Доступ запрещен - СУ ХТПcyxtp.ucoz.ru/_ld/0/9_-__.pdf · 5 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 14-qf1 +5 +24 sa1 - ˘ˇ ˆ ˙ ˝ ˛˚ ˜ ˘ˆ˚ ˜!" ˇˆ # $ % #˛ ˛

Лабораторный стенд

«ПРОМЫШЛЕННЫЕ ДАТЧИКИ УРОВНЯ»

Методические указания к проведению лабораторных работ

Челябинск

2013 г.

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТЕНДА .................................................................. 3

1.1 Назначение стенда .................................................................................................... 3

1.2 Состав стенда ............................................................................................................ 4

1.3 Функциональная схема стенда ................................................................................ 6

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СТЕНДА ......................................... 8

2.1. Стойка управления. ............................................................................................. 8

2.1.1 Модуль «Преобразователь частоты». ............................................................... 8

2.1.2 Модуль «Программируемый логический контроллер». ............................... 14

2.1.3 Модуль «Питание стенда». .............................................................................. 19

2.1.4 Модуль «Показания датчиков уровня». ........................................................ 19

2.2 Полевое оборудование. ......................................................................................... 20

2.2.1 Центробежный насос Lowara .......................................................................... 20

2.2.2 Ультразвуковой датчик уровня PEPPERL+FUCHS 6GR6231-3RS00 ......... 21

2.2.3 Емкостной датчик уровня LK 3123 ................................................................. 21

2.2.4 Гидростатический датчик уровня ПД100-ДГ ................................................ 22

2.2.5 Гидростатический датчик уровня DMP331 ................................................... 23

2.2.6 Дискретный датчик уровня ПДУ-1.1 .............................................................. 23

2.3 Персональный компьютер и программное обеспечение. ................................. 24

2.4. Комплект кабелей и соединительных проводов ................................................ 24

3. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ...................................................................................... 25

3.1 Работа №1. Снятие статических характеристик датчиков уровня .................... 25

3.2 Работа №2. Настройка системы автоматического регулирования уровня

жидкости ........................................................................................................................ 29

3.3 Работа №3. Основы программирования контроллера OMRON CP1E .............. 34

ПРИЛОЖЕНИЕ А. SCADA-система TRACE MODE 6 ............................................... 59

3

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТЕНДА

1.1 Назначение стенда

Лабораторный стенд предназначен для обучения студентов

электротехнических и технологических специальностей нефтяной и газовой

промышленности. В частности, для проведения лабораторных работ по курсам

«Датчики технологических процессов», «Автоматизация технологических

процессов и комплексов».

Внешний вид лабораторного стенда представлен на рис. 1.

Рис. 1. Внешний вид стенда «Промышленные датчики уровня»

Стенд позволяет исследовать:

– статические и динамические характеристики датчиков уровня различного

типа;

– системы регистрации данных уровня.

– система автоматического регулирования уровня при воздействии

возмущений с применением датчиков различного типа.

4

1.2 Состав стенда

Лицевая сторона лабораторного стенда представлена на рис. 2. Комплекс

содержит:

– лабораторный стол с металлическим каркасом, на котором установлено

полевое оборудование и стойка управления (1);

– питательный бак объемом 60 литров (2);

– приемный бак объемом 20 литров, снабженный измерительной шкалой

(3);

– насос, обеспечивающий подачу воды из питательного бака в приемный

(4);

– систему труб, соединяющую элементы гидросистемы (5);

– шаровый кран для подачи жидкости из питательного бака в систему (6);

– регулировочный кран для ограничения потока воды (7);

– шаровый кран для слива воды из приемного бака в питательный (8);

– шаровый кран для слива жидкости из питательного бака (на рис. 2 не

показан);

– электромагнитный клапан для слива воды из приемного в питательный

бак (9);

– датчики уровня, расположенные в приемном баке (10);

– стойка управления, расположенная на лабораторном столе и состоящая

из 4 модулей:

• модуль «Преобразователь частоты» (11);

• модуль «Программируемый логический контроллер»,

включающий в себя ПЛК OMRON CP1E, а также элементы

управления и индикации (12);

• модуль «Питание стенда» (13);

• модуль «Показания датчиков уровня» (14);

– персональный компьютер с установленным программным обеспечением

(на рис. 2 не показан).

5

2

1

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1213

14Учтех-Профи

QF1

+5 В +24 В SA1

ПИТАНИЕ СТЕНДА

Учтех-Профи

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Аварийный СТОП

Выбор режима управления

Готовность ПЧ к работе

Пульт ПЧ

ПЛК

ПОКАЗАНИЯ ДАТЧИКОВ УРОВНЯ

Поплавковые датчики Датчик гидростатическогодавления мембранного типа

PA1

Погружной гидростатический датчик

PA2

Емкостный датчик

PV1

Ультразвуковой датчик

PF1

SQ1

SQ2

SQ3

УЧТЕХ

профи

RS-232 - USB(OMRON)

USB (OMRON)

Аналоговый ввод/вывод

Дискретный вывод

Дискретный ввод

УЧТЕХпрофи

CH 90 CH 190

0.00

100.00

0 1.0

100.01

0 2.0

100.02

0 3.0

100.03

0 4.0

100 4.0

0 5.0

100.05

0 6.0

100.06

0 7.0

100.07

Питаниеконтроллера

OMRON SYSMAC CP1E

0 10

5

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР

Рис. 2. Внешний вид лабораторного стенда «Промышленные датчики уровня»

6

1.3 Функциональная схема стенда

Общая функциональная схема лабораторного стенда представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема функциональная лабораторного стенда

Н1– насос центробежный Lovara серии CEA; L1 – ультразвуковой датчик уровня P&F; L2 –

емкостной датчик уровня IFM LK 3123; L3 – погружной датчик гидростатического давления

ОВЕН ПД100-ДГ; L4 – врезной гидростатический датчик уровня BD SENSOR DMP 331; L5-L7 –

врезной гидростатический датчик уровня ОВЕН ПДУ1.1; Кр1-Кр3 – краны шаровые; Кр4 –

задвижка клиновая; Кл1 – электромагнитный клапан; QF1 – автоматический выключатель; G1 –

источник питания 24 В постоянного тока; UZ1 – преобразователь частоты Delta VFD-EL; АРМ –

автоматизированное рабочее место; А1 – программируемый контроллер Omron CP1E с модулем

аналогового ввода-вывода.

Гидравлическая часть насосной станции вместе с полевым оборудованием

установлена на каркасе, имеющим четыре опоры, регулируемых по высоте и

позволяющих устанавливать лабораторный стол на неровных поверхностях. В

каркас установлены два бака для воды: приемный – емкостью 20 л и питательный –

емкостью 60 л. В нижней части рамной конструкции также смонтирован насосный

агрегат.

Насосный агрегат состоит из консольного центробежного насоса Н1 с

приводным электродвигателем.

При достижении уровня жидкости в приемной емкости верхнего значения,

срабатывает аварийный герконовый выключатель поплавкового типа, который

подает сигнал остановки насоса Н1 на преобразователь частоты UZ1. Также

защиту от перелива обеспечивает перепускная труба, сливая поступающую воду в

питательную емкость. Максимальная производительность насосного агрегата

ограничена клиновой (или дисковой) задвижкой Кр4.

В качестве задвижек, обеспечивающих состояние открыто/закрыто,

применены шаровые краны поворотного действия Кр1 – Кр3.

7

Электрическая часть лабораторного стенда содержит модуль «Питание

стенда» на котором расположен автоматический выключатель QF1,

обеспечивающий включение питания стойки. Также внутри модуля имеется

импульсный источник питания G1 – для питания программируемого

контроллера и изучаемых датчиков уровня.

Питание электродвигателя насосного агрегата осуществляется от

преобразователя частоты UZ1 фирмы Delta, расположенном на модуле

«Преобразователь частоты». Частотный преобразователь снабжен панелью

управления, обеспечивающей управление и индикацию скорости вращения и

других параметров двигателя.

Система автоматизации насосной станции представляет собой

программируемый контроллер А1 с базовым набором входов/выходов, основными

задачами которого являются:

– сбор и обработка информации с датчиков уровня L1 – L7, расположенных в

приемном баке;

– отработка заранее записанной в него управляющей программы;

– управление преобразователем частоты UZ1, находящимся в электрической

части лабораторной стенда, и обеспечивающим изменение частоты вращения

и производительность насоса гидравлической системы.

Для изучения работы программируемого контроллера на лицевой панели

модуля ПЛК установлены тумблеры и светодиоды, а также один потенциометр и

один цифровой индикатор, работающий в режиме измерения напряжения. Кроме

этого возможен режим управления лабораторной стойкой с помощью описанных

выше органов управления индикации при наличии в программируемом

контроллере соответствующей управляющей программы.

Для программирования промышленного контроллера, конфигурирования

преобразователей интерфейсов, а также визуализации и управления

технологическим процессом лабораторной стойки и сбором и анализом различной

информации, поступающей с лабораторной стойки, в системе автоматизации

имеется автоматизированное рабочее место, представляющее собой персональный

компьютер со SCADA-системой фирмы Adastra Research и всем необходимым

предустановленным фирменным программным обеспечением.

В лабораторном стенде предусмотрена возможность вывода информации с

датчиков технологических параметров (датчиков уровня) в SCADA-систему. При

этом показания датчиков отображаются также на соответствующих индикаторах,

расположенных на лицевой панели модуля «Показания датчиков уровня».

Представленная система автоматизации технологического процесса –

открытая. Система автоматизации построена на промышленном оборудовании

фирм OMRON, МЕТРАН, IFM, P&F, ОВЕН. В качестве программного обеспечения

используется также лицензионное ПО фирмы OMRON и Adastra Research, c

помощью которого можно создавать свои алгоритмы управления или

редактировать базовые программы.

8

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СТЕНДА

2.1. Стойка управления. Стойка управления – часть стенда, расположенная на лабораторном столе и

содержащая часть системы автоматизации, функционально разделенную на 4

модуля (см. рис. 2):

• модуль «Преобразователь частоты» (11);

• модуль «Программируемый логический контроллер» (12);

• модуль «Питание стенда» (13);

• модуль «Показания датчиков уровня» (14);

2.1.1 Модуль «Преобразователь частоты».

Модуль представляет собой систему питания электродвигателя насосного

агрегата, содержащую преобразователь частоты Delta VFD-EL а также элементы

управления и индикации. Технические характеристики и элементы управления ПЧ

рассмотрены ниже.

Внешний вид модуля приведен на рис. 4.

На лицевую панель модуля вынесена панель управления ПЧ,

обеспечивающая управление и индикацию скорости вращения и других

параметров двигателя. Кроме преобразователя частоты, в модуль встроены:

- Светодиодный индикатор «Готовность ПЧ к работе», сигнализирующий о

том, что на преобразователь частоты подано питание и не зафиксировано никаких

аварий;

- Кнопка «Аварийный СТОП», подающая на ПЧ команду блокировки работы

привода насоса. Служит для аварийной остановки насоса в случае угрозы перелива

жидкости из приемного бака.

- Тумблер «Выбор режима управления», с помощью которого выбирается

способ управления электроприводом насоса. В режиме «Пульт ПЧ» команды

включения\отключения привода, а также задание частоты осуществляется с панели

управления ПЧ. В режиме «ПЛК» команды включения\отключения привода, а

также задание частоты осуществляется программируемым логическим

контроллером, подключенным к управляющим терминалам преобразователя

частоты.

9


ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Аварийный СТОП

Выбор режима управления

Готовность ПЧ к работе

Пульт ПЧ

ПЛК

Рис. 4. Модуль «Преобразователь частоты»

Преобразователь частоты Delta VFD-EL содержит неуправляемый

выпрямитель и автономный инвертор, обеспечивающие преобразование

переменного напряжения 2х220В в трехфазное напряжение с регулируемыми

значениями амплитуды и частоты, что позволяет осуществлять регулирование

скорости вращения асинхронного электродвигателя.

ПЧ этой серии отличаются:

− простотой обслуживания и ввода в эксплуатацию;

− малыми габаритами и массой с возможностью монтажа на DIN-

рейку;

− возможностью плотной установки ПЧ и объединения их шин

постоянного тока;

− наличием встроенного RS-485 порта и дополнительных

коммуникационных адаптеров для сетей Profibus, DeviceNet,

LonWorks и CANopen;

− встроенным радиочастотным фильтром класса В (для моделей

1ф/230В и 3ф/400В).

Внешний вид преобразователя частоты представлен на рис. 5.

10

Рис. 5. Внешний вид ПЧ Delta VFD-EL.

- Входные терминалы (R/L1, S/L2, T/L3) - клеммы для подключения

питающей сети (ПЧ с однофазным питанием 220В подсоединяются к клеммам R и

S).

- Выходные терминалы (U/T1, V/T2, W/T3) - клеммы для подключения

трехфазного асинхронного двигателя.

- Панель управления (Рис.6) состоит из:

(1) Дисплей состояния – 4 светодиодных индикатора, отображающих

состояние привода.

− RUN: светится во время работы привода;

− STOP: светится при остановленном приводе;

− FWD: светится при прямом вращении привода;

− REV: светится при обратном вращении привода;

(2) LED-дисплей. Позволяет индицировать частоту, фазный ток,

напряжения, параметры, коды ошибок ПЧ;

(3) Потенциометр. Осуществляет задание частоты, когда тумблер

модуля «Преобразователь частоты» включен в режим «Пульт ПЧ».

(4) Кнопка RUN. Осуществляет пуск привода.

(5) Кнопки UP и DOWN. Позволяют регулировать частоту, а также

производить выбор параметров ПЧ и изменять их значения.

(6) Кнопка MODE. Осуществляет переключение между режимами

индикации на LED-дисплее.

(7) Кнопка STOP/RESET. Осуществляет останов привода и сброс

аварийной блокировки.

11

Рис. 6. Панель управления Delta VFD-EL.

- Съемная крышка – выполняет как декоративную функцию, так и функцию

защиты управляющих терминалов от внешнего воздействия. На Рис.7. показано

расположение управляющих терминалов. Их назначение представлено в табл. 1.

Рис. 7. Управляющие терминалы ПЧ Delta VFD-EL.

Таблица 1

Обозначение Функция терминала

MI1 Пуск в прямом направлении / Стоп

MI2 Пуск в обратном направлении / Стоп

MI3 Многофункциональный вход 3




+24V Внутренний источник питания

DCM Нулевой потенциал внутреннего источника питания

RA Многофункциональный релейный выход (N.O.)

RB Многофункциональный релейный выход (N.C.)

RC "Общий" релейного выхода

+10V Источник питания потенциометра задания скорости

AVI Аналоговый вход сигнала напряжения

AFM Аналоговый выход

ACM "Общий" аналоговых цепей

12

Преобразователи частоты серии VFD-EL предполагают программирование

как с помощью ПК, так и с помощью панели управления через меню параметров.

Для удобства настройки преобразователя все программируемые параметры

разбиты на 11 функциональных групп (табл. 2). Для подробного изучения

параметров необходимо обратиться к руководству по эксплуатации на ПЧ VFD-EL.

Таблица 2 Номер

группы Название

Номер

группы Название

0 Параметры пользователя 6 Параметры защиты

1 Основные параметры 7 Параметры двигателя

2 Параметры режимов работы 8 Специальные параметры

3 Параметры выходных функций 9 Параметры коммуникации

4 Параметры входных функций 10 Параметры ПИД-регулятора

5 Параметры пошагового управления

скоростью

Для корректной работы с данным стендом преобразователь частоты был

запрограммирован производителем лабораторного оборудования. Измененные

параметры ПЧ и их значения приведены в таблице 3.

Таблица 3 Параметр Заводское значение Установленное значение

02.00 1 4

02.01 1 0

02.09 0 2

03.00 8 22

03.08 0 1

04.04 0 1

04.05 1 14

04.06 2 16

04.07 3 22

04.08 4 18

Общие характеристики серии ПЧ VFD-EL представлены в табл. 4.

Таблица 4 Характеристика Описание

Характеристики

управления

Система модуляции SPWM (синусоидальная широтно-импульсная модуляция)

Управление U/f управление

Дискретность fЗАД / fВЫХ 0,01Гц / 0,01Гц

Характеристика момента Автоматическая компенсация момента и скольжения,

МНАЧ=150% на 5Гц

Перегрузочная способность 150% от номинального тока в течение 1 мин

Пропускаемые частоты Три зоны, с диапазоном 0,1-600 Гц

Время разгона/торможения 0,1 - 600 сек

Уровень токоограничения 20 - 250% от номинального тока

Торможение постоянным

током

Рабочая частота: 0,1-600 Гц, вых. ток: 0-100% от ном. тока.

Время активизации: при старте 0-60 сек; при останове 0-60 с

Регенеративный тормозной

момент

Примерно 20% (до 125% с внешним тормозным модулем)

Вольт/частотная

характеристика (V/f)

Возможна корректировка пользователем

13

Рабочие характеристики

Задание

частоты

С пульта С помощью кнопок или встроенного потенциометра

Внешними

сигналами

Потенциометр-5кОм/0,5Вт, 0...+10В, 4...20мА, интерфейс

RS-485, программируемые входы

Команды

управления

С пульта С помощью клавиш RUN, STOP

Внешними

сигналами

2 проводн./3 проводн. (FWD, REV, EF), JOG (толчковая

скорость), интерфейс RS-485 (MODBUS)

Функции

дискретных входов

Предуст. скорости 0-15, Jog, запрет разг./замедления, выбор

разгона/замедл. 2. пауза (NC, N0), запрет вкл. дополн.

двигателя, выбор ACI/AVI, сброс привода, счетчик

импульсов, сигналы увелич./уменьш. частоты (UP/DOWN)

Функции

дискретных выходов

Привод работает, заданная частота достигнута, ненулевая

скорость, пауза, авария, местное/дистанционное управление,

вкл. дополнит, двигателя, готовность к работе, перегрев ПЧ,

аварийный останов и выбор состояния входных терминалов

(NC/NO)

Аналоговый выход Сигнал пропорциональный: выходной частоте/току

Выходной аварийный сигнал Релейный контакт или транзисторный выход с отрытым

коллектором

Функции работы AVR. S-кривая разгона/замедл., ограничение напряжения и

тока, запись 5 отказов, блокировка реверса, перезапуск при

пропадании питания, тормож. пост, током, автоматическая

компенсация момента/скольжения, огранич. вых. частоты,

блокировка изменения параметров, ПИД-регулятор, счетчик

импульсов, MODBUS, сброс аварии, авторестарт после

аварии, режим автоматического энергосбережения, спящий

режим, управление встроенным вентилятором,

основная/дополнительная частота, переключение между

двумя источниками задания частоты и их комбинация,

выбор NPN/PNP логики входов

Функции защиты Повышенное и пониж. напряжение, перегрузка и недогрузка

по току, внешнее отключение, короткое замыкание, замык.

на землю, перегрев радиатора, электр. тепловое реле,

перегрев двигателя (РТС)

Технические характеристики изучаемой модели ПЧ VFD-007EL21А

представлены в табл. 5.

Таблица 5 Параметр Характеристика

Модель VFD-XXXEL21А 007

Класс напряжения 230V

Ном. мощность двигателя, кВт 0.75

Ном. мощность двигателя, л.с. 0.5

Выход

Полная мощность, кВА 1.0

Ном. выходной ток, А 4.2

Выходное напряжение, В 3-х фазное, от 0В до напряжения питания

Выходная частота, Гц 0,1-600

Несущая частота ШИМ, кГц 2-12

Вход

Номинальный входной ток, А 1-фазный, 9,3

Напряжение, В 1-фазное 200-240

Частота, Гц 50/60

14

2.1.2 Модуль «Программируемый логический контроллер».

На рис. 8. представлен внешний вид модуля «Программируемый логический

контроллер».

RS-232 - USB(O MRO N)

USB (O MRON)

Аналоговый ввод/вывод

Дискретный вывод

Дискретный ввод

УЧТЕХпр офи

C H 9 0 C H 1 90

0.00

100.00

0 1.0

100.0

0 2.0

100.0

0 3.0

100.0

0 4.0

100 4.0

0 5.0

100.0

0 6.0

100.0

0 7.0

100.0

Питаниеконтроллера

O MRON SYSMAC CP1E

0 10

5

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР

Рис. 8. Модуль «Программируемый логический контроллер».

Рассматриваемый модуль состоит следующих элементов:

− Блок контроллера Omron Sysmac CP1E;

− Блок дискретного ввода;

− Блок дискретного вывода;

− Блок аналогового ввода/вывода;

− Клавишный переключатель «Питание контроллера»;

− Разъемы «USB (OMRON)» и RS-232 – USB (OMRON).

Блок контроллера содержит промышленный логический контроллер OMRON

CP1E - моноблочный контроллер с клеммами ввода/вывода дискретных сигналов, а

также двумя точками подключения входных аналоговых сигналов и одной точкой

подключения аналогового выходного сигнала. Также данный контроллер обладает

возможностью расширения, т.е. подключения дополнительных модулей,

количество и вид которых определяется индивидуально в зависимости от

решаемой задачи. Внешний вид контроллера представлен на рис. 9. Краткие

технические характеристики контроллера CP1E-NA20DT-D представлены в табл. 6.

15

Рис. 9. Внешний вид CP1E-NA20DT-D

Табл. 6 Параметр Технические характеристики

Тип CP1E-NA20DT-D

Напряжение питания, В = 24

Потребляемая мощность, Вт не более 20

Биты ввода – вывода, бит 140

Объем программы, операций 8К

Емкость памяти данных, слов 8К

Скорость выполнения команды, мкс,

базовой/специальной

1,19/7,9

Встроенные порты USB и порт RS-232C

Встроенные входы-выходы дискретные входы/выходы: 12/8

аналоговые входы/выходы: 2/1

Метод управления С помощью программы из памяти

Метод управления входами-выходами Циклическое сканирование или немедленная

обработка

Программирование Релейно-контактная схема

Длина команды От 1 до 7 элементарных операций в секунду

Типы прерываний По таймеру, прерывания ввода-вывода,

прерывания при отключении питания, внешние

прерывания (от специальных модулей)

Данные о распределении памяти контроллера представлены в табл. 7.

Таблица 7 Область памяти Характеристика

Основная область ввода – вывода

(область CIO)

Область входов-выходов 2560 бит (160 слов):

CIO 000000 – CIO 015915

(слова CIO 0000 – CIO 0159 )

Область встроенных входов – выходов Входы: CIO 296000 – CIO 296009

Выходы: CIO 296100 – CIO 296105

Область каналов передачи данных 3200 бит (200 слов): CIO 100000 – CIO 119915

(слова CIO 1000 – CIO 1199)

Область модуля шины ЦПУ 6400 бит (400 слов): CIO 150000 – CIO 189915


16

Область памяти Характеристика

Область специальных модулей ввода –

вывода

15360 бит (960 слов): CIO 200000 – CIO 295915


Область последовательного канала связи

ПЛК

90 слов: CIO 3100 – CIO 3189 (биты CIO 310000 –

CIO 318915)

Область для DeviceNet/ProfiBus-DP 9600 бит (600 слов): CIO 320000 – CIO 379915


Внутренняя область ввода – вывода

(рабочие биты). Нельзя использовать

для внешних входов – выходов

4800 бит (300 слов): CIO 120000 – CIO 149915


37504 бит (2344 слов): CIO 380000 – CIO 614315


Рабочая область (только для программ

управления)

8192 бит (512 слов): W00000 – W51115 (слова

W000 – W511)

Область сохранения состояния

(для выполнения специальных функций)

Только для чтения 7168 бит (448 слов): А00000 –

А44715 (слова А000 – А447),

Для чтения – записи: 8192 бит (512 слов): А44800

– А95915 (слова А448 – А959)

Временная область 16 бит (TR00 – TR15)

Область таймеров 4,096: T0000 – T4095

Область счетчиков 4,096: C0000 – C4095

Область памяти данных DM 32К слов D00000 – D32767

Индексные регистры IR0 – IR15

Область флагов задач 32 бита (TK0000 – TK0031)

Память трассировки 4000 слов

Файловая память Карты памяти: Omron 15, 30, 64 Mбайт

В данном лабораторном стенде контроллер снабжен модулем расширения

аналоговых входов CP1W-MAD11. Этот модуль служит для преобразования

входных сигналов, например, напряжения от 1 до 5 В или тока от 4 до 20 мА, в

шестнадцатеричные числа от 0000 до 1F40 и сохранения результатов в выделенных

для этого словах в каждом рабочем цикле. А также для преобразования

шестнадцатеричных чисел от 0000 до 1F40 в выходной аналоговый сигнал

например, напряжения от 1 до 5 В или тока от 4 до 20 мА, Для переноса значений в

память данных можно использовать релейно-контактную программу, а для их

приведения к заданному диапазону – команды Scaling.

Внешний вид модуля представлен на рис. 10. Краткие технические

характеристики представлены в табл. 8.

17

Рис. 10. Внешний вид модуля аналогового ввода/вывода

Таблица 8 Параметр Характеристика

Входы 2 входа

Выходы 1 выход

Диапазоны напряжений 1-5 В, 0-10 В, -10-10 В

Диапазоны токов 0-20 мА, 4-20 мА

Максимальный ток нагрузки 2,4 мА

Разрешение 1/6000

Скорость преобразования 1,0 мс/выход (по умолчанию) или 250 мкс/выход

(устанавливается)

Общая точность ±0,5%

Соединение клеммное

Блок дискретного ввода представляет собой 8 двухпозиционных

переключателей, подсоединенных к соответствующим входам контроллера.

Блок дискретного вывода представляет собой 8 светодиодов, индицирующих

состояние соответствующих дискретных выходов контроллера.

Блок аналогового ввода/вывода представляет собой потенциометр,

соединенный с аналоговым входом контроллера, и четырехразрядный

семисегментный индикатор, соединенный с аналоговым выходом контроллера.

В табл. 9 представлены органы управления и индикации, их подключение к

контроллеру, адреса и названия переменных в ПЛК.

18

Таблица 9 Элемент Переменная Адрес (CIO)

Входные переменные

Тумблер 0.00 DI0 0.00








Потенциометр СН90 AI0 90

Выходные переменные

Светодиод 100.00 DO0 100.00








Вольтметр СН190 AO0 190

К программируемому контроллеру и модулю расширения кроме органов

управления и индикации, используемых в ручном режиме, подключены выходные

сигналы со всех датчиков уровня (ультразвукового, емкостного, гидростатических

и дискретных) и сигналы управления и задания частоты вращения преобразователя

частоты. Адресация представлена в следующей табл.10.

Таблица 10 Элемент Переменная Адрес (CIO)

Входные переменные

Ультразвуковой датчик уровня P&F6GR6231-3RS00 DI0 0.00

Датчик гидростатического давления DMP331 AI1 91

Емкостной датчик уровня LK3123 AI2 1

Погружной датчик давления ПД100-ДГ AI3 2

Выходные переменные

Пуск/останов работы преобразователя частоты DO0 100.00

Задание частоты вращения электродвигателя AO1 101

Включение электромагнитного клапана DO2 100.02

19

2.1.3 Модуль «Питание стенда».

На модуле «Питание стенда» (Рис.11) расположен автоматический

выключатель QF1, предназначенный для подачи напряжения на элементы стенда и

защиты стенда от аварийных режимов работы. Автоматический выключатель

коммутирует переменное напряжение ~ 220 В, подаваемое на стенд. О включении

автоматического выключателя сигнализирует светодиод, расположенный над

выключателем.


QF1

+5 В +24 В SA1

ПИТАНИЕ СТЕНДА

Рис. 11 Внешний вид модуля «Питания стенда».

Также в модуле присутствует клавишный переключатель SA1, подающий на

стенд низковольтовое питание, которое также выводится на клеммы +5В и +24В. О

включении SA1 сигнализирует светодиод, расположенный над переключателем.

2.1.4 Модуль «Показания датчиков уровня».

На модуле «Показания датчиков уровня» (Рис. 12) расположены элементы

индикации показаний датчиков уровня. Все элементы разделены на блоки. Каждый

блок имеет маркировку, поясняющую, выходной сигнал какого датчика он

индицирует:

• Вольтметр PV1 – Емкостный датчик LK3123;

• Частотомер PF1 – Ультразвуковой датчик P&F;

• Амперметр PA1 – Датчик гидростатического давления

мембранного типа DMP331;

• Амперметр PA2 – Погружной гидростатический датчик ПД100-

ДГ.

20

• Светодиодные индикаторы SQ1, SQ2, SQ3 – Дискретные датчики

уровня ПДУ-1.1.

ПОКАЗАНИЯ ДАТЧИКОВ УРОВНЯ

Поплавковые датчики Датчик гидростатическогодавления мембранного типа

PA1

Погружной гидростатический датчик

PA2

Емкостный датчик

PV1

Ультразвуковой датчик

PF1

SQ1

SQ2

SQ3

УЧТЕХпрофи

Рис. 12 Внешний вид модуля «Показания датчиков уровня».

2.2 Полевое оборудование.

2.2.1 Центробежный насос Lowara

Насос представляет собой консольный центробежный насос и

интегрированный с ним асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Основные технические характеристики насосного агрегата представлены в

табл. 11.

Внешний вид насосного агрегата фирмы Lowara представлен на рис. 13.

Насосный агрегат электрически подключается к преобразователю частоты Danfoss

FC-051.

Рис. 13. Внешний вид насоса Lowara CEAM70/3/A

21

Табл. 11 Наименование параметра Значение

Тип CEAM70/3/A

Мощность, кВт 0,37

Номинальное напряжение питания обмотки статора, В, ∆/Y 3х220/380

Номинальная частота вращения, об/мин 2850

Номинальный ток статора, А ∆/Y 2,51/1,45

Производительность, м3/ч 1,8…4,8

Максимальный напор, м 20,1…12,8

2.2.2 Ультразвуковой датчик уровня PEPPERL+FUCHS 6GR6231-3RS00

Основные технические характеристики ультразвукового датчика уровня P&F

6GR6231-3RS00 представлены в табл. 12. Внешний вид датчика приведен на рис.

14.

Рис. 14. Ультразвуковой датчик уровня P&F 6GR6231-3RS00


Тип 6GR6231-3RS00

Напряжение питания, В = 20…30

Измеряемый уровень, мм 25…400

Относительная погрешность, % 2

Выходной частотный сигнал, Гц 160…1600 или 40…400 (регулируется)

Класс защиты IP67

Рабочая температура -25...70°C

Рабочий ток макс. 150мА

2.2.3 Емкостной датчик уровня LK 3123

Основные технические характеристики емкостного датчика уровня IFM

представлены в табл. 13. Внешний вид датчика приведен на рис. 15.

22

Рис. 15. Емкостной датчик уровня LK3123


Тип LK 3123

Напряжение питания, В = 18…30

Длина погружной части, мм 472

Активная часть, мм 390


Выходной сигнал постоянного напряжения, В 0…10

Выходной сигнал постоянного тока, мА 4…20

2.2.4 Гидростатический датчик уровня ПД100-ДГ

Основные технические характеристики погружного гидростатического

датчика уровня ПД100-ДГ фирмы ОВЕН представлены в табл. 14. Внешний вид

датчика приведен на рис. 16.

Рис.16. Погружной гидростатической датчик уровня ПД100-ДГ


Тип ПД100-ДГ

Схема включения датчика двухпроводная





23

2.2.5 Гидростатический датчик уровня DMP331

Основные технические характеристики датчика уровня гидростатического

давления DMP 331 фирмы BD Sensor представлены в табл. 15. Внешний вид

датчика приведен на рис. 17.


Тип DMP 331

Схема включения датчика двухпроводная



Относительная погрешность, % 0,5


Рис. 17. Датчик уровня гидростатического давления DMP 331

2.2.6 Дискретный датчик уровня ПДУ-1.1

Основные технические характеристики дискретного датчика уровня ПДУ-1.1

фирмы ОВЕН представлены в табл. 16. Внешний вид датчика приведен на рис. 18.

Рис. 18. Дискретный датчик уровня ПДУ-1.1

24


Тип ПДУ-1.1

Максимальное коммутируемое напряжение, В до = 180

Максимальная коммутируемая мощность, Вт 10

Максимальный коммутируемый ток, А до 0,5

2.3 Персональный компьютер и программное обеспечение.

Лабораторный стенд укомплектован персональным компьютером с

установленным на него программным обеспечением. Перечень установленного

программного обеспечения представлен в табл. 17.

Табл. 17 Программное обеспечение Краткое пояснение

Microsoft Windows 7 Home SP1 32-bit Russian Операционная система для работы

персонального компьютера.

Комплект драйверов. Программы, необходимые для корректной и

полнофункциональной работы оборудования

персонального компьютера, а также

преобразователя интерфейсов Modbus-Usb.

CX Programmer Программное обеспечение для

программирования логического контроллера

Omron CP1E и написания программ для него.

ADASTRA Trace Mode 6 SCADA-система для расширения

функциональных возможностей стенда.

2.4. Комплект кабелей и соединительных проводов

Количество соединительных проводов и кабелей представлено в табл. 18.

Табл. 18

Тип Кол-

во Примечание

Силовые кабели

Удлинитель с розетками на

220 В

1 Для подачи однофазного питания 220 В на стенд,

длина 3 м

Сетевая вилка <=> СНП226-

3Р

3 Для подачи однофазного питания 220 В на

лабораторный стол и персональный компьютер от

удлинителя, длина 1,5 метра

Информационные кабели

Кабель USB AM-BM 2 Для программирования контроллера и связи с сетью

Modbus, длина 3 м

25

3. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

3.1 Работа №1. Снятие статических характеристик датчиков уровня

Цель работы

Экспериментально снять статические характеристики датчиков уровня

различного типа.

Порядок работы

1. Изучить необходимый теоретический материал.

2. Ознакомиться с конструкцией и назначением элементов лабораторного

стенда «Промышленные датчики уровня».

3. Подготовить стенд к проведению лабораторной работы.

4. Экспериментально снять статические характеристики датчиков уровня.

5. Оформить отчет по проделанной работе.

Ход работы

Лабораторный стенд содержит датчики уровня различного типа. В данной

лабораторной работе ставится задача опытного исследования их статических

характеристик.

Перед началом работы необходимо установить все элементы стенда в

исходное состояние:

– отключить автоматический выключатель QF1 и переключатель SA1,

расположенные на модуле «Питание стенда»;

– убедиться в том, что на модуле «Программируемый логический

контроллер» отключен переключатель «Питание контроллера», переключатели

задания дискретных сигналов «0.00 – 0.07» установлены в нижнее положение,

рукоятка потенциометра «СН 90» выведена в крайнее положение против часовой

стрелки ;

– на модуле «Преобразователь частоты» тумблер «Выбор режима

управления» перевести в положение «Пульт ПЧ»;

– проверить наличие воды в питательном баке - он должен быть заполнен по

крайней мере на 2/3 своего объема. При необходимости требуется долив рабочей

жидкости в гидросистему;

– открыть кран, обеспечивающий ток воды от питательного бака в систему ;

– проверить отсутствие воды в приемном баке. Если вода присутствует,

требуется открыть шаровый кран для слива воды из приемного бака в питательный

и дождаться полного опорожнения приемной емкости, после чего закрыть

шаровый кран.

После подготовки стенда к работе необходимо запустить персональный

компьютер:

– включить персональный компьютер и дождаться загрузки операционной

системы Windows;

26

– подать напряжение на стенд включением автоматического выключателя

QF1 и переключателя SA1, расположенных на модуле «Питание стенда»;

– на модуле «Программируемый логический контроллер» включить

переключатель «Питание контроллера»;

– после запуска программируемого логического контроллера (ПЛК)

необходимо записать в него проект, обеспечивающий совместную работу ПЛК и

Scada-системы Trace Mode. Этот проект поставляется вместе со стендом.

Программирование осуществляется с помощью программы CX Programmer. Для

запуска программы необходимо на рабочем столе Windows или в меню «Пуск»

найти соответствующий ярлык и запустить программу;

– в открывшемся окне в меню «файл» найти пункт «открыть» и найти проект

«ПДР-СК», после чего открыть его;

– обеспечить связь программы CX Programmer и контроллера, после чего

откомпилировать проект и записать его в ПЛК;

– после записи проекта в ПЛК закрыть программу CX Programmer.

Запустить Scada-систему Adastra Trace Mode:

– на рабочем столе Windows или в меню «Пуск» найти программу Trace

Mode и запустить ее, после чего открыть в ней проект «ПДУ-СК.prj»;

– в дереве проекта найти пункт «Система», в котором выделить пункт

«RTM_1»;

– в меню «файл» выбрать пункт «Сохранить для MTB», после чего в этом же

меню нажать на кнопку «Отладка» - открывается новое рабочее окно;

– в рабочем окне программы выбрать меню «файл» и нажать на кнопку

«Запуск/Останов» - программа перейдет в режим опроса ПЛК;

– для удобства пользования установить полноэкранный режим работы

нажатием сочетания клавиш «Ctrl+F». Основной экран программы «ПДУ-СК»

представлен на рис. 1.

Рис. 1. Стартовое окно проекта «ПДУ-СК» программы Trace Mode

27

– щелкнув мышью на изображении датчиков уровня, пользователь вызывает

окно, внешний вид которого представлен на рис. 2. В появившемся окне

необходимо выбрать пункт «Статические характеристики». При этом вызывается

окно, внешний вид которого представлен на рис. 3.

Рис. 2. Внешний вид окна «Выбор лабораторной работы» проекта «ПДУ-СК»

Рис. 3. Внешний вид окна «Статические характеристики» проекта «ПДУ-СК»

Статические характеристики датчиков уровня представляют собой

зависимости показаний датчиков от реального уровня жидкости в емкости:

. Опыт проводится в следующей последовательности:

– закрыть кран, соединяющий приемный и питательный баки;

28



– кнопкой RUN и потенциометром, находящимся на панели управления

преобразователя частоты, осуществить пуск привода и задать небольшую скорость

насоса. Затем дождаться появления воды в приемном баке;

– установить начальный уровень жидкости в баке и остановить насос

нажатием кнопки STOP/RESET панели управления ПЧ, после чего зафиксировать

показания датчиков в табл. 1. В качестве измерителя реального уровня воды в

приемном баке использовать линейку с делениями, расположенную на внешней

стороне бака. Для уточнения показаний можно использовать измерительные

приборы с повышенным классом точности.

– постепенно поднимая уровень жидкости в приемном баке, снять

восходящую ветвь статических характеристик датчиков уровня. Следует

учитывать, что в приемном баке расположен аварийный датчик переполнения,

который напрямую блокирует работу преобразователя частоты;

– попутно следует измерить уровни срабатывания поплавковых датчиков

дискретного типа (3 датчика);

– дойдя до верхней точки уровня в системе следует снять нисходящую ветвь

статических характеристик датчиков. Понижать уровень жидкости следует

плавным приоткрытием шарового крана, соединяющего приемную и питательную

емкости.

– после проведения опыта следует слить жидкость из приемного бака,

закрыть программу Trace Mode и выключить электропитание лабораторного

стенда.

Табл. 1

Параметр Восходящая ветвь характеристики

Нисходящая ветвь характеристки

Датчик 1 Включение: Выключение:



При оформлении отчета привести графические зависимости показаний

датчиков от уровня жидкости в системе, произвести оценку линейности показаний,

вычислить погрешность изменений.

29

3.2 Работа №2. Настройка системы автоматического регулирования

уровня жидкости


Экспериментально настроить замкнутую систему автоматического

регулирования уровня с использованием датчиков различного типа.




стенда «Промышленные датчики уровня».


4. Экспериментально настроить коэффициенты ПИД-регулятора уровня.

5. Снять статические характеристики системы регулирования.

6. Снять динамические характеристики системы регулирования.

7. Оформить отчет по проделанной работе.

Ход работы

Лабораторный стенд содержит датчики уровня различного типа. Часть этих

датчиков - релейного типа, часть - датчики, выходной сигнал которых

пропорционален уровню воды в приемном баке. На этих датчиках непрерывного

типа появляется возможность построения замкнутой системы автоматического

регулирования.









стрелки ;



– проверить наличие воды в питательном баке - он должен быть заполнен по

крайней мере на 2/3 своего объема. При необходимости требуется долив рабочей

жидкости в гидросистему;

– открыть кран, обеспечивающий ток воды от питательного бака в систему ;

– проверить отсутствие воды в приемном баке. Если вода присутствует,

требуется открыть шаровый кран для слива воды из приемного бака в питательный

и дождаться полного опорожнения приемной емкости, после чего закрыть

шаровый кран.

30

После подготовки стенда к работе необходимо запустить персональный

компьютер:






переключатель «Питание контроллера»;

– после запуска программируемого логического контроллера (ПЛК)

необходимо записать в него проект, обеспечивающий совместную работу ПЛК и

Scada-системы Trace Mode. Этот проект поставляется вместе со стендом.

Программирование осуществляется с помощью программы CX Programmer. Для

запуска программы необходимо на рабочем столе Windows или в меню «Пуск»

найти соответствующий ярлык и запустить программу;

– в открывшемся окне в меню «файл» найти пункт «открыть» и найти проект

«ПДР-СК», после чего открыть его;

– обеспечить связь программы CX Programmer и контроллера, после чего

откомпилировать проект и записать его в ПЛК;

– после записи проекта в ПЛК закрыть программу CX Programmer.

Запустить Scada-систему Adastra Trace Mode:

– на рабочем столе Windows или в меню «Пуск» найти программу Trace

Mode и запустить ее, после чего открыть в ней проект «ПДУ-СК.prj»;

– в дереве проекта найти пункт «Система», в котором выделить пункт

«RTM_1»;

– в меню «файл» выбрать пункт «Сохранить для MTB», после чего в этом же

меню нажать на кнопку «Отладка» - открывается новое рабочее окно;

– в рабочем окне программы выбрать меню «файл» и нажать на кнопку

«Запуск/Останов» - программа перейдет в режим опроса ПЛК;

– для удобства пользования установить полноэкранный режим работы

нажатием сочетания клавиш «Ctrl+F». Основной экран программы «ПДУ-СК»

представлен на рис. 1.

31

Рис. 1. Стартовое окно проекта «ПДУ-СК» программы Trace Mode

– щелкнув мышью на изображении датчиков уровня, пользователь вызывает

окно, внешний вид которого представлен на рис. 2. В появившемся окне

необходимо выбрать пункт «Система автоматического регулирования». При этом

вызывается окно, внешний вид которого представлен на рис. 3.

Рис. 2. Внешний вид окна «Выбор лабораторной работы» проекта «ПДУ-СК»

32

Рис. 3. Внешний вид окна «Система автоматического регулирования» проекта

«ПДУ-СК»

В появившемся окне в реальном времени отображаются графики переходных

процессов датчиков, индицируется измеренные датчиками уровень. Опыт по

настройке параметров ПИД-регулятора уровня производится в следующей

последовательности:

– проверить шаровый кран, отвечающий за подачу жидкости из питательного

бака в систему. Он должен быть открыт. Запрещается работа со стендом при

закрытом кране.;

– проверить закрытое состояние шарового крана, отвечающего за слив воды

и приемного бака в питательный. При настройке параметров ПИД-регулятора этот

кран обязательно должен быть закрыт;


управления» перевести в положение «ПЛК»;

– по заданию преподавателя выбрать источник сигнала обратной связи. Для

этого в окне «Источник значения процесса» движком выбрать необходимый датчик

уровня;

– установить коэффициент пропорционального усиления ПИД-регулятора,

отличный от нуля, а интегральный и дифференциальный коэффициенты перевести

в нулевое значение;

– задать уставку регулятора уровня, равную нулю и запустить процесс

регулирования (переключатель «Пуск/Останов регулирования»);

– задать значение уставки регулятора на уровне 15...20% и наблюдать

переходный процесс изменения уровня. После окончания переходного процесса

оценить его показатели качества, слить воду и повторить с новыми значениями

коэффициентов ПИД-регулятора;

33

– проведя серию опытов, добиться оптимально с точки зрения

быстродействия и отсутствия колебательности переходного процесса.

Зафиксировать его и несколько промежуточных процессов и привести их в отчете.

Статические характеристик системы

После настройки системы автоматического регулирования необходимо снять

статическую характеристику «вход/выход» . Характеристика снимается в

следующей последовательности:

– задать величину уставки регулятора уровня, равную нулю;

– запустить процесс регулирования (переключатель «Пуск/Останов

регулирования»);

– плавно повышая уставку сигнала задания, повышать уровень воды в

приемной емкости до максимального уровня, фиксируя показания датчика уровня,

используемого в качестве источника сигнала обратной связи в табл. 1. При этом

измерения производить на установившихся участках переходного процесса уровня;

– после достижения максимального уровня жидкости следует остановить

регулирование и слить воду из приемного бака.

Табл. 1 UВХ, %

L, мм

Снятие динамических характеристик системы

После настройки замкнутой системы и снятия ее статической характеристики

необходимо оценить качество работы системы при воздействии динамического

возмущения.

Опыт проводится в следующей последовательности:

– запустить процесс регулирования и задать такую уставку сигнала задания,

при которой приемный бак наполнится водой примерно на 1/2 своего объема;

– дождаться установки требуемого уровня жидкости и окончания

переходного процесса;

– приоткрыть шаровый кран, соединяющий приемный и питательный баки.

Одновременно фиксировать на экране персонального компьютера переходный

процесс изменения уровня жидкости;

– провести опыт для нескольких положений шарового крана слива воды;

– после проведения опыта следует слить жидкость из приемного бака,

закрыть программу Trace Mode и выключить электропитание лабораторного

стенда.

При оформлении отчета по лабораторной работе необходимо привести

временные диаграммы настройки ПИД-регулятора уровня, статические

характеристики датчиков и переходные процессы динамического приложения

возмущающего воздействия. Обработать графики и указать показатели качества

процессов.

34

3.3 Работа №3. Основы программирования контроллера OMRON CP1E


Научиться составлять простейшие программы на программируемом

логическом контроллере OMRON CP1E




стенда «Промышленные датчики расхода».


4. Изучить назначение, технические характеристики ПЛК CP1E.

5. Изучить основы системы команд и принципы программирования

контроллера.

6. Дома при подготовке к работе:

– выполнить синтез системы автоматизации согласно варианту;

– составить программу на языке лестничных диаграмм.

7. В лаборатории:

– освоить графическую среду программного обеспечения CX Programmer;

– набрать на компьютере подготовленную дома программу и

откомпилировать ее;

– ввести программу в контроллер и убедится в правильности её работы.

Ход работы

В данной лабораторной работе программирование пользовательской задачи

реализуется при помощи программного обеспечения CX Programmer.

Единственный элемент, который может потребоваться при проведении работы, это

ПЛК Omron CP1E, блоки задания цифровых и аналоговых входов и блок цифровых

выходов. Гидросистема стенда в данной работе не используется.

Обучающийся, в соответствии с поставленной задачей, разрабатывает

алгоритм автоматизации управления объектом либо в виде логических уравнений,

либо в виде схемы алгоритма. Входным, выходным сигналам и внутренним

переменным (меркерам) присваиваются адреса в соответствии с конфигурационной

таблицей.








35


стрелки ;



После установки начальных условий необходимо подготовить к работе

персональный компьютер и обеспечить его связь со стендом:






переключатель «Питание контроллера».

Знакомство с контроллером Omron CP1E

В лабораторном стенде используется промышленный логический контроллер

(ПЛК) OMRON SYSMAC CP1E семейства CP японской фирмы OMRON. Он

представляет собой компактный промышленный контроллер с множеством

встроенных функций. На рис. 1 показан внешний вид контроллера. Пояснения к

позиционным обозначениям рис. 1 даны в табл. 1.

Рис. 1. Программируемый контроллер OMRON SYSMAC CP1E

Табл. 1 № Объект Описание

1 Батарейный отсек Батарея предназначена для питания внутренних часов и

сохранения содержимого ОЗУ при отключении питания.

2 Периферийный порт USB Используется для подключения к компьютеру. Компьютеры

можно использовать для программирования и контроля.

Рабочие

индикаторы

POWER

(Зеленый)

Светится Питание включено

Не светится Питание выключено

RUN

(Зеленый) Светится

Выполняется программа в режиме RUN

(Выполнение) или в режиме MONITOR

(Мониторинг)

36

№ Объект Описание

Не светится Работа прекращена в режиме PROG-AM, или

из-за критической ошибки

ERR/ALM

(Красный)

Светится

Произошла критическая ошибка (включая

выполнение команды FALS) или аппаратная

ошибка (ошибка сторожевого таймера

(WDT)). Работа CP1L прекращается, все

выходы переходят в выключенное состояние.

Мигает

Произошла некритическая ошибка

(включая выполнение команды FAL).

Модуль продолжает работать.

Не светится Обычный режим работы.

INH

(Желтый)

Светится

Бит выключения выходов установлен в

состояние ВКЛ.

Все выходы переходят в выключенное

состояние.

Не светится Обычный режим работы.

PRPHL

(Желтый)

Мигает Происходит обмен данными (передача или

прием) через периферийный порт USB.

Не светится Любое другое состояние

BKUP

(Желтый)

Светится

1. Выполняется чтение или запись

пользовательской программы, параметров

или содержимого памяти данных из/во

встроенную флэш-память (память резервного

хранения).

2. Выполняется чтение или запись

пользовательской программы, параметров,

содержимого памяти данных, содержимого

памяти DM (значения по умолчанию) или

содержимого памяти

комментариев из/на карту памяти.

3. Пользовательские программы, параметры

и содержимое памяти данных

восстанавливаются при включении питания

ПЛК.

Примечание: Не отключайте питание ПЛК,

пока светится этот индикатор.

Не светится Любое другое состояние

4 Гнездо для карты памяти

Используется для подключения карты памяти (15). Карты

памяти можно использовать для хранения резервных копий

программ и параметров, а также данных. Кроме того,

использование карт памяти позволяет копировать данные в

другие модули без применения инструмента

программирования (программного обеспечения).

5

Блок клемм питания,

заземления и входных

сигналов

Используется для подключения цепей питания, заземления и

входных сигналов.

6 Индикаторы состояний

входов

Индикатор светится, когда соответствующий вход находится

в состоянии «ВКЛ».

7 Гнезда для дополнительной

платы

Используется для установки дополнительной платы

последовательного интерфейса RS-232C или дополнительной

платы последовательного интерфейса RS-422A/485

37

№ Объект Описание

8

Разъем для модуля

расширения

входов/выходов

Используется для подключения модулей расширения

входов/выходов серии CP и модулей расширения. Можно

подключать до 3 модулей расширения.

9 Блок клемм внешнего

питания и выходных клемм

• Клемма питания внешних устройств:

В модулях с питанием от источника переменного тока

предусмотрен выход напряжения =24В, рассчитанный на

максимальную нагрузку 300 мА. Данный выход можно

использовать для подачи питания на входные устройства.

• Выходные клеммы: Используются для подключения

выходных цепей.

10 Индикаторы состояний

выходов

Индикатор светится, когда замкнут (ВКЛ) соответствующий

выходной контакт.

Система команд контроллера Omron CP1E

Рассматриваемый контроллер имеет систему команд, совместимую с

контроллерами более высокого уровня (CP1H, CJ-, CS-). В связи с этим количество

инструкций составляет около 1000. Ниже все инструкции разбиты на

функциональные группы.

Табл. 2 № Группы инструкций № Группы инструкций

1 Базовые 18 Подпрограммные команды

2 Последовательностные входные 19 Контроль прерываний

3 Последовательностные выходные 20 Высокоскоростной

счетчик/выход

4 Последовательностные контрольные 21 Шаговые

5 Таймеры и счетчики 22 Модули ввода/вывода

6 Сравнение 23 Последовательный протокол

7 Перемещение данных 24 Сеть

8 Сдвиг данных 25 Вывод данных на дисплей

9 Инкремент/декремент 26 Синхронизация

10 Символьная математика 27 Диагностика ошибок/отладка

11 Конвертирование 28 Блочное программирование

12 Логические 29 Обработка текстовых строк

13 Специальная математика 30 Конвертация программ

14 Математика с плавающей точкой 31 Контроль задач

15 Математика с плавающей точкой двойной

точности

32 Специальные функциональные

блоки

16 Табличная обработка данных 33 Прочие

17 Контроль данных

Далее приведены примеры использования некоторых команд (для более

полного изучения системы команд необходимо воспользоваться руководством по

программированию контроллеров SYSMAC CP1L).

1. Команды релейно-контактной схемы AND, ANDLD, ANDNOT, LD,

LDNOT, OR, ORLD, ORNOT

Области операндов В Бит CIO, W, H, A, T, C, TK, TR, флаги

состояния и др.

38

Ограничений количества любой из этих команд или порядка их применения

нет, если программа вмещается в отведенную память. Как уже указывалось выше,

контроллер использует два языка программирования: язык релейно-контактных

схем РКС (лестничных диаграмм) и язык инструкций.

В табл. 3 представлен внешний вид элементов, используемых при

составлении релейно-контактных схем

Табл. 3 Элемент Описание

Замыкающий контакт

Размыкающий контакт

Соединительная вертикальная линия

Соединительная вертикальная линия

Выход

Выход с инверсией

Функциональный блок

На рис. 2 приведен пример использования рассматриваемых команд на языке

РКС, а в табл. 4 представлена та же программа на языке инструкций.

000000

(000000)

I: 0.00 I: 0.01 I: 0.03 Q: 100.00

I: 0.02

000001(000006)

I: 0.04 I: 0.06 Q: 100.01

I: 0.06 I: 0.07

I: 0.08

Рис

. 2. Пример программы на языке РКС

Табл. 4 Адрес Инструкция Операнд

00000 LD 0.00

00001 LDNOT 0.01

00002 OR 0.02

00003 ANDLD

00004 ANDNOT 0.03

00005 OUT 100.00

00006 LD 0.04

00007 ANDNOT 0.06

00008 LD 0.06

39

Адрес Инструкция Операнд

00009 ANDNOT 0.07

00010 ORLD

00011 OR 0.08

00012 OUT 100.01

2. Таймеры TIM

Таймеры обозначаются на релейно-контактной схеме следующим образом:

.

Области операндов N Номер таймера #

SV

Заданное значение

(слово BCD) CIO, W, H, A, T, C, D, #

Заданные значения таймера лежат в диапазоне 000,0…999,9. Десятичная

точка не вводится. Каждый номер ТС от 000 до 4095 можно использовать в

качестве определителя только для одной команды таймера или счетчика.

3. Высокоскоростные таймеры TIMH(15)

Высокоскоростные таймеры обозначаются на схеме следующим образом:


SV



Заданные значения лежат в диапазоне 00,00…99,99. Десятичная точка не

вводится. На рис. 3 представлена релейно-контактная схема использования

высокоскоростного таймера.

000002

(000013)

I: 0.00 TIM

0000

#0150

000003(000015)

T0000 Q: 100.00

I: 0.00 Рис

. 3. Пример использования высокоскоростного таймера TIMH

В примере на рис. 3 показан таймер с заданием, установленным как

константа. CIO100.00 станет равным 1 только после того, как CIO000.00 станет

равным 1 как минимум на 1,5 с. Когда CIO000.00 станет установится в нулевое

значение, таймер сбросится и CIO100.00 установится в 0. На языке инструкций эта

программа представлена в табл. 5.

40

Табл. 5 Адрес Инструкция Операнд

00014 LD 000.00

00015 TIMH(15) 000

#0150

00016 LD TIM000

00017 OUT 100.02

4. Счетчики СT

Счетчики служат для подсчета событий и обозначаются на релейно-

контактной схеме следующим образом:

.


SV



Каждый номер счетчика в диапазоне 000…4095 можно использовать в

качестве определителя только для одного таймера или счетчика.

Счетчики служит для отсчета вниз от заданного значения, когда сигнал на

счетном входе (СР) изменяется из 0 в 1, т.е. текущее значение будет

декрементировано (уменьшено на 1).

Счетчик сбрасывается входом сброса (R). Когда R изменяется из 0 на 1,

текущее значение счетчика сбрасывается до величины задания, при этом счетчик

не срабатывает. Пока R=1, текущее значение не декрементируется. Отсчет вниз от

задания начнется снова, если R станет равным нулю.

В следующем примере (рис. 4) счетчик cчитает, сколько раз бит CIO000.00

переключается из 0 в 1.

Поскольку в данном примере задание для CNT0000 = 30, флаг завершения

для C0000 включается в 1, когда текущее значение достигнет 30. Это приведет к

включению CIO100.02 в 1.

000004(000017)

I: 0.00 CNT

0000

#0030

I: 0.01

000005(000020)

C0000 Q: 100.02

Рис. 4. Пример использования счетчиков

41

5. Реверсивные счетчики CNTR(12)

Реверсивные счетчики обозначаются на релейно-контакных схемах

следующим образом:


SV



Каждый номер TC в диапазоне 000…4095 можно использовать в качестве

определителя только для одного таймера или счетчика.

CNTR(12) – реверсивный, двухсторонний кольцевой счетчик, т.е. он служит

для счета от 0 до уставки (SV) в зависимости от изменений условий исполнения на

входе инкрементирования (Ii) и входе декрементирования (Di).

Текущее значение (PV) будет инкрементироваться на 1 при изменении

сигнала на входе Ii CNTR(12) с 0 на 1 и декрементироваться на 1 при изменении

сигнала на входе Di CNTR(12) с 0 на 1. Если сигналы на обоих входах не

изменяются или изменяются синхронно, текущее значение счетчика не изменяется.

Реверсивный счетчик сбрасывается входом R. Когда R изменяется из 0 в 1,

накопленное значение счетчика сбрасывается в 0. Пока R=1, текущее значение

счетчика не изменяется. Счет снова начинается, когда R принимает нулевое

значение.

6. Установка и сброс SET и RESET

Данные операции обозначаются на релейно-контактных схемах следующим

образом:

Области операндов В Бит CIO, W, H, A, индекс-

регистры

Команда SET устанавливает битовый операнд в состояние логической «1»,

когда условие исполнения истинно (1) и не влияет на состояние операнда, когда

условие исполнения ложно (0). Команда RESET устанавливает битовый операнд в

состояние логического «0», когда условие исполнения истинно и не влияет на

состояние операнда, когда условие исполнения ложно.

7. Команда «Сохранить значение» KEEP(11)

Команда обозначается на релейно-контактной схеме следующим образом:

42


регистры

Любой выходной бит можно использовать только с одной командой, которая

управляет его состоянием. Команда KEEP(11) служит для поддержания состояния

заданного бита, исходя из двух условий. Данные условия обозначаются S и R. S –

вход установки в 1, R – вход сброса. KEEP(11) работает как реле с защелкой,

которое устанавливается сигналом S и сбрасывается сигналом R.

8. Команда установки бита на 1 цикл DIFU(13) и DIFD(14)

Команды обозначаются на релейно-контактных схемах следующим образом:


регистры

В следующем примере (рис. 5) IR000.14 установится в 1 на один цикл, когда

IR000.00 переходит из 0 в 1, IR000.15 установится в 1 на один цикл, когда IR000.00

переходит из 1 в 0.

000006(000022)

I: 0.00 DIFU(013)

0.14

DIFD(014)

0.15 Рис. 5. Пример использования команд DIFU и DIFD

9. Команды IL(02) и ILC (03) INTERLOCK и INTERLOCK CLEAR

Команды обозначаются на релейно-контактных схемах следующим образом:

IL(02) всегда используется совместно с ILC(03) для создания секции

INTERLOCK, которая служит для разрешения ветвления. Если условие исполнения

для IL(02) равно 1, то программа будет выполняться, как написано, т.е. это условие

служит для работы всех строк программы после того места, где расположена

команда IL(02) до того места, где расположена ближайшая ILC(03).

Если условие исполнения для IL(02) равно 0, секция INTERLOCK между

IL(02) и ILC(03) будет обрабатываться, как указано в табл. 6.

43

Табл. 6 Команда Обработка

OUT и OUT NO Задание и бит устанавливается в 0

TIM и TIMH(15) Сброс

CNT, CNTR(12) Сохраняется текущее значение

KEEP(11) Сохраняется состояние бита

DIFU(13), и DIFD(14) Не выполняются (см. ниже)

Все другие команды Команды не выполняются

IL(02) и ILC(03) не обязательно использовать в паре. IL(02) можно

использовать несколько раз, каждая IL(02) создает секцию INTERLOCK до

ближайшей ILC(03). ILC(03) можно использовать только тогда, когда для нее

имеется хотя бы одна IL(02) между ней и любой предыдущей ILC(03).

На рис. 6 представлен фрагмент программы с двумя командами IL(02) и

одной командой ILC(03).

Когда условие исполнения для первой IL(02) равно 0, в TIM127 будет

занесено значение 1,5 c. CNT 001 не изменится. IR010.04 станет равным 0. Когда

условие исполнения для первой IL(02) равно 1, а условие исполнения для второй

IL(02) равно 0. TIM127 будет отрабатываться в зависимости от состояния IR000.01,

CNT 001 не изменится, IR010.04 станет равным 0. Когда условие исполнения для

второй IL(02)=1, программа будет исполняться, как написана.

На языке инструкций рассматриваемая программа представлена в табл. 7.

Табл. 7 Адрес Инструкция Операнд Адрес Инструкция Операнд

00033 LD 000.00 00040 ANDNOT 000.04

00034 IL(02) 00041 LD 001.00

00035 LD 000.01 00042

CNT

001

#100 00036 TIM

127

#0015 00043 LD 000.05

00037 LD 000.02 00044 OUT 100.04

00038 IL(02) 00045 ILC(03)

00039 LD 000.03

000000(000000)

I: 0.00 IL(002)

000001(000002)

I: 0.01 TIM

0127

#0015

000002(000004)

I: 0.02 IL(002)

000003(000006)

I: 0.03 I: 0.04 CNT

0001

#100

I: 1.00

000004(000010)

I: 0.05 Q: 100.04

000005(000012)

ILC(003)

Рис. 6. Пример использования команд IL(02) и ILC(03)

44

10. Команды математических вычислений

В табл. 8 и табл. 9 представлены соответственно команды двоично-

десятичных (BCD) и двоичных вычислений.

Табл. 8 Команда Описание Команда Описание

ADD (30) Сложение ADDL (54) Сложение чисел двойной длины

SUB (31) Вычитание SUBL (55) Вычитание чисел двойной длины

MUL (32) Умножение MULL (56) Умножение чисел двойной длины

DIV (33) Деление DIVL (57) Деление чисел двойной длины

DEC (39) Декремент ROOT (72) Квадратный корень

INC (38) Инкремент

Команды двоично-десятичных вычислений отображаются на релейно-

контактных схемах следующим образом:

Область операндов (в формате BCD) Au и Ad (первое и второе слагаемое), Mi и Su (уменьшаемое и

вычитаемое), Md и Mr (множитель и множимое), Dd и Dr

(делимое и делитель)

CIO, W, H, A,

T, C, D, #

R (слово результат) CIO, W, H, A,

T, C, D

Wd (изменяемое слово) CIO, W, H, A,

T, C, D

Область операндов для команд, оперирующих с двойными словами (в формате

BCD) Au и Ad (первое слово первого и второго слагаемого), Mi и Su

(первое слово уменьшаемого и первое слово вычитаемого), Md и

Mr (первое слово множителя и первое слово множимого), Dd и Dr

(первое слово делимого и первое слово делителя)

– CIO, W, H, A,

– T, C, D, #

R (слово результат) – CIO, W, H, A,

– T, C, D

Табл. 9 Команда Описание

ADB (50) Сложение

SBB (51) Вычитание

MLB (52) Умножение

DVB (53) Деление

Команды двоичных вычислений отображаются на релейно-контактных

схемах следующим образом:

45

На рис. 7 представлена программа, реализующая вычисление выражения

вида:

C

BAX

⋅+=

)15(

Программы выводит результат вычисления на выходы 010.00 – 010.07. В

нашем случае А=15, В=10, С=5 (все числа в формате BCD).

Командами MOV(21) засылаются в ячейки памяти IR030 – 032 значения А, В

и С. Далее командой CLC(41) обнуляется флаг переноса CY (Carry),

расположенный по адресу 255.04. Потом производится двоично-десятичное

сложение ADD(30). При возникновении переполнения по адресу DM100, куда

отправляется результат суммирования, в ячейку DM101 заносится 1. Затем

производится умножение MUL(32) и деление DIV(33). Далее командой BIN(23)

производится перевод числа из BCD-формата в двоичный и результат отправляется

по адресу IR010.В конце программы обязательно ставится инструкция END(01). В

табл. 10 эта программа представлена на языке инструкций.

Табл. 10

Адрес Инструкция Операнд

00047 LD 000.00

00048 OUT TR0

00049 MOV(21) #15 30

00050 MOV(21) #10 31

00051 MOV(21) #5 32

00052 CLC(41)

00053 ADD(30) 30 #15 D100

00054 AND P_CY

00055 MOV(21) #0001 D101

00056 LD TR0

00057 ANDNOT P_CY

00058 MOV(21) #0000 D101

00059 LD TR0

00060 MUL(32) D100 31 D102

00061 DIV(33) D102 32 D103

00062 BIN(23) D103 10

00063 END(01)

46

000000(000000)

I: 0.00 MOV(021)

#15

30

MOV(021)

#10

31

MOV(021)

#5

32

CLC(041)

+C(402)

30

#15

D100

CF004

P_CY

Carry (CY) Flag

MOV(021)

#0001

D101

CF004

P_CY

Carry (CY) Flag

MOV(021)

#0000

D101

*B(424)

D100

31

D102

/B(434)

D102

32

D103

BIN(023)

D103

10

000001(000016)

END(001)

Рис. 7. Пример использования команд математических вычислений

Ниже представлен пример использования аналогового таймера. На рис. 8

изображена программа, реализующая бегущий огонь на выходных клеммах

контроллера, а в табл. 11 она представлена на языке инструкций. Первыми тремя

командными линиями реализуется аналоговый генератор. При замыкании контакта

CIO000.00 таймер с номером 000 начинает вычитать значение, находящееся по

адресу 250 (адрес аналогового таймера), которое мы можем регулировать вручную

с помощью аналоговой уставки. При срабатывании таймера TIM000, начинает

работать таймер TIM001. Бегущий огонь осуществляется следующим образом. При

замыкании контакта CIO000.00 по адресу 010 посылается слово 0101, по адресам

CIO100.00 и CIO100.08 находится 1. Далее при замыкании контакта T0000 выход

CIO019.00 принимает значение, равное 1, и при этом осуществляется операция

циклического сдвига влево, т.е. по адресам CIO100.01 и CIO100.09 появляется 1.

Одновременно с этим начинает работать таймер TIM001. При его срабатывании

аналогично происходит сдвиг и запускается таймер TIM000. Далее все происходит

аналогично описанному выше процессу. При появлении 1 по адресу CIO100.15

устанавливается флаг насыщения и цикл начинается заново.

47

000000(000000)

I: 0.00 T0001 TIM

0000

250

000001(000003)

T0000 19.00

000002(000005)

19.00 TIM

0001

250

000003(000007)

I: 0.00 MOV(021)

#0101

10

000004(000009)

100.15 STC(040)

000005(000011)

19.00 @ROL(027)

10

000006(000013)

END(001)

Рис. 8. Программа, реализующая бегущий огонь

Табл. 11 Адрес Инструкция Операнд Адрес Инструкция Операнд

00001 LD 000.00 00008 LD 000.00

00002 ANDNOT TIM001 00009

@MOV(21)

#0101

10 00003

TIM

000

250 00010 LD 100.15

00004 LD TIM000 00011 STC(40)

00005 OUT 019.00 00012 LD 019.00

00006 LD 019.00 00013 @ROL(27) 10

00007

TIM

001

250

00014 END(01)

Описание программы CX Programmer

Программирование контроллера может производиться при помощи ручного

программатора или на ПК с помощью пакета программирования CX-Programmer в

системе Windows. Программирование с помощью CX-Programmer производится

через USB-порт ПК при помощи удлинительного кабеля и специального адаптера

CP1W-CIF01.

Программное обеспечение CX-Programmer имеет следующие возможности:

– выбор типа программируемого контроллера;

– установка системных параметров контроллера;

– установка параметров портов связи;

– создание и редактирование программ;

– просмотр программы в виде релейно-контактных схем, перекрёстных

ссылок или мнемоник;

– просмотр комментариев к программе, областей памяти ПЛК;

– компиляция, запись в ПЛК и выгрузка из него программ;

– редактирование программы в ПЛК без его останова.

48

Запуск программы осуществляется через соответствующий ярлык на рабочем

столе или через меню «Пуск». После запуска программы появляется окно,

представленное на рис. 9.

Рис. 9. Окно программы CX-Programmer

Для того, чтобы создать новый файл объекта, необходимо выбрать в главном

окне программы пункт New в меню File. При этом должно появиться окно (рис.

10), в котором необходимо задать нужное имя контроллера (поле «Device Name»),

тип контроллера СР1E (поле «Device Type»), а также тип связи с контроллером

USB (поле «Network Type»). Выбрав нужные параметры, следует нажать кнопку

«OK» для подтверждения выбора или «Cancel» – для отмены. После этого вид

программы должен измениться – появилось окно проекта и окно редактирования

программы (рис. 11), представляющее чистое поле. В последующем можно

изменить параметры проекта, нажав дважды правой кнопкой мыши в окне проекта

(левое поле на экране) на имя контроллера.

49

Рис. 10. Окна выбора параметров контроллера

Рис. 11. Главное окно программы

В окне проекта расположено дерево проекта. В пункте «Setting» (рис. 12)

можно выбрать режим работы контроллера, в который он переходит при подаче

питания. Для этого надо в закладке «Startup» выбрать требуемый режим работы.

50

Рис. 12. Окно настройки свойств контроллера

Над главным окном программы расположены панели инструментов (рис. 13).

В табл. 12 приведено краткое описание элементов панелей инструментов.

а)

б)

Рис. 13. Панели инструментов CX-Programmer

Табл. 12 Номер элемента Описание

1 Выбор масштаба

2 Сетка на поле редактирования программы

3 Показать подписи к элементам программы

4 Показать подписи к командным линиям

5 Наблюдение за командными линиями

6 Показать комментарии к программе/секции

7 Стрелочка

8 Замыкающий контакт

9 Размыкающий контакт

10 Замыкающий контакт ИЛИ

11 Размыкающий контакт ИЛИ

12 Вертикальная соединительная линия

13 Горизонтальная соединительная линия

51

Номер элемента Описание

14 Выход

15 Выход с инверсией

16 Инструкция

17 Компиляция программы

18 Компиляция программы в ПЛК

19 Создать новый проект

20 Открыть проект

21 Сохранить проект

22 Печать программы

23 Предварительный просмотр

24 Вырезать (с запоминанием)

25 Копировать

26 Вставить

27 Отменить операцию

28 Повторно выполнить операцию

29 Поиск элемента программы

30 Изменить адреса в программе

31 Изменить все адреса в программе

32 Справка о программе

33 Справка

34 Связь с ПЛК

Для того, чтобы начать программирование, в дереве проекта необходимо

выбрать пункт «Section1», при этом активизируется окно редактирования

программы представляющее собой поле, ограниченное левой и правой шинами, а

также панель инструментов, представленная на рис. 13.

При вводе команд «Замыкающий контакт», «Размыкающий контакт»,

«Замыкающий контакт ИЛИ», «Размыкающий контакт ИЛИ», «Выход» или

«Выход с инверсией» появляется окно (например, как на рис. 14), в котором

необходимо ввести адрес новой переменной и задать соответствующие параметры.

Для задания области памяти перед адресом пишется сокращенное название нужной

области (например, CIO, D и т.д.). Если перед адресом ничего нет, то по

умолчанию воспринимается как адрес в области CIO. Также в этом окне можно

выбрать фронт сигнала, по которому будет срабатывать контакт («Differentiation»).

Далее нужно нажать «OK» для подтверждения или «Cancel» – для отмены. Далее

появляется окно, в котором можно ввести комментарий к выбранному контакту

или выходу. После этого необходимо опять нажать «OK» для подтверждения своих

действий или «Cancel» – для их отмены.

Рис. 14. окно выбора параметров элементов РКС

При вводе функционального блока появляется диалог другого вида (рис. 15).

В поле «Instruction» необходимо ввести имя инструкции или соответствующий

цифровой код. В поле «Operands» вводятся параметры для инструкции. Для того,

чтобы число воспринималось как константа, перед ним нужно поставить символ

«#». С помощью «Find Instruction» также можно ввести необходимую инструкцию.

52

Для этого надо найти ее в списке и нажать кнопки «ОК» или «Cancel». Здесь также

можно ввести необходимый комментарий. Краткую справку по инструкции можно

получить, нажав кнопку «Instruction Help». После ввода всех необходимых

параметров нужно нажать кнопку «ОК».

Рис. 15. Выбор параметров инструкции

Для перехода на следующую строку программы необходимо курсором

перейти на неё. В случае неправильного составления строки программы, слева

появляется красная линия напротив неправильной строки. В конце любой

программы должна обязательно присутствовать инструкция «END(01)».

При редактировании программы можно производить следующие операции:

– можно выделять необходимые области программы и производить с ними

действия (через контекстное меню, появляющейся при нажатии правой кнопки

мыши или через панель инструментов);

– при перемещении объекта с нажатой левой клавишей мыши происходит его

перемещение (не копирование) на новое место;

– есть возможность отменять предыдущие действия.

Перед записью программы в контроллер её необходимо откомпилировать.

Для этого надо нажать кнопку «Compile program» (номер 17 на рис. 13).

Если в программе обнаружены ошибки или предупреждения, то внизу окна

проекта появится сообщение с их перечислением. В описании ошибок указывается

расположение объекта (строка и столбец), который и вызвал ошибку.

Перед включением необходимо обеспечить связь контроллера с

персональным компьютером через адаптер ПЛК и СОМ-порт ПК с помощью

соединительного кабеля. Номер этого порта необходимо выбрать в начале работы с

программой CX-Programmer при открытии нового файла, но есть возможность

выбрать СОМ-порт и в существующем файле, нажав правой кнопкой мыши в окне

проекта на имя контроллера, вызвав тем самым меню свойств.

53

Рис. 16. Вид окна проекта после компиляции программы

Для подключения к контроллеру необходимо нажать кнопку («Work Online»).

При этом появляется окно, в котором предлагается связаться с ПЛК. Нажав «Да»,

мы переходим в режим связи с контроллером. При этом фон программы меняется

на серый и активизируются панели инструментов. Автоматически активизируется

новые панели инструментов (рис. 17). В табл. 13 приведено описание функций

кнопок на этих панелях.

Рис. 17. Панели инструментов для работы с ПЛК

Табл. 13 Номер элемента Описание

1 Загрузка данных в ПЛК

2 Выгрузка данных из ПЛК

3 Сравнение данных в ПЛК с данными в ПК

4 Выбор режима программирования

5 Выбор режима отладки

6 Выбор режима наблюдения

7 Выбор рабочего режима

8 Начать редактирование программы без останова ПЛК

9 Окончить редактирование программы без останова ПЛК

10 Утвердить изменения

11 Начать редактирование строки без останова ПЛК

Для записи программы и установок в контроллер необходимо нажать кнопку

1 «Transfer to PLC». При этом появится окно, в котором будет предложено выбрать

54

то, что необходимо отправить (рис. 18), и нажать кнопку «ОК». После этого в

следующем окне необходимо нажать ОК для продолжения процедуры загрузки

программы в ПЛК.

Рис. 18. Окно смены режима работы и окно выбора параметров загрузки

При загрузке программы появляется окно, показывающее в процентах

процедуру загрузки. Далее будет предложено вернуться в режим работы, который

был до соединения с ПЛК.

В случае установки неправильных параметров связи или параметров ПК и

ПЛК или неправильных действий пользователя связь с контроллером не будет

установлена и появится окно предупреждения. В нём предложено повторить

операцию связи, а также перечислены возможные причины ошибки связи (нет

питания у ПЛК, не совпадает тип ПЛК с типом, выбранным в проекте, нет связи

между ПК и ПЛК).

Для переключения обратно в режим редактирования, нужно опять нажать

кнопку «Work Online». Чтобы получить данные из контроллера, необходимо

нажать кнопку 2 «Transfer from PLC». При этом в окне редактирования должна

появиться программа, которая была записана в контроллер. Также можно сравнить

программу, набираемую в данный момент, с данными, находящимися в

контроллере. Для этого нужно нажать кнопку 3 «Compare with PLC».

Для редактирования программы без останова контроллера необходимо

нажать кнопку 8 «On-Line Edit Rungs». При этом осуществляется переход в режим

редактирования On-Line. Далее можно внести какие-то изменения в программу, а

потом отправить эти изменения в контроллер, нажав кнопку 10 «Send On-Line Edit

Changes», а также отменить сделанные ранее изменения. В конце редактирования

необходимо нажать кнопку 9 «Cancel On-Line Edit», чтобы выйти из режима

редактирования.

55

Варианты индивидуальных заданий для написания программ на

контроллере OMRON CP1E

При подготовке к лабораторной работе для заданного варианта необходимо:

– любым известным методом (например, методом содержательного

описания) составить логические функции (уравнения), обеспечивающие

выполнение заданной последовательности работы оборудования. Эти логические

функции должны составляться с учетом возможностей контроллера и имитатора

пульта оператора;

– записать полученные логические функции в адресах программируемого

контроллера.

– по полученным логическим функциям составить программу для ввода в

персональный компьютер.

В лаборатории необходимо:

– набрать и отредактировать подготовленную программу на ПК с помощью

программы CX-Programmer;

– провести компилирование программы. Исправить все выявленные ошибки;

– ввести программу в контроллер;

– подавая с пульта управления модуля ПЛК в контроллер команды и

имитируя состояния датчиков объекта, проверить правильность функционирования

реализованной системы управления.

Вариант 1. Печь сопротивлений содержит три нагревательных элемента

(НЭ), каждый из которых питается от собственного тиристорного преобразователя

соответственно ТП1…ТП3. Сигнал «1» на входе ТП соответствует максимально-

допустимому току НЭ, сигнал «0» – минимально-допустимому току НЭ.

Синтезировать схему, обеспечивающую алгоритм работы группы ТП,

представленный в табл. 14.

Табл. 14 Номер импульса генератора - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 …

Состояние ТП1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 …

Состояние ТП2 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0

Состояние ТП3 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1

Начало работы осуществляется после нажатия на кнопку «Пуск».

Цикл управления печью сопротивления состоит из 6 тактов. Переход с

одного такта на другой осуществляется при поступлении очередного импульса от

генератора импульсов. Циклы управления непрерывно следуют друг за другом.

При поступлении команды «Стоп» прекращается подача импульсов и все ТП

отключаются. Для возобновления работы необходимо нажать на кнопку «Пуск».

Генератор импульсов реализуется программным путем.

Вариант 2. Манипулятор (рука со схватом) служит для подачи заготовок из

накопителя в пресс. Рука манипулятора может перемещаться вперед/назад из

крайнего заднего КЗ в крайнее переднее КП положение и назад, а также

56

поворачиваться из крайнего правого положения КПР в крайнее левое положение

КЛ и обратно. Схват имеет электромагнитный механизм зажима/разжима

заготовок.

Исходное положение манипулятора перед накопителем (в положениях К3 и

КПр, схват под действием пружин зажат). При поступлении запроса со станка и

наличии заготовки в накопителе включается электромагнит разжима схвата. Рука

идет в крайнее переднее положение КП, через 2с схват зажимает заготовку

(электромагнит схвата отключается) и рука возвращается в положение КЗ. Рука

поворачивается в положение КЛ и выдвигается вперед до КП. Схват разжимается

(электромагнит схвата включается) и через 2с рука идет в положение КЗ, затем

поворачивается в положение КПР (исходное положение руки). Если есть запрос со

станка, а накопитель пуст, то включается сигнальная лампа «Нет детали» и

кратковременный звуковой сигнал (в течение 5с). Световой сигнал снимается

кнопкой «Сброс». Включение системы в работу – нажатием кнопки «Пуск».

Вариант 3. Автоматизировать процесс безупорной остановки длинномерного

металла на рольганге Р1.

На рольганг Р1 металл передается с предыдущего рольганга Р0, наличие

металла на котором контролируется датчиком Д0. Вдоль рольганга Р1

расположены датчики, контролирующие наличие металла последовательно в

положениях П1, П2 и П3.

Нормальное положение рольганга Р1 – неподвижное. При наличии сигнала с

датчика Д0 и отсутствии металла на рольганге Р1, рольганг Р1 включается и металл

перемещается по рольгангу Р1. При достижении передним концом металла

положения П1 происходит снижение скорости Р1 до «ползучей» скорости, а в

положении П2 привод рольганга Р1 отключается. Если по каким-либо причинам

металл достиг положения П3, то привод рольганга Р1 реверсируется и работает на

пониженной скорости, пока металл не уйдет из положения П3. При остановке

переднего конца металла между положениями П2 и П3 формируется сигнал

разрешения работы механизмов уборки металла с Р1.

Включение системы в работу – при нажатии на кнопку «Пуск».

Вариант 4. Автоматизировать работу толкателя с кривошипно-шатунным

механизмом с нереверсивным электродвигателем.

При нажатии кнопки «Пуск» кривошип из положения 00=α движется до

положения 0120=α . В этом положении происходит переход на пониженную

(малую) скорость, кривошип идет до положения 0180=α и останавливается. Через

3с электродвигатель автоматически вновь включается и на повышенной скорости

шатун идет в положение 00=α . Стоит в нем 3с, включается и движется к

положению 0120=α и на пониженной скорости до 0

180=α и т.д. После 5 толканий

толкатель останавливается в исходном положении (кривошип - в положении 00=α )

и формируется сигнал «Конец цикла».

Очередной цикл из пяти толканий – после очередного нажатия на кнопку

«Пуск».

При нажатии на кнопку «Стоп» толкатель из любого положения на

повышенной скорости движется в положение 00=α и останавливается.

57

Вариант 5. Тележка движется по кольцевому пути, на котором есть 3

фиксированных положения П0, П1 и П2. Привод тележки – от нереверсивного

электродвигателя.

При подаче питания из любого положения тележка должна идти в положение

П0. При нажатии на кнопку «Пуск» тележка без задержки движется в положение

П1, стоит там в течение 3с, затем движется в П2, стоит там в течение 4с, движется

в положение П0, стоит там в течение 5с, движется в П1, стоит там в течение 3с и

т.д. То есть тележка непрерывно движется по кольцевому пути с остановками в

фиксированных положениях.

При нажатии на кнопку «Стоп» тележка должна без остановки идти в П0 и

там ожидать очередного нажатия кнопки «Пуск».

Вариант 6. Автоматизировать линию сортировки изделий. По конвейеру

движутся низкие изделия, но редко могут встречаться и высокие. По ходу

конвейера установлены две фотоголовки на расстоянии друг от друга, равном

половине ширины изделия. Первая по ходу конвейера фотоголовка настроена на

низкие изделия (нижняя фотоголовка), вторая – на высокие изделия (верхняя

фотоголовка).

При прохождении низкой детали перекрывается только нижняя фотоголовка,

а при высоких – вначале нижняя, а затем верхняя фотоголовки. На выходе

конвейера детали ударяются о сортировочную планку и высокие изделия

поступают в правый накопитель (левое положение планки), низкие - в левый

(правое положение планки). Планка перебрасывается пневмоприводом. Для

переброски планки влево или вправо достаточно хотя бы кратковременно подать

команду на ее перемещение влево или вправо. Включение системы в работу –

нажатием кнопки «Пуск».

Вариант 7. Перекладыватель служит для перемещения листов со стола на

постоянно вращающийся рольганг. Перекладыватель имеет подъемник листов,

установленный на тележке. Подъемник представляет собой поперечину,

перемещающуюся по вертикальным стойкам сверху вниз и обратно. Поперечина

имеет на конце электромагнит для притягивания листов.

В исходном положении перекладыватель стоит в положении П0 над столом, а

его подъемник в крайнем верхнем положении КВ. При поступлении листа на стол

подается сигнал наличия листа, подъемник включается для движения вниз. При

касании листа подъемник останавливается и включается электромагнит. Через 2с

включается подъемник на подъем, достигает положения КВ и останавливается.

Включается тележка и перемещается в положение П1 над рольгангом, где

останавливается и электромагнит отключается. Лист падает на рольганг. Через 2с

тележка движется в положение П0. Цикл повторяется при поступлении очередного

сигнала наличия листа. Включение системы в работу – нажатием кнопки «Пуск».

Вариант 8. В контроллере программным путем необходимо реализовать

генератор импульсов. Время наличия импульса 1с, время его отсутствия 2с. При

нажатии на кнопку «Пуск» начинается счет импульсов. При прохождении 10

импульсов загорается лампа Л1, при прохождении следующих 10 импульсов –

58

лампа Л2, аналогично включаются лампы Л3 и Л4. После загорания лампы Л4 (т.е.

после прохождения 40 импульсов) счет прекращается и все лампы горят до

нажатия на кнопку «Стоп». Генератор импульсов реализовать программным путем.

Вариант 9. Автоматизировать перемещение пунсона штампованного пресса.

Рабочий заправляет металлическую ленту (заготовку) и нажимает кнопку «Пуск».

Пуансон из крайнего верхнего положения П0 движется вниз, при своем движении

до положения П1 входит в матрицу, выбивая из ленты деталь необходимой формы,

и возвращается в положение П0. Чисто механическим устройством лента

перемещается на один шаг и через 2с пуансон совершает очередное движение.

Лента рассчитана на изготовление 10 деталей, поэтому через 10 ходов пуансона

формируется сигнал «Конец цикла».

При подаче питания на систему автоматизации пуансон из любой точки

должен прийти в положение П0.

Вариант 10. На программируемом контроллере реализовать систему

управления толкателем с кривошипно-шатунным механизмом с реверсивным

электродвигателем.

Толкатель имеет два фиксированных положения П0 и П1. При подаче

питания на систему толкатель из любого положения движется вперед медленно до

положения П0. При появлении кратковременного сигнала «Пуск» толкатель из

положения П0 медленно движется до положения П1, стоит там в течение 2с, а

затем электродвигатель включается для движения назад быстро и возвращается в

положение П0, где формируется сигнал «Конец цикла». Цикл повторяется при

нажатии кнопки «Пуск».

При нажатии кнопки «Стоп» толкатель из любого положения на быстрой

скорости возвращается в положение П0.

Вариант 11. Автоматизировать управление крышкой котла (типа большой

кастрюли).

При кратковременном нажатии кнопки «Открыть» крышка поднимается до

крайнего верхнего положения, в котором поворачивается, открывая доступ к

содержимому котла.

При кратковременном нажатии на кнопку «Закрыть» крышка поворачивается

в положение точно над котлом и затем опускается, закрывая котел.

Для исключения ударов предусмотреть переход на пониженную скорость

перед касанием крышкой котла при его закрывании.

Вариант 12. Автоматизировать управление дверью (воротами) въезда/выезда

гаража.

Нормальное (исходное) положение двери закрытое. При кратковременном

нажатии кнопки «Открыть» включается звонок и через 5с включается привод

двери на открывание. При полном открытии двери привод двери отключается

сразу, а звонок звенит еще 2с.

Закрывание дверей – аналогично: при кратковременном нажатии кнопки

«Закрыть» включается звонок, через 5с включается привод двери на закрывание.

При полном закрытии двери привод двери отключается, а звонок звенит еще 2с.

59

ПРИЛОЖЕНИЕ А. SCADA-система TRACE MODE 6

Общие положения

SCADA (от англ. Supervisory Control And Data Acquisition, Диспетчерское

управление и сбор данных) – программный пакет, предназначенный для

разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки,

отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или

управления.

SCADA может являться частью АСУТП (автоматизированная система

управления технологическим процессом), АСКУЭ (автоматизированная система

коммерческого учета электроэнергии), системы экологического мониторинга,

научного эксперимента, автоматизации здания и т. д. SCADA-системы

используются во всех отраслях хозяйства, где требуется обеспечивать

операторский контроль за технологическими процессами в реальном времени.

Данное программное обеспечение устанавливается на компьютеры и, для

связи с объектом, использует драйверы ввода-вывода или OPC/DDE серверы.

Программный код может быть как написан на языке программирования (например

на C++), так и сгенерирован в среде проектирования.

Иногда SCADA-системы комплектуются дополнительным ПО для

программирования промышленных контроллеров. Такие SCADA-системы

называются интегрированными и к ним добавляют термин SoftLogic.

Термин SCADA имеет двоякое толкование. Наиболее широко

распространено понимание SCADA как приложения, то есть программного

комплекса, обеспечивающего выполнение указанных функций, а также

инструментальных средств для разработки этого программного обеспечения.

Однако, часто под SCADA-системой подразумевают программно-аппаратный

комплекс. Подобное понимание термина SCADA более характерно для

раздела телеметрия.

Значение термина SCADA претерпело изменения вместе с развитием

технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 80-е

годы под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы

сбора данных реального времени. С 90-х годов термин SCADA больше

используется для обозначения только программной части человеко-машинного

интерфейса АСУ ТП.

Основные задачи решаемые SCADA-системами:

– обмен данными с УСО (устройства связи с объектом, то есть

с промышленными контроллерами и платами ввода/вывода) в реальном времени

через драйверы;

– обработка информации в реальном времени;

– логическое управление;

– отображение информации на экране монитора в удобной и понятной для

человека форме;

– ведение базы данных реального времени с технологической информацией;

– аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями;

60

– подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса;

– осуществление сетевого взаимодействия между SCADA ПК;

– обеспечение связи с внешними приложениями (СУБД, электронные

таблицы, текстовые процессоры и т. д.). В системе управления предприятием

такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню

MES;

– SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУ ТП в клиент-серверной

или в распределенной архитектуре.

Основные компоненты SCADA

SCADA - система обычно содержит следующие подсистемы:

1. Драйверы или серверы ввода-вывода - программы, обеспечивающие связь

SCADA с промышленными контроллерами, счетчиками, АЦП и другими

устройствами ввода-вывода информации.

2. Система реального времени - программа, обеспечивающая обработку

данных в пределах заданного временного цикла с учетом приоритетов.

3. Человеко-машинный интерфейс (HMI) - инструмент, который

представляет данные о ходе процесса человеку оператору, что позволяет оператору

контролировать процесс и управлять им. Программа-редактор для разработки

человеко-машинного интерфейса.

4. Система логического управления - программа, обеспечивающая

исполнение пользовательских программ (скриптов) логического управления в

SCADA-системе. Набор редакторов для их разработки.

5. База данных реального времени - программа, обеспечивающая сохранение

истории процесса в режиме реального времени.

6. Система управления тревогами - программа, обеспечивающая

автоматический контроль технологических событий, отнесение их к категории

нормальных, предупреждающих или аварийных, а также обработку событий

оператором или компьютером.

7. Генератор отчетов - программа, обеспечивающая создание

пользовательских отчетов о технологических событиях. Набор редакторов для их

разработки.

8. Внешние интерфейсы - стандартные интерфейсы обмена данными между

SCADA и другими приложениями. Обычно OPC, DDE, ODBC, DLL и т. д.

Концепции систем

Термин SCADA обычно относится к централизованным системам контроля и

управления всей системой, или комплексами систем, осуществляемого с участием

человека. Большинство управляющих воздействий и непосредственное управление

процессом обычно обеспечивается ПЛК, а SCADA управляет режимами работы.

Например, ПЛК может управлять потоком охлаждающей воды внутри части

производственного процесса, а SCADA - система может позволить операторам

изменять уставку для потока, менять маршруты движения жидкости, заполнять те

или иные емкости, а так же следить за тревожными сообщениями (алармами),

такими как, например, потеря потока и высокая температура, которые должны

61

быть отображены, записаны и на которые оператор должен своевременно

реагировать. Цикл управления с обратной связью проходит через ПЛК, в то время

как SCADA система контролирует полное выполнение цикла.

Сбор данных начинается на уровне PLC. Далее данные собираются и

форматируются таким способом, чтобы оператор диспетчерской, используя HMI

мог принять контролирующие решения - корректировать или прервать стандартное

управление средствами ПЛК. Данные могут также быть записаны в архив для

построения трендов и другой аналитической обработки накопленных данных.

SCADA-система Trace Mode 6

Trace mode 6 (adastra research group, ltd) предназначена для автоматизации

промышленных предприятий, энергетических объектов, интеллектуальных зданий,

объектов транспорта, систем энергоучета и т.д. Масштаб систем автоматизации,

создаваемых в TRACE MODE, может быть любым – от автономно работающих

управляющих контроллеров и рабочих мест операторов (АРМ) до территориально

распределенных систем управления, включающих десятки контроллеров и АРМ,

обменивающихся данными с использованием различных коммуникаций –

локальной сети, интранета/интернета, последовательных шин на основе RS-

232/485, выделенных и коммутируемых телефонных линий, радиоканалов и

GSM/GPRS-сетей. Причем, благодаря наличию в составе TRACE MODE 6

компонентов T-Factory.exe, появляется возможность комплексной автоматизации

управления как технологическими, так и бизнес-процессами производства для

достижения высокой экономической эффективности и быстрого возврата

инвестиций.

TRACE MODE 6 располагает встроенными драйверами, позволяющими

подключать более двух тысяч четырехсот наименований устройств ввода/вывода –

программируемых логических контроллеров, удаленного УСО, плат ввода/вывода

и промышленных сетей. Поддержка спецификаций OPC DA и HDA, протоколов

DDE и NetDDE, а также открытый формат драйвера ввода/вывода и возможность

прямого обращения к динамическим библиотекам (DLL) средствами языка

программирования ST определяют беспрецедентные возможности по включению в

состав систем автоматизации, разрабатываемых в TRACE MODE, разнообразного

оборудования и обмену данными с внешними приложениями.

Системы, создаваемые в TRACE MODE 6, могут быть как информационно-

измерительными (мониторинг), так и управляющими (НЦУ). Архитектура таких

систем в свою очередь может быть как централизованной, так и распределенной, в

зависимости от заданных требований.

Особое место отводится системам, использующим свободно-

программируемые контроллеры (PC-based и/или PAC-контроллеры), поскольку в

этом случае в TRACE MODE 6 применяется единый инструмент создания

информационного и математического обеспечения, как для АРМ верхнего уровня,

так и для контроллеров, реализующих нижний уровень в иерархии систем

автоматизации. Использование технологии автопостроения и подход к разработке

проекта распределенной системы автоматизации как единого проекта существенно

повышают производительность труда разработчиков систем, значительно

62

уменьшая долю рутинных ручных операций и снижая количество ошибок,

неизбежных в больших проектах.

Надежный и высокопроизводительный обмен данными между

контроллерами и АРМ в TRACE MODE 6 обусловлен использованием логического

сетевого протокола I-Net (поверх TCP/IP), или M-Link. Хранение и доступ к

накапливаемой информации реализуются через мощную систему архивирования

технологических параметров СУБД РВ SIAD 6.

Динамические характеристики и надежность создаваемого в TRACE MODE

программного обеспечения позволяют применять разработанные системы

автоматизации в таких отраслях промышленности, как нефтехимия, металлургия,

энергетика, машиностроение, коммунальное хозяйство, пищевая промышленность,

транспорт, а также при проведении научных исследований.

Основные термины и определения

Программные продукты TRACE MODE 6 подразделяются на

интегрированную среду разработки и исполнительные модули.

Инструментальная система TRACE MODE устанавливается на рабочем месте

инженера-разработчика АСУ и предназначена для создания системы

автоматизации и отладки всех ее компонентов. Сохраняемое в файл с расширением

*.prj описание создаваемой системы автоматизации является проектом TRACE

MODE.

Исполнительные модули TRACE MODE предназначены для запуска проекта

в реальном времени, т.е. для эксплуатации на действующем объекте

автоматизации. Основным исполнительным модулем TRACE MODE для АРМ

является монитор реального времени (МРВ), реализующий такие основные

функции, как непрерывный сбор данных, их математическую обработку и

визуализацию. Для запуска проекта в контроллерах используются исполнительные

модули МикроМРВ, которые различаются по типу контроллеров (разрядность

процессора, операционная система, использование сетевого взаимодействия и др.).

Каждому компьютеру/контроллеру, запускаемому под управлением

исполнительного модуля в проекте TRACE MODE, сопоставлен отдельный узел.

Максимальное количество узлов в проекте – 255.

В рамках узла создаются каналы – основные информационные единицы для

ввода и первичной обработки данных. Каналы в рамках узла могут объединяться в

группы, группы могут содержать подгруппы, образуя иерархическую

информационную структуру произвольной вложенности. Каналы разделяются на

классы в зависимости от типа обрабатываемых данных, например, для

целочисленных – HEX16 и HEX32, для вещественных – FLOAT и DOUBLE

FLOAT.

Каналы содержат атрибуты. Атрибуты каналов могут быть вычисляемыми в

реальном времени и не вычисляемыми, общими и специализированными, т.е.

отражающими специфику класса канала.

Атрибуты канала, задаваемые при редактировании в ИС это Базовое имя,

Комментарий, Кодировка. Они являются общими атрибутами каналов всех

классов.

63

Атрибуты «Верхний предел», «Нижний предел» – не вычисляемые

специализированные аргументы канала класса Float, атрибут «Достоверность»

является вычисляемым атрибутом, индицирующим в реальном времени состояние

обмена данными с аппаратурой для каналов класса HEX16 и Float. Значения не

вычисляемых атрибутов можно изменять в реальном времени, например,

варьировать параметры внутренней обработки в канале класса Float с помощью

атрибутов «Множитель» и «Смещение» для выполнения линейного

преобразования – перехода от кодов АЦП к физическим величинам и т.д.

Различают два типа каналов – INPUT и OUTPUT. В общем случае каналы

типа INPUT могут получать информацию от источников данных, каналы типа

OUTPUT – посылать управляющие воздействия в приемники данных.

Источники и приемники данных представляют собой описатели точек ввода-

вывода, то есть связей с контроллерами, платами УСО, интеллектуальными

датчиками и т.д. Каждая точка ввода-вывода может быть одним аналоговым

сигналом или группой (до 16-ти) дискретных сигналов.

Связи с тэгами во внешних ОРС-серверах и программными компонентами по

протоколам DDE/NetDDE также относятся к точкам ввода-вывода.

Такие компоненты проекта как экраны, программы, связи с внешними

реляционными СУБД и документы разрабатываются как шаблоны. Для связи

шаблонов с атрибутами каналов используются аргументы. Вызов шаблонов в узлах

проекта осуществляется с помощью специализированных каналов класса CALL

(Вызов). Один шаблон может быть вызван многократно на разных узлах с

передачей в аргументы различных атрибутов различных каналов. Допустимы связи

между аргументами вызываемых шаблонов, если они заданы в рамках одного узла.

Для повторного использования в последующих проектах любых компонентов

проекта – шаблонов экранов, программ, связей с СУБД, документов,

источников/приемников и узлов в целом предназначена пользовательская

библиотека.

Количество проектов, разрабатываемых с помощью одной инструментальной

системы TRACE MODE, как и время работы в ней не ограничены.

Состав инструментальной системы

В состав инструментальной системы TRACE MODE 6 входят:

1. Интегрированная среда разработки TRACE MODE 6 IDE (файл

tmdevenv.exe).

2. Профайлеры – отладочные МРВ (файл rtc.exe – с поддержкой графических

экранов.

3. Файл rtmg32.exe – без поддержки графических экранов).

4. Бесплатный набор драйверов устройств ввода\вывода.

5. Библиотека компонентов – файл tmdevenv.tmul и набор ресурсов – обои,

логотипы, анимации в каталоге \Lib папки инструментальной системы.

6. Электронная документация (встроенная справочная система).

7. Демонстрационные проекты TRACE MODE (примеры систем

автоматизации, основанные на имитации технологического процесса).

64

Принцип функционирования системы

Создание проекта АСУ осуществляется в единой интегрированной среде

разработки (ИС) TRACE MODE 6, работающей под управлением операционной

системы MS Windows. Операции по созданию компонентов проекта, их

редактированию и установлению взаимосвязей между ними выполняются в

навигаторе проекта ИС. Разрабатываемый проект представляется в виде дерева

компонентов. Создание дерева проекта облегчается применением различных

технологий автопостроения.

При создании программ, экранов, связей с СУБД, документов и других

компонентов вызываются соответствующие редакторы. Разработанные шаблоны

могут быть применены для повторного использования, как в текущем проекте, так

и в последующих при условии их сохранения в пользовательской библиотеке

компонентов.

Запуск инструментальной системы TRACE MODE 6 производится двойным

щелчком ЛК мыши по иконке «Trace mode» рабочего стола Windows или из меню

«Пуск».

Конечным результатом работы инструментальной системы TRACE MODE 6

является набор файлов, предназначенных для исполнения задач АСУ в мониторах

реального времени на АРМ и в контроллерах. В рассматриваемых далее случаях в

качестве МРВ для АРМ будет использоваться профайлер с поддержкой

графических экранов rtc.exe, а для контроллера - без поддержки графических

экранов rtmg32.exe, расположенные в директории инструментальной системы

TRACE MODE 6. Профайлер позволяет запускать на компьютере с установленной

инструментальной системой один узел разработанного проекта. Узлы проекта,

запущенные в отладчиках TRACE MODE 6 на разных компьютерах, могут

обмениваться данными как по сети, так и по последовательным коммуникациям.

На одном компьютере с несколькими сетевыми адаптерами, соединенными через

hub или switch, можно одновременно запускать соответствующее количество

узлов, обменивающихся данными по сети. На одном компьютере с несколькими

последовательными портами, соединенными соответствующим образом (для двух

– нуль-модемным кабелем), можно запускать также несколько узлов,

обменивающихся данными по интерфейсам RS-232/485.

Documents

Доступ запрещен - СУ ХТПcyxtp.ucoz.ru/_ld/0/9_-__.pdf · 5 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 14-qf1 +5 +24 sa1 - ˘ˇ ˆ ˙ ˝ ˛˚ ˜ ˘ˆ˚ ˜!" ˇˆ # $ % #˛ ˛