Post on 14-Oct-2018
2011‐06‐10
1
LITERATURA
1. MANUALE STEROWNIKÓW ALPHA XL FIRMY MITSUBISHImożna pobrać: www.mpl.pl
Normy: PN‐IEC‐61131‐1: 2004 Sterowniki programowalne; Postanowienia ogólnePN‐IEC‐61131‐2:2004 Sterowniki programowalne; Wymagania i badania dotyczące sprzętuPN IEC 61131 3:2004 Sterowniki programowalne; Języki programowaniaPN‐IEC‐61131‐3:2004 Sterowniki programowalne; Języki programowaniaPN‐IEC‐61131‐5:2004 Sterowniki programowalne; KomunikacjaPodręczniki
1. Janusz Kwaśniewski „Sterowniki PLC w praktyce inżynierskiej” BTC 20082. Jerzy Kasprzyk „Programowanie sterowników przemysłowych” WNT 20063. Tadeusz Legierski, Jerzy Kasprzyk i in. „Programowanie sterowników PLC” WPKJS Gliwice 19984. Janusz Kwaśniewski „Programowalne sterowniki przemysłowe w systemach sterowania”
Roma‐Pol Kraków 19995. Stanisław Flaga „Programowanie sterowników PLC w języku drabinkowym” Res‐Net Kraków
20056. Stefan Brock, Roman Muszyński i in. „Sterowniki Programowalne” WPP Poznań 20007. Frank D. Petruzella „Programmable Logic Controllers” McGrawHill 2005
Definicja PLC (Programmable Logic Controllers)Norma IEC 61131‐1
Sterownik programowalny to „cyfrowy system elektroniczny do stosowania w środowisku przemysłowym, który posługuje się pamięcią programowalną do przechowywania zorientowanych na użytkownika instrukcji do implementowania specyficznych funkcji: logicznych, sekwencyjnych, taktujących, zliczających i arytmetycznych w celu sterowania przez cyfrowe lub analogowe wejścia i wyjścia szeroką gamą maszyn i procesów”„ Zarówno PLC, jak i związane z nim urządzenia peryferyjne są przeznaczone do łatwego„ Zarówno PLC, jak i związane z nim urządzenia peryferyjne są przeznaczone do łatwego połączenia w przemysłowy system sterowania i w prosty sposób spełniają funkcje przewidziane dla nich”
„Sterowniki programowalne są komputerami przemysłowymi, które pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego:• Zbierają pomiary za pomocą modułów wejściowych z cyfrowych i analogowych czujników i urządzeń pomiarowych,• korzystając z uzyskanych danych o sterowanym procesie lub maszynie wykonują programy• korzystając z uzyskanych danych o sterowanym procesie lub maszynie, wykonują programy użytkownika, zawierające zakodowane algorytmy sterowania i przetwarzania danych,• generują sygnały sterujące odpowiednie do wyników obliczeń tych programów i przekazują je przez moduły wyjściowe do elementów i urządzeń wykonawczych,a ponadto mają możliwość:•Transmitowania danych za pomocą modułów i łączy komunikacyjnych•Realizacji funkcji diagnostyki programowej i sprzętowej” – (Kasprzyk, Legierski)
2011‐06‐10
2
Schemat funkcjonalny PLC
Blok wejś‐ciowy
Blokwyjś‐ciowy
CPU
Wyłącznikkrańcowy
załączenie
Przełącznik
2 4 5 1
Wskaźnik
( COM ) ( COM )
Pamięć
•Dane•Program
Potwierdzenie
Stycznik
Zawór ektromagnetyczny
Blok zasilacza Interfejsy do urządzeńzewnętrznych
ZasilaczZasilanie
AC 115/230 VDC 24V
Urządzenia zewnętrzneProgramator, komputer PC, Panel operatora, sieć
Nowoczesne sterowniki dysponują również modułami wejść i wyjść analogowych, komunikacji sieciowej, pozycjonującymi (sterowniki ruchu) itp..
HistoriaPLC
1968 – General Motors ‐ rozpoczęcie prac nad sterownikiem, który zastąpiłby panele przekaźnikowe i
szafy sterownicze w celu ułatwienia programowania i przeprogramowywania oraz utrzymania, napraw i
wymiany oraz zwiększenia niezawodności.
1969 – pierwszy sterownik Modicon 084 (Modular Digital CONtroller)
1976 – wprowadzenie kaset sterowania zdalnego (oddalone wejścia i wyjścia) za pomocą połączeń
komunikacyjnych
1977 – Firma Allen Bradley wprowadza sterownik z procesorem 8080 i koprocesorem dla
operacji bitowych
Początek lat 80‐tych – zastosowanie modułów inteligentnych z własnymi procesorami
Wejście na rynek PLC firm japońskich (Mitsubishi) z małymi PLC o dużych możliwościach
funkcjonalnych i stosunkowo niskich cenach – upowszechnienie sterowników
K i l t 80 k t i k t ó IBM PC d i t ikóKoniec lat 80 – wykorzystanie komputerów IBM PC do programowania sterowników
Lata 90‐te szybki rozwój: oprogramowanie SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), panele
operatora (MMI, HMI), sieci komunikacyjne, moduły inteligętne itp.
Obecnie – rozwój aplikacji sieciowych i systemów rozproszonych
2011‐06‐10
3
Cechy współczesnych PLC
Odporne na zużycie ‐ niezawodne
Prosta modyfikacja
Produkcja seryjnaKrótki czas realizacji zamówienia
Produkt międzynarodowy – znany i dostępny w różnych krajach
Odporne na zużycie ‐ niezawodne
Prosta modyfikacja
Produkcja seryjnaKrótki czas realizacji zamówienia
Produkt międzynarodowy – znany i dostępny w różnych krajach
Uniwersalne w małych oraz dużych zastosowaniach
Ekonomiczne nawet przy małych zastosowaniachNiski koszt okablowaniaNiski koszt wykonania dokumentacji (tworzona automatycznie w PC wraz z projektem)Niski koszt magazynowania
Zajmują mało miejsca
Mały pobór mocy
Uniwersalne w małych oraz dużych zastosowaniach
Ekonomiczne nawet przy małych zastosowaniachNiski koszt okablowaniaNiski koszt wykonania dokumentacji (tworzona automatycznie w PC wraz z projektem)Niski koszt magazynowania
Zajmują mało miejsca
Mały pobór mocyMały pobór mocy
Łatwe do zastosowania
Możliwa dalsza rozbudowa systemu
Przyjazna diagnostyka
Przemysłowe wykonanie
Otwarta architektura (interfejsy komunikacyjne)
Mały pobór mocy
Łatwe do zastosowania
Możliwa dalsza rozbudowa systemu
Przyjazna diagnostyka
Przemysłowe wykonanie
Otwarta architektura (interfejsy komunikacyjne)
Podział sterowników
I. Ze względu na liczbę obsługiwanych wejść i wyjść cyfrowych (dwustanowych)o Małe (do 150 I/O) albo (do 256)o Średnie (150 do 500 I/O) (256‐1024)o Duże (powyżej 500 I/O) (powyżej 1024)
II. Ze względu na rozwiązanie konstrukcyjne• Kompaktowe (blokowe) – stosowana zwykle do sterowników małych i średnich
W jednej obudowie znajdują się wszystkie konieczne elementy sterownika jak CPU, pamięć, zasilacz, oraz zwykle niewielka liczba wejść i wyjść zwykle tylko cyfrowych. Niektóre posiadają niewielki wyświetlacz i klawiaturę
• Modułowe (panelowe) – stosowana zwykle do sterowników średnich i dużychposzczególne układy występują jako oddzielne moduły połączone przez wspólną szynę lubposzczególne układy występują jako oddzielne moduły połączone przez wspólną szynę lub gniazdaOdmiana sterowników modułowych są systemy rozproszone, w których moduły oddalone sa od siebie a komunikacja miedzy nimi i CPU odbywa się za pomocą różnych magistrali (sieci) przemysłowych
Współczesne sterowniki mogą mieć cechy zarówno kompaktowe jak i modułowe
2011‐06‐10
4
Budowa sterowników kompaktowych – przykład FX2N
Zaciski zasilające
Otwory mocująceWymienna listwa zaciskowaz wejściami dwustanowymi
Złącze dodatkowej kasety pamięci
Złącze do podłączaniadodatkowych interfejsów
Bateria pod‐trzymująca
Złączeprogramatora
Wskaźniki wejść (LED)
Wskaźniki LED stanupracy sterownika
Złącze magistralirozszerzającej
Pokrywa
Przełącznik RUN‐STOP
Wymienna listwa zaciskowaz wyjściami dwustanowymi
Wskaźniki wyjść (LED)
Sterowniki kompaktowe ‐ rozbudowa
2011‐06‐10
5
Sterowniki modułowe
Systemy sterowania
2011‐06‐10
6
Producenci PLC
Omron
Inni
Mitsubishi
ŚWIAT EUROPA
Rockwell
Simens
Procentowy udział w zależności od liczby sprzedanych sztuk sterowników kompaktowych
Zastosowanie
Mechanika
Maszyny powszechnego użytku oraz wykonania specjalne Mechanika
Maszyny powszechnego użytku oraz wykonania specjalne
Automatyka
Technika sterowania i regulacji
Ochrona środowiska
Gospodarka wodna, utylizacja odpadów przemysłowych, oczyszczalnie ścieków
Obsługa budynków
G i i t l j d i ł ii b i i t
Automatyka
Technika sterowania i regulacji
Ochrona środowiska
Gospodarka wodna, utylizacja odpadów przemysłowych, oczyszczalnie ścieków
Obsługa budynków
G i i t l j d i ł ii b i i tGrzanie i wentylacja, rozdział energii, zabezpieczenia etc. Grzanie i wentylacja, rozdział energii, zabezpieczenia etc.
2011‐06‐10
7
Zastosowanie PLC
TYPOWE ZASTOSOWANIAmałych PLC
Przemysłowe maszyny myjące/zmywarki do naczyń
Systemy sterowania pompami Platformy dźwigowe i wyciągarkiMieszarki / miksery
TYPOWE ZASTOSOWANIAmałych i średnich PLC
Systemy
monitorowania
Sterowanie windą
monitorowania
poziomu
MEFX08/7‐96
Systemy
sterowania
drzwiami
Klimatyzacja
Systemy sterowania inteligentnym budynkiem
2011‐06‐10
8
Typowe zastosowanie średnich i dużych sterowników
Linie technologiczne
Rodzaje wejść PLC
wejścia
Dwustanowe cyfroweBinarne
Logika Logika j óż i
analogowe
i i dLogika dodatnia sink ujemna
sourceróżnicowe napięciowe prądowe
2011‐06‐10
9
WEJŚCIE TYPU SINK (ODBIORNIK) WEJŚCIE TYPU SOURCE (ŹRÓDŁO)
Sposoby podłączenia wejść
NPN PNP
Impedancja wejść 3.3 do 4.3 kΩ
Standardowe sygnały wyjściowe enkoderów inkrementalnych (przyrostowych)
Push Pull Wyjście różnicowe – nadajnik linil
Otwarty kolektor typu PNP Otwarty kolektor typu NPN
18
2011‐06‐10
10
Parametry elektryczne wejść cyfrowych
Oporność wejścia 3.9kΩ 4.3kΩ
Numer wejścia Minimalny czas ON/OFF
Minimalne czasy odświeżania dla FX3U
X0 do X5 5μs
X6, X7 50μs
X10 do X17 200μs
X20....(rozszerzenia) 10ms
Podłączenie czujnika dwuprzewodowego
Jeżeli prąd płynący przez czujnik jest większy od 1.5 mA to należy podłączyć opornik Rb
Brak opornika Rb może prowadzić do przypadkowego załączenia wejścia
2011‐06‐10
11
Czujnik z rezystancją równoległą
Oporność czujnika powinna być większa niż 15 kΩ
Jeżeli oporność gałęzi równoległej jest mniejsza niż 15 kΩ to należy podłączyć opornik Rb
Zwiększenie prądu obciążenia wyjścia tranzystora
Wyjście czujnika typu otwarty kolektor jest znacznie szybsze jeżeli prąd obciążenia jest większy od 20 mA – ma to znaczenia w przypadku wejść przerywających i licznikowych
Aby to osiągnąć należy zainstalować opornik Rb ok. 1.5 kΩ
2011‐06‐10
12
Wejścia typu 100‐240 VAC i 5 VDC
Wejścia różnicowe
2011‐06‐10
13
Rodzaje wyjść PLC
wyjścia
Dwustanowecyfrowebinarne
analogowe
przekaźnikowe Tranzystorowe triakowe napięciowe prądowe
Wyjścia przekaźnikowe
Zalety:1. Możliwość załączania dowolnego
sygnału (AC, DC, +, ‐)2. Stosunkowo duża moc załączanego
sygnałuWady:Wady:1. Mała częstotliwość załączeń <50Hz2. Ograniczona liczba załączeń (200 000 –
3000 000)
Wyjścia przekaźnikowe
Maks. prąd obciążenia
Maks. moc przełączanaTypowy czas przełączaniaIzolacja elektryczna
2A / zacisk/1punkt, 8A/zacisk/4punkty, 8A/zacisk/8punktówIndukcyjna 80 VA, rezystancyjna 100 W10ms Pomiędzy cewką i stykiem
maks. AC 250V, DC 30V
2011‐06‐10
14
Wyjścia tranzystoroweTypu sink
Zalety: 1. Duża częstotliwość załączeń2. Niewrażliwe na liczbę załączeń
Wady:
Typu source
Wady:1. Możliwość załączenia tylko napięcia
stałego DC2. Mały prąd obciążenia
Maks. prąd obciążeniaMaks. moc przełączanaTypowy czas przełączaniaIzolacja elektryczna
0,5A / zacisk Y, (0,8A / zacisk (+V))Indukcyjna 12 VA, rezystancyjna 15 W< 0,2msZłącze optoelektroniczne
Tranzystor wyjściowy 5 do 30V DC
Obciążenie wyjść tranzystorowych
Dl i i ł i t t l ż ić d i d i j b i ż iDla zmieszenia czasu wyłączenia tranzystora należy zapewnić odpowiednie jego obciążenie Np.. Stosując rezystor równolegle z obciążeniem użytkowym
2011‐06‐10
15
Wyjścia triakowe
Załączanie tylko prądu zmiennego AC.Obciążenie rezystancyjne 0.3A indukcyjne 15VA dla 100 VAC, 30VA dla 200 VAC
Podstawowe zabezpieczenia układu wyjść
Zabezpieczenie przed zwarciemObciążenie indukcyjne
Prąd stały DC
Prąd zmienny AC
Dioda na napięcie 5 do 10 razy większe niż napięcia zasilania
Zabezpieczenie równoczesnego załączenia dwóch kierunków Prąd zmienny AC
Elektrolit 0.1μF 250VAC, opornik 100‐120Ω
2011‐06‐10
16
Wejścia analogowe
±10V±10V
±20mA
4 – 20 mA – standard przemysłowy
Przetworniki prądowe – zasady podłączenia
P t ikPLC
Przetwornikprądowy
Przetwornikprądowy
Czujnik w wersji czteroprzewodowejCzujnik w wersji dwuprzewodowej
Zalety wejść/wyjść prądowych:1. Wysoka odporność na zakłócenia2. Możliwość pomiaru na dużych odległościach – brak zależności prądu od zmian oporności przewodów3. Możliwość podłączenia dwuprzewodowego – zasilanie przetwornika z przewodów pomiarowych4. Małe obciążenie układu zasilającego (maksymalne obciążenie 20 mA)5. 4‐20mA – możliwość wykrycia uszkodzenia przewodów pomiarowych (lub przetwornika) oraz
zasilania układów przetwornika np. wyświetlacza
2011‐06‐10
17
Wejścia analogowe – pomiar temperaturyCzujniki termorezystancyjne PT100 Termopary (termoogniwa)
Sposób działania PLC
Start
X0 X1 Xn
Kontrola stanu PLCInicjacja parametrów
Program sterujący w PLC
1 krok:
Obwód wejściowy
X0 X1. . . . . .
Xn
Rejestr statusówprocesu
•Wejścia•Wyjścia
Odczyt stanów wejściowych, zapis do pomocniczego rejestru statusów procesu
Odczyt stanów wejściowych, zapis do pomocniczego rejestru statusów procesu
Cyklstero
n‐ty krok
Przesłanie rejestrów statusowychdo wyjść fizycznychObwód wyjściowy
Y0 Y1 Yn. . . . . .
• Znaczniki• Rejestry danych
ownika
Kasowanie WDT, komunikacja , testyKasowanie WDT, komunikacja , testy
2011‐06‐10
18
Język drabinkowy (LD – ladder diagram)Język oparty na zasadzie projektowania układów stykowo‐przekaźnikowych, przy czym dopuszcza się użycie także funkcji arytmetycznych, logicznych, relacji oraz bloków funkcyjnych: przerzutników, czasomierzy, liczników, regulatorów itp
Język listy rozkazów ( IL- instruction list)Zbliżony składnią do języków typu asembler – zwykle jest używany jako język pośredni przy kompilacji programu na język maszynowy
2011‐06‐10
19
Funkcjonalny schemat blokowy (FBD – Function Block Diagram)
Odpowiednik schematów przepływu sygnałów dla obwodów w formie połączonych bloków funkcjonalnych. Jest odpowiednikiem schematów przepływu sygnałów dla obwodów logicznych przedstawionych w formie połączonych bramek logicznych oraz bloków funkcyjnych (wyrażenia algebraiczne, liczniki, zegary, regulatory itp..)
Język tekstu strukturalnego (ST – structured text)Jest to język wyższego rzędu oparty głównie o wyrażenia i instrukcje (podobny do języka Pascal)
2011‐06‐10
20
Sekwencyjny schemat funkcjonalny (SFC – Sequential Function Chart)
Nie jest to język lecz sposób prezentacji działania sterownika. Zadania sterownika opisuje się za pomocą kroków (steps) i przejść między nimi (transitions) powiązanych ze sobą połączeniami bezpośrednimi lub skokami. Z każdym krokiem związany jest ciąg instrukcji tak zwane akcje (w dowolnym języku) a przejście miedzy krokami zdefiniowane jest spełnieniem warunku.
Wstęp do ćwiczeń laboratoryjnych
Programowanie przekaźników programowalnych „mini sterowników”
Sterownik ALPHA firmy Mitsubishi
2011‐06‐10
21
DANE TECHNICZNE / opis sterownika
Złącze do podłącze‐nia komputera PC
Miejsce na kasetę i i EEPROM
Zasilanie Wejścia
8 przyciskówfunkcyjnych
Wyświetlacz LCD
pamięci EEPROM
Wyjścia
Złącze do podłączeniaAL2‐232 GSM‐CAB
Miejsce na modułyrozszerzające
Dane / zasilanie sterowników ALPHA XL
AL2 ‐ 24M R ‐ A
Zasilanie 24 V DC♦ Zakres napięcia zasilania: 24 V DC + 20 %, ‐ 15 % (28,8 V do 20,4 V)Zasilanie 24 V DC♦ Zakres napięcia zasilania: 24 V DC + 20 %, ‐ 15 % (28,8 V do 20,4 V)
R – przekaźnikT – tranzystor
Liczba wejść/wyjść (14; 24)A – 220 V ACD – 24 V DC
Zasilanie 230 V AC♦ Zakres napięcia zasilania: 100 ‐ 240 V AC (+ 10 %, ‐ 15 %)♦ Częstotliwość: 50/60 Hz (+/‐ 10 %)
Zasilanie 230 V AC♦ Zakres napięcia zasilania: 100 ‐ 240 V AC (+ 10 %, ‐ 15 %)♦ Częstotliwość: 50/60 Hz (+/‐ 10 %)
2011‐06‐10
22
Jednostki centralne al2
Dwie wielkości jednostek centralnychZasilanie: 230 V AC lub 24 V DC
jś i k ź ik l bWyjścia: przekaźnikowe lub tranzystorowe
AL2-248 wejść
15 wejść
Pozostałe właściwości jednostek centralnych są wspólne dla wszystkich modeli
AL2-146 wyjść
9 wyjść
Wejścia dwustanowe sterowników ALPHA XL
Wej Parametry elektryczne wejść ACjścia
Parametry elektryczne wejść ACNapięcie wejściowe 220‐240V AC; +10% ‐15%Izolacja optoelektronicznaCzas odpowiedzi 15 ‐ 40 ms
Parametry elektryczne wejść DCParametry elektryczne wejść DCNapięcie wejściowe 24V DC +20% ‐15%Logika typu sink&sourceIzolacja optoelektronicznaCzas odpowiedzi 10 ‐ 20 ms
2011‐06‐10
23
Wejścia analogowe
Jednostki centralne zasilane napięciem 24V DC umożliwiają programową konfigurację do 8 wejść dwustanowych jako wejścia analogowe o rozdzielczości 9 bitów każdy (0‐500).
8 msCzas przetwarzania
9 bit, 20mV (10000/ 500mV)Rozdzielczość
0 ‐ 500Wyjście cyfrowe
8; (I01 – I08)Wejścia analogowe
o rozdzielczości 9 bitów każdy (0 500).
Offset = 0 dla 0V DC
Gain: 0‐10V = 0 ‐ 500
OFFSET/ GAIN
Realizowane programowo za pomocą bloczka „offset/gain”
142 kΩ (+/‐ 5%)Impedancja wejściowa
0 – 10VWejścia napięciowe
p
Wyjścia dwustanowe (1)
Wyjścia przekaźnikowe
OPIS PARAMETRYNapięcie przełączania 250V AC lub niższeMaksymalna obciążenie rezystancyjne
AL2-14MR-* (O01 – O06) 8A / COMAL2-24MR-* (O01 – O04)AL2-24MR-* (O05 – O09) 2A/ wyjście (4A / COM)
Całkowita liczba AL2 14MR * (O01 O06) 100 000 cykli przy 8A /Całkowita liczba przełączeń/ obciążenie rezystancyjne
AL2-14MR-* (O01 – O06) 100,000 cykli przy 8A / 240V AC lub 24V DCAL2-24MR-* (O01 – O04)
AL2-24MR-* (O05 – O09) 100,000 cykli przy 2A / 240V AC lub 24V DC
Czas odpowiedzi 10 ms lub mniej
2011‐06‐10
24
Wyjścia dwustanowe (2)
Wyjścia tranzystorowe
OPIS PARAMETRYNapięcie przełączania 5-24V DC (+20%, -5%)
Maksymalne rezystancyjne obciążenie 1A / wyjście (8 – 24V DC), 0,1A / wyjście (5 –8V DC)
Maksymalne obciążenie indukcyjne 1A / 24V DC (24W)y ą yj ( )
Minimalne obciążenie 1.0 mA
Czas odpowiedzi ON/OFF, OFF/ON (w przybliżeniu)
1 ms lub mniej
Izolacja obwodu Izolacja optoelektroniczna
Wyświetlacz LCD
• Wyświetlacz LCD: 4 wiersze x 12 znaków• Wartości wyświetlane można definiować jako tekstowe lub (oraz) jako wartości bloków funkcyjnych sterownika ALPHAlub (oraz) jako wartości bloków funkcyjnych sterownika ALPHA• Teksty na wyświetlaczu mogą być przewijane do 63 znaków• Wyświetlane wartości z licznika, zegara, zegara czasu rzeczywistego mogą być zmienione za pomocąprzycisków na sterowniku
• Graficzne przedstawienie wartości zGraficzne przedstawienie wartości z bloków funkcyjnych lub wejść analogowych• 8 przycisków na sterowniku może zostać zaprogramowanych jako wejściowe dane cyfrowe
Wielkość znaków 5.43x2.92
44
28.5 TEMP 85.0 C
12:23 PUMP
2011‐06‐10
25
Interfejs do komputera pc
AL‐232CAB
Kabel AL‐232CAB łączy sterownik ALPHA i ALPHA2 oraz port RS232C komputera PC. Pozwala na komunikację z odpowiednim programem narzędziowym.
DODATKOWE INTERFEJSY ‐ rozbudowa
Wszystkie modele ALPHA XL mogą zostać rozbudowane o jedno z poniższych rozszerzeń, a także o interfejs do komunikacji z modemem GSM.
AL2 – 4EX Dodatkowe 4 wejścia 24V DC
AL2 – 4EX-A2 Dodatkowe 4 wejścia 230V AC
AL2 4EYR Dodatkowe 4 wyjścia
Interfejs do komunikacji z modemem GSM
AL2 – GSM‐CAB
AL2 – 4EYR Dodatkowe 4 wyjścia przekaźnikowe
AL2 – 4EYT Dodatkowe 4 wyjścia tranzystorowe
AL2 – ASI-BD Moduł slave do sieci AS-IAL2 – 2DA Moduł dwóch wyjść
analogowych (12-bitowe) 0-10V lub 4-20 mA
2011‐06‐10
26
Programowanie sterowników alpha xl
Programowanie za pomocą komputera PC:Program narzędziowy AL‐PCS/WIN‐E Ver 2.1; pracuje w środowisku Windows (95, 98, Me, 2k NT)2k, NT)
Programowanie bezpośrednie (klawisze funkcyjne):• Wyświetlacz graficzny LCD• 8 klawiszy funkcyjnych• Menu 6 języczne (do wyboru D, E, F, I, SP, SW)• Wszystkie informacje o blokach funkcyjnych dostępnesą jednocześnie na wyświetlaczusą jednocześnie na wyświetlaczu
Zabezpieczenie programu: Zabezpieczenie przed dostępem do programu hasłem
PROGRAM NARZĘDZIOWY (wersja 2.4)
2011‐06‐10
27
Bloczki funkcyjne – funktory (bramki) logiczneWyjście przyjmuje stan ON jeśli wszystkie wejścia są w stanie ON; wejścia nieużywane traktowane są jako znajdujące się w stanie ON.
Wyjście przyjmuje stan ON jeśli co najmniej jedno wejście jest w stanie ON; wejścia nieużywane traktowane są jako znajdujące się w stanie OFF.
Negacja sygnału, zmienia OFF na ON i odwrotnie.
Exclusive OR, wyjście przyjmuje stan ON jeśli tylko jedno z dwóch wejść jest w stanie ON.
Not AND, wyjście przyjmuje stan OFF tylko wtedy gdy wszystkie wejścia są w stanie ON; wejścia nieużywane traktowane są jako znajdujące się w stanie ON.
Not OR, wyjście przyjmuje stan OFF jeśli co najmniej jedno wejście jest w stanie ON; wejścia nieużywane traktowane są jako znajdujące się w stanie OFF.
Bloczki funkcyjne (2)
Funkcja logiczna z użyciem operatorów logicznych AND, OR, XOR, NOT i nawiasów ‐ cztery wejścia i jedno wyjście.Funkcję przełączającą możemy zapisać w postaci wzoru
Zatrzaskuje przekaźnik w pozycji SET lub RESET; możliwość ustawienia priorytetu SET lub RESET.
Po zaznaczeniu w bloczku Set/Reset trybu Remember Output Signal after a Power Cut, ostatni stan wyjścia jest zapamiętywany po wyłączeniu i ponownym włączeniu napięcia zasilania.Stan ten może zostać utracony, gdy sterownik ustawiony zostanie w stan STOP.
2011‐06‐10
28
Bloczki funkcyjne (3)
Na wyjściu generowany jest pojedynczy krótki impuls gdy na wejściu pojawi się zbocze narastające, opadające lub w obu przypadkach.
Po pojawieniu się impulsu na wejściu, wyjście zmienia stan i d i i j (ON l b OFF)na przeciwny do istniejącego (ON lub OFF).
Po zaznaczeniu w bloczku ALT trybu Remember Output Signal after a Power Cut, ostatni stan wyjścia jest zapamiętywany gdy zasilanie zostanie wyłączone i ponownie włączone.Stan ten może zostać utracony, gdy sterownik ustawiony zostanie w stan STOP.
Opóźnia sygnałwyjściowy po wystąpienia sygnałuOpóźnia sygnał wyjściowy po wystąpienia sygnału wejściowego ‐ od zbocza narastającego, opadającego lub w obu przypadkach.
Generuje pojedynczy impuls o zadanym czasie trwania; wyzwalany jest impulsem wejściowym, dostępne wejście RESET.
Gdy wejście jest aktywne, bloczek generuje (1) ciąg impulsów o zadanej częstotliwości (ustawianie czasu ON i OFF); (2) zadaną liczbę impulsów o zadanej częstotliwości;
Bloczki funkcyjne (5)
TS
(3) zadaną częstotliwość w zadanym czasie.
Wykorzystuje zegar czasu rzeczywistego do sterowania stanem wyjścia; kalendarz lub harmonogram tygodniowy.
Po zaznaczeniu w menu bloczka Time Switch trybu Maintenance, h ż b ć i i i kl i t tTSm harmonogram może być zmieniany z poziomu klawiatury sterown.
Zlicza impulsy w górę do ustawionej wartości, przy której wyjście przechodzi w stan ON; resetowany sygnałem.
2011‐06‐10
29
Bloczki funkcyjne (6)
Zlicza w górę i w dół; ustawianie wartości, przy której wyjście przechodzi w stan ONprzechodzi w stan ON.
Porównuje dwie wartości wg wybranej zależności: <, >, =, <=, >=, <> (wartości analogowe, ustawiane bezpośrednio lub z bloków funkcyjnych).
Przetwarza wartość analogową zgodnie z zależnością y=A/B×X+C; ustawianie górnego i dolnego ograniczeniay=A/B×X+C; ustawianie górnego i dolnego ograniczenia.
Wyświetla ekran użytkownika (komunikaty lub dane) na wyświetlaczu LCD.
Bloczki funkcyjne (7)
Porównuje wielkość wejściową z dwoma wartościami (wartości analogowe ustawiane bezpośrednio lub z bloków(wartości analogowe, ustawiane bezpośrednio lub z bloków funkcyjnych).
Gdy wielkość wejściowa przekroczy wartość maksymalną, stan wyjścia zmienia się na ON, gdy zmniejszając się przekroczy minimalną wartość zadaną, ustawia wyjście na OFF lub odwrotnie
Rejestruje czas kiedy sygnał wejściowy jest w stanie ON.Rejestruje c as kiedy sygnał wejściowy jest w stanie ON.
Mierzy częstotliwość sygnału wejściowego w zadanym czasie. Częstotliwość jest porównywana z zadaną wartością i wyjście jest ustawiane w ON/OFF w zależności od wyniku.
2011‐06‐10
30
Bloczki funkcyjne (8)
Generowany jest ciąg impulsów wyjściowych. Definiowane parametry impulsów: wypełnienie (ustaw. bezpośrednio, sygnałem
l l b h bl k f k )analogowym lub w parametrach bloku funkcyjnego w %), czas cyklu.
DodawanieY = A + B
OdejmowanieY = A – BY = A B
MnożenieY = A × B
Bloczki funkcyjne (8)
DzielenieA ÷ B = q r (iloraz i reszta)
Czterowejściowy bloczek arytmetyczny; realizuje równanie z użyciem operatorów: [+], [–], [×], [÷], [%], nawiasów () oraz wybranych danych.
A ÷ B = q, r (iloraz i reszta)
Przepisuje stan wejścia na wyjście bloczka przy narastającym zboczu sygnału taktującego.Aby wykonać 8‐mio bitową operację Shift należy użyć ośmiu bloczków SFT.
2011‐06‐10
31
Bloczki funkcyjne (9)
Wysyła zawartość ekranu LCD jako komunikat SMS.
Generuje impuls o losowej szerokości; zadawany jest d i ł k ó j lprzedział czasu w którym jest losowany.
Generuje krótki impuls po odliczeniu zdefiniowanego czasu od pojawienia się sygnału wejściowego.
Po zdefiniowanym czasie opóźnienia wyjście zmienia stan na ON l b OFF k żd i l i jś iON lub OFF, po każdym impulsie wejściowym.
Regulator PID – oblicza wartość sygnału wyjściowego na podstawie wartości zadanej i regulowanej oraz parametrów PID. Ma wbudowana funkcje autotuningu
Podstawowe elementy języka drabinkowego
Instrukcja Symbol drabinkowy Opis instrukcjiLoaDRozpoczyna połączenie -załączana sygnałem logicznym ' 1 '
LD
L D I jLDI
LoaD Inverse – negacja Rozpoczyna połączenie -załączana sygnałem logicznym ' 0 '
LoaD PulseRozpoczyna połączenie -załączana zboczem narastającym
LDP
LDFLoaD Falling pulseRozpoczyna połączenie -
OUTOutputWysterowanie wyjścia (cewki),
LDF p y p ązałączana zboczem opadającym
2011‐06‐10
32
Przegląd operandów sterownika FX2N
Nazwaoperandu
Symboloperandu
Opis Liczbaadresów
Wejście X Wejście dwustanowe sterownika PLC
Wyjście Y Wyjście dwustanowe sterownika PLC
W sumie256
Znacznik M Wewnętrzna 1-bitowa pamięć pomocnicza 3072Znacznik M Wewnętrzna 1-bitowa pamięć pomocnicza 3072
Licznik czasu T Element odliczający zadany przedział czasu 256
Licznik zdarzeń C Element liczający impulsy logiczne 256, 6 HSC
Znacznik stanu S Do programowania krokowego (STL) 1000
Stała K, H Stała dziesiętna lub szesnastkowa 16-, 32-bitowe
Rejestr danych D, R Rejestr danych, rejestr zbioru (16, 32-bitowy) maks. 8000
Rejestrindeksowy
V, Z Zawiera adres pośredni; do indeksowej modyfikacjiargumentów
16indeksowy argumentówWskaźnik P Wskaźnik skoku w programie (etykieta) 128
Przerwanie I Przerwanie programu głównego 6 wejść, 3 timery
Zagłębienie N Sterowanie sekcjami programu głównego 8
Adresowanie wejść i wyjść sterowników kompaktowych Mitsubishi
F X 2N -32M R -E S
F X 2N -16Y E R
F X 0N -32N T /D P
F X 2N -32E R -E S
F X 2N -4D A S u m a
W ejśc ia X 1 6 - - 16 - 32L iczb a W yjśc ia Y 1 6 1 6 - 16 - 48w e ./w y, M o d . fu n kcyj. - - 8 - 8 16
W ejśc ia X 0 - 1 7 - - 2 0 - 4 7 -Ad reso - W yjśc ia Y 0 - 1 7 20 - 37 - 4 0 - 5 7 -
w an ie M o d . fu n kcyj. N r 0 N r 196
Adresowanie w systemie ósemkowym X0 do X7, X10 do X17 itd.Moduły specjalne zajmują przestrzeń I/O ale nie są brane pod uwagę przy adresowaniuAdresowanie dla następnego modułu rozpoczynamy od nowej oktawy
2011‐06‐10
33
Operandy sterownika FX3U – zmienne bitowe
M - Znacznik (flaga, przekaźnik pomocniczy, bit) – wewnętrzna 1-bitowa pamięć pomocnicza
FX – 1000 bitów FX2N – 3072 bity
Inne znaczniki specjalne:FlagiStatus systemu PLCStatus programu STLPrzerwaniaLiczniki szybkieKomunikacjaStatus operacjimatematycznych
Inne znaczniki specjalne:FlagiStatus systemu PLCStatus programu STLPrzerwaniaLiczniki szybkieKomunikacjaStatus operacjimatematycznych
S – Znacznik stanu (przekaźnik stanu) – wewnętrzne specjalne znaczniki do programowania krokowego STL lub SFC. Zasadniczo mogą być stosowane jak zwykłe znaczniki pomocnicze
Znaczniki stanu
FX2N – 1000 bitów
2011‐06‐10
34
Operandy i zmienne typu słowo (rejestr)D – rejestr danych – służy do przechowywania danych numerycznych (słowo sterownika)
Rejestry sa 16-bitowe, zakres danych dla operacji na liczbach całkowitych –32768 do +32767Przez zestawienie dwóch kolejnych rejestrów można utworzyć słowo 32-bitowe Liczby zapisywane są w zapisie binarnym w kodzie U2 (uzupełnień do dwóch) to znaczy:Gdy A≥0 D=A oraz A<0 D=65536-|A| a w formacie 32-bitowym D=2147483647-|A| (albo w zapisie binarnym zanegować wszystkie bity i dodać 1)Rejestry mogą przechowywać dane w zapisie zmiennoprzecinkowym lub naukowym
b15 b14 b13 b12 b11 b10 b9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
210
215
214
213
212
211
248163264128256512
10242048
40968192
16384+ / -
1
Bity
Waga
Wartośćdziesiętna
stałe
K – stała w zapisie dziesiętnym np.. K123 lub K-123 (16-bitowa w zakresie –32768 do 32767 lub 32-bitowa w zakresie K-2,146,483,648 do 2,146,483,647)
H – stała w zapisie hexadecymalnym np.: H12AB nie występuje jako liczba ujemna (zakres 16-bitowy HFFFF lub 32-bitowy HFFFFFFFF
E – (tylko FX3U) - stała w zapisie zmiennoprzecinkowym (32-bitowa) np.: E.1.234 lub E1.234+3 (1.234*103) zakres 1 0*2-128 do 1 0*2128 rozdzielczość 1 0*2-126 (±3 402*1038 rozdzielczość 1 175*10-41)zakres –1.0 2 128 do 1.0 2128 rozdzielczość 1.0 2 126 (±3.402 1038 rozdzielczość 1.175 10 41)
B31 B30 - B23 B22 - B0
B0 - B22 (23 bity) = Mantysa B23 - B30 (8 bitów) = Wykładnik
Bit znaku
20A20 A19 A03A22 A21 A02 A01 A001,
2-1 2-2 2-3 2-4 2-202-212-222-23
E5 E4 E3E7 E6 E2 E1 E0
27 26 25 24 23 22 21 20
Wartości: 1 x 20 + A22 x 2-1 + A21 x 2-2 +...+ A0 x 2-23
Mantysa:Mantysa:
Wykładnik:Wykładnik:
Wartości: (E7 x 27 + E6 x 26 +...+ E0 x 20)
± Mantysa x 2Wykładnik-127
2011‐06‐10
35
Rejestry plikowe
Rejestry plikowe oznaczane są tak samo jak zwykłe rejestry. Zajmują obszar pamięci programu.Zgrupowane są w 14 bloków po 500 rejestrów – 7000 (D1000 do D7999). Służą do przechowywania danych inicjujących lub wartości rejestrów danych (podtrzymywane bateryjnie)
D1000M
Wbudowana pamięć lub kaseta pamięci
Wbudowana pamięćRAM
Rejestry
Pamięć programu
Pamięć danych
Rejestry
Rejestry danych
Program/komentarz
Po załączeniu zasilania PLC lub zmianie
STOP na RUN Rejestry plikowe
przepisywane są do
rejestrów
Przepisywanie danych przy pomocy zwykłych instrukcji lub blokowo przy pomocy instrukcji np.BMOVP D200 D1000 K400
Max. 14x500
rejestrów
Rejestry plikowe
Rejestry danych
Rejestry danych
danych
odczytzapis (M8024=ON)
Odczyt (M8024=OFF)
Zapis i odczyt z poziomu programu przy pomocy instrukcji BMOVP
Zapis
1 1 0 0 11 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0
K3X0
X17 X16 X15 X14 X13 X12 X11 X10 X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0
K1X0 X0 d X3 4 jś i d tk X0K1X0 X0 d X3 4 jś i d tk X0
Tworzenie bloków danych bitowych
K1X6 K1X0
K1X0: X0 do X3 4 wejścia, adres początkowy X0K1X6: X6 do X11 4 wejścia, adres początkowy X6K3X0: X0 do X13 12 wejść, adres początkowy X0
K1X0: X0 do X3 4 wejścia, adres początkowy X0K1X6: X6 do X11 4 wejścia, adres początkowy X6K3X0: X0 do X13 12 wejść, adres początkowy X0
FX3U – odczyt pojedynczego bitu ze słowa
Adresowanie hexadecymalneD0.3 – bit nr 3 w rejestrze D0D0.F – bit nr 15 w rejestrze D0
2011‐06‐10
36
Rejestry indeksowe
V i Z – rejestry indeksowe do adresowania pośredniego zmiennych typu słowo i bitowych – rejestry (D, R), znaczniki (M, S), bloki danych (KnM, KnS, KnX, KnY), liczniki (C), timery (T), etykiety (P) oraz do modyfikowania wartości stałych (K, H)
Np. Jeżeli Z0=10 to D0Z0 oznacza D10Np. Jeżeli Z0 10 to D0Z0 oznacza D10K30Z0 oznacza (30+10)=K40H30Z0 oznacza (H30+K10)=H3AM3Z0 oznacza M13
X0Z0 oznacza X12 (a nie X10) – X, Y oraz bloki bitów KnX, KnYindeksowane są w zapisie ósemkowym
X0 X1
Przykłady programowania
Podtrzymanie załączeniaX1
SET Y1
AND OR
Y2Y2
END
X2SET Y1
RST Y1
END
X1X2Y1
X1PLS M1
X1
X2SET Y1
RST Y1
Wyzwolenie zboczem sygnału
M1
X2
M2
PLS M1
SET Y1
PLF M2
RST Y1
END
X1
M1
X2
M2
Y1
END
2011‐06‐10
37
Instrukcja Symbol drabinkowy Opis instrukcji
Set
Instrukcje podstawowe (2)
SET
RST
SetZałączenie argumentu
ResetSkasowanie argumentu
Generacja pojedynczego impulsu na narastającym zboczu warunkuPLS
(D)SET
(D)RST
(D)PLS
PLF Generacja pojedynczego impulsu na opadającym zboczu warunku
(D)PLF
D MOV P DO D100 K2Warunek wejściowy
Elementy programowe ‐ instrukcje
Oznaczenie operacji podwójnej precyzji
Postać mnemoniczna instrukcji lub numer FNC
Wykonywanie na zboczu (z wyjątkiem sterowników FX0)
Argument źródłowy
Liczba (parametr)
Argument docelowy
2011‐06‐10
38
X2
M3
PLS M3
Y3
Y3
Y3
M3
X2
Y3
Przykłady programowania – flip‐flop
X2
M3PLS M3
ENDtZ
M3
X2
ALTP Y3
END
ALT Y3END
ALT Y3
END
X2
Przegląd instrukcji – przesyłanie danych
Przesłanie danych – dowolna dana typu słowo – zapisywanycały obszar wynikowy (D) (obszar nie zdefiniowany w (S) wyzerowany
Kierunek przesyłania OFF (S do D) ON (D do S)
Przesyłanie bloku danych. Zabezpieczona przed nadpisywaniem. Jeżeli obszar przesłania obejmuje rejestry powyżej D1000 i zapisywane są również rejestry plikowe (jeżeli wybrane). Maksymalny blok 512 danych
Zapisanie bloku (n) danych począwszy od (D) wartością stałą (S)
Wymiana wartości zmiennych
Wymiana bajtów w rejestrze
FX3U
2011‐06‐10
39
Porównanie danych
Porównanie z przedziałem
Dla liczb zmiennoprzecinkowych
Bezpośredni styk komparatora występuje od serii FX2N. Może być łączony szeregowo lub równolegle. Dla operacji 32-bitowych z literą D przed operatorem
DECMP i DEZCP
Podstawowe instrukcje arytmetyczne
Dodawanie D=S1+S2
Odejmowanie D=S1-S2
M ż i D S1*S2 ik (D D
Znaczniki: M8020=On jeżeli wynik operacji =0
M8021=ON jeżeli wynik mniejszy od najmniejszej liczby (Borrow)
Inkrementacja D=D+1
Dekrementacja D=D-1
Iloczyn logiczny (AND) bity S1 z bitami S2
Mnożenie D=S1*S2 wynik w (D+1),D
Dzielenie D=S1/S2 reszta (D+1)
M8022=ON jeżeli wynik większy od największej liczby (Curry)
Dla operacji zmiennoprzecinkowych występują DEADD, DESUB, DEMUL, DEDIV, DENEG
Iloczyn logiczny (AND) bity S1 z bitami S2
Suma logiczna (OR) j.W.
Funkcja albo (XOR) j.W
Zmiana znaku liczby (kod U2) D=D+1; Negacja bit po bicie [CML D0 D1]
2011‐06‐10
40
Przekaźniki czasowe – timer’y
Zapis w programie (T0 K123)T0
Odmierzany czas =Stała(K) x podstawa czasu
Styk sygnalizujący upłyniecie zadanego czasu
Styk załączający timer
Numeracja timerów
Podstawa czasu
100 ms 10 ms1 ms
z pamięcią
100 ms
z pamięcią1 ms
Zakres czasu0.1 do 3276.7 s 0.1 do 327.67 s 0.1 do 32.767 s 0.1 do 3276.7 s 0.1 do
32.767 s
Numer timer’a
T0 do T199200 punktów
(T192 do T199 działają w
podprogramach i
przerwaniach)
T200 do T24646 punktów
T246 do T249
4 punkty
działają w przerwaniach i podprogramach, podtrzymywane
bateryjnie
T250 do T2556 punktów
Podtrzymywane bateryjnie
T256 do T511256
punktów
TYLKO FX3U
Przykłady programów czasowych
Timer’y zwykłe Timer’y z pamięcią
Wartość zadana
może być stałą (K H)
Wartośćbieżąca
Wartość Wartość zadana
może być stałą (K, H)
lub zmienną (np. rejestr D0 itp..)
bieżąca
Kasowanie timera poprzez rozłączeniegałęzi załączającej lub instrukcję [RST T200]
Kasowanie timera z pamięcią tylko poprzez instrukcję [RST T250]. Stan timera pamiętany również po wyłączeniu napięcia zasilania
2011‐06‐10
41
Przykłady programów czasowych cd.
Opóźnienie załączenia z podtrzymaniemStan X0 musi trwać minimum 3 s, Y0 pozostaje załączone
Opóźnienie załączenia stanem chwilowym
Opóźnienie wyłączenia bez podtrzymania
Opóźnienie wyłączenia
Przykłady programów czasowych – generator przebiegu prostokątnego (flicker)
I sposób: przez rozłączenie gałęzi załączającej
T2[RST T1]
II sposób przez reset timer’a T1
Generatory impulsów z wykorzystaniem znaczników specjalnych M8011 do M8014
2011‐06‐10
42
Generator impulsów prostokątnych
Generator o zmiennym okresieGenerator o wypełnieniu 50%
W każdym cyklu generatora okres rośnieo jedną sekundę
Styk timera T2 aktywny przez 1 cykl programuInstrukcja ALT zmienia wyjście na przeciwne
Przy każdym wykonaniu
Instrukcję ALT i ADD (w przypadkudodawania iteracyjnego) należy używać w trybie
wykonania Impulsowego ALTP i ADDPW powyższych przypadkach nie jest to konieczne
gdyż warunek wykonania (styk T2) jest typu impulsowego
Programy czasowe z wykorzystaniem instrukcji specjalnych
Timer specjalny S – numer timer’a
m – zadany czas
D+0 – znacznik z opóźnionym wyłączeniem
D+1 – uniwibrator wyłączenia
D+2 – uniwibrator załączenia
D+3 - znacznik z opóźnionym załączeniem i wyłączeniem
Realizacja generatora impulsów