EAP_PLC_dio

1Sveucilite u Zagrebu, Fakultet elektrotehnike i racunarstva Elementi automatizacije procesa Zavod za automatiku i procesno racunarstvo Predavanja - PLC

Programirljivi logicki kontrolerPLC

1. Uvod

2. Komponente

3. Programiranje

4. Operatorsko sucelje


1. Uvod

Klasicni sustavi upravljanja u industriji => relejna logika => releji (i ostale komponente) spojeni icama

problemi pogreke u logici upravljanja => prespajanje ica, promjena upravljacke funkcije => prespajanje ica, dodavanje novih komponenti => prespajanje ica.

Dokumentiranje,dijagnostika,kopiranje aplikacija ...


PLC racunalo za industrijsku primjenu

pogreke u logici upravljanja => promjene programa, promjena upravljacke funkcije => promjene programa, dodavanje novih komponenti => promjene programa i oicenja.

Dokumentiranje, dijagnostika, kopiranje aplikacija ... vrlo jednostavno !

Povijestkasne 60-e => Bedford Associates => Modular Digital Controller

(MODICON)MODICON 084 4 bita1973 MODICON ModBus komunikacija, analogni ulazi/izlazi80-e => smanjenje velicine, programski standardi90-e => IEC 1131-3 standard, vii programski jezici


PLC izgled, unutranjost i nacin rada


2. Komponente

Modularnost najznacajnije svojstvo PLC-a,

dodavanje modula ovisi o funkcijama koje treba obavljati PLC.


Logicki (diskretni, digitalni) ulaz

Analogni ulaz

Ulazno/Izlazni (I/O) moduli Y] DL] P HX3/ & -a i upravljanog sustava

diskretni I/O logicki signali (granicnici, tipkala, sklopke, ...)kontinuirani I/O analogni signali (mjerni pretvornici, osjetila, ...)


Logicki (diskretni, digitalni) izlaz

Analogni izlazi


Logicki ulazi

Logicki izlazi

10

Sveucilite u Zagrebu, Fakultet elektrotehnike i racunarstva Elementi automatizacije procesa Zavod za automatiku i procesno racunarstvo Predavanja - PLC

analogni ulaziA/D pretvorba

Period diskretizacija

Trajanje pretvorbe

A/D pretvarac

aliasing

11


Komunikacijski (COM) moduli Y] DL] P HXXSUDYOMD ckih komponenti sustava (PLC PLC, PLC PC)

PPIMPIProfiBusLAN

12


3. Programiranje

Razvojnialat

Serijskakomunikacija

PLC

PC

13


zahtjev zaprekid

razlicita trajanja ciklusa

pristup programiranju

14


ciklus odreden brojem i vrstom instrukcija

ciklus odreden od strane korisnika(ne ovisi o broju i vrsti instrukcija)

Twido2-150 ms

15


Organization Blocks(Simatic)-pokretani prekidima,-vremenski prekidi,-hardwareski prekidi,-dnevni prekidi,- ...

16


Primjer RUHLYDQMHF iklusa (S7-216)

Main (OB1) samo dvije mree1) inicijalizacija sustava,2) poziv subroutine upravljackog alg.

subroutine loop

17



inicijalizacija vremenskog interupta

special memory byte 34 generira system event ;razmak izmedu dva uzastopna eventa definira se u ms;SMB34 = 100 event 10 generira se svakih 100 ms

interupt CYC_int, definiran od strane korisnika, povezan je s eventom 10;po eventu 10 izvri se CYC_int

18



CYC_int interupt

postavljanjem bita Scan_ONomogucuje se izvravanje upravljackog algoritma

SMB34 => Event 10 => CYC_int => Scan_ON

19


Tipovi podataka

20


bit => I100.0 ulazni bit (veza prema digitalnom ulazu), Q100.0 izlazni bit (veza prema digitalnom izlazu),V100.0, M100.0 memorijski bit (privremeno spremanjeinformacije), SM0.0 sistemski bit (konfiguriranje i citanje stanja PLC-a)

TWIDO - %M0, %I100.0, %S0

byte => IB100 - ulazni byte (veza prema digitalnim ulazima),QB100 - izlazni byte (veza prema digitalnim izlazima),VB100, M100 - memorijski byte (privremeno spremanjeinformacije),SMB100 - sistemski byte (konfiguriranje i citanje stanja PLC-a)

TWIDO - %MB100

21


word => IW100 - ulazna rijec (veza prema analognim ulazima),QW100 - izlazna rijec (veza prema analognim izlazima),VW100 - memorijska rijec (privremeno spremanjeinformacije),

TWIDO - %MW100, %IW100

double => VD100 - memorijska dupla rijec (privremeno spremanjeinformacije),

TWIDO - %MD100

- direktno adresiranje

- indeksno adresiranje (pokazivaci)

22


%MB0 sadri %M0, %M1, %M2, ... , %M7 %MW0 sadri %MB0 i %MB1 %MD0 sadri %MW0 i %MW1

23


Simbolicko adresiranje tablica simbola (Symbol table, Symbols)

nazivvarijable adresa

varijable

opisvarijable

24


Pisanje programa razvojni alati (STEP 7, MicroWIN, TwidoSoft, ...)

Konfiguriranje hardware-a

promjena tipa PLC-a ubacivanje, podeavanje i

brisanje dodatnog I/O modula podeavanje funkcija ulaznih

signala podeavanje funkcija izlaznih

signala mapa podeenje ulaza i izlaza podeavanje komunikacije ...

25


26


Osnovni razvojni jezici

Ladder diagram

STL statement list

FBD functionblock diagram

27


Ladder dijagram

- osnovni entitet programa je mrea (rung, network)

- mrea se sastoji od simbola kojipredstavljaju instrukcije iupravljacke komponente

energija

informacija

izvodenje programa:1. odozgo prema dolje, mrea po mrea2. odozgo prema dolje u mrei3. slijeva na desno u mrei

28


Primjer pritiskom na prekidac, pali se lampica

29


Osnovni simboli i operacije u ladder dijagramu

radni kontakt

mirni kontakt

uzlazni brid

silazni brid

izlazni svitak

invertirani izlazni svitak

SET

RESET

30


Q0.0 = I0.0 AND I0.1

Q0.0 = I0.0 OR I0.1

Q0.0 = I0.0 AND (NOT I0.1)

osnovne logicke operacije u ladder dijagramu

31


Ostale operacije u ladder diagramu

- aritmeticke operacije zbrajanje, oduzimanje, moenje, ...

- operacije pridjeljivanja i konverzije byte u word, word u double, ...

- operacije usporedbe >,

32


Primjer - funkcija definirana odstrane korisnika,histereza (STEP 7)

simbol

programskikod

33


Timer (TwidoSoft) vremenski releji nacini rada: TON (zakanjeli uklop), TOF

(zakanjeli isklop), TP (treptajuci) vremenske baze 1ms, 10ms, 100ms, 1s i 1

min %TM oznaka vremenskog bloka n broj vremenskog bloka

64 (n=0 do 63) za 10 i 16 I/O Twido128 (n=0 do 127) za ostale

%TMn.P predpodeena vrijednost %TMn.V trenutna vrijednost %TMn.Q stanje izlaznog kontakta

34


TON TOFF

TP

35


Counter (TwidoSoft)

16 brojaca funkcije brojanja

gore i dolje %C oznaka brojaca n broj brojaca

ulazi:- %Cn.R ponitavanje brojaca- %Cn.S podeavanje na

predpodeenu vrijednost- %Cn.CU brojanje gore (UP)- %Cn.CD brojenje dolje (DOWN)

izlazi:- %Cn.E underflow (promjena

%Cn.V iz 0 u 9999)- %Cn.D dosegnuta predpodeena

vrijednost, %Cn.V = %Cn.P- %Cn.F overflow (promjena %Cn.V

iz 9999 u 0)- %Cn.P predpodeena vrijednost

- %Cn.V trenutna vrijednost brojaca

36


Primjer priprema smjese (opis procesa)

BApumpa A pumpa B

mjealica

ventil

mjerila razine-pun-napola pun-prazan

Koraci procesa:

1. Punjenje polovicespremnika sastojkom A,

2. Punjenje druge polovicespremnika sastojkom B,

3. Mijeanje smjese 120 s,

4. Isputanje smjese izspremnika.

37


Primjer priprema smjese (opis procesa)

38


pumpa B

Primjer priprema smjese (pridjeljivanje procesnih signala I/Omodulima PLC-a)

Q0.0 Q0.1Q0.2

Q0.3

BA

I0.0

I0.1

I0.2

pumpa A

mjealica

ventil


ventil otvorenQ0.3

mjealica radiQ0.2

pumpa B radiQ0.1

pumpa A radiQ0.0

spremnik prazan(h = H_min)

I0.2

spremnik napola pun (h = H_mid)

I0.1

spremnik pun(h = H_max)

I0.0

39


Primjer priprema smjese (simbolicko adresiranje)

VLV_ONQ0.3

MIX_ONQ0.2

PMPB_ONQ0.1

PMPA_ONQ0.0

H_minI0.2

H_midI0.1

H_maxI0.0

40


1. Punjenje polovicespremnika sastojkom A.

Primjer priprema smjese (programiranje)

Q0.0 Q0.1

Q0.2

Q0.3

I0.0

I0.1

I0.2

BA

41


2. Punjenje druge polovicespremnika sastojkom B.


Q0.0 Q0.1

Q0.2

Q0.3

I0.0

I0.1

I0.2

BA

42


3. Mijeanje smjese 120 s.


Q0.0 Q0.1

Q0.2

Q0.3

I0.0

I0.1

I0.2

BA

43


4. Isputanje smjese izspremnika.


Q0.0 Q0.1

Q0.2

Q0.3

I0.0

I0.1

I0.2

BA

44


pumpa B

Q0.0 Q0.1Q0.2

Q0.3

BA

I0.0

I0.1

I0.2

pumpa A

mjealica

ventil


Napomena:Program ne sadri dio vezan uz postavljanje sistemskih bitova o kojima ovise stanja izlaza u slucaju iznenadnog prekida rada (nestanak napajanja), kao ni dio vezan uz otkaz mjerila razine, pumpi i ventila.

45


Unos programa

TwidoSoft

STEP 7 - MicroWin

46


- prijevod programa (compile, analyse),- transfer programa u PLC / iz PLC-a (download, upload),- pokretanje programa (run) status PLC-a

Twido

Simatic

- optimiranje programa Karnaughove tablice, DeMorganova pravila,

47


Provjera ispravnosti rada programa (debug)

-trenutna stanja varijabli (memorijskih lokacija PLC-a)animation tables, status charts, variable tables

STEP 7 - MicroWin

TwidoSoft

Upis nove vrijednosti- forsiranje

48


Prekidi rada - nestanak napajanja i/ili STOP/RUN promjena=> stanja ulaza i izlaza ?

-automatsko pokretanje programa nakon uspostavljanja napajanja=> stanja ulaza i izlaza ?

-hot restart program nastavlja tamo gdje je stao prije prekida,podaci sacuvani u memoriji

-warm restart program pocinje iz pocetka, podaci sacuvani umemoriji

- cold restart program pocinje iz pocetka, podaci izbrisani

Pokretanje programa odredeno je vrstom PLC-a i nacinom na koji je restartdefiniran u programu (sistemski bitovi, posebni programski blokovi).

49


50


51


4. Procesno sucelje

SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

sustav za prikupljanje, prikazivanje, pohranjivanje iupravljanje podacima u industrijskim postrojenjima,

prikupljanje podataka komunikacija s perifernim upravljackim jedinicama (PLC),

prikazivanje podataka zaslon osobnog racunala ili panel; prikaz podataka ugrafickom (bar graf, trend) ili numerickom (brojcanopolje) obliku; graficki prikaz dijelova procesa,

pohranjivanje podataka baze podataka; dnevni, mjesecni, godinji izvjetaji,

upravljanje podacima pretraivanje; veza prema drugim aplikacijama i premavioj razini upravljanja.

52


WinCCABB MasterSiemens ProtoolSiemens Protool/Pro Wonderware InTouchFactoryLinkSoftPLC VIEWpointCitectFix Rockwell (Allen Bradley) RSViewAFE FLS ECS...

SCADA sustavi na tritumrena konfiguracija SCADA sustava

UNIX Windows

53


Procesno sucelje - nekoliko razina

a) operatorsko sucelje (operator interface)- omogucuje operateru pracenje i mijenjanje pojedinih procesnih velicina i stanja sustava putem grafickih i numerickih objekata,

b) sucelje za odravanje (maintenance interface)- omogucuje detaljno pracenje procesnih velicina (I/O) i stanja sustava (log files); dijagnostika i otklanjanje kvarova (alarmne liste),

c) ininjersko sucelje (comissioning interface)- omogucuje podeavanje parametara i konfiguriranje sustava; najvii prioritet zatite.

d) poslovno sucelje (management interface)- omogucuje analizu i planiranje proizvodnje

54


stari sustavi

novi sustavi

55


Vertikalna i horizontalna integracija proizvodnje

56


a) operatorsko sucelje (operator interface)

biblioteke grafickih objekata (drag&drop princip)

svojstva grafickog objekta (trend graf)

57



naziv procesne varijable(lable)

izmjerena vrijednost procesne varijable(REAL tag) - read

zadana vrijednost procesne varijable

status regulatora(BOOL tag) - read

%MW100 tlak_MV tlak_MV_scd

adresa simbolicka adresa

SCADA tagSCADA objekt

58



naziv regulatora

promjena zadane vrijednosti(REAL tag) read / write

promjena statusa regulatora(BOOL tag) read / write

59



trend - prikaz varijable u vremenu

60


b) sucelje za odravanje (maintenance interface)

Primjer - Win2000

pokrenute aplikacije

log file nakon prekida rada SCADA sustava

sistemske poruke

vrijeme zaustavljanja aplikacije

61


c) ininjersko sucelje (comissioning interface)

pristup zaticen zaporkom

-podeavanje parametararegulatora-konfiguriranje sustava

-odredivanje parametaraprocesa

62


d) poslovno sucelje (management interface)

Dnevniizvjetaj

Documents

EAP_PLC_dio