Definitii PLC/APProgramable logic controller / Automat programabil
• UN PLC este un controler secvential careasigura producerea unor evenimente intr-osuccesiune dorita si programata, prin unitatealui de iesire, pornind de la un feedback dinsistemul controlat, prin unitatea lui de intrare;
• PLC are o secventa de cod de program careruleaza in bucla permanenta si care scaneazaporturile de intrare pentru a depista combinatiilede semnale care modifica starea porturilor deiesire;
• PLC pot fi monobloc sau modulare
• PLC poate fi asociat cu un calculator industrialdestinat controlului direct al unui proces
• Un PLC poate fi inlocuit si cu un computer de tip PC cu unele limitari:
– constructia carcasei si dimensiunile de gabarit sunt mult diferite si dezavantajoase la un PC;
– existenta unui sistem de operare de nivel inalt poate constitui un handicap;
– numarul de porturi de intrare si de iesire la un PC este mult redus fata de un PLC. Acesta din urma poate fi construit modular si i se pot atasa suplimentar porturi I/O.
2
Structura hardware a unui PLC
• Partea principala a arhitecturiiunui PLC este procesorul,cel care executainstructiunile;
• Modulul de porturi I/O esteinterfata cu sistemul controlat.Semnalele de intrare si deiesire pot fi de urmatoareletipuri:
– Semnale de 24V DC– Semnale de 12V sau 5V DC– Semnale 100/220 V AC
• Fiecare port I/O are o adresa de memorie rezervata, permitand in acest fel monitorizarea tuturorporturilor I/O in mod circular continuu;
• Unitatile de memorie sunt utilizate la stocarea datelor sau a programelor care se folosesc intimpul lucrului; Sunt mai multe tipuri de memorii care se pot folosi:
– memorii ROM (Read-only momory) pentru stocarea permanenta a unor date de producator sau a sistemului de operare al PLC-ului;
– memorii RAM (Random-Access memory) pentru programele utilizatorilor sau datele colectate pe porturi;– memorii EPROM/EEPROM (Erasable Programable Read-only Memory) sau FLASH, pentru programe de
utilizator sau pentru date de folosinta indelungata,constante de programare, etc. – programele pentru PLC si datele de sistem pot fi stocate si pe un PC obisnuit si descarcate in PLC cu
ajutorul retelei sau a porturilor de comunicare ale acestuia (USB, Ethernet etc)
Conectarea si functionarea PLC
Exemple de intrari si iesiri conectate la PLC
Ciclul de functionare al unui PLC
5
PLC S7-200
Conectarea PLC la PG (unitate de programare/PC)
Comutator moduri
Potentiometru
Leduri de stare
Comutator moduri: RUN-ruleaza programulTERM-rulare controlata de PGSTOP-program oprit
Potentiometru (analog adjust): seteaza valori interne pentru diverse utilizari)Leduri de stare:
SF/DIAG-galben = System fault/DiagnosticRUN-verde = ruleaza programulSTOP-galben =program oprit
Sisteme de numeratie
Binar (baza 2)
Hexazecimal (baza 16)BCD (binary coded decimal)
Bit (1), octet (8), cuvant (16)
Contacte si bobine in LAD
Contact normal deschis
Contact normal inchis
Contact normal deschis imediat
Contact normal inchis imediat
NOT – inversarea starii logice
P – detectarea frontului crescator
N – detectarea frontului cazator
Bobina directa
Bobina directa imediata
S – bobina de setare (1…255 biti)
Si – bobina de setare imediata (1…255 biti)
R – bobina de resetare (1…255 biti)
Ri – bobina de resetare imediata (1…255 biti)
Temporizatoare
IN – intrare booleana, activeaza temporizatorulPT – preset time, intrare numerica, se inmulteste cu baza de timp (xxx ms). Valoarea maxima a PT este 32767
Contoare
CU – count up! Intrare booleana, incrementeaza valoarea curentaCD – count down! Intrare booleana, decrementeaza valoarea curenta
PV – preset value, intrare numericaR – reset! Intrare booleana, aduce la 0 valoarea curenta a contoruluiLD – load! Intrare booleana, aduce la PV valoarea curenta a contorului
Instructiuni speciale / locatii speciale de memorie
SMB28 – asociat semireglabilului fizic din PLC, valori: 0-255
Temporizatoare – aplicatia 1
Realizati o aplicatie care la apasarea unui buton (“start”) sa conduca la functionarea intermitenta a unui bec cu frecv. de 1Hz (duty cycle 50%).Procesul se repeta pana la apasarea unui alt buton (“stop”). Atat timp cat procesul este oprit becul trebuie sa fie stins.
Temporizatoare – aplicatia 2Pentru imbunatatirea calitatii asamblarii unui produs se cere
realizarea automatizarii unei prese:
1) se preasambleaza manual folosind adeziv cele doua semicarcase ale produsului;
2) se plaseaza ansamblul in postul de presare si daca anasamblul este detectat se aprinde un bec galben;
3) se actioneaza comanda bimanuala (daca diferenta de timp de apasare intre cele doua butoane este mai mare de 1 secunda, nu se intampla nimic);
4) ansamblul se fixeaza in postul de lucru de catre un cilindru;5) odata ce ansamblul este fixat, cilindrul presei coboara cu viteza mica
si forta limitata si preseaza cele doua semicarcase;6) dupa atingerea fortei limita pentru presare se comanda o rezistenta
de incalzire (pentru activarea adezivului);7) se mentine rezistenta alimentata timp de 5 secunde, dupa care
cilindrul presei si cilindrul de fixare se retrag, becul galben se stinge, un alt bec verde se aprinde, iar ciclul se incheie.
8) la indepartarea produsului din postul de lucru becul verde se stinge.9) Daca cursa oricarui cilindru dureaza mai mult de 3 secunde, se
aprinde intermitent un bec rosu (f=1Hz);10) pentru resetarea masinii trebuie tinut apasat pret de 2 secunde
un alt buton.
Temporizatoare – aplicatia 3
Realizati o aplicatie de tip stalp/cilindru retractabil (bollard):
- la detectarea unui card (senzor inductiv) se comada coborarea unuistalp (cilindru pneumatic) si se aprinde un bec;
- daca nu a trecut nici un vehicul de stalp (senzor optic) timp de 3 secunde, acesta se ridica si becul se stinge;
- daca a trecut cineva de stalp, becul se stinge si cilindrul se ridicadupa 1 secunda;
- daca una dintre cursele sus/jos ale cilindrului dureza mai mult de 2 secunde, se comanda ridicarea stalpului, stingerea becului si se activeaza o alarma (alt bec); alarma se reseteaza manual (buton).
- daca cineva este in zona cilindrului mai mult de 3 secunde, stalpul se pastreaza retras si se activeaza alarma;
- atata timp cat stalpul este ridicat, senzorul optic este ignorant.
Instructiuni de comparare si manipulare date
Compara valori numerice (<.<=,==,>=,>,<>)
Move (MOV_B) – copiaza continutul byteului IN in byteul OUT
Instructiuni de deplasare si rotire
SHL,SHR – deplasarea unui bit spre stanga, dreaptaROL,ROR – rotirea unui bit spre stanga, dreapta
Instructiuni de manipulare la nivel de byte
Invert – inverseaza valoarea bitilor intr-un byte
Converteste valori tip byte in valori numerice tip intreg
Contoare - Aplicatie
Realizati o aplicatie de tip parcare cu bariera si indicator de locuri libere(p-ta 700):- daca numarul de locuri libere in parcare este >3 (maxim 12) se
aprinde un bec verde;- daca numarul de locuri libere este 1…3 se aprinde intermitent becul
verde;- daca nu mai sunt locuri libere se aprinde un bec rosu;- accesul in/din parcare este limitat de o bariera (la intrare moneda, la
iesire buton);- coborarea barierei este comandata de disparitia auto. din raza de
actiune a unui senzor optic;- ridicarea si coborarea barierei se face cu un motor electric de c.c.;- timpul de actionare al motorului trebuie sa fie reglabil (nu exista
senzori de capat de cursa);- bariera nu se ridica daca parcarea este goala si se apasa “iesire” sau
daca este plina si se introduce moneda (se refuza moneda);- din cabina de control se poate declara parcarea “goala” sau “plina”;- in cabina de control exista buton “E.S.” pentru blocarea barierei in
pozitia curenta (frana dinamica).
Aplicatie – comanda rotirii unui motor in ambele sensuri
M
+24V
0V
CW
3
4
CCW
3
4
+24V
0V
K1
A1
A2
K2
A1
A2
K1
11
14
K2
11
14
K1
31
34
K2
31
34
K2
21
22
K1
21
22
1 2
4
35
5 35
3
Aplicatie – presa cu temporizare
1
2
3
4 2
5
1
3
Y1
S0 S1
P1
0V Q1 Q2
24V I1 I2
Q4Q3 Q5 Q6 Q7 Q8
I4I3 I5 I6 I7 I8
Y1
S0
1
24
B1
3
4
B1
3
4
+24V
0V
S1 P1
BN
BU
BK
2 3 4 5 6 7
Aplicatie – masina de gaurit cu viteza de avans variabila
Auto
Module 1 - Port 1FluidSIM Out
0 1 2 3 4 5 6 7
Auto
Module 1 - Port 1FluidSIM In
0 1 2 3 4 5 6 7
3
4
3
4
3
4
+24V
0V
M
+24V
0V
K1
A1
A2
K1
3
4
F=0
S1 S2S3
2
1 3
4 2
51
3
75%
25%
75%
1 2 3
4
5
4
Intrerupatoare
Notarea bornelor unui întrerupător multicontact se face în felul următor: fiecare bornă are o notaţie compusă din două cifre:
- prima cifră reprezintă numărul de ordine a contactului, numerotarea făcându-se de la stânga la dreapta , această cifră se întâlneşte la ambele borne ale unui contact;
- a doua cifră este cea corespunzătoare notării întrerupătorului ND sau NÎ.
13 23
14 24
11
12
21
22
31
32
41
42
13 23
14 24
Obiect
Distanta mare de sesizare: pana la 30 metri
Poate detecta materiale transparente
Trebuie sa fie riguros aliniat receptorul si transmitatorul
Transmitator Receptor
Tip : Bariera
Senzor optic de tip bariera
Reflector (prismatic)
Obiect
T
RTransmitator /Receptor
Senzor optic (Retro-reflexiv)
Tip : Retro reflexiv
Reflector (prismatic)
Distanta de sesizare: 1/2 la 1/3 din distanta tipului bariera
Nu este indicat pentru obiectele transparente si reflexive
Obiectul trebuie sa fie mai mare decat reflectorul
T
R
Tip : Retro reflexiv
Transmitator /Receptor
Senzor optic (Retro-reflexiv)
Transmitator /Receptor
Sesizarea distantei: mult mai mica decat tipul reflexiv, distanta depinde de culoarea si natura dpdv reflexiv a suprafetei
Obiecte mari determina distante mari de sesizare
Nu sunt indicati oentru medii murdare
T
R
Senzor optic (Difuzie)
Tip : Difuzie
cablu
LED indicator
Circuitul rezonant al bobinei
Suprafata activa
Camp magnetic de frecvsnta mare(300 to 800 kHz)
Senzor inductiv
Poate detecta orice material conductiv
Performanta senzorului poate fi afetata de:
• Temperatura
• natura materialului
• dimensiunea obiectului de identificat
Senzor inductiv
Interferenta cu alte campuri magnetice trebuie evitata.
Daca este pozitionat la mijocul cursei, comutarea poate varia depinzand de directia de apropiere.
Curentul maxim trebuie limitat pentru a evita arderea contactelor.
Senzor Reed
Cablu conectare
LED Indicator
Infasurarea circuitului rezonant
Camp magnetic HF
Senzor magnetic inductiv
Principiu similar cu al senzorului inductiv – reactioneaza doar la campuri magnetice
Trebuie evitata interferenta cu alte campuri magnetice
Dispozitiv de comutare – frecventa mai mare de comutare - 1kHz
Senzor magnetic inductiv
Cablu de conectare
Surub de ajustare
LED indicator
Suprafata activa
Electrod 1
Electrod 2
Camp electrostaticSenzorul urmareste o modificare a capacitatii in zona de detectie
Senzor capacitiv
Detecteaza orice material mi dens ca si aerul
Sensibilitatea poate fi ajustata
Poate fi afectat de mediile cu praf
Senzor capacitiv
+ 18 to 30 Volts DC.
0 V
Output
Inductive
Capacitive
Optical
Magnetic
Ultrasonic
Normally open
Normally closed
Simboluri - senzori
+ 18 to 30 Volts DC
0 V
Output
24v DC
0v
PNP Type
• Output is Positive
• Positive switching
Simboluri - senzori
NPN Type
• Output switchesthrough to 0v
• Negative switching
+ 18 to 30 Volts DC
0 V
Output
24v DC
0v
Simboluri - senzori
+ 18 to 30 Volts DC.
0 V
Output
Inductive
Capacitive
Optical
Magnetic
Ultrasonic
Normally open
Normally closed
Conexiunile senzorilor