Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php... ·...

Βιομηχανική Πληροφορική Ενότητα 10: Παραδείγματα ανάπτυξης λογισμικού

για αυτόματο έλεγχο βιομηχανικών διεργασιών

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.

2

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.

3

Σκοποί Ενότητας

Σ’ αυτή την ενότητα θα ασχοληθούμε με την εγκατάσταση και τη χρήση του λογισμικού πακέτου SIMATIC STEP-7. Αυτό το πακέτο

περιέχει και τις τρεις γλώσσες προγραμματισμού που έχουν αναφερθεί ( LADDER Logic ή γλώσσα ηλεκτρολογικών γραφικών - λίστα εντολών (Statement List) ή γλώσσα λογικών εντολών και Γλώσσα λογικών γραφικών (Function Block Diagram)) καθώς και τα εργαλεία για την επίβλεψη της εφαρμογής και την διόρθωση τυχόν σφαλμάτων. Σε περίπτωση που ο χρήστης χρησιμοποιεί

μια από τις συσκευές προγραμματισμού (εκτός του PC), δεν χρειάζεται εγκατάσταση του προγράμματος γιατί είναι ήδη

εγκατεστημένο.

4

Χρήση Διατάξεων

Προγραμματισμός PLC

• Προγραμματισμός του PLC σημαίνει να δημιουργήσουμε μία σειρά από λογικές εντολές οι οποίες λύνουν ένα πρόβλημα συστήματος αυτοματισμού

• Σαν μικρουπολογιστικό σύστημα κάθε PLC έχει μία συγκεκριμένη γλώσσα μηχανής (γλώσσα με εντολές γραμμένες σε μορφή άμεσα κατανοητή από τον επεξεργαστή του PLC), σύμφωνα με την αρχιτεκτονική του hardware

• Είναι δυνατόν θεωρητικά να προγραμματίσουμε ένα PLC γράφοντας εντολές σε γλώσσα μηχανής. Κάτι τέτοιο όμως θα έκανε τα PLC να προγραμματίζονται με επίπονο τρόπο και μόνο από ανθρώπους με βαθιά γνώση στην δομή και την λειτουργία των διαφόρων επεξεργαστών

Προγραμματισμός PLC • Η επιλογή της γλώσσας προγραμματισμού εξαρτάται από

την εμπειρία και την γνώση του χρήστη σε ψηφιακά ηλεκτρονικά, σε υπολογιστές, σε συστήματα αυτοματισμού που λειτουργούν με κλασσικό τρόπο και φυσικά εξαρτάται από την φύση του προβλήματος που έχουμε να αντιμετωπίσουμε

• Το μεγάλο πρόβλημα με τις γλώσσες προγραμματισμού (Γ.Π) είναι ότι η κάθε κατασκευαστική εταιρεία παρά το γεγονός ότι χρησιμοποιεί μία ή δύο ή περισσότερες από τις γνωστές Γ.Π, στην πραγματικότητα υπάρχουν από μικρές μέχρι τεράστιες διαφορές από εταιρία σε εταιρία, με αποτέλεσμα ο χρήστης να αντιμετωπίζει σοβαρό πρόβλημα όταν θέλει να κάνει χρήση ενός PLC διαφορετικής εταιρείας


• Την λύση σε αυτό το μεγάλο και σοβαρό πρόβλημα ήρθε να αντιμετωπίσει τις αρχές τις δεκαετίας του 1990 το πρότυπο IEC 1131-3 που καθορίζει τόσο τον αριθμό και την ονομασία των γλωσσών προγραμματισμού, όσο και τα εσωτερικά του στοιχεία (σύμβολα, εντολές κ.τ.λ.)

• Οι Γ.Π μπορούν να ταξινομηθούν σε γραφικές και μη γραφικές ανάλογα με το είδος των στοιχείων που χρησιμοποιούν:


Γλώσσες προγραμματισμού σύμφωνα με το πρότυπο IEC 1131-3

Γλώσσες προγραμματισμού

Σύντμηση

ονόματος

Είδος

Γλώσσας

Απόδοση στην

Ελληνική γλώσσα

Ιnstruction List IL-STL Μη γραφικη Λιστα εντολών

Ladder Diagram LD Γραφική Σχέδιο επαφών

Function Block Diagram FBD Γραφική Λογικό διάγραμμα

Structure text ST Μη γραφικη Δομημένου κειμένου

Sequential Function Chart SFC Γραφική Διάγραμμα ροής

Παραδείγματα γλωσσών προγραμματισμού



Το πρόγραμμα είναι το "σύνολο των κανόνων" σύμφωνα με τους οποίους συμπεριφέρεται ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής. Αρχικά, το πρόγραμμα δημιουργείται με ένα τερματικό προγραμματισμού, το οποίο έχει και άλλες πολύ σπουδαίες χρήσεις, όπως:

• Παρακολούθηση του προγράμματος, για την εύρεση σφαλμάτων

• Τροποποίηση του προγράμματος, για την προσαρμογή σε αλλαγές της εγκατάστασης

• Μεταφορά του προγράμματος σε ένα άλλο ελεγκτή, ή μνήμη

• Τεκμηρίωση του προγράμματος, π.χ. με ένα εκτυπωτή


• Ένα από τα πλεονεκτήματα που συχνά αναφέρονται για τον προγραμματιζόμενο ελεγκτή, είναι ότι μπορεί να προγραμματιστεί από μη ειδικούς. Αυτό έγινε δυνατό με τη διαθεσιμότητα "έξυπνων" τερματικών προγραμματισμού

• Το τερματικό εκτελεί το σημαντικό έργο της μετάφρασης του προγράμματος του χρήστη (εκφρασμένο με κατάλληλους όρους μηχανικής) σε γλώσσα μηχανής, τη μορφή με την οποία το πρόγραμμα αποθηκεύεται στη μνήμη και χρησιμοποιείται από τον επεξεργαστή

O ρόλος του προγραμματιστικού τερματικού



Ορίζοντας το πρόβλημα • Πριν να μπορεί να γραφεί ένα πρόγραμμα για

οποιοδήποτε PLC, ο χρήστης πρέπει να έχει μια σαφή εικόνα των απαιτήσεων του ελέγχου. Αυτές είναι οι προδιαγραφές

• Μπορούν να μεταφερθούν προφορικά ή και γραπτώς. Μπορούν ακόμα να παρουσιαστούν με τη μορφή ενός διαγράμματος κυκλώματος ή ενός λογικού διαγράμματος, σύμφωνα με το πρότυπο IEC 113, ή ένα ακολουθιακό διάγραμμα, σύμφωνα με το πρότυπο IEC 848


• Το διάγραμμα κυκλώματος υπήρξε η πρότυπη μέθοδος αναπαράστασης σε συστήματα ελέγχου από πολύ παλιά, και συνεχίζει να είναι διαδεδομένη η χρήση του στην ηλεκτρολογική βιομηχανία

• Το λογικό διάγραμμα μπορεί να είναι περισσότερο ελκυστικό για εκείνους με εμπειρία στον ηλεκτρονικό ή πνευματικό τομέα. Αν χρησιμοποιηθεί σαν μοντέλο το διάγραμμα κυκλώματος ή το λογικό διάγραμμα, το πρόγραμμα θα εστιαστεί στον ορθό προσδιορισμό των συνθηκών για την ενεργοποίηση κάθε εξόδου

• Το ακολουθιακό διάγραμμα είναι ανεξάρτητο από την τεχνολογία ή τον πωλητή εξοπλισμού, και έχει κερδίσει δημοτικότητα τα τελευταία χρόνια

Διαφορετικά σημεία εκκίνησης για την κατάστρωση ενός προγράμματος


Προγραμματισμός του PLC SIMATIC S7-300

• Το λογισμικό πακέτο που χρησιμοποιείται για τον προγραμματισμό του S7-300 είναι μια Windows εφαρμογή που ονομάζεται STEP-7

• Το πακέτο αυτό δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη, εκτός από το να προγραμματίσει το PLC, να τρέξει το πρόγραμμα σε πραγματικό χρόνο, να διαπιστώσει και να διορθώσει τυχόν σφάλματα και γενικότερα να δοκιμάσει το πρόγραμμα

• Το μεγάλο πλεονέκτημα όμως του STEP-7 είναι η δυνατότητα που παρέχει στο χρήστη να διαλέξει μια από τις τρεις γλώσσες προγραμματισμού που δέχεται το PLC, ώστε να γίνει πιο εύκολη για αυτόν η χρήση του συστήματος


• Σε αυτή την ενότητα θα ασχοληθούμε με την εγκατάσταση και τη χρήση του λογισμικού πακέτου SIMATIC STEP-7

• Αυτό το πακέτο περιέχει και τις τρεις γλώσσες προγραμματισμού που έχουν αναφερθεί (LADDER Logic ή γλώσσα ηλεκτρολογικών γραφικών - λίστα εντολών (Statement List) ή γλώσσα λογικών εντολών και Γλώσσα λογικών γραφικών (Function Block Diagram)) καθώς και τα εργαλεία για την επίβλεψη της εφαρμογής και την διόρθωση τυχόν σφαλμάτων

• Σε περίπτωση που ο χρήστης χρησιμοποιεί μια από τις συσκευές προγραμματισμού (εκτός του PC), δεν χρειάζεται εγκατάσταση του προγράμματος γιατί είναι ήδη εγκατεστημένο


Διαδικασία δημιουργίας μιας νέας εφαρμογής Η διαδικασία υλοποίησης ενός προγράμματος

αυτοματισμού με την χρήση προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή ακολουθεί τα παρακάτω βήματα:

• Καθορισμός προβλήματος αυτοματισμού • Επιλογή και καθορισμός των απαιτούμενων

εισόδων/εξόδων και κατ' επέκταση του μεγέθους του προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή που θα χρησιμοποιηθεί στην εφαρμογή


• Σχεδίαση του αυτοματισμού με τον κλασσικό τρόπο (κύριο και βοηθητικό)

• Καθορισμός διευθύνσεων εισόδων/εξόδων του προγραμματιζόμενου ελεγκτή που θα χρησιμοποιηθούν (πίνακας αντιστοιχιών - βλέπε σχήμα)

• Μετατροπή του κλασσικού σχεδίου του αυτοματισμού σε μορφή διαγράμματος επαφών (LADDER)

• Προγραμματισμός του ελεγκτή και δοκιμή του αυτοματισμού

• Συρμάτωση και εγκατάσταση του προγραμματιζόμενου ελεγκτή


• Στο σχήμα που φαίνεται παρακάτω, απεικονίζονται τα στάδια που πρέπει να ακολουθήθούν για την ολοκλήρωση μιας εφαρμογής. Όπως παρατηρείτε, προτείνονται δύο τρόποι ολοκλήρωσης της εφαρμογής ανάλογα με το βαθμό δυσκολίας της

• Ο πρώτος τρόπος αφορά σε εκτεταμένες εφαρμογές με μεγάλο αριθμό εισόδων και εξόδων, οπού θα σας διευκολύνει να διαμορφώσετε το hardware πρώτα γιατί η Step-7 θα προτείνει έναν τρόπο διευθυνσιοδότησης

• Αν όμως η εφαρμογή σας έχει μικρό αριθμό εισόδων και εξόδων μπορείτε να επιλέξετε τον δεύτερο τρόπο όπου εκεί θα πρέπει μόνοι σας να κάνετε την διευθυνσιοδότηση

Διαδικασία δημιουργίας μιας εφαρμογής



Εκκίνηση του προγράμματος Step-7 • Για να ξεκινήσει το πρόγραμμα, κάντε διπλό

κλικ στο εικονίδιο SIMATIC Manager που λογικά υπάρχει στην επιφάνεια εργασίας του υπολογιστή σας μετά την εγκατάσταση

• Ένας άλλος τρόπος εκκίνησης του προγράμματος είναι από το εικονίδιο Start όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα

Εκκίνηση του προγράμματος Step-7



• Αφού κάνετε διπλό κλικ στο εικονίδιο SIMATIC Manager θα εμφανιστεί ο οδηγός δημιουργίας μιας νέας εφαρμογής (STEP 7 Wizard). Πατώντας NEXT, θα πάτε σε ένα μενού από όπου θα πρέπει να επιλέξετε τον τύπο της CPU που έχει το δικό σας PLC (π.χ η CPU 312 IFM)

• Επιλέξτε τον αριθμό 2 σαν MPI address, όπου είναι ο αριθμός του κόμβου στον οποίο βρίσκεται το PLC σε ένα δίκτυο πολλών PLC με νούμερο 1 τον υπολογιστή σας. Πατώντας εκ νέου NEXT θα εμφανιστεί το επόμενο παράθυρο όπου περιέχει μια λίστα με Blocks εσείς πρέπει να επιλέξετε ποιά από αυτά θέλετε να προγραμματίσετε


• Τα Blocks αυτά υπάρχουν και μπορείτε να τα καλέσετε ανά πάσα στιγμή μέσα στο πρόγραμμά σας, και αφορούν το καθένα μια ειδική λειτουργία. Επίσης ζητείται σε ποιά από τις τρεις γλώσσες θα προγραμματίσετε τη CPU (LAD, STL, FBD)

• Κλικάροντας NEXT πηγαίνετε στο τελευταίο παράθυρο όπου απλά δίνετε όνομα στην καινούργια εφαρμογή. Τέλος πατήστε MAKE και πλέον έχει δημιουργηθεί μια καινούργια εφαρμογή

• Μόλις ο οδηγός δημιουργίας μιας νέας εφαρμογής κλείσει, θα εμφανιστεί πλέον το παράθυρο της εφαρμογής. Από αυτό το παράθυρο μπορείτε να εκτελέσετε όλες τις λειτουργίες που είναι σε θέση να εκτελέσει το PLC

Περιβάλλον SIMATIC Manager


Προγραμματισμός σε γλώσσα LADDER (LAD)

Βασικά στοιχεία της γλώσσας LADDER • Τα βασικά στοιχεία που χρησιμοποιούνται για να

αναπαραστήσουν τη λογική ενός προγράμματος είναι:

Οι επαφές (contacts) αναπαριστούν επαφές διακόπτων μέσα από τις οποίες περνάει ρεύμα. Οι επαφές μπορεί να είναι είτε κανονικά ανοικτές είτε κανονικά κλειστές

Τα πηνία (coils) αναπαριστούν ρελέ τα οποία οπλίζονται όταν τροφοδοτηθούν με τάση.

Τα κουτιά αναπαριστούν συνήθως χρονικά (timers), απαριθμητές (counter) και μαθηματικές πράξεις. Τα κουτιά εκτελούν τις λειτουργίες τους όταν (υποθετικά) τροφοδοτηθούν με τάση.


Τι είναι ένα δικτύωμα (Network) στη γλώσσα Ladder

Δικτύωμα (Network) στη γλώσσα Ladder είναι ένα σύνολο συνδεδεμένων μεταξύ τους στοιχείων που συνιστούν ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα μεταξύ της γραμμής τροφοδοσίας που βρίσκεται αριστερά και του στοιχείου εξόδου που βρίσκεται δεξιά


• Η γραμμή τροφοδοσίας που βρίσκεται στο αριστερό μέρος αναπαριστά τον αγωγό φάσης

• Το στοιχείο εξόδου που βρίσκεται δεξιά είναι (υποτίθεται) συνδεδεμένο με τον ουδέτερο, ο οποίος δεν φαίνεται

• Στο δικτύωμα υποτίθεται ότι έχουμε ροή ρεύματος από αριστερά προς τα δεξιά μέσα από τις ενεργοποιημένες (κλειστές) επαφές στα πηνία και στα κουτιά

Παράδειγμα δικτυώματος



Το περιβάλλον της γλώσσας Ladder • Υπάρχουν δύο τρόποι για να μπορέσετε να εισέλθετε

στο περιβάλλον της Ladder • Ο πρώτος και πιο κατάλληλος, που φαίνεται και στο

παρακάτω σχήμα, είναι κάνοντας διπλό κλικ στο εικονίδιο OB1 που βρίσκεται στο Object BLOCKS στο παράθυρο του SIMATIC Manager

• Ο δεύτερος τρόπος είναι επιλέγοντας το εικονίδιο που βρίσκεται κάτω από το μενού:

Έναρξη > Simatic > Step7 > LAD,STL,FBD-Programming S7 Blocks

Πώς να εισέλθετε σε περιβάλλον Ladder Κάνοντας διπλό κλικ στο εικονίδιο του παραπάνω σχήματος θα εμφανιστεί το παράθυρο της Ladder



Βασικές εντολές LADDER Logic • Εδώ θα παρουσιαστούν οι βασικότερες

εντολές που θα σας χρειαστούν για να ολοκληρώσετε μια εφαρμογή

• Πριν προχωρήσουμε όμως στην παράθεση των εντολών, πρέπει να παρουσιάσουμε τους τύπους των δεδομένων που μπορούν να χρησιμοποιήσουν κάποιες εντολές


Ένα δεδομένο μπορεί να έχει μήκος από 1 bit ως και 32 bits. Από αυτή την άποψη λοιπόν τα δεδομένα χωρίζονται σε Bool, Byte, Char, Int, Word, Dint, Dword:

• Bool: Τα Bool δεδομένα είναι μήκους 1 bit και έτσι η τιμή τους μπορεί να είναι είτε Αληθής είτε Ψευδής

• Byte: Τα Bytes είναι προσημασμένοι αριθμοί με μήκος 8 bits και έτσι μπορεί να πάρει τιμή από -128 ως +127


• Char: Αυτός ο τύπος δεδομένων περιλαμβάνει τους ASCII χαρακτήρες οι οποίοι έχουν μήκος 8 bits

• Int: Είναι προσημασμένοι αριθμοί με μήκος 16 bit που μπορούν να πάρουν τιμή από –32768 ως +32767

• Word: Έχει μήκος 2 Byte ή 16 bits. Η διαφορά του από τους Int αριθμούς, είναι ότι περιέχει δυο ανεξάρτητους διαδοχικούς αριθμούς των 8 bits η καθεμία, ενώ οι Int περιέχουν έναν ενιαίο αριθμό των 16 bits


• Dint: Είναι 32 Bits προσημασμένοι αριθμοί με τιμή από – 2147483648 ως +2147483647

• Dword: Είναι μήκους 4 Byte ή 32 bits. Όπως τα words, και τα Dwords περιέχουν τέσσερις διαδοχικούς αριθμούς των 8 bits


Bit Logic Instructions Αρχικά θα παρουσιαστούν οι βασικές εντολές που

βασίζονται στη BOOLEAN λογική • (Κανονικά Ανοιχτή Επαφή) κλείνει όταν η τιμή (0 ή 1)

που αποθηκεύεται στη συγκεκριμένη διεύθυνση είναι “1”. Δηλαδή όταν η επαφή κλείνει σημαίνει ότι από την επαφή θα περάσει ρεύμα

• (Κανονικά Κλειστή Επαφή) αντίστοιχα κλείνει όταν η τιμή που αποθηκεύεται στη συγκεκριμένη διεύθυνση είναι “0”. Δηλαδή το PLC θα δώσει αποτέλεσμα “1” και θα περάσει ρεύμα όταν π.χ. ο διακόπτης είναι ανοιχτός


• (Πηνίο Εξόδου) Θα δώσει αποτέλεσμα “1” όταν η συνθήκη που προηγείται του πηνίου είναι αληθής, και “0” όταν είναι ψευδής

---|NOT|--- (Αναστροφέας) Όπως φαίνεται και από το όνομα της, η εντολή αυτή αντιστρέφει το σήμα που φτάνει σ’ αυτήν. Έτσι αν έρθει “1” θα το κάνει “0” και αν έρθει “0” θα το κάνει “1”


Στο παρακάτω παράδειγμα παρουσιάζονται οι παραπάνω εντολές για να καταλάβετε τη λειτουργία τους. Όπως φαίνεται και στο σχήμα, αν ο διακόπτης στην είσοδο Ι0.2 είναι ανοικτός και έστω ένας διακόπτης από τους Ι0.0 και Ι0.1 είναι κλειστός, τότε θα ενεργοποιηθεί η έξοδος Q0.0

Παράδειγμα δικτυώματος με Bit Logic εντολές


Πύλες AND & NAND • Η πύλη AND υλοποιείται με δυο κανονικά

ανοικτές επαφές στη σειρά • Αντίστοιχα η πύλη NAND υλοποιείται με τον

ίδιο τρόπο με την προσθήκη της εντολής NOT μετά τις δύο εν σειρά κανονικά ανοικτές επαφές


Πύλες OR & NOR • Η πύλη OR υλοποιείται με δυο παράλληλες

κανονικά ανοικτές επαφές και η πύλη NOR με την εντολή NOT μετά από αυτές


Οι εντολές RESET και SET ---(R) (Reset) Θα δώσει αποτέλεσμα “0”, δηλαδή

θα κάνει Reset τη διεύθυνση που αντιπροσωπεύει, αν φτάσει μέχρι εκεί ρεύμα. Αν δεν φτάσει η διεύθυνση θα διατηρήσει την προηγούμενη κατάστασή της

---(S) (Set) Θα δώσει αντίστοιχα αποτέλεσμα “1”, δηλαδή θα κάνει Set την αντίστοιχη διεύθυνση, αν φτάσει ρεύμα μέχρι εκεί


• Οι εντολές αυτές συνήθως χρησιμοποιούνται για θέσεις μνήμης, όμως μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για εξόδους

• Για να κατανοήσετε καλύτερα τη διαφορά των εντολών SET, RESET με την εντολή Πηνίο Εξόδου, όταν αυτές χρησιμοποιούνται για εξόδους και όχι για θέσεις μνήμης, θέτουμε το παρακάτω παράδειγμα:


• Στο πρώτο δικτύωμα η έξοδος Q0.0 θα ενεργοποιηθεί μόνο όταν κλείσουν και οι δύο διακόπτες που αντιστοιχούν στις εισόδους I0.1 και Ι0.2. Το ίδιο θα γίνει και στο δεύτερο δικτύωμα με τη διαφορά ότι στο δεύτερο δικτύωμα αν η κατάσταση των εισόδων αλλάξει, η έξοδος θα παραμείνει ενεργοποιημένη και θα αλλάξει κατάσταση μόνο με εντολή RESET

• Να σημειώσουμε εδώ ότι οι δύο εντολές Set & Reset αλλάζουν την κατάσταση των διευθύνσεων που αναφέρονται μόνο με “1” στην είσοδό τους. Με “0” η διεύθυνση διατηρεί την προηγούμενη κατάστασή της


• Comparison Instructions • CMP xxI Compare Integer (>, <, ==, <>, <=, >=):

Με την εντολή αυτή γίνεται οποιαδήποτε σύγκριση μεταξύ δύο ακέραιων αριθμών (IN1 και IN2) που έχουν αποθηκευτεί σε δύο θέσεις μνήμης – Η έξοδος της εντολής αυτής θα είναι “1”, αν η

σύγκριση είναι αληθής. Στη θέση xxI εισάγουμε το είδος της σύγκρισης που θέλουμε να γίνει. Οι δύο ακέραιοι μπορούν να είναι οποιοιδήποτε αριθμοί από –32768 ως και +32767, δηλαδή οποιοσδήποτε 16Bit αριθμός


Στην κατηγορία αυτή υπάρχουν και οι εντολές CMP >= D και CMP >= R που είναι ίδιες με την παραπάνω, με τη διαφορά ότι η μεν πρώτη μπορεί να συγκρίνει μέχρι και 32Bit αριθμούς, η δεύτερη δε συγκρίνει και πραγματικούς αριθμούς. Παρακάτω θέτουμε ένα παράδειγμα για να καταλάβετε καλύτερα τη λειτουργία των συγκριτών


Στο παραπάνω παράδειγμα η έξοδος Q0.0 θα ενεργοποιηθεί αν η είσοδος Ι0.0 είναι “1” και αν οι δύο ακέραιοι που βρίσκονται στις θέσεις μνήμης MW0 και MW1 είναι άνισοι (σύμβολο <>). Χρησιμοποιούμε MW για τις θέσεις μνήμης γιατί οι αριθμοί είναι 16Bit


• Conversion Instructions Εδώ θα παρουσιαστούν οι σημαντικότερες

εντολές μετατροπής ενός αριθμού σε κάποιον άλλο: – BCD_I BCD to Integer: Μετατρέπει έναν BCD αριθμό

σε 16Bit ακέραιο – BCD_DI BCD to Double Integer: Μετατρέπει έναν BCD

αριθμό σε 32Bit ακέραιο – I_BCD Integer to BCD: Μετατρέπει έναν 16Bit

ακέραιο σε BCD


– DI_BCD Double Integer to BCD: Μετατρέπει έναν 32Bit ακέραιο σε BCD

– I_DINT Integer to Double Integer: Μετατρέπει έναν 16Bit ακέραιο σε 32Bit ακέραιο

– TRUNC Truncate Double Integer Part: Μετατρέπει έναν πραγματικό αριθμό σε ακέραιο με στρογγυλοποίηση προς τα κάτω

– ROUND Round to Double Integer: Μετατρέπει έναν πραγματικό αριθμό σε ακέραιο με κανονική στρογγυλοποίηση

– CEIL Ceiling: Μετατρέπει έναν πραγματικό αριθμό σε ακέραιο με προς τα πάνω στρογγυλοποίηση


– INV_I Ones Complement Integer: Εκτελώντας μια πράξη XOR με το FFFF Hex, μετατρέπει έναν 16Bit ακέραιο στο συμπλήρωμα ως προς 1

– NEG_I Twos Complement Integer: Μετατρέπει έναν 16Bit ακέραιο στο συμπλήρωμά του ως προς 2

– NEG_R Negate Floating-Point Number: Μετατρέπει έναν πραγματικό αριθμό στον αντίθετό του


Το παράδειγμα που ακολουθεί ισχύει για όλες τις εντολές μετατροπής, καθώς όλες έχουν τις ίδιες εισόδους και εξόδους


• Στο παραπάνω παράδειγμα, αν η είσοδος Ι0.0 είναι “1”, τότε ο πραγματικός αριθμός που βρίσκεται στη θέση μνήμης MD1 θα μετατραπεί στον αντίθετό του και θα αποθηκευτεί στη θέση μνήμης MD35

• Αν η μετατροπή δεν εκτελεστεί (ΕΝ=ΕΝΟ=”0”) η έξοδος Q0.0 θα ενεργοποιηθεί


• Counter Instructions – Ένα βασικό σετ εντολών είναι οι εντολές

μετρητών/απαριθμητών που μπορούν να μετρήσουν κάποιο γεγονός που συνέβηκε από 0 ως και 999 φορές

– Υπάρχουν 5 είδη μετρητών και παρουσιάζονται παρακάτω:


S_CUD UP-DOWN Counter: Μόλις φτάσει “1” στην ακίδα S (Set), ο μετρητής φορτώνει την τιμή που έχει τεθεί από πριν στην ακίδα PV (Preset Value) και θα αυξηθεί κατά 1 αν η κατάσταση στην ακίδα CU (Count Up) αλλάξει από “0” σε “1”. Ομοίως θα μειωθεί κατά 1 αν αλλάξει η κατάσταση στην ακίδα CD (Counter Down). Ο μετρητής θα δώσει “1” στην έξοδο Q όταν η τρέχουσα τιμή του είναι μεγαλύτερη από 0. Στην ακίδα CV (Current Value) εμφανίζεται η τρέχουσα τιμή του μετρητή και στην CV_BCD το ίδιο αλλά σε BCD μορφή. Τέλος, αν έρθει “1” στην ακίδα R (Reset), ο μετρητής θα μηδενιστεί


S_CU UP Counter: Είναι παρόμοιος με τον προηγούμενο, με τη μόνη διαφορά ότι μετράει μόνο προς τα πάνω, δηλαδή μόνο αυξάνει όταν παρουσιαστεί αλλαγή από “0” σε “1” στην ακίδα CU.


S_CD DOWN Counter: Ομοίως και αυτός λειτουργεί ανάλογα αλλά προς τα κάτω. Δηλαδή μόνο μειώνεται όταν παρουσιαστεί αλλαγή από “0” σε “1” στην ακίδα CD.


• SC Set Counter Value: Όταν φτάσει “1”, τότε η τιμή που έχουμε προκαθορίσει μεταφέρεται στον μετρητή που αναφέρεται (C no.) π.χ. C5. Αυτός ο μετρητής συνήθως χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τους δύο επόμενους

• CU UP Counter Coil: Ο μετρητής αυτός θα αυξάνει κατά 1 κάθε φορά που το αποτέλεσμα της λογικής πράξης που έγινε πριν τον μετρητή είναι “1”. Έτσι ο μετρητής θα αρχίσει να αυξάνεται από την τιμή που έχει οριστεί με την πιο πάνω εντολή και μόνο μέχρι το 999


• CD DOWN Counter Coil: Ομοίως με πριν με τη μόνη διαφορά ότι αντί να αυξάνει μειώνεται μέχρι να μηδενιστεί


Στο παρακάτω παράδειγμα, ο μετρητής C10 φορτώνει την τιμή 100 με την εντολή του πρώτου δικτυώματος και θα αυξηθεί κατά ένα αν κλείσει ο διακόπτης Ι0.1 του δεύτερου δικτυώματος. Στο τρίτο δικτύωμα, γίνεται Reset ο μετρητής και μηδενίζεται, αν κλείσει ο διακόπτης Ι0.2


• Εντολές άλματος ---( JMP ) Jump: Είναι εντολή άλματος το οποίο μπορεί

να εκτελεστεί μόνο μέσα στο ίδιο Block, και συντάσσεται πάντα με το όνομα (LABEL) της διεύθυνσης στην οποία θέλουμε να πάει το πρόγραμμα. Έχει δύο εφαρμογές, το άλμα υπό συνθήκη και το άλμα χωρίς συνθήκη

• Στην πρώτη, το άλμα θα γίνει αν το αποτέλεσμα της λογικής πράξης πριν την εντολή άλματος είναι “1”

• Στη δεύτερη, δεν πρέπει να παρεμβάλλεται τίποτα μεταξύ της εντολής και της κάθετης γραμμής αριστερά που είναι η γραμμή ρεύματος. Δηλαδή αυτή η εντολή θα εκτελεστεί ότι και να γίνει


---( JMPN ) Jump-If-Not: Εκτελείται το άλμα αν το αποτέλεσμα της λογικής πράξης πριν την εντολή είναι “0”

LABEL: Με την εντολή αυτή δηλώνεται το όνομα της διεύθυνσης στην οποία θα μεταβεί το πρόγραμμα μετά από μια εντολή άλματος. Μπορούμε να εισάγουμε το πολύ 4 χαρακτήρες, από τους οποίους ο πρώτος πρέπει να είναι υποχρεωτικά γράμμα.


• Βασικές εντολές πραγματικών αριθμών – ABS Absolute Value of a Floating-Point Number: Με την

εντολή αυτή ένας πραγματικός αριθμός μετατρέπεται στον απόλυτό του (absolute)

– ADD_R Add Real: Προσθέτει δύο πραγματικούς αριθμούς – SUB_R Subtract Real: Αφαιρεί δύο πραγματικούς

αριθμούς

– MUL_R Multiply Real: Πολλαπλασιάζει δύο πραγματικούς αριθμούς

– DIV_R Divide Real: Διαιρεί δύο πραγματικούς αριθμούς


• Στις εντολές αυτές, αν το αποτέλεσμα υπερβαίνει μια μέγιστη θετική ή αρνητική τιμή (περίπου ±3,40282*1038 ), η έξοδος ΕΝΟ γίνεται “0” και οι εντολές που ακολουθούν δεν εκτελούνται

• Στο παρακάτω παράδειγμα, μόλις ενεργοποιηθεί η είσοδος I0.0, οι αριθμοί που βρίσκονται στους ακροδέκτες ΙΝ1 και ΙΝ2 (οι οποίοι θα μπορούσαν να είναι αποθηκευμένοι σε κάποιες θέσεις μνήμης) θα πολλαπλασιαστούν και το αποτέλεσμα θα πάει στη θέση μνήμης MD1 και ταυτόχρονα θα ενεργοποιηθεί η έξοδος Q0.0


• Βασικές εντολές ακέραιων αριθμών – ADD_I Add Integer: Προσθέτει δύο ακέραιους

αριθμούς – SUB_I Subtract Integer: Αφαιρεί δύο ακέραιους

αριθμούς – MUL_I Multiply Integer: Πολλαπλασιάζει δύο

ακέραιους αριθμούς – DIV_I Divide Integer: Διαιρεί δύο ακέραιους

αριθμούς


• Οι εντολές αυτές αφορούν σε 16Bit προσημασμένους ακέραιους αριθμούς. Υπάρχουν και εντολές για 32Bit προσημασμένους ακέραιους αριθμούς, που είναι ίδιες με αυτές με την προσθήκη ενός D πριν το Ι (π.χ. ADD_DI)

• Η σύνταξή τους είναι ίδια με τις εντολές που αφορούν σε πραγματικούς αριθμούς


• Program Control Instructions ---(MCRA) Master Control Relay Activate: Με την

εντολή αυτή ενεργοποιείται ο σωρός και μπορεί να χρησιμοποιηθεί με τις επόμενες εντολές. Ο σωρός εδώ είναι λογικής LIFO (last in, first out) και επιτρέπει μέχρι 8 επίπεδα, δηλαδή μέχρι και 8 εισόδους χωρίς προηγούμενη έξοδο

---(MCR<) Master Control Relay On: Με την εντολή αυτή ο επεξεργαστής σώζει στο σωρό το αποτέλεσμα της λογικής επεξεργασίας των προηγούμενων εντολών. Αν ο σωρός είναι πλήρης, η εντολή αυτή θα προκαλέσει σφάλμα σωρού (MCRF)


---(MCR>) Master Control Relay Off: Με την εντολή αυτή ο σωρός αδειάζει κατά ένα επίπεδο. Αν ο σωρός είναι άδειος, με την εκτέλεση της εντολής αυτής θα δημιουργηθεί σφάλμα σωρού (MCRF)

---(MCRD) Master Control Relay Deactivate: Με την εντολή αυτή ο σωρός απενεργοποιείται ο σωρός και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευσή του αποτελέσματος λογικής επεξεργασίας


• Οι εντολές MCR> και MCR< επηρεάζουν τις παρακάτω εντολές: --( # )Midline Output, --( ) Output, --( S ) Set Output, --( R ) Reset Output, RS Reset Flip Flop, SR Set Flip Flop, MOVE Assign a Value

• Δηλαδή, αν το πρώτο επίπεδο του σωρού έχει αποθηκεύσει “0”, οι εντολές που ακολουθούν (αν ανήκουν στις παραπάνω δεν εκτελούνται


Για να καταλάβουμε όμως καλύτερα τις εντολές σωρού, ας δούμε το παρακάτω παράδειγμα

• Με την εντολή MCRA ο σωρός ενεργοποιείται • Με την εντολή MCR< αποθηκεύεται στο πρώτο

επίπεδο σωρού, η κατάσταση της εισόδου I0.0 • Αν αυτή είναι “1”, τότε οι εντολές στα

δικτυώματα 3 & 4 θα εκτελεστούν κανονικά • Αν όμως η είσοδος I0.0 είναι “0”, τότε οι εντολές

δεν θα εκτελεστούν


Δηλαδή ακόμα κι αν η είσοδος Ι0.1 είναι “1”, δεν θα ενεργοποιηθεί η έξοδος Q0.1, και η έξοδος Q0.3 δεν θα ενεργοποιηθεί ακόμα κι αν η είσοδος Ι0.2 είναι “1” και η Ι0.3 είναι “0”. Με την εντολή MCR> αδειάζει ο σωρός και απενεργοποιείται με την MCRD


---(Call): Χρησιμοποιείται όταν θέλουμε να καλέσουμε στο πρόγραμμά μας κάποιο άλλο Block. Σ’ αυτή την περίπτωση ο επεξεργαστής αποθηκεύει τη διεύθυνση επιστροφής και τα τοπικά δεδομένα του Block αντικαθιστώνται από τα δεδομένα του καλούμενου Block. Επίσης ο σωρός αποθηκεύεται σε μία άλλη περιοχή της μνήμης που ονομάζεται σωρός Β

---(RET) Return: Με την εντολή αυτή η ροή του προγράμματος επιστρέφει στη διεύθυνση του Block που είχε αποθηκεύσει ο επεξεργαστής κατά την εκτέλεση της εντολής CALL, με την οποία κλήθηκε το τρέχον Block


• Shift and Rotate Instructions – SHR_I Shift Right Integer: Η εντολή αυτή κάνει

ολίσθηση δεξιά έναν 16Bit ακέραιο που τον εισάγουμε στον ακροδέκτη ΙΝ. Στον ακροδέκτη Ν εισάγουμε πόσες φορές θέλουμε να ολισθήσει ο αριθμός. Το αποτέλεσμα βγαίνει στον ακροδέκτη OUT. Κατά την εκτέλεση της εντολής δημιουργούνται κενές θέσεις οι οποίες γεμίζουν με το Bit του πρόσημου, δηλαδή του 15 Bit. Όσα Bit ολισθήσουν χάνονται

Τι συμβαίνει κατά την ολίσθηση



• Ομοίως και για την εντολή SHR_DI Shift Right Double Integer, που κάνει δεξιά ολίσθηση 32Bit ακέραιου

• ROR_DW Rotate Right Double Word: Κάνει περιστροφή δεξιά 32Bit λέξης που βρίσκεται στον ακροδέκτη IN τόσες φορές όσες λέει ο ακροδέκτης N. Το αποτέλεσμα αποθηκεύεται στον ακροδέκτη OUT


Ομοίως και η εντολή ROL_DW Rotate Left Double Word κάνει αριστερή περιστροφή μιας 32Bit λέξης.

• Status Bit Instructions ==0 ---| |--- Result Bit Equal 0: Η εντολή αυτή

χρησιμοποιείται για να ελέγξουμε αν το αποτέλεσμα μιας μαθηματικής πράξης είναι ίσο με 0

<>0 ---| |--- Result Bit Not Equal 0: Χρησιμοποιείται για να ελέγξουμε αν το αποτέλεσμα μιας μαθηματικής πράξης είναι διαφορετικό του 0


• >0 ---| |--- Result Bit Greater Than 0: Χρησιμοποιείται για να ελέγξουμε αν το αποτέλεσμα μιας μαθηματικής πράξης είναι μεγαλύτερο του 0

• <0 ---| |--- Result Bit Less Than 0: Χρησιμοποιείται για να ελέγξουμε αν το αποτέλεσμα μιας μαθηματικής πράξης είναι μικρότερο του 0

• >=0 ---| |--- Result Bit Greater Equal 0: Χρησιμοποιείται για να ελέγξουμε αν το αποτέλεσμα μιας μαθηματικής πράξης είναι μεγαλύτερο ή ίσο του 0

• <=0 ---| |--- Result Bit Less Equal 0: Χρησιμοποιείται για να ελέγξουμε αν το αποτέλεσμα μιας μαθηματικής πράξης είναι μικρότερο ή ίσο του 0


• Στο παρακάτω παράδειγμα χρησιμοποιούμε την εντολή ==0 για να δούμε αν το αποτέλεσμα της αφαίρεσης είναι ίσο με 0

• Έτσι η έξοδος Q0.0 θα ενεργοποιηθεί μόνο στην περίπτωση που τα περιεχόμενα των MW0 και MW1 είναι ίσα


• OV ---| |--- Exception Bit Overflow: Χρησιμοποιείται για να ελέγξουμε αν υπήρξε υπερχείλιση (Overflow) κατά την προηγούμενη μαθηματική πράξη. Δηλαδή αν το αποτέλεσμα υπερβαίνει τα προκαθορισμένα όρια

• OS ---| |--- Exception Bit Overflow Stored: Είναι ίδια με την προηγούμενη με τη διαφορά ότι αν υπάρξει υπερχείλιση το Bit OS παραμένει “1” και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ανά πάσα στιγμή μέσω της εντολής αυτής

• UO ---| |--- Exception Bit Unordered: Χρησιμοποιείται για να ελέγξουμε αν οι παράγοντες (συγκεκριμένα για πράξεις με πραγματικούς αριθμούς) μιας μαθηματικής πράξης που προηγήθηκε ήταν έγκυροι


• Timer Instructions – Τα χρονικά είναι πολύ χρήσιμα εργαλεία στον

προγραμματισμό του PLC, καθώς μας δίνουν τη δυνατότητα να εισάγουμε μια συγκεκριμένη καθυστέρηση πριν την εκτέλεση κάποιας εντολής ή ακόμα μπορούμε να μετρήσουμε το χρόνο που διέρκεσε ένα γεγονός

– Τα χρονικά μπορούν να μετρήσουν χρόνους μέχρι και 9990 δευτερόλεπτα ή 2 ώρες 46 λεπτά και 30 δευτερόλεπτα. Ο μικρότερος χρόνος που μπορεί να μετρηθεί είναι 10 msecs


Η τιμή του χρόνου που θέλουμε να μετρηθεί, τοποθετείται στην ακίδα TV όπως θα δούμε παρακάτω. Υπάρχει ένα συγκεκριμένο format για την εισαγωγή του χρόνου αυτού:

S5T#αΗ_bM_cS_dMS όπου H=Hours (ώρες), Μ=Minutes (λεπτά),

S=Seconds (δευτερόλεπτα), MS=Millisecs (χιλιοστά δευτερολέπτου) και a,b,c,d είναι νούμερα


Η βασική μορφή των χρονικών όπως αυτά εμφανίζονται στη γλώσσα Ladder, είναι όπως εμφανίζονται στο κάτωθι σχήμα. Η ακίδα S είναι αυτή που μόλις έρθει “1” εκεί, ξεκινάει το χρονικό να μετράει το χρόνο που έχουμε προκαθορίσει στην ακίδα TV. Η ακίδα R κάνει Reset το χρονικό. Η ακίδα Q είναι η έξοδος που γίνεται “1” όταν οι προδιαγραφές του κάθε χρονικού ικανοποιούνται. Οι προδιαγραφές αυτές για κάθε τύπο χρονικού εμφανίζονται στον παρακάτω πίνακα. Τέλος οι ακίδες BI και BCD εμφανίζουν την τρέχουσα τιμή του χρονικού σε δυαδική και BCD μορφή αντίστοιχα


Τύπος Περιγραφή S_Pulse Pulse Timer

Το χρονικό τρέχει όσο το σήμα στην ακίδα S είναι “1”. Αν γίνει“0” τότε το χρονικό θα σταματήσει και θα βγάλει στην έξοδο Q “0”.

S-Pext Extended Pulse Timer

Η έξοδος του χρονικού παραμένει “1” για όλο τον χρόνο που έχει προγραμματιστεί, ακόμα κι αν το σήμα στην ακίδα S έχει γίνει “0”.

S_ODT On- delay Timer

Η έξοδος θα γίνει “1” μόνο όταν περάσει. ο χρόνος που έχουμε θέσει στο χρονικό και το σήμα στην είσοδο είναι ακόμα “1”.

S_ODTS Retentive on- delay Timer

Η έξοδος θα γίνει “1” μόνο όταν περάσει ο χρόνος που έχουμε θέσει, ακόμα και αν το σήμα στην είσοδο έχει γίνει “0”.

S_OFFDT Off- delay Timer

Αυτό το χρονικό φορτώνει τον προκαθορισμένο χρόνο όταν έρθει “1” στην ακίδα S αλλά, αντίθετα με τα άλλα, θέλει αρνητικό παλμό για να ξεκινήσει. Η έξοδος του θα μείνει άσος για όσο χρόνο θα μετράει το χρονικό και αν ξαναέρθει “1” στην είσοδο θα γίνει Reset.


• Word Logic Instructions WAND_W (Word) AND Word: Με την εντολή αυτή

γίνεται η λογική πράξη AND μεταξύ των λέξεων που βρίσκονται στους ακροδέκτες IN1 και IN2. Το αποτέλεσμα αποθηκεύεται στον ακροδέκτη OUT. Αν η πράξη εκτελεστεί ο ακροδέκτης ENO θα δώσει “1”


WXOR_W (Word) Exclusive OR Word: Ομοίως η εντολή αυτή εκτελεί τη λογική πράξη XOR μεταξύ των δύο αριθμών


• Move Instructions MOVE Assign a Value: Μόλις έρθει “1” στην είσοδο ΕΝ, το περιεχόμενο της ακίδας IN μεταφέρεται στη διεύθυνση που δείχνει η ακίδα OUT. Η ακίδα IN μπορεί να περιέχει αριθμούς των 8, 16 ή 32 bits


• Αν το περιεχόμενο της ακίδας IN έχει περισσότερα bits από αυτά που μπορεί να χωρέσει η διεύθυνση OUT, τότε τα παραπάνω bits κόβονται

• Δηλαδή αν θέλουμε να μεταφέρουμε σε μια 8bit διεύθυνση έναν 16bit αριθμό, θα γραφτούν στη διεύθυνση μόνο τα 8 πρώτα bits του αριθμού


Προγραμματίζοντας το ΟΒ1 σε γλώσσα Ladder Εδώ θα μάθουμε πώς να καταρτίζουμε ένα πρόγραμμα σε Ladder γλώσσα φτιάχνοντας κυκλώματα εν σειρά ή παράλληλα Σε σειρά κύκλωμα Αρχικά βεβαιωθείτε ότι έχει επιλεχθεί η γλώσσα Ladder. Αυτό γίνεται πηγαίνοντας στο μενού View>Lad


Κάνοντας κλικ στο πλαίσιο που φαίνεται αριστερά, μπορείτε να εισάγετε τον τίτλο του προγράμματος που θα δημιουργήσετε


Από το Δικτύωμα 1 επιλέξτε τη γραμμή κυκλώματος πάνω στην οποία θα τοποθετηθούν τα διάφορα στοιχεία


Επιλέξτε από τη γραμμή εργαλείων μια κανονικά ανοιχτή επαφή. Αυτή θα τοποθετηθεί πάνω στο κύκλωμα. Με τον ίδιο τρόπο βάλτε άλλη μια ανοιχτή επαφή. Τέλος τοποθετείστε με τον ίδιο τρόπο και ένα πηνίο. Η τελική μορφή του δικτυώματος φαίνεται στο σχήμα


Όπως παρατηρείτε, οι διευθύνσεις των επαφών και του πηνίου δεν έχουν μπει ακόμα. Για να βάλετε διευθύνσεις στα στοιχεία αυτά κάντε κλικ πάνω στα ερωτηματικά και εισάγετε τις διευθύνσεις


• Αν έχετε δημιουργήσει από πριν τον πίνακα των συμβολικών διευθύνσεων, τότε αυτόματα οι αριθμοί θα αντικατασταθούν από τις συμβολικές διευθύνσεις που έχετε δώσει

• Αν δεν γίνει αυτό αυτόματα, τότε ελέγξτε από το μενού View > Display with, αν το Symbolic Representation είναι ενεργοποιημένο

• Αν αλλάξουν όλα τα ονόματα αλλά κάποιο μείνει κόκκινο, σημαίνει ή ότι δεν έχει δηλωθεί η συγκεκριμένη διεύθυνση ή ότι υπάρχει κάποιο συντακτικό λάθος


Αν τέλος πάντων έχουν γίνει όλα σωστά, θα έχετε δημιουργήσει το πρώτο σας δικτύωμα, το οποίο μπορεί να αποτελέσει από μόνο του ένα ολοκληρωμένο πρόγραμμα το οποίο για παράδειγμα όταν κλείσουν οι δυο διακόπτες “Α & Β” θα ξεκινήσει η μηχανή “D”

Παράλληλο κύκλωμα


Το παραπάνω κύκλωμα αναπαριστά μια εξίσωση. Την:

CBAE +=

Άρα λοιπόν, μπορούμε να υλοποιήσουμε με τον ίδιο τρόπο οποιοδήποτε κύκλωμα, αρκεί να έχουμε την εξίσωση που το περιγράφει

Παραδείγματα χρήσης του PLC S7-300

Παραδείγματα ενεργοποίησης εξόδων Π1. ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΜΙΑΣ ΕΞΟΔΟΥ Ο λαμπτήρας Η1 πρέπει να ανάβει όταν είναι πατημένο το κομβίο S1

Σχηματική απεικόνιση εφαρμογής


• Για την υλοποίηση του συστήματος χρειαζόμαστε μια είσοδο και μια έξοδο . Στην είσοδο θα συνδεθεί το κομβίο S1 και στην έξοδο ο λαμπτήρας H1

• Το κομβίο S1 επιλέγουμε να συνδεθεί με στην είσοδο 10.0 και ο λαμπτήρας H1 στην έξοδο Ο0.0


Καθορισμός διευθύνσεων εισόδων – εξόδων


Στον προγραμματισμό με γλώσσα STL η είσοδος 10.0 (S1) οδηγεί την έξοδο Ο0.0 (Η1) . Η είσοδος S1 εισάγεται στο πρόγραμμα με χαρακτήρα (L) Load ενώ η έξοδος Η1 με το χαρακτήρα (=) Equal


Στο διάγραμμα LADDER το πρόγραμμα υλοποιείται με οριζόντιο κλάδο. Η είσοδος S1 εισάγεται στο πρόγραμμα με μια κανονική ανοικτή επαφή, ενώ η έξοδος Η1 με μια παρένθεση που αντιπροσωπεύει την άμεση έξοδο


ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΜΙΑΣ ΕΞΟΔΟΥ Ο λαμπτήρας Η2 που είναι συνεχώς αναμμένος, πρέπει να παραμένει σβηστός για όσο χρονικό διάστημα το κομβίο S2 είναι ενεργοποιημένο

Σχηματική απεικόνιση της εφαρμογής


Για την υλοποίηση του συστήματος χρειαζόμαστε μια είσοδο και μια έξοδο . Στην είσοδο 10.1 θα συνδεθεί το κομβίο S2 και στην έξοδο Ο0.1 o λαμπτήρας H2

Συνδεσμολογία εισόδων - εξόδων


Στον προγραμματισμό με γλώσσα STL η είσοδος 10.1 (S2) οδηγεί την έξοδο Ο0.1 (Η2). Η είσοδος S2 εισάγεται στο πρόγραμμα με τον χαρακτήρα (L N) Load Not, ενώ η έξοδος Η2 με το χαρακτήρα (=) Equal. Όταν το σύστημα βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας η έξοδος Ο0.1 Η2 είναι ενεργοποιημένη, μόλις ενεργοποιηθεί η είσοδος 10.1S2 η έξοδος Ο0.1 Η2 απενεργοποιείται


Στον προγραμματισμό με το διάγραμμα LADDER το πρόγραμμα υλοποιείται με ένα οριζόντιο κλάδο. Η είσοδος 10.1 (S2) εισάγεται στο πρόγραμμα με μια κανονικά κλειστή, ενώ η έξοδος Ο0.1 (Η2) με μια παρένθεση που αντιπροσωπεύει την άμεση έξοδο. Έτσι η έξοδος Ο0.1 (Η2) απενεργοποιείται για όσο χρονικό διάστημα ενεργοποιείται η είσοδος 10.1 (S2)


ΛΟΓΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ ΚΑΙ (AND) Ο λαμπτήρας Η1 πρέπει να παραμένει αναμμένος για όσο χρονικό διάστημα τα κομβίο S1 και S2 είναι ενεργοποιημένα ταυτόχρονα

Σχηματική απεικόνιση της εφαρμογής


Για την υλοποίηση του συστήματος χρειαζόμαστε δυο εισόδους και μια έξοδο. Στην είσοδο θα συνδεθούν τα κομβίο S1 και S2 ενώ στην έξοδο o λαμπτήρας H2


Συνδεσμολογία εισόδων - εξόδων


Το κομβίο S1 επιλέγουμε να συνδεθεί στην είσοδο 10.0 και το κομβίο S2 στην είσοδο 10.0 και το κομβίο S2 στην είσοδο 10.2. Ο λαμπτήρας Η1 επιλέγουμε να συνδεθεί στην έξοδο Ο0.01


Στον προγραμματισμό με γλώσσα STL η σύνδεση AND δημιουργείται στην δεύτερη γραμμή του προγράμματος με το σύμβολο (Α). Έτσι για την ενεργοποίηση της εξόδου (Η1) θα πρέπει να ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα τα κομβίο S1 και S2


Στον προγραμματισμό με το διάγραμμα LADDER το πρόγραμμα υλοποιείται με ένα οριζόντιο κλάδο. Το στοιχείο AND υλοποιείται με την σύνδεση δυο κανονικά ανοικτών επαφών (S1 και S2) σε σειρά με την έξοδο Η1. Έτσι για την ενεργοποίηση της εξόδου Η1 απαιτείται η ταυτόχρονη ενεργοποίηση των εισόδων S1 και S2


ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΕΛΚΥΣΤΗΡΑ Επιθυμούμε να ελέγξουμε τον ανελκυστήρα (σχήμα Π4.1) μιας πολυκατοικίας τριών ορόφων (4 όροφοι μαζί με το ισόγειο). Σε κάθε όροφο υπάρχει ένα μπουτόν κλήσης του ανελκυστήρα. Θέλουμε κάθε φορά που πιέζεται κάποιο μπουτόν ορόφου, ο ανελκυστήρας να πηγαίνει στον αντίστοιχο όροφο. Ο ανελκυστήρας μέσα έχει ένα ταμπλό με 4 μπουτόν για τους τέσσερις όροφους και έναν διακόπτη διακοπής λειτουργίας. Τα μπουτόν κλήσης κάθε ορόφου συνδέονται στην ίδια είσοδο με τα αντίστοιχα εσωτερικά μπουτόν του ταμπλό


Επίσης σε κάθε όροφο υπάρχει ένας διακόπτης επαφής που κλείνει όταν ο ανελκυστήρας φτάσει στον αντίστοιχο όροφο. Όταν πατηθεί κάποιο μπουτόν κλείνει το αντίστοιχο κύκλωμα και ο ανελκυστήρας καταλαβαίνει αυτόματα σε ποιόν όροφο πρέπει να σταματήσει. Για να εμποδίσουμε την λειτουργία του ανελκυστήρα όταν κάποια πόρτα είναι ανοιχτή για την αποφυγή ατυχημάτων, χρησιμοποιούμε διακόπτες επαφής σε κάθε πόρτα και ρελέ μετά από κάθε μπουτόν κλήσης


Έτσι όταν ανοίξει κάποια πόρτα ανοίγει και ο αντίστοιχος διακόπτης επαφής, οπλίζονται όλα τα ρελέ και απενεργοποιούνται όλα τα μπουτόν κλήσης. Επίσης για ασφάλεια πρέπει να προστεθεί σε κάθε πόρτα, ένα σύστημα μανδάλωσης έτσι ώστε όταν λειτουργεί ο ανελκυστήρας να μην μπορεί κάποιος να ανοίξει κάποια πόρτα. Τέλος η λειτουργία του ανελκυστήρα μπορεί να διακοπεί ανά πάσα στιγμή κλείνοντας τον διακόπτη STOP που βρίσκεται στο εσωτερικό ταμπλό


Σχήμα Π4.1 Ανελκυστήρας


Το περιβάλλον της γλώσσας LADDER Ένα άλλο εργαλείο για την διευκόλυνσή μας, είναι η συμβολική διευθυνσιοδότηση, έτσι ώστε να απαλλαχτούμε από τα νούμερα των διευθύνσεων, δίνοντας ένα συμβολικό όνομα σε κάθε διεύθυνση. Γι’ αυτό το λόγο συντάσσουμε έναν πίνακα με όλες τις εισόδους και τις εξόδους που θα χρησιμοποιήσουμε:


Πίνακας Αντιστοιχιών Περιγραφή Λειτουργίας Συμβολική Διεύθυνση Απόλυτη Διεύθυνση

Διακόπτης διακοπής λειτουργίας Stop I124.0

Εξωτερικό μπουτόν ισογείου Call 0 I124.1

Εξωτερικό μπουτόν 1ου Call 1 I124.2



Εσωτερικό μπουτόν ισογείου Ground floor I124.5

Εσωτερικό μπουτόν 1ου 1st floor I124.6 Εσωτερικό μπουτόν 2ου 2nd floor I124.7

Εσωτερικό μπουτόν 3ου 3rd floor I125.0

Διακόπτης επαφής πόρτας Door switch I125.1



Κινητήρας δεξιά Elev up Q124.0

Κινητήρας αριστερά Elev down Q124.1

Λυχνίες λειτουργίας Operate Q124.2

Μπλοκάρισμα πόρτας Block door Q124.3

Ρελέ Relay Q124.4

Εσωτερικά φώτα Lights Q124.5


Στη συνέχεια από το μενού Options επιλέγουμε το Symbol Table. Τότε θα ανοίξει ένα καινούργιο παράθυρο στο οποίο θα εισάγουμε τις συμβολικές ονομασίες των διευθύνσεων


Συμβολική Διευθυνσιοδότηση


• Μόλις ολοκληρώσουμε τον πίνακα τον αποθηκεύουμε από το μενού Symbol Table > Save ή πατώντας το αντίστοιχο κουμπί

• Παρατηρούμε ότι θα μας χρειαστούν 10 είσοδοι και 6 έξοδοι. Σ’ αυτήν την περίπτωση η καλωδίωση των διακοπτών γίνεται όπως φαίνεται στο σχήμα


Καλωδίωση των διακοπτών


Προγραμματισμός Πλέον είμαστε έτοιμοι να συντάξουμε το πρόγραμμά μας μέσα από το περιβάλλον του προγράμματος LAD/STL/FBD Programming S7 Blocks. Η τελική μορφή του προγράμματος θα είναι όπως παρακάτω:


• Στο πρώτο δικτύωμα οπλίζουμε το ρελέ που απενεργοποιεί τα εξωτερικά μπουτόν κλήσης του ανελκυστήρα, μόλις κάποια πόρτα ανοίξει, ώστε να μην μπορεί κάποιος να καλέσει τον ανελκυστήρα για λόγους ασφαλείας

• Στα επόμενα δικτυώματα ανάλογα με ποιο μπουτόν ορόφου πατηθεί, ενεργοποιούμε τον κινητήρα έτσι ώστε ο ανελκυστήρας να ανέβει ή να κατέβει


Ας υποθέσουμε ότι πατηθεί το μπουτόν κλήσης του ισογείου (Call 0). Αν ο ανελκυστήρας είναι ήδη στο ισόγειο δεν πρέπει να λειτουργήσει ο κινητήρας. Οπότε εισάγουμε μια κλειστή επαφή με τον διακόπτη επαφής του ισογείου Επίσης εισάγουμε και μια κλειστή επαφή με το διακόπτη STOP έτσι ώστε όταν αυτός κλείσει να μην λειτουργήσει ο κινητήρας. Όταν λοιπόν εκπληρωθούν όλα τα παραπάνω θα πρέπει να λειτουργήσει ο κινητήρας προς τα κάτω (Elev down) και ταυτόχρονα να μπλοκάρουν οι πόρτες (Block door) για ασφάλεια, να ανάψουν τα φώτα (Lights) μέσα στον ανελκυστήρα και οι λυχνίες (Operate) σε κάθε όροφο που δείχνουν ότι ο ανελκυστήρας είναι σε λειτουργία


Εδώ να σημειώσουμε ότι επειδή το μπουτόν δεν το κρατάμε συνέχεια πατημένο ώσπου να φτάσει ο ανελκυστήρας στον όροφο που είμαστε, πρέπει να προσθέσουμε μια επαφή αυτοσυγκράτησης του κινητήρα ώστε αυτός να λειτουργήσει ακόμα και αν αφήσουμε το μπουτόν. Όταν φτάσει στο ισόγειο η καμπίνα θα κλείσει ο αντίστοιχος διακόπτης επαφής (Ground floor) και ο κινητήρας θα σταματήσει Για τους ορόφους 1 και 2 υπάρχουν δύο περιπτώσεις. Ή ο ανελκυστήρας να βρίσκεται σε μεγαλύτερο όροφο, οπότε ο ανελκυστήρας πρέπει να κατέβει, ή αν βρίσκεται σε μικρότερο τότε πρέπει να ανέβει. Γι’ αυτό χρησιμοποιούμε δύο δικτυώματα για τον κάθε όροφο


• Έτσι στην πρώτη περίπτωση (Network 3), βάζουμε τις κλειστές επαφές 2nd floor και 3rd floor, ενώ στην δεύτερη περίπτωση (Network 4) προσθέτουμε την κλειστή επαφή Ground floor)

• Παρατηρούμε ότι σε κάθε δικτύωμα υπάρχει η κλειστή επαφή 1st floor. Αυτό όπως είπαμε πριν, γίνεται για να μην λειτουργήσει ο κινητήρας σε περίπτωση που ο ανελκυστήρας βρίσκεται ήδη στον πρώτο όροφο

• Επίσης κι εδώ όταν λειτουργήσει ο ανελκυστήρας μπλοκάρουν οι πόρτες, ανάβουν τα φώτα της καμπίνας και οι λυχνίες “Operate”


Αντίστοιχα, στα δικτυώματα 5 και 6 φαίνονται οι δύο περιπτώσεις για τον δεύτερο όροφο


Στον τρίτο όροφο ισχύει ότι και στο ισόγειο. Δηλαδή ο ανελκυστήρας μπορεί να κινηθεί μόνο κατά τη μία φορά. Έτσι χρησιμοποιούμε μόνο ένα δικτύωμα για την κίνηση του ανελκυστήρα προς τα πάνω.


Για να ολοκληρώσουμε το πρόγραμμα μας, καλό θα είναι να προσθέσουμε μια καθυστέρηση κάθε φορά που ο ανελκυστήρας θα φτάνει στον προορισμό του έτσι ώστε αν υπάρχει κάποιο άτομο μέσα στην καμπίνα, να προλαβαίνει να εξέλθει χωρίς να μπορεί κάποιος άλλος να καλέσει εκείνη τη στιγμή τον ανελκυστήρα


• Έτσι όσο “τρέχει” το χρονικό τα ρελέ οπλίζονται και ακόμα και να πατηθεί κάποιο μπουτόν δεν γίνεται τίποτα

• Σ’ αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιείται το χρονικό S_PULSE γιατί αυτό διατηρεί “1” την έξοδό του όσο υπάρχει “1” στην είσοδο του και δεν έχει εξαντληθεί ο χρόνος στην είσοδο TV

• Όταν λειτουργήσει ο ανελκυστήρας γίνεται reset στο χρονικό και μπορεί αυτό να ξαναχρησιμοποιηθεί


Τέλος, τα μπουτόν πρέπει να απενεργοποιούνται όταν λειτουργεί ο κινητήρας για να μην αλλάξει η κατάσταση σ’ αυτόν και καταστραφεί. Έτσι το πρώτο δικτύωμα μετατρέπεται στο παρακάτω:


ΕΛΕΓΧΟΣ ΓΚΑΡΑΖΟΠΟΡΤΑΣ

Γκαραζόπορτα


• Έχουμε την γκαραζόπορτα του σχήματος. Η λειτουργία της εφαρμογής είναι απλή. Όταν πιέσουμε το μπουτόν “OPEN” θέλουμε η γκαραζόπορτα να ανοίγει και όταν πιέζουμε το μπουτόν “STOP” θέλουμε η γκαραζόπορτα να κλείνει

• Για τη σωστή λειτουργία της εφαρμογής χρησιμοποιούμε έναν διακόπτη ανώτερου επιπέδου και έναν διακόπτη κατώτερου επιπέδου


• Όταν κλείσει ο πρώτος σταματάει η γκαραζόπορτα να ανεβαίνει και επίσης αν πατήσουμε το μπουτόν ”OPEN” όταν η πόρτα είναι ανοιχτή θα αποτρέπει το μοτέρ από το να λειτουργήσει

• Ομοίως ο κατώτερος διακόπτης όταν κλείσει σταματάει το μοτέρ και εμποδίζει το κλείσιμο της πόρτας όταν αυτή είναι ήδη κλειστή

• Τέλος κάθε φορά που θα είναι σε λειτουργία η γκαραζόπορτα θα ανάβει η λυχνία “OPERATE”


Λύση του προβλήματος με τη βοήθεια του PLC • Για την επίλυση του προβλήματος θα

χρησιμοποιήσουμε το PLC S7-300 που χρησιμοποιεί τη CPU 312IFM

• Για την τροφοδοσία της CPU θα χρησιμοποιηθεί το τροφοδοτικό PS 307 2A. Οι δύο αυτές μονάδες φαίνονται στο παρακάτω σχήμα


Τροφοδοτικό και CPU για την εκτέλεση της εφαρμογής


Βήμα 1ο: Σύνδεση του τροφοδοτικού στην τάση δικτύου

• Για να συνδέσουμε το τροφοδοτικό στην τάση δικτύου χρειαζόμαστε ένα μαύρο καλώδιο, όπως αυτό που τροφοδοτεί έναν υπολογιστή. Η μια πλευρά του καλωδίου πρέπει να είναι απογυμνωμένη ώστε να τη συνδέσουμε στο τροφοδοτικό

• Συνδέουμε λοιπόν, το καφέ καλώδιο στην κλέμα L1, το μπλε καλώδιο στην κλέμα Ν και το κίτρινο στην κλέμα με το σήμα της γείωσης όπως στο παρακάτω σχήμα


Σύνδεση του τροφοδοτικού στην τάση δικτύου


Βήμα 2ο: Σύνδεση τροφοδοτικού με CPU Η CPU τροφοδοτείται με 24VDC. Αυτή είναι η

τάση που βγάζει το τροφοδοτικό. Για τη σύνδεση της CPU με το τροφοδοτικό, χρειαζόμαστε δύο καλώδια. Το ένα θα συνδέσει το L+ του τροφοδοτικού με το L+ της CPU και το δεύτερο το Μ του τροφοδοτικού με το Μ της CPU


Τροφοδότηση της CPU με 24VDC


Βήμα 3ο: Επικοινωνία PLC και υπολογιστή • Για τη σύνδεση του PLC με τον υπολογιστή

χρειαζόμαστε ένα RS232 καλώδιο, και το Adaptor που συνοδεύει το PLC. Η συνδεσμολογία φαίνεται στο παρακάτω σχήμα


Επικοινωνία PLC και υπολογιστή


• Βεβαιωθείτε ότι ο διακόπτης επιλογής ταχύτητας μετάδοσης είναι στη θέση 19,2 Kbps. Αν όχι, ρυθμίσετε αυτή γυρνώντας τον διακόπτη στη θέση 19.2 Kbps

• Αυτό που πρέπει να προσεχθεί είναι να μη γίνεται καμία αλλαγή στις καλωδιώσεις τη στιγμή που η συσκευή προγραμματισμού και το S7-300 ανταλλάζουν δεδομένα. Υπάρχει περίπτωση τα δεδομένα να αλλοιωθούν


Βήμα 4ο: Θέτοντας το S7-300 σε λειτουργία για πρώτη φορά Αφού βεβαιωθείτε ότι όλα τα παραπάνω έχουν γίνει σωστά

και ότι οι συνδεσμολογίες είναι σωστές, μπορείτε να θέσετε σε λειτουργία το S7-300 για πρώτη φορά. Επίσης, πριν θέσετε σε λειτουργία το S7-300 βεβαιωθείτε ότι ο διακόπτης επιλογής λειτουργίας είναι στη θέση STOP. Ο διακόπτης της CPU φαίνεται στο παρακάτω σχήμα


• Πλέον μπορείτε να θέσετε σε λειτουργία το S7-300, θέτοντας το διακόπτη του τροφοδοτικού στη θέση ΟΝ

• Εκείνη τη στιγμή θα πρέπει η λυχνία DC24V του τροφοδοτικού να ανάψει. Στη συνέχεια πρέπει να ανάψει η λυχνία DC5V στη CPU. Η λυχνία STOP θα αναβοσβήσει καθώς η CPU κάνει αυτόματα reset

• Τέλος, μετά από αυτό θα πρέπει η λυχνία STOP να μείνει αναμμένη. Οι λυχνίες της CPU και τι κάνει η κάθε μια, φαίνονται στο παρακάτω σχήμα


Λυχνίες της CPU


Βήμα 5ο: Δημιουργία της εφαρμογής Για να δημιουργήσουμε την καινούρια εφαρμογή,

πρέπει να “τρέξουμε” το πρόγραμμα SIMATIC Manager. Για να ξεκινήσει το πρόγραμμα, κάντε διπλό κλικ στο εικονίδιο SIMATIC Manager που λογικά υπάρχει στην επιφάνεια εργασίας του υπολογιστή ή κάνοντας κλικ στο START της γραμμής εργαλείων των WINDOWS και μετά κλικ στο SIMATIC Manager που βρίσκεται στον κατάλογο Simatic όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα


Τότε θα εμφανιστεί ο οδηγός δημιουργίας μιας νέας εφαρμογής (STEP 7 Wizard), η μορφή του οποίου φαίνεται στο σχήμα


• Πατώντας NEXT, θα πάτε σε ένα μενού από όπου θα πρέπει να επιλέξετε τον τύπο της CPU που έχει το δικό σας PLC

• Για το PLC του εργαστηρίου, η κατάλληλη επιλογή είναι η CPU 312 IFM. Επιλέξτε τον αριθμό 2 σαν MPI address, όπου είναι ο αριθμός του κόμβου στον οποίο βρίσκεται το PLC σε ένα δίκτυο πολλών PLC με νούμερο 1 τον υπολογιστή σας. Το παράθυρο αυτό φαίνεται στο παρακάτω σχήμα


Παράθυρο επιλογής CPU


• Αφού πιέσετε NEXT θα εμφανιστεί το επόμενο παράθυρο (σχήμα Π5.10) όπου περιέχει μια λίστα με Blocks. Εσείς πρέπει να επιλέξετε ποία από αυτά θέλετε να προγραμματίσετε. Τα Blocks αυτά υπάρχουν και μπορείτε να τα καλέσετε ανά πάσα στιγμή μέσα στο πρόγραμμά σας, και αφορούν το καθένα μια ειδική λειτουργία

• Εμάς θα μας απασχολήσει μόνο το πρώτο Block το OB1 (Organization Block) και είναι αυτό που εκτελεί συνέχεια η CPU εκτός αν μέσα από αυτό καλέσουμε εμείς κάποιο άλλο. Επίσης ζητείται σε ποία από τις τρεις γλώσσες θα προγραμματίσουμε τη CPU (LAD, STL, FBD). Εσείς θα επιλέξετε την LAD που είναι και αυτή με την οποία ασχολείται το παρόν


Μενού επιλογής Block και γλώσσας


• Πιέζοντας NEXT πηγαίνουμε στο τελευταίο παράθυρο όπου απλά δίνουμε όνομα στην καινούργια εφαρμογή. Τέλος πιέστε MAKE και πλέον έχει δημιουργηθεί μια καινούργια εφαρμογή

• Μόλις ο οδηγός δημιουργίας μιας νέας εφαρμογής κλείσει, θα εμφανιστεί πλέον το παράθυρο της εφαρμογής. Από αυτό το παράθυρο μπορείτε να εκτελέσετε όλες τις λειτουργίες που είναι σε θέση να εκτελέσει το PLC


Περιβάλλον SIMATIC Manager


• Προτού ξεκινήσετε την δημιουργία του προγράμματος καλό θα είναι να διαμορφώσετε το Hardware. Δηλαδή τύπο τροφοδοτικού, τύπο μονάδας επέκτασης κ.λπ.

• Βέβαια μπορείτε να διαμορφώσετε το Hardware ανά πάσα στιγμή, όχι όμως μετά τη φόρτωση του προγράμματος που έχετε δημιουργήσει στο PLC, και αυτό γιατί όταν κάνετε Download στη συσκευή, εκτός από το πρόγραμμα φορτώνονται και οι παράμετροι του συστήματος


Διαλέγουμε διαμόρφωση του Hardware


Έτσι λοιπόν για να διαμορφώσουμε το Hardware, επιλέγουμε στο αριστερό μέρος του παραθύρου τον φάκελο SIMATIC 300 Station και από το δεξί διαλέγουμε το εικονίδιο Hardware όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα Π5.12. Μόλις κάνετε διπλό κλικ πάνω σ’ αυτό το εικονίδιο, θα εμφανιστεί ένα νέο παράθυρο με όνομα HW Config


• Όπως παρατηρείτε η CPU (312 IFM) που είχατε επιλέξει στον οδηγό δημιουργίας της εφαρμογής, εμφανίζεται μαζί με κάποια χαρακτηριστικά της. Εσείς τώρα πρέπει να εισάγετε τα στοιχεία της εφαρμογής σας στη λίστα που εμφανίστηκε

• Για να το κάνετε αυτό πρέπει να ανοίξετε τον κατάλογο των εξαρτημάτων είτε πατώντας το κουμπί “Catalog” είτε από την εντολή του μενού Insert > Hardware Components. Από τον κατάλογο κάντε τις παρακάτω επιλογές: SIMATIC 300 > PS 300 > PS 307 2A που είναι το τροφοδοτικό του εργαστηρίου. Επιλέξτε τη θέση Slot 1. Με drag & drop ρίξτε το στη θέση 1 της λίστας όπως φαίνεται στο παρακάιω σχήμα. Αποθηκεύστε τα δεδομένα από το μενού Station > Save and compile


Διαμορφώνοντας το Hardware


Βήμα 6ο: Το περιβάλλον της γλώσσας LADDER

Αφού έχετε ολοκληρώσει όλα τα παραπάνω σωστά, ήρθε η ώρα να συντάξετε το πρόγραμμα. Στο πρόγραμμα SIMATIC Manager κάντε διπλό κλικ στο εικονίδιο OB1 όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, για να ανοίξει το πρόγραμμα LAD/STL/FBD – Programming S7 Blocks. Σ’ αυτό το πρόγραμμα θα προγραμματίσετε το Block OB1 της εφαρμογής μας


Άνοιγμα του προγράμματος LAD/STL/FDB – Programming S7 Blocks


Κάνοντας λοιπόν διπλό κλικ στο εικονίδιο του παραπάνω σχήματος θα εμφανιστεί το παράθυρο της Ladder που το περιβάλλον φαίνεται στο σχήμα

Το περιβάλλον της Ladder


Βήμα 7ο: Συμβολική διευθυνσιοδότηση Ένα άλλο εργαλείο για την διευκόλυνσή μας,

είναι η συμβολική διευθυνσιοδότηση, έτσι ώστε να απαλλαχτούμε από τα νούμερα των διευθύνσεων, δίνοντας ένα συμβολικό όνομα σε κάθε διεύθυνση. Γι’ αυτό το λόγο συντάσσουμε έναν πίνακα με όλες τις εισόδους και τις εξόδους που θα χρησιμοποιήσουμε:



Άνοιγμα πόρτας Open I124.0 Κλείσιμο πόρτας Close I124.1

Ανώτερος διακόπτης Upper switch I124.2 Κατώτερος διακόπτης Lower Switch I124.3

Κινητήρας δεξιά Up Q124.0 Κινητήρας αριστερά Down Q124.1 Λυχνία λειτουργίας Operate Q124.2


Στη συνέχεια από το μενού Options επιλέγουμε το Symbol Table. Τότε θα ανοίξει ένα καινούργιο παράθυρο στο οποίο θα εισάγετε τις συμβολικές ονομασίες των διευθύνσεων όπως στο σχήμα

Συμβολική Διευθυνσιοδότηση


• Μόλις ολοκληρώσετε τον πίνακα αποθηκεύστε τον από το μενού Symbol Table > Save ή πατώντας το αντίστοιχο κουμπί. Όταν επιστρέψετε στο περιβάλλον προγραμματισμού, θα παρατηρήσετε ότι οι διευθύνσεις έχουν αντικατασταθεί από τις συμβολικές ονομασίες τους

• Παρατηρούμε ότι θα μας χρειατούν 4 είσοδοι και 3 έξοδοι. Άρα το PLC του εργαστηρίου μας ικανοποιεί. Σ’ αυτήν την περίπτωση η καλωδίωση των διακοπτών γίνεται όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα


Συνδεσμολογία διακοπτών


Βήμα 8ο: Προγραμματισμός • Πλέον είμαστε έτοιμοι να συντάξουμε το πρόγραμμά

μας μέσα από το περιβάλλον του προγράμματος LAD/STL/FBD Programming S7 Blocks. Η τελική μορφή του προγράμματος θα είναι όπως παρακάτω:


• Στο πρώτο δικτύωμα έχουμε τη διαδικασία ανοίγματος της πόρτας. Όταν πατηθεί το μπουτόν “OPEN” και εφ’ όσον δεν είναι κλειστός ο ανώτερος διακόπτης “Upper switch” τίθεται σε λειτουργία το μοτέρ με δεξιόστροφη φορά με σκοπό να ανοίξει η πόρτα και ταυτόχρονα ανάβει η λυχνία “OPERATE”

• Για να μην είμαστε υποχρεωμένοι να πατάμε το μπουτόν μέχρι να ανοίξει τελείως η πόρτα, κάνουμε set το Memory Bit 0.0 και το χρησιμοποιούμε σαν αυτοσυγκράτηση έτσι ώστε και να αφήσουμε το μπουτόν η πόρτα να ανοίξει τελείως


• Στο δεύτερο δικτύωμα και μόλις κλείσει ο ανώτερος διακόπτης, που σημαίνει ότι η πόρτα άνοιξε τελείως, κάνουμε reset το Memory Bit και έτσι η αυτοσυγκράτηση του πρώτου δικτυώματος διακόπτεται και το μοτέρ σταματάει, ενώ ταυτόχρονα σβήνει και η λυχνία

• Αν τώρα ξαναπατηθεί το μπουτόν “OPEN” δεν θα γίνει τίποτα γιατί ο ανώτερος διακόπτης είναι ακόμα κλειστός και δεν μπορεί να λειτουργήσει το μοτέρ, όπως φαίνεται στο πρώτο δικτύωμα


• Στο τρίτο δικτύωμα έχουμε τη διαδικασία κλεισίματος της πόρτας. Όταν πατηθεί το μπουτόν “CLOSE” και εφ’ όσον δεν είναι κλειστός ο κατώτερος διακόπτης “Lower switch” τίθεται σε λειτουργία το μοτέρ με αριστερόστροφη φορά με σκοπό να κλείσει η πόρτα και ταυτόχρονα ανάβει η λυχνία “OPERATE”

• Για να μην είμαστε υποχρεωμένοι να πατάμε το μπουτόν μέχρι να κλείσει τελείως η πόρτα, κάνουμε set το Memory Bit 0.1 και το χρησιμοποιούμε σαν αυτοσυγκράτηση έτσι ώστε και να αφήσουμε το μπουτόν η πόρτα να κλείσει τελείως


Στο τέταρτο και τελευταίο δικτύωμα γίνεται reset το βοηθητικό Bit μόλις κλείσει ο κατώτερος διακόπτης και έτσι σταματάει το μοτέρ

Βήμα 9ο : Download στο PLC 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. Αν υπάρχει ήδη κάποιο πρόγραμμα στη μνήμη του PLC θα ρωτηθείτε αν θέλετε να το αντικαταστήσετε. ’Επιλέξτε YES και μετά από το μενού Debug επιλέξτε Monitor για να αποκατασταθεί η επικοινωνία του υπολογιστεί με το PLC


• Δοκιμάστε 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

• Αν δεν τρέχει σωστά, ελέγξτε τα δικτυώματα ένα προς ένα, ανοιγοκλείνοντας τους αντίστοιχους διακόπτες, ώστε να δείτε αν το πρόγραμμα συμπεριφέρεται σωστά

Προγραμματισμός PLC σε γλώσσα Ladder και εξομοίωση με SCADA

• Τα σύγχρονα συστήματα SCADA καλύπτουν όλα τα κενά που άφηναν τα παλιά συστήματα. Πλέον μπορούμε να έχουμε απλούς ή βιομηχανικούς υπολογιστές (ανάλογα με το περιβάλλον εργασίας) ή και απλές οθόνες απεικόνισης των διεργασιών

• Από τα δύο πρώτα δίνεται η δυνατότητα σε κάποιο αρμόδιο άτομο) να αλλάξει παραμέτρους της διεργασίας, να ακυρώσει πιθανά λάθος συναγερμούς, να σταματήσει διεργασίες ή και ολόκληρη τη βιομηχανία. Ακόμη μπορούμε να παίρνουμε ενδείξεις ακριβείας


• Ένα από τα βασικότερα πλεονεκτήματα είναι ότι όλα τα παραπάνω μπορούν να γίνουν από πραγματικά μεγάλη απόσταση για την ακρίβεια από οπουδήποτε σημείο του πλανήτη αρκεί να έχουμε πρόσβαση σε κάποιο δίκτυο πχ internet. Αυτό επιτυγχάνεται με την σύνδεση κάποιου υπολογιστή του εργοστάσιου στο δίκτυο

• Τα συστήματα SCADA στήνονται σε συμβατικούς ή βιομηχανικούς υπολογιστές. Ουσιαστικά πρόκειται για λογισμικό που επικοινωνεί με PLC ή άλλους CONTROLERS μέσω κάποιας κάρτας που παίζει το ρόλο του interface μεταξύ του ελεγκτή και του PC


• Η λήψη και μεταφορά των δεδομένων μπορεί να γίνει είτε μέσω βιομηχανικού δικτύου πχ PROFIBUS, είτε μέσω δικτύου LAN, είτε απευθείας από τα σημεία έλεγχου πχ αισθητήρια με τη χρήση των καταλλήλων interface

• Στο παρακάτω διάγραμμα απεικονίζεται μια τυπική βιομηχανική συνδεσμολογία του συστήματος SCADA με τα υπόλοιπα σημεία παραλαβής και διανομής δεδομένων


Βιομηχανική συνδεσμολογία του συστήματος SCADA


• Θα αναλυθεί ένα παράδειγμα προγραμματισμού ενός διαδρόμου πάνω στον οποίο θα μπαίνουν αντικείμενα ενός μέτρου και ένα μαχαίρι θα τα κόβει κάθε είκοσι εκατοστά. Εκτός από τον προγραμματισμό σε LADDER του PLC (JΖ10-11-R16 της UNITRONICS) έγινε και η εξομοίωση της άσκησης σε SCADA. Για την εξομοίωση χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα Advantech Studio

• H σύνδεση του PLC με τον Η/Υ έγινε μέσω σειριακής θύρας. Για να επιτευχθεί η επικοινωνία έπρεπε να δοθούν ρυθμίσεις οι οποίες φαίνονται στους παρακάτω πίνακες:


Πατώντας στο κουμπί “Advanced” μεταφερθήκαμε στον δεύτερο πίνακα:


• Πατώντας το κουμπί “Set PLC Settings” αποθηκεύονται οι ρυθμίσεις που δώσαμε. Ολοκληρώνοντας με αυτό τον τρόπο την επικοινωνία του PLC με τον Η/Υ αυτό που απομένει είναι να το προγραμματίσουμε

• Για τον προγραμματισμό πρέπει να σκεφτούμε τι θα έχουμε ως εισόδους και τι ως εξόδους στο πρόγραμμά μας


Ως εισόδους θα έχουμε : • Την In2 που είναι start-stop. Με το που γίνει 1 η είσοδος

In2 ξεκινάει ο διάδρομος να γυρίζει, ενώ μόλις γίνει 0 σταματάει

• Την In3 που είναι ένα φωτοκύτταρο. Αυτό έχει τοποθετηθεί για τον εντοπισμό των αντικειμένων πάνω στον διάδρομο. Μόλις εντοπιστεί το αντικείμενο η είσοδος γίνεται 1

• Την In4 που αντιστοιχεί στο μαχαίρι. Μόλις γίνει 1 τότε «πέφτει» ένα μαχαίρι και κόβει τα αντικείμενα. Κανονικά αυτή η είσοδος θα έπρεπε να είναι ως έξοδος αλλά την έχουμε έτσι γιατί το δίνουμε χειροκίνητα και βλέπουμε ως έξοδο ένα led


Ως εξόδους έχουμε τοποθετήσει led για να γίνεται αντιληπτό ότι έχουμε ένα αποτέλεσμα

• Η Out0 ενεργοποιεί ένα (led) σαν αποτέλεσμα ότι γυρίζει ο διάδρομος

• Η Out1 ενεργοποιεί ένα (led) σαν αποτέλεσμα ότι το φωτοκύτταρο εντόπισε ένα αντικείμενο

• Η Out2 ενεργοποιεί ένα (led) σαν αποτέλεσμα ότι λειτουργεί το μαχαίρι


Κατά την υλοποίηση του προγράμματος έπρεπε να βάλουμε και κάποιες συνθήκες που θα πρέπει να τηρηθούν για την σωστή λειτουργία του όλου συστήματος. Αυτές είναι:

Για να ξεκινήσει ο διάδρομος θα πρέπει το μαχαίρι να είναι «πάνω»


Για να κόψει το μαχαίρι θα πρέπει το φωτοκύτταρο να έχει εντοπίσει το αντικείμενο


Η παλμογεννήτρια πρέπει να ξεκινήσει να μετράει μόλις εντοπιστεί ένα αντικείμενο, αλλά θα πρέπει και να μηδενίζεται μόλις ολοκληρωθεί το κόψιμο του αντικειμένου ώστε να μετρήσει και να μας δώσει πάλι τους παλμούς που επιθυμούμε αυτό επιτυγχάνεται με τις παρακάτω εντολές:


• Ο μηδενισμός για να πραγματοποιηθεί γίνεται με SB. Ανοίγοντας την λίστα των SB του PLC είδαμε ότι την συγκεκριμένη λειτουργία την πραγματοποιούν τα SB117, SB118 και SB119

• Για να διαβάσει το SCADA μέσω του πρωτοκόλλου MODBUS τις καταστάσεις Ι/Ο που βλέπουμε εμείς γραφικά, θα πρέπει να τις διαβάσει από ένα συγκεκριμένο σημείο. Αυτό επιτυγχάνεται γράφοντας τον παρακάτω κώδικα:


• Στο MODBUS είχαμε πει ότι «Η συσκευή που ζητεί τις πληροφορίες ονομάζεται Modbus Master και οι συσκευές που παρέχουν πληροφορίες Modbus Slaves». Σύμφωνα με αυτό θα πρέπει να ορίσουμε το PLC ως slave και το scada ως master

• Για να ολοκληρωθεί αυτό θα πρέπει να γραφτεί ένα κομμάτι κώδικα μέσω του οποίου θα δίνονται οι απαραίτητες ρυθμίσεις ώστε να οριστεί το PLC ως slave. Από το help του PLC βρήκαμε τον κώδικα που κάνει αυτή την τροποποίηση και την επεξήγηση του κώδικα όπως βλέπουμε παρακάτω


• Το παράδειγμα συνεχίζεται με το μέρος του προγραμματισμού σε SCADA. Το πρόγραμμα που χρησιμοποιήσαμε είναι το Advantech Studio

• Αυτό που πρέπει να κάνουμε είναι μια «εικόνα» στην οποία θα βλέπουμε ότι ακριβώς γίνεται στην πραγματικότητα . Μπορούμε να πούμε ότι σχεδιάζουμε αντικείμενα τα οποία πρέπει να συνδεθούν με τις λειτουργίες του PLC. Ας το δούμε παρακάτω και πιο αναλυτικά


Όταν πατήσαμε το πρώτο κουμπί στην κατασκευή μας που αντιστοιχούσε στην είσοδο ΙΝ2 θα πρέπει να το δούμε με κάποιον τρόπο και στο SCADA. Έτσι βάλαμε ένα κουμπί που το ονομάσαμε power on/off


Σ’ αυτό θα πρέπει τώρα να δώσουμε κάποιες ιδιότητες. Αυτό το πετύχαμε κάνοντας δεξί κλικ και πατώντας properties. Ανοίγει στην συνέχεια ο παρακάτω πίνακας


• Δίνουμε το όνομα power1 και όταν η IN2 είναι 0 να έχει κόκκινο χρώμα και όταν γίνεται 1 να έχει πράσινο χρώμα

• Με αυτόν τον τρόπο ολοκληρώσαμε την όλη μας εικόνα. Συνεχίσαμε με τον διάδρομο. Με το που τον σχεδιάσαμε θα έπρεπε όλα τα κουμπιά που τον αποτελούν να τα κάνουμε να θεωρούνται από το πρόγραμμα ότι είναι ένα. Τσεκάροντάς τα όλα και κάνοντας δεξί κλικ πατήσαμε group


Τώρα θα πρέπει στον διάδρομο να δώσουμε κάποια χαρακτηριστικά. Κάνοντας δεξί κλικ έχουμε τον πίνακα


Βλέπουμε ότι το ονομάσαμε diadromos και όταν είναι το ΙΝ2 0 τότε γίνεται μπλε και όταν γίνει 1 τότε θα αρχίσει να αναβοσβήνει πράσινος γι’ αυτό βάλαμε το blink να είναι fast. Το επόμενο κουμπί είναι το φωτοκύτταρο. Ενώσαμε και εδώ ένα group από κύκλους όπως φαίνεται στην εικόνα


και δώσαμε τα εξής χαρακτηριστικά:


Δώσαμε το όνομα fws και όταν το ΙΝ3 είναι 0 αυτά αναβοσβήνουν κόκκινα και όταν είναι 1 θα γίνονται άσπρα. Τέλος βάλαμε και το μαχαίρι


Στο μαχαίρι δώσαμε τα εξής χαρακτηριστικά:


Το ονομάσαμε cut όταν η ΙΝ4 είναι 0 αυτό είναι άσπρο και όταν είναι 1 γίνεται μαύρο. Έτσι έχουμε ολοκληρώσει όλη την εικόνα μας στο SCADA


Το SCADA όμως θα πρέπει να επικοινωνήσει και με το plc σαν πρόγραμμα. Έτσι ξεκινήσαμε να δίνουμε κάποιες χαρακτηριστικές «ρυθμίσεις». Η πρώτη ήταν να δώσουμε τον driver


Πατώντας driver μας έβγαλε τον παρακάτω πίνακα και επιλέξαμε το driver που θέλαμε


Τα tag που σχεδιάσαμε θα πρέπει να δουν μια address για να καταλάβουν με τι συνδέονται και τι πρέπει στην συνέχεια να κάνουν. Αυτό το βλέπουμε στην παρακάτω εικόνα


Με αυτό τον τρόπο ολοκληρώσαμε και το SCADA. Καταφέραμε να δημιουργήσουμε ένα γραφικό περιβάλλον που ανταποκρίνεται με ότι μας ζητάει να κάνει το πρόγραμμα

Τέλος Ενότητας

226

Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php... ·...

Documents

Transcript of Παρουσίαση του PowerPointeclass.teipir.gr/openeclass/modules/document/file.php... ·...