Eloadas PLC
description
Transcript of Eloadas PLC
![Page 1: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/1.jpg)
11
Programozható irányító berendezésekés szenzorrendszerek
Az ipari irányítástechnika gyakorlati eszközei PLC-k
Az ipari automatizálásban alkalmazott villamos jelek (1)
Digitális (kétállapotú) jelek:Logikai érték: 0 – 1 (Hamis - Igaz)Leggyakrabban: 0 - 24V DC
Analóg jelek:Mintavételezett folytonos (értékkészlet) jelekMintavételezés: ~100 msecLeggyakrabban: 0 - 20mA, 4 - 20mA, 0 - 10V kimenet� távadók
t
mAV
ts (mintavételezsi id�)ts ts
Frekvencia jelek
Speciális kétállapotú jelek, ahol fontos az impulzusok száma / frekvenciája
Induktív érzékel�kr�l (forgásérzékel�k)Inkrementális jeladókról (elmozdulásmér�k, útadók)
Frekvencia: néhány kHz (10-30kHz)
U(t)
Az ipari automatizálásban alkalmazott villamos jelek (2)
• Nem programozható irányítások- Relés logikák- Pneumatikus logikák- Célhardver (pl. FPGA)
• Programozható irányítások- Speciális folyamatirányító számítógép
- Ipari PC Operációs rendszer megbízhatósága?
- PLC MegbízhatóIpari kivitel (ütés, rezgésállóság)Galvanikus leválasztás a külvilágtólEgyszer�en programozható / Karbantartható
Megoldások az automatizálásban
Megoldások az automatizálásbanMegoldások az automatizálásban
![Page 2: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/2.jpg)
22
Megoldások az automatizálásban Megoldások az automatizálásban
Megoldások az automatizálásban Megoldások az automatizálásban
Megoldások az automatizálásban Megoldások az automatizálásban
![Page 3: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/3.jpg)
33
Megoldások az automatizálásban A PLC-k kialakulása és fejl�dése
Egyszer� sorrendi és kombinációs hálózatok
Analóg jelek kezelése Aszinkron kommunikáció Speciális modulok
-Gyorsszámlálók -Soros komm. modulok -Motorvezérl�k
Magasszínt� aritmetika Lebeg�pontos számítások Komplex szabályozások Nagy sebesség� hálózatok Elosztott rendszerek Nagymegbízhatóságú redundáns rendszerek
‘70
‘80
’90..
Villamos tervek (1) Villamos tervek (2)
Villamos tervek (3)A PLC-k és rendszerek csoportosítása (1)
•KompaktTwido
•ModulárisTSX Premium, QuantumModicon M340
•Osztott - Távoli I/O rendszerekAdvantys I/OMomentum I/O
![Page 4: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/4.jpg)
44
A PLC-k és rendszerek csoportosítása (2)
• Moduláris felépítés
– Hátlap
– Tápegység
– CPU modul
– I/O modulok
– Kommunikációs modulok
Moduláris felépítés (1)
– Hátlap
– Tápegység
– CPU modul
– I/O modulok
– Kommunikációs modulok
Moduláris felépítés (2)
– Hátlap
– Tápegység
– CPU modul
– I/O modulok
– Kommunikációs modulok
Moduláris felépítés (3)
– Hátlap
– Tápegység
– CPU modul
– I/O modulok
– Kommunikációs modulok
Moduláris felépítés (4)
– Hátlap
– Tápegység
– CPU modul
– I/O modulok
– Kommunikációs modulok
Moduláris felépítés (5)
– Hátlap
– Tápegység
– CPU modul
– I/O modulok
– Kommunikációs modulok
![Page 5: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/5.jpg)
55
Elosztott - Távoli I/O rendszerek (1) Elosztott - Távoli I/O rendszerek (2)
KapcsolókÉrzékel�k...
KIMENETEK
CPU
BEMENETEK
MEMÓRIA
KontaktorokRelékLámpák
PLC
A PLC-k hardver felépítése (1)
KIMENETEK
BEMENETEK
MEMÓRIA
PLC
Tápegység
1,5-
2 kV
1,5-
2 kV
Galvanikus leválasztás1,5 - 2 kV szigetelés a ki-, és bemenetek között
A PLC-k hardver felépítése (2)
CPU
•Tipikusan 24V DC (általában küls�, ritkán bels� táppal)Forrás / Nyel� (Source / Sink )
- + C 0 1 2 3 4 5 ....24V
•115V / 240V AC (ritka)
Kétállapotú bemenetek (1)
• Pozitív logika - Nyel� - Sink
Kétállapotú bemenetek (2)
![Page 6: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/6.jpg)
66
• Negatív logika - Forrás - Source
Kétállapotú bemenetek (3)
•Tranzisztoros
PLC + 24V -
Kétállapotú kimenetek (1)
Tranzisztoros kimenetek jellemz�i
•Nagy kapcsolási szám (elméletileg végtelen élettartam)
•Terhelhet�ség néhány 100 mA
•Érzékeny az induktív terhelésekre
•Védeni kell (küls� dióda)
Kétállapotú kimenetek (2)Kétállapotú kimenetek (3) – Tranzisztoros kimenetek
Kétállapotú kimenetek (4) – Tranzisztoros kimenetek
• Relés
PLC+ 24V -240V A.C
Kétállapotú kimenetek (5)
![Page 7: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/7.jpg)
77
Relés kimenetek jellemz�i
•Korlátozott kapcsolási élettartam
•Nagyobb terhelhet�ség, (1-2A)
•Érzéketlen az induktív terhelésekre
•Nagyobb kapcsolási id� (100msec)
•A PLC szempontjából a legbiztonságosabb megoldás
Kétállapotú kimenetek (6)
Kétállapotú kimenetek (7) – Relés
• Szilárdtest relés (solid state, triac)
PLC 240V AC
Kétállapotú kimenetek (8)
Szilárdtest relés kimenetek jellemz�i
•Korlátlan kapcsolási élettartam
•Nagy terhelhet�ség
•Kevésbé érzékeny az induktív terhelésekre
•Tipikus alkalmazás: PWM f�tés (h�mérséklet szabályozás)
Kétállapotú kimenetek (9)
Kétállapotú kimenetek (10)
Tranzisztoros kimenetek védelme
Kétállapotú kimenetek (11)
Relés kimenetek védelme
![Page 8: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/8.jpg)
88
Kétállapotú be- és kimenetek
Tipikus jeltartományok
• Feszültség: 0-10V, ±10V, (0..5V)
• Áram: 0..20mA, 4..20mA
•Ellenállásh�mér�: Pt100, Pt1000, Ni100, Ni1000 (2,3,4 vezetékes)
•H�elem: B,E,J,K,L,N,R,S,T,U típusok
Analóg bemenetek (1)
Analóg bemenetek (2)Alapfeladatok
• Kétállapotú és analóg érzékel�k beolvasása
• A beolvasott értékek és az el�zmények (sorrendi logikák) alapjána kimenetek (végrehajtók / beavatkozók) m�ködtetése
További feladatok
• Ki és bemenetek állapotának kijelzése (LED)
• Kommunikáció• Távoli I/O eszközökkel• Programozó terminállal (fejlesztés, online m�veletek)• Megjelenít� eszközökkel• Más PLC-kkel• Egyéb eszközökkel (pl. mérleg, nyomtató, vonalkód olvasó…)• Fels� irányító rendszerrel
• Önteszt
A PLC-k m�ködése (1)
Bels� program(önteszt, kommunikáció)
Bemenetek beolvasásaés eltárolása
Watchdog Alkalmazói program MemóriaTimer végrehajtása
Kimenetek állítása
A PLC-k m�ködése (2)Normál m�ködés - Ciklikus programvégrehajtás
t
Bels� %I %Qprog.
PROGRAM PROGRAM
CIKLUS ID�
(SCAN TIME)
A PLC-k m�ködése (3)
Bels� %I %Qprog.
CIKLUS ID�
Reakció id�: Tin + 2 * Tc + Tout
(Worst case)Tin: Bemeneti késleletetésTc: Ciklus id�Tout: Kimeneti késleltetés
![Page 9: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/9.jpg)
99
A PLC-k m�ködése (4)
• Digitális technika – Szinkron sorrendi hálózatok
– Mealy modell: y = f (x, q)• A kimenet az aktuális bemenett�l és állapottól függ
– Moore modell: y = f (q)• A kimenet csak az aktuális állapottól függ
PLCMealy modell szerinti m�ködés, de a Moore modell el�nyeivel
A PLC-k m�ködése (5)
• M�ködési módok
– Ciklikus programvégrehajtás (normál)
– Periodikus programvégrehajtás
– Eseményvezérelt
A PLC-k m�ködése (6)Preemptív prioritásos ütemezés
Tápfeszültség bekapcsolása után
HIDEG INDÍTÁS
• A PLC nem emlékszik a kikapcsolás el�tti állapotra• Reset gomb / kapcsoló• Programozó szoftverb�l Init / Cold Start parancs• Alkalmazói programba beállítva
MELEG INDÍTÁS
• A PLC emlékszik a kikapcsolás el�tti állapotra• Az összes változó értéke elment�dik• Általában ez történik
A PLC-k m�ködése (7)
RAM
Elem / Akkumulátor
FLASH
PLC
Program tárolás
EEPROM PCSzükséges: Szoftver
Programozó kábel
Kézi programozóval (régebben)
Szükséges: Kábel
Memória kártya (opció)
PLC-k programozása
![Page 10: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/10.jpg)
1010
PLC - PC kapcsolat:
On line
Off Line
Minimum követelmény:
Programszerkesztés (Editor)
Program letöltés (Download)
Program indítás / leállítás (Run / Stop)
PLC programfejleszt� szoftverek(Pl.: TwidoSuite, Unity)
•Program szerkesztés
Több programozási nyelv (IL, LAD, FB, ST, SFC)
Szimbólumok használata
Hibajavítás
Program letöltés (Download)
Program felolvasás / visszaolvasás (Upload)
Program futás közbeni módosítása (Online)
Program védelem
Korszer� fejleszt� környezetek szolgáltatásai (1)
•Monitor üzemmód
Program indítás / leállítás
Változók állapotának megfigyelése
Változók / Kimenetek / Bemenetek Force-olása
Hardver diagnosztika
•Dokumentáció készítés támogatása
Programlisták
Konfiguráció listák (Hardver / Szoftver)
Keresztreferenciák készítése
Korszer� fejleszt� környezetek szolgáltatásai (2)
•Programozás hálózaton keresztül
Távdiagnosztika
•Debuggol-ás
Program lépésenkénti / ciklusonkénti végrehajtása (Ritka)
•Szimuláció
TwidoSuite, Unity
•Alkalmazás generátor
Teljes projekt tervezése, programozása egy fejleszt�
környezetben
Korszer� fejleszt� környezetek szolgáltatásai (3)
Programozás (1)(Áramút terv � Létra diagram)
Programozás (2)(Áramút terv � Létra diagram)
![Page 11: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/11.jpg)
1111
Programozás (3)(Áramút terv � Létra diagram)
P
N
S
R
Alaphelyzetben nyitott kapcsoló (NO - záró kontaktus)
Alaphelyzetben zárt kapcsoló (NC - bontó kontaktus)
Felfutó él figyel� kontaktus
Tekercs (normál)
Tekercs (negált)
Tekercs (set)
Tekercs (reset)
Lefutó él figyel� kontaktus
Programozás (4)Létra diagram – Kontaktusok, Tekercsek
% Ix.y Kétállapotú bemenet
% Qx.y Kétállapotú kimenet% IWx.y %QWx.y Analóg bemenet / kimenet% Mx %MWx Memória bit / szó% Sx %SWx System bit / szó% KWx Konstans% TMx Id�zít� (Timer)% Cx Számláló (Counter)
Programozás (5)Címezhet� objektumok (változók)
.
.Q1 := A or B and C;.....Q1 := A and D and E;...Q1 ���� Kimeneti tranzisztor / relé
Programozás (6)Kimenet többszöri írása � programban lehetséges
.
.Q1 := A or B and C;..Q2 := Q1 and X or Y;..Q1 := A and D and E;...Q1,Q2 ���� Kimeneti tranzisztor / relé
Programozás (7)Kimenet többszöri írása � programban lehetséges
Programozás (8)
![Page 12: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/12.jpg)
1212
Programozás (9) Programozási nyelvek (1)
• Régebben– Ahány gyártó annyi „nyelv”
• IEC61131-3 szabvány
– Szöveges nyelvek• Utasításlista (STL, AWL)• Strukturált text (ST) - C, Pascal nyelvekhez hasonló
magas szint� nyelv
– Grafikus nyelvek• Létradiagram (LAD, KOP)• Funkcióblokk (FB, FUP)• Sorrendi folyamatábra (SFC)
Programozási nyelvek (2)(Létra diagram)
Programozási nyelvek (3)(Funkcióblokk diagram – FBD)
LD, LDN Munkaregiszter töltése
ST, STN, S, R … Értékadás, tárolás
AND, ANDN, Logikai m�veletekOR, ORN, XOR …
MPS, MRD, MP … Stack m�veletek
JMP, JMPC, JMPCN Ugrások
SRI, RET … Szubrutin m�veletek
Programozási nyelvek (4)(Utasítás lista – Assembly)
Programozási nyelvek (5)(Strukturált text – ST)
![Page 13: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/13.jpg)
1313
Programozási nyelvek (6)(Sorrendi folyamatábra – SFC) Létra diagram – Alapelemek
Élérzékeny kontaktusok – Példa (1)
Létra diagram – Alapelemek
Élérzékeny kontaktusok – Példa (2)
Létra diagram – Alapelemek
Élérzékeny kontaktusok – Példa (3)
Létra diagram – Alapelemek
Élérzékeny kontaktusok – Példa (4)
%IW0.0>50
%MW10:=33
Komparátor blokk
Aritmetikai blokk
Létra diagram – Alapelemek
![Page 14: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/14.jpg)
1414
IEC61131-3 szabvány szerinti típusok
%Tx
Q
Létra diagram – AlapelemekId�zít�k (1)
IN
Bekapcsolás késleltet� - TON Kikapcsolás késleltet� - TOF Pulzus - TP
ETPT
BOOL BOOL
TIME TIME
Létra diagram – AlapelemekId�zít�k (2)
• Bekapcsolás késleltet� id�zít� – TON (ON Delay Timer)
Létra diagram – AlapelemekId�zít�k (3)
• Kikapcsolás késleltet� id�zít� – TOF (OFF Delay Timer)
Létra diagram – AlapelemekId�zít�k (4)
• Pulzus id�zít� – TP (Pulse Timer)
Típusai• CTD El�re számláló• CTU Visszaszámláló• CTUD Kétirányú számláló
Bemenetek• R CV := 0• LD CV := PV• CU CV := CV+1• CD CV := CV-1• PV Beállított érték
Kimenetek• QU QU := (CV >= PV)• QD QD := (CV <= 0)• CV Számolt érték
CTUD
R
LD
CU
CD
PV
QU
QD
CV
Létra diagram – AlapelemekSzámlálók
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
BOOL
INT
INT
Típusai
•SorosLétrasorok fentr�l lefelé egymás utánLétrasoron belül balról jobbra
•PárhuzamosLétrasorok párhuzamosan (egyszerre)Létrasoron belül balról jobbra
(Az áram haladásának megfelel�en)(Régebbi PLC-k,Programozható „vezérl�relék”: pl.: Zelio)
Létra diagramFeldolgozási / Kiértékelési sorrend (1)
![Page 15: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/15.jpg)
1515
Soros
Létra diagramFeldolgozási / Kiértékelési sorrend (2)
Soros
Létra diagramFeldolgozási / Kiértékelési sorrend (3)
Soros
Létra diagramFeldolgozási / Kiértékelési sorrend (4)
Soros
Létra diagramFeldolgozási / Kiértékelési sorrend (5)
Soros
Létra diagramFeldolgozási / Kiértékelési sorrend (6)
Soros
Létra diagramFeldolgozási / Kiértékelési sorrend (7)
![Page 16: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/16.jpg)
1616
Párhuzamos
Létra diagramFeldolgozási / Kiértékelési sorrend (8)
Létra diagramFeldolgozási / Kiértékelési sorrend (9)
Létra diagramFeldolgozási / Kiértékelési sorrend (10)
Sorrendi folyamatábra – SFC (1)
Technológiai m�veletek leírása folyamatábrával
• Eredet• Grafcet• Petri hálók• Digitális technika (1 – n állapotkódolás)
Lépésorientált leírásmód
Grafikus leírás, de létezik szöveges változata is
Fejlesztéstés lépései ahol a fejleszt�eszköz nem támogatja az SFC leírást:
• Folyamatábra megalkotása• LAD, FBD, IL kódolás
Sorrendi folyamatábra – SFC (2)
Állapotok• Kezd� állapot – dupla vonal• SingleToken – kivéve párhuzamos ág•Aktív állapot
Átmenetek• Logikai feltételek
• Közvetlen változók• LAD, FBD, IL, … nyelveken megírt logikai függvények
Akciók• Tetsz�leges nyelven írt programrészek• Min�sít�k
Sorrendi folyamatábra – SFC (3)Akciók min�sítése és a végrehajtás módja
• N Nem tárolt
• S SET (tárolt)
• R Reset (tárolt)
• L Id�ben limitált
• D Id�ben késleltetett
• Px Pulzus vezérlés (P1: 0 � 1 P0: 1� 0)
• SD Tárolt és késleltetett
• DS Késleltetett és tárolt
• SL Tárolt és id�ben limitált
![Page 17: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/17.jpg)
1717
Sorrendi folyamatábra - SFC (4)Alternatív – VAGY elágazás
SFC – Single token GRAFCET – Multi token
Sorrendi folyamatábra – SFC (5)Alternatív – VAGY elágazás
Sorrendi folyamatábra – SFC (6)Alternatív – VAGY elágazás
Sorrendi folyamatábra – SFC (7)Alternatív – VAGY elágazás
Bels� ciklus
Sorrendi folyamatábra – SFC (8)Párhuzamos – ÉS típusú elágazás
Sorrendi folyamatábra – SFC (9)Párhuzamos – ÉS típusú elágazás m�ködése
![Page 18: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/18.jpg)
1818
Sorrendi folyamatábra – SFC (10)Párhuzamos – ÉS típusú elágazás m�ködése
Sorrendi folyamatábra – SFC (11)Párhuzamos – ÉS típusú elágazás m�ködése
Sorrendi folyamatábra – SFC (12)Párhuzamos – ÉS típusú elágazás m�ködése
Sorrendi folyamatábra – SFC (13)Hibás szekvenciák
Sorrendi folyamatábra – SFC (14)Hibás szekvenciák
Sorrendi folyamatábra – SFC (15)Hibás szekvencia – Ugrás párhuzamos ág belsejébe
![Page 19: Eloadas PLC](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022020101/54990942b47959424d8b566f/html5/thumbnails/19.jpg)
1919
Sorrendi folyamatábra – SFC (16)Hibás szekvencia – Kiugrás párhuzamos ágból
Sorrendi folyamatábra – SFC (17)Példa - 1
Sorrendi folyamatábra – SFC (18)Példa - 2
Sorrendi folyamatábra – SFC (19)Példa - 3