ΜΟΝΑ∆ΕΣ ΕΚΜΑΘΗΣΗΣ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ

ΤΗΛΕΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΜΙΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ

Εισαγωγή: Καλωσορίσατε στον διαδικτυακό χώρο του Τεχνολογικού ιδρύµατος του Lüneburg και συγκεκριµένα στο τµήµα Αυτοµατισµού. Το τµήµα Αυτοµατισµού µέσα από τα διάφορα προγράµµατα έρευνας και ανάπτυξης στα οποία παίρνει µέρος έχει αναπτύξει και ένα τµήµα εκµάθησης εφαρµογών αυτοµατισµού µέσω του διαδικτύου , γνωστό ως ControlNet. To ControlNet διαθέτει εφαρµογές αυτοµατισµού οι οποίες συνεχώς αναβαθµίζονται και αναπτύσονται µε σκοπό την καλύτερη παροχή γνώσης προς τους µαθητευόµενους χρήστες. Μέσα σε αυτήν την διαδικασία αναβάθµισης των εφαρµογών περιλαµβάνεται και η δυνατότητα χρήσης προγραµµάτων και συσκευών που υπάρχουν κατά κύριο λόγο στην βιοµηχανία. Στο συγκεκριµένο τµήµα του ControlNet αναπτύσεται η εφαρµογή του τηλεπρογραµµατισµού , ελέγχου και παρακολούθησης µίας διαδικασίας κοπής µέσω του διαδικτύου. Στόχοι του εκπαιδευτικού µοντέλου* Στόχος του εκπαιδευτικού µοντέλου είναι ο προγραµµατισµός και η εκµάθηση ενός PLC ( προγραµµατιζόµενου λογικού ελεγκτή ) µε τη βοήθεια ενός βιοµηχανικού πρότυπου λογισµικού . Το τελικό πρόγραµµα ελέγχου αποστέλλεται , µέσω του διαδικτύου , σε µία πραγµατική µηχανή στις εγκαταστάσεις του τεχνολογικού ιδρύµατος. Περιεχόµενα του εκπαιδευτικού µοντέλου*

Κατά την διάρκεια της αυτοδίδακτης εκµάθησης ο µαθητευόµενος ξεκινά από την εργασία της ανάπτυξης ενός προγράµµατος ελέγχου , για τη λειτουργία κοπής , στη συνέχεια αποθηκεύει το πρόγραµµα στο PLC και το εκτελεί στη πραγµατική µονάδα. Τα χαρακτηριστικά της µονάδος και του PLC ( SIMATIC S7 300 ) όπως επίσης και το απαραίτητο λογισµικό ( STEP 7 , S7 GRAPH ) παρέχονται στο χρήστη µέσω download . Χρησιµοποιώντας τα παρεχόµενα εργαλεία ο χρήστης δηµιουργεί το δικό του πρόγραµµα ελέγχου .

Στην φάση αυτή ο χρήστης υποστηρίζεται από ένα on-line µάθηµα ( e-learning ) το οποίο περιέχει , επίσης , προσοµοιώσεις χρησιµοποιώντας το περιβάλλον , ανοιχτού κώδικα , ILIAS. Επιπρόσθετα ο χρήστης ‘φορτώνει’ το πρόγραµµα ελέγχου µέσω του πρωτοκόλλου TCP/IP στο PLC της µηχανής κοπής. Ο χρήστης ελέγχει την εκτέλεση της εφαρµογής µέσω του προγράµµατος WINCC web navigator , το οποίο απεικονίζει τα σήµατα ελέγχου του PLC . Επιπρόσθετα παρατηρεί την εκτέλεση µέσω µίας web camera .Σε περίπτωση λάθους ο χρήστης θα πρέπει να επανεξετάσει το πρόγραµµα ελέγχου και να επαναλάβει την διαδικασία .

* Όπως αναφέρθηκε και προηγουµένως οι εφαρµογές του ControlNet βρίσκονται συνεχώς σε διαδικασία αναβάθµισης.Έτσι λοιπόν στην παρούσα φάση ( ΣΤΑ∆ΙΟ 1 ) ο χρήστης έχει την δυνατότητα να παρακολουθεί ( µέσω µίας web κάµερας ), να εκτελεί βηµατικά και σε αυτόµατους κύκλους την εφαρµογή , να βλέπει παράλληλα τα σήµατα ελέγχου του PLC , µέσω κατάλληλου προγράµµατος ( WINCC ).

Υλικό µέρος της µονάδας κοπής.

Στη συγκεκριµένη εφαρµογή αυτοµατισµού πραγµατοποιείται η κοπή ενός καλωδίου ( σύρµατος) µε την χρήση ενός µαχαιριού το οποίο είναι προσαρτηµένο σε ένα πνευµατικό έµβολο . Φυσικά αυτό πραγµατοποιείται µέσω ενός κύκλου διεργασίας την οποία απαρτίζουν τα εξής υλικά µέρη:

1. PLC SIEMENS (SIMATIC S7-300)

2. Ηλεκτροπνευµατικές βαλβίδες για τον έλεγχο των εµβόλων.

3. Πνευµατικά έµβολα για τις διάφορες λειτουργίες (έκταση, επιστροφή, συγκράτηση)

4. Μπουτονιέρα για την λειτουργία της µονάδας

5. ∆ιακόπτης κινδύνου (Emergency Stop) Η µονάδα του PLC αποτελείται από :

• Τροφοδοτικό (PS 307 5A)

• CPU (313C-2 DP)

• ∆ύο µονάδες 16 εισόδων / εξόδων η κάθε µια (DI/O 16x24V / 0.5A).

• Μονάδα δικτύωσης του PLC µε τον υπολογιστή (SP 343-1 IT). Το σύστηµα ελέγχου εκτός από τις ψηφιακές εισόδους/εξόδους παρέχει επίσης και τις εξής διασυνδέσεις :

• Μια σύνδεση MPI, για την επικοινωνία µε την συσκευή προγραµµατισµού.

• Μια διασύνδεση Profibus DP, για να είναι εφικτή η απεικόνιση του συστήµατος

• µέσω δικτύου, µε την χρήση του προγράµµατος WinCC.

• Μια διασύνδεση Internet ( πρωτόκολλο TCP/IP ), για τον προγραµµατισµό του συστήµατος εξ’ αποστάσεως.

ΣΤΑ∆ΙΟ 1 Στο Στάδιο 1 ο χρήστης έχει την δυνατότητα να παρακολουθεί ( µέσω µίας web κάµερας ), να εκτελεί βηµατικά και σε αυτόµατους κύκλους την εφαρµογή και να βλέπει παράλληλα τα σήµατα ελέγχου του PLC , µέσω κατάλληλου προγράµµατος ( WINCC ). Έλεγχος και παρακολούθηση Για την παρακολούθηση του συστήµατος µέσω Internet υπάρχουν δύο επιλογές. Είτε παρακολούθηση µέσω ψηφιακής κάµερας, είτε µέσω του προγράµµατος WinCC (εικονική παρακολούθηση) είτε και των δύο. Σε αυτή τη σχηµατική παράσταση ( εικ.1 ), όλα τα στοιχεία ελέγχου και ο εξοπλισµός είναι εικονικός, έτσι όπως σχεδιάστηκαν από το FH Nordostniedersachsen. Έτσι µέσω του διαδικτύου είναι δυνατό να µπορεί κανείς να παρατηρεί και να ελέγχει την λειτουργία της κοπτικής µηχανής. Προτού ξεκινήσετε την απεικόνιση στον υπολογιστή θα πρέπει να εγκαταστήσετε το πρόγραµµα Web Navigator Client ( 6 MB ). Εικονική Απεικόνιση µε το πρόγραµµα WINCC Στην παρακάτω εικόνα παρουσιάζεται η γραφική απεικόνιση της µονάδας κοπής , όπως αυτή είναι στο εργαστήριο του τεχνολογικού ιδρύµατος , όπου ο χρήστης έχει την δυνατότητα παρακολούθησης και ελέγχου της διεργασίας.

( Εικόνα 1 )

Η απεικόνιση του WINCC χωρίζεται σε δύο µέρη:

1. Παρακολούθηση των σηµάτων του PLC καθώς και της προσοµοίωσης της διαδικασίας κοπής.

Πάνω αριστερά στην εικόνα παρουσιάζονται οι είσοδοι και έξοδοι του PLC. Όταν κάποια από αυτές ενεργοποιείται, τότε η αντίστοιχη εικονική είσοδος ή έξοδος γίνεται πράσινη (π.χ µόλις ενεργοποιηθεί η έξοδος Α0.0 αυτό σηµαίνει, σύµφωνα µε τον πίνακα συµβόλων, ότι πατήθηκε το µπουτόν κινδύνου (emergency Stop). Το γράµµα Α σηµαίνει έξοδος και το γράµµα Ε σηµαίνει είσοδος. Κάτω από τα σήµατα των εισόδων και των εξόδων του PLC, µπορεί κανείς να δει τους πνευµατικούς κυλίνδρους οι οποίοι απεικονίζονται µε τα γράµµατα από το Α έως το D. Αν κάποιο έµβολο βρίσκεται σε έκταση ή σε σύµπτυξη, ανιχνεύεται από τερµατικούς διακόπτες και απεικονίζεται στο Web Navigator µε πράσινο χρώµα. Ο συµβολισµός των κυλίνδρων είναι ο εξής :

• Α → Μέγγενη (αρπάγη) του σύρµατος. • Β → Κύλινδρος έκτασης του σύρµατος • C0 / C1 → Κύλινδροι συγκράτησης του σύρµατος. • D → Κύλινδρος κοπής του σύρµατος.

2. Απεικόνιση της µπουτονιέρας της µονάδος και παράλληλα χειρισµός αυτής

Στο δεξί µέρος του Web Navigator βρίσκεται η µονάδα ελέγχου. Η µπουτονιέρα διαθέτει ενδείκτες και µπουτόν ελέγχου. Τα µπουτόν ελέγχου είναι τα εξής :

• Betrieb : Με το µπουτόν αυτό επιλέγεται ο τρόπος µε τον οποίο θα εκτελεστεί

η διεργασία. Υπάρχουν δύο δυνατότητες εκτέλεσης του προγράµµατος.Ο πρώτος είναι ο αυτόµατος. Σε αυτή την περίπτωση η διαδικασία κοπής εκτελείται και ο χρήστης µπορεί µόνο να σταµατήσει την εκτέλεση. Η δεύτερη περίπτωση είναι η χειροκίνητη εκτέλεση. Σε αυτήν την περίπτωση ο χρήστης µπορεί να εκτελεί την διαδικασία βηµατικά ώστε να την κατανοήσει καλύτερα . Σε κάθε περίπτωση ο τρόπος εκτέλεσης σηµατοδοτείται από τους αντίστοιχους ενδείκτες (ΜΑΝ-ΑUTO).

• Zyklus : Με το πλήκτρο αυτό και σε συνδυασµό µε τον αυτόµατο κύκλο

εκτέλεσης, γίνεται επιλογή συνεχούς κύκλου εκτέλεσης ή µονού κύκλου εκτέλεσης , της διεργασίας. Και σε αυτήν την περίπτωση υπάρχει η αντίστοιχη σηµατοδότηση από τους ενδείκτες ΕΙΝΖΕL-DAUER (Μονός κύκλος-Συνεχόµενος κύκλος ).

• Start : Με το πλήκτρο αυτό ξεκινάει η εκτέλεση της εφαρµογής. Σε

περίπτωση επιλογής χειροκίνητου ελέγχου, η κάθε πίεση του πλήκτρου START ισοδυναµεί µε ένα βήµα εκτέλεσης της διεργασίας.

• STOP : Στην λειτουργία συνεχούς εκτέλεσης η διαδικασία κοπής εκτελείται

συνεχώς έως ότου πατηθεί το µπουτόν STOP.

• Richten : Με το πλήκτρο αυτό κάνει reset στη διεργασία, δηλαδή επαναφέρει το σύστηµα στην αρχική του θέση.

• Not-Aus : Πλήκτρο άµεσου κινδύνου. Το πλήκτρο αυτό χρησιµοποιείται για

την απενεργοποίηση όλης της µονάδος σε περίπτωση εσφαλµένης λειτουργίας.

• Quit : Σε περίπτωση που έχει πατηθεί το πλήκτρο Not-Aus, και πρέπει να επαναλειτουργήσει η µονάδα, τότε θα πρέπει να πατηθεί το πλήκτρο Quit (Αφού πρώτα έχει απενεργοποιηθεί το πλήκτρο Not-Aus).

* Στον αυτόµατο κύκλο εκτέλεσης, προκειµένου να αποφευχθεί η άσκοπη κατανάλωση του σύρµατος, η διαδικασία εκτελείται µόνο 5 φορές.

Λειτουργία της Web Camera. Με την είσοδο σας στο site, σας δίνετε η δυνατότητα µαζί µε την εκκίνηση του WinCC να παρακολουθείτε την εξέλιξη της πραγµατικής διαδικασίας on-line, η οποία βρίσκεται στο εργαστήριο του FH Nordostniedersachsen. Στην εικόνα 2 µπορείτε να δείτε την οµοιότητα µε το παράθυρο του Web Navigator. Στο παράθυρο αυτό σας προσφέρεται η δυνατότητα να ελέγχεται ανά πάσα στιγµή την θέση της κάµερας και να επικεντρώνεται το ενδιαφέρον σας στα σηµεία που εσείς θέλετε. Επίσης υπάρχει δυνατότητα εστίασης της κάµερας ( zoom ) καθώς και η τοποθέτησή της σε προκαθορισµένα σηµεία (1, 2, 3, 4, 5, 6). Τέλος µπορείτε να επιλέξετε την ταχύτητα κίνησης και εστίασης της κάµερας. ( Εικόνα 2 )

Αρχικές συνθήκες. Σε κάθε εφαρµογή πρέπει να οριστούν οι αρχικές συνθήκες οι οποίες ορίζουν την έναρξη και αρχικοποίηση της διαδικασίας. Όταν προγραµµατίζεται µία διεργασία και δεν ικανοποιούνται οι αρχικές συνθήκες τότε αυτή δεν µπορεί να ξεκινήσει. Στη συγκεκριµένη εφαρµογή οι συνθήκες αυτές είναι :

1. Η µέγγενη (αρπάγη) θα πρέπει να είναι ανοικτή. 2. Όλοι οι πνευµατικοί κύλινδροι να βρίσκονται σε σύµπτυξη.

Οι αρχικές συνθήκες τοποθετούνται πάντα στην πρώτη µετάβαση ( Transition ) της ακολουθίας. Παρακάτω θα αναλυθούν οι παραπάνω όροι µετάβαση και ακολουθία. Ακολουθία της διεργασίας Για τον ευκολότερο προγραµµατισµό µιας διεργασίας είναι καλό να χωρίζεται το πρόγραµµα σε βήµατα. Παρακάτω παρουσιάζονται τα βήµατα εκτέλεσης της διαδικασίας κοπής ( ακολουθία της διεργασίας ):

1. Αρχικές συνθήκες. 2. Ενεργοποίηση του κυλίνδρου Α (κλείσιµο αρπάγης). 3. Έκταση του κυλίνδρου Β (µετακίνηση του σύρµατος). 4. Έκταση των κυλίνδρων C0 και C1 (συγκράτηση του σύρµατος). 5. Έκταση του κυλίνδρου D (έκταση του κοπτικού εργαλείου, κοπή του σύρµατος) και

απενεργοποίηση του κυλίνδρου Α (άνοιγµα της αρπάγης). 6. Σύµπτυξη του κυλίνδρου D ( τράβηγµα του κοπτικού εργαλείου) 7. Σύµπτυξη του κυλίνδρου Β (επαναφορά της αρπάγης στην αρχική της θέση). 8. Σύµπτυξη των κυλίνδρων C0 και C1 (ελευθέρωση σύρµατος). 9. Μεταπήδηση στο πρώτο βήµα και επανεκκίνηση της λειτουργίας από την αρχή.

Σηµείωση : Ανάµεσα σε κάθε βήµα πρέπει να υπάρχουν πάντα συνθήκες οι οποίες αποτρέπουν την

µετάβαση του προγράµµατος σε επόµενα βήµατα αν πρώτα δεν ικανοποιηθούν οι συνθήκες. Αυτό εξυπηρετεί στην ασφάλεια του συστήµατος και της όλης διεργασίας. Η µετάβαση πραγµατοποιείται µόνο αν ικανοποιηθούν οι συνθήκες του προηγούµενου βήµατος.

ΣΤΑ∆ΙΟ 2 Στο στάδιο 2 ο χρήστης µπορεί , πέρα από τις δυνατότητες που είχε στο στάδιο 1 , να προγραµµατίσει τα βήµατα της ακολουθίας µε το πρόγραµµα S7-Graph της SIEMENS. Στο στάδιο 2 γίνεται επίσης και η παρουσίαση των βασικών στοιχείων και λειτουργιών του S7 Graph.

Προγραµµατισµός της διεργασίας Γνωριµία µε το περιβάλλον προγραµµατισµού Το S7 Graph είναι µέρος του προγράµµατος STEP 7 της SIEMENS. Το S7 Graph είναι µία γλώσσα ( περιβάλλον ) προγραµµατισµού του PLC. Το PLC µπορεί να προγραµµατισθεί , εκτός από το S7 Graph ,σε γλώσσα LAD , FBD και STL. Όλες αυτές οι δυνατότητες προγραµµατισµού του PLC περιλαµβάνονται µέσα στο STEP 7. Με την σειρά του το STEP 7 περιλαµβάνεται µέσα στη πλατφόρµα εργαλείων ελέγχου ,του PLC, το Simatic Manager. Το Simatic Manager οργανώνει και διαχειρίζεται όλα τα δεδοµένα και τις ρυθµίσεις , που είναι απαραίτητα για µία εφαρµογή αυτοµατισµού , σε ένα Project . Μέσα σε ένα Project βρίσκονται οι ρυθµίσεις του Hardware του PLC και ότι συνοδεύει αυτό καθώς και το πρόγραµµα το οποίο φορτώνεται στο PLC. Οι ρυθµίσεις του Hardware µπορούν να περιλαµβάνουν την επιλογή του επεξεργαστή του PLC µέχρι και τα πρωτόκολλα επικοινωνίας του PLC µε το διαδίκτυο ή ένα υπολογιστή. Το πρόγραµµα που φορτώνεται στο PLC αποτελείται από επιµέρους στοιχεία τα οποία το καθένα έχει διαφορετική λειτουργία και χρήση. Παρακάτω παρατίθεται ο πίνακας µε τα στοιχεία του προγράµµατος καθώς και η επεξήγηση της λειτουργίας τους: Επεξήγηση των στοιχείων ενός προγράµµατος

Blocks( στοιχεία του προγράµµατος) Το πρόγραµµα STEP 7 σας προσφέρει τη δυνατότητα να δηµιουργείτε εσείς τη δοµή του προγράµµατος σας, η οποία µπορεί να είναι διαιρούµενη, δηλαδή ανεξάρτητα προγράµµατα τα οποία εσωκλείονται στο κύριο πρόγραµµα. Τα πλεονεκτήµατα από την δοµή αυτή είναι :

• Εκτεταµένα προγράµµατα µπορούν να υλοποιηθούν πιο εύκολα. • Ανεξάρτητα τµήµατα προγραµµάτων µπορούν να τυποποιηθούν. • Η οργάνωση του προγράµµατος γίνεται απλούστερη. • Αλλαγές στο πρόγραµµα πραγµατοποιούνται πιο εύκολα • Η επιθεώρηση του προγράµµατος γίνεται πιο εύκολη, γιατί το πρόγραµµα είναι

χωρισµένο σε τµήµατα • Η εκκίνηση είναι πιο εύκολη και γρήγορη.

Υπάρχουν πολλών ειδών στοιχεία (Blocks), τα οποία µπορείτε να χρησιµοποιήσετε σε ( S7 ) προγράµµατα εφαρµογών.

∆ουλεύοντας στο περιβάλλον του SIMATIC MANAGER Για να κατανοήσετε καλύτερα το πρόγραµµα S7 σας παρέχεται εδώ η δυνατότητα να κατεβάσετε ένα έτοιµο Project για την συγκεκριµένη συσκευή κοψίµατος . Μέσα σε αυτό το Project βρίσκονται τα στοιχεία ( FC,DB κ.α. ) του προγράµµατος όπως επίσης οι ρυθµίσεις του υλικού µέρους ( Hardware ) της διεργασίας οι οποίες αφορούν την διασύνδεση του PLC µε τον υπολογιστή και το διαδίκτυο , ο πίνακας συµβόλων ,οι ρυθµίσεις της µπουτονιέρας κ.α. Αυτές οι ρυθµίσεις κρίθηκαν απαραίτητο να παρέχονται έτοιµες στον χρήστη καθώς απαιτούν περαιτέρω γνώσεις πάνω στο περιβάλλον των PLC και των περιφερειακών του , και τις οποίες δεν µπορεί να κάνει ένας αρχάριος χρήστης των PLC. Αποθηκεύστε το αρχείο στον σκληρό δίσκο σε µία επιθυµητή θέση . Για να αποσυµπιέσετε το αρχείο Fern.zip ξεκινήστε το πρόγραµµα Simatic Manager Εκεί κάντε κλικ στην επιλογή File και στο µενού που εµφανίζεται επιλέξτε ‘Retrieve’ . Επιλέξτε το αρχείο Fern.zip. Το Simatic Manager κάνει αυτόµατα αποσυµπίεση και ανοίγει το Project σε ένα φάκελο της δική σας προτίµησης . Σε αυτό τον φάκελο τοποθετούνται όλα τα στοιχεία της εφαρµογής καθώς και κάθε στοιχείο που εισάγει ο χρήστης. Το όνοµα του Project που δηµιουργήθηκε είναι το Fernp. Σε αυτήν την περίπτωση θα πρέπει να βρίσκεται ( όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα ) πάνω αριστερά στο SIMATIC Manager το Project ‘Fernp’. Ο κατάλογος αυτός µπορεί να ‘ανοιχτεί’ ώστε να βλέπουµε τα περιεχόµενα του, όπως φαίνεται παρακάτω. Επιλέγοντας SIMATIC 300 και κάνοντας διπλό κλικ στην επιλογή hardware, υπάρχει η δυνατότητα να ρυθµίσουµε το hardware του προγράµµατος.

Blocks

Περιγραφή του στοιχείου

OrganisationsBlocks (OB)

Καθορίζουν τη δοµή του κυρίου προγράµµατος

SystemfuctionBlocks (SFB) και

Systemfuctions (SFC)

Τα SFB και τα SFC βρίσκονται στη CPU του S7 ώστε να είναι προσβάσιµα προς εσάς για κάποιες σηµαντικές λειτουργίες

του συστήµατος

FuctionBlock (FB)

Τα FB είναι στοιχεία µε µνήµη, τα οποία και µπορείτε να προγραµµατίσετε

Fuctions (FC)

Τα FC περιέχουν ρουτίνες προγράµµατος για συχνή χρήση λειτουργιών

Instant – DataBlock (Instant – DB)

Τα Instant DB είναι προσαρτηµένα στα στοιχεία FB / SFB, τα οποία

δηµιουργούνται αυτόµατα µε την µετάφραση ( compile )του προγράµµατος

DataBlock (DB)

Τα DB είναι περιοχές δεδοµένων όπου αποθηκεύονται τα δεδοµένα του

προγράµµατος.

Οι ρυθµίσεις του hardware είναι έτοιµες και δεν θα πρέπει να αλλαχτούν, διαφορετικά το πρόγραµµα σας δεν θα έχει τη δυνατότητα να εκτελεστεί ή να φορτωθεί. Επιλέγοντας τον υποκατάλογο SIMATIC 300/S7-Programm(1) εµφανίζονται τρεις επιλογές. Κάνοντας κλικ στην επιλογή Symbol(e) παρουσιάζεται ο πίνακας συµβόλων ο οποίος περιέχει όλα τα σύµβολα που χρησιµοποιούνται στο πρόγραµµα, καθώς οι διευθύνσεις τους και το είδος αυτών (π.χ BOOL).

Για το τι είναι ο πίνακας συµβόλων και πως δηµιουργείται µπορείτε να το δείτε εδώ. Να σηµειωθεί ότι δεν χρειάζεται να δηµιουργήσετε πίνακα συµβόλων καθώς υπάρχει έτοιµος µέσα στο Project Fernp. O πίνακας συµβόλων δεν πρέπει να µεταβληθεί καθώς το πρόγραµµα δεν µπορεί να λειτουργήσει σε περίπτωση αλλαγής των διευθύνσεων των εισόδων ή εξόδων κ.α.!!! Στην επιλογή Bausteine ή Blocks βρίσκονται τα στοιχεία του προγράµµατος. Κάνοντας διπλό κλικ πάνω σε ένα στοιχείο µπορεί να γίνει η επεξεργασία του. Μόνο το στοιχείο ( FB ) το οποίο θα περιέχει τον προγραµµατισµό των βηµάτων της ακολουθίας, θα δηµιουργηθεί από τον χρήστη. ∆ηµιουργία του Function Block ( FB ) Το FB περιέχει την ακολουθία της διεργασίας . Για την δηµιουργία του FB ακολουθήστε τα παρακάτω βήµατα:

1. Κάντε διπλό κλικ στο φάκελο blocks του project ‘Fernp’ στο Simatic Manager 2. Από το µενού επιλογών επιλέξτε Insert > S7 block > Function block 3. Θέστε ως γλώσσα προγραµµατισµού την S7-Graph στο µενού Properties 4. Πατήστε ΟΚ για έξοδο.

Ως αποτέλεσµα αυτών των ενεργειών είναι να δηµιουργηθεί ένα ‘κενό’ FB. Επιλέχθηκε ο προγραµµατισµός στο περιβάλλον του S7 – Graph διότι το γραφικό του περιβάλλον βοηθάει στην καλύτερη κατανόηση της διεργασίας. Επίσης παρέχει την δυνατότητα στο χρήστη να παρατηρεί ποιό βήµα είναι ενεργό ( εκτελείται ) κατά την διάρκεια , εκτέλεσης , της διεργασίας.

Προγραµµατίζοντας την ακολουθία - Γνωριµία µε το περιβάλλον του S7-Graph

Για να ξεκινήσει το S7-Graph κάντε διπλό κλικ στο FB1 που δηµιουργήσατε προηγουµένως στο SIMATIC Manager. Το σύστηµα έχει εισάγει αυτόµατα το πρώτο βήµα S1 και την µετάβαση Τ1.

• Ο προγραµµατισµός στο S7 – Graph χωρίζεται σε βήµατα ( STEPS ). Σε κάθε βήµα εκτελούνται ενέργειες ( Actions ). Ενέργεια µπορεί να είναι η ενεργοποίηση ενός ενδείκτη , η έκταση ενός κυλίνδρου κ.τ.λ.

• Η µετάβαση είναι το µέρος του sequencer ( ακολουθίας ) που περιέχει τις

συνθήκες για να περάσει ο έλεγχος από το ένα βήµα στο άλλο. Μια µετάβαση είναι έγκυρη όταν το προηγούµενο βήµα της (step) είναι ενεργό ‘1’. Η µετάβαση η οποία είναι έγκυρη, και της οποίας οι συνθήκες ικανοποιούνται, περνάει τον έλεγχο στο επόµενο βήµα. Το προηγούµενο βήµα απενεργοποιείται και το επόµενο ενεργοποιείται.

Οδηγίες που πρέπει να ακολουθηθούν για τον προγραµµατισµό της ακολουθίας:

1. Πρέπει να προϋπάρχουν αρχικές συνθήκες π.χ όλοι οι κύλινδροι θα πρέπει να βρίσκονται στην αρχική τους θέση.

2. Η διαδικασία ξεκινά, εάν όλοι οι κύλινδροι βρίσκονται στην θέση εκκίνησης

(σύµπτυξη) και ο ενδείκτης εκκίνησης ενεργοποιηµένος. 3. Το σύρµα µπορεί να κοπεί µόνο αν συγκρατείται και από τους δυο κυλίνδρους (C0

και C1). 4. Το σύρµα µπορεί να µετακινηθεί µόνο αν οι κύλινδροι C0 και C1, καθώς και ο

κύλινδρος συγκράτησης (D) του σύρµατος, βρίσκονται στην αρχική θέση. 5. Όλοι οι κύλινδροι πρέπει να βρίσκονται στην αρχική τους θέση µετά το τέλος της

διαδικασίας. 6. Ο απαραίτητος χρόνος εκτέλεσης της διαδικασίας πρέπει να είναι όσο το δυνατόν

µικρότερος. 7. Στο τέλος όλης της διαδικασίας εκτελείται µια µεταπήδηση στο πρώτο βήµα

εκτέλεσης. Μπορεί κανείς να δηµιουργήσει την δοµή της διεργασίας είτε στο επίπεδο ‘Overview’ είτε στο επίπεδο ‘Single Page’. Χρησιµοποιώντας το mouse και το µενού εργαλείων (toolbar) της ακολουθίας , στην αριστερή πλευρά της οθόνης, µπορεί κάποιος να εισαγάγει επιπλέον βήµατα ,µεταβάσεις ,παράλληλους κλάδους και την µεταπήδηση από το τελευταίο βήµα στο αρχικό. Υπάρχουν δύο τρόποι για να γίνει αυτό .Παρακάτω απεικονίζονται οι τρόποι αυτοί.

Μέθοδος 1: Άµεση µέθοδος Από το µενού επιλογών επιλέξτε Insert > Insert. Έτσι επιλέγεται η άµεση µέθοδος Για να εισάγεται ένα νέο βήµα και µία µετάβαση επιλέξτε µία µετάβαση και κάντε κλικ στο εικονίδιο

Για να εισάγεται ένα ταυτόχρονο κλάδο ( Simultaneous Branch )επιλέξτε τη µετάβαση στην οποία θα τοποθετηθεί και µετά επιλέξτε το εικονίδιο .

Οι ταυτόχρονοι κλάδοι χρησιµοποιούνται για την ταυτόχρονη εκτέλεση ενεργειών και τελιώνουν πάντα µε ένα βήµα. Για να προσθέσετε στον ταυτόχρονο κλάδο βήµα και µετάβαση επιλέξτε όπως παραπάνω το εικονίδιο . Για να κλείσει ο παράλληλος κλάδος επιλέξτε το εικονίδιο και µετά το βήµα στο οποίο θα κλείσει ο παράλληλος κλάδος. Για να εισάγεται ένα εναλλακτικό κλάδο ( Alternative Branch ) επιλέξτε το πλήκτρο .

Οι εναλλακτικοί κλάδοι ξεκινούν µε µία µετάβαση και τελειώνουν µε µία µετάβαση. Μόνο ο κλάδος , του οποίου η µετάβαση ενεργοποιηθεί πρώτη , εκτελείται. Αν περισσότερες από µία µεταβάσεις ικανοποιηθούν ταυτόχρονα τότε προτεραιότητα εκτέλεσης έχει αυτή που είναι πιο αριστερά. Οι προτεραιότητα των υπόλοιπων υποκλάδων αποφασίζεται σύµφωνα µε τον αριθµό που έχουν. Έτσι ο κλάδος µε τον µικρότερο αριθµό έχει την µεγαλύτερη προτεραιότητα. Για να κλείσει ο ταυτόχρονος κλάδος επιλέξτε το εικονίδιο και µετά τη µετάβαση στην οποία θα κλείσει ο παράλληλος κλάδος. Για να γίνει µεταπήδηση του προγράµµατος από το τελευταίο βήµα στο πρώτο ,επιλέξτε την τελευταία µετάβαση ,έπειτα το εικονίδιο και τέλος το βήµα 1 ( S1 ). Με αυτό τον τρόπο το πρόγραµµα είναι έτοιµο για την εκτέλεση ενός νέου κύκλου εργασίας.

Μέθοδος 2: ‘Drag & Drop’

Επιστρέψτε στο SIMATIC Manager και δηµιουργείστε ένα νέο Function Block ( FB2 ) , όπως περιγράφηκε σε προηγούµενη ενότητα. Επιλέξτε πάλι γλώσσα προγραµµατισµού την GRAPH .Αυτό το FB θα χρησιµοποιηθεί για να γίνει η παρουσίαση του δεύτερου τρόπου εισαγωγής στοιχείων στο S7 Graph. Εκκινήστε πάλι το S7 Graph .Από το µενού εντολών επιλέξτε Insert > Drag & Drop. Για την εισαγωγή βήµατος και µετάβασης επιλέξτε το εικονίδιο και σύρετέ το µετά την µετάβαση Τ1. Με αυτό τον τρόπο έγινε η εισαγωγή ενός βήµατος και µίας µετάβασης ακόµη. Παρόµοια εκτελούνται και οι υπόλοιπες ενέργειες όπως στην πρώτη µέθοδο µε την διαφορά ότι στην µέθοδο αυτή θα πρέπει κάποιος να σύρει κάθε εικονίδιο στην θέση που επιθυµεί.

• Κλείστε το S7 Graph και διαγράψτε το FB2 από το SIMATIC Manager. Προγραµµατισµός ενεργειών στα βήµατα της διεργασίας ( Step Actions )

Υπάρχουν επίσης δύο µέθοδοι για τον προγραµµατισµό ενεργειών και µεταβάσεων στο S7 Graph. Η άµεση και η Drag & Drop. Μέθοδος Drag & Drop. Ανοίξτε το FB1.

1. Από το µενού επιλογών επιλέξτε Insert > Drag & Drop. 2. Επιλέξτε από το µενού εντολών Insert > Action.

Το αποτέλεσµα της πράξης αυτής είναι να εµφανιστεί ο κέρσορας του mouse µε την παρακάτω µορφή .

3. Εισάγεται µία ‘κενή ενέργεια’ κάνοντας κλικ στο κουτί που εµφανίζεται δίπλα από ένα βήµα π.χ το S1.

4. Εισαγωγή των ενεργειών ( Actions ).

Μία ενέργεια αποτελείται από µία εντολή και µία διεύθυνση. Οι βασικότερες εντολές είναι οι εξής :

• S – Ενεργοποιεί την έξοδο • R – Κάνει Reset στην έξοδο • Ν – Non holding : Καθόλη την διάρκεια που το βήµα είναι ενεργό η έξοδος

( διεύθυνση )παραµένει ενεργή • D-Delay:Η διεύθυνση ενεργοποιείται αφού περάσει ο προκαθορισµένος

χρόνος µετά την ενεργοποίηση του βήµατος. Μηδενίζεται ( Reset ) όταν το βήµα απενεργοποιείται.

• L: Όσο το βήµα είναι ενεργό η διεύθυνση είναι ενεργή ‘1’ για n δευτερόλεπτα. Έτσι για παράδειγµα για να ενεργοποιήστε τον κύλινδρο 1 θα πρέπει στο αριστερό µέρος στο κουτί της ενέργειας να εισάγεται S (δηλαδή την φύση της ενέργειας) και στο δεξί µέρος την διεύθυνση στην οποία είναι αντιστοιχισµένος ο κύλινδρος 1.

Για την εισαγωγή ενέργειας µε την άµεση µέθοδο ακολουθείστε τα παρακάτω βήµατα: 1. Στο µενού επιλογών επιλέξτε Insert>Direct 2. Επιλέξτε το κουτί δίπλα από ένα βήµα. 3. Αριστερά στο παράθυρο του Graph επιλέξτε το εικονίδιο . Αποτέλεσµα είναι να

γίνει εισαγωγή µίας ενέργειας στο συγκεκριµένο βήµα.

Προγραµµατισµός Μεταβάσεων T ( Transition ) Σε αυτό το σηµείο πρέπει να ειπωθεί ότι ο προγραµµατισµός των µεταβάσεων µπορεί να γίνει είτε σε γλώσσα LAD είτε σε γλώσσα FBD. Σε αυτήν την παρουσίαση επιλέχθηκε ο πρώτος τρόπος προγµµατισµού. Στις µεταβάσεις εισάγονται οι συνθήκες οι οποίες θα πρέπει να ικανοποιούνται για να συνεχίσει το πρόγραµµα στο επόµενο βήµα. Για παράδειγµα µία συνθήκη είναι ότι για να κοπεί το καλώδιο θα πρέπει πρώτα αυτό να συγκρατείται από τους δύο κυλίνδρους συγκράτησης. Έτσι θα πρέπει να εισαχθούν στη µετάβαση οι διευθύνσεις ( δύο ανοιχτές επαφές )των τερµατικών διακοπτών των κυλίνδρων οι οποίοι και δείχνουν σε ποια θέση βρίσκονται τα έµβολα των κυλίνδρων και µόνο όταν αυτές οι επαφές κλείσουν θα συνεχίσει το πρόγραµµα στο επόµενο βήµα. Να σηµειωθεί σε αυτό το σηµείο ότι στην πρώτη µετάβαση πρέπει να τοποθετηθούν οι αρχικές συνθήκες . Τοποθετήστε µία ανοιχτή επαφή µε την διεύθυνση ‘SM’ η οποία είναι διαθέσιµη µέσω του πίνακα συµβόλων. Αυτή η επαφή αντιπροσωπεύει ένα bit µνήµης το οποίο αφορά το Start button της µπουτονιέρας και το Start button του WINCC. Επίσης τοποθετήστε και µία ανοιχτή επαφή µε διεύθυνση ‘maxD’. Και αυτή η επαφή αντιπροσωπεύει ένα bit µνήµης . Συγκεκριµένα αφορά στον counter ο οποίος απαριθµεί τις 5 φορές που θα εκτελεστεί συνεχής κύκλος λειτουργίας. Οι λογικές εντολές bit –Νormal Open , Normal Close , και σύγκρισης χρησιµοποιούνται για την ενεργοποίηση των συνθηκών και συνεπώς των µεταβάσεων.

1. Από το µενού εντολών επιλέξτε View-LAD. Με αυτό τον τρόπο ενεργοποιείται η γλώσσα προγραµµατισµού LAD. Στο αριστερό µέρος του S7 Graph εµφανίζονται τα σύµβολα των παραπάνω λογικών εντολών.

Πατώντας το πλήκτρο αυτό εισάγεται µία Normal Open επαφή. Πατώντας το πλήκτρο αυτό εισάγεται µία Normal Close επαφή

Πατώντας το πλήκτρο αυτό εισάγεται ένα συγκριτή. 2. Τοποθετείστε τα σύµβολα στις κατάλληλες θέσεις κάνοντας κλικ στις γραµµές

µετάβασης. 3. Εισάγωγή των διευθύνσεων. Κάντε κλικ πάνω στα ερωτηµατικά. Εκεί δώστε την

διεύθυνση είτε σε απόλυτη µορφή είτε σε συµβολική π.χ.( I 0.7 ή ‘Start Button’ )

4. Αν επιθυµείτε να εισάγεται σχόλια για την ακολουθία τότε θα πρέπει να εισάγεται το κείµενο σας στο κουτί που βρίσκεται πάνω αριστερά στη φόρµα προγραµµατισµού του S7 Graph. Επίσης µπορείτε να αλλάξετε την ονοµασία ενός βήµατος κάνοντας κλικ πάνω σε αυτό.

Αφού έχετε ολοκληρώσει και τον προγραµµατισµό των µεταβάσεων αποθηκεύστε το πρόγραµµα. Σε περίπτωση που υπάρχουν λάθη στο πρόγραµµα τότε στο κάτω µέρος του S7 – Graph σας υποδεικνύονται τα σηµεία όπου βρέθηκαν λάθη µαζί µε κάποιο σχόλιο σχετικά µε αυτά.

Χρήσιµα Αρχεία Στο παρακάτω link περιέχονται αρχεία τα οποία περιέχουν πληροφορίες σχετικά µε τον προγραµµατισµό PLC σε γλώσσες STL,FBD,LADDER και Graph . Ακόµη υπάρχουν και τα αρχεία τα οποία παρουσιάζουν τις ρυθµίσεις του Hardware και των συνδέσεων ( Profibus , MPI κ.α. ) που µπορείτε να κάνετε µε το S7. Τέλος µπορείτε να βρείτε τα αρχεία που παρουσιάζουν αναλυτικά το περιβάλλον και τον προγραµµατισµό στο S7.

• Siemens Pdf's

LINKS ∆ηµιουργία πίνακα συµβόλων Όταν προγραµµατίζετε µε το STEP 7 , δουλεύεται µε διευθύνσεις , όπως σήµατα εισόδου-εξόδου ( Ι/Ο ) ,bit µνήµης, µετρητές , χρονιστές ,data blocks ( DB ) και function blocks ( FB ). Μπορείτε να έχετε πρόσβαση ,σε αυτές τις διευθύνσεις ,µε απόλυτο τρόπο π.χ. Ι1.1, Μ1.0 ,FB21 . Το πρόγραµµα απλοποιείται , γίνεται πιο εύχρηστο και κατανοητό αν χρησιµοποιηθούν σύµβολα και όχι απόλυτες διευθύνσεις. Για να επιτραπεί η χρήση συµβόλων θα πρέπει να γίνει εισαγωγή ενός ονόµατος , της απόλυτης διεύθυνσης , του τύπου δεδοµένων και ενός σχόλιου ( προαιρετική επιλογή ) ,που περιγράφει το αντικείµενο που αντιστοιχεί στην διεύθυνση. Αφού έχει καθοριστεί ένα σύµβολο µπορεί να χρησιµοποιηθεί ,µε το όνοµα που του ανατέθηκε, σε ολόκληρη την εφαρµογή. Για να γίνει η δηµιουργία του πίνακα συµβόλων πρέπει να ακολουθηθούν τα παρακάτω βήµατα:

1. ∆ιπλό κλικ στο φάκελο Symbols του Project στο SIMATIC Manager 2. Συµπλήρωση των στοιχείων του πίνακα 3. Αποθήκευση του πίνακα

Στο πεδίο Symbol τοποθετείται η ονοµασία µε την οποία θα εµφανίζεται το υλικό στοιχείο π.χ. ενδείκτης, κύλινδρος κ.τ.λ. . Στο πεδίο Address εισάγεται η διεύθυνση που είναι συνδεδεµένο το στοιχείο. Στην θέση DataType τοποθετείται ο τύπος δεδοµένων που χρησιµοποιεί το στοιχείο. Παρακάτω µπορείτε να δείτε όλους τους επιτρεπόµενους τύπους δεδοµένων που µπορούν να εισαχθούν στο πίνακα συµβόλων. Το πεδίο IEC αντιστοιχεί στο αγγλικό σύστηµα. Στο πεδίο Comments µπορείτε να εισάγεται κάποιο σχόλιο σχετικά µε το αντικείµενο π.χ. περιγραφή της λειτουργίας του.

IEC SIMATIC Description Data Type Address Range I E Input bit BOOL 0.0 to 65535.7 IB EB Input byte BYTE, CHAR 0 to 65535 IW EW Input word WORD, INT, S5TIME 0 to 65534 ID ED Input double word DWORD, DINT, REAL, TOD, TIME 0 to 65532 Q A Output bit BOOL 0.0 to 65535.7 QB AB Output byte BYTE, CHAR 0 to 65535 QW AW Output word WORD, INT, S5TIME 0 to 65534 QD AD Output double word DWORD, DINT, REAL, TOD, TIME 0 to 65532 M M Memory bit BOOL 0.0 to 65535.7 MB MB Memory byte BYTE, CHAR 0 to 65535 MW MW Memory word WORD, INT, S5TIME 0 to 65534 MD MD Memory double word DWORD, DINT, REAL, TOD, TIME 0 to 65532 PIB PEB Peripheral input byte BYTE, CHAR 0 to 65535 PQB PAB Peripheral output byte BYTE, CHAR 0 to 65535 PIW PEW Peripheral input word WORD, INT, S5TIME 0 to 65534 PQW PAW Peripheral output word WORD, INT, S5TIME 0 to 65534 PID PED Peripheral input double word DWORD, DINT, REAL, TOD, TIME 0 to 65532 PQD PAD Peripheral output double word DWORD, DINT, REAL, TOD, TIME 0..65532 T T Timer TIMER 0 to 65535 C Z Counter COUNTER 0 to 65535 FB FB Function block FB 0 to 65535 OB OB Organization block OB 1. to 65535

DB DB Data block DB, FB, SFB, UDT 1. to 65535

FC FC Function FC 0 to 65535 SFB SFB System function block SFB 0 to 65535 SFC SFC System function SFC 0 to 65535 VAT VAT Variable table 0 to 65535 UDT UDT Userdefined data type UDT 0 to 65535

Ένα παράδειγµα του πίνακα συµβόλων φαίνεται παρακάτω: Με Α συµβολίζονται οι έξοδοι και µε Ε οι είσοδοι. Ανάλογα στο αγγλικό σύστηµα ο

συµβολισµός είναι Ι για τις εισόδους και Q για τις εξόδους. Επίσης στην επόµενη εικόνα παρουσιάζεται µεταφρασµένος ο πίνακας συµβόλων. Αυτός ο πίνακας περιέχει τις εισόδους και τις εξόδους που χρησιµοποιούνται στην διεργασία κοπής.

Συµβολισµός

∆ιεύθυνση

Τύπος µεταβλητής Περιγραφή

Not-Aus I 0.0 BOOL Emergency STOP Quit I 0.1 BOOL Μπουτόν εξόδου

Richten I 0.2 BOOL Μπουτόν ρύθµισης Start I 0.3 BOOL Μπουτόν εκκίνησης Stop I 0.4 BOOL Μπουτόν παύσης

Auto I 0.5 BOOL Μπουτόν αυτόµατης ολοκληρωµένης διεργασίας

Dauer I 0.6 BOOL Μπουτόν επαναλαµβανόµενης διεργασίας S1-a-0 I 2.0 BOOL Ένδειξη ανοικτής αρπάγης Α S1-a-1 I 2.1 BOOL Ένδειξη κλειστής αρπάγης Α S2-b-0 I 2.2 BOOL Ένδειξη κυλίνδρου Β σε σύµπτυξη S2-b-1 I 2.3 BOOL Ένδειξη κυλίνδρου Β σε έκταση S3-c0-0 I 2.4 BOOL Ένδειξη κυλίνδρου C0 σε σύµπτυξη S3-c0-1 I 2.5 BOOL Ένδειξη κυλίνδρου C0 σε έκταση S3-c1-0 I 2.6 BOOL Ένδειξη κυλίνδρου C1 σε σύµπτυξη S3-c1-1 I 2.7 BOOL Ένδειξη κυλίνδρου C1 σε έκταση S4-d-0 I 3.0 BOOL Ένδειξη κυλίνδρου D σε σύµπτυξη S4-d-1 I 3.1 BOOL Ένδειξη κυλίνδρου D σε έκταση

H0 Not-Aus Q 0.0 BOOL Ενδείκτης emergency STOP H1 Quit Q 0.1 BOOL Ενδείκτης εξόδου

H2 Richten Q 0.2 BOOL Ενδείκτης ρύθµισης H3 Start Q 0.3 BOOL Ενδείκτης εκκίνησης H4 Stop Q 0.4 BOOL Ενδείκτης παύσης

H5 Auto Q 0.5 BOOL Ενδείκτης αυτόµατης ολοκληρωµένης διεργασίας

H6 Dauer Q 0.6 BOOL Ενδείκτης επαναλαµβανόµενης διεργασίας

H7 EZ Q 0.7 Ενδείκτης για λειτουργία µονού κύκλου λειτουργίας

H8 DZ Q 1.0 Ενδείκτης συνεχούς κύκλου λειτουργίας Y1-A- Q 2.0 BOOL Η αρπάγη Α είναι ανοιχτή Y1-A+ Q 2.1 BOOL Η αρπάγη Α είναι κλειστή Y2-B- Q 2.2 BOOL Ο κύλινδρος Β είναι σε σύµπτυξη. Y2-B+ Q 2.3 BOOL Ο κύλινδρος Β είναι σε έκταση Y3-C0- Q 2.4 BOOL Ο κύλινδρος C0 είναι σε σύµπτυξη. Y3-C0+ Q 2.5 BOOL Ο κύλινδρος C0 είναι σε έκταση Y3-C1- Q 2.6 BOOL Ο κύλινδρος C1 είναι σε σύµπτυξη. Y3-C1+ Q 2.7 BOOL Ο κύλινδρος C1 είναι σε έκταση Y4-D- Q 3.0 BOOL Ο κύλινδρος D είναι σε σύµπτυξη. Y4-D+ Q 3.1 BOOL Ο κύλινδρος D είναι σε έκταση

ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΣΕΛ. 5>> ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ ΣΕΛ. 10>>

PROFIBUS Η επικοινωνία στoυς αυτοµατισµούς, γίνεται ολοένα και πιο άµεση, τόσο σε οριζόντιο

επίπεδο πεδίου, καθώς επίσης και κάθετα, µέσω όλων των επιπέδων ιεραρχίας. Ανάλογα µε την εφαρµογή και την τιµή, τα βαθµολογηµένα και βιοµηχανικά συστήµατα επικοινωνιών, όπως το βασισµένο στο Ethernet PROFInet, το PROFIBUS και άλλα συστήµατα, όπως συστήµατα διαύλου αισθητήρων/ ενεργοποιητών AS-interface, προσφέρουν τις προϋποθέσεις για τη διαφανή δικτύωση, σε όλες τις περιοχές και τα επίπεδα της διαδικασίας αυτοµατοποίησης.

Η τεχνολογία πληροφοριών (information technology -IT- ), γνωρίζει όλο και µεγαλύτερη άνθηση στον κόσµο της αυτοµατοποίησης. Η ικανότητα επικοινωνίας των συσκευών και η συνεχής και διαφανής ροή πληροφοριών, είναι αναπόφευκτα συστατικά των προσανατολισµένων στο µέλλον, εννοιών αυτοµατοποίησης.

Το PROFIBUS, σύµφωνα µε τους κατασκευαστές του, προετοιµάζει διεθνώς το

έδαφος για την σταθερή ανάπτυξη της τεχνολογίας PROFIBUS, ώστε να χρησιµεύσει ως η καλύτερη λύση για όλους τους βιοµηχανικούς τοµείς, σήµερα και στο µέλλον. Τα ισχυρότερα πειστήρια για την παγκόσµια επιτυχία του PROFIBUS, δίνονται από κάποια νούµερα εντυπωσιακά: περισσότερα από 2.000 προϊόντα PROFIBUS, από περίπου 250 προµηθευτές, είναι σήµερα διαθέσιµα. Η εγκατεστηµένη βάση της τεράστιας ποικιλίας προϊόντων, είναι µεγαλύτερη από 3 εκατοµµύρια συσκευές, που χρησιµοποιούνται επιτυχώς σε περισσότερες από 300.000 εφαρµογές, στην αυτοµατοποίηση κατασκευών και διαδικασιών.

Σε επίπεδο αισθητήρων/ενεργοποιητών (sensor-actuator level), τα σήµατα των δυαδικών αισθητήρων και των ενεργοποιητών, διαβιβάζονται µέσω ενός αποκαλούµενου bus αισθητήρων/ενεργοποιητών. Εδώ µια σηµαντική απαίτηση, αποτελεί µια ιδιαίτερα απλή και χαµηλού κόστους τεχνική εγκαταστάσεων, µέσω της οποίας τα δεδοµένα και µια παροχή ηλεκτρικού ρεύµατος 24 V που υποστηρίζονται από τα άκρα των συσκευών διαβιβάζονται, χρησιµοποιώντας ένα κοινό µέσο. Η διαβίβαση δεδοµένων γίνεται καθαρώς κυκλικά. Η AS-Interface είναι ένα κατάλληλο σύστηµα bus, για αυτόν τον τοµέα των εφαρµογών.

Σε επίπεδο πεδίου (field level), τα διανεµηµένα περιφερειακά όπως µονάδες I/O, µετατροπείς µετρήσεων, µονάδες κίνησης, βαλβίδες και τερµατικά χειριστών, επικοινωνούν µε τα συστήµατα αυτοµατοποίησης µέσω ενός real time συστήµατος επικοινωνιών. Η διαβίβαση των δεδοµένων της διαδικασίας επηρεάζεται κυκλικά, ενώ οι συναγερµοί, οι παράµετροι και τα διαγνωστικά δεδοµένα, πρέπει επίσης να διαβιβαστούν ακόµα και µη κυκλικά, εάν αυτό είναι απαραίτητο. Το PROFIBUS καλύπτει αυτές τις απαιτήσεις και

προσφέρει λύση για την κατασκευή, καθώς επίσης και για την αυτοµατοποίηση της διαδικασίας.

Σε επίπεδο κελιών (cell level), οι προγραµµατιζόµενοι ελεγκτές όπως τα PLCs και ΙPCs, επικοινωνούν ο ένας µε τον άλλον. Η ροή πληροφοριών απαιτεί µεγάλα πακέτα δεδοµένων και µεγάλο αριθµό ισχυρών λειτουργιών επικοινωνίας. Η οµαλή ένταξη στα επιχειρησιακά συστήµατα επικοινωνιών, όπως το ενδοδίκτυο (intranet) και το διαδίκτυο (internet) µέσω των TCP/IP και Ethernet, αποτελούν σηµαντικές απαιτήσεις.

To PROFIBUS, προσφέρει τα λειτουργικά βαθµολογηµένα πρωτόκολλα επικοινωνίας (σχεδιαγράµµατα επικοινωνίας -communication profiles-), DP και FMS. Ανάλογα µε την εφαρµογή, οι τεχνολογίες µετάδοσης RS-485, IEC 1158-2 ή η τεχνολογία οπτικών ινών, είναι διαθέσιµα. Κατά τη διάρκεια της περαιτέρω τεχνικής ανάπτυξης, η οργάνωση χρηστών PROFIBUS, εργάζεται στην εφαρµογή των καθολικών εννοιών για την κάθετη ολοκλήρωση βάσει του Εthernet TCP/IP. Τα σχεδιαγράµµατα εφαρµογής, καθορίζουν τις επιλογές της τεχνολογίας πρωτοκόλλου και µετάδοσης που απαιτούνται στον αντίστοιχο τοµέα εφαρµογής, για τους µεµονωµένους τύπους συσκευών. Επίσης, αυτά τα σχεδιαγράµµατα καθορίζουν την ανεξάρτητη από τον προµηθευτή, συµπεριφορά συσκευών. ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΤΟΥ PROFIBUS

Το PROFIBUS καθορίζει τα τεχνικά χαρακτηριστικά ενός τµηµατικού συστήµατος bus πεδίων, µε το οποίο οι διανεµηµένοι ψηφιακοί προγραµµατιζόµενοι ελεγκτές, µπορούν να είναι δικτυωµένοι από το επίπεδο πεδίου, στο επίπεδο κελιών. Το PROFIBUS είναι ένα multi-master σύστηµα και επιτρέπει έτσι, την κοινή λειτουργία διαφόρων συστηµάτων αυτοµατοποίησης, εφαρµοσµένης µηχανικής ή απεικόνισης, µε τις διανεµηµένες περιφερειακές µονάδες του, σε ένα bus. Το PROFIBUS, διακρίνει µεταξύ των ακόλουθων τύπων συσκευών:

• Τις συσκευές master, οι οποίες καθορίζουν τη µετάδοση στοιχείων στο bus. Ένας

master µπορεί να στείλει τα µηνύµατα χωρίς εξωτερικό αίτηµα, όταν τηρεί τα δικαιώµατα πρόσβασης (το token). Οι masters καλούνται επίσης “ενεργοί σταθµοί” .

• Tις slave συσκευές, οι οποίες είναι περιφερειακές συσκευές όπως µονάδες I/O,

βαλβίδες, αισθητήρες και µετατροπείς µετρήσεων. ∆εν έχουν τα δικαιώµατα πρόσβασης στο bus και µπορούν µόνο να αναγνωρίσουν τα λαµβανόµενα µηνύµατα ή να στείλουν τα µηνύµατα στο master, όταν καλoύνται να πράξουν κατά αυτόν τον τρόπο. Οι slaves καλούνται και παθητικοί σταθµοί. ∆εδοµένου ότι απαιτούν µόνο µια µικρή µερίδα του πρωτοκόλλου, η εφαρµογή τους είναι ιδιαίτερα οικονοµική.

ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ>>

Ηλεκτροπνευµατικές βαλβίδες Μια ηλεκτροπνευµατική βαλβίδα αποτελεί το µέσο µετατροπής ενός ηλεκτρικού σήµατος σε ένα πνευµατικό σήµα εξόδου. Κάθε ηλεκτροπνευµατική βαλβίδα χαρακτηρίζεται από δύο νούµερα. Τον αριθµό των εισόδων και τον αριθµό των καταστάσεων. Για παράδειγµα µια βαλβίδα 3/2 έχει 3 εισόδους και 2 καταστάσεις. Χρησιµοποιούνται κυρίως για να ελέγξουν πνευµατικά έµβολα.

ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ>>

Πνευµατικά έµβολα Ως πνευµατικό έµβολο χαρακτηρίζουµε τον µηχανισµό εκείνον στον οποίον όταν εφαρµοστεί ένα πνευµατικό σήµα εισόδου στο έµβολο, τότε αυτό είτε εκτείνεται είτε συµπτύσσεται, αυτό εξαρτάται από τον τύπο του εµβόλου. Πιο συγκεκριµένα υπάρχουν δύο τύποι εµβόλων. Τα έµβολα µε επαναφορά και τα έµβολα χωρίς επαναφορά. Τα έµβολα µε επαναφορά έχουν µια είσοδο. Αν στην είσοδο αυτή εφαρµοστεί αέρας τότε το έµβολο εκτείνεται και παραµένει σε έκταση καθ’όλη την διάρκεια που εφαρµόζεται το σήµα (αέρας) στην είσοδο. Όταν σταµατήσει να εφαρµόζεται στην είσοδο το σήµα τότε το έµβολο επανέρχεται στην θέση σύµπτυξης µε την βοήθεια του ελατηρίου το οποίο βρίσκεται ενσωµατωµένο στο έµβολο. Τα έµβολα χωρίς επαναφορά διαθέτουν δύο εισόδους. Όταν εφαρµοστεί σήµα στην πρώτη είσοδο το έµβολο εκτείνεται και παράλληλα από την δεύτερη είσοδο εξέρχεται ο αέρας που βρίσκεται εγκλωβισµένος στο µπροστινό µέρος του εµβόλου. Για να γίνει η σύµπτυξη του εµβόλου θα πρέπει να ο αέρας να εφαρµοστεί στην δεύτερη είσοδο αφού προηγουµένως σταµατήσει να εφαρµόζεται σήµα στην πρώτη είσοδο. Θα πρέπει να σηµειωθεί ότι σε περίπτωση που εφαρµοστεί σήµα ταυτόχρονα και στις δύο εισόδους το έµβολο παραµένει σε ακινησία.

ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ>> MPI MPI (Multi Point Interface) – κατασκευασµένο για µεσαίας κλίµακας εφαρµογές στη σειρά Simatic S7, M7 και C7. ∆εν απαιτεί αγορά επιπρόσθετου υλικού για την υλοποίηση του αφού βρίσκεται ενσωµατωµένο σε κάθε CPU και στις συσκευές προγραµµατισµού PG 720/740/760. Σχεδιάστηκε για να δικτυώσει µικρό αριθµό PLC που ανταλλάσσουν µικρές ποσότητες δεδοµένων. Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στο token passing, την δυνατότητα δηλαδή κυκλικά ο ένας µετά τον άλλο οι σταθµοί να στέλνουν και να λαµβάνουν πληροφορίες από το δίκτυο. Η ταχύτητα µετάδοσης είναι 187,5 Κbps και καλύπτονται αποστάσεις πάνω από 100 χιλιόµετρα (µε χρήση οπτικών ινών). Ο µέγιστος αριθµός σταθµών που µπορούν να πάρουν µέρος στο δίκτυο είναι 32.

ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ>> Εκτέλεση –Επιµέλεια Εργασίας Κασπαρίδης Αθανάσιος Κοκολέκος Ιωάννης Μιχαηλίδης Γεώργιος Μπέζος Κωνσταντίνος