PLC programovateln automaty Rzn oznaen pro PLC PLC
- Slides: 71
PLC -programovatelné automaty
Různá označení pro PLC • • • PLC - Programmable Logic Controller PC - Programmmable Controller SPS - Speicher Programmierbare Steuerung FPC - Free Programmable Controller PA - Programovatelný automat • špatné překlady: kontrolér, řadič, regulátor, ….
Počítačem řízená výroba a PLC 4. MRP/ERP 3. 2. 1. Plánování výrobních (podnikových) zdrojů Řízení/sledování výroby MES Supervize (SCADA) Přímé řízení (PLC, DCS, RTU, CNC, i. PC aj. ) ……. . . … Technologický proces ( TP ). Řízení/sledování výrobní buňky Řízení stroje/ zařízení „Pole“ - polní instrumentace (senzory, aktory, speciální měřicí přístroje)
Počítačem řízená výroba základní zkratky • • • CIM - Computer Intregrated Manufacturing DCS - Digital Control System RTU - Real Time Unit CNC - Computer Numeric Control SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition • MES - Manufacturing Execution System • MRP/ERP - Manufacturing/Enterprice Resource System
Vznik PLC • 1968 - inženýři v automobilce General Motors hledali alternativní řešení ke komplexním elektromechanickým (reléovým) řídicím systémům nevýhody reléového řízení: • pevné propojení • obtížná změna řídicí funkce • nákladné uvádění do provozu a údržba
Požadavky na nový řídicí systém • jednoduché programování • změny programu beze změn v zapojení • menší, levnější a spolehlivější než odpovídající reléové řízení • jednoduché uvádění do provozu • jednoduchá a levná údržba
První PLC (sedmdesátá léta) • jednoduchý systém umožňující připojení a zpracovávání binárních signálů • pouze logické operace • jednobitový procesor • programování v grafickém jazyku podobném reléovým schématům zapojení (rekvalifikace dělníků)
PLC dnes • průmyslový mikropočítač přizpůsobený nasazení v podmínkách průmyslové výroby • odolný proti rázům, prachu, výkyvům teplot, vlhkosti, elekrickému i elekromagnetickému rušení • klíčový prvek průmyslové automatizace
Definice PLC podle IEC 1131 -1 Programovatelný logický automat (PLC) je číslicový elektronický systém navržený pro použití v průmyslovém prostředí, který používá programovatelnou paměť pro uložení uživatelsky orientovaných instrukcí sloužících k implementaci specifických funkcí, jako jsou logické funkce, funkce pro vytváření sekvencí, funkce pro časování, funkce pro čítání a funkce pro aritmetické výpočty, a to za účelem řízení různých typů výrobních strojů a procesů pomocí číslicových a analogových vstupů a výstupů
Třídění PLC Hlediska : • velikost (počet I/O) • provedení • počet procesorů
Typy PLC - podle provedení • kompaktní - vše v jednom pouzdře • modulární- různé typy modularity – samostatné moduly – zásuvné karty v různých velikostech • se zabudovaným operátorským panelem (tzv. OPLC), někdy též „pracovní stanice“(např. Teco: TECOMAT TC 500, Siemens: SIMATIC C 7)
Typy PLC - podle velikosti I • mikro PLC - (někdy název programovatelná relé) do 20 I/O, malá paměť, bez možnosti komunikace (např. Siemens: LOGO!, Mitsubishi: ALFA, Moeller: EASY) • malá PLC (někdy označení mikro) - do 128 I/O, některá velmi výkonná i s možností komunikace (např. Festo: FEC 20, FEC 30, Siemens: S 7 -200, Teco: TECOMAT TC 600 )
Typy PLC -podle velikosti II • střední výkonnostní třída - 128 až 512 I/O modulární provedení (např. Siemens SIMATIC S 7 -300, Festo FPC 404) • nejvyšší výkonnostní třída - až tisíce I/O, vždy modulární provedení, velký formát karet (např. Festo FPC 405, Siemens SIMATIC S 7 -400) • trend: distribuované systémy řízení
Typy PLC-podle počtu procesorů • Jednoprocesorová - některá mohou umožňovat i multitasking (kvaziparalelní běh několika procesů) • Víceprocesorová - většina modulárních PLC (komunikační a speciální moduly mají většinou vlastní procesor) - je možný multiprocessing (paralelní běh několika procesů), např. FESTO FPC 404
Aplikační oblasti PLC Podle časopisu Control Engineering : • 87 % pro řízení strojů • 58 % pro řízení procesů • 40 % pro řízení pohybů velká aplikační oblast budoucnosti: • řízení budov
PLC hardware Obvyklá výstavba kompaktních a modulárních PLC a související problematika
Kompaktní PLC - uživatelský pohled Pouzdro LEDvstupy Vstupy LEDvýstupy Výstupy Ovládací prvky (RUN, STOP) a seřizovací prvky (trimmer) Diagnostika chodu Komunikační kanály
Pouzdro Kompaktní PLC: • pouzdro, kazeta, vana • montáž na lištu DIN do rozvaděče • svorkovnice • rozšíření pomocí kompaktních rozšiřujících modulů
Modulární PLC - uživatelský pohled - tzv. konfigurace Modul napájení Modul CPU Signálové moduly(binární, analogové) Základní rám Expanzní (propojovací) moduly Rozšiřující rám Signálové moduly Komunikační moduly Speciální moduly
Základní a rozšiřující rám Modulární PLC: • rám, nosná deska, lišta • systémová a napájecí sběrnice • zásuvné moduly (periferní jednotky) • rozšiřující rám • expanzní moduly (umožňují propojení základního a rozšiřujícího rámu) • různé šířky rámů (11“, 13“, 15“, 19“)
Zdroj • • nejčastěji 24 V DC nebo 230 V AC buď integrován v modulu CPU nebo v samostatném modulu řada modulů zdrojů s různými výkony (podle potřeby dalších periferních jednotek) pozor na správnou konfiguraci! (vyspělá programovací prostředí podporují správný výběr zdrojového modulu )
Centrální procesorová jednotka -CPU (Central Processor Unit) • jádro PLC určující výkonnost • jednoprocesorová i víceprocesorová (matematické koprocesory, komunikační procesory, vstupně-výstupní procesory) • operační rychlost posuzována podle doby cyklu (doba zpracování 1000 logických instrukcí) … 10 -1 až 101 milisekund • různá CPU pro daný typ automatu (rychlost, oper. paměť, cena)
Cyklické vykonávání programu 1. Čtení vstupů 3. 4. 2. 1. 2. Zpracování programu 3. Vysílání výstupů 4. Režie systému (aktualizace systémových proměnných, komunikace) 1+2+3+4=“scan”, smyčka, cyklus
Pozor při programování! • reakční doba na změnu hodnoty senzoru až dvojnásobek doby pro vykonání cyklu může být problém u časově kritických úloh • záleží na pořadí instrukcí nad stejnými proměnnými - na výstup se posílá vždy naposledy zpracovaná proměnná (viz skriptum Řízení programovatelnými automaty II)
Cesta I/O signálů v PLC Input Image (obraz vstupů) Input Modul Senzor Program pro PLC Output Image (obraz výstupů) Output Modul Aktor
CPU - paměťový prostor • Systémová paměť - systémový program, (operační systém) - EPROM • Paměť dat - systémové registry, uživatelské registry, zápisníkové registry ( merkery, flagy), čítače, časovače, vyrovnávací registry pro obrazy vstupů a výstupů (Input Image, Output Image) - RAM (RWM) • Uživatelská paměť- uživatelský program (soubor tzv. procesů) - EPROM (EEPROM)
Moduly binárních (digitálních) vstupů - DI-princip Detekce chybného napětí Zpoždění signálu (filtrace) Optočlen (fotodioda + fototranzistor) Galvanické oddělení Vstupní signál z TP Signalizace (LED) Signál přicházející do CPU
Moduly binárních (digitálních) vstupů - DI - typy • stejnosměrné: 5 V, 12 V, 24 V, 48 V • střídavé: 24 V, 48 V, 115 V, 230 V • uspořádání do skupin po 4, 8, 16, 32 • společný vodič pro napětí kladné resp. záporné polarity (pro senzory s výstupním tranzistorem typu PNP resp. NPN)
Moduly binárních (digitálních) výstupů -DO-princip Optočlen (fotodioda + fototranzistor) Galvanické oddělení Signál přicházející od CPU Zesílení signálu Signalizace (LED) Ochrana před zkratem Výstupní signál do TP
Moduly binárních (digitálních) výstupů - DO - typy • pro stejnosměrné spínané napětí se spínacími prvky tranzistorovými typu NPN i PNP: 24 V, 48 V • pro střídavé spínané napětí : 24 až 250 V AC, 24 až 48 V AC, 115 V až 230 V AC se spínacími jednotkami triakovými • pro stejnosměrné i střídavé napětí (do 250 V AC/ 60 V DC) se spínacími prvky reléovými
Kombinované moduly binárních vstupů a výstupů • pro doladění konfigurace potřebám aplikační úlohy • někdy možno nakonfigurovat které z konkrétních připojovacích míst bude vstupní a které výstupní ( např. FESTO FEC 34)
Analogové vstupní moduly (AI) • např. pro připojení senzorů teploty, vlhkosti, tlaku, hladiny, síly, polohy, rychlosti • důležitá část: A/D převodník (šířka 8 nebo 12 bitů) - přesnost převodu • některé s galvanickým oddělením • specializované typy (pro termočlánky či odporové teploměry)
Analogové výstupní moduly (AO) • pro ovládání akčních členů či zařízení se spojitým vstupním signálem - např. servopohony, frekvenční měniče, ručkové měřicí přístroje … • D/A převodník (8 nebo 12 bitů) • napěťové • proudové - aktivní - akční člen napájen přímo z automatu, omezen jeho max. odpor - pasivní- akční člen musí mít vlastní zdroj proudu
Čítačové moduly pro čítání pulsů s periodou srovnatelnou či kratší než je doba vykonání jednoho „scanu“ (f až 102 k. Hz) • universální • pro inkrementální snímače polohy • pro absolutní snímače polohy • někdy jeden až dva rychlé (čítačové ) vstupy i u menších kompaktních PLC
Polohovací moduly • pro snímání polohy a řízení jedné či dvou souvislých os • pro řízení pohybu po naprogramované dráze • parametry (polohy, rychlosti, zrychlení) zadávány z CPU • výpočty prováděny v polohovací jednotce
Speciální moduly • moduly regulátorů • moduly pro aplikaci fuzzy logiky a fuzzy regulace • moduly pneumatických výstupů • modul pro vstup z CCD kamery …. . • ? ? ?
Komunikační moduly pro komunikaci s podřízenými, souřadnými i nadřízenými systémy např. • inteligentními senzory a akčními členy • vzdálenými moduly vstupů a výstupů • operátorskými panely • dalšími PLC • PC vytváření distribuovaných systémů řízení
PLC -SW vybavení Systémové programové vybavení Uživatelské programové vybavení
Systémové programové vybavení I • Systémový program (operační systém - OS) HW závislý - každý výrobce jiný systém • jednoúlohové zpracovávání uživatelského programu bez přerušení • víceúlohové zpracovávání (multitasking) na jednom procesoru příp. i s přerušením • víceúlohové zpracovávání (multitasking) na více procesorech včetně přerušení
Systémové programové vybavení II Pro správné využití možností určitého OS nutno dodržovat specifická pravidla, např. : • pro vzájemné spouštění a odstavování programů (procesů, úloh) • pro předávání dat Každý OS poskytuje pro použití v uživatelských programech soubor tzv. systémových služeb
Systémové programové vybavení Tecomatů I • multitasking s přerušením • umožněno speciální konstrukcí uživatelského programu - skládá se z řady uživatelských procesů • jejich provádění v dané smyčce podmíněno předdefinovanou logikou • aktivaci jednotlivých procesů řídí OS
Systémové programové vybavení Tecomatů II • proces zařazen do struktury, pokud je naprogramován • použijeme-li jen P 0 - klasický jednoúlohový systém • při vstupu do řešení kteréhokoliv z procesů P 0 až P 40, P 62, P 63, P 64 je aktivní uživatelský zásobník vynulován
Spolupráce procesů a OS u Tecomatů Zapnutí Reset Zapínací sekvence Testy systému Inicializace OS UP Otočka cyklu vyslání Y, sejmutí X aktualizace S komunikace
ano Restart? ne ne Teplý? ano P 0 P 63 P 62 P 1 P 2 P 5 P 3 P 6 P 4 P 7 P 8 P 9
P 10 P 11 S 25. 2 P 60 Násilný konec cyklu P 40 P 64 S 28. 7 EOC
Ošetření závažné chyby Závažná chyba Odpojení výstupů Sepnutí kontaktu ERR havarijního relé Signalizace chyby Komunikace s PC Čekání na restart Zapnutí
Ošetření přerušení čas vstup chyba P 41 P 42 P 43 návrat
Uživatelské procesy programové smyčky - I Základní charakteristiky procesů: • pořadí aktivace ve smyčce • označení • přiřazení ke skupině procesů • funkce • podmínka aktivace
Uživatelské procesy programové smyčky -II 1. • P 0 • základní proces (úvodní proces) • vždy, kromě restartu s P 62 nebo P 63 • pozn. v tomto procesu může být naprogramována v krajním případě i celá aplikace
Uživatelské procesy programové smyčky - III 2. • P 1, P 2, P 3, P 4 • čtyřfázově aktivované procesy: • oddělení činností, u kterých není žádoucí souběh • zkrácení doby cyklu rozdělením uživatelského programu do těchto procesů • cyklicky se střídají
Uživatelské procesy programové smyčky IV 3. • P 5, P 6, P 7, P 8, P 9 • časově prokládané procesy • činnosti typu jednou za čas – P 5 - po 400 ms – P 6 - po 3, 2 s – P 7 - po 25, 6 s – P 8 - po 3, 4 min – P 9 - po 27, 2 min 1 j x 8 x 8
Uživatelské procesy programové smyčky V 4. , 5. , ……. n. • P 10, P 11, …. , P 40 • uživatelsky aktivované procesy • široké možnosti použití u rozhodovacích činností • logické i funkční rozdělení programu • nastavení příslušné řídicí masky v systémových registrech S 25. 1 až S 28. 7
Uživatelské procesy programové smyčky VI n+1 • P 64 • závěrečný proces cyklu • činnosti související s koncem cyklu • vždy, kromě restartu P 62 nebo P 63
Přerušení I P 0 • velmi účinný prostředek • umožňuje zkrátit odezvu systému na kritické situace • kterýkoliv z běžných procesů smyčky může být přerušen některým z přerušovacích procesů P 41 až P 46 P 42
Přerušení II • instrukce rozpracovaná v okamžiku přerušení se dokončí a po ní je provedena první instrukce přerušujícího procesu • po instrukci E, (EC, ED) v přerušujícím procesu pokračuje přerušený proces • přerušující proces nemění stav žádné úrovně aktivního zásobníku
Přerušující procesy I (CPU řady M, S, D a B) • • • priorita aktivace označení typ přerušení funkce podmínka aktivace
Přerušující procesy II 1. • P 43 • přerušení od chyby • ošetření vzniklé chyby • vznik chyby
Přerušující procesy III 2. • P 42 • přerušení od periferního vstupu • okamžitá odezva na změnu stavu technologie s aktivovaným přerušením • NS 950 - změna na vstupu 0. 0 • NS 946, TC 500, TC 600 -změna z log. 1 na log. 0 na některém z rychlých vstupů
Přerušující procesy IV 3. • P 41 • přerušení od času • činnosti vyžadující pravidelné opakování častější, než umožňuje doba cyklu • každých 10 ms
Přerušující procesy V 4. • P 44 • přerušení od čítače vnějších událostí • činnosti navazující na příchod určitého počtu impulsů • NS 946 - přetečení čítače CPU
Přerušující procesy VI 5. • P 45 • přerušení od sériového kanálu CH 2 v režimu uni • příjem zprávy (PLC obsahující systémový kanál CH 2 - kromě NS 946)
Přerušující procesy VII 6. • P 46 • přerušení od sériových kanálů CH 3 až CH 6 v režimu uni • příjem zprávy (PLC obsahující systémové kanály CH 3 a další)
Ostatní procesy I • označení • funkce • podmínka aktivace
Ostatní procesy II • P 62 – teplý restart - zachování remanentních registrů • P 63 – studený restart - inicializace proměnných a počátečního stavu • první cyklus po restartu s nastaveným požadavkem na typ restartu
Ostatní procesy III • P 50 až P 57 • ošetření ladicího bodu • možnost uložení stavu proměnných při ladění • instrukce BP 0 ažBP 7
Ostatní procesy IV • P 60 • balík podprogramů • neaktivují se automaticky, vyvolávají se podle potřeby z různých procesů
Systémové služby Tecomatů I • zvyšují komfort programování • zkracují dobu nutnou pro nasazení systému do technologie • k dispozici v souboru systémových registrů • ochrana dat při vypnutí napájení PLC zálohované registry - (remanentní zóna) mají hodnotu dosaženou po poslední ukončené smyčce uživatelského programu konzistence dat
Systémové služby Tecomatů II • důležitá i lokalizace závad • dvě kategorie závad podle závažnosti • kritické závady -řízené zastavení činnosti PLC • ostatní závady -na vědomí v systémovém registru -možná bezprostřední reakce uživatelského procesu (P 10 až P 40) nebo přerušovacího prcesu P 43
Systémové registry Tecomatů I • • příznaky výsledků aritmetických operací příznaky výsledků logických operací příznaky stavu systému doba minulého cyklu čítač cyklů řídicí masky uživatelských procesů P interní kód chyby
Systémové registry Tecomatů II • čas systému (hodiny, minuty, sekundy, desítky milisekund) • datum (rok, měsíc, den v týdnu) • časové střídače • náběžné a sestupné hrany časových střídačů • čítače po 100 ms, 1 s a 10 s
Aplikace uvedeného rozvržení • mnohostranné použití • obsluha různých režimů stroje (ručně, automaticky) • obsluha tlačítek operátorského panelu • obsluha chyb (v semestrální práci jeden koncový senzor „porouchán“-nutno ošetřit)
- Automaty ze stosem
- Automaty do poboru prób
- The macro pro pro maxcharltonmacrumors
- Classroom netop vision pro
- Questtel
- Anti scatter slit
- Pro ana weebly
- Dossier permanent audit exemple
- Abyassa pro
- Hri pro dva
- Sdružení pro vydávání a šíření českých knih
- Oulun yliopisto gradut
- Napa prolink
- Dhl pro
- Adobe spark accessibility
- Bac pro carriat
- Testout server pro
- Pro-ana komunita
- Andrew hall safeguarding
- Andrew hall safeguarding pro
- Autotweetng
- Růže pro algernon rozbor
- Foampro fire fighting
- Stroje pro dopravu tuhých látek
- Básničky pro děti
- Neupro cerotto per parkinson pro e contro
- Times new roman 12 punto
- Tumbling classes springboro
- Restaurant pro forma income statement
- Nnn kalm pro
- Yona pro fgf
- Pro werk
- Https://findi.pro/090110 .
- Internet dating pros and cons
- Start pro
- Securitygab
- Irispen 6
- Difference between prokaryotic and eukaryotic cell
- Viking soccer
- Vernier lab pro
- Profil pro infirmis
- Plickers pro
- Bac pro commerce par correspondance
- Mits design pro
- Rheem pro club
- Epro vendor
- Ccms soins infirmiers
- Displacement value
- Inter pro scan
- Page de garde dossier professionnel
- Cost estimation table
- Isbar eksempel
- Pro bono lawyers in alabama
- Visa pro services
- Cdap caf
- Ibm rational toolset
- Testout server pro
- Obvod rovnostranného trojúhelníku
- Mechanismy pro transformaci pohybu
- Pro fit kitchen bullhead city az
- škádlivky pro kojence
- Ecosim pro
- Poliusp pro
- Equalization rhetorical device
- Hentai pro
- Mfg pro database
- Référentiel bac pro esthétique cosmétique parfumerie
- Balada pro banditu rozbor
- Pro e mechanica
- Sládek
- Foampro 2001
- Vzorce a+b