, I2 oraz I3

• Załączony sygnał wejściowy I4 (reset)

• Marker

Temat:

Sterowniki PLC – Timery

Zadanie 1

Żarówka Q1 zapali się po 5 sekundach od momentu włączenia przycisku I1. Po wyłączeniu przycisku Q1 żarówka Z1 zgaśnie.

Zadanie 2

Wciśniecie przycisku I2 zapali żarówkę Q2 na 20 sekund. Żarówkę Q2 można wyłączyć w dowolnej chwili wyłączając przycisk I2.

Zadanie 3

Po wciśnięciu przycisku I3 program realizuje świecenie żarówki Q3 w następującym cyklu: przerwa – 3 sekunda ; świecenie – 3 sekundy; przerwa – 3 sekunda; ...

Zadanie nr 7.1

Zadanie 1

Żarówka Q1 jest zapalana po wciśnięciu przycisku I1. Żarówka pali się przez 5 sekund bez względu na stan przycisku I1.

Zadanie przedstawione za pomocą sterownika IndraControl L10

Wnioski

Po zbudowaniu i przetestowaniu układu można stwierdzi że zadanie wykonane zostało w sposób poprawny.