1
ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε.
Πτυχιακή Εργασία
«Εκκίνηση τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα με τη χρήση PLC»
“Startingthethree-phaseengineshortcircuited runnerwith use of PLC”
Καλμπουρτζής ΓεώργιοςΑ.Ε.Μ.:3928
Επιβλέπων Καθηγητής:
Τραμαντζάς Κωνσταντίνος
ΚΑΒΑΛΑ, Νοέμβριος 2014
2
Περίληψη
Η παρούσα πτυχιακή εργασία έγινε προκειμένου να μελετηθεί σε βάθος η απευθείας εκκίνηση ενός τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα με τη χρήση PLC. Έτσι για να γίνει η κατάλληλη προσομοίωση υλοποιήθηκε το project με όλα τα απαραίτητα υλικά καθώς θα αποτελεί παράδειγμα μιας κανονικής εγκατάστασης . Ο προγραμματισμός τους συστήματος θα γίνεται μέσω Η/Υ και κατάλληλου λογισμικού. Το θέμα της παρούσας εργασίας βρίσκει εφαρμογή και είναι πολύ χρήσιμη στην τεχνολογία. Το PLC που χρησιμοποιήσαμε προκειμένου να εκπονηθεί με επιτυχία η άσκηση είναι το GM7 GLOFAτης LG.
Οι επιδιωκόμενοι στόχοι είναι να αντιληφθούμε την αξία και την αναγκαιότητα των PLC, τα πλεονεκτήματα τους και την έκταση των εφαρμογών τους.
Επίσης, να γνωρίσουμε την εξέλιξή των PLC με το πέρασμα των χρόνων, τα κοινά χαρακτηριστικά των διαφόρων εταιρειών, τις γλώσσες προγραμματισμού καθώς επίσης και ποιες είναι οι αρχές προγραμματισμού της κάθε γλώσσας.
Κεντρικός στόχος με την ολοκλήρωση της εργασίας είναι η μετατροπή μιας εφαρμογής κλασσικού αυτοματισμού σε πρόγραμμα για PLC, σε μια από τις πιο γνωστές γλώσσες, δηλαδή τη γλώσσα λίστα εντολών, τη γλώσσα LADDER, τη γλώσσα λογικών γραφικών.
3
Abstract
The present dissertation was made in order to study thoroughly the direct starting of a three-phase engine short circuited runner with use of PLC. In order to achieve the appropriate simulation, a project has been implemented with all necessary materials, as it represents an example of a regular installation. The programming of the wiring/ transmission systemis being handled by computer and the proper software.
The subject of this dissertation is applicable and is very useful in technology. The PLC we used in order to successfully accomplish the exercise is GM7 GLOFA of LG.
The goals pursued are to realize the value and the necessity of PLC, its advantages and the range of its applications. Furthermore, to learn about the evolution of PLC throughout the years, the common features of different companies, the programming languages as well as which are the principles of programming of each language.
By completing the dissertation the /our main goal is the alteration of an application of a classic automation to a program for PLC, to one of the most known languages, i.e. the language list of command, the LADDER language, the language of logical graphics.
4
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ
Περίληψη. . . .. . . .2 σελ Abstract. . . .3 σελ Κεφάλαιο 1: Ο προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής. . . 6 σελ 1.1 Ιστορική εξέλιξη. . . 6 σελ 1.2 Βασικά μέρη ενός προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή. . . .11 σελ 1.3 Κύκλος λειτουργίας ενός PLC- Στάδια εκτέλεσης προγράμματος. . . .16 σελ 1.4 Λειτουργικά χαρακτηριστικά PLC . . . .18σελ 1.5 Προγραμματιστικά χαρακτηριστικά του PLC . . . ..19σελ 1.6 Στάδια εργασίας στον αυτοματισμό . . . 21 σελ 1.7 Λογισμικό προγραμματισμού του PLC . . . 23 σελ 1.8 Παράδειγμα χρήσης ενός PLCστη βιομηχανία . . . .24σελ Κεφάλαιο 2: Εγχειρίδιο GMWIN . . . 28 σελ
2.1 Χαρακτηριστικά του GMWIN. . . 28σελ 2.2 Βασική χρήση . . . 31 σελ 2.3 Δημιουργία αρχείου στο GMWIN . . . 42 σελ
2.4 Πώς να προγραμματίσετε . . . 45 σελ 2.5 Πώς να μεταγλωττίσετε/ γράψετε ένα πρόγραμμα . . . .50 σελ 2.6 Πώς να εκτελέσετε ένα έργο/ πρόγραμμα . . . .51 σελ 2.7 Πώς να γράψετε ένα πρόγραμμα . . . .54 σελ
5 2.8 Προγραμματισμός LD. . . .59 σελ 2.9 Παρακολούθηση (monitoring) . . . 89σελ
2.10 Αποσφαλμάτωση . . . 90σελ 2.11 Προσομοιωτής (Simulator) . . . 95 σελ
2.12 Πώς να εγκαταστήσετε/ διαγράψετε μονάδα . . . .98 σελ 2.13 Προσομοίωση μονάδας I/O . . . ..99 σελ 2.14 Η λειτουργία του GMWINonlinemenu. . . . . 102σελ
2.15 Πώς να γράφετε κείμενο . . . .103 σελ Κεφάλαιο 3 Απευθείας εκκίνηση τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα 3.1 Γενικά . . . 111 σελ 3.2 Κατασκευή προγράμματος . . . .. . . .112 σελ
3.3 Καλωδίωση PLC . . . ... .117 σελ Κεφάλαιο 4Συμπεράσματα . . . . . . .. . 118 σελ Βιβλιογραφία. . . .119σελ
6
Κεφαλαιο 1
Ο Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής 1.1 Ιστορική εξέλιξη
Η εξέλιξη των αυτοματισμών ακολούθησε την εξέλιξη της τεχνολογίας καθώς οι πρώτοι αυτοματισμοί ήταν υλοποιημένοι με καθαρά μηχανικά μέσα, δηλαδή με τη χρήση μοχλών, γραναζιών και άλλων μηχανολογικών εξαρτημάτων. Η
«επανάσταση» στους αυτοματισμούς ήρθε με τη χρήση του ηλεκτρισμού και συνεχίστηκε με τη χρήση του ψηφιακού ηλεκτρονικού υπολογιστή. Από τη δεκαετία του ’60 οι μηχανικοί ήδη άρχισαν να σκέφτονται τρόπους για να αξιοποιήσουν τις σπουδαίες δυνατότητες των υπολογιστών στην βιομηχανία. Από τις πρώτες εφαρμογές των υπολογιστών στην βιομηχανία ήταν οι αυτόματες εργαλειομηχανές (τόρνοι, φρέζες κτλ), οι οποίες μέχρι τότε χρησιμοποιούσαν κυρίως μηχανολογικούς και λιγότερο ηλεκτρολογικούς αυτοματισμούς. Η επιτυχημένη αυτή εφαρμογή οδήγησε τους μηχανικούς να αρχίσουν να σκέφτονται την αντικατάσταση όλων των μηχανικών αυτοματισμών ενός εργοστασίου από υπολογιστές, όμως μέχρι την δεκαετία του ’80 αυτό ήταν αδύνατο, διότι οι υπολογιστές ήταν συσκευές πανάκριβες και δύσκολοι στη χρήση.
Η επανάσταση της πληροφορικής ξεκινά το 1975 με την κατασκευή του πρώτου μικρουπολογιστή. Η τεχνολογία άλλαξε πορεία, αλλάζοντας σε όλους τους τομείς της καθημερινής μας ζωής και έτσι ο μικρουπολογιστής «τρύπωσε»
παντού, σε όλους τους τομείς και σχεδόν σε όλες τις εφαρμογές. Η βιομηχανία μέχρι τη δεκαετία του ’80 χρησιμοποιούσε ελάχιστα τα ηλεκτρονικά στους αυτοματισμούς της, καθώς το 90% και πλέον των αυτοματισμών καταλάμβαναν οι αυτοματισμοί με ρελέ ( μηχανικοί αυτοματισμοί). Τα ηλεκτρονικά
7 χρησιμοποιούνταν τότε κυρίως για κάποιες ευφυείς εργασίες και οι πλακέτες αυτές τοποθετούνταν μέσα στους πίνακες των ρελέ.
Στις αρχές της δεκαετίας του ’80 οι εταιρείες παραγωγής ηλεκτρολογικού υλικού εμφανίζουν στους τεχνικούς και μηχανικούς της βιομηχανίας ένα νέο προιον αυτοματισμού, το οποίο ονόμασαν PLC ( η πλήρης ονομασία της νέας αυτής συσκευής είναι ProgrammableLogicController η αλλιώς Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής). Οι εταιρείες δεν χρησιμοποιούσαν αρχικά στην αγορά την πλήρη ονομασία, μιλώντας απλά για PLC, πράγμα που ίσως έγινε έντεχνα για να μην τρομάξουν το τεχνικό κατεστημένο της βιομηχανίας.
Οι εταιρείες παραγωγής PLC, προσπάθησαν να προσαρμόσουν τον τρόπο χρήσης του PLC, στον τρόπο που μέχρι τότε δούλευε η βιομηχανία αυτοματισμών δηλαδή, έντεχνα απέφυγαν να χρησιμοποιήσουν λέξεις που θα τρόμαζαν το τεχνικό κατεστημένο της βιομηχανίας , όπως για παράδειγμα υπολογιστής, προγραμματισμός κλπ. Ακόμη και το όνομα του προιόντος απέφυγαν να το χρησιμοποιήσουν ολοκληρωμένο και προτιμούσαν να αναφέρουν τη συσκευή σαν PLC χωρίς την πλήρη ονομασία της ProgrammableLogicController.
Προσπάθησαν να μην αλλάξουν τον μέχρι τότε τρόπο κατεστημένο τρόπο εργασίας στον τομέα των αυτοματισμών. Δεν άλλαξαν δηλαδή τίποτα σε σχέση με το σχεδιασμό ενός αυτοματισμού.
Οι πρώτες γλώσσες αυτοματισμού δεν έκαναν τίποτα παραπάνω από το να αντικαταστήσουν με πλήκτρα, σε μια ειδική συσκευή προγραμματισμού, το σχέδιο του ηλεκτρολογικού αυτοματισμού και έτσι με τον τρόπο αυτό η είσοδος του PLC στη βιομηχανία υπήρξε πολύ επιτυχής και ομαλή. Σήμερα ο κλασσικός αυτοματισμός με ρελέ τείνει να εκλείψει καθώς όλες οι καινούργιες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν PLC.
Σήμερα τα PLC έχουν εξελιχθεί πάρα πολύ σε σχέση με τα πρώτα μοντέλα της δεκαετίας του ’80. Η χρήση των PLC μας παρέχει πάρα πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τον κλασσικό αυτοματισμό. Η καθολική όμως γενίκευση της χρήσης τους δεν οφείλονται μόνο στα πλεονεκτήματα που παρέχουν στον τελικό χρήστη. Η χρήση των PLC, σε σχέση με τον κλασσικό αυτοματισμό συμφέρει πρώτιστα τις εταιρείες που παράγουν είδη αυτοματισμού.
8 Φανταστείτε μόνο πόσο κοστίζει σε μια εταιρεία παραγωγής ηλεκτρολογικού εξοπλισμού η παραγωγή ενός τεράστιου αριθμού βοηθητικών ρελέ και ενός μεγάλου αριθμού χρονικών (timers) και απαριθμητών (counters). Σε αντίθεση με αυτά τα υλικά αυτοματισμού, όσον αφορά τον αυτοματισμό που χρησιμοποιεί PLC, περιέχει μόνο μια συσκευή « το PLC ».
Κάθε βιομηχανική διαδικασία αποτελείται από μια σειρά απλών ή πολύπλοκων συσκευών (μηχανές, διακόπτες, ηλεκτρονόμοι, κτλ), με τη συνεργασία των οποίων επιτυγχάνεται ο στόχος της διαδικασίας, που είναι η επεξεργασία κάποιων μεγεθών με σκοπό την παραγωγή κάποιων άλλων. Από πολύ νωρίς, και για λόγους οικονομίας και αποτελεσματικότητας, εμφανίστηκε η ανάγκη της αυτοματοποίησης της διαδικασίας. Τότε γεννήθηκε ο όρος Βιομηχανικοί Αυτοματισμοί ή γενικά Αυτοματισμοί, που αναφερόταν ουσιαστικά στην αυτοματοποίηση μιας βιομηχανικής και όχι μόνο διαδικασίας.
Οι αυτοματισμοί έφεραν την επανάσταση στα βιομηχανικά συστήματα, καθώς πρόσφεραν:
Αύξηση της παραγωγής
Ελάττωση του κόστους
Βελτίωση της ποιότητας
Αύξηης της ευελιξίας
Ραγδαία αύξηση της αποτελεσματικότητας του ελέγχου
Αρχικά, τα συστήματα αυτοματισμού υλοποιούνταν με το συμβατικό τρόπο χρησιμοποιώντας κάποιες ανεξάρτητες συσκευές όπως είναι τα βοηθητικά ρελέ, αναλογικό απαριθμητές και αναλογικοί χρονοδιακόπτες. Κάποιες από τις βασικές συσκευές του κλασσικού ( συμβατικού) αυτοματισμού, φαίνονται παρακάτω (εικόνα 1.1 και 1.2)
9 Εικόνα 1.1 Ρελέ τύπου λυχνίας Εικόνα 1.2 Πιεζομετρικός αισθητήρας Σήμερα, ο αυτοματισμός των βιομηχανικών συστημάτων υλοποιείται με τους προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές (PLC). Δηλαδή σε ειδικές ψηφιακές συσκευές (εικόνα 3), που είναι σχεδιασμένες να εκτελούν λογικές και αριθμητικές λειτουργίες, που μέχρι τώρα εκτελούνταν από συνδυασμούς ηλεκτρονόμων.
Εικόνα 1.3: Σύγχρονες ψηφιακές συσκευές αυτοματισμού
10 Ένας προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής ( programmablelogicalcontroller ή πιο απλά PLC από τα αρχικά ) είναι ένας βιομηχανικός ελεγκτής που βασίζεται σε μικροεπεξεργαστή, οι λειτουργίες του οποίου καθορίζονται από ένα πρόγραμμα αποθηκευμένο σε μνήμη. Χρησιμοποιούνται σε κάθε βιομηχανία ή εφαρμογή που υπάρχει αυτοματισμός, από μεμονωμένες μηχανές μέχρι και ολόκληρες διεργασίες.
Πλέον το κόστος της αγοράς τους έχει μειωθεί τόσο που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμα και για οικιακές εφαρμογές. Η κύρια διαφορά του PLC σεσχέση με τον κλασικό αυτοματισμό είναι στον τρόπο με τον οποίο υλοποιούνται οι κανόνες αυτοματισμού. Στο παραδοσιακό σύστημα ελέγχου η ενεργοποίηση ενός ρελέ π.χ.εξαρτάται από την συνδεσμολογία που έχει γίνει στους διακόπτες κτλ. Στο μοντέρνοσύστημα ένα πρόγραμμα παίρνει τη θέση της καλωδίωσης. Για να γίνει πιο κατανοητή η διαφορά τους δίνεται το ακόλουθο παράδειγμα της εικόνας 1.4:
Για να ενεργοποιηθεί ο ηλεκτρονόμος Κ1 είναι προφανές ότι πρέπει να κλείσουν και οι τρείς διακόπτες. Στον παραδοσιακό ελεγκτή αυτό επιτυγχάνεται μέσω της συνδεσμολογίας, ενώ στον προγραμματιζόμενο ελεγκτή μέσω του προγράμματος βάζοντας ως εισόδους τους διακόπτες και ως έξοδο τον Κ1.
Σχήμα 1.1: Σύγκριση συστημάτων ελέγχου
11 Με την πρώτη ματιά η διαφορά των συστημάτων μπορεί να μην φαίνεται τόσο σημαντική αλλά με μια πιο σωστή παρατήρηση θα διαπιστώσουμε μερικά πλεονεκτήματα του προγραμματιζόμενου ελεγκτή:
1. Αλλαγή κανόνων: Αν οι κανόνες του συστήματος πρέπει να αλλάξουν, σε ένα παραδοσιακό σύστημα πρέπει να ξαναγίνει καλωδίωση. Αυτό, γενικώς, μπορεί να είναι δυσχερές, ακριβό και χρονοβόρο. Αντίθετα ένας προγραμματιζόμενος ελεγκτής μπορεί να επαναπρογραμματιστεί για να εξυπηρετήσει μια αλλαγή κανόνων χωρίς να απαιτείται νέα καλωδίωση.
2. Αξιοπιστία: Τα κινούμενα μέρη είναι δυνατόν να παρουσιάσουν βλάβες με την πάροδο του χρόνου. Οι προγραμματιζόμενοι ελεγκτές έχουν ελάχιστα κινούμενα μέρη και επιπλέον ελέγχονται διεξοδικά στο εργοστάσιο παραγωγής τους πριν δοθούν για χρήση. Αυτά τους καθιστούν υψηλής αξιοπιστίας.
3. Επικοινωνία: Τα παραδοσιακά συστήματα έχουν από μικρή έως καθόλου δυνατότητα επικοινωνίας με άλλα συστήματα. Οι προγραμματιζόμενοι ελεκγτές είναι από τη φύση τους κατάλληλοι για τέτοιο ρόλο. Σε μεγάλες αποστάσεις είναι ασύμφορο να μεταφέρεις χιλιόμετρα καλωδίων και εδώ έρχονται να δώσουν λύση τα δίκτυα επικοινωνίας των PLC.
4. Εύκολη επεκτασιμότητα: Αν απαιτούνται κάποιες επιπρόσθετες λειτουργίες το παραδοσιακό σύστημα πρέπει να εφοδιαστεί με νέο υλικό. Αντίθετα ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής έχει μια τεράστια γκάμα ενσωματωμένων στοιχείων όπως ρελέ, χρονικά, μετρητές κτλ που μπορούν να χρησιμοποιηθούν οποιαδήποτε στιγμή.
1.2 Βασικά μέρη ενός Προγραμματιζόμενου Λογικού Ελεγκτή
Η βασική δομή του PLC φαίνεται στην εικόνα 1.5 καθώς και ο τρόπος τοποθέτησής του στο ελεγχόμενο περιβάλλον.
12 Σχήμα 1.2: Δομή PLC
1.2.1. Μικροεπεξεργαστής / κεντρική μονάδα ελέγχου
Το κύριο εξάρτημα είναι ο μικροεπεξεργαστής που λαμβάνει τις αποφάσεις.
Οι αποφάσεις αυτές βασίζονται στις οδηγίες που είναι αποθηκευμένες στη μνήμη. Το πρόγραμμα αποθηκεύεται στη μνήμη και εκτελείται από τον μικροεπεξεργαστή.
Η κεντρική μονάδαμπορεί να δεχθεί ψηφιακά σήματα εισόδου και εξόδου χαμηλής τάσης και πολύ μικρού ρεύματος. Η τάση που δέχεται είναι συνήθως 0 Volt για το λογικό « 0 » και 5 Volt για το λογικό « 1 ». Το ρεύμα εισόδου καθώς και το ρεύμα εξόδου δεν μπορεί να ξεπεράσει τα λίγα mA. Οι μονάδες εισόδωνκαι εξόδων αναλαμβάνουν να προσαρμόσουν τα σήματα εισόδου και εξόδου που έχουμε στον αυτοματισμό σε σήματα που μπορεί να δεχθεί η κεντρική μονάδα, τόσο από άποψη τάσεων όσο και από άποψη ρευμάτων.
1.2.2. Συσκεύες εισόδου / εξόδου
Οι συσκευές εισόδου μπορεί να είναι διακόπτες, αισθητήρες, ανιχνευτές κτλ.
Συνδέονται στην είσοδο μέσω του κυκλώματος εισόδου το οποίο παρέχει ηλεκτρική
13 απομόνωση και εξισορρόπηση των τάσεων. Έτσι ο επεξεργαστής μπορεί να διαβάζει τα σήματα εισόδου χωρίς να έρχεται σε επαφή με τις υψηλές τάσης της εγκατάστασης. Το δομικό διάγραμμα μιας κάρτας αναλογικών εισόδων, φαίνεται παρακάτω:
Σχήμα 1.3: Βασική δομή κάρτας αναλογικών εισόδων
Οι συσκευές εξόδου είναι ρελέ , βαλβίδες, λυχνίες κτλ, οι οποίες συνδέονται στο κύκλωμα εξόδου όπου λαμβάνουν σήματα από τον ελεγκτή. Τα κυκλώματα εξόδου βρίσκονται εκεί για να παρέχουν ηλεκτρική απομόνωση και ναρυθμίζουν τις διαφορές τάσεων. Το δομικό διάγραμμα μιας κάρτας αναλογικών εξόδων φαίνεται παρακάτω:
Σχήμα 1.4: Βασική δομή κάρτας αναλογικών
1.2.3. Τροφοδοτικό
Το τροφοδοτικό παρέχει τις διάφορες απαιτούμενες τάσεις λειτουργίας των συσκευών σε κάθε τμήμα του ελεγκτή. Μια μονάδα εισόδων ή εξόδων μπορεί να λειτουργεί με συνεχή τάση ή με εναλλασσόμενη τάση. Τυπικές τάσεις λειτουργίας
14 είναι : DC 24V, 48V, 60V&AC 24V, 48V, 115V,230V, με συνηθέστερες τις DC24V, AC115V&AC230V. Η τάση αυτή συνήθως δεν παρέχεται από την μονάδα τροφοδοσίας του PLC. Πρέπει να τη δημιουργήσουμε εμείς με άλλη τροφοδοτική μονάδα.
1.2.4. Η μνήμη και τα είδη της
Τέλος, ο Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής είναι εφοδιασμένος με κεντρική μνήμη, η οποία είναι υπεύθυνη για την προσωρινή αποθήκευση των προς επεξεργασία δεδομένων. Οι βασικότεροι τύποι μνήμης είναι οι εξής:
Α. Μνήμη μόνο ανάγνωσης ( ROM ) : Σε αυτόν τον τύπο της μνήμης αποθηκεύονται μόνιμα τα δεδομένα καθώς και το σύνολο των εντολών ( συντακτικό κώδικα ) με τον οποίο « τρέχει» ο ΠΛΕ. Είναι ουσιαστικά κάποιες πληροφορίες που ορίζονται εξ αρχής από τον κατασκευαστή. Βασικό χαρακτηριστικό είναι ότι δεν χάνουν το περιεχόμενο της πληροφορίας σε περίπτωση διακοπής της τροφοδοσίας.
Β. Μνήμη τυχαίας προσπέλασης ( RAM ): Σε αυτές αποθηκεύονται δεδομένα τα οποία διαβάζονται οποιαδήποτε στιγμή και εγγράφονται χωρίς περιορισμούς. Σε αυτόν τον τύπο της μνήμης εγγράφονται τόσο το βασικό πρόγραμμα το οποίο εκτελεί ο ΠΛΕ , καθώς και κάποιες βοηθητικές μεταβλητές χρήσιμες για την εκτέλεση του προγράμματος. Σημαντικό είναι να αναφέρουμε ότι το περιεχόμενο της RAM χάνεται σε περίπτωση διακοπής της τάσης τροφοδοσίας. Για αυτό το λόγο η μνήμη αυτή εφοδιάζεται με μια μπαταρία η οποία παρέχει την απαιτούμενη ενέργεια για την διατήρηση των περιεχομένων της για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Γ. Προγραμματιζόμενη μνήμη ανάγνωσης ( EPROM) : Η μνήμη αυτή αποτελεί ένα είδος μνήμης μόνο ανάγνωσης ( ROM ), με τη διαφορά ότι δίνεται η δυνατότητα διαγραφής τω περιεχομένων της με τη χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας. Η μνημη αυτή είναι εξωτερική και υπάρχει ειδική θέση στον ΠΛΕ για την εισαγωγή της (εικόνα 1.4 ).
Δ. προγραμματισμένη μνήμη ανάγνωσης με δυνατότητα ηλεκτρικής διαγραφής (EEPROM): Ουσιαστικά επιτελεί την ίδια λειτουργία με την EPROM με τη διαφορά ότι, για να διαγραφούν τα δεδομένα της δεν απαιτείται η χρήση υπεριώδους
15 ακτινοβολίας παρά μόνο η πηγή σταθερής τάσης. Συνεπώς, αποτελεί μια πιο ευέλικτη και οικονομική λύση, που τείνει να αντικαταστήσει την EPROM.
Τα κυκλώματα και οι τάσεις των εισόδων είναι τελείως ανεξάρτητα από τα αντίστοιχα κυκλώματα των εξόδων. Επομένως η τάση για τις εισόδους μπορεί να είναι διαφορετική από την τάση από τις εξόδους. Αν τώρα αυτές οι τάσεις είναι ίδιες μπορεί να χρησιμοποιηθεί το ίδιο τροφοδοτικό (για συνεχείς τάσεις), ή μετασχηματιστής χειρισμού (για ACτάσεις) για τις εισόδους και για τις εξόδους.
Εικόνα 1.4: Ένα PLC με όλα τα βασικά μέρη
Όπως βλέπουμε από την παραπάνω εικόνα το PLC διαθέτει μία θύρα (σειριακή, Ethernet, κτλ) στην οποία συνδέουμε με το κατάλληλο καλώδιο τη συσκευή προγραμματισμού. Αρχικά αυτή ήταν μια ξεχωριστή συσκευή, πλέον όμως αυτή τη δουλειά την κάνει ο προσωπικός μας υπολογιστής μαζί βέβαια με το απαραίτητο λογισμικό. Σε κάθε περίπτωση από τη συσκευή προγραμματισμού μπορούμε να φορτώσουμε το πρόγραμμα στη μνήμη του PLC και να το δούμε να εκτελείται κατά τη διάρκεια της αυτοματοποιημένης διεργασίας.
1.2.5 Η κάρτα επικοινωνίας
Για την επικοινωνία του Προγραμματιζόμενου Λογικού Ελεγκτή με τον υπολογιστή, χρησιμοποιείται μια κάρτα επικοινωνίας, βασικός πυρήνας της οποίας είναι το πρωτόκολλο RS232, που είναι και το πιο διαδεδομένο πρωτόκολλο επικοινωνίας για γενικούς σκοπούς. Η κάρτα επικοινωνίας του PLC της OMRON που
16 χρησιμοποιείται στην εγκατάστασή μας περιλαμβάνει τα παρακάτω βασικά χαρακτηριστικά:
1 interface βασισμένο σε πρωτόκολλο RS232
Mεταβλητή ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων (εύρος: 2.4 kbit/sec- 19.2 kbit/sec)
Ενδεικτικές λυχνίες για τις λειτουργίες SEND- RECEIVE- ERROR
Υποστηριζόμενα πρωτόκολλα: ASCII (Μέγιστο μήκος δεδομένων: 1024 bytes, ταχύτητα δεδομένων : 19,2 kbit/sec).
1.3 Κύκλος λειτουργίας ενός PLC - Στάδια εκτέλεσης προγράμματος
όταν το PLC βρίσκεται σε κατάσταση εκτέλεσης του προγράμματος (RUN) τότε λαμβάνει χώρα μια διαδικασία επαναληπτική που μπορούμε να πούμε ότι χωρίζεται στα εξής στάδια:
Στην αρχή ο μικροεπεξεργαστής «διαβάζει» τις εισόδους. Αυτό σημαίνει ότι για κάθε είσοδο ελέγχει αν έχει «υψηλή» τάση ( λογικό «1») ή
«χαμηλή» τάση (λογικό «0»). Η τιμή «0» ή «1» για κάθε είσοδο αποθηκεύεται σε μια ειδική περιοχή της μνήμης η οποία ονομάζεται εικόνα εισόδων (inputimage).
Στη συνέχεια ο μιροεπεξεργαστής χρησιμοποιώντας σαν δεδομένα τις τιμές των εισόδων, που διάβασε, εκτελεί τις εντολές του προγράμματος, το οποίο λειτουργεί τον αυτοματισμό. Το πρόγραμμα αυτό στην ουσία περιέχει μια σειρά από λογικές πράξεις. Η εκτέλεση του προγράμματος θα δώσει αποτελέσματα για τις εξόδους. Τα αποτελέσματα αυτά αποθηκεύονται στην ειδική περιοχή της μνήμης που ονομάζεται εικόνα εξόδων (outputimage). Σημειώνουμε ότι οι τιμές αυτές προκύπτουν από την εκτέλεση των λογικών πράξεων του προγράμματος.
Στη συνέχεια ο μικροεπεξεργαστής θέτει τις τιμές της εικόνας εξόδου στις εξόδους. Αυτό σημαίνει ότι θα δοθεί «υψηλή» τάση σε όποια έξοδο έχει
«1» και «χαμηλή» τάση σε όποια έξοδο έχει «0».
17 Με τη συμπλήρωση του τρίτου βήματος συμπληρώνεται ένας πλήρης κύκλος λειτουργίας και η διαδικασία αρχίζει από την αρχή. Ο κύκλος λειτουργίας εκτελείται συνεχώς όσο το PLC βρίσκεται σε κατάσταση RUN. Δηλαδή ένα PLC εκτελεί συνεχώς τα βήματα του κύκλου λειτουργίας. Στη εικόνα 1.7 φαίνεται επακριβώς ένας κύκλος λειτουργίας PLC.
Σχήμα 1.5: Κύκλος λειτουργίας PLC
Ο χρόνος που χρειάζεται για να εκτελέσει το PLC ένα πλήρη κύκλο λειτουργίας ονομάζεται χρόνος κύκλου και εξαρτάται από την ταχύτητα του επεξεργαστή του PLC, αλλά και από τον αριθμό και το είδος των εντολών του προγράμματος. Δηλαδή στο ίδιο PLC για ένα μεγαλύτερο πρόγραμμα έχουμε μεγαλύτερο χρόνο κύκλου. Ο χρόνος κύκλου αποτελεί ένα μέτρο σύγκρισης μεταξύ των PLC. Πάντως στην χειρότερη περίπτωση και σε ένα αργό PLC ο χρόνος κύκλου δεν ξεπερνά τις μερικές
18 εκατοντάδες millisecond (ms). Όπως γίνεται κατανοητό ο πολύ μικρός αυτός χρόνος εκτέλεσης, επιτρέπει στο PLC να αντιλαμβάνεται πολύ γρήγορες αλλαγές στις μεταβλητές, αλλαγές που προφανώς ο άνθρωπος δεν θα ήταν δυνατό να αντιληφθεί.
1.4 Λειτουργικά χαρακτηριστικά PLC
Τα PLC σήμερα έχουν επιπλέον λειτουργίες που βοηθούν στη δημιουργία του αυτοματισμού. Οι λειτουργίες αυτές αυξάνουν συνεχώς καθώς τα PLC εξελίσσονται με ταχύτατους ρυθμούς. Αναφέρουμε ενδεικτικά τις σημαντικότερες από αυτές:
1) Λειτουργία απαριθμητών: Οι απαριθμητές αποτελούν ακόμη ένα πολύ σημαντικό στοιχείο των PLC. Οι απαριθμητές μπορούν να απαριθμούν εξωτερικούς ή εσωτερικούς παλμούς. Η απαρίθμηση αυτή μπορεί να είναι προς τα πάνω (countup) ή προς τα κάτω (countdown). Η λειτουργία δεν είναι η ίδια σε όλα τα PLC.
2) Βοηθητικά ρελέ – Flags: Κατά την συγγραφή μεγάλων προγραμμάτων μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε βοηθητικές μεταβλητές για την απλούστευση και για την εύκολη εποπτεία του προγράμματος. Οι βοηθητικές μεταβλητές ή flags αντιστοιχούν σε βοηθητικά ρελέ του κλασικού αυτοματισμού και μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε όσα θέλουμε χωρίς κόστος φυσικά.
3) Ύπαρξη εσωτερικού ρολογιού, μέσω του οποίου μπορούμε να προγραμματίσουμε κάποιες εξόδους σε πραγματικό χρόνο, ημερομηνία και ώρα.
4) Αριθμητικές λειτουργίες: Τα σύγχρονα PLC έχουν προσεγγγίσει πάρα πολύ τις δυνατότητες των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σχεδόν όλα τα PLC έχουν σήμερα τη δυνατότητα να επεξεργάζονται αριθμητικές πράξεις. Για να μπορέσει κάποιος να καταλάβει και να αξιοποιήσει τις δυνατότητες αυτές πρέπει να έχει γνώσεις ψηφιακών ηλεκτρονικών και μικρουπολογιστών.
5) Αναλογικές είσοδοι – έξοδοι: Τα PLC ενώ αρχικά ήρθαν για να αντικαταστήσουν τους αυτοματισμούς καλωδιωμένης λογικής
19 (αυτοματισμούς με ρελέ), οι δυνατότητές τους έχουν εξαπλωθεί με προοπτική να καλύψουν πλήρως και τα συστήματα αυτόματου ελέγχου, όπως είναι αναλογικοί έλεγχοι, θερμοκρασίας, πίεσης, στάθμης, στροφών κινητήρων, κτλ. Αυτό γίνεται δυνατό με τη δυνατότητα των PLC να δέχονται και να επεξεργάζονται αναλογικές εισόδους όπως και να παρέχουν αναλογικές εξόδους. Το PLC μετατρέπει τις αναλογικές τιμές των εισόδων σε ψηφιακές τιμές και στη συνέχεια επεξεργάζεται τις τιμές αυτές αξιοποιώντας τις δυνατότητες για επεξεργασία ψηφιακών αριθμών όπως ήδη προαναφέραμε. Η δυνατότητα επεξεργασίας αναλογικών σημάτων έχει δώσει άλλη δυναμική στην εξέλιξη των PLC.
6) Δικτύωση PLC: Συνεργασία μεταξύ τους και με ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Η εξέλιξη των PLC σήμερα αλλάζει τη μορφή της βιομηχανίας. Τα PLC μπορούν να συνδέονται μεταξύ τους ανταλλάσοντας πληροφορίες, όπως και να συνεργάζονται με ηλεκτρονικούς υπολογιστές, οι οποίοι ασχολούνται με τον έλεγχο όλης της παραγωγής και ακόμη με τον έλεγχο της αποθήκης και του λογιστηρίου του εργοστασίου. Όλα αυτά μαζί αποτελούν ένα βασικό Βιομηχανικό Δίκτυο Αυτοματισμού (ComputerAutomaticNetwork, CAN).
1.5 Προγραμματιστικά χαρακτηριστικά του Προγραμματιζόμενου Λογικού Ελεγκτή
Όταν ξεκινάμε να μελετάμε πως θα προγραμματίσουμε ένα PLC, πρέπει να γνωρίζουμε:
Α. «Πόσες εισόδους έχει, πως τις ονομάζουμε και πως τις αναγνωρίζουμε»
Οι είσοδοι σχεδόν σε όλα τα PLC χαρακτηρίζονται με το γράμμα I (input).
Στα μικρά συμπαγή PLC το γράμμα I ακολουθεί ένας απλός αύξων αριθμός ξεκινώντας από το 0 (ή το 1) και φθάνοντας στο πλήθος των εισόδων πχ 10 ,11 ,12 κτλ. Στα modularPLC, όπου οι είσοδοι βρίσκονται σε μονάδες εισόδων, το γράμμα I ακολουθούν δύο αριθμοί που χωρίζονται με τελεία. Ο πρώτος αριθμός χαρακτηρίζει συνήθως τη θέση της μονάδας που βρίσκεται η
20 είσοδος και ο δεύτερος αριθμός χαρακτηρίζει την είσοδο πάνω στη μονάδα πχ έχουμε εισόδους I0.0, I0.1, I0.2, …, I1.1, I1.2, κτλ.
Β. « Πόσες εξόδους έχει, πως τις ονομάζουμε και πως τις αναγνωρίζουμε»
Τα ίδια, που ισχύουν για τις εισόδους, ισχύουν και για τις εξόδους. Το γράμμα με το οποίο χαρακτηρίζονται οι έξοδοι στα PLC είναι συνήθως το Q ή το O (output). Για τους αριθμούς που ακολουθούν το γράμμα, ισχύει ότι και για τις εισόδους.
Γ. « Πόσες βοηθητικές μνήμες έχει και πως τις ονομάζουμε»
Στα διάφορα PLC θα τις συναντήσουμε με το όνομα markers ή flags.
Πρόκειται για θέσεις μνήμης, στις οποίες αποθηκεύονται ενδιάμεσες λογικές καταστάσεις και πληροφορίες. Όπως ισχύει για τις εισόδους και τις εξόδους, χαρακτηρίζονται με ένα γράμμα ακολουθούμενο από έναν ή δύο αριθμούς και χωρίζονται με τελεία. Το γράμμα στα διάφορα PLC είναι το Μ ή το F ή το W.
Έτσι έχουμε πχ Μ0.1, Μ0.2, …,Μ0.15, Μ1.0, Μ1.1…..
Δ. « Ποιες είναι οι ειδικές συναρτήσεις του PLC και πως χρησιμοποιούνται»
Πρέπει να γνωρίζουμε ποιες είναι, πως ονομάζονται πως τις χειρίζεται το κάθε PLC και πόσες από την καθεμία διαθέτει. Οι ειδικές συναρτήσεις είναι χρονικά, απαριθμητές, συγκριτές, κλπ.
21 Εικόνα 1.5: Ονοματολογία σε κοινό PLC
1.6 Στάδια εργασίας στον αυτοματισμό
Ο Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής (PLC) είναι μια ειδική συσκευή, η οποία έρχεται να αντικαταστήσει στον πίνακα του κλασικού αυτοματισμού όλα τα βοηθητικά ρελέ, ταχρονικά και τους απαριθμητές. Αντί για την κατασκευή ενός πίνακα με πολύπλοκες συνδεσμολογίες μεταξύ των παραπάνω υλικών, που έχουμε στον κλασικό αυτοματισμό, με τη χρήση του PLC, η λειτουργία του αυτοματισμού,
«προγραμματίζεται» μέσω μιας ειδικής συσκευής προγραμματισμού ή μέσω ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή με τη βοήθεια ειδικού λογισμικού. Τα στάδια που απαιτούνται για την υλοποίηση ενός αυτοματισμού με PLC καθώς και η αντιστοιχία με τα στάδια που απαιτούνται στον κλασικό αυτοματισμό – «συρματωμένης»
λογικής, είναι:
22 Πίνακας 1 : Στάδια που απαιτούνται για την υλοποίηση ενός αυτοματισμού
με PLC και με κλασικό αυτοματισμό.
Προγραμματιζόμενη λογική Συρματωμένη λογική 1. Περιγραφή του
αυτοματισμού
1. Περιγραφή του αυτοματισμού
2. Ανάπτυξη του σχεδίου εφαρμογής του πίνακα (σχέδιο καλωδίωσης)
2. Ανάπτυξη του λειτουργικού σχεδίου του αυτοματισμού
3. Κατασκευή του πίνακα της εγκατάστασης
3. Ανάπτυξη σχεδίου εφαρμογής του πίνακα (σχέδιο καλωδίωσης)
4. Ανάπτυξη του προγράμματος λειτουργίας του
αυτοματισμού και εισαγωγή του προγράμματος στο PLCμέσω της συσκευής προγραμματισμού
4. Κατασκευή του πίνακα της εγκατάστασης
5. Εγκατάσταση και σύνδεση στους ακροδέκτες (κλέμμες) του πίνακα των αισθητήρων που δίνουν τις πληροφορίες (εντολές) και των συσκευών (αποδεκτών) που εκτελούν τις εργασίες.
5. Εγκατάσταση και σύνδεση στους ακροδέκτες (κλέμμες) του πίνακα των αισθητήρων που δίνουν τις πληροφορίες (εντολές) και των συσκευών (αποδεκτών) που εκτελούν τις εργασίες.
6. Δομική λειτουργία της εγκατάστασης
6. Δομική λειτουργία της εγκατάστασης.
23 7. Πλήρης λειτουργία του
αυτοματισμού
7. Πλήρης λειτουργία του αυτοματισμού
Παρατηρούμε ότι τα στάδια τα οποία αλλάζουν στις εργασίες σχεδιασμού και κατασκευής ενός αυτοματισμού όταν χρησιμοποιούμε τα PLC, είναι τα στάδια 2, 3 και 4. Αντί για την κατασκευή ενός πίνακα, με πλήθος υλικών και πολύπλοκες καλωδιώσεις, έχουμε την κατασκευή ενός πίνακα με ελάχιστα υλικά, απλές καλωδιώσεις και τον προγραμματισμό του PLC.
1.7 Λογισμικό προγραμματισμού Προγραμματιζόμενου Λογικού Ελεγκτή
Για να μπορέσει ο Προγραμματιζόμενος Λογικός Ελεγκτής να επιτελέσει το έργο του ελέγχου για το οποίο προορίζεται, γίνεται αντιληπτό ότι . αφού πρόκειται για ψηφιακή συσκευή, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα πρόγραμμα, με βάση το οποίο θα λειτουργεί το PLC.
Αρχικά τα πρώτα στάδια ανάπτυξης τους, οι Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές προγραμματίζονταν με μια «γλώσσα λογικής», που έγινε γνωστή με το όνομα «κλιμακωτή λογική των ρελέ» (Relayladderlogic ή RLL). Η γλώσσα αυτή περιλάμβανε απλές εντολές εισόδου και εξόδου, χωρίς να έχει τη δυνατότητα αριθμητικών ή λογικών λειτουργιών. Σε αυτή την περίπτωση, η χρήση ήταν εντελώς αντίστοιχη με τη χρήση των συστημάτων συμβατικού αυτοματισμού.
Με την πρόοδο που συντελέστηκε στον τομέα των ηλεκτρονικών και των μικρουπολογιστικών συστημάτων (προηγμένοι μικροεπεξεργαστές, αναλογικά κυκλώματα, αναλογικοί/ψηφιακοί μετατροπείς), τα PLC απέκτησαν τη δυνατότητα να δέχονται τόσο ψηφιακά όσο και αναλογικά σήματα και να εκτελούν αριθμητικές πράξεις μεταξύ των μεγεθών αυτών. Επιπλέον, τους δόθηκε η δυνατότητα όχι μόνο να ενεργοποιούν μια έξοδο (δηλαδή να στέλνουν «0» ή «1»), αλλά και να μπορούν να τροφοδοτούν αναλογικές εξόδους (δηλαδή να στέλνουν τιμές σε ορισμένα συνεχή χρονικά διαστήματα).
24 Η επανάσταση αυτή εκτόξευσε τη χρησιμότητα των Προγραμματιζόμενων Λογικών Ελεγκτών και τους κατέστησε ικανούς να εκτελούν ακόμη και προχωρημένες μορφές ελέγχου συνεχούς χρόνου, όπως έλεγχο μηχανών, όπως θα δούμε στη συνέχεια. Έτσι στα επόμενα χρόνια, τα PLC τελειοποιήθηκαν και εξοπλίστηκαν με πάρα πολλές έτοιμες συναρτήσεις (συναρτήσεις λογικής, ανάθεσης/μεταφοράς τιμών, αριθμητικών πράξεων).
Συνεπώς, εμφανίστηκε επιτακτική η ανάγκη για ομαδοποίηση των προγραμμμάτων, τα οποία άρχισαν να γίνονται μεγάλα και δυσανάγνωστα. Η λύση δόθηκε με τη γλώσσα της Κλιμακωτής Λογικής (LdderDiagram), με την οποία πλέον ο προγραμματισμός τωνσυσκευών γινόταν γραφικά (πράγμα που διευκόλυνε τους προγραμματιστές , αφού έμοιαζε με τα κυκλώματα συμβατικού αυτοματισμού) και υπήρχε και η δυνατότητα άμεσης αλλαγής του λογισμικού, με άμεση συνέπεια στην αποτελεσματικότητα της διόρθωσης των λαθών και στην αξιοπιστία των συστημάτων αυτοματισμού. Ουσιαστικά αποτελεί μια γλώσσα υψηλού επιπέδου με τον προγραμματισμό των Προγραμματιζόμενων Λογικών Ελεγκτών, χρησιμοποιήθηκαν, κατά καιρούς, οι παρακάτω γλώσσες :
Κλιμακωτή λογική των ρελέ (γλώσσα μηχανής, RLL)
Κλιμακωτή λογική (γλώσσα υψηλού επιπέδου, LD)
Γλώσσα γραφών διαδοχικών λειτουργιών (SFC) και
Γλώσσα λογικού διαγράμματος (FBD)
1.8 Παράδειγμα χρήσης ενός Προγραμματιζόμενου Λογικού Ελεγκτή (PLC) στη βιομηχανία
Για να κατανοήσουμε καλύτερα την πορεία του προγραμματισμού ενός PLC , υποθέτουμε την ύπαρξη μιας βιομηχανικής διαδικασίας, που περιλαμβάνει μια διάταξη ενός ατέρμονος κοχλία, ο οποίος κινείται ανάμεσα σε δύο όρια. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τη διάταξη:
25 Σχήμα 1.6: Διάταξη ατέρμονος βρόχου
Η παρούσα διάταξη λειτουργεί ως εξής: ο χρήστης επιλέγει με τα μπουτόν «Α»
και «Δ» τη φορά κίνηση του κοχλία. Οποιαδήποτε στιγμή μπορεί να πατήσει το “ STOP” και να τον ακινητοποιήσει. Αν δεν συμβεί αυτό, τότε ο κοχλίας συνεχίζει την κινησή του, μέχρι τη στιγμή που θα ακουμπήσει τον έναν από τους δύο αισθητήρες, οπότε και σταματάει.
1.8.1 Υπολογισμός/ Καταγραφή εισόδων – εξόδων
Το πρώτο βήμα για την αυτοματοποίηση είναι να υπολογίσουμε πόσες εισόδους και πόσες εξόδους έχει το σύστημα μας, καθώς και το είδος αυτών (ψηφιακές ή αναλογικές), έτσι ώστε να μπορέσουμε να υπολογίσουμε τον αριθμό των εισόδων που πρέπει να περιλαμβάνει ο ΠΛΕ που θα χρησιμοποιήσουμε. Έτσι λοιπόν έχουμε:
2 ψηφιακές εισόδους για τους δύο αισθητήρες προσέγγισης
3 ψηφιακές εισόδους για το μπουτόν «Α», «Δ» και «STOP», και
2 ψηφιακές εξόδους για τις δύο διαφορετικές κινήσεις της μηχανής (δηλαδή ενεργοποίηση των αντίστοιχων ρελέ ισχύος).
1.8.2 Διευθυνσιοδότηση
26 Δεύτερο βήμα είναι να δώσουμε στις εισόδους και στις εξόδους μα στις απαραίτητες διευθύνσεις για να είναι κατανοητές από τον ΠΛΕ. Έτσι θα συνδέσουμε:
Τους αισθητήρες 1 και 2 στις εισόδους 10.1 και 10.2 αντίστοιχα
Τα μπουτόν «Α», «Δ» και «STOP» στις εισόδους I0.3, I0.4 και IO.5 αντίστοιχα και
Τα ρελέ ισχύος για δεξιά (C1) και αριστερή κίνηση (C2) της διάταξης σε ψηφιακές εξόδους Q0.1 και Q0.2 αντίστοιχα.
1.8.3 Συνδεσμολογία
Ο τρόπος με τον οποίο συνδέθηκαν οι αντίστοιχες είσοδοι και έξοδοι από τη μεριά του ΠΛΕ, φαίνεται παρακάτω:
Σχήμα 1.7: Συνδεσμολογία ΠΛΕ
1.8.4 Κλασικό (συμβατικό) σύστημα αυτοματισμού
Το συμβατικό σύστημα αυτοματισμού, που πραγματοποιείται με τη χρήση ρελέ ή μπουτόν, φαίνεται παρακάτω:
27 Σχήμα 1.8: Συμβατικό κύκλωμα αυτοματισμού διάταξης ατέρμονος βρόχου
Σύστημα αυτοματισμού με τη βοήθεια του Προγραμματιζόμενου Λογικού Ελεγκτή Παρακάτω φαίνεται το σύστημα του αυτοματισμού, όπως αυτό υλοποιήθηκε στο περιβάλλον προγραμματισμού Cx-Programmer της εταιρείας OMROΝ:
Σχήμα 1.9: Σύστημα αυτοματισμού ατέρμονος βρόχου στο Cx- programmer της εταιρείας OMRON
28
Κεφάλαιο 2
Εγχειρίδιο Χρήσης του GMWIN
2.1 Χαρακτηριστικά του GMWIN
Το GMWIN είναι ένα εργαλείο λογισμικού για συγγραφή και μεταγλώττισης προγράμματος σε όλους τους τύπους των GLOFAPLC. Το GMWIN έχει τα παρακάτω χαρακτηριστικά και μετρικές.
2.1.1 Γλώσσα Διεθνούς Προτύπου
Το GLOFAPLC χρησιμοποιεί βασικά τη γλώσσα που καλείται ως διεθνές πρότυπο από την IEC (International Electrotechnical Commission).
1) Προτυποποίηση της Γλώσσας Προγραμματισμού
Παρέχει γλώσσες διεθνούς προτύπου όπως η LD, SFC, IL και είναι εύκολα διαθέσιμο να επιλέξει τη γλώσσα που εφαρμόζει στο σύστημα.
Εικονογραφημένη Γλώσσα : LD (LadderDiagram – Κλιμακωτά Διαγράμματα): Αναμετάδοση λογικής από γλώσσα
Γλώσσα Χαρακτήρα: ΙL (InstructionList – Λίστα Οδηγιών): γλώσσα τύπου Assembly
SFC (Sequential Function Chart - ): Διάγραμμαροήςαπόγλώσσα 2) Προτυποποίηση χρήσης μεταβλητών
Η χρήση εκφράσεων από άμεση μεταβλητή με την τυποποίηση όπως I,Q,M, κάνουν το πρόγραμμα εύκολο και διαθέσιμο χρησιμοποιώντας το σύμβολο. Η κατανομή του προγράμματος μνήμης μεταβλητών πραγματοποιείται αυτόματα ή με την ονομασία του χρήστη.Είναι διαθέσιμη η επιλογή διαφόρων τύπων δεδομένων και ο καθορισμός της αρχικής τιμής, και η ευκολία κατανόησης του προγράμματος με σχόλια για τις μεταβλητές.
29 2.1.2. Άνετη διεπαφή χρήστη
1. Το σύστημα PLC συνθέτει ως μονάδα έργου (project). Εύκολο στη δημιουργία και στον έλεγχο προγράμματος καθώς ένα σύστημα PLC περιέχει πολλά προγράμματα.
2. Σύνδεση PLC μέσω δικτύου. Διαθέσιμο για κατέβασμα και παρακολούθηση του προγράμματος στο απευθείας συνδεδεμένο PLC καθώς και σε άλλους σταθμούς PLC που είναι συνδεδεμένοι με το δίκτυο.
3. Άφθονη PLC πληροφορία για ανάγνωση. Διαθέσιμες για ανάγνωση διάφορες πληροφορίες PLC και παρακολούθηση της κατάστασης PLC και στο πρόγραμμα, που διατίθεται για την παρακολούθηση των μεταβλητών και των παραμέτρων που συνδέονται.
4. Εντολή ορισμού χρήστη. Διαθέσιμο για την επαναχρησιμοποίηση του προγράμματος καθώς ο χρήστης δημιουργεί ένα πρόγραμμα ως μια βιβλιοθήκη η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε άλλο περιβάλλον.Διαθέσιμο να καθορίσει τα προγράμματα που χρησιμοποιηθεί πιο συχνά ο χρήστης ή δεν θέλει να ανοίξει, εκτός από την τυπική λειτουργία ή το σύνολο συναρτήσεων ως μια συνάρτηση/ σύνολο συναρτήσεων για να τα χρησιμοποιήσει πιο εύκολα.
5. Προσομοίωση προγράμματος. Έχει μια λειτουργία σα να λειτουργεί το PLC στον υπολογιστή χωρίς να το συνδέσετε απευθείας στο PLC και είναι διαθέσιμο για την επαλήθευση του προγράμματος που δημιουργήθηκε μέσω του GMWIN.
6. Υιοθέτηση του τρόπου διασύνδεσης πολλαπλών εγγράφων του προγράμματος.
Το GMWIN υιοθετεί τη μορφή MDI (MultipleDocumentInterface – Πολλαπλή διεπαφή) και είναι διαθέσιμο να επεξεργαστεί πολλά προγράμματα ταυτόχρονα.
7. Εισαγωγή εύκολου οδηγού. Όταν δημιουργείτε ένα νέο έργο, νέο πρόγραμμα ή μια βιβλιοθήκη, κτλ., ενεργοποιείται ο οδηγός για τον χρήστη τον οποίο μπορεί εύκολα να ακολουθήσει.
30 2.1.3 Απαιτήσεις για την εκτέλεση GMWIN
Για να χρησιμοποιηθεί το GMWIN, απαιτούνται τα ακόλουθα στο λογισμικό και το υλικό του υπολογιστή:
Προσωπικός υπολογιστής και μνήμη:Προσωπικός υπολογιστής με περισσότερη από PentiumCPU και τουλάχιστον 160ΜΒ μνήμης συμπεριλαμβανομένου την επεκτάσιμη μνήμη.
Σειριακή θύρα:Περισσότερες από 2 σειριακές θύρες για την χρήση GMWIN λειτουργίας και επικοινωνίας με το σώμα του PLC.
Σκληρός δίσκος: Σκληρό δίσκο περισσότερο από 20ΜΒ διαθέσιμα για να γίνει εγκατάσταση του GMWIN και όλων των σχετικών αρχείων.
Ποντίκι: Ένα ποντίκι διαθέσιμο και κατάλληλο παράθυρο για Κορεάτικα/
Αγγλικά για να κάνουν την μέγιστη δυνατή χρήση των λειτουργιών του GMWIN.
Εκτυπωτής:Ένας εκτυπωτής διαθέσιμος για Κορεάτικα/Αγγλικά παράθυρα για να εκτυπώνει το GMWIN.
Λειτουργικό windowsKorean/English:Απαιτείται λειτουργικό σύστημα windowsKorean/English 95/98/ΝΤ/2000/XP.
2.1.4 Πώς να συνδεθείτε με PLC
Για να συνδέσετε το GMWIN με ένα PLC, πρέπει να προσδιοριστούν 2 επιλογές- η μέθοδος σύνδεσης (MethodofConnection) και το βάθος της σύνδεσης (DepthofConnection). Για τη μέθοδο σύνδεσης, υπάρχουν 5 τρόποι. Σύνδεση με RS- 232C, σύνδεση με μόντεμ, σύνδεση με υπομονάδα επικοινωνίας (GLOFAFnet/Mnet για PC), σύνδεση με δίκτυο (Ethernet), σύνδεση με USB. Για το βάθος σύνδεσης, υπάρχουν 3 βήματα: τοπική σύνδεση, απομακρυσμένη 1 και απομακρυσμένη 2. Η επιλογή σύνδεση είναι διαθέσιμη αν επιλέξετε από το μενού [Project]-[Option].
31
2.2 Βασική Χρήση
2.2.1 Οθόνη Διαμόρφωσης
2.2.2 Μενού διαμόρφωσης
32 Αν επιλέξετε το μενού, εμφανίζονται οι εντολές και αν επιλέξετε την επιθυμητή εντολή με το ποντίκι ή με ένα πλήκτρο, τότε εκτελείται.Αν επιλέξετε κάποια εντολή με (…), τότε ανοίγει το κατάλληλο παράθυρο διαλόγου.Στις περιπτώσεις που το μενού έχει μια συντόμευση (Ctrl+X, Ctrl+C, …) μπορείτε απλά να πατήσετε την συντόμευση και να εκτελεστεί απευθείας η εντολή.
1) Project
Εντολή Περιγραφή
New Project Δημιουργεί ένα νέο έργο.
Open Ανοίγει ένα ήδη υπάρχον έργο.
Open Project from PLC Ανεβάζει ένα έργο και πρόγραμμα από το PLC.
Save Αποθηκεύει ένα έργο. Το πρόγραμμα δεν είναι διαθέσιμο για αποθήκευση.
Save as Αποθηκεύει ένα έργο με διαφορετικό όνομα.
Close Κλείνει ένα έργο.
Open project bundle Ανοίγει ένα έργο πακέτου (bundlefile).
Make project bundle Πακετάρει όλα τα αρχεία που συνδέονται με το έργο ως ένα αρχείο.
Add to project Προσθέτεινέααντικείμεναστοέργο (program definition, resource. task, library, κτλ. και resource μόνογια GM1).
M Area Edit Επεξεργασία περιοχής Μ ή αποθήκευση αυτής.
Preview Προεπισκόπηση της οθόνης όπως θα ήταν αν εκτυπωνόταν.
33 2) Program
Εντολή Περιγραφή
NewprogramCtrl+N Δημιουργεί ένα νέο πρόγραμμα.
OpenCtrl+O Ανοίγει ένα υπάρχον πρόγραμμα.
Save Ctrl+S Αποθηκεύει το πρόγραμμα.
Save as Αποθηκεύει το πρόγραμμα με άλλο όνομα.
Close Κλείνει το πρόγραμμα.
Close all Κλείνει όλα τα προγράμματα.
Properties Αντικαθιστά τις ιδιότητες του προγράμματος.
Local variables Επεξεργάζεται την μεταβλητή.
In/Out variables Σε περίπτωση συνάρτησης/ μπλοκ συνάρτησης, επεξεργάζεται την Ι/Ο μεταβλητή.
Previous program list Ανοίγει το τελευταία χρησιμοποιούμενο πρόγραμμα.
Προσθήκες σε περίπτωση SFC.
Εντολή Περιγραφή
Action list Στην περίπτωση του SFC, δείχνει την λίστα ενεργειών.
Transition list Στην περίπτωση του SFC, δείχνει τη λίστα μεταβολών.
Properties Στην περίπτωση του SFC, καθορίζει τις ιδιότητες.
3) Edit
Εντολή Περιγραφή
Undo Ctrl+Z Αναιρεί την τελευταία επεξεργασία του προγράμματος.
Redo Ctrl+Y Επαναφέρει την ενέργεια της αναίρεσης.
Cut Ctrl+X Διαγράφει το σχεδιασμένο μπλοκ και το αντιγράφει στο πρόχειρο.
Copy Ctrl+C Σχεδιάζει ένα μπλοκ και το αντιγράφει στο πρόχειρο.
Paste Ctrl+V Αντιγράφει το σχεδιασμένο μπλοκ από το πρόχειρο στο παράθυρο επεξεργασίας.
Delete Del Διαγράφει το σχεδιασμένο μπλοκ.
Print Project Εκτυπώνει τα αντικείμενα του έργου.
Print Program Ορίζει τα περιεχόμενα του ενεργού προγράμματος.
Print Setup Ορίζει τις επιλογές του εκτυπωτή.
Option Ορίζει τις σχετικές με το GMWIN επιλογές.
Previous project list Ανοίγει το τελευταίο χρησιμοποιούμενο έργο.
Exit Κλείνει το GMWIN.