manipulatory PLC.pdf
(
959 KB
)
Pobierz
Microsoft Word - manipulatory PLC.doc
INSTYTUT KONSTRUKCJI MASZYN
PRACOWNIA
NAPĘDÓW HYDRAULICZNYCH
LABORATORIUM
ELEMENTY ROBOTYKI I MECHATRONIKI
Temat: Sterownik PLC - sterowanie
manipulatorami pneumatycznymi
Grupa: ........................ Zespół: .........................
Lp
Nazwisko i Imię
Ocena
Data
2
Wstęp
W dzisiejszych układach przemysłowych niezbędne jest kontrolowanie i sterowanie
procesem technologicznym w bardzo szerokim zakresie. Kontrola poszczególnych etapów
produkcyjnych oraz stanów zachowania się urządzeń i maszyn jest warunkiem uzyskania
produktu o wysokiej jakości, który będzie spełniał wszystkie - często bardzo wysokie -
wymagania. Zastosowanie układów automatyki i sterowania pozwala też na optymalizacje
czasu trwania poszczególnych etapów procesu, minimalizacje kosztów i diagnostykę
programową i sprzętową. W wielu przypadkach do uzyskania pełnej kontroli stosuje się
sterowniki programowalne i systemy elektroniczne na nich oparte. Przykładem zastosowania
tego typów układów w złożonych liniach przemysłowych z wykorzystaniem manipulatorów.
Sterowniki PLC
Sterowniki programowalne PLC (Programmable Logic Controlers) są to elektroniczne
urządzenia, których zadaniem jest monitorowanie wejść analogowych i cyfrowych,
podejmowanie decyzji wykorzystując dane z wejść i algorytm wprowadzony przez
użytkownika (rysunek 1). Sterowniki te za pomocą układów wyjściowych przesyłają sygnały
sterujące i informacyjne do pozostałych elementów układu sterowania procesem. Pierwsze
sterowniki pojawiły się w latach siedemdziesiątych dwudziestego wieku i powoli zastępowały
układy oparte na stycznikach i przekaźnikach. Sterowniki programowalne nazywane są też
niekiedy sekwencyjnymi, ponieważ do niedawna ich algorytm związany był tylko z pewnymi
sekwencjami poleceń wykonywanych okresowo. Sekwencje takie polegały na wykonywaniu
następujących po sobie kroków pracy według założonego algorytmu. Oprócz funkcji
klasycznego sterowania sekwencyjnego sterowniki programowalne mogą pełnić funkcję
w złożonych układach regulacji, automatyki zabezpieczeniowej, blokadach i sygnalizacji.
Mogą pracować jako samodzielne urządzenia realizujące ściśle określone zadania lub element
składowy większego systemu automatyki, przy zastosowaniu sieci komunikacyjnych
i urządzeń komputerowych.
Rys. 1. Rodzina sterowników GLOFA firmy LG
3
Budowa i zasada działania
Sterowniki programowalne różnych producentów różnią się między sobą w znaczny
sposób, jednak w większość posiadają pewne wspólne cechy. W budowie zewnętrznej
sterownika programowalnego PLC (rysunek 2) można wyróżnić następujące elementy:
−
dwustanowe moduły wejść i wyjść,
−
analogowe moduły wejść i wyjść,
−
jednostkę centralną CPU,
−
zasilacz,
−
kasetę rozszerzeń z miejscami na moduły,
−
obwody licznika impulsów,
−
moduł pozycjonowania osi,
−
moduły komunikacyjne obsługujące standartowe protokoły przesyłania danych.
Rys. 2. Budowa PLC na przykładzie sterownika modułowego
Sygnały wejściowe, przychodzące ze zewnętrznych urządzeń, są przetwarzane
na sygnały zrozumiałe dla CPU. W bloku decyzyjnym - na podstawie otrzymanych wartości
z obwodów wejściowych i zadanego algorytmu działania - obliczane są wartości sygnałów,
które powinny pojawić się na wyjściu sterownika. Cykliczne wykonywanie obliczeń oraz
jednorazowa aktualizacja stanów wyjściowych sterownia zapobiega powstawaniu zjawiska
hazardu.
W pamięci sterownika znajdują zapisane przez użytkownika instrukcje. Jednostka
centralna pobiera poszczególne instrukcje i wykonuje operacje na danych znajdujących się
w pamięci i akumulatorze. Gdy zakończy się ciąg operacji algorytmu zostają aktualizowane
wartości na modułach wyjściowych. Sytuacja ta powtarza się i nazywana jest cyklem
sterownika.
Można powiedzieć w uproszczeniu, że sterownik jest urządzeniem, który za pomocą
zadanych funkcji i instrukcji podaje stany wyjść w zależności od stanów układów
wejściowych.
W module wyjściowym, sygnały przetwarzane są na cyfrowe i analogowe zrozumiałe
dla urządzeń zewnętrznych. W wielu zastosowaniach sterowniki programowalne zaopatrzone
są w pulpit operatorski, który umożliwia płynną kontrolę oraz zmianę nastaw użytych
w instrukcjach sterownika. Dzięki wykorzystaniu urządzeń do transmisji danych (np. sieć
Ethernet) możliwe jest przesyłanie informacji o procesie i zmiany parametrów kontrolnych
na znaczne odległości.
4
Podział sterowników PLC
Wyróżnia się różne sposoby podziału sterowników. Generalnie można wyróżnić trzy
grupy sterowników:
1.
Sterowniki małe
– max 100 DI/DO (DI, ang. Discrete Input = wejścia dyskretne,
dwustanowe; DO, ang. Discrete Output = wyjścia dyskretne, dwustanowe);
przeznaczone do obsługi pojedynczej maszyny lub niewielkich węzłów
technologicznych
2.
Sterowniki średnie
– od 100 do 500 DI/DO; przeznaczone do obsługi pojedynczego
węzła technologicznego, prostej linii produkcyjnej, itp..
3.
Sterowniki duże
– od 500 do 3000 DI/DO; przeznaczone do obsługi całej linii
produkcyjnej, fragmentu zakładu zawierającego kilka węzłów technologicznych itp..
Często są one wykorzystywane jako sterowniki nadrzędne w sieci sterowników średnich
i małych.
Należy pamiętać, że ciągły rozwój tego typu technologii mogą zmienić liczbę DI/DO
wchodzących do poszczególnej grupy.
Ze względu na budowę (rysunek 3) PLC wyróżnia się dwie grupy sterowników:
1.
Sterowniki kompaktowe
– charakteryzują się jedną zwartą budową, w której zawarte są
wszystkie elementy z brakiem możliwości ich przekonfigurowania,
2.
Sterowniki modułowe
– charakteryzują się tym, że występuje jedna płyta rozszerzeń
z miejscami na moduły, które można dobrać według potrzeb projektanta.
Rys. 3. Kompaktowa i modułowa sterownika PLC
Ze względu na rodzaj sygnałów wejściowych i wyjściowych wyróżnia się:
prądowe,
napięciowe i mieszane (prądowo-napięciowe).
Przy projektantów systemów przemysłowych z wykorzystaniem sterowników PLC
należy wziąć pod uwagę m.in.:
−
liczbę elementów systemu, które mają być wykorzystanych do bezpiecznego
i skutecznego sterowania,
−
rodzaj i liczbę sygnałów,
−
ilość układów czasowych i licznikowych
−
środowisko pracy oraz odległość pomiędzy elementem a układem sterowania.
5
Cechy sterowników PLC
Do zalet sterowników programowalnych można zaliczyć: szybkie reakcje na zmiany
wielkości charakterystycznych procesu, stosunkowo prosty montaż i możliwość zmian
w sterowaniu bez potrzeby uzupełniana osprzętu i okablowania. Zastosowanie sterowników
PLC ogranicza do minimum kontakt obsługi z niebezpiecznymi dla zdrowia i życia
czynnikami oraz ogranicza konieczność pracy w warunkach szkodliwych. Duże znaczenie
wykorzystania sterowników w układach sterowania automatycznego, ma wyręczanie ludzi
w czynnościach wielokrotnie powtarzających się. Pozwala to jednocześnie na poprawę
jakości otrzymywanych produktów.
Sterowniki PLC są chętnie stosowane, ponieważ istniej możliwość programowania ich
w języku schematów drabinkowych, który jest podobny do stosowanych schematów
przekaźnikowo - stycznikowych. W ten sposób - stosunkowo niewielkim kosztem - można
modernizować i ulepszać starsze układy sterowania. W programowaniu mogą być
wykorzystywane wielokrotnie zbiory instrukcji, które uwzględniają warunki przemysłowe,
w jakich przebiega proces. Użytkownicy korzystający z tego samego języka programowania
mogą tworzyć biblioteki oraz wymieniać się blokami funkcji i instrukcji. Ponad to łatwość
w przesyłaniu danych i komunikacja z komputerem pozwala na wykorzystanie coraz
to bardziej złożonych metod sterowania i kontroli, nawet w silnie zanieczyszczonym
otoczeniu. Zastosowanie standartowych protokołów transmisji pozwala na połączenie:
−
urządzeń typu HMI (Human Machine Interface) jak panele sterownicze, komputery,
wyświetlacze itp.,
−
przekształtnikowych układów sterowania,
−
urządzeń pomiarowych.
Sterowniki można też stosować w układach wymagających częstych aktualizacji,
dzięki dołączaniu kolejnych dodatkowych modułów, które pozwalają na kontrolę obwodów
wejściowych i wyjściowych. Poza tym posiadają one wiele innych możliwości diagnostyki
w czasie rzeczywistym.
Cykl PLC
Sterowniki programowalne większości producentów pracują w systemie cyklicznym
(rysunek 4). Po włączeniu sterownika do obwodu zasilającego, odczytywane są dane
i program z pamięci trwałej, np. EEPROM. Użycie tego typu pamięci jest niezbędne
do zachowywania danych, które nie mogą być utracone po wyłączeniu zasilania. Jeden cykl
programowy obejmuje następujące kroki:
−
odczytanie stanu wejść i przetworzenie go na wartości zrozumiałe dla sterownika,
−
umieszenie w pamięci obrazu stanu procesu,
−
wykonanie programu przez mikroprocesor (procesory te są najczęściej od 8 do 32
bitowe w zależności od wymaganej prędkości i złożoności obliczeń),
−
podanie odpowiednich stanów wyjść,
−
wykonanie czynności systemowych związanych z obsługą procesu i kontrolą stanu,
Plik z chomika:
kasica171
Inne pliki z tego folderu:
Laboratorium Elektrotechniki sprawozdania.rar
(618 KB)
Miernictwo Elektroniczne - Laboratorium.rar
(228 KB)
manipulatory PLC.pdf
(959 KB)
Elektrotechnika i Elektronika.zip
(1271 KB)
Elektrotechnika - semestr 4.rar
(1342 KB)
Inne foldery tego chomika:
( LEKTURY )
( MEDYCYNA )
( PORADNIKI, SŁOWNIKI I INNE )
_Język-ANGIELSKI
++Kursy Angielskiego MP3
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin