Sterownik najprosciej2.pdf

(174 KB) Pobierz

Sterownik_czII.doc

Sterownik najprościej cz. II

Czym różnią się sterowniki

Podziałów jest wiele i w tym miejscu bezcelowe wydaje się przytaczanie wszystkich

wprowadzanych podziałów. Chyba nie najważniejsze jest, czy urządzenie sterujące z

programowalną pamięcią nazywane będzie nanosterownikiem , czy przekaźnikiem

programowalnym, ale warto mieć świadomość różnic mogących mieć istotne znaczenie w

konkretnym zastosowaniu.

O jednej już wspomniano w pierwszej części tj. języku programowania . Najpopularniejsze

w Polsce są metody : LAD – diagram drabinkowy , FBD – diagram używający bloków

funkcyjnych i IL –lista instrukcji . Pozostałe maja oznaczenia np. ST, CFC, SFC, ANSI C

czy język producenta. Z metodą programowania związany jest inny sposób określania

wielkości pamięci programu sterownika . Dla użytkownika, wygodniejsza od podawania

pojemności w kB (kilo bytach) jest informacja o maksymalnej ilości możliwych do

wykorzystania bloków funkcyjnych , maksymalnej ilości typów bloków ( liczników ,

czasowych itp. ) lub ilości kroków programu i akceptowanej ilości elementów w jednej

gałęzi. W narzędziowych programach komputerowych, służących do wykonywania projektów

dla PLC, zamieszczane są liczniki ilości aktualnie użytych bloków ( tak jest nawet w

prostym programie Quick, prezentowanym w I części). Jeżeli dostawca udostępnia

bezpłatnie oprogramowanie, a przynajmniej jego wersję demonstracyjną, możemy wykonać

projekt bez realnego ryzyka nabycia sterownika ze zbyt małą pamięcią.

Druga bardzo ważna sprawa to rodzaj wejść i wyjść sterownika, oraz ich ilość . I tu też,

jeśli mamy do dyspozycji narzędziowy program komputerowy z symulacją pracy sterownika

jest łatwiej . Każdy praktyk wie, że dopiero w czasie weryfikacji projektu coś potrafi nas

zaskoczyć. Oby to nie była zbyt mała ilość wejść lub wyjść w sterowniku , który już

kupiliśmy. Jeśli producent przewidział tzw. rozszerzenia, czyli moduły zwiększające ilość

wejść i wyjść obsługiwanych przez procesor sterownika, to mamy szansę na rozwiązanie

problemu, ale może ono okazać się wątpliwe ekonomicznie.

Poza ilością wejść ważny jest ich rodzaj.

Bezpośrednie wejście dwustanowe symbolicznie przedstawiono na poniższym rysunku.

Podanie na wejście sterownika napięcia stałego lub zmiennego o określonej wartości

spowoduje pojawienia się napięcia na wewnętrznym kondensatorze filtrującym, a tym

samym, poprzez dzielnik rezystancyjny na odpowiednim wejściu procesora. Wejścia

dwustanowe mogą być przystosowane tylko do pracy z napięciem stałym lub zmiennym,

niekiedy są wyposażone w optoizolację. Wejścia ze stosunkowo dużymi pojemnościami

filtrującymi nie będą szybkie, co może być bardzo istotne dla użytkowników chcących

zliczać krótkie impulsy np. z enkodera. Oczywiście na szybkość badania stanu na wejściu

287141259.184.png

sterownika wpływ ma szybkość pracy samego procesora . Jednak w wielu zastosowaniach

parametr ten nie będzie krytyczny, bo nawet w popularnym sterowniku AF-10MRE do

poprawnej pracy wystarczy sygnał ustalony ( stabilny poziom na wejściu ) nie krótszy niż

0,05 s. Odpowiedź na wyjściu sterownika, zależnie od ilości użytych bloków, może pojawic

się po 0,065s do 0,3s .

Występująca w niektórych sterownikach optoizolacja wejść korzystna jest w rozległych

instalacjach, o bardzo dużym poziomie zakłóceń. Zastosowanie transoptorów ( optoizolacji )

pozwala na galwaniczne oddzielenie potencjału sterownika od obwodów wejściowych.

Oczywiście napięcie na wejściach sterownika może pochodzić nie tylko z elementów

stykowych ale również z innych , różnych czujników np. zbliżeniowych, barier, ruchu,

poziomu itd.

Przykład pokazuje ideę podłączenia indukcyjnego czujnika zbliżeniowego trójprzewodowego

typu pnp ( rodzaj tranzystora wyjściowego pokazanego na rysunku ). W przypadku czujnika

dwuprzewodowego należy zastosować na wejściu sterownika rezystor pomiarowy,

odpowiednik pokazanego na rysunku wewnętrznego rezystora czujnika. Tak więc czujnik

dwuprzewodowy dwustanowy łączymy podobnie jak czujnik analogowy z wyjściem

prądowym.

UWAGA Jeśli wymagane jest natychmiastowe zatrzymanie ruchu i czas reakcji sterownika

jest zbyt długi czujniki np. krańcowe lub licznik z enkoderem mogą natychmiast wyłączać

napęd i dopiero „informować„ o tym sterownik – podpowiedź w pliku „Rozwiązania .pdf „

Wejścia analogowe to wejścia z możliwością oceny wartości podłączonego sygnału.

Możliwość pomiaru osiągnięto przez wyposażenie wejść sterownika w przetworniki

analogowo- cyfrowe.

287141259.195.png

287141259.206.png

287141259.217.png

287141259.001.png

287141259.012.png

287141259.023.png

287141259.034.png

287141259.045.png

287141259.056.png

287141259.067.png

287141259.078.png

287141259.089.png

287141259.100.png

287141259.111.png

287141259.122.png

287141259.133.png

287141259.144.png

287141259.148.png

287141259.149.png

287141259.150.png

287141259.151.png

287141259.152.png

287141259.153.png

287141259.154.png

287141259.155.png

287141259.156.png

287141259.157.png

287141259.158.png

287141259.159.png

287141259.160.png

287141259.161.png

287141259.162.png

287141259.163.png

287141259.164.png

287141259.165.png

287141259.166.png

287141259.167.png

287141259.168.png

287141259.169.png

287141259.170.png

287141259.171.png

287141259.172.png

287141259.173.png

287141259.174.png

287141259.175.png

287141259.176.png

287141259.177.png

287141259.178.png

287141259.179.png

287141259.180.png

287141259.181.png

287141259.182.png

287141259.183.png

287141259.185.png

287141259.186.png

287141259.187.png

287141259.188.png

287141259.189.png

287141259.190.png

287141259.191.png

287141259.192.png

287141259.193.png

287141259.194.png

287141259.196.png

287141259.197.png

287141259.198.png

287141259.199.png

287141259.200.png

287141259.201.png

287141259.202.png

287141259.203.png

287141259.204.png

287141259.205.png

287141259.207.png

287141259.208.png

287141259.209.png

287141259.210.png

287141259.211.png

287141259.212.png

287141259.213.png

287141259.214.png

287141259.215.png

287141259.216.png

287141259.218.png

287141259.219.png

287141259.220.png

287141259.221.png

287141259.222.png

287141259.223.png

287141259.224.png

287141259.225.png

287141259.226.png

287141259.227.png

287141259.002.png

287141259.003.png

287141259.004.png

287141259.005.png

287141259.006.png

287141259.007.png

287141259.008.png

287141259.009.png

287141259.010.png

287141259.011.png

287141259.013.png

287141259.014.png

287141259.015.png

287141259.016.png

287141259.017.png

287141259.018.png

287141259.019.png

287141259.020.png

287141259.021.png

287141259.022.png

287141259.024.png

287141259.025.png

287141259.026.png

287141259.027.png

287141259.028.png

287141259.029.png

287141259.030.png

287141259.031.png

287141259.032.png

287141259.033.png

287141259.035.png

287141259.036.png

287141259.037.png

287141259.038.png

287141259.039.png

287141259.040.png

287141259.041.png

287141259.042.png

287141259.043.png

287141259.044.png

287141259.046.png

287141259.047.png

287141259.048.png

287141259.049.png

287141259.050.png

287141259.051.png

287141259.052.png

287141259.053.png

287141259.054.png

287141259.055.png

287141259.057.png

287141259.058.png

287141259.059.png

287141259.060.png

287141259.061.png

287141259.062.png

287141259.063.png

287141259.064.png

287141259.065.png

287141259.066.png

287141259.068.png

287141259.069.png

287141259.070.png

287141259.071.png

287141259.072.png

287141259.073.png

287141259.074.png

287141259.075.png

287141259.076.png

287141259.077.png

287141259.079.png

287141259.080.png

287141259.081.png

287141259.082.png

287141259.083.png

287141259.084.png

287141259.085.png

287141259.086.png

287141259.087.png

287141259.088.png

287141259.090.png

287141259.091.png

287141259.092.png

287141259.093.png

287141259.094.png

287141259.095.png

287141259.096.png

287141259.097.png

287141259.098.png

287141259.099.png

287141259.101.png

287141259.102.png

287141259.103.png

287141259.104.png

287141259.105.png

287141259.106.png

287141259.107.png

287141259.108.png

287141259.109.png

287141259.110.png

287141259.112.png

287141259.113.png

287141259.114.png

287141259.115.png

287141259.116.png

287141259.117.png

287141259.118.png

287141259.119.png

287141259.120.png

287141259.121.png

287141259.123.png

287141259.124.png

287141259.125.png

287141259.126.png

287141259.127.png

287141259.128.png

287141259.129.png

287141259.130.png

287141259.131.png

287141259.132.png

287141259.134.png

287141259.135.png

287141259.136.png

287141259.137.png

287141259.138.png

287141259.139.png

287141259.140.png

287141259.141.png

287141259.142.png

Zależnie od modelu wszystkie wejścia lub tylko niektóre z nich mogą być wykorzystywane

jako analogowe lub jako dwustanowe zależnie od deklaracji. Wejścia analogowe

charakteryzowane są informacją o ich dokładności , rozdzielczości oraz zakresie

przetwarzania sygnału. Możemy spotkać się z informacją o ilości bitów przetwarzanych przez

stosowany przetwornik , procentową dokładnością lub najmniejszym rozróżnialnym krokiem

w określonym zakresie. Typowe wejścia napięciowe to 0-10V lub prądowe 0-20mA, 4-20mA.

Jeżeli dysponujemy sterownikiem tylko z wejściem napięciowym możemy zastosować

zewnętrzny precyzyjny konwerter zamieniający prąd na napięcie a niekiedy zwykły dokładny

rezystor, o ile sterownik ma duża rezystancję wejściową a pomiar nie musi być bardzo

precyzyjny. Zasadę podłączenia czujnika z wyjściem prądowym do sterownika z wejściem

napięciowym ilustruje poniższy rysunek.

Sygnały sterujące wykorzystywane przez sterownik mogą mieć jeszcze inne źródła takie

jak przyciski na panelu , zegar czasu rzeczywistego , kalendarz , linie przewodowe , tory

bezprzewodowe itp

Wyjścia sterownika

Najprostsze wyjścia to styki przekaźnika lub klucze tranzystorowe

Sterowniki z wyjściem przekaźnikowym są wygodne , bo pozwalają załączać obwody

oddzielone galwanicznie od siebie i sterownika. O ile tylko parametry styku na to pozwalają,

sterownik zasilany i sterowany z 24V dc może włączać niezależne odbiornik 230V ac. Wadą

jest ograniczona trwałość przekaźników eliminująca wykorzystanie ich np. do sterowania

długotrwale migającą diodą LED.

Wyjścia tranzystorowe przy zachowaniu dopuszczalnych parametrów są praktycznie

niezniszczalne, ale jak pokazano na rysunku wymagają połączenia obwodów sterownika z

287141259.143.png

287141259.145.png

zasilaniem odbiornika ( tu mas ). Wady tej nie maja wyjścia z optoizolacją wyjść. Niektóre

sterownik posiadają zabezpieczenia chroniące tranzystor przed skutkami zwarcia, ale

sensowne wydaje się też rozwiązanie stosowane w niektórych sterownikach. Np. w

sterownikach serii AF lub SR wykorzystywane są tranzystory mocy IRF 530. Oznacza to , że

mimo iż prąd wyjściowy sterownika określany jest jako 2A to tranzystory mogą przewodzić

chwilowo ( brak radiatorów ) 16A , a w impulsie nawet więcej. Tak wiec przy zwarciu

obciążenia, wcześniej niż dojdzie do zniszczenia tranzystora, zadziała ograniczenie prądu

zasilacza .

Wyjścia sterowników mogą być także analogowe co pozwala wykorzystać je do sterowania

urządzeniami proporcjonalnymi.

Innymi wyjściami, rozumianymi jako efekt pracy sterownika, mogą być wyświetlacze z

pojawiającymi się komunikatami i danymi, linie komunikacyjne a w przykładowych

sterownikach AF lub SR dodatkowo mogą to być moduły głosowe odtwarzające wcześniej

nagrane komunikaty i zestawiające połączenia telefoniczne .

Wyświetlanie dłuższych tekstów, czy odtwarzanie komunikatów głosowych bardzo ułatwia

obsługę, szczególnie w sytuacjach rzadko powtarzających się informacji typu awaria .

Kolejny przykłady zastosowania sterowników .

Zastosowanie sterowników programowalnych zamiast dotychczasowych, istniejących

rozwiązań może być celowe, ponieważ przy tych samych kosztach zakupu sterownika

możemy zwiększać funkcje urządzenia i każdorazowo dostosowywać je do konkretnych

wymagań.

Kontrola stanu baterii to nic nowego, ale sterownik programowalny w tej funkcji pozwoli

dopasować działanie do potrzeb. Poniżej przedstawiono przykładową koncepcję rozwiązania

zadania nadzoru stanu naładowania, czasu pracy i pojemności baterii zasilania awaryjnego.

Baterie akumulatorów mogą mieć różną pojemność, związany z tym dopuszczalny czas

bezpiecznej pracy jak i różne napięcia. Dla uproszczenia przykładu przyjmijmy ,że

nominalne napięcie to 12 V a dopuszczalne przy rozładowaniu 10V. Do wejść sterownika

( lewa strona na rysunku ) doprowadzone jest napięcie akumulatora Ubat, wstępnie

zredukowane dzielnikiem rezystancyjnym do poziomu U (0-10V). Na wejściach

oznaczonych L występuje stan wysoki przekazywany stykiem czujnika obecności faz o ile

napięcia sieci są prawidłowe.

287141259.146.png

C – to kasowanie ewentualnych alarmów. Już w tak prostym układzie możemy kontrolować

czas braku zasilania sieciowego , napięcie baterii i co bardzo ważne, a często pomijane, stan

akumulatorów. Jeżeli bateria zbyt szybko naładuje się tj. zbyt szybko osiągnie przyrost

napięcia np. z 11V do 12 V oznacza to utratę pojemności. Nawet nie znając parametrów

akumulatorów i źródła ładowania możemy ustalić czas prawidłowego ładowania

eksperymentalnie. Stosując taką kontrolę unikniemy niemiłej niespodzianki, gdy o utracie

pojemności baterii dowiemy się dopiero po zbyt krótkim podtrzymaniu pracy urządzenia.

O stwierdzonych stanach możemy informować obsługę sygnalizacją świetlną , komunikatami

tekstowymi na LCD ( dotyczy sterowników SR ) ale w szczególnie ważnych przypadkach lub

dla wygody, można zastosować moduł głosowy ( AF-MUL lub SR-VPD ) który informacje

przekaże głosem, a nawet może zestawiać połączenia telefoniczne do odpowiednich osób.

Uprawnione osoby ( znające hasło ) mogą z klawiatury telefonu np. uruchomić zespół

prądotwórczy.

Sprawę uruchomienia zespołu prądotwórczego możemy powierzyć również sterownikowi.

Wykorzystując zaledwie 19 z możliwych do wykorzystania 127 bloków zrealizujemy

następujące funkcje :

Po stwierdzeniu zaniku zasilania sieciowego podawany jest sygnał zapłonu, uruchamiany

rozrusznik silnika spalinowego, a po wykryciu napięcia przełączenie ( z niewielkim

opóźnieniem ) zasilania odbiorników na agregat. Zliczane są kolejne próby uruchomienia

silnika , a po 5 nieudanych następuje zaprzestanie dalszych prób i wystawienie sygnału

„awaria”. Przełączenie zasilania na sieciowe i wyłączenie agregatu następuje z opóźnieniem

eliminującym wpływy krótkotrwałego przywracania napięcia w sieci

.

Rys. Przykład automatycznego rozruchu zespołu prądotwórczego wykonany z użyciem

sterownika AF ( Array-Fab ).

Opisane powyżej zadania można połączyć w ramach jednego sterownika , a funkcjonalność

znacznie poprawi się po użyciu rozszerzenia w postaci modułu fonicznego ( powiadamianie

głosem ).

Dotychczasowe przykłady ilustrowane były z wykorzystaniem programu QuickII, i

sterowników AF, ale można je zrealizować na dowolnie innym sterowniku spełniającym

287141259.147.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin