plik


��Urzdzenia Automatyki Sterownik Programowalny SIEMENS SIMATIC S7-200 1. WPROWADZENIE Sterowniki programowalne to urzdzenia przeznaczone pierwotnie gB�wnie do realizacji sterowania kombinacyjnego i sekwencyjnego obrabiarek, maszyn i urzdzeD. Mikroprocesory tych sterownik�w s przystosowane do realizacji instrukcji logicznych, podstawiania, por�wnania i skok�w z bardzo du| prdko[ci sigajc kilkaset instrukcji w czasie 1 milisekundy. Obecnie przewa|ajca wikszo[ sterownik�w programowalnych mo|e tak|e realizowa zadania regulacji cigBej wskutek zastosowania w nich algorytm�w PID a w niekt�rych przypadkach r�wnie| innych, jak np. dziaBajcych w dziedzinie zbior�w rozmytych. Obecnie, firma Siemens oferuje trzy rodziny sterownik�w programowalnych, uszeregowanych tu w kolejno[ci [wiadczcej o rozmiarach i mo|liwo[ciach: " Simatic S7-200 " Simatic S7-300 " Simatic S7-400 Simatic S7-200 to rodzina maBych sterownik�w programowalnych i moduB�w rozszerzajcych przeznaczonych do rozwizywania r�|norodnych zadaD sterowania o niezbyt du|ym stopniu zBo|ono[ci. Pierwotnie firma Siemens produkowaBa tylko dwa typy sterownik�w tej rodziny. ByBy to modele z jednostk centraln CPU 212 i z jednostk centraln CPU 214. Widok sterownik�w serii 21x przedstawia rys.1, a niekt�re dane tych sterownik�w podano w Tab.1. Rys.1. Obecnie rodzin t rozszerzono o sterowniki z jednostkami centralnymi CPU 221, CPU 222, CPU 224, CPU 224XP i CPU 226. Widok sterownik�w serii S7 22x przedstawia rys. 2, a niekt�re dane tych sterownik�w podano w Tab. 2. - 1 - Urzdzenia Automatyki Sterownik S7-200 zawiera jednostk centraln, zasilacz oraz moduBy wej[ i wyj[ dyskretnych jak r�wnie| analogowych. ModuBy rozszerzajce zawieraj dodatkowe wej[cia i wyj[cia dyskretne i analogowe i s poBczone ze sterownikiem za pomoc zBcza magistrali (BUS connector). Podstawowe dane moduB�w rozszerzajcych podano w Tab. 3. Rys.2. Tabela 1 DANA CPU 212 CPU 214 Wymiary (DxSzxW) 160x80x62 mm 197x80x62 mm Masa 0.4 kg 0.5 kg Moc pobierana 6 W 9 W Pami programu 512 sB�w/EEPROM 2K- sB�w/EEPROM Rozmiar bloku danych 512 st�w/RAM 2K st�w/RAM Podtrzymywanie danych 50 godz. typowo 190 godz. typowo 8 godz. minimum 120 godz. minimum Lokalne we/wy 8 wej[/6 wyj[ 14 wej[/10 wyj[ Maksymalna liczba 2 7 moduB�w rozszerzajcych Czas wykonywania 1.2 �s 0.8 �s instrukcji Boolowskiej Liczba wewntrznych 128 256 bit�w pamici Liczba ukBad�w czasowych 64 128 Liczba licznik�w 64 128 Liczba szybkich licznik�w 1 programowy(2 kHz max) 1 programowy(2 kHz max) 2 sprztowe (7 kHz max) Sterownik wyposa|ony jest w port komunikacyjny, kt�ry sBu|y do przyBczenia sterownika do sieci w celu wymiany informacji z innymi urzdzeniami takimi jak: panele operatorskie, programatory, inne sterowniki. Podstawowe obszary zastosowania sterownik�w tej serii to automatyzacja proces�w monta|u, pakowania, mieszania, obr�bki, transportu przeno[nikami jak r�wnie| sterowanie dzwigami, pompami, bramami itp. wiczenie bdzie realizowane na sterowniku S7 200 z jednostk centraln CPU 212. - 2 - Urzdzenia Automatyki Tabela 2 DANA CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU CPU 226 Wymiary (DxSzxW) [mm] 90x80x62 90x80x62 120.5x80x 62 140x80x 62 190x80x62 Masa 0.31 kg 0.31 kg 0.41 kg 0.44 kg 0.66 kg Pob�r mocy 6W 7W IOW UW 17W Pami programu (sB�w) 2048 2048 4096 6144 8192 Pami danych (sB�w) 1024 1024 4096 5120 5120 Podtrzymywanie danych 50 h 50 h 100 h 100 h 100 h Lokalne we/wy cyfrowych 6/4 8/6 14/10 14/10 24/16 Lokalne we/wy analogowe - - - 2/1 - Maksymalna liczba moduB�w - 2 7 7 7 rozszerzajcych Czas wykonywania instrukcji 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22 Boolowskiej [�s] Liczba wewntrznych bit�w 512 512 512 512 512 pamici Liczba ukBad�w czasowych 256 256 256 256 256 Liczba licznik�w 256 256 256 256 256 Liczba szybkich licznik�w 6 6 6 6 6 Tabela 3 MODUA LICZBA WE/WY EMM 221 Digital Input 8xDC 24 V 8 wej[ cyfrowych DC EMM 221 Digital Input 8xAC 120 V 8 wej[ cyfrowych AC EMM 222 Digital Output 8xDC 24V 8 wyj[ cyfrowych DC EMM 222 Digital Output 8xRelay 8 wyj[ cyfrowych przekaznikowych EMM 222 Digital Output 8xAC120/230V 8 wyj[ cyfrowych AC EMM 223 Digital Combination 4 wej[cia DC/4 wyj[cia DC 4xDC 24V lnput/4xDC 24V Output EMM 223 Combination 4xDC 24V 4 wej[cia DC/4 wyj[cia przekaznikowe Input/4xRelay Output EMM 223 Combination 4xAC 120V 4 wej[cia AC/4 wyj[cia AC Input/4xAC 120/230V Out. EMM 231 Analog Input AI3xl2 Bits 3 wej[cia analogowe unipolarne o wybieranych zakresach: 0-5V,0-10V,0-20mA EMM 232 Analog Output 2 wyj[cia analogowe +/- 10 V lub 0-20 mA. EMM 235 Analog Combination 3 wej[cia analogowe uni lub bipolarne o zakresach wybieranych za pomoc przeBcznik�w, l wyj[cie AI3/AO3 x 12 Bits analogowe +/- 10 V lub 0-20 mA. - 3 - Urzdzenia Automatyki 2. PROGRAMOWANIE STROWNIKA 2.1 Struktura programu Ka|dy program dla S7-200 musi posiada struktur organizacyjn pokazan na rys.3. Zasadnicza cz[ programu zawarta jest w programie gB�wnym. Ka|de wywoBanie podprogramu jest warunkowe, a powr�t z podprogramu mo|e r�wnie| by warunkowy. Maksymalna liczba podprogram�w wynosi 64 lub 128 (w zale|no[ci od rodzaju CPU). Podprogramy mog wywoBywa kolejne podprogramy, co stanowi tzw. Zagnie|d|anie programu. Liczba poziom�w zagnie|d|ana jest ograniczona do 8. Istnieje mo|liwo[ wywoBania podprogramu przez samego siebie, tzw. rekurencja aczkolwiek nale|y w tym przypadku zwr�ci uwag na mo|liwo[ zaptlenia si programu. Zdarzenia wywoBujce przerwania maj r�|n wa|no[, dlatego podzielono je na grupy z r�|nymi priorytetami. Najwa|niejszy priorytet maj przerwania komunikacyjne a najni|szy przerwania czasowe. Wykonywany PROGRAM GA�WNY 1 raz na cykl Maksymalny SBR 0 Podprogram (opcja) rozmiar programu Podprogramy po wywoBaniu SBR 1 Podprogram (opcja) z programu gB�wnego CPU 212-512 SB�w CPU 214-2048 SB�w SBR n Podprogram (opcja) INT 0 Procedura obsBugi Procedury obsBugi przerwaD przerwania (opcja) wywoBywane po zaistnieniu zdarzenia powodujcego INT m Procedura obsBugi przerwanie przerwania (opcja) Rys.2. 2.2 Organizacja pamici i dostpu do danych Pami sterownika podzielona jest na dwa gB�wne obszary: pami danych i pami obiekt�w. Z kolei pami danych podzielona jest na 5 obszar�w przedstawionych w tabeli 4. Przyjty spos�b adresowania umo|liwia dostp do pojedynczych bit�w, bajt�w, sB�w (2 bajty), i sB�w podw�jnych (4 bajty). Poni|ej przedstawiono przykBad zaadresowania 4 bitu w 3 bajcie obszaru wej[: I 3 . 4 Identyfikator obszaru Adres bajtu Separator Numer bitu - 4 - Urzdzenia Automatyki Tabela 4 OBSZAR DANYCH IDENTYFIKATOR ZAKRES ADRES�W BITOWYCH CPU 212 CPU 214 Wej[cia (Inputs) I 1 0.0-I 7.7 I 0.0 -1 7.7 Wyj[cia (Outputs) Q Q 0.0-Q 7.7 Q 0.0 -Q 7.7 Bity wewntrzne M M 0.0-M 15.7 M0.0-M31.7 Bity specjalne SM SM 0.0-SM 45.7 SM0.0-SM85.7 Zmienne V V 0.0-V 1023.7 V 0.0-V 4095.7 Dostp do obszaru pamici jest mo|liwy przez zaadresowanie bitu, bajtu, sBowa lub podw�jnego sBowa, tak jak pokazano na rys.4. Rys.4. Obszar pamici przeznaczony dla obiekt�w zawiera dane zwizane z sze[cioma typami urzdzeD oferowanych przez sterownik S7-200. S to bloki czasowe (Timers), liczniki (Counters), wej[cia analogowe (Analog Inputs), wyj[cia analogowe (Analog Outputs), akumulatory (Accumulators), szybkie liczniki (High-Speed Counters), PrzestrzeD adresowa jest wic podzielona na sze[ obszar�w z kt�rych ka|dy ma sw�j identyfikator: T  bloki czasowe, C  liczniki, AI  wej[cia analogowe, AQ  wyj[cia analogowe, AC  akumulatory, HC  szybkie liczniki. 2.3 Jzyki programowania Sterowniki S7 200 mo|na programowa w nastpujcych jzykach: o Schemacie drabinkowym (LAD = LADder logic), o Li[cie instrukcji (STL = STatement List) o Schemacie funkcyjnym (FDB = Functions Blocks Diagram). Schemat drabinkowy jest jzykiem graficznym posBugujcym si nastpujcymi podstawowymi elementami: " Styki (Contacts). U|ywa si symboli styku normalnie otwartego i normalnie zamknitego styk normalnie otwarty styk normalnie zamknity - 5 - Urzdzenia Automatyki " Cewki (Coils). Pokazany poni|ej symbol cewki jest odpowiednim cewki przekaznika elektromagnetycznego. PrzepByw prdu przez cewk powoduje zmian stanu styk�w stowarzyszonych z t cewk. " Bloki (Boxes). Reprezentuj r�|ne funkcje, jak np. liczniki, ukBady czasowe czy funkcje matematyczne. Lista instrukcji jest jzykiem programowania u|ywajcym skr�t�w mnemotechnicznych operacji. W schemacie funkcyjnym u|ywa si m. in. symbolicznych oznaczeD operacji logicznych znanych z teorii ukBad�w przeBczajcych. Dla zilustrowania podstawowych r�|nic pomidzy jzykami programowania na rys. 5 przedstawiono przykBad bardzo prostego programu napisanego w tych jzykach. Zaprogramowany ukBad umo|liwia zaBczanie silnika przyciskiem podBczonym do wej[cia I0.0 oraz wyBczanie silnika przyciskiem podBczonym do wej[cia I0.1 i przyciskiem podBczonym do wej[cia I0.2. Silnik jest zaBczany wyj[ciem Q0.0 uruchamiajcym odpowiedni stycznik. Przycisk zaBczajcy silnik jest elementem monostabilnym, tzn. styk tego przycisku jest zwarty tylko przez czas naciskania. Dlatego potrzebne jest podtrzymanie zrealizowane stykiem wyj[cia Q0.0 podBczonym r�wnolegle do styku I0.0. Og�lnie mo|na stwierdzi, i| programowanie w li[cie instrukcji jest przydatne szczeg�lnie dla do[wiadczonych programist�w. Natomiast programowanie w schemacie drabinkowym jest przydatne dla pocztkujcych programist�w. Graficzne przedstawienie ukBadu sterowania w schemacie drabinkowym jest szeroko rozpowszechnione i Batwo zrozumiaBe. Graficzne przedstawienie w schemacie funkcyjnym pozwala na Batwe prze[ledzenie przebiegu programu. W li[cie instrukcji oraz w schemacie funkcyjnym mo|na rozwiza zadania, kt�rych nie mo|na rozwiza w schemacie drabinkowym. W li[cie instrukcji i w schemacie funkcyjnym mo|na zobaczy i edytowa ka|dy program napisany w schemacie drabinkowym, co odwrotnie nie zawsze jest mo|liwe. Schemat drabinkowy Lista instrukcji Schemat funkcyjny Rys.5. - 6 - Urzdzenia Automatyki 2.4 Wybrane elementy schematu drabinkowego Instrukcja schematu Opis Argumenty funkcji drabinkowego Styk normalnie otwarty bit: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L bit jest typu BOOL Styk normalnie zamknity bit: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L bit jest typu BOOL Por�wnanie IN l, IN2: IW,QW,MW, SW, SMW, T, C, VW, LW, AIW, AC, Constant IN l, IN2 s typu INTEGER Analogiczne instrukcje dla innych relacji por�wnania i dla zmiennych innych typ�w. Cewka wyj[ciowa bit: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L bit jest typu BOOL Ustawianie bitu bit: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L N: VB, IB, QB, MB, SMB, SB, LB, AC, Constant N to liczba ustawianych zmiennych o kolejnych adresach bit jest typu BOOL N jest typu BYTE Kasowanie bitu bit: I, Q, M, SM, T, C, V, S, L N: VB, IB, QB, MB, SMB, SB, LB, AC, Constant N to liczba kasowanych zmiennych o kolejnych adresach bit jest typu BOOL N jest typu BYTE Instrukcja skoku do etykiety o n to staBa typu WORD numerze n. Etykieta o numerze n, do kt�rej n to staBa typu WORD wykonywany jest skok WywoBanie podprogramu o n to staBa typu BYTE numerze n. - 7 - Urzdzenia Automatyki Op�znione wBczenie xxx: 32 - 63 (TON: On-Delay TIMER) Wej[cie dyskretne -IN PT: VW, IW, QW, MW, SW, Preset Time  PT SMW, LW, AIW, T, C, AC, Constant Gdy warto[ odmierzanego czasu (przy IN=ON) jest>=PT, IN jest typu BOOL to bit Txxx przyjmuje stan ON. PT jest typu INTEGER UkBad czasowy jest zerowany, gdy IN przyjmuje warto[ OFF. Rozdzielczo[ przy CPU 212 1 ms T32 l0 ms T33-T36 100 ms T37-T63 Op�znione wBczenie z xxx: 0-31 pamitaniem (TONR; Retentive On-Delay PT: VW, IW, QW, MW, SW, TIMER) SMW, LW, AIW, T, C, AC, Wej[cie dyskretne -IN Constant Preset Time -PT IN jest typu BOOL Gdy warto[ odmierzanego PT jest typu INTEGER czasu (przy IN=ON) jest >= PT, to bit Txxx przyjmuje stan ON. UkBad czasowy zatrzymuje si, gdy IN przyjmuje warto[ OFF. Zerowanie ukBadu czasowego kasowaniem bitu. Rozdzielczo[ przy CPU 212 1 ms T0 10 ms Tl-4 100 ms T5-T31 Licznik jednokierunkowy (Count xxx: 0-47 Cxxx UP, CTU) liczy do maksymalnej PV: VW, IW, QW, MW, SMW, CU CTU warto[ci, zwikszajc sw�j stan LW, AIW, AC, T, C, z ka|dym narastajcym zboczem Constant R sygnaBu CU. Gdy bie|ca warto[ licznika Cxxx jest CU i R s typu BOOL >=PV, to bit Cxxx przyjmuje PV jest typu INTEGER PV stan ON. xxx jest typu WORD Zerowanie licznika sygnaBem R lub kasowaniem bitu. - 8 - Urzdzenia Automatyki Licznik dwukierunkowy (Count xxx: 48-63 UP/Down, CTUD) liczy do PV: VW, IW, QW, MW, SMW, maksymalnej lub minimalnej LW, AIW, AC, T, C, warto[ci, zwikszajc sw�j stan Constant z ka|dym narastajcym zboczem sygnaBu CU i zmniejszajc sw�j CU, CD i R s typu BOOL stan z ka|dym narastajcym PV jest typu INTEGER zboczem CD. Gdy bie|ca xxx jest typu WORD warto[ licznika Cxxx jest >= PV, to bit Cxxx przyjmuje stanON. Zerowanie licznika sygnaBem R lub kasowaniem bitu. Przesunicie bjtu (MOV_B). IN: VB, IB, OB, MB, SB, SMB, Przenosi bajt wej[ciowy (IN) na LB, AC, Constant wyj[cie (OUT) bez zmiany OUT: VB, IB, OB, MB, SB, warto[ci (je|eli EN= ON). BBd SMB, LB, AC powoduje ustawienie ENO=ON. Analogiczna funkcja dla IN i OUT s typu BYTE przenoszenia sBowa (MOV_W). Inkrementacja sBowa (INC_W). IN: VB, IB, OB, MB, SB, SMB, Dodaje l do wej[cia (IN) i LB, AC, Constant przekazuje na wyj[cie (przy OUT: VB, IB, OB, MB, SB, EN=ON). BBd powoduje SMB, LB, AC ustawienie ENO=ON. IN I OUT s typu WORD Analogiczne funkcje dla dekrementacji (DEC_W) i dla innych typ�w danych (np. INC_B). 2.5 Tworzenie programu S7 200 mo|e by programowany za pomoc: " programator�w, (rys. 6), " komputera PC z programem STEP7 - Micro/Win Rys.5. W wiczeniu bdziemy wykorzystywa komputer z programem Micro/Win 32. Po uruchomieniu programu na ekranie ukazuje si obraz pokazany na rys. 7. - 9 - Urzdzenia Automatyki Rys.7. W opcji View g�rnej belki wybieramy jzyk programowania, w naszym przypadku schemat drabinkowy LAD. W opcji PLC/Type okre[lamy typ programowanego sterownika. Nastpnie w obszarze roboczym wprowadzamy odpowiedni schemat drabinkowy programu gB�wnego (MAIN) i w razie potrzeby tak|e podprogram�w (SBR) i obsBugi przerwaD (INT). Schematy te nale|y odpowiednio podzieli na poszczeg�lne obwody logiczne (Networks). Po wprowadzeniu programu mo|emy sprawdzi jego poprawno[ tBumaczc go na jzyk wewntrzny sterownika w PLC/Compile lub PLC/Compile All (je|eli tego nie zrobimy, to tBumaczenie bdzie i tak wykonywane przy pr�bie przesBania programu do sterownika). W przypadku braku bBd�w program mo|na wysBa do sterownika wykorzystujc File/Download lub przez naci[nicie ikony z niebieskim tr�jktem skierowanym w d�B. WysBanie programu do sterownika mo|e by wykonane je|eli przeBcznik trybu pracy znajduje si w pozycji STOP lub TERM. Je|eli przeBcznik rodzaju pracy jest w pozycji TERM, a sterownik jest w trybie pracy RUN, to program zapyta, czy przeBczy sterownik w tryb pracy STOP. Program zaBadowany do sterownika mo|na uruchomi przez ustawienie sterownika w tryb pracy RUN. Mo|na to zrobi przeBcznikiem trybu pracy lub, je|eli ten przeBcznik jest w poBo|eniu TERM tak|e z komputera wykorzystujc polecenie PLC/RUN lub przez naci[nicie na ikon z zielonym tr�jktem skierowanym w prawo. Testowanie programu mo|na przeprowadzi wBczajc STATUS CHART w pasku nawigacyjnym lub w Debug/Chart Status. Pozwala ona na forsowanie i obserwacj zmiennych. Dodatkowo realizacj programu mo|na obserwowa przez wBczenie opcji Debug/Program Status. - 10 - Urzdzenia Automatyki 3 PRZYKAADOWE PROGRAMY 3.1 Program sterujcy bram Program steruje zamykaniem i otwieraniem bramy. Brama jest poruszana za pomoc silnika zaBczanego stycznikami. Aktualne poBo|enie bramy sygnalizowane jest czujnikami kraDcowymi. I 0.2 - brama zamknita I 0.3 - brama otwarta Operator oddziaBywuje na sterownik za pomoc wej[: I 0.0 - start zamykania I 0.1 - start otwierania I 0.4 - zatrzymanie awaryjne (OFF przy awarii) Wyj[cia sterownika przyporzdkowane s w spos�b nastpujcy: Q 0.0 - wBczenie stycznika "zamykanie" Q 0.1 - wBczenie stycznika "otwieranie" Q 0.3 - sygnalizacja "brama w ruchu" Q 0.4 - sygnalizacja "brama zamknita" Q 0.5 - sygnalizacja "brama otwarta" Schemat drabinkowy ukBadu sterowania przedstawiony jest poni|ej. - 11 - Urzdzenia Automatyki - 12 - Urzdzenia Automatyki 3.2 UkBad odliczania czasu. Wej[ciem I0.0 uruchamia si odliczanie czasu w sekundach (w VB5, jest to mniej znaczcy bajt sBowa VW4), minutach (w VW2) i godzinach (w VW0). Aktualny stan licznika sekund jest pokazywany na LED-ach wyj[ dwustanowych sterownika. Wyzerowanie odliczonego czasu i zablokowanie dalszego odliczania uzyskuje si wej[ciem I0.1. Odpowiedni schemat drabinkowy przedstawiony jest poni|ej. - 13 - Urzdzenia Automatyki - 14 - Urzdzenia Automatyki 4 ZADANIA 4.1 Sterowanie podajnikiem ta[mowym Zaprogramowa ukBad sterowania podajnikiem ta[mowym. Ta[ma rusza po naci[niciu przycisku Start i zatrzymuje si po naci[niciu przycisku Stop. Nale|y zliczy liczb przetransportowanych element�w. Modyfikacje: 1. Ta[ma powinna si zatrzyma po przetransportowaniu okre[lonej liczby element�w 2. Ta[ma powinna si zatrzyma po upBywie okre[lonego czasu - 15 - Urzdzenia Automatyki 4.2 Sterowanie napeBnianiem zbiornika Nale|y kontrolowa proces napeBniania zbiornika. W przypadku przekroczenia poziomu MAKS nale|y zamkn ZAW�R i generowa sygnaB alarmu AL1. W przypadku wykrycia nieprawidBowej kombinacji (fizycznie niemo|liwej) sygnaB�w z czujnik�w poziomu nale|y zamkn ZAW�R i generowa sygnaB alarmu AL2. Modyfikacje: 1. ZAW�R jest otwierany dopiero w momencie wykrycia, |e poziom cieczy spadB poni|ej MIN i ciecz jest dolewana a| do osignicia poziomu NOM. 2. Je|eli poziom cieczy spadnie poni|ej MIN, to nale|y zamkn zaw�r na odpBywie i zaw�r ten powinien by zamknity a| do osignicia poziomu NOM. - 16 -

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Programowanie sterownika PLC S7 200
Działanie sterowników S7 200 podstawy cz 4
Działanie sterowników S7 200 podstawy cz 2
Działanie sterowników S7 200 podstawy cz 1
Działanie sterowników S7 200 podstawy cz 3
sterowniki programowalne plc, cz??? 3
Komunikacja MPI, S7 200, S7 300
Instrukcja obsługi S7 200
Nowości S7 200
CWICZ S7 200
mFAQ 3 4 Komunikacja PROFIBUS S7 200 S7 300
kat skr S7 200 2008
Komunikacja PROFIBUS, S7 200, S7 300
3 1 Pierwsze uruchomienie S7 200
Sterowniki programowlne PLC

więcej podobnych podstron