Sterownik najprosciej1.pdf

STEROWNIK PROGRAMOWALNY NAJPROŚCIEJ

Dlaczego nie sięgamy po nowe rozwiązania ?

Wydaje się, że wśród wielu powodów najważniejsze to: brak przekonania o takiej

konieczności , niepewność czy nowe nie okaże się zbyt trudne i kłopotliwe , wątpliwości co

do korzyści, no i brak okazji . Sprawa nie jest tak prosta, jak może się wydawać, tym

bardziej, że wiele produktów wyposażanych jest w cechy korzystne głównie ze względów

marketingowych, w praktyce mało przydatnych.

Z pewnością do technicznych nowości , które zyskały już ugruntowaną pozycję należą

sterowniki programowalne . Zostaje więc tylko problem jak szybko poznać je praktycznie i

ocenić, czy będą przydatne w zamierzonych zastosowaniach. .

Być może tylko dla porządku przypomnimy ,że najprostszy sterownik programowalny

zbudowany jest z :

- wejść wykrywających zmiany dwustanowe ( jest sygnał albo go nie ma ) lub

analogowe ( jaką wartość ma sygnał dołączony do wejścia )

- wewnętrznego mikroprocesorowego układu sterującego z programowalną pamięcią

- wyjść w formie styków przekaźnika lub tranzystorów sterowanych układem

mikroprocesorowym, zgodnie z wolą użytkownika zapisaną w programowalnej

pamięci

Dodatkowe układy to: wewnętrzny zasilacz dostosowujący sterownik do typowego zasilania

np.12-24V lub 230V, port do komunikacji z komputerem , czasami zegar czasu rzeczywistego

RTC , wyświetlacz i klawiatura. Szczegóły techniczne podają instrukcje, dlatego

poniżej proponujemy szybkie i praktyczne poznanie jednej z metod programowania

sterowników, prawdopodobnie najłatwiejszej do prostych zastosowań. Metoda ta, to FBD (

Function Block Diagram ), czyli rysowanie na ekranie komputera schematu (diagramu ) z

użyciem dostępnych bloków funkcyjnych . Tworzony diagram podobny jest do schematu

obwodów elektrycznych. Sygnały wejściowe całego schematu odpowiadają wejściom

sterownika, a wyjściowe są wyjściami sterownika (np. przekaźniki ). Dostępne w metodzie

FBD bloki i ich działanie, są bardzo zbliżone do elementów stosowanych w technice

cyfrowej. Nie oznacza to, że osoby nie mające dotychczas doświadczenia z techniką cyfrową

nie poradzą sobie z programowaniem FBD. Programy komputerowe przeznaczone do

programowania sterowników wyposażane są w symulacje działania bloków i całego

diagramu. Największą zaletą FBD w stosunku do metody drabinkowej LAD , czy

wpisywania komend, jest możliwość łatwego śledzenia przebiegu sygnałów od wejścia do

wyjścia sterownika w formie ciągłej, podświetlanej linii. Nie musimy więc uważać na ukryte

skoki w linijkach programu, czy szczeblach drabinki , bo w FBD wszystko widać.

Wydaje się, że ktoś kto widział skomplikowany schemat układu przekaźnikowego ( np.

fragmentów dawnej centrali telefonicznej ) nie ma wątpliwości, dlaczego technika cyfrowa

wprowadziła swoje symbole logiczne, zamiast kontynuować pozornie prostsze stosowanie

symboli styków.

Warto pamiętać, że działanie sterownika polega na wykonywaniu programu w powtarzającej

się pętli , który analizuje stany wejść, analizuje i aktualizuje stany wszystkich zastosowanych

przez użytkownika bloków ( opisanych modeli ), a na koniec ustawia wyjścia sterownika .

Oznacza to, że aktualizacja wyjść możliwa jest dopiero po jakimś czasie. Wybierane czasy

w blokach czasowych dotyczą ich wyjść, ale nie określają możliwości całego sterownika.

Ćwiczenie praktyczne dla osób początkujących :

Zadaniem jest wykonanie prostego projektu metodą FBD i sprawdzenie działania poprzez

symulację programową , a realizującego następujące funkcje:

Pojazd ( np. śmieciarka opuszczająca wysypisko ) wjeżdżający na platformę z czujnikiem

obciążenia ma być spryskany wodą przez czas 20 sek. Włączenie natrysku należy opóźnić o

5 sek. od chwili wykrycia obciążenia pojazdem. W czasie oczyszczania pojazdu powinno

zapalić się czerwone światło sygnalizujące. Poniżej przedstawiono rysunek obiektu do

zadania .

Aby wykonać i sprawdzić projekt należy pobrać ze strony www.telmatik.pl

demonstracyjny program Quick II dla sterowników AF ( Array-FAB ). Dokładniej, to wersja

demonstracyjna umieszczona jest pod przyciskiem pobierz :

www.telmatik.pl/download/fab/quickpl.exe .

Wersja demonstracyjna nie wymaga instalacji ale nie można nią programować sterownika.

Jednak wykonany, przetestowany i zapisany projekt jest pełnowartościowy. .

Uruchomienie programu QuickII.exe spowoduje pojawienie się pola z odpowiednimi

narzędziami do rysowania diagramu, lub otwierania gotowych już plików.

Na początku należy więc zdecydować i wybrać polecenie „Otwórz” lub „Nowy” a następnie

wykonywać czynności zgodnie z naniesioną na rysunku numeracją.

rys. wygląd uruchomionego programu QuickII

1- decyzja o wykonaniu nowego projektu

2- wybór wielkości sterownika (np. 6wejśc , 4 wyjścia) i akceptacja przyciskiem OK.

3- wybór grupy dostępnych bloków funkcyjnych ( pole wyżej )

4- aktualnie dostępne bloki funkcyjne , przenoszone na pole rysowania diagramu

5- przycisk uruchamiający funkcję rysowania połączeń między blokami

W konkretnym, naszym zadaniu, wygląd gotowego diagramu może wyglądać jak na rysunku

poniżej :

rys. przykład projektu działania sterownika myjni podwozia

Przykład jest bardzo skromny, ale pozwala poznać ważniejsze zasady . Z lewej strony

symbolicznie zaznaczone są wejścia sterownika I1-I6, z prawej wyjścia Q1-Q4. Do wejść

podawane jest napięcie jako sygnał sterujący. Wyjściami są niezależne styki przekaźników,

zamykające obwód sygnalizacji i elektrozaworu wody. Do realizacji użyto 4 bloków (

licznik w prawym dolnym rogu ekranu ) ,z możliwych do wykorzystania 127 . Pokazuje to

potencjalne możliwości nawet bardzo prostego sterownika.

Jak to działa ? Po podaniu napięcia na wejście I2 , czyli pojawieniu się stanu wysokiego,

blok B1 na swoim wyjściu wygeneruje impuls o czasie trwania 30sek ( ustawiany we

właściwościach bloku ) . Sygnał z wyjścia bloku B1 poprzez element sumujący sygnały (

podobnie jak równolegle połączone styki ) B4 przepisywany jest na wyjście Q1 sterownika (

zapalenie sygnalizacji ). Jak widać możliwe jest również ręczne zapalenie sygnalizacji, przez

drugie wejście I1. Sygnał z wyjścia B1 podawany jest również do wejścia bloku B2

opóźniającego pojawienie się jego na wejściu B3 o 5 sekund. Blok B3 wygeneruje impuls o

czasie 20sek , czyli wymaganym czasie natrysku wody.

Działanie całego projektu , czy jeszcze wcześniej pojedynczych bloków, najłatwiej sprawdzić

uruchamiając w programie Quick symulację działania sterownika ( przyciskiem „Start”).

Nasz komputer wykona narysowane zadanie, dodatkowo sygnalizując zmianą koloru stany

wszystkich linii.

rys. Widok programu Quick II z włączoną symulacją pracy sterownika.

Obserwując zmieniające się stany wejść, wyjść, linii, czy odliczane w blokach czasy , jako

reakcje na wymuszenia od strony wejść sterownika ( przez kliknięcie myszką ) możemy

analizować działanie naszego projektu.

Podczas symulacji innych diagramów również będziemy mogli obserwować zmieniające się

stany liczników, wyjść bloków zegarowych , kalendarza czy efekty porównań sygnałów

analogowych w komparatorach itp.

Po przesłaniu projektu do sterownika ( przez port RS232, USB itp. ), jego mikroprocesor

będzie wykonywał ten sam program analizując w niekończącej się pętli blok po bloku.

Jednak dla zapewnienia właściwej kolejności analizowania bloków przez sterownik, przez

analogię z kierunkiem przepływem prądu od wejścia do wyjścia sterownika, pod koniec prac

projektowych należy uporządkować numery bloków. Zasadą powinno być, aby blok bliżej

źródła sygnału miał numer niższy ( był przez to wcześniej analizowany ) niż blok

następujący po nim . Na rysunku bliżej wejścia (źródła sygnału ) jest blok B1, po nim

następują bloki z numerami B2 i B4. W programie Quick zmianę numeru wykonuje się

„ręcznie” ale niekiedy realizowane jest to automatycznie np. w SuperCad .

Uruchomienie obiektu

Właściwie, po zapisaniu programu do sterownika i wykonaniu połączeń elektrycznych

powinno już wszystko działać. A jeśli nie, to pomocna przy uruchomieniu będzie funkcja

programu Quick II, nazwana „monitor”. Tym razem podświetlane wejścia i wyjścia czy

wewnętrzne linie diagramu odzwierciedlać będą faktyczne stany pracy sterownika ( już nie

symulacji ). Jednak brak oczekiwanej zmiany sygnału z czujnika , czy prawidłowe

wysterowanie przekaźnika możemy zaobserwować również na wyświetlaczu LCD.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: