Lucrarea 2

Lucrarea nr. 1. Automatizarea vopsirii unei piese

1


1. Introducere 1.1. Conectarea intrrilor i ieirilor unui automat programabil

Cataloagele firmelor constructoare de AP indic modul specific de legare al intrrilor i ieirilor unui AP la un proces. n general conectarea unei intrri se face n funcie de modul de realizare a acesteia de ctre productor. Exist dou variante de intrri: intrri n curent continuu i intrri n curent alternativ. Modul de legare al unei intrri de curent continuu este prezentat n fig. 1.

Fig. 1. Conectarea intrrilor automatului la o surs de curent continuu La automatele cu alimentare n curent alternativ se realizeaz variante n care alimentarea se poate face fie direct de la sursa de curent alternativ (fig. 2), fie n curent continuu, obinut n automat prin redresare. n acest ultim caz pe panoul automatului se vor gsi borne de curent continuu.

Fig. 2. Conectarea intrrilor automatului la o surs de curent alternativ

Ieirile automatelor programabile pot fi de dou tipuri: ieiri sub form de tranzistor i ieiri sub form de releu (fig. 3). Exist, de obicei trei borne: una la care se cupleaz sursa exterioar, borna de ieire propriu-zis i borna de legtur cu pmntul. Uneori borna de legtur cu sursa exterioar este comun pentru mai multe ieiri, legtura fiind fcut n interior. Aceasta se poate vedea n cataloagele firmei productoare. Activarea unei ieiri sub form de tranzistor are ca efect deschiderea tranzistorului, dac este alimentat. Sarcina ieirii trebuie s fie alimentat ca n fig. 3, astfel nct la activarea ieirii s fie legat la sursa de alimentare. Activarea unei ieiri sub form de releu are ca efect nchiderea contactului acestuia. Sarcina ieirii trebuie s fie alimentat astfel nct la activarea ieirii s fie legat la surs.


2

Fig. 3. Conectarea elementelor de execuie (sarcinii) la ieirile automatelor

a. ieire sub form de tranzistor. b. ieire sub form de releu

2. Automatele Siemens S7-200 Vor fi programate n mediul Step7 Micro/WIN utiliznd limbajele STL, LAD i FBD. Se poate folosi att adresarea direct, ct i cea indirect. Adresarea direct:

intrri: I0.0 I0.7, I1.0 I1.7; memorie intern: poate fi adresat pe bit (V0.0 V0.7, V1.0 V1.7 .), pe octet

(VB0, VB1, VB2 ), pe cuvnt (VW0 este alctuit din octeii VB0 i VB1, octetul cel mai semnificativ fiind VB0, VW2,VW4), sau pe dublu cuvnt (VD0 alctuit din octeii VB0, VB1, VB2 i VB3, octetul cel mai semnificativ fiind VB0, VD4, VD8). n mod similar se adreseaz i memoria intern cu prefixul M, diferena dintre cele dou fiind c memoria intern V se poate utiliza pentru pointeri;

ieiri: Q0.0 Q0.7, Q1.0 Q1.7. Pentru adresarea indirect variabilele trebuie declarate n Symbol Table. Constantele pot fi de tip ntreg sau reale.

Constantele de tip ntreg se pot specifica n mai multe baze, de exemplu:

constant zecimal: 180123 sau 180_123 constant binar: 2#0101 constant octal: 8#17 constant hexazecimal: 16#F constant ASCII: Un text

Caracterul _ poate fi introdus pentru a facilita citirea mai uoar a constantelor. Constantele reale vor fi specificate folosind literele e sau E sau caracterul ., de exemplu: 4e2, -3.4, 3E10.


3

3. Prezentarea modului de programare n Step 7 MicroWin Seria de automate programabile S7-200 este destinat aplicaiilor de automatizare de mic complexitate i cuprinde mai multe tipuri de uniti centrale. Pentru realizarea unui program cu aceast serie sunt necesare, n afara automatului, un calculator PC, mediul de programare Step 7 MicroWIN 32 i un cablu de comunicaie ntre PC i automat legat ntre portul PPI al automatului i portul serial al calculatorului pe care ruleaz programul. Firma SIEMENS produce astzi i o serie nou de automate de clas mic S7-22x, prevzute cu faciliti de comunicare pe reea nglobate, n unitatea central. Un automat S7-200 const dintr-un modul CPU, singur sau cu mai multe extensii. Un modul CPU este alctuit dintr-o unitate central, surs i intrri/ieiri, ntr-o structur compact. Un modul CPU are o serie de LED-uri de stare (RUN, STOP) i de vizualizare a strii intrrilor i ieirilor. Step 7 MicroWIN 32 este un pachet software pentru programarea i configurarea automatelor din seria S7-200. Acest pachet software permite setarea parametrilor hardware, editarea, depanarea i ncrcarea n automat a programelor elaborate. Limbajele suportate de Step 7 MicroWIN 32 sunt:

STL, care este un limbaj de tip text, alctuit din instruciuni; LAD, care este un limbaj semi-grafic, alctuit din obiecte, prin interconectarea

crora se realizeaz circuite, numite reele, care sunt asemntoare celor realizate cu contacte i relee;

FBD, care este un limbaj semi-grafic, alctuit din obiecte, prin interconectarea crora se realizeaz circuite numite reele, care sunt asemntoare celor realizate cu circuite integrate.

Atunci cnd se scrie un program n limbajele acceptate de acest pachet software se pot utiliza dou moduri de adresare: direct i indirect. Adresarea direct specific aria de memorie, dimensiunea i locaia. Se pot adresa diferite arii de memorie: V, M-pentru locaii din memoria intern, I-pentru locaii reprezentnd imaginile n memoria RAM ale intrrilor automatului, Q-pentru locaii reprezentnd imaginile n memoria RAM ale ieirilor automatului, T-pentru temporizatoare, C-pentru contoare, HC-pentru contoarele de mare vitez, AC-pentru acumulatoare, L-pentru variabile locale, AQ/AI-pentru ieirile/intrrile analogice, S-pentru variabilele utilizate pentru mprirea programului n segmente logice i SM-pentru locaii speciale de memorie, adresate ca bit, octet, cuvnt sau dublu cuvnt. Pentru aceasta se folosete pe lng arie i terminaia B, pentru octet, W, pentru cuvnt i D, pentru dublu cuvnt. Locaiile V i M sunt de acelai tip. Amndou sunt n memoria principal la CPU200. Exist mici diferene n unele aplicaii, de exemplu TD200 are nevoie de octei M pentru funciile tastelor i de octei V pentru mesaje. La adresarea pe byte, cuvnt sau dublu cuvnt se specific byte-ul de start al adresei. La variabilele care ocup mai muli octei se folosete memorarea big-endian byte order*.

* Big-endian byte-order nseamn c primul octet este interpretat ca octetul cel mai semnificativ, iar urmtorii octei sunt n ordinea e la cel mai semnificativ spre cel mai puin semnificativ.


4

Variabilele care ncep cu litera T sunt variabile legate de temporizatoarele (timere) automatului. Acestea sunt de fapt numrtoare de impulsuri, care au perioade diferite, asociate cu numrul care urmeaz dup litera T. Valorile perioadei sunt la CPU S7-200 egale cu 1 ms, 10 ms sau 100 ms. Fiecrui timer i se asociaz dou valori:

Valoarea curent, care este un ntreg ce reprezint timpul scurs de la validarea intrrii timerului;

O valoare pe bit, care are o evoluie n timp n funcie de un parametru (valoarea presetat) i de tipul timerului.

Ambele valori sunt accesate utiliznd aceeai variabil, compus din litera T urmat de un numr. Accesul la una din cele dou valori este funcie de context. Instruciunile cu operanzi pe bit au acces la valoarea de bit, n timp ce instruciunile cu operanzi pe cuvnt acceseaz valoarea curent (fig. 4).

Fig. 4. Adresarea n funcie de context avariabilelor de tip timer

Variabilele care ncep cu litera C sunt variabile legate de contoarele automatului. Acestea sunt numrtoare de impulsuri care provin din exterior i care trebuie asociate unei intrri. Fiecrui contor i se asociaz dou valori:

Valoarea curent, care este un ntreg ce reprezint numrul de impulsuri numrate de la validarea intrrii contorului;

O valoare pe bit, care are o evoluie n timp n funcie de un parametru (valoarea presetat) i de tipul contorului.

Ambele valori sunt accesate utiliznd aceeai variabil, compus din liter C urmat de un numr. Accesul la una din cele dou valori este funcie de context, la fel ca la timere. Instruciunile cu operanzi pe bit au acces la valoarea de bit, n timp ce instruciunile cu operanzi pe cuvnt acceseaz valoarea curent. Contoarele de mare vitez au de asemenea un mod de adresare direct, care se realizeaz prin folosirea literelor HC, urmate de numrul contorului. Contoarele de mare vitez sunt folosite pentru evenimente rapide, care nu pot fi controlate n cadrul ciclurilor automatului, adic a acelora care au schimbri de stare aa de rapide nct pot fi pierdute dac sunt legate de intrrile obinuite ale automatului. La CPU S7-200 sunt disponibile trei contoare de mare vitez al cror coninut, pe patru octei, poate fi accesat direct, utiliznd variabilele HC0, HC1 i HC2. Intrrile acestor contoare sunt de obicei legate la traductoare incrementale, care dau un numr de impulsuri pe rotaie i un impuls de reset la fiecare rotaie. HC0 este un contor UP/DOWN, care accept o singur intrare de ceas cu frecvena de maximum 2 KHz. Intrarea de numrare este legat la I0.0, iar direcia de numrare este setat


5

prin intermediul unui bit special de memorie SM37.1 (Dac este 0, contorul numr direct i dac este 1 contorul numr invers). Contoarele HC1 i HC2 sunt contoare de mare vitez, foarte flexibile care pot fi configurate s funcioneze n 12 moduri. Configuraiile posibile sunt: contoare bidirecionale cu control intern al direciei de numrare, contoare bidirecionale cu control extern al direciei de numrare, contoare UP/DOWN cu intrri diferite din exterior pentru numrare direct i invers i contoare de impulsuri n cuadratur. nainte de a fi utilizat, un contor de mare vitez, trebuie realizat setarea unor bii din categoria biilor speciali de memorie, legai de contor. Aceti bii stabilesc nivelul de activare, al resetrii i startului. Ei sunt SM47.0, pentru HC1 i SM57.0, pentru HC2, pentru reset respectiv SM47.1 i SM57.1 pentru start. Dup setarea acestor bii contorul trebuie configurat i validat. Configurarea se realizeaz prin alegerea unuia din cele 12 moduri de lucru posibile. Se utilizeaz pentru aceasta instruciuni din setul de instruciuni al automatului. Diagramele de semnale i alte indicaii n legtur cu modul de utilizare al contoarelor de mare vitez se gsesc n manualele firmei productoare. Acumulatorii sunt dispozitive care pot fi utilizate ca memorii. Acetia se pot utiliza pentru transferul datelor ctre proceduri. La CPU S7-200 exist patru acumulatori (AC0, AC1, AC2, AC3). Un acumulator poate fi adresat i setat ca octet, cuvnt sau dublu cuvnt, n funcie de instruciunea utilizat. Variabilele care ncep cu literele SM sunt asociate biilor speciali de memorie. Acetia sunt un mijloc de comunicare ntre CPU i program, fiind utilizai pentru selectarea i controlul unor funcii speciale:

Bii de stare care sunt actualizai de unitatea central la fiecare ciclu; Bii de stare a rezultatelor unor operaii aritmetice; Bii de identificare a tipului CPU i a prezenei modulelor de externe.

Pentru mai multe detalii se poate consulta help-ul programului Step 7 MicroWIN 32 sau manualele firmei.

Bitul special de memorie SM0.1 este 1 n primul ciclu i 0 n celelalte cicluri. El este utilizat la pentru introducerea marcajului iniial. n cadrul unui program n Ladder Diagram (LAD), introducerea marcajului iniial se va face ca n fig. 5. Se observ c transferul marcajului iniial n locaiile corespunztoare (aici MB0) se face numai n primul ciclu, deoarece validarea blocului de transfer n memorie a vectorului I0 este realizat numai n primul ciclu.

Fig. 5. Introducerea marcajului iniial

La automatul S7-200 este posibil adresarea prin intermediul pointerilor care se numete adresare indirect. Acest lucru este posibil pentru ariile de memorie de tip I, Q, M, V, T, C. Valorile pe bit sau analogice nu pot fi adresate indirect.


6

Pentru a adresa o locaie n mod indirect trebuie creat mai nti un pointer ctre acea locaie. La CPU S7-200, pointerii sunt locaii de memorie pe dublu cuvnt, care conin adrese ale altei locaii de memorie. Pentru pointeri se pot folosi doar locaiile de tip V i acumulatorii. Un pointer se creeaz mutnd adresa unei locaii de memorie ntr-o alt locaie. La mutare, operandul care va reprezenta pointerul este precedat de caracterul &. n cazul n care se dorete accesarea unei valori specificate printr-un pointer se folosete caracterul * n faa operandului. Utilizarea adresrii indirecte este ilustrat n exemplul din fig. 6.

Fig. 6. Lucrul cu pointeri n Step7 MicroWin

Asupra pointerilor se pot efectua operaii aritmetice. Dac, n programul de mai sus, se intercaleaz instruciunea +D +4, AC1, atunci programul de mai sus va conduce la transferul n AC0 a datelor de la adresa VB104.

n continuare vom descrie modul de lucru cu versiunea 4.0 a programului de consol STEP 7 MicroWIN 32. Aceast versiune are o serie de mbuntiri fa de versiunile anterioare printre care amintim: posibilitatea configurrii aplicaiilor cu noile tipuri de automate din seria 22x, posibilitatea configurrii unor reele Modbus, ASi i Ethernet, posibilitatea utilizrii unor vrjitori (Wizard) pentru configurare etc.

n acest paragraf nu ne propunem s prezentm numai modul de realizare a unui program, utiliznd cea mai simpl legtur, realizat printr-un cablu cu convertor de reea serial. Vom presupune deci, c programul este instalat i c un anumit tip de automat din seria S7-200 este legat prin intermediul unui cablu cu convertor de la RS-232 la RS-485 la interfaa serial a calculatorului.

La pornirea programului pe ecran va apare interfaa din fig. 7. Fereastra conine diferite componente ale mediului. Cea mai mare parte a spaiului de lucru este rezervat ferestrei de editare, a arborelui de instruciuni i ferestrei de navigare. Fereastra de ieire n care se afieaz o serie de informaii asupra operaiilor pe care le execut programul i eventualele erori de compilare. Fereastra de instruciuni mai conine i fereastra arborelui proiectului. Aceasta permite schimbarea n fereastra de editare a editorului de program, a editorului tabelei de simboluri, a editorului tabelei de stare, a editorului de blocuri de date. Aceste ferestre se pot maximiza, minimiza sau cascada. Lansarea diferitelor editoare este posibil i din fereastra de navigare.

Fereastra editorului de program este o fereastr de editor de semigrafic sau text n funcie de tipul editorului lansat i de limbajul ales pentru editare. Primul lucru care trebuie fcut este setarea comunicaiei ntre program i automat. nainte de a seta comunicaia cu programul de consol se va avea n vedere realizarea prin intermediul comutatoarelor de pe convertor a vitezei de transmisie dorite.

Pentru a ajunge n fereastra de setare a comunicaiei, exist mai multe ci: Selectarea din meniul programului a opiunii PLC Type Communication;


7

Apsarea butonului Communication din fereastra de navigare. La oricare cale aleas va apare fereastra Communication. Aceasta arat ca n fig. 8. Dac se apas butonul Set PG/PC Interface, n care se poate alege interfaa adecvat (n cazul nostru PC/PPI cable), iar prin apsarea butonului Properties se pot seta proprieti pentru interfaa selectat. Aceste proprieti trebuie s coincid cu cele ale cablului de legtur i portului la care este conectat acesta.

Fig. 7. Interfaa cu utilizatorul a programului STEP 7-MicroWin 32

Fig. 8. Fereastra Communication


8

Dup realizarea setrilor dorite, la revenirea n fereastra din fig. 8 parametrii de comunicaie vor fi modificai corespunztor, iar prin efectuarea unui dublu clic n fereastr se va realiza i vizualiza legtura cu automatul. Cu aceasta faza de setare a comunicaiei se consider ncheiat

3.1. Componentele unui proiect Un proiect are urmtoarele componente:

Blocul de program. Acesta cuprinde codul programului principal (MAIN), al subrutinelor i al rutinelor de ntrerupere;

Tabela de simboluri (Symbol Table). Aceasta conine un tabel de asociere a variabilelor din memorie cu nume simbolice alese de programator;

Tabela de stri (Status Chart). Aceasta conine unul sau mai multe tabele unde se poate urmri starea intrrilor, ieirilor i a variabilelor programului;

Blocul de date (Data Block). Acesta conine date care reprezint valori iniiale ale unor locaii de memorie, constante i comentarii;

Blocul sistem (System Block). Acesta conine date care se pot ncrca n automat i care se refer la adresa automatului, parametrii comunicaiei, definirea zonelor de memorie care vor fi folosite la memorarea unor date la cderea tensiunii, setarea unor ieiri de siguran la trecerea din RUN n STOP a automatului, setarea unor parametri ai filtrelor de pe intrrile automatului etc.;

Tabela de referine ncruciate (Cross References). Aceasta poate conine un tabel unde se afl o list cu operanzii utilizai n program, locul i contextul n care sunt utilizai.

3.2. Editorul de programe Dac se apas butonul Program Block, n fereastra de navigare se deschide editorul de programe. Un program n STEP 7 MicroWin are trei tipuri de uniti de organizare (POU - Program Organization Unit ):

Programul principal (OB1); Subrutine; Rutine de ntrerupere.

Se poate realiza o editare a programului ntr-unul din limbajele STL, LAD sau FBD. Comutarea ntre acestea este posibil chiar n timpul editrii din meniul View. Deoarece scrierea unui program n LAD este mai comod dect n limbajul STL, vom descrie n cele ce urmeaz numai programarea n LAD i vom face numai unele precizri asupra programrii n FDB, care a devenit mai bine implementat n aceast versiune. Un program n LAD este alctuit din una sau mai multe reele. Fereastra editorului LAD este mprit n celule. n fiecare celul poate fi plasat o instruciune, poate fi scris un operand al instruciunii (parametru) sau poate fi plasat o linie de legtur orizontal sau vertical. Linia de alimentare stng este prezent n fiecare reea, iar linia de alimentare dreapt nu exist. Construirea unei reele se face prin plasarea n celulele din suprafaa editorului a unui obiect al limbajului. Plasarea se poate face n mai multe moduri. Cel mai comod este alegerea obiectului din arborele de instruciuni i realizarea unui dublu clic pe acesta. Orice obiect plasat are unul sau mai muli parametri pe care programatorul trebuie s-i seteze nainte de compilarea programului. Recomandat este ca parametrizarea s se realizeze imediat dup plasarea obiectului. Pentru a realiza parametrizarea se utilizeaz tastatura, dup ce n prealabil se selecteaz celula pentru parametru. Orice parametrizare trebuie realizat n


9

concordan cu valorile acceptate de obiectul respectiv. O parametrizare incorect conduce la erori de compilare. Ea este semnalat nc din faza de editare prin sublinierea cu o linie roie a parametrului incorect. n afara obiectelor limbajului, o reea are un titlu i un comentariu, care pot fi folosite pentru documentarea programului. Regulile cele mai importante care trebuie respectate la scrierea unui program n LAD sunt urmtoarele:

Fiecare reea trebuie s nceap cu un contact, n timp ce o reea nu se poate termina cu un contact. Aceast regul poate fi ocolit utiliznd un contact legat la o variabil care este ntotdeauna egal cu unu. Bitul special de memorie SM0.0 poate fi folosit pentru acest scop;

O reea poate avea mai multe contacte plasate n serie sau n paralel; O bobin nu poate fi plasat la nceputul unei reele, aceasta fiind posibil de utilizat

la sfritul reelei; Bobinele nu pot fi legate n serie, dar pot fi legate n paralel n orice punct al reelei; Mai multe obiecte ale limbajului pot fi legate n serie utiliznd ieirea ENO, dac

utilizarea acestei ieiri este suportat de automatul cu care se lucreaz. Seria 22x accept acest mod de legare n cadrul reelei;

Numrul de celule pe orizontal sau pe vertical nu poate depi 32 n aceeai reea; n aceast versiune nu este necesar plasarea instruciunilor END, RET i RETI, ele

fiind nserate automat de ctre compilator. Utilizarea subrutinelor ntr-un program este util pentru mprirea acestuia n mai multe pri mai mici, mai uor de gestionat i documentat. n acest fel se obin performane mai bune n programare. Iniial un program are n componen o subrutin (SUBR_0) i o rutin de ntrerupere (INT_0). Pentru scrierea instruciunilor acestora se selecteaz ferestrele corespunztoare din editorul de program. Pentru a crea o nou subrutin se poate realiza un clic dreapta n fereastra de editare i apoi se alege Insert Subroutine. ntreruperile sunt generate de evenimente. naintea apelului unei rutine de ntrerupere trebuie stabilit o asociere ntre eveniment i segmentul de program, care se execut atunci cnd evenimentul apare. Pentru aceasta se folosete instruciunea ATCH (fig. 9).

Fig. 9. Instruciunea de ataare a unui eveniment unei rutine de ntrerupere

Invalidarea acestei asocieri se realizeaz cu instruciunea DTCH (fig. 10), care realizeaz dezactivarea ntreruperii. Pentru a crea o nou rutin de ntrerupere se poate realiza un clic dreapta n fereastra de editare i apoi se alege Insert Interrupt. Numrul evenimentului asociat unei ntreruperi este funcie de tipul automatului folosit. n help-ul programului Step 7 MicroWin se gsesc tabele de asociere a evenimentelor cu numere. De asemenea sunt precizate n aceste tabele i prioritile asociate acestor ntreruperi.

Fig. 10. Instruciune de dezactivare a unei ntreruperi.


10

Servirea cererilor de ntrerupere multiple se face n tehnica LIFO i n funcie de prioriti. Stiva LIFO are 128 locaii. Din momentul n care ncepe execuia unei rutine de ntrerupere ea nu mai poate fi ntrerupt dect de o ntrerupere cu prioritate mai mare. Versiunea 4.0 a programului are un editor FBD mai bine pus la punct dect versiunile anterioare. La fel ca i editorul LAD, editorul FBD este semi-grafic bazat pe reele i celule n care se pot introduce blocuri i parametri. Nu mai exist linii de alimentare i legarea blocurilor se face automat sau manual, n acest ultim caz utilizndu-se Line Down, Line Up, Line Right i Line Left de pe bara de scule. Legarea manual este destul de greoaie. Pentru a putea utiliza bistabilele R-S i S-R trebuie ca n ToolsOptionsGeneral s fie selectat Programming Mode: IEC 1131-3 i Mnemonic SetInternational, ca n fig. 11.

Fig. 11. Fereastra Options

3.3. Tabela de variabile globale i tabela de variabile locale Variabilele globale sunt variabilele care au domeniul de vizibilitate extins la toate unitile dintr-un proiect. Ele asociaz nume simbolice adreselor de memorie ale automatului sau intrrilor i ieirilor. Numele simbolice trebuie s nceap cu o liter. Dac se utilizeaz modul de programare SIMATIC, variabilele simbolice se definesc n Symbol Table, iar dac se utilizeaz modul de programare IEC 1131-3 acestea se definesc n Global Variable Table.

Fig. 12. Tabela variabilelor globale

n fig. 12 este prezentat o tabel de variabile globale, iar n fig. 13 modul n care aceast tabel este reflectat n programul MAIN.


11

Fig. 13. Reflectarea n unitatea de program a variabilelor globale

Fiecare unitate de program (POU) a unui proiect are propria sa tabel de variabile locale de 64 octei de tip L. Aceast tabel definete variabile cu domeniu de vizibilitate restrns la unitatea de program respectiv. Utilizarea variabilelor locale este recomandat atunci cnd se dorete elaborarea unor subrutine generale, utilizabile i n alte programe. Dac este vorba de subrutine atunci variabilele locale pot fi de mai multe tipuri:

IN reprezint un parametru provenit din apelarea POU; OUT reprezint un parametru returnat n programul apelant; IN_OUT reprezint un parametru nlocuit la apelare, modificat n cursul execuiei

subrutinei i returnat n programul apelant; TEMP reprezint valori care sunt salvate temporar n stiva variabilelor locale i care

dup ce subrutina s-a executat sunt distruse. 3.4. Status Chart

Termenul status se refer la informaii asupra valorilor curente ale operanzilor atunci cnd programul este executat n automat. Aceste informaii se pot vizualiza ntr-o tabel completat de utilizator numit Status Chart i/sau direct n program dac se selecteaz DebugStatus Chart i/sau DebugProgram Status. n fig. 15 sunt prezentate informaiile de stare din program, iar n fig. 16 informaiile din Status Chart.

Fig. 15. Informaii de stare ntr-un program STEP 7 MicroWin


12

Fig. 16. Informaii de stare n Status Chart din STEP 7 MicroWin

Informaiile de stare sunt disponibile dac sunt ndeplinite urmtoarele condiii: Programul a fost compilat i ncrcat n automat; Comunicaia cu automatul este stabilit; S-a selectat DebugStatus Chart i/sau Debug Program Status.

3.5. Data Block Fereastra Data Block (Data Initialize) permite iniializarea valorilor unor variabile de tip V. Editorul din fereastra blocului de iniializare este un editor de text liber, neavnd zone definite pentru introducerea informaiilor. Un spaiu sau TAB constituie separator de cmpuri, iar o singur linie conine maximum 255 caractere. O linie din blocul de iniializare conine adresa de start pentru una sau mai multe valori aflate ntr-o list i un comentariu, care trebuie precedat de caracterele //. Prima linie trebuie s aib o adres explicit. Urmtoarele linii pot s nu conin adrese explicite, caz n care adresele care vor fi iniializate urmeaz adresei explicite anterioare i este de aceeai form cu ea. Dup ce o linie este introdus i se apas tasta ENTER se realizeaz n mod automat aranjarea liniei pe cmpuri. Se poate omite specificarea tipului variabilei. n acest caz se atribuie valoarea unei locaii de memorie n concordan cu lungimea datei. n fig. 17 este prezentat un bloc valid de iniializare. // //Comentariu la un bloc de date // VB0 1 // Atribuirea valorii 1 lui VB0 VB1 255, 233 // Atribuire multipla: 255 lui VB1 si 233 lui VB2

Fig. 17. Iniializarea de date

Erorile care pot apare la scrierea unui bloc de iniializare sunt:: Specificarea unui alt tip de zona de memorie dect cel de tip V; Specificarea unei constante mai mari dect zona de memorie; Nerespectarea condiiei ca zona de memorie s precead data; Specificarea unei adrese de mai multe ori.


13

La compilare sunt specificate erorile i din Data Block. Dac n fereastra de ieire se realizeaz un dublu clic pe eroare, se deschide fereastra i cursorul este poziionat pe acea eroare. Dac se alege PLC Create Data Block from RAM, valorile curente din RAM sunt introduse n blocul de date. Pentru aceasta trebuie ca automatul s fie conectat la PC i s fie n modul STOP.

3.6. System Block La apsarea butonului System Block va apare fereastra din fig. 18 cu mai multe pagini, n cadrul crora se pot realiza setri importante ale automatului. n pagina Output Table se poate realiza setarea strii unor ieiri ale automatului la trecerea din RUN n STOP. Se poate realiza de asemenea o ngheare a ieirilor. Aceste setri sunt importante pentru realizarea unor modificri ON-LINE ale unor programe i anumite ieiri sunt legate la elemente de acionare, care trebuie s se afle n stri date la oprirea automatului. O astfel de ieire este, de exemplu, ieirea legat la electromagnetul de acionare a frnei unui lift.

Fig. 18. Fereastra System Block (pagina Output Table)

n pagina Input Filters se pot realiza parametrizri ale filtrelor digitale de pe intrrile automatului. Parametrizarea unui filtru digital nseamn stabilirea timpului ct un semnal de intrare trebuie s rmn activ pentru a fi acceptat ca valid. n felul acesta, un astfel de filtru rejectez zgomotele care apar pe linii de intrare impunnd condiia ca acestea s rmn stabile un timp nainte da a fi acceptate de automat.

n pagina Analogue Input Filters, dac automatul are module de intrri analogice, se poate seta o filtrare software a anumitor intrri. Filtrarea software se realizeaz prin medierea unui numr de eantioane de pe intrarea analogic.


14

Filtrul realizeaz modificarea unei intrri analogice la ultima valoare de intrare, dac aceasta depete o valoare numit band moart (dead band), fa de valoarea medie. Numrul de eantioane i banda moart se stabilete pentru toate intrrile care se bifeaz n pagin. n pagina Pulse Catch Bits se poate realiza gestionarea impulsurilor scurte de pe intrrile automatului. Pe intrrile automatului pot apare impulsuri scurte a cror schimbare de stare i revenirea n starea iniial nu poate fi sesizat de automat deoarece au loc ntr-un timp mai scurt dect durata ciclului automatului. Modelele CPU-22x permit prin aceste setri prelungirea impulsului pn la ciclul urmtor, astfel nct s fie citite n faza PIIT (Process Image Input Table) a noului ciclu. n pagin trebuie efectuat bifarea intrrilor care s realizeze prelungirea impulsului. Acest lucru nu poate fi realizat la modelele CPU-21x.

n pagina Communication Port(s) se poate realiza schimbarea adresei automatului i a vitezei de comunicaie. Valorile implicite ale adresei i vitezei sunt 2 respectiv 9600 bps. Toate modificrile fcute n fereastra System Block devin operaionale dup ncrcarea acestuia n automat.

3.7. Cross References Fereastra Cross References are trei pagini: Cross References, Byte Usage i Bit Usage. Aceast fereastr permite cunoaterea modului de utilizare a variabilelor n cadrul programului. Se pot evidenia numele variabilei, blocul n care este utilizat, locul i contextul. Se mai pot evidenia care octet i bit din care arie este utilizat n cadrul programului.

3.8. Realizarea unui program n STEP 7 MicroWIN Pentru a realiza i ncrca un program, utiliznd STEP 7-MicroWIN 32 trebuie realizai urmtorii pai:

Instalarea programului STEP 7-MicroWIN 32 pe un PC; Conectarea cablului de legtur dintre PC i automat; Conectarea automatului la sursa de alimentare; Setarea comunicaiei dintre PC i automat; Analiza caietului de sarcini i ntocmirea grafului automatizrii; Realizarea programului pentru automat, utiliznd una din metodele expuse n

capitolele anterioare; Crearea programului n mediul de programare; ncrcarea programului n automat; Testarea programului, utiliznd simulatoare de proces i facilitile oferite de meniul

Debug Program Status i/sau Debug Status Chart. Presupunnd c primii pai au fost efectuai n conformitate cu cele expuse n paragraful anterior, vom descrie modul de realizare a programului pornind de la caietul de sarcini.

4. Utilizarea variabilelor SCR n Step7MicroWin Utilizarea SCR n STEP 7-MicroWIN permite divizarea unui program n segmente logice care s reprezinte aciunile secveniale realizate n cadrul etapelor unui graf. Se pot implementa secvene, divergene AND/OR, convergene AND/OR etc.


15

Utiliznd instruciuni i variabile SCR se pot defini segmente ntr-un program, care pot fi activate prin setarea unor bii. Aceste segmente sunt ncadrate de instruciunile LSCR (STL) i SCR (LAD/FBD), care definesc nceputul i SCRE, care definete sfritul. Instruciunea SCRT, n cadrul unui segment, realizeaz setarea unui bit de tip S, permind activarea unui alt segment i respectiv dezactivarea segmentului, care a apelat instruciunea de setare. n cadrul unui program, instruciunile care nu fac parte din segmente se execut ciclic. Pentru coninutul unui segment SCR sunt urmtoarele restricii:

Instruciunile JMP i LBL nu pot face parte dintr-un segment SCR; Instruciunile FOR, NEXT i END nu pot face parte dintr-un segment SCR.

4.1. Implementarea unui graf secvenial Fie graful din fig. 19. Pentru implementarea acestui graf, in STEP 7-MicroWIN se procedeaz n felul urmtor:

Se definesc trei segmente SCR, corespunztoare fiecrei etape;

n cadrul acestor segmente se introduc aciunile specifice; Ultima instruciune din fiecare segment testeaz condiia Ci,

pentru parcurgerea tranziiei de dezactivare a etapei i seteaz, la condiie adevrat, bitul corespunztor activrii etapei urmtoare.

Fig. 19. Graf secvenial Implementarea n LAD a programului este prezentat n fig. 20.

Fig. 20. Implementarea cu variabile SCR


16

4.1.1. Implementarea divergenelor i convergenelor Realizarea programelor n cazul, n care n graf apar divergene OR, nu implic dificulti deosebite, doar c n codul segmentului SCR corespunztor etapei care se afl naintea divergenei se testeaz toate condiiile de parcurgere a tranziiilor, care urmeaz divergenei i se activeaz numai etapa care urmeaz tranziiei care va fi parcurs. Implementarea convergenelor OR nu difer cu nimic de ceea ce se face la implementarea unui graf secvenial. Realizarea programelor n cazul n care n graf apar divergene AND (fig. 21) nu implic difi-culti deosebite, doar c n codul segmentului SRC corespunztor etapei care se afl naintea divergenei se testeaz condiia de parcurgere a tranziiei, care urmeaz etapei i se activeaz toate etapele care urmeaz divergenei.

Fig. 21. Divergen AND

Un exemplu de implementare a unei divergene AND de mai sus este prezentat n fig. 22.

Fig. 22. Implementarea unei divergene AND

Implementarea unei convergene AND1 este mai dificil. Pentru ca tranziia 1 din fig. 23 s fie parcurs este necesar ca etapele 1 i 2 s fie active i condiia de parcurgere a tranziiei s fie adevrat. Activarea etapelor 1 i 2 este dependent de parcurgerea unor tranziii anterioare lor i este legat de ceea ce se ntmpl n sistemul condus. Se implementeaz o reea de activare a etapei 3 n care se testeaz dac ambele etape 1 i 2 sunt active ct i condiia C1. Reeaua aceasta este n partea ciclic a programului i este situat de obicei la sfritul acestuia. Din aceast cauz biii corespunztori etapelor, care se activeaz sau se dezactiveaz trebuie setai/resetai cu instruciuni care nu sunt din setul SCR. n fig. 24 este prezentat reeaua pentru implementarea divergenei din fig. 23.


17

Fig. 23. Convergen AND

Fig. 24. Implementarea convergenei AND

5. Caietul de sarcini n figura 25 este prezentat schema de principiu a instalaiei de vopsit piese. Aceasta este alctuit dintr-un cilindru pneumatic, alimentat de la o surs de aer comprimat prin intermediul unui distribuitor 5/2 cu arc i dou restrictoare de o cale. Deplasarea n sus a pistonului are loc atunci cnd este alimentat bobina Y a distribuitorului, iar deplasarea n jos are loc atunci cnd bobina nu este alimentat i sub aciunea arcului distribuitorul se afl n poziia de jos. Instalaia, care vopsete piese pe o singur parte, funcioneaz n felul urmtor: O pies va trebui vopsit cu ajutorul unui pulverizator, prin mai multe cicluri (trei, patru sau cinci parcurgeri de jos n sus a suprafeei de vopsit). Numrul de cicluri se va alege cu ajutorul a trei butoane B1, B2 i B3. Dac se apas B1, va realiza vopsirea n trei cicluri, dac se apas B2, instalaia va realiza vopsirea n patru cicluri, iar dac se apas B3, instalaia va realiza vopsirea n cinci cicluri. Apsarea unui anumit buton va avea ca efect aprinderea unei lmpi incluse n butonul respectiv sau a unui LED asociat butonului (L1, L2 respectiv L3) care indic numrul actual de cicluri ales.

Pulverizatorul este antrenat de un piston pneumatic (fig. 25), care are traductoare de proximitate la capetele cursei (S1, pentru poziia sus i S2 pentru poziia jos). Dac bobina Y a distribuitorului cu arc care alimenteaz traductorul este alimentat capul de vopsire se deplaseaz n sus, n caz contrar se deplaseaz n jos. Instalaia pornete la apsarea unui buton de pornire BP. nainte de pornirea instalaiei trebuie apsat butonul care selecteaz numrul de cicluri, iar aceast apsare trebuie s fie memorat pn operatorul va selecta un alt numr de cicluri prin apsarea altui buton.


18

Fig. 25. Instalaie de vopsit piese

6. Modul de lucru n cadrul lucrrii de va folosi un singur automat (S7-214), care se afl montat pe panoul care reprezint fundul cofretului realizat pentru aceast automatizare. Se procedeaz n felul urmtor:

Se pornete mediul de programare Step7MicroWin i se ntocmete Symbol Table, conform legturilor dintre automat i reactor prezentate n fig. 26;

Se realizeaz graful automatizrii conform caietului de sarcini; Se alctuiete programul cu una din metodele:

o Activarea i dezactivarea sincron; o Utilizarea variabilelor SCR.

Se execut montajul din fig. 26. Se vor face numai legturile punctate. n instalaie se gsesc dou iruri de cleme notate: Sir cleme A i Sir cleme B. Fiecare punct al irului de cleme este marcat printr-un numr unic, care apare i n instalaie;

Se ncarc programul n automat; Se verific funcionarea automatizrii conform caietului de sarcini.


19

Fig. 26. Legturile dintre automatul S7-214 i instalaia de vopsit

Documents

Lucrarea 2