Παρουσίαση του...

Βιομηχανική Πληροφορική Ενότητα 6: Προγραμματισμένοι Λογικοί Ελεγκτές

Αναστασία Βελώνη Μηχανικών Η/Υ Συστημάτων

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα

Άδειες Χρήσης

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.

• Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

Χρηματοδότηση • Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια

του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

• Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού.

• Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σκοποί Ενότητας

Τα PLC ανήκουν στην ευρύτερη κατηγορία των ψηφιακών Υπολογιστικών Συστημάτων. Χρησιμοποιούνται για να ελέγχουν μηχανές και διεργασίες όπου απαιτείται να γίνονται αυτόματες λειτουργίες: κατ’ εξοχήν στη βιομηχανία αλλά και σε κτιριακές εγκαταστάσεις, στη ναυτιλία, σε μεγάλα έργα του δημοσίου ή ιδιωτικού τομέα (σήραγγες, σταθμούς παραγωγής ενέργειας,

ορυχεία, βιολογικούς καθαρισμούς), στον έλεγχο κυκλοφορίας οχημάτων, στον φωτισμό αεροδρομίων, σε συστήματα ανελκυστήρων και δεκάδες άλλους τομείς εφαρμογών.

Περιεχόμενα Ενότητας -1

• Η εξέλιξη των αυτοματισμών και οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές

• Programmable Logic Controller

• Κυριότεροι Κατασκευαστές PLC

• Τα PLC στην πραγματικότητα

• Ορισμός του PLC

• Πλεονεκτήματα των PLC • Πίνακας σύγκρισης • Δομή ενός

προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή

• Μονάδες Εισόδων / Εξόδων • Συσκευή προγραμματισμού • Μνήμη RAM • Μνήμη ROM • Μνήμη EEPROM

Περιεχόμενα Ενότητας -2

• Αρχή λειτουργίας ενός προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή

• Βήματα κατά την κατάσταση λειτρουργίας

• SIMATIC S7 S7-200 • Απαιτούμενος εξοπλισμός • Προγραμματισμός ενός PLC • Παράδειγμα

προγραμματισμού με STEP 7

• Διαδικασία δημιουργίας της εφαρμογής

• Τρόποι συνδεσμολογίας του WinCC flexible με συστήματα Αυτοματισμού

Η εξέλιξη των αυτοματισμών και οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές -1

• Η εξέλιξη των αυτοματισμών, ακολούθησε την εξέλιξη της τεχνολογίας. Οι πρώτοι αυτοματισμοί ήταν καθαρά μηχανικοί, όλοι οι έλεγχοι δηλαδή καθορίζονταν από την κίνηση μοχλών και γραναζιών. Το μεγάλο άλμα στους αυτοματισμούς έγινε με τη χρήση του ηλεκτρισμού

• Μετά τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο αρχίζει η ηλεκτρονική εποχή. Ήδη από τις αρχές του 20ου αιώνα, εμφανίζονται οι πρώτες ηλεκτρονικές συσκευές, το ραδιόφωνο και αργότερα, η τηλεόραση, οι ασύρματοι και τα ραντάρ

• Το κύριο εξάρτημα των συσκευών αυτών ήταν η ηλεκτρονική λυχνία

• Η ανακάλυψη του τρανζίστορ το 1950 ήταν η αρχή της ηλεκτρονικής επανάστασης των ημιαγωγών

• Το 1945 κατασκευάστηκε ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής, ο ENIAC, ο οποίος χρησιμοποιούσε λυχνίες

• Το 1950 και με τη χρήση των τρανζίστορ έχουμε τους πρώτους πραγματικούς υπολογιστές

• Από τις πρώτες εφαρμογές των υπολογιστών στη βιομηχανία ήταν οι αυτόματες εργαλειομηχανές (τόρνοι, φρέζες κτλ.)

• Η επανάσταση της πληροφορικής ξεκινά το 1975 με την κατασκευή του πρώτου μικροϋπολογιστή

• Η βιομηχανία μέχρι τη δεκαετία του ΄80 χρησιμοποιούσε ελάχιστα τα ηλεκτρονικά. Το 90% και πλέον των αυτοματισμών καταλάμβαναν οι αυτοματισμοί με ρελέ (ηλεκτρονόμοι)

Programmable Logic Controller

• Στις αρχές της δεκαετίας του ΄80 οι εταιρίες παραγωγής ηλεκτρολογικού υλικού εμφανίζουν στους τεχνικούς και μηχανικούς της βιομηχανίας ένα νέο προϊόν αυτοματισμού, το οποίο ονόμασαν PLC (Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής)

• Το PLC είναι ένας μικροϋπολογιστής κατάλληλα προσαρμοσμένος ώστε να χρησιμοποιείται για τη λειτουργία αυτοματισμών

• Τα PLC προορίζονταν να αντικαταστήσουν τον κλασσικό ηλεκτρολογικό πίνακα με τα ρελέ

Programmable Logic Controller Οι εταιρίες παραγωγής PLC προσάρμοσαν τον τρόπο χρήσης

του PLC στον τρόπο που μέχρι τότε δούλευε η βιομηχανία, δηλαδή:

• Tο όνομα του προϊόντος απέφυγαν να το χρησιμοποιήσουν ολοκληρωμένο και προτιμούσαν να αναφέρουν τη συσκευή σαν PLC

• Προσπάθησαν να μην αλλάξουν τον μέχρι τότε τρόπο εργασίας στον τομέα των αυτοματισμών. Έμαθαν με έξυπνο τρόπο τους τεχνικούς προγραμματισμό

• Οι πρώτες γλώσσες προγραμματισμού δεν έκαναν τίποτα παραπάνω από το να αντικαταστήσουν με πλήκτρα σε μια ειδική συσκευή προγραμματισμού το σχέδιο του ηλεκτρολογικού αυτοματισμού

• Σήμερα ο κλασσικός αυτοματισμός με ρελέ τείνει να εκλείψει

• Όλες οι καινούριες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν PLC

• Τα PLC έχουν εξελιχθεί πάρα πολύ σε σχέση με τα πρώτα μοντέλα της δεκαετίας του ΄80

• Το προσωπικό της βιομηχανίας έχει εκπαιδευτεί κατάλληλα στον χειρισμό και προγραμματισμό τους

• Η χρήση των PLC παρέχει πάρα πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τον κλασσικό αυτοματισμό

• Η καθολική όμως γενίκευση της χρήσης τους δεν οφείλονται μόνο στα πλεονεκτήματα που παρέχουν στον τελικό χρήστη

• Η χρήση των PLC σε σχέση με τον κλασσικό αυτοματισμό συμφέρει πρώτιστα τις εταιρίες που παράγουν είδη αυτοματισμού

Κυριότεροι Κατασκευαστές PLC

• Siemens – Γερμανία • AB (Allen Bradley) – Ηνωμένες Πολιτείες της

Αμερικής • Schneider Electric (Modicon) – Γαλλία • Mitsubishi – Ιαπωνία • ABB – Γερμανία • SAIA – Ελβετία • GE Fanuc – Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής • B&R (Bernecker+ Reiner) – Αυστρία

PLC της εταιρείας ΑΒΒ

Κυριότεροι Κατασκευαστές PLC

PLC της εταιρείας Alan Bradley (SLC500)

Τα PLC στην πραγματικότητα -1

PLC της εταιρείας Μitsubishi (FX-32MR)

PLC της εταιρείας Telemecanique (TSX17)

PLC της εταιρείας Honeywell (HC 900)

PLC της εταιρείας Omron (CQM1001)

PLC της εταιρείας Siemens (S7-300)

Ορισμός του PLC -1

• PLC είναι ένα ψηφιακό ηλεκτρονικό σύστημα, σχεδιασμένο για χρήση σε βιομηχανικό περιβάλλον, το οποίο χρησιμοποιεί µια προγραμματιζόμενη μνήμη για την αποθήκευση εντολών, ώστε να επιτελούνται διάφορες λειτουργίες, όπως λογικές, χρονικές, μετρητικές και αριθμητικές πράξεις και να ελέγχονται µέσω αναλογικών/ψηφιακών μονάδων, διάφορες μηχανές ή διαδικασίες

• Ο Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής (PLC) είναι μια ειδική συσκευή, ή οποία έρχεται να αντικαταστήσει στον πίνακα του κλασικού αυτοματισμού όλους τους βοηθητικούς ηλεκτρονόμους, τα χρονικά και τους απαριθμητές

• Τα PLC ανήκουν στην ευρύτερη κατηγορία των ψηφιακών Υπολογιστικών Συστημάτων

Ορισμός του PLC -2

Χρησιμοποιούνται για να ελέγχουν μηχανές και διεργασίες όπου απαιτείται να γίνονται αυτόματες λειτουργίες: κατ’ εξοχήν στη βιομηχανία αλλά και σε κτιριακές εγκαταστάσεις, στη ναυτιλία, σε μεγάλα έργα του δημοσίου ή ιδιωτικού τομέα, στον έλεγχο κυκλοφορίας οχημάτων, στον φωτισμό αεροδρομίων, σε συστήματα ανελκυστήρων και δεκάδες άλλους τομείς εφαρμογών

Πλεονεκτήματα των PLC

Τα πρώτα μεγάλα πλεονεκτήματα των PLC αφορούν τους κατασκευαστές εξοπλισμού αυτοματισμών και πινάκων αυτοματισμού και ήδη έχουν αναφερθεί:

• Το κόστος κατασκευής ενός PLC είναι σημαντικά μικρότερο από το κόστος παραγωγής ενός μεγάλου αριθμού βοηθητικών ρελέ, χρονικών και απαριθμητών

• Ο χρόνος κατασκευής του αυτοματισμού είναι μηδαμινός σε σχέση με την κατασκευή ενός κλασσικού πίνακα αυτοματισμού

• Τα PLC ελαχιστοποιούν το κόστος συντήρησης του πίνακα αυτοματισμού

• Το κόστος αυτό αναλύεται ως εξής: Συχνότητα βλαβών, χρόνος εντοπισμού μιας βλάβης και αποκατάστασής της. Στον αυτοματισμό με PLC δεν υπάρχει ουσιαστικό θέμα βλάβης εσωτερικά του πίνακα της εγκατάστασης

• Ο προγραμματισμός του γίνεται με εύκολο τρόπο και ο κάθε χρήστης μπορεί να παρέμβει σ’ αυτόν πολλές φορές χωρίς να μεσολαβήσει ο κατασκευαστής. Σε έναν πίνακα κλασσικού αυτοματισμού τέτοιες αλλαγές είναι πολύ δύσκολες, ακριβές και χρονοβόρες

• Περιέχει στη μνήμη του βοηθητικές επαφές, χρονικά, απαριθμητές, μετρητές κτλ όπου έχει πρόσβαση ο χρήστης και μπορεί να τα χρησιμοποιήσει στο πρόγραμμά του

• Παρέχει διαγνωστικά μηνύματα λάθους με τα ενσωματωμένα LED στις κάρτες εσόδων και εξόδων και γίνεται εύκολη η εποπτεία της κατάστασης των PLC

• Ο αυτοματισμός με PLC παρέχει μεγάλες δυνατότητες. Μπορούν να δημιουργηθούν πολύ εύκολα πολύπλοκες και έξυπνες επεξεργασίες, οι οποίες στον κλασσικό αυτοματισμό είναι πολύ δύσκολο να υλοποιηθούν

• Το PLC καταλαμβάνει ελάχιστο χώρο σε σχέση με τον πίνακα κλασσικού αυτοματισμού

• Ο αυτοματισμός παραδίδεται συντομότερα σε λειτουργία, γιατί η μελέτη μπορεί να γίνεται παράλληλα με την τοποθέτηση και συρμάτωση του προγραμματιζόμενου ελεγκτή

• Υπάρχει σημαντική οικονομία στο χώρο, τη συντήρηση και την κατανάλωση ενέργειας

• Σε μια μοντέρνα εγκατάσταση που χρησιμοποιούνται αυτοματισμοί με PLC, παρέχονται δυνατότητες σύνδεσης με τον κεντρικό ηλεκτρονικό υπολογιστή, και το ενδοεταιρικό δίκτυο

• Ο προγραμματισμός τους γίνεται είτε με βάση το σχέδιο συνδεσμολογίας, με επαφές, απαριθμητές κτλ. (γλώσσα Ladder), είτε με τη γλώσσα STL είτε με λογικό διάγραμμα. Η γλώσσα προγραμματισμού είναι προσαρμοσμένη στο βιομηχανικό αυτοματισμό και άρα είναι προσιτή στο προσωπικό που μέχρι σήμερα συντηρούσε τους κλασικούς πίνακες αυτοματισμού

Μειονεκτήματα των PLC

• Όταν έχουμε μία απλή εφαρμογή, η χρήση ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτή είναι περισσότερο ακριβή από ένα πεδίο με ηλεκτρονόμους

• Εάν παρουσιαστεί μία βλάβη στον προγραμματιζόμενο ελεγκτή, είναι δυνατόν να μην επισκευάζεται και να χρειάζεται αντικατάσταση τμήματος ή και ολόκληρου του ελεγκτή, ενώ αν είχαμε ένα πεδίο με relays θα ήταν αρκετό να αντικαταστήσουμε ένα μόνο relay

Μειονεκτήματα των PLC

• Οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές είναι ευαίσθητοι στον ηλεκτρονικό θόρυβο, γεγονός που απαιτεί ειδικές κατασκευές και προστασίες

• Η εγκατάσταση, η παρακολούθηση της λειτουργίας και η συντήρηση ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτή απαιτεί εξειδικευμένο προσωπικό ή εκπαίδευση του υπάρχοντος, πράγμα που σημαίνει αυξημένο κόστος

Στάδια εργασίας στον προγραμματιζόμενο αυτοματισμό

• Τεχνική περιγραφή: Καταγραφή δηλαδή των απαιτήσεων του πελάτη όσο αφορά τη σημερινή κατάσταση της εγκατάστασης, τις απαιτήσεις από τον αυτοματισμό αλλά και τις πιθανές μελλοντικές της επεκτάσεις

• Επιλογή τύπου και μονάδων PLC: Η επιλογή γίνεται πάντα με βάση τεχνοοικονομικά κριτήρια, την καλύτερη τεχνική λύση δηλαδή με το χαμηλότερο κόστος, μέσα από μια πληθώρα συστημάτων και των συνιστωσών τους

• Εκπόνηση σχεδίων: Κατασκευή πίνακα όπου θα τοποθετηθεί το PLC

• Προγραμματισμός: Υλοποίηση των προδιαγραφών που έθεσε ο πελάτης. Το πρόγραμμα δοκιμάζεται εν μέρει για τη σωστή του λειτουργία, αφού μια ολοκληρωμένη δοκιμή του είναι πρακτικά αδύνατη στο γραφείο καθόσον οι συνθήκες είναι συνήθως πολύ πιο διαφορετικές από αυτές της εγκατάστασης

• Θέση σε λειτουργία: Το PLC τοποθετημένο στο πίνακα μεταφέρεται και τοποθετείται στην εγκατάσταση, συρματώνεται με τα περιφερειακά στοιχεία (κινητήρες, βάνες, τερματικούς), γίνεται έλεγχος για τη σωστή συρμάτωση και τέλος μεταφέρεται το πρόγραμμα στο PLC. Εδώ γίνεται ο οριστικός έλεγχος της σωστής σύμφωνα με τη τεχνική περιγραφή λειτουργίας του αυτοματισμού

• Φάκελος έργου: Δημιουργείται φάκελος του έργου με τα τελικά διορθωμένα σχέδια και το πρόγραμμα εκτυπωμένο με επεξηγηματικά σχόλια

Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής

• Ο Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής (PLC) είναι μια ειδική συσκευή, η οποία έρχεται να αντικαταστήσει στον πίνακα του κλασσικού αυτοματισμού τα βοηθητικά ρελέ, τα χρονικά και τους απαριθμητές

• Αντί για την κατασκευή ενός πίνακα με πολύπλοκες συνδεσμολογίες μεταξύ των παραπάνω υλικών, που υπάρχουν στον κλασσικό αυτοματισμό, με τη χρήση του PLC η λειτουργία του αυτοματισμού προγραμματίζεται μέσω μιας ειδικής συσκευής προγραμματισμού ή μέσω ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή με τη βοήθεια ειδικού λογισμικού

Πίνακας σύγκρισης

Προγραμματιζόμενη Λογική Συρματωμένη Λογική 1. Περιγραφή του αυτοματισμού 1. Περιγραφή του αυτοματισμού 2. Ανάπτυξη του σχεδίου εφαρμογής του πίνακα (σχέδιο καλωδίωσης)

2. Ανάπτυξη του λειτουργικού σχεδίου του αυτοματισμού

3. Κατασκευή του πίνακα της εγκατάστασης

3. Ανάπτυξη του σχεδίου εφαρμογής του πίνακα (σχέδιο καλωδίωσης)

4. Ανάπτυξη του προγράμματος λειτουργίας του αυτοματισμού και εισαγωγή του προγράμματος στο PLC μέσω της συσκευής προγραμματισμού

4. Κατασκευή του πίνακα της εγκατάστασης

Πίνακας σύγκρισης

Προγραμματιζόμενη Λογική Συρματωμένη Λογική 5. Εγκατάσταση και σύνδεση στους ακροδέκτες (κλέμες) του πίνακα των αισθητήρων που δίνουν τις πληροφορίες (εντολές) και των συσκευών (αποδεκτών) που εκτελούν τις εργασίες

5. Εγκατάσταση και σύνδεση στους ακροδέκτες (κλέμες) του πίνακα των αισθητήρων που δίνουν τις πληροφορίες (εντολές) και των συσκευών (αποδεκτών) που εκτελούν τις εργασίες

6. Δοκιμή λειτουργίας της εγκατάστασης 6. Δοκιμή λειτουργίας της εγκατάστασης

7. Πλήρης λειτουργία του αυτοματισμού 7. Πλήρης λειτουργία του αυτοματισμού

Δομή ενός προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή

• Στην αγορά υπάρχουν σήμερα πολλά μοντέλα PLC κατασκευασμένα από πλήθος εταιριών

• Η επιλογή ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτή (τύπος – μέγεθος - κόστος) εξαρτάται από το πλήθος των στοιχείων που δίνουν εντολή σ’ αυτόν (είσοδοι) και το πλήθος των στοιχείων που δέχονται εντολή απ’ αυτόν (έξοδοι), καθώς και από το πλήθος των λειτουργιών που απαιτείται να κάνει ο αυτοματισμός (μέγεθος προγράμματος, δηλ. απαιτούμενη μνήμη και δυνατότητες της κεντρικής μονάδας)

Ανεξάρτητα όμως από τύπο και μέγεθος, ένας προγραμματιζόμενος ελεγκτής, αποτελείται από τα εξής απαραίτητα στοιχεία :

• Πλαίσιο για τοποθέτηση των μονάδων (Rack) • Μονάδα τροφοδοσίας (PS) • Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) που

αποτελεί τον εγκέφαλο του PLC • Μονάδες εισόδων / εξόδων • Μονάδα προγραμματισμού

Δομικό διάγραμμα ενός PLC

Πλαίσιο τοποθέτησης μονάδων • Στο πλαίσιο (rack) τοποθετούνται οι διάφορες

μονάδες που θα συνθέσουν το σύστημα αυτοματισμού

• Οι διάφορες μονάδες αυτές είναι η μονάδα τροφοδοσίας, η μονάδα επεξεργασίας, οι κάρτες εισόδων και εξόδων

• Στη περίπτωση που οι θέσεις πλαισίου δεν επαρκούν τότε χρησιμοποιείται πλαίσιο επέκτασης για τη τοποθέτηση των μονάδων εισόδων και εξόδων

• Κάθε πλαίσιο επέκτασης συνδέεται με το κεντρικό πλαίσιο ή με τα άλλα πλαίσια μέσω ειδικής μονάδας διασύνδεσης και καλωδίου

Μονάδα τροφοδοσίας

• Το τροφοδοτικό χρησιμοποιείται για να παρέχει την απαραίτητη τάση στη CPU και στις κάρτες εισόδων και εξόδων

• Οι τυπικές εσωτερικές τάσεις των μονάδων είναι συνήθως: DC 5V, DC 9V, DC 24V

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

• Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας αποτελεί τον εγκέφαλο του PLC ελέγχει και εκτελεί όλες τις λειτουργίες του PLC

• Η CPU ουσιαστικά είναι ένας μικροϋπολογιστής που περιλαμβάνει το μικροεπεξεργαστή και τη μνήμη

• Ο μικροεπεξεργαστής είναι αυτός που εκτελεί όλες τις λειτουργίες και τα δεδομένα που επεξεργάζεται είναι δυαδικής μορφής

• Η επιλογή της CPU γίνεται λαμβάνοντας υπόψη των αριθμό των εισόδων και εξόδων που θα έχει το σύστημα, τον απαιτούμενο όγκο του προγράμματος, την επιθυμητή ταχύτητα λήψης αποφάσεων και τις γνωστές ανάγκες δικτύωσης και επικοινωνίας με άλλα συστήματα

Μονάδες Εισόδων / Εξόδων

• Οι μονάδες των εισόδων και των εξόδων αποτελούν τις μονάδες επικοινωνίας της κεντρικής μονάδας με τον έξω κόσμο, δηλαδή με τους αισθητήρες και τους διακόπτες χειρισμού , που δίνουν τις πληροφορίες (εντολές), καθώς και με τα ρελέ ισχύος των κινητήρων, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, ενδεικτικές λυχνίες και γενικά τους αποδέκτες που εκτελούν τις εντολές της κεντρικής μονάδας

Μονάδες Εισόδων / Εξόδων • Η κεντρική μονάδα μπορεί να δεχτεί ψηφιακά σήματα

εισόδου και εξόδου χαμηλής τάσης και πολύ μικρού ρεύματος. Η τάση που δέχεται η κεντρική μονάδα είναι συνήθως 0 Volt για το λογικό “0” και 5 Volt για το λογικό “1”. Το ρεύμα εισόδου καθώς και το ρεύμα εξόδου δεν μπορεί να ξεπεράσει τα μερικά mA

• Οι μονάδες εισόδων και εξόδων αναλαμβάνουν να προσαρμόσουν τα σήματα εισόδου και εξόδου, που έχουμε στον αυτοματισμό, με τα σήματα που μπορεί να δεχτεί η κεντρική μονάδα, τόσο από άποψη τάσεων όσο και από άποψη ρευμάτων. Η προσαρμογή αυτή γίνεται με χρήση ηλεκτρονικών στοιχείων ισχύος, είτε με τη χρήση των κατάλληλων μικρορελέ

• Κάθε σύστημα PLC καταλήγει πάντα σε ακροδέκτες (κλέμες). Οι ακροδέκτες αυτοί ανήκουν στις μονάδες εισόδων και εξόδων του PLC

• Στους ακροδέκτες εισόδων καταλήγουν οι αγωγοί που έρχονται από αισθητήρες (τερματικούς διακόπτες, πιεζοστάτες, κτλ), διακόπτες μπουτόνς, κτλ.

• Στους ακροδέκτες εξόδων καταλήγουν οι αγωγοί που τροφοδοτούν πηνία ρελέ ισχύος, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, λυχνίες ένδειξης και λοιπούς αποδέκτες

Στους διάφορους τύπους των PLC οι μονάδες εισόδων και εξόδων αντιμετωπίζονται με διαφορετικό τρόπο. Γενικά ισχύουν τα παρακάτω:

• Μια μονάδα εισόδων ή εξόδων μπορεί να λειτουργεί με συνεχή τάση ή με εναλλασσόμενη τάση. Τυπικές τάσεις που συναντώνται στα PLC είναι: DC 24V, 48V, 60V και AC 24V, 48V, 115V, 230V, με συνηθέστερες τις DC 24V και AC 115V και AC 230V

• Η τάση αυτή δεν παρέχεται συνήθως από τη μονάδα τροφοδοσίας του PLC. Πρέπει να δημιουργηθεί με άλλη τροφοδοτική μονάδα

• Τα κυκλώματα και οι τάσεις των εισόδων είναι τελείως ανεξάρτητα από τα αντίστοιχα κυκλώματα των εξόδων. Επομένως η τάση για τις εισόδους μπορεί να είναι διαφορετική από την τάση για τις εξόδους

• Η τάση εισόδων (δηλ. η τάση που θα φτάσει σε μια είσοδο, όταν ενεργοποιηθεί ο αντίστοιχος αισθητήρας) διαχωρίζεται συνήθως γαλβανικά από το υπόλοιπο εσωτερικό κύκλωμα του PLC. Τα ίδια ισχύουν και για τις εξόδους

• Αν σε κάποιες μονάδες εισόδων ή εξόδων δεν έχουμε γαλβανική απομόνωση πρέπει να προσεχθεί ιδιαίτερα το θέμα των γειώσεων

Συσκευή προγραμματισμού

• Η συσκευή προγραμματισμού είναι μια συσκευή τελείως ξεχωριστή από τη μονάδα αυτοματισμού

• Χρησιμοποιείται για την εισαγωγή του προγράμματος στο PLC και την παρακολούθηση της εξέλιξης του αυτοματισμού μέσα από την οθόνη που διαθέτει

• Με έναν μόνο προγραμματιστή μπορούν να χειρισθούν όλες οι μονάδες του PLC μιας αυτοματοποιημένης εγκατάστασης

PLC με όλα τα στοιχεία του

Η συνδεσμολογία ενός PLC

Η μνήμη της κεντρικής μονάδας

Η μνήμη της κεντρικής μονάδας επεξεργασίας (CPU) διακρίνεται σε μνήμη RAM, ROM και EEPROM

• Μνήμη RAM: Η μνήμη RAM (Random Access Memory, μνήμη τυχαίας προσπέλασης) είναι εκείνη στην οποία μπορούμε να γράφουμε και να σβήνουμε, και η οποία σβήνει μόλις πέσει η τροφοδοσία της. Στη μνήμη RAM η κεντρική μονάδα αποθηκεύει μια σειρά από πληροφορίες σε ξεχωριστές περιοχές εργασίας

Μνήμη RAM

• Περιοχή μνήμης όπου αποθηκεύονται οι καταστάσεις των εισόδων και των εξόδων. Η περιοχή αυτή ονομάζεται για τις εισόδους εικόνα εισόδου και για τις εξόδους εικόνα εξόδου

• Περιοχή μνήμης όπου αποθηκεύονται οι ενδιάμεσες πληροφορίες που αφορούν τη λειτουργία του αυτοματισμού

• Περιοχή μνήμης των χρονικών • Περιοχή μνήμης των απαριθμητών • Περιοχή μνήμης όπου αποθηκεύονται τα προγράμματα

του χρήστη, δηλαδή τα προγράμματα που λειτουργούν ένα συγκεκριμένο αυτοματισμό

Μνήμη ROM

Στη μνήμη ROM (Read Only Memory) ο κατασκευαστής του προγραμματιζόμενου ελεγκτή αποθηκεύει το

λειτουργικό σύστημα του PLC, δηλαδή τις οδηγίες (το πρόγραμμα) για όλες τις βασικές λειτουργίες που είναι

απαραίτητες για να δουλέψει το PLC

Μνήμη EEPROM

• Επειδή η μνήμη RAM με την απώλεια της τροφοδοσίας χάνει τα δεδομένα της (εκτός αν χρησιμοποιείται μπαταρία), τα PLC χρησιμοποιούν έναν άλλο τύπο μνήμης, την EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), η οποία προγραμματίζεται και σβήνει ηλεκτρικά

• Πρόκειται για μνήμη που με την πτώση της τροφοδοσίας διατηρεί τα δεδομένα της, και η οποία γράφεται και να σβήνεται μέσω ειδικού μηχανήματος

Αρχή λειτουργίας ενός προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή

• Σε ότι αφορά το υλικό όλα τα PLC αποτελούνται από την CPU η οποία περιέχει την λογική του αυτοματισμού και η οποία αφού διαβάσει την κατάσταση των εισόδων (input modules) ενεργοποιεί τις εξόδους (output modules) σύμφωνα με τους κανόνες (πρόγραμμα) πού έχουμε αποθηκεύσει στην μνήμη του

• Βέβαια το σύστημα συμπληρώνεται από το τροφοδοτικό και πιθανόν από διατάξεις ενδείξεων και χειρισμών (operator panel, operator display)

Αρχή λειτουργίας ενός προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή

• Η CPU με την βοήθεια των εισόδων γνωρίζει κάθε στιγμή την κατάσταση ενός διακόπτη, εάν δηλαδή είναι διεγερμένος ή όχι. Επιπλέον στην κατάλληλη έξοδο οπλίζει ένα ρελέ και μέσω αυτού ενεργοποιεί μία διάταξη κίνησης, φωτισμού κ.λπ.

• Αυτό που απομένει είναι η "λογική", δηλαδή πότε πρέπει να οπλίσει το ρελέ. Αυτή η λογική είναι το πρόγραμμα του PLC πού συντάσσεται σε συγκεκριμένη γλώσσα με την βοήθεια ειδικού λογισμικού (programing software), και αποθηκεύεται στην μνήμη του PLC

Διάγραμμα λειτουργίας PLC

Τρόπος λειτουργίας συστήματος

• Αρχικά η CPU διαβάζει τις εισόδους, δηλαδή παρατηρεί την κάθε είσοδο, και αν σε αυτή έχει εμφανισθεί τάση (πού σημαίνει ότι έχει κλείσει ο διακόπτης) καταχωρεί ένα λογικό 1 σε μία περιοχή της μνήμης του που είναι ειδική γι αυτό τον σκοπό (Ιnput Ιmage)

• Η περιοχή αυτή περιέχει σε κάθε στιγμή την κατάσταση των εισόδων και λειτουργεί σαν ενδιάμεσος σταθμός ανάμεσα στον "έξω κόσμο" και την CPU

Τρόπος λειτουργίας συστήματος

• Στη συνέχεια εκτελείται το πρόγραμμα δηλαδή εξετάζεται η τιμή των εισόδων και αποφασίζεται η τιμή της εξόδου η οποία και καταχωρείται σε μία αντίστοιχη περιοχή μνήμης εξόδου (Output Image)

• Τέλος, η περιοχή της μνήμης εξόδου μεταφέρεται στην κάρτα εξόδου και διεγείρει με την σειρά της το ρελέ

• Η διαδικασία αυτή επαναλαμβάνεται από την αρχή και διαρκώς δηλαδή ξαναδιαβάζεται η είσοδος που μπορεί τώρα να έχει διαφορετική τιμή κλπ. Η διαδικασία αυτή λέγεται κυκλική επεξεργασία στο PLC

Βήματα κατά την κατάσταση λειτρουργίας

• Βήμα 1ο: Στην αρχή ο μικροεπεξεργαστής (CPU) διαβάζει τις εισόδους. Αυτό σημαίνει ότι για κάθε είσοδο ελέγχει αν έχει υψηλή τάση (λογικό 1) ή χαμηλή τάση (λογικό 0). Η τιμή 0 ή 1 για κάθε είσοδο αποθηκεύεται σε μια ειδική περιοχή της μνήμης η οποία ονομάζεται εικόνα εισόδων (input image)

• Βήμα 2ο: Στη συνέχεια ο μικροεπεξεργαστής χρησιμοποιώντας σαν δεδομένα τις τιμές των εισόδων, που διάβασε, εκτελεί τις εντολές του προγράμματος, το οποίο λειτουργεί τον αυτοματισμό. Το πρόγραμμα αυτό στην ουσία περιέχει μια σειρά από λογικές πράξεις

• Η εκτέλεση του προγράμματος θα δώσει αποτελέσματα για τις εξόδους. Τα αποτελέσματα αυτά αποθηκεύονται στην ειδική περιοχή της μνήμης που ονομάζεται εικόνα εξόδων (output image). Όπως η εικόνα εισόδων, έτσι και η εικόνα εξόδων περιέχει την τιμή (0 ή 1) για κάθε έξοδο

• Οι τιμές αυτές προκύπτουν από την εκτέλεση των λογικών πράξεων του προγράμματος

• Βήμα 3ο: Στη συνέχει ο μικροεπεξεργαστής αποδίδει τις τιμές της εικόνας εξόδων στις εξόδους. Αυτό σημαίνει ότι θα δοθεί υψηλή τάση σε όποια έξοδο έχει 1 και χαμηλή τάση σε όποια έξοδο έχει 0

• Με τη συμπλήρωση του 3ου βήματος συμπληρώνεται ένας πλήρης κύκλος λειτουργίας και η διαδικασία αρχίζει από την αρχή. Ο κύκλος λειτουργίας εκτελείται συνεχώς όσο το PLC βρίσκεται σε κατάσταση RUN. Δηλαδή ένα PLC εκτελεί συνεχώς τα βήματα του κύκλου λειτουργίας. Σε παρακάτω σχήμα φαίνεται ένας κύκλος λειτουργίας PLC

• Ο χρόνος που χρειάζεται για να εκτελέσει το PLC ένα πλήρη κύκλο λειτουργίας ονομάζεται χρόνος κύκλου και εξαρτάται από την ταχύτητα του επεξεργαστή του PLC, αλλά και από τον αριθμό και το είδος των εντολών του προγράμματος. Δηλαδή στο ίδιο PLC για ένα μεγαλύτερο πρόγραμμα υπάρχει μεγαλύτερος χρόνος κύκλου

• Ο χρόνος κύκλου αποτελεί ένα μέτρο σύγκρισης μεταξύ των PLC. Για να μπορούν να συγκριθούν τα PLC ως προς την ταχύτητα εκτέλεσης ενός προγράμματος, ορίζεται ο μέσος χρόνος κύκλου, σαν το χρόνο κύκλου ενός προγράμματος που περιλαμβάνει 1 Kbyte δυαδικές εντολές

• Θα πρέπει σε αυτό το σημείο μα τονιστεί η ουσιαστική διαφορά στην λειτουργία ενός αυτοματισμού με PLC από έναν κλασσικό αυτοματισμό με ρελέ

• Στην περίπτωση του κλασσικού αυτοματισμού, όταν υπάρχει αλλαγή της κατάστασης ενός διακόπτη εισόδου, η αλλαγή αυτή προκαλεί εκείνη τη στιγμή αλυσιδωτές αλλαγές στα στοιχεία του κυκλώματος που τροφοδοτούνται από το συγκεκριμένο διακόπτη. Η διαδικασία δηλαδή συμβαίνει σε πραγματικό χρόνο

Κύκλος λειτουργίας του PLC

• Αν μελετηθεί ο κύκλος λειτουργίας του PLC, είναι φανερό ότι το PLC “δεν βλέπει” συνεχώς τον “έξω κόσμο”, παρά μόνο κατά τα χρονικά διαστήματα που διαβάζει τις εισόδους και αποδίδει τιμές στις εξόδους

• Στον υπόλοιπο χρόνο του κύκλου, το PLC είναι ένας υπολογιστής ο οποίος εκτελεί πράξεις απομονωμένος από τον έξω κόσμο

• Για να γίνει αυτό κατανοητό ας υποτεθεί ότι αλλάζει η κατάσταση μιας εισόδου, κατά την διάρκεια του χρόνου κατά τον οποίο εκτελούνται οι εντολές προγράμματος

• Στην περίπτωση αυτή στο τέλος του κύκλου το PLC θα δώσει αποτελέσματα στις εξόδους, στα οποία δεν θα έχει ληφθεί υπ’ όψη η αλλαγή στην κατάσταση της συγκεκριμένης εισόδου

• Αυτό γιατί το PLC θα ενημερωθεί από την εικόνα των εισόδων για την αλλαγή της συγκεκριμένης εισόδου στην αρχή του επόμενου κύκλου επεξεργασίας του προγράμματος

• Έτσι το PLC θα ενημερώσει τις εξόδους που επηρεάζονται από την συγκεκριμένη είσοδο, στο τέλος του επόμενου κύκλου επεξεργασίας του προγράμματος

• Λαμβάνοντας τα παραπάνω υπ’ όψη θα έλεγε κανείς ότι τελικά το PLC ανταποκρίνεται καθυστερημένα στις αλλαγές μιας αυτοματοποιημένης διαδικασίας. Όμως αυτό δεν είναι η πραγματικότητα, αφού ο χρόνος πραγματοποίησης ενός κύκλου προγράμματος από ένα PLC είναι πάρα πολύ μικρός, το πολύ 300ms σε πολύπλοκες εγκαταστάσεις αυτοματισμού

Επιλογή προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή

• Γενικά ο χρήστης έχει να επιλέξει ανάμεσα σε μια μεγάλη ποικιλία υλικών (CPU, μονάδων εισόδων / εξόδων κλπ) και συνιστωσών (τεχνικά χαρακτηριστικά, μέγεθος μνήμης, ταχύτητα, δυνατότητα δικτύωσης κλπ). Το κριτήριο επιλογής πρέπει να είναι πάντα τεχνοοικονομικό

• Πρέπει δηλαδή να είναι το σύστημα που θα καλύπτει τις σημερινές ανάγκες του καθώς και τις άμεσα προβλέψιμες για το επόμενο διάστημα, με το μικρότερο δυνατό κόστος

Παράδειγμα επιλογής PLC

Σ’ ένα εργοστάσιο υπάρχει μια εγκατάσταση με τα εξής στοιχεία: • Διακόπτες 1-0 : 5 • Διακόπτες 1-0-2 : 3 • Μπουτόν : 8 • Λυχνίες 24VDC / 150mA : 20 • Σειρήνα (220V AC) : 1 • Βάνες (24VDC / 150mA) με ένδειξη ανοικτό κλειστό : 10 • Κινητήρες με κατ’ ευθείαν εκκίνηση : 5 • Δύο φορών περιστροφής : 3

• Ο αυτοματισμός θα είναι απλός, τα στοιχεία θα εκκινούν και θα σταματούν με το πάτημα των μπουτόν

• Τέλος, υπάρχει η απαίτηση το σύστημα που θα τοποθετηθεί να έχει τη δυνατότητα να συνδεθεί με συσκευή παρακολούθησης και τηλεχειρισμών (Operation Panel) και να μπορεί να συνδεθεί στο υπάρχον δίκτυο υπολογιστών του εργοστασίου, υλοποιημένο με το κλασσικό Ethernet

Υπολογισμός αριθμού εισόδων / εξόδων • Οι διακόπτες και τα μπουτόν απαιτούν για κάθε θέση

τους μια είσοδο (εξαιρείται η θέση 0 η οποία συμπεραίνεται, δηλαδή στην περίπτωση διακόπτη 1-0 αν δεν είναι γυρισμένος στη θέση 1 τότε είναι γυρισμένος στη θέση 0)

• Οι βάνες με ένδειξη ανοικτό / κλειστό απαιτούν μια έξοδο και δύο εισόδους

• Οι κινητήρες με δύο φορές περιστροφής απαιτούν δύο εξόδους και δύο εισόδους (ένα ζεύγος για κάθε φορά περιστροφής)

Παράδειγμα επιλογής PLC Στοιχεία Είσοδοι Έξοδοι

Διακόπτες 1-0 5

Διακόπτες 1-0-2 6

Μπουτόν 8

Λυχνίες 20

Σειρήνα 1

Βάνες 20 10

Κινητήρες κατ’ ευθείαν εκκίνησης 5 5

Κινητήρες δυο φορών περιστροφής 6 6 Σύνολο 50 42

Υπολογισμός μονάδων εισόδου / εξόδου Για να υπολογιστεί ο απαιτούμενος αριθμός

μονάδων, αρκεί να διαιρεθούν τα σύνολα που έχουν προκύψει με τον αριθμό των σημάτων που έχει η μονάδα εισόδου ή εξόδου που θα χρησιμοποιηθεί. Έτσι αν χρησιμοποιηθούν μονάδες των 32 σημάτων, θα γίνει διαίρεση με 32. Από τον πίνακα προκύπτει ότι απαιτούνται:

• Δύο (2) μονάδες ψηφιακών εισόδων • Τρείς (3) μονάδες ψηφιακών εξόδων

Επιλογή CPU • Η CPU επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη των

αριθμό των εισόδων / εξόδων που θα έχει το σύστημα, τις απαιτήσεις σε όγκο προγράμματος, την επιθυμητή ταχύτητα λήψης αποφάσεων, τις γνωστές ανάγκες δικτύωσης και επικοινωνίας με άλλα συστήματα

• Η σειρά S7-300 της Siemens υποστηρίζει ως 1024 ψηφιακά σήματα, διαθέτει αρκετή μνήμη για την εφαρμογή αυτή, επικοινωνεί με Operator Panel και τέλος μπορεί να συνδεθεί σε δίκτυο Ethernet

• Πολλές φορές έχει προκύψει η ερώτηση “πώς μπορεί να υπολογιστεί πόση μνήμη θα απαιτηθεί για την υλοποίηση του αυτοματισμού ;”

• Δυστυχώς, δεν υπάρχει αξιόπιστη απάντηση σ’ αυτό το ερώτημα. Κάποια εποχή υπολογιζόταν με βάση τον αριθμό εισόδων και εξόδων του συστήματος

• Αυτό σήμερα έχει ξεπεραστεί, αφού μπορεί κάποιος με 20 εισόδους και 20 εξόδους να γράψει πρόγραμμα 500 σελίδων και με 100 εισόδους και 100 εξόδους πρόγραμμα 300 σελίδων. Η μόνη λύση είναι η εμπειρία του καθενός

Προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές της αγοράς

Στην αγορά, υπάρχουν δύο τύποι προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών: τα Compact PLC και τα Modular PLC

Compact PLC • Σ’ αυτήν την κατηγορία ανήκουν τα PLC που όλα τα

επιμέρους στοιχεία, που απαρτίζουν ένα PLC, είναι ενσωματωμένα σε μια συσκευή. Είναι περιορισμένων δυνατοτήτων καθώς έχουν 48 το πολύ εισόδους και εξόδους, όλες με τα ίδια χαρακτηριστικά, καθώς και μικρό αριθμό χρονικών και απαριθμητών

• Τα παλαιότερα μοντέλα δεν ήταν επεκτάσιμα, δηλαδή δεν μπορούσε να αυξηθεί ο αριθμός των εισόδων και των εξόδων. Στα νεότερα μοντέλα υπάρχει δυνατότητα μικρής επέκτασης. Το πλεονέκτημά τους είναι το χαμηλό κόστος τους

Modular PLC • Σ’ αυτήν την κατηγορία κάθε βαθμίδα (module) του PLC

είναι ξεχωριστή και συνδέονται όλες μαζί πάνω στο πλαίσιο τοποθέτησης μονάδων (σχήμα 6.9.1.1). Είναι επεκτάσιμα και χρησιμοποιούνται συνήθως όταν υπάρχει μεγάλος αριθμός εισόδων και εξόδων

• Τα βασικά μέρη ενός modular plc είναι: Η μονάδα τροφοδοσίας, Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (η οποία έχει τη δυνατότητα να οδηγήσει ένα ανώτατο αριθμό εισόδων και εξόδων π.χ μέχρι 1024 συνολικά ψηφιακές εισόδους και εξόδους το PLC SIMATIC S7-300) και οι μονάδες εισόδων και εξόδων (κάθε μονάδα μπορεί να έχει 4,8,16 ή 32 εισόδους ή εξόδους)

Modular PLC

Ανάπτυξη προγράμματος σε PLC

• Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το ηλεκτρολογικό σχέδιο του αυτοματισμού δεν είναι απαραίτητο προκειμένου να αναπτυχθεί πρόγραμμα σε PLC για τον αυτοματισμό. Σε σύνθετους πολύπλοκους αυτοματισμούς η ανάπτυξη του ηλεκτρολογικού σχεδίου του αυτοματισμού είναι πολύ δυσκολότερη από την ανάπτυξη του προγράμματος

• Μάλιστα σε ορισμένες περιπτώσεις είναι πιο εύκολο να αναπτυχθεί το πρόγραμμα άμεσα από τα δεδομένα του αυτοματισμού παρά χρησιμοποιώντας ένα έτοιμο ηλεκτρολογικό σχέδιο του αυτοματισμού

• Θα παρουσιαστεί ο προγραμματισμός των PLC σε δύο ενότητες. Στην πρώτη ενότητα θα εξηγηθεί πως προγραμματίζονται σε ένα PLC συνδυαστικοί αυτοματισμοί και στη δεύτερη ενότητα πως προγραμματίζονται ακολουθιακοί αυτοματισμοί

• Αυτό επειδή οι βασικές διαφορές στον προγραμματισμό των PLC εμφανίζονται όταν γίνεται χρήση χρονικών, απαριθμητών και των λοιπών ειδικών συναρτήσεων των ακολουθιακών αυτοματισμών

Συνδυαστικός αυτοματισμός: • Είναι ο αυτοματισμός στον οποίο οι έξοδοι

εξαρτώνται μόνο από τις εισόδους. Αυτό σημαίνει ότι οι κινητήρες, βαλβίδες και οι υπόλοιποι αποδέκτες του αυτοματισμού λαμβάνουν εντολές μόνο από τους αισθητήρες και τους διακόπτες εισόδου και δεν εξαρτώνται από το χρόνο ή από προηγούμενες καταστάσεις των εξόδων

Ακολουθιακός αυτοματισμός : • Είναι ο αυτοματισμός στον οποίο οι έξοδοι

εξαρτώνται όχι μόνο από τις εισόδους, αλλά και από το χρόνο ή και από προηγούμενες καταστάσεις των εξόδων

Κατηγορίες αυτοματισμού

Παράδειγμα συνδυαστικού και ακολουθιακού αυτοματισμού

• Ας υποτεθεί η ύπαρξη μια δεξαμενής η οποία γεμίζει με κάποιο υγρό μέσω μιας αντλίας και που αδειάζει ανοίγοντας μια βαλβίδα εξαγωγής

• Επίσης υπάρχει ένας αναδευτήρας και ένας φλοτεροδιακόπτης. Ο αυτοματισμός αυτός είναι συνδυαστικός γιατί οι έξοδοι (αντλία, βαλβίδα, αναδευτήρας) εξαρτώνται μόνο από τις καταστάσεις των εισόδων (θερμοστάτης, φλοτεροδιακόπτης)

Παράδειγμα συνδυαστικού αυτοματισμού

Παράδειγμα συνδυαστικού και ακολουθιακού αυτοματισμού

• Ο αυτοματισμός θα ήταν ακολουθιακός, αν ο αναδευτήρας λειτουργούσε για κάποιο σταθερό χρονικό διάστημα, και ανεξάρτητα από την κατάσταση του θερμοστάτη

Κύριες λειτουργίες προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών

• Τα PLC σήμερα έχουν και διάφορες λειτουργίες που βοηθούν στην δημιουργία του αυτοματισμού. Οι λειτουργίες αυτές αυξάνουν συνεχώς καθώς τα PLC εξελίσσονται με ταχύτατους ρυθμούς. Αναφέρονται ενδεικτικά οι σημαντικότερες από αυτές

• Λειτουργία απαριθμητών. Οι απαριθμητές αποτελούν ακόμα ένα πολύ σημαντικό στοιχείο των PLC. Οι απαριθμητές μπορούν να απαριθμούν εξωτερικούς ή εσωτερικούς παλμούς. Η απαρίθμηση μπορεί να είναι προς τα πάνω (count up) ή προς τα κάτω (count down). Η λειτουργία των απαριθμητών δεν είναι ίδια σε όλα τα PLC

• Δυνατότητες πραγματικών ωρολογίων μέσω των οποίων μπορούν να προγραμματιστούν κάποιες έξοδοι σε πραγματικό χρόνο, ημερομηνία και ώρα

• Αριθμητικές επεξεργασίες. Τα σύγχρονα PLC έχουν προσεγγίσει πάρα πολύ τις δυνατότητες των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σχεδόν όλα τα PLC έχουν σήμερα τη δυνατότητα να επεξεργάζονται αριθμητικές πράξεις. Για να μπορέσει κάποιος να καταλάβει και να αξιοποιήσει τις δυνατότητες αυτές πρέπει να έχει γνώσεις ψηφιακών ηλεκτρονικών και μικροϋπολογιστών

• Αναλογικές είσοδοι-έξοδοι. Τα PLC ενώ αρχικά δημιουργήθηκαν για να αντικαταστήσουν τους αυτοματισμούς καλωδιωμένης λογικής (αυτοματισμούς με ρελέ), οι δυνατότητές τους έχουν εξαπλωθεί με προοπτική να καλύψουν πλήρως και τα συστήματα αυτομάτου ελέγχου, όπως είναι αναλογικοί έλεγχοι θερμοκρασίας, πίεσης, στάθμης, στροφών κινητήρων κλπ

• Αυτό γίνεται δυνατό με την δυνατότητα των PLC να δέχονται και να επεξεργάζονται αναλογικές εισόδους, όπως και να παρέχουν αναλογικές εξόδους. Το PLC μετατρέπει τις αναλογικές τιμές των εισόδων σε ψηφιακές τιμές και στη συνέχεια επεξεργάζεται τις τιμές αυτές αξιοποιώντας τις δυνατότητες για επεξεργασία ψηφιακών αριθμών όπως ήδη προαναφέραμε

• Η δυνατότητα επεξεργασίας αναλογικών σημάτων έχει δώσει άλλη προοπτική εξέλιξης στα PLC

• Δικτύωση PLC – Συνεργασία μεταξύ τους και με ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Η εξέλιξη των PLC σήμερα αλλάζει τη μορφή της βιομηχανίας. Τα PLC μπορούν να συνδέονται μεταξύ των ανταλλάσσοντας πληροφορίες, όπως και να συνεργάζονται με ηλεκτρονικούς υπολογιστές, οι οποίοι ασχολούνται με τον έλεγχο όλης της παραγωγής και ακόμη με τον έλεγχο της αποθήκης και του λογιστηρίου του εργοστασίου

• Όλα αυτά μαζί αποτελούν ένα βασικό Βιομηχανικό Δίκτυο Αυτοματισμού (Computer Automatic Network, CAN). Τα PLC βρίσκονται στη βάση κάθε βιομηχανικού δικτύου αυτοματισμού

Προγραμματιστικά χαρακτηριστικά και ονοματολογία στοιχείων PLC

Κατά τη μελέτη προγραμματισμού ενός PLC, πρέπει να είναι γνωστό: • Πόσες εισόδους έχει, πως ονομάζονται και πως

αναγνωρίζονται.Οι είσοδοι σχεδόν σε όλα τα PLC χαρακτηρίζονται με το γράμμα Ι (Input). Στα μικρά συμπαγή PLC το γράμμα Ι ακολουθεί ένας απλός αύξων αριθμός, ξεκινώντας από το 1 (ή το 0) και φθάνοντας στο πλήθος των εισόδων π.χ. Ι1, Ι2, Ι3, κλπ. Στα modular PLC, όπου οι είσοδοι βρίσκονται σε μονάδες εισόδων, το γράμμα Ι ακολουθούν δύο αριθμοί που χωρίζονται με τελεία

• Ο πρώτος αριθμός χαρακτηρίζει συνήθως τη θέση της μονάδας που βρίσκεται η είσοδος, και ο δεύτερος αριθμός χαρακτηρίζει την είσοδο πάνω στη μονάδα . Π.χ. είσοδοι Ι0.0, Ι0.1, Ι0.2, …,Ι1.1, Ι1.2, κλπ

• Πόσες εξόδους έχει, πως ονομάζονται και πως αναγνωρίζονται. Τα ίδια, που ισχύουν για τις εισόδους, ισχύουν και για τις εξόδους. Το γράμμα με το οποίο χαρακτηρίζονται οι έξοδοι στα διάφορα PLC είναι συνήθως το Q ή το Ο (Output). Για τους αριθμούς που ακολουθούν το γράμμα, ισχύει ότι και για τις εισόδους

• Πόσες βοηθητικές μνήμες έχει και πως ονομάζονται. Στα διάφορα PLC θα συναντώνται με το όνομα Markers. Πρόκειται για θέσεις μνήμης, στις οποίες αποθηκεύονται ενδιάμεσες λογικές καταστάσεις και πληροφορίες

• Όπως ισχύει για τις εισόδους και τις εξόδους, χαρακτηρίζονται με ένα γράμμα ακολουθούμενο από έναν αριθμό ή δύο αριθμούς που χωρίζονται με τελεία. Το γράμμα στα διάφορα PLC είναι το Μ (Marker). Έτσι είναι π.χ. Μ0.1, Μ0.2, ..., Μ0.15, Μ1.0, Μ1.1,…

• Τις ειδικές συναρτήσεις του PLC • Πρέπει να είναι γνωστό ποιες είναι, πώς

ονομάζονται, πώς τις χειρίζεται το κάθε PLC και πόσες από την καθεμία διαθέτει. Οι ειδικές συναρτήσεις κατά σειρά σπουδαιότητας είναι: – Τα χρονικά – Οι απαριθμητές – Οι συγκριτές – Οι γεννήτριες παλμοσειρών – Ο μετρητής πραγματικού χρόνου

Όλα τα παραπάνω στοιχεία αποτελούν το προγραμματιστικό μοντέλο ενός PLC. Για να ξεκινήσει ο προγραμματισμός πρέπει να είναι γνωστό το προγραμματιστικό μοντέλο του PLC που χρησιμοποιείται

Ονοματολογία σε modular PLC

SIMATIC S7

Η οικογένεια Simatic S7 • Η σειρά Simatic S7 είναι μια οικογένεια

Προγραμματιζόμενων Λογικών Ελεγκτών έτσι σχεδιασμένων ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πλήθος εφαρμογών αυτοματισμού. Ο συμπαγής σχεδιασμός τους, το χαμηλό κόστος και το πολύ ισχυρό σετ εντολών κάνει το Simatic S7 ιδανική λύση για μικρές εφαρμογές ελέγχου

SIMATIC S7 S7-200

Για εφαρμογές με μικρές απαιτήσεις σε όγκο προγράμματος και αριθμό σημάτων και εντολών. Τα κυριότερα πλεονεκτήματά του είναι:

• Ταχύτητα • Ευελιξία • Αποκρίσεις σε πραγματικό χρόνο • Σύνδεση συσκευών απεικόνισης και χειρισμών • Δικτύωση • Επεκτασιμότητα, πέρα των ενσωματωμένων εισόδων

– εξόδων

SIMATIC S7 S7-200

• Παράλληλο bus • Δυνατότητα επεξεργασίας αναλογικών σημάτων • Σύνδεση μονάδων επέκτασης σε δύο σειρές • Πάρα πολύ μικρές διαστάσεις • Αναλογικά ποτενσιόμετρα για εύκολη τοποθέτηση set

point • Βρόγχοι ελέγχου με PID • Πακέτο προγραμματισμού MicroWin με δυνατότητα

προγραμματισμού σε όλες τις γλώσσες των PLC

SIMATIC S7 S7-300

Τα κυριότερα χαρακτηριστικά του είναι: • Modular μορφή • Μεγάλη ποικιλία από CPU για τη βέλτιστη

επιλογή ανάλογα με την επιθυμητή απόδοση • Επεκτασιμότητα με έως 32 μονάδες • Δικτυώνεται με όλα τα πρότυπα δίκτυα (Profibus,

Industrial Ethernet) • Δεν έχει περιορισμό για τη θέση των επιμέρους

μονάδων

SIMATIC S7 S7-300

• Δεν υπάρχουν μικροδιακόπτες για την παραμετροποίηση – όλα γίνονται μέσω λογισμικού

• Έχει πλήρες 32-bit σετ εντολών (ακόμα και για τριγωνομετρικές εξισώσεις)

• Ενσωματωμένη δυνατότητα δικτύωσης (ΜΡΙ) στην κεντρική μονάδα

• Ενσωματωμένες δυνατότητες διασύνδεσης με ΗΜΙ • Μνήμη διαγνωστικών – αυτόματη αποθήκευση με

χρόνο και ημερομηνία όλων των συμβάντων στο PLC

SIMATIC S7 S7-400

Η πλέον ισχυρή σειρά, για εφαρμογές υψηλών απαιτήσεων σε αριθμό σημάτων, χρόνο επεξεργασίας, μέγεθος προγράμματος και επικοινωνίες. Διαθέτει ότι και η σειρά S7-300 και επιπλέον:

• Πολύ μεγάλο αριθμό σημάτων (πάνω από 130.000 ψηφιακά και 8.000 αναλογικά)

• Πολύ μεγάλες μνήμες (πάνω από 8 ΜΒ) • Ελεύθερη τοποθέτηση των μονάδων, ακόμα και των CPU • Δυνατότητα αφαίρεσης των μονάδων ακόμα και κατά τη

διάρκεια λειτουργίας του συστήματος χωρίς πρόβλημα

Κάθε PLC μπορεί να δομηθεί από επιμέρους μονάδες, ανάλογα με την εφαρμογή για την οποία θα χρησιμοποιηθεί. Στο παραπάνω σχήμα φαίνεται μία ολοκληρωμένη εικόνα ενός S7-300

Απαιτούμενος εξοπλισμός

Η μονάδα επέκτασης σημάτων είναι προαιρετική και χρειάζεται όταν οι μονάδες εισόδων / εξόδων της κεντρικής μονάδας δεν επαρκούν για την υλοποίηση της εφαρμογής. Στο παράδειγμα του σχήματος η έξοδος Α4.0 θα ενεργοποιηθεί (θα ανάψει το Led) μόνο αν κλείσουν οι διακόπτες Ε0.1 και Ε0.2.

Αναλυτικά τα επιμέρους στοιχεία που απαρτίζουν ένα S7-300 είναι: • Πλαίσιο στήριξης (Rack): Ο ρόλος του είναι να στηρίζει απλά τις

διάφορες μονάδες που θα συνθέσουν το σύστημα αυτοματισμού. Η επικοινωνία μεταξύ μονάδων και CPU γίνεται με έναν συνδετήρα σχήματος “Π” στο πίσω μέρος των μονάδων. Μέσω αυτού υλοποιούνται οι δύο δίαυλοι εσωτερικής επικοινωνίας

Υπάρχουν δύο δίαυλοι για την επικοινωνία των μονάδων με τη CPU:

• P-Bus (Peripheral Bus), το οποίο έχει σαν κύριο στόχο να μεταφέρει πληροφορίες που αφορούν στην περιφέρεια (π.χ. εισόδους, εξόδους). Το P-bus είναι σειριακό (η πληροφορία μεταφέρεται σειριακά από τη μια μονάδα στην άλλη) με ταχύτητα 1,5 MBPS

• K-Bus (Communication Bus) που αφορά στην επικοινωνία προς ειδικές μονάδες, για λειτουργίες προγραμματιστή κλπ. Το K-Bus είναι σειριακό και τα δεδομένα μεταφέροντα με ταχύτητα 187,5 KBPS

• Στο S7-300 μπορούν να τοποθετηθούν ένα κεντρικό rack (όπου βρίσκεται η CPU) και ως 3 rack επέκτασης, απομακρυσμένα μεταξύ τους το πολύ 10 μέτρα

• Μια ιδιαιτερότητα είναι ότι μπορεί σε κάθε rack να δημιουργηθεί ένα τοπικό Bus (Local Bus). Εδώ, με τη βοήθεια του πακέτου προγραμματισμού Step 7, μπορεί να ανεξαρτητοποιηθεί μια περιοχή του Peripheral Bus. Αυτό είναι δυνατό μόνο όταν χρησιμοποιηθεί ειδική μονάδα FM, η οποία πλέον ελέγχει άμεσα τις μονάδες που βρίσκονται δεξιά της και μόνο στα όρια του ίδιου rack. Ταυτόχρονα, αυτές οι μονάδες δεν είναι προσπελάσιμες από τη CPU

Μια τυπική εφαρμογή του Local Bus είναι σε περιπτώσεις όπου πρέπει να επεξεργαστούν γρήγορα φαινόμενα (PID βρόχοι, που μπορούν να υλοποιηθούν με την ειδική FM μονάδα) κάνοντας ταυτόχρονα και κοινές λειτουργίες αυτοματισμού στη CPU

• Τροφοδοτικό (Power Supply): Ο σκοπός του είναι από την υπάρχουσα τάση δικτύου να δημιουργήσει τις απαραίτητες τάσεις για την λειτουργία του ίδιου του PLC (σε καμία περίπτωση δεν αφορά τροφοδοσία κινητήρων, βανών, κλπ)

• Στο τροφοδοτικό – ανάλογα με την οικογένεια του PLC – τοποθετούνται μια ή δύο μπαταρίες που έχουν σκοπό να διατηρήσουν το πρόγραμμα και ορισμένες παραμέτρους του σε περίπτωση πτώσης της τάσης

• Η τυπική διάρκεια ζωής της μπαταρίας είναι περίπου 250 μέρες. Αυτό εξαρτάται βέβαια από πολλούς παράγοντες όπως το μέγεθος της περιοχής μνήμης που πρέπει να διατηρήσει (το ορίζει ο προγραμματιστής), το χρονικό διάστημα που το PLC βρίσκεται εκτός τάσης, τις βυθίσεις τάσης του δικτύου κλπ

• Το ονομαστικό ρεύμα εξόδου του τροφοδοτικού πρέπει να είναι πάντα μεγαλύτερο από το ρεύμα που απορροφούν όλες οι μονάδες που είναι τοποθετημένες στο rack.Ο έλεγχος είναι απλός – αθροίζεται το ρεύμα που απορροφά κάθε μια μονάδα χωριστά (από τα τεχνικά χαρακτηριστικά των επιμέρους μονάδων) και κατόπιν επιλέγεται τροφοδοτικό με ρεύμα εξόδου μεγαλύτερο από το σύνολο που έχει υπολογιστεί

• Στη σειρά αυτή οι τροφοδοτικές διατάξεις που παράγουν τις απαραίτητες για τη λειτουργία του PLC εσωτερικές τάσεις, περιλαμβάνονται στο ίδιο κουτί με τη CPU. Απαιτείται μόνο εξωτερική τάση 24V DC η οποία δίνεται από εξωτερικό τροφοδοτικό

Τύπος PS 307 2A PS 307 5A PS 307 10A

Τάση εισόδου (AC) 120V / 230V 120V / 230V 120V / 230V

Ρεύμα εισόδου 0.8Α / 0.5A 2Α / 1A 3.5Α / 1.7A

Τάση εξόδου 24V DC 24V DC 24V DC

Ρεύμα εξόδου 2A 5Α 10Α

Απορροφούμενη Ισχύς 58W 138W 270W

Διαγνωστικά Ναι Ναι Ναι

• Εδώ η μπαταρία του συστήματος τοποθετείται στη CPU. Έτσι σε περίπτωση που πέσει η τάση δικτύου ή μεταφερθεί ο διακόπτης του τροφοδοτικού από θέση ON σε OFF, το πρόγραμμα καθώς και άλλες περιοχές της μνήμης που ορίζει ο προγραμματιστής διατηρούνται

• Ενδεικτικό LED στην πρόσοψη της CPU απεικονίζει την ύπαρξη και σωστή λειτουργία της μπαταρίας. Όταν τοποθετηθεί καινούργια, το LED σβήνει αυτόματα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU): Σε αυτήν αποθηκεύεται και εκτελείται κυκλικά το πρόγραμμα του χρήστη. Με βάση τις τιμές που διαβάζονται από τις εισόδους καθώς και τις από πριν αποθηκευμένες τιμές, παράγονται οι αποφάσεις που θα εκτελεσθούν για να υλοποιηθεί ο αυτοματισμός της εγκατάστασης.

Τα σημαντικότερα στοιχεία που υπάρχουν σε μια CPU είναι:

• Ο μικροεπεξεργαστής, ο οποίος εκτελεί το πρόγραμμα που έχει μέσα στη μνήμη του και ελέγχει τη σωστή λειτουργία όλων των μονάδων που είναι συνδεδεμένες σ’ αυτόν

Η μνήμη, η οποία λογικά χωρίζεται σε διάφορες περιοχές των οποίων οι σημαντικότερες είναι:

• Μνήμη του χρήστη, όπου αποθηκεύεται το πρόγραμμα που εμείς έχουμε γράψει για τον αυτοματισμό της εγκατάστασης

• Μνήμη για το λειτουργικό σύστημα, όπου τρέχει το πρόγραμμα για τη λειτουργία του ίδιου του PLC

• Μνήμη για τα χρονικά, απαριθμητές, βοηθητικά • Μνήμη απεικόνισης της περιφέρειας, όπου

καταχωρείται η κατάσταση των σημάτων εισόδου και εξόδου, το τι γίνεται δηλαδή εκτός του PLC

• Σε κάθε CPU πλέον υπάρχει ενσωματωμένο το δίκτυο MPI (Multi Point Interface) επάνω στο οποίο με ταχύτητα ως 187,5 KBPS και 32 σταθμούς (συσκευές προγραμματισμού, προσωπικοί υπολογιστές, PLC, συσκευές επιτήρησης και χειρισμών) μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους

• Για τις υπηρεσίες επίβλεψης και χειρισμών δεν απαιτείται προγραμματισμός στην πλευρά του PLC, πράγμα το οποίο εξοικονομεί μνήμη, ελευθερώνει τη CPU από επιπλέον εργασία και τελικά μειώνει το χρόνο και το κόστος της εκπόνησης ενός έργου

• Για τις υπηρεσίες επικοινωνιών (MPI, Point to Point, Industrial Ethernet, Profibus) οι κλήσεις είναι τμήμα του λειτουργικού συστήματος οπότε δεν απαιτείται χρήση της μνήμης που είναι διαθέσιμη για τα προγράμματα του χρήστη. Επίσης δεν επιβαρύνεται και ο κύκλος εκτέλεσης του προγράμματος

• Τα διαγνωστικά μηνύματα του συστήματος τα ορίζει ο χρήστης μέσω παραμετροποίησης. Αυτά αποθηκεύονται με ώρα και ημερομηνία σε ειδικό χώρο (Diagnostic Buffer) ικανό να κρατήσει ως 120 εγγραφές με τη δυνατότητα να τα δει ο χρήστης είτε με τη συσκευή προγραμματισμού, είτε να τα εκμεταλλευτεί στο πρόγραμμά του για ν’ αναλάβει κάποιες ενέργειες είτε τέλος να τα απεικονίσει σε κάποια συσκευή επιτήρησης και χειρισμών (operator panel)

Σε ορισμένες CPU υπάρχει ενσωματωμένο interface για σύνδεση σε δίκτυο Profibus DP (π.χ. CPU 315-2DP). Αυτές οι CPU μπορούν να είναι είτε Master (οπότε διαβάζουν τις εισόδους κι επενεργούν στις εξόδους των άλλων σταθμών στο δίκτυο), είτε είναι Slave (οπότε παρέχουν στο Master του δικτύου τις δικές τους τιμές)

• Μονάδες ψηφιακών εισόδων (Digital Input): Ο ρόλος τους είναι να μεταφέρουν την εικόνα της εγκατάστασης στη CPU, όπως για παράδειγμα ότι πατήθηκε ένας τερματικός διακόπτης ή ότι ο χειριστής πίεσε ένα μπουτόν. Η πληροφορία αυτή μεταφέρεται ηλεκτρικά σε κλέμα της μονάδας εισόδου, ψηφιοποιείται και αποθηκεύεται στη μνήμη απεικόνισης εισόδων

• Μια μονάδα εισόδων έχει 8, 16 ή 32 εισόδους ανάλογα με τον τύπο του προγραμματιζόμενου ελεγκτή και την τάση. Οι τάσεις που έχουν επικρατήσει είναι κυρίως τα 24V DC και τα 230V AC

• Μια μονάδα εισόδων 24V DC αναγνωρίζει π.χ. τα +24V σαν σήμα 1 και τα 0V σαν σήμα 0. Για τις περιπτώσεις που υπάρχει διακύμανση στην τάση (μη σταθεροποιημένο τροφοδοτικό) οι μονάδες έχουν μεγάλες ανοχές. Έτσι σήμα 1 καταλαβαίνει από 13V ως 30V DC και σήμα 0 από –3V ως +5V DC. Οι ενδιάμεσες τιμές (6V ως 12V DC) δεν είναι δυνατόν να προκαθοριστεί πως θα τις κατανοεί το PLC

• Ένα άλλο στοιχείο που ενδιαφέρει είναι η καθυστέρηση που εισάγει η μονάδα στη μεταφορά του σήματος προς την CPU και την οποία θα πρέπει να λάβει κανείς υπόψη του όταν πρόκειται να ελέγξει γρήγορες διαδικασίες

• Τυπικές τιμές είναι της τάξης των 1.2 ως 25 msec

Μονάδα ψηφιακών εισόδων

• Μονάδες ψηφιακών εξόδων (Digital Output): Ο ρόλος τους είναι να μετατρέπουν τις αποφάσεις που πήρε η CPU σε εντολές προς την εγκατάσταση, όπως για παράδειγμα να εκκινήσει ένας κινητήρας, ν’ ανάψει μια λυχνία ή να ηχήσει μια κόρνα

• Οι αποφάσεις αυτές βρίσκονται καταχωρημένες στη μνήμη απεικόνισης εξόδων στη CPU και μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα από τις μονάδες εξόδων. Ενδεικτικά μια μονάδα 32 ψηφιακών εξόδων / 24V DC

Μονάδα ψηφιακών εξόδων

• Μονάδες αναλογικών εισόδων (Analog Input): Στην καθημερινή πρακτική ενδιαφέρουν και σήματα τα οποία έχουν διαρκή μεταβολή. Έτσι στην παρακολούθηση της στάθμης μιας δεξαμενής ενδιαφέρει η ακριβής τιμή της και όχι μόνο το αν αυτή είναι πάνω ή κάτω από ένα όριο, πληροφορία που θα μας έδινε εύκολα ένα φλοτέρ τοποθετημένο στο κατάλληλο σημείο

• Τέτοιου είδους μεγέθη που έχουν ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο φάσμα τιμών, λέγονται αναλογικά

• Για την επεξεργασία τους μεταβάλλεται πρώτα το φυσικό μέγεθος σε ηλεκτρικό με τη βοήθεια του κατάλληλου αισθητήρα και στη συνέχεια εισάγεται στο PLC. Έτσι στο παράδειγμα παρακολούθησης της στάθμης μιας δεξαμενής το φυσικό μέγεθος που αντιστοιχεί στη στάθμη είναι η υδροστατική πίεση. Με την βοήθεια λοιπόν του αισθητήρα μετατρέπεται η υδροστατική πίεση σε ηλεκτρικό μέγεθος και υφίσταται επεξεργασία

• Στο παράδειγμά αυτό μπορούν να αντιστοιχιστούν τα 0 cm (ή αλλιώς 0 bar) σε τάση 0V, και τα 10 m (1000 cm ή 1 bar) σε τάση 10V. Οποιαδήποτε ενδιάμεση τιμή π.χ. 3.25 m θα έχει την αντίστοιχη ηλεκτρική της αναπαράσταση δηλαδή θα είναι 3.25V

• Οι μονάδες που έχουν τη δυνατότητα να επεξεργαστούν τέτοια συνεχή μεγέθη και να τα μετατρέπουν σε μορφή κατάλληλη να τα κατανοήσει η CPU είναι οι μονάδες αναλογικών εισόδων. Αυτές δέχονται ρεύματα ή τάσεις που παράγονται από τα αναλογικά αισθητήρια

• Οι τυποποιημένες τιμές για τα ρεύματα είναι 0-20mA και 4-20mA, ενώ για τις τάσεις είναι 0-10V

Μονάδα αναλογικών εισόδων

• Μονάδες αναλογικών εξόδων (Digital Output): Η μονάδα αυτή αναλαμβάνει να μετατρέψει το αριθμητικό μέγεθος με το οποίο ασχολείται η CPU στην κατάλληλη τιμή ρεύματος ή τάσης ώστε να μπορεί να οδηγηθεί το ανάλογο εξάρτημα που ελέγχει το φυσικό μέγεθος της εγκατάστασης

Μονάδα αναλογικών εξόδων

• Μονάδες ειδικών λειτουργιών (Function Module): Μια ειδική κάρτα αναλαμβάνει να ελέγξει μια συγκεκριμένη λειτουργία αυτοματισμού

• Έτσι μια λειτουργία που είναι επαναλαμβανόμενη και συνηθισμένη (και άρα τυποποιημένη) μπορεί να υλοποιηθεί (τόσο σε hardware όσο και σε software) από μια ειδική κάρτα

• Για παράδειγμα μια λειτουργία που συναντάται συχνά είναι η απαρίθμηση παλμών και η λήψη αποφάσεων όταν καταμετρηθεί ένας προκαθορισμένος αριθμός (set point), όπως στο παράδειγμα που ακολουθεί

• Στο παράδειγμα αυτό θα πρέπει το χαρτοκιβώτιο να γεμίσει με ένα συγκεκριμένο αριθμό εξαρτημάτων. Όταν το χαρτοκιβώτιο σταματήσει στη σωστή θέση, η ταινία Α σταματάει, αρχίζει η απαρίθμηση και εκκινεί η ταινία Β

• Όταν καταμετρηθεί ο επιθυμητός αριθμός εξαρτημάτων, η μονάδα FM350 σταματά την ταινία Β και εκκινεί την ταινία Α για να απομακρύνει το χαρτοκιβώτιο. Έτσι λειτουργεί σαν αυτόνομη μονάδα και λαμβάνει από τη CPU μόνο set point ή αποστέλλει δεδομένα σε άλλες μονάδες

Παράδειγμα χρήσης μονάδας ειδικών λειτουργιών

Προγραμματισμός ενός PLC

• Τα PLC από μόνα τους είναι ουδέτερες συσκευές αφού δεν είναι από πριν κατασκευασμένες για μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Κάθε φορά, ανάλογα με τις απαιτήσεις της εκάστοτε εγκατάστασης προγραμματίζονται. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι προγραμματισμού που ποικίλουν ακριβώς γιατί ποικίλουν και τα επίπεδα γνώσης και εμπειριών του κάθε προγραμματιστή

• Οι ουσιαστικές διαφορές είναι στο τι απεικονίζεται στην οθόνη του υπολογιστή , αφού το τελικό αποτέλεσμα είναι πάντα ένα και το αυτό – η γλώσσα μηχανής MC7 (Machine Code 7) που καταλαβαίνει το PLC. Οι διάφορες γλώσσες μετατρέπονται σε γλώσσα μηχανής κατά τα μεταφορά του προγράμματος από τη συσκευή προγραμματισμού στο PLC

Γλώσσα LADDER Logic ή γλώσσα ηλεκτρολογικών γραφικών

• Η πρώτη γλώσσα προγραμματισμού ενός PLC είναι η Ladder Logic (LAD) που είναι μια γλώσσα γραφικών, η οποία χρησιμοποιεί ηλεκτρομηχανικά σύμβολα και επιτρέπει ουσιαστικά τη μεταφορά του ηλεκτρολογικού σχεδίου στο PLC

• Με αυτή τη γλώσσα η εργασία σχεδιασμού του αυτοματισμού γίνεται εύκολα και γρήγορα

Γλώσσα λίστα εντολών (Statement List) ή γλώσσα λογικών εντολών

• Η δεύτερη γλώσσα προγραμματισμού είναι η Statement List (STL) που αναπτύχθηκε σχεδόν ταυτόχρονα με τη LADDER. Η σύνταξη των εντολών είναι παραπλήσια με αυτή του κώδικα μηχανής (Machine Code), όπου οι εντολές και οι λειτουργίες ακολουθούνται από διευθύνσεις

Γλώσσα λογικών γραφικών (Function Block Diagram)

• Η τρίτη γλώσσα Function Block Diagram είναι κι αυτή γλώσσα προγραμματισμού με γραφικά. Οι εντολές εδώ αναπαρίστανται με λογικά blocks, παρόμοια με αυτά που συναντώνται στην άλγεβρα Boole

• Κι εδώ όπως και στα διαγράμματα στην ψηφιακή τεχνολογία μπορούμε να παρακολουθήσουμε τη ροή του σήματος ανάμεσα στα «κουτιά»

• Για παράδειγμα η λογική πράξη AND αντιστοιχεί σε μία εν σειρά σύνδεση επαφών του κυκλωματικού διαγράμματος. Αν στο παρακάτω παράδειγμα έστω και μία από τις εισόδους έχει τιμή 0, τότε η Q0.0 θα έχει τιμή 0. Για να έχει η Q0.0 κατάσταση 1 θα πρέπει όλες οι είσοδοι να έχουν κατάσταση 1

• Παρακάτω απεικονίζονται και οι προαναφερθείσες τρείς τυπικές γλώσσες προγραμματισμού για την υλοποίηση της πράξης AND

Υλοποίηση της λογικής πράξης AND

• Η STEP 7 είναι το επίσημο πακέτο λογισμικού που χρησιμοποιείται για την παραμετροποίηση και τον προγραμματισμό των Προγραμματιζόμενων Λογικών Ελεγκτών της σειράς SIMATIC της SIEMENS. Αποτελεί μέρος του ευρύτερου προϊόντος SIMATIC και υπάρχει στο εμπόριο σε διάφορες εκδόσεις

• Το περιβάλλον της STEP 7 ταιριάζει απόλυτα με το λειτουργικό WINDOWS και είναι καθαρά παραθυρικό. Το τυπικό πακέτο λογισμικού παρέχει στον χρήστη υποστήριξη σε όλες τις φάσεις δημιουργίας μιας αυτοματοποιημένης διεργασίας

Προγραμματισμός με το SIMATIC STEP 7

• Η STEP 7 έχει ενσωματωμένες τουλάχιστον τρεις γλώσσες προγραμματισμού (LAD/STL/FBD) ενώ με κάποια επιπρόσθετα πακέτα γίνονται διαθέσιμες και άλλες γλώσσες προγραμματισμού όπως η SCL (Structured Control Language) και η GRAPH (ανάλογη με την SFC – Sequential Function Chart του προτύπου IEC 1131-3). Ο κώδικας μπορεί να γραφεί σε οποιαδήποτε από τις τρεις ενσωματωμένες γλώσσες

• Για την κατασκευή του προγράμματος υποστηρίζονται διάφοροι τύποι υποπρογραμμάτων και κάθε υποπρόγραμμα μπορεί να γραφεί σε οποιαδήποτε από τις γλώσσες ανεξάρτητα από αυτή που χρησιμοποιήθηκε για τα υπόλοιπα. Έτσι, ανάλογα με την περίπτωση χρησιμοποιείται και η κατάλληλη γλώσσα διευκολύνοντας πολύ τον προγραμματισμό

• Επιπρόσθετα το STEP 7 διαθέτει εργαλεία διαρρύθμισης του υλικού (Hardware configuration), δημιουργίας και παραμετροποίησης δικτύων, εύρεσης σφαλμάτων (debugger), παρακολούθησης της κατάστασης του ελεγκτή (διαγνωστικά) και λειτουργίες εποπτείας των περιεχομένων της μνήμης

• Ένα άλλο πλεονέκτημα του Step 7 είναι η δυνατότητα απομακρυσμένης πρόσβασης σε αυτό μέσω modem και διαδικτύου. Δεν χρειάζεται να είναι κανείς τοπικά συνδεδεμένος στο σταθμό αυτοματισμού ή το δίκτυο για να προγραμματίσει , να κάνει ενημερώσεις ή να ανιχνεύσει προβλήματα

• Το πακέτο TeleService του Step 7 παρέχει τη δυνατότητα σύνδεσης μιας μονάδας προγραμματισμού ή ενός υπολογιστή σε ένα PLC μέσω του τηλεφωνικού δικτύου ή του διαδικτύου

• Όσον αφορά τα διαγνωστικά δεν χρειάζεται να γραφεί η διαγνωστική λογική για να διαπιστωθεί τι είναι λανθασμένο με το υλικό ή το λογισμικό

• Όταν η CPU αντιληφθεί ένα σφάλμα τότε καταχωρείται η αιτία του σφάλματος σε μία λίστα που μπορούμε να τη διαβάσουμε μέσα από το STEP 7, σταματάει η λειτουργία της και δίνει ένα μπλοκ διακοπής που περιέχεται με λεπτομέρεια ο λόγος διακοπής

• Στο STEP 7 όλες οι απαιτήσεις σε λογισμικό και υλικό μιας διαδικασίας αυτοματισμού οργανώνονται και διαχειρίζονται μέσα από ένα project

• Το project περιλαμβάνει τη διαμόρφωση του υλικού, τη διαμόρφωση του δικτύου, όλα τα προγράμματα και ολόκληρη τη διαχείριση δεδομένων για μια λύση αυτοματισμού. Ο Simatic Manager είναι ο κορμός του STEP 7 αφού αυτός είναι που διαχειρίζεται τα projects

Δομή ενός project

• Χρησιμοποιώντας το λογισµικό STEP 7 δημιουργείται το πρόγραµµα ενός project

• Οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές παρακολουθούν και ελέγχουν τη λειτουργία µιας μηχανής µε τη βοήθεια του S7 προγράμματος από το οποίο οι µονάδες εισόδων, εξόδων παίρνουν τις διευθύνσεις τους

Γενικό σχεδιάγραμμα διασύνδεσης hardware και software

Πρόγραμμα στη CPU Κάθε CPU περιλαμβάνει δύο ειδών προγράμματα, ανεξάρτητα το ένα από το άλλο – το λειτουργικό σύστημα και το πρόγραμμα εφαρμογής

• Το λειτουργικό σύστημα είναι το σύνολο των ορισμών και εντολών που ελέγχουν τους πόρους του συστήματος. Δεν μπορούμε να το τροποποιήσουμε αλλά μπορούμε να διαβάσουμε και να εκμεταλλευτούμε τα αποτελέσματα των ενεργειών του στο πρόγραμμα μας

• Το πρόγραμμα εφαρμογής χωρίζεται στο πρόγραμμα του χρήστη , στα μπλοκ συστήματος και στα standard (IEC) μπλοκ

• Το πρόγραμμα του χρήστη είναι το πρόγραμμα που γράφουμε για να υλοποιήσουμε τον αυτοματισμό. Αυτό μπορεί να περιέχει μπλόκ λογικής (περιέχουν κώδικα) και μπλοκ δεδομένων (data block – περιέχουν δεδομένα)

Οι τύποι των μπλοκ λογικής - υποπρογραμμάτων

• Τα OB καθορίζουν τη δομή του προγράμματος. Το σημαντικότερο και άκρως απαραίτητο σε κάθε πρόγραμμα είναι το OB1, αφού αυτό είναι που επεξεργάζεται κυκλικά η CPU και από εδώ καλούμε όλα τα υπόλοιπα μπλοκ του προγράμματός

• Ένα άλλο σημαντικό μπλοκ είναι το OB100, το οποίο εκτελείται μόνο μια φορά, μετά την παροχή τάσης στο σύστημα ή μετά από warm restart και πριν την κυκλική επεξεργασία του OB1. Υπάρχουν και άλλα είδη μπλοκ OB

• Time of Day Interrupt (ΟΒ10 – ΟΒ17): Ορίζουμε ημερομηνία και ώρα που θέλουμε να εκτελεσθεί μια διαδικασία

• Cyclic Interrupt (ΟΒ30 – ΟΒ38): Ορίζουμε κάθε πόση ώρα θα εκτελείται μια διαδικασία

• Hardware Interrupt (ΟΒ40 – ΟΒ47): Εκτελούνται αυτόματα όταν δημιουργηθεί κάποιο πρόβλημα σε κάποια κάρτα

• Τα μπλοκ συστήματος (SFB – system FB και SFC – system FC) περιέχουν χρήσιμες λειτουργίες που είναι από πριν ορισμένες και καταχωρημένες στο λειτουργικό σύστημα του PLC. Αυτά δεν καταλαμβάνουν χώρο από τη μνήμη που είναι διαθέσιμη στο χρήστη για να γράψει το δικό του πρόγραμμα. Ο χρήστης καλεί αυτά τα μπλοκ και παίρνει τα αποτελέσματα χωρίς να ενδιαφέρεται για το πώς παράχθηκαν

• Τα standard (IEC) μπλοκ προσφέρουν έτοιμες λύσεις για τυποποιημένες εργασίες αυτοματισμού που πιθανόν μας ενδιαφέρουν όπως για παράδειγμα συγκρίσεις χρόνων / ημερομηνιών, μέγιστο / ελάχιστο σε λίστα αριθμών κ.α.

Δομή ενός μπλοκ • Ένα μπλοκ που περιλαμβάνει κώδικα

αποτελείται από την κεφαλή του μπλοκ, που περιλαμβάνει τις ιδιότητές του, όπως το όνομα του, την περιοχή δηλώσεων, όπου δηλώνονται οι τοπικές μεταβλητές του μπλοκ και το πρόγραμμα (κώδικας και σχόλια)

• Παρόμοια δομή έχει και ένα μπλοκ δεδομένων με τη διαφορά ότι αντί για το πρόγραμμα έχει το τμήμα με τις αρχικές τιμές των μεταβλητών

Δομή ενός μπλοκ κώδικα

Παράδειγμα προγραμματισμού με STEP 7

Έστω μια δεξαμενή ανάμειξης δύο χρωμάτων. Στην αρχή η δεξαμενή γεμίζει με το πρώτο χρώμα και στη συνέχεια με το δεύτερο χρώμα. Μόλις η στάθμη του μίγματος περάσει από το κατώτατο όριο, θέλουμε να αρχίσει να λειτουργεί ο μηχανισμός ανάδευσης. Καθώς η δεξαμενή θα γεμίζει κάποια στιγμή η στάθμη του νερού θα φτάσει στο μέγιστο όριο. Εκείνη τη στιγμή θα πρέπει να κλείνουν οι βαλβίδες που τροφοδοτούν τη δεξαμενή με χρώμα, να σταματήσει ο αναδευτήρας και επίσης θα πρέπει να ανοίξει η βαλβίδα αδειάσματος. Καθώς η στάθμη του μίγματος θα πέφτει, θα φτάσει στο κατώτατο όριο. Εκείνη τη στιγμή θα πρέπει να κλείσει η βαλβίδα αδειάσματος, να ανοίξουν οι βαλβίδες που τροφοδοτούν τη δεξαμενή με χρώμα και να αρχίσει ο αναδευτήρας να λειτουργεί. Αυτή η διαδικασία θα συνεχίζεται μέχρι να πατηθεί το μπουτόν STOP

Λύση του προβλήματος με τη βοήθεια του PLC • Στο σχήμα που ακολουθεί βλέπουμε τη

συνδεσμολογία που πρέπει να ακολουθήσουμε για να υλοποιήσουμε τον αυτοματισμό μας. Παρατηρούμε ότι μας χρειάζονται μόνο 4 μπουτόν

Δεξαμενή ανάμειξης χρωμάτων

Καλωδίωση του PLC

Φτιάχνουμε έναν βοηθητικό πίνακα (Πίνακας αντιστοιχιών) με όλα τα στοιχεία και τις ονομασίες τους που θα χρησιμοποιήσουμε στο πρόγραμμα

Περιγραφή Λειτουργίας Συμβολική Ονομασία Διεύθυνση PLC

Διακόπτης Βαλβίδας 1 Start 1 I124.0 Διακόπτης Βαλβίδας 2 Start 2 I124.1 Διακόπτης Κάτω Στάθμης Low Level I124.2 Διακόπτης Άνω στάθμης High Level I124.3 Διακόπτης STOP Stop I124.4 Βοηθητικό Bit 1 Memory Bit 1 M0.0 Βοηθητικό Bit 2 Memory Bit 2 M0.1 Βαλβίδα 2 Valve 1 Q124.0 Βαλβίδα 2 Valve 2 Q124.1 Αναδευτήρας Mixer Q124.2 Βαλβίδα Αδειάσματος Drain Valve Q124.3

Διαδικασία δημιουργίας της εφαρμογής

• Το πρώτο που έχουμε να κάνουμε είναι να δημιουργήσουμε μέσω του προγράμματος SIMATIC Manager μια νέα εφαρμογή (Project)

• Ανοίγοντας λοιπόν το πρόγραμμα θα διαλέξουμε τον τύπο της CPU που διαθέτουμε (π.χ CPU 312IFM), τη γλώσσα προγραμματισμού (LAD) και θα δώσουμε όνομα στην εφαρμογή (π.χ. Dexameni)

• Όταν πατήσουμε Make για να ολοκληρωθεί η δημιουργία, θα πρέπει να ανοίξει το παράθυρο της εφαρμογής όπως παρακάτω

Η νέα εφαρμογή

Στην αριστερή πλευρά του παραθύρου, ανοίγοντας το “δέντρο” μία φορά, θα πρέπει να εμφανιστεί το “παρακλάδι” SIMATIC 300 Station. Κλικάρουμε επάνω του και δίπλα θα εμφανιστεί το εικονίδιο Hardware

163 Επιλογή Διαμόρφωσης Hardware

• Κάνοντας διπλό κλικ στο εικονίδιο Hardware, θα ανοίξει το πρόγραμμα διαμόρφωσης του Hardware. Εισάγουμε για τροφοδοτικό το PS 307 2A. Κλείνουμε το πρόγραμμα αφού προηγουμένως το αποθηκεύσουμε επιλέγοντας Save & Compile από το μενού Station

• Στη συνέχεια, οδηγούμε το “δέντρο” στο S7 Program και επιλέγουμε Symbols, για να εισάγουμε τις συμβολικές ονομασίες που δώσαμε στα στοιχεία στον Πίνακα Αντιστοιχιών

Άνοιγμα του προγράμματος συμβολικής διευθυνσιοδότησης

• Εισάγουμε τις συμβολικές ονομασίες των στοιχείων. Στο τέλος θα πρέπει ο πίνακας με τις συμβολικές ονομασίες να έχει την μορφή που απεικονίζεται σε επόμενη διαφάνεια

• Μόλις ολοκληρωθεί ο πίνακας, τον αποθηκεύουμε από το μενού Symbol Table > Save

Πίνακας συμβολικών ονομασιών

Προγραμματισμός • Στο πρόγραμμα SIMATIC Manager κάνουμε

διπλό κλικ στο εικονίδιο OB1, για να ανοίξει το πρόγραμμα LAD/STL/FBD – Programming S7 Blocks. Σ’ αυτό το πρόγραμμα θα προγραμματίσουμε το Block OB1 της εφαρμογής μας

Άνοιγμα του προγράμματος LAD/STL/FDB Programming S7 Blocks

Για να δημιουργήσουμε το πρόγραμμα πρέπει να κάνουμε διπλό κλικ στο εικονίδιο OB1 από το πρόγραμμα SIMATIC Manager. Στο νέο παράθυρο που θα ανοίξει θα συντάξουμε το πρόγραμμά μας, που παρουσιάζεται παρακάτω:

• Στο πρώτο δικτύωμα ενεργοποιούμε τη Βαλβίδα 1 που θα γεμίσει τη δεξαμενή με το πρώτο χρώμα. Για να γίνει αυτό πρέπει να πατηθεί το μπουτόν Start1 και ταυτόχρονα να μην έχει πατηθεί το STOP

• Επίσης κάνουμε Set τη θέση μνήμης M0.0 (Memory Bit 1) για να αυτοσυγκρατεί τη βαλβίδα ώστε να μην κλείσει, ακόμα και αν αφήσουμε το μπουτόν Start1. Τη βαλβίδα αδειάσματος (Drain Valve) την κρατάμε κλειστεί για να μην αδειάζει το μίγμα την ώρα που λειτουργούν οι βαλβίδες γεμίσματος

Στο δεύτερο δικτύωμα ανοίγουμε τη βαλβίδα με το δεύτερο χρώμα προς ανάμειξη, μόλις πατηθεί το μπουτόν Start2 και δεν έχει πατηθεί το μπουτόν STOP. Κι εδώ αυτοσυγκρατούμε τη Βαλβίδα 2 με τη θέση μνήμης M0.1 (Memory Bit2)

• Στο τρίτο δικτύωμα ενεργοποιούμε τον αναδευτήρα (Mixer) μόλις κλείσει ο διακόπτης Low Level και δεν έχει πατηθεί το μπουτόν STOP. Η αυτοσυγκράτηση του αναδευτήρα χρησιμοποιείται γιατί ο διακόπτης Low Level θα ανοίξει μόλις η στάθμη αρχίσει να ανεβαίνει

• Επίσης την ώρα που λειτουργεί ο αναδευτήρας πρέπει η βαλβίδα αδειάσματος Drain Valve να είναι κλειστή. Οι βοηθητικές μνήμες γίνονται Set σ’ αυτό το δικτύωμα για να μπορούν να ανοίξουν οι βαλβίδες γεμίσματος την επόμενη φορά που θα κλείσει ο διακόπτης Low Level, αφού τότε δεν θα πατηθούν τα μπουτόν Start1 και Start2

• Στο τέταρτο δικτύωμα ενεργοποιούμε τη βαλβίδα αδειάσματος μόλις η στάθμη του μίγματος φτάσει στο μέγιστο σημείο και κλείσει ο διακόπτης High Level

• Γίνεται και πάλι αυτοσυγκράτηση γιατί μόλις κατέβει λίγο η στάθμη ο διακόπτης θα ανοίξει και δεν θέλουμε να κλείσει η βαλβίδα αδειάσματος πριν φτάσει η στάθμη στο χαμηλότερο σημείο

• Επίσης τη στιγμή που θα αδειάζει η δεξαμενή, ο αναδευτήρας και οι δύο βαλβίδες γεμίσματος θα είναι εκτός λειτουργίας

Στο πέμπτο και τελευταίο δικτύωμα κλείνουμε τα πάντα (εκτός από τη βαλβίδα αδειάσματος) μόλις πατηθεί το μπουτόν STOP

Σ’ αυτήν την εφαρμογή θα μπορούσαμε να βάλουμε έναν μετρητή που θα μετράει πόσες φορές έφτασε η στάθμη στο μέγιστο σημείο και μετά από κάποιο συγκεκριμένο αριθμό επαναλήψεων θα σταματάει το σύστημα μόνο του χωρίς το πάτημα του μπουτόν STOP

• Σ’ αυτή την περίπτωση θα προσθέταμε μόνο ένα δικτύωμα. Έτσι στο πρώτο θα αρχικοποιούσαμε τον μετρητή, αλλά δεν θα ανοίγαμε τη βαλβίδα 1 ακόμα, γιατί κάθε φορά που θα ανοίγει αυτή, η αρχική τιμή του μετρητή θα φορτωνόταν συνέχεια

• Τα υπόλοιπα δικτυώματα παραμένουν ως έχουν με τη διαφορά στο δικτύωμα που αδειάζει η δεξαμενή θα μειώνεται ο μετρητής και στο δικτύωμα που ξεκινάει ο αναδευτήρας, θα γίνεται έλεγχος για το αν μηδενίστηκε ο μετρητής. Έτσι αν αυτός μηδενιστεί δεν θα ξαναγεμίσει η δεξαμενή

Η τελική μορφή του προγράμματος φαίνεται παρακάτω:

• Network 1

• Network 2

• Network 3

• Network 4

• Network 5

• Network 6

Download και Testing • Για να ελέγξουμε το πρόγραμμα που

δημιουργήσαμε πρέπει να “φορτώσουμε” το πρόγραμμα στο PLC. Αποθηκεύουμε το πρόγραμμα μας επιλέγοντας Save από το μενού File, και στη συνέχεια από το μενού PLC επιλέγουμε Download

• Δοκιμάζουμε την εφαρμογή γυρίζοντας το κλειδί του PLC στη θέση RUN ή στη θέση RUN-P. Αν έχουν γίνει όλα σωστά θα πρέπει το πρόγραμμα να τρέχει κανονικά

ΗΜΙ συστήματα

Καθώς οι βιομηχανικές διεργασίες γίνονται όλο και περισσότερο πολύπλοκες, δημιουργείται η ανάγκη για δημιουργία ενός απλού και κατανοητού περιβάλλοντος διασύνδεσης του χειριστή με τη διεργασία ώστε με απλές ενέργειες να έχει έλεγχο και εποπτεία. Αυτό το περιβάλλον το διασφαλίζουν τα HMI συστήματα. Το PLC αποτελεί τη μονάδα που ελέγχει τη διεργασία και το ΗΜΙ αποτελεί τη μονάδα που διασυνδέει το PLC με τον χειριστή.

Με το ΗΜΙ έχουμε τη δυνατότητα να πραγματοποιήσουμε πολλές ενέργειες, μεταξύ των οποίων είναι:

• Απεικόνιση– Εποπτεία της διεργασίας • Έλεγχος της διεργασίας από το χειριστή • Απεικόνιση προειδοποιητικών μηνυμάτων– σφαλμάτων • Καταγραφή αρχείου τιμών των μεταβλητών και αρχείου

σφαλμάτων • Εκτύπωση αρχείων τιμών μεταβλητών και σφαλμάτων • Διαχείριση των παραμέτρων της διεργασίας

Το WinCC flexible Engineering System αποτελεί το λογισμικό διαμόρφωσης. Αναλόγως της έκδοσης μπορούν να προγραμματιστούν και οι αντίστοιχες Simatic HMI συσκευές

• Το λογισμικό WinCC flexible Runtime αποτελεί το λογισμικό απεικόνισης της διεργασίας που επιτρέπει να εκτελεστεί το project που έχει διαμορφωθεί σε Runtime

• Σε Runtime ο χειριστής μπορεί να παρακολουθεί και να ελέγχει τη διεργασία

Τρόποι συνδεσμολογίας του WinCC flexible με συστήματα Αυτοματισμού

• Έλεγχος με μία ΗΜΙ συσκευή Μία HMI συσκευή συνδέεται απευθείας στο

PLC μέσω του bus της διεργασίας και αναφέρεται ως single user system

Έλεγχος με μία HMI συσκευή

• PLC με αρκετές ΗΜΙ συσκευές Αρκετές ΗΜΙ συσκευές συνδέονται σε ένα ή

περισσότερα PLC μέσω του bus της διεργασίας (Profibus, Ethernet…). Με αυτή τη διάταξη μπορεί να ελεγχθεί η γραμμή παραγωγής από διαφορετικά σημεία

Έλεγχος με αρκετές ΗΜΙ συσκευές

Τρόποι συνδεσμολογίας του WinCC flexible με συστήματα Αυτοματισμού -1

• Σύστημα ΗΜΙ με κεντρικές λειτουργίες Ένα ΗΜΙ σύστημα είναι συνδεδεμένο σε ένα PC

μέσω Ethernet. Το PC εκτελεί κεντρικές λειτουργίες, π.χ. τη διαχείριση των συσκευών. Τα απαραίτητα data records παρέχονται από τα χαμηλότερης σε ιεραρχία HMI συστήματα

Έλεγχος με αρκετές ΗΜΙ συσκευές

Τρόποι συνδεσμολογίας του WinCC flexible με συστήματα Αυτοματισμού -2

Τέλος Ενότητας

Παρουσίαση του...

Documents

Transcript of Παρουσίαση του...

Τιμές και Rύποι, με Rαβλη Rές Κεφάλαιο 3 Τιμές και ...iek-patras.ach.sch.gr/openeclass/openeclass/modules... · 2018-06-17 · Πρόσθεση

Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php... · 2015-03-03 · Εργασίας (4) Ο απαιʐούμενος διαʐηρηʐέος

Flexible Vertical Light Emitting Diodesrogersgroup.northwestern.edu/files/2012/verticalLEDssmall.pdf · Flexible Vertical Light Emitting Diodes ... with the sacriﬁ cial layers exposed

Flexible Lichtleitersysteme Flexible Light Guides · As standard, a transparent lens is supplied for use at the visible end. Alternative coloured ... The corresponding ESD resistance

ALOE Framework and Tools - Wireless Innovation · PDF fileLTE ? Core3 DSP DSP DSP Core1 μProc Core4 ... Online Mapping Flexible Multiprocessing Flexible ... Parameter w controls algorithm

6. Flexible extensions of the LLMM - LMU München · PDF fileThis approximation gives a piecewise polynomial function of degree ... Overview Chapter 6 - Flexible extensions of the

Flexible insulation to prevent condensation and …...Flexible insulation to prevent condensation and energy losses •Reliable condensation control •Effective reduction of thermal

New Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php... · 2015. 8. 31. · του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file... · program with Alice» 3rd edition, Pearson Education, 2012. • Michael Kölling, «Introduction

ο Μάθημαiek-patras.ach.sch.gr/openeclass/openeclass/modules...ο, δθλαδι θ διαφοεικι εεξεγαία ο, μα δίνει ω αοζλεμα μια διαφοεικι

Flexible syngas production using a La2Zr2-xNixO7-δ ...

Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php/HYS100/II... · • Παγκοσμιοποίηση Συστημάτων Παραγωγής

Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php... · 2015-07-04 · From Room r, Hotel h. Where h.HotelNo=r.HotelNo and h.name=‘ ΦΙΛΟΞΕΝΕΙΑ’;

MOLD-COOLING FLEXIBLE HOSES PLUGS FOR HIGH ...1107 1108 Cooling Components ② Joints ・ Hoses Cooling Inside of Mold MOLD-COOLING FLEXIBLE HOSES PLUGS FOR HIGH-TEMPERATURE HOSE (N)

Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php... · 2015-08-21 · • Ο Νεοκλασικισμός υιοθετήθηκε ως το

Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php/...Βήμαα (3) & (4) 3. σχροποιείς επιχειρήμαα με εκμηριωμένα

SMALL FLEXIBLE - docga.plateforme-services.com

Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php... · 2015-07-30 · Παράσταση και κατά τις ... Στο μοναδικό

Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php...2 και OP 1 P 2 όμοια, άρα 11 Ταχύη α, Επι άχνση (1) Ισχύει

Dead-End Elimination for Protein Design with Flexible Rotamers