programozható irányító berendezések és...

Programozható irányító berendezések és szenzorrendszerek laboratórium

Irányítás TWIDO PLC-vel

Mérési útmutató

BME IIT 2009

Programozható irányító berendezések és szenzorrendszerek laboratórium TWIDO PLC mérés BME-IIT 2009

- 2 -

1 Általános tudnivalók A mérés elején a mérésvezet� bemutatja a mérés során használt berendezéseket és a TWIDO- SUITE fejleszt� rendszer kezelését, valamint a PLC felprogramozásának lépéseit. A második részben a mérésvezet� által kiadott feladatot kell megoldani. Ez egy PLC program elkészítését és kipróbálását jelenti. Az elkészült program m�ködését a mérésvezet�nek be kell mutatni. A mérés sikeres elvégzéséhez ismerni kell:

- a TWIDO PLC hardware felépítését, - a TWIDO PLC létradiagramos programozási nyelvét, - a TWIDO SUITE fejleszt� rendszert.

A legfontosabb tudnivalók a mérési útmutatóból és a tárgy illetve a tárggyal párhuzamos el�adásokhoz tartozó segédletekb�l megtanulhatók. A TWIDO-SUITE fejleszt� rendszer szolgáltatásait és használatát is a megadott honlapról letölthet� anyagokból lehet elolvasni. A mérés el�tt a mérésvezet� kérdésekkel ellen�rzi a felkészülést. A készületlenül jött hallgatók a mérést nem végezhetik el, nekik azt a pótmérésen pótolniuk kell.

1.1 Jegyz�könyv A mérés végén elkészítend� jegyz�könyvnek tartalmaznia kell a megírt programok vázlatos m�ködését, a feladat megoldásához készített állapotdiagramot és a programot. A jegyz�könyv papíron és elektronikus formában is beadható. A jegyz�könyv leadási határideje a mérést�l számított egy hét. A mérésre az osztályzatot a mérésvezet� az elkészült jegyz�könyv, és a kérdésekre adott válaszok alapján határozza meg.

2 A TWDLCAA24DRF kompakt TWIDO PLC hardver felépítése

2

1

3

4

6

5

7


- 3 -

1 Tápfeszültség bemenet (230VAC) 2 14 darab kétállapotú (24VDC) bemenet 3 Bemenetek állapot kijelz�i (LED) 4 10 darab kétállapotú kimenet (24VDC) 5 2 alapjel potenciométer (%IW0.0.0: 0 – 1023 és %IW0.0.2: 0 – 511) 6 Kimenetek állapot kijelz�i (LED) 7 Programozói csatoló felület (PRG)

2.1 Tápfeszültség A laborban használt TWIDO PLC-k 230VAC tápfeszültséggel m�ködnek. A bels� üzemi feszültségeket a PLC a belsejében lev� tápegységgel el�állítja, kifelé pedig érzékel�k m�ködtetéséhez 24VDC feszültséget biztosít.

2.2 Kétállapotú bemenetek (24VDC) A TWDLCAA24DRF PLC kilenc darab kétállapotú bemenete van. Ezek a CPU-tól galvanikusan leválasztottak, névleges feszültségük 24VDC. A mérés során a kétállapotú bemenetekre kapcsolókat kötünk. A kétállapotú bemenetek %I0.0-tól %I0.13-ig közvetlenül címezhet�k.

2.3 Bemenetek állapot kijelz�i A bemenetek fizikai állapotát a bemenetekhez rendelt LED-ek jelzik.

2.4 Kétállapotú kimenetek A TWDLCAA24DRF PLC 7 darab 0,5A-el terhelhet� 24 VDC kétállapotú kimenettel rendelkezik. Ezek a CPU-tól galvanikusan leválasztottak, és rövidzárral valamint túlfeszültséggel szemben védettek. A kétállapotú kimenetek %Q0.0-tól %Q0.9-ig közvetlenül címezhet�k.

2.5 Kimenetek állapot kijelz�i A kimenetek fizikai állapotát a kimenetekhez rendelt LED-ek jelzik.

2.6 Analóg be- és kimenetek A TWDLCAA24DRF kompakt vezérl�k nem tartalmaznak beépített analóg bemeneteket és kimeneteket. Analóg be és kimenetek használatához b�vít� modulok szükségesek.

2.7 Alapjel potenciométerek (P1, P2) A két küls� alapjel potenciométer lehet�vé teszi, hogy programozó eszköz nélkül lehessen alapjelet változtatni. Az els� potenciométer (%IW0.0.0) felbontása 10bit (0..1023), a második (%IW0.0.2) felbontása pedig 9bit (0..511).


- 4 -

2.8 Programozói csatoló felület (PRG) A CPU-tól galvanikusan leválasztott RS485 interfész az alábbi feladatokra szolgál:

� PLC programozása számítógépr�l programozó kábellel. � Adatcsere RS485 csatoló felülettel rendelkez� berendezésekkel MODBUS

protokoll használatával.

2.9 Memória A TWDLCAA24DRF PLC 32kbájtos elemmel védett RAM memóriával rendelkezik. Ez a RAM az adat memória, és a felhasználói program memória feladatát látja el. A bels� RAM tároló kapacitása dugaszolható memória modulokkal b�víthet�.


- 5 -

3 A létradiagramos programozás alapelemei A létradiagramos programozási nyelv a leggyakrabban alkalmazott PLC programozási eszköz. A villamos áramút tervek mintájára alakult ki, azok szoftveres megfelel�jének tekinthetjük, de a mai PLC fejleszt� rendszerek a hagyományos relés logikáknak megfelel� elemeken túl már nagyon sok összetett funkcióelem és programszervezési technikák használatát is lehet�vé teszik a létradiagramon belül

3.1 Alapelemek A létradiagram a következ� alapelemekb�l épül fel:

� vezetékek � kontaktusok � tekercsek � funkcióblokkok

3.1.1 Vezetékek A grafikus ábrázolásban a bal oldalon függ�legesen van a pozitív tápsín, a jobb oldalon pedig a negatív tápsín. A kett� között vízszintesen és egymás alatt vannak az áram utak. Minden áram út bal oldalán vannak a kontaktusok, a jobb oldalon pedig a tekercsek. Egy áramút (Rung, Network) egy logikai függvényt valósít meg. A kontaktusok soros illetve párhuzamos kapcsolásával a logikai elemek ÉS illetve VAGY kapcsolatát valósítjhatuk meg. A tekercs a logikai függvény eredményét tárolja. A TWIDO PLC a ma szokásos PLC-k többségéhez hasonlóan a logikai függvényeket fentr�l lefelé, egy függvényen (létrasoron) belül pedig balról jobbra haladva számítja ki. Az utolsó létrasor kiszámítása után a ciklikus m�ködésnek megfelel�en minden kezd�dik el�röl.

A fenti ábra a:

Q := ((A and B) or C) and (not(D))

logikai függvényt valósítja meg. Az „A”, „B”, „C”, „D” lehetnek a PLC kétállapotú bemenetei, a „Q” pedig az egyik kétállapotú kimenet, de lehetnek bels� memória változók is. (A fenti kifejezésben a zárójelek a not (D) kivételével nem szükségesek.)


- 6 -

3.1.2 Kontaktusok

Típus Rajz jel M�ködés Alaphelyzetben nyitott (Záró érintkez�) (NO - Normally Open)

A kontaktus „ vezet” , ha a változó értéke TRUE

Alaphelyzetben zárt (Bontó érintkez�) (NC - Normally Closed)

A kontaktus „ vezet” , ha a változó értéke FALSE

Felfutó él érzékeny kontaktus

A kontaktus „ vezet” , amikor a változó FALSE értékr�l TRUE értékre vált

Lefutó él érzékeny kontaktus

A kontaktus „ vezet” , amikor a változó TRUE értékr�l FALSE értékre vált

3.1.3 Tekercsek

Típus Rajz jel M�ködés

Normál tekercs

A tekercs akkor és addig lesz bekapcsolt állapotban, amíg a bal oldalán logikai TRUE van (az ág „ vezet” )

Negált m�ködés� tekercs

A tekercs akkor és addig lesz bekapcsolt állapotban, amíg a bal oldalán logikai FALSE van (az ág nem „ vezet” )

Beíró (SET) tekercs

A tekercs bekapcsolt állapotba kerül ha a baloldali ág „ vezet” , és úgy marad a RESET-ig

Törl� (RESET) tekercs

A tekercs kikapcsolt állapotba kerül ha a baloldali ág „ vezet” , és úgy marad a SET-ig

A fentieken túl sok PLC-ben más m�ködési elv� tekercsek is léteznek, a TWIDO programozásánál a fentieket használhatjuk.

3.1.4 Funkció blokkok Ez a rövid összefoglaló a mai PLC-kben található számtalan funkcióblokk közül csak a méréshez szükséges, és a TWIDO PLC-kben is használható legfontosabb funkcióblokkokat mutatja be.


- 7 -

3.1.4.1 Id�zít�k

A „ C” tekercs az „ A” és „ B” kontaktusok zárása után 3 másodperccel kés�bb kapcsol be. A TWIDO PLC-ben háromféle elven m�köd� id�zít�t használhatunk:

� TON Bekapcsolás késleltetés � TOF Kikapcsolás késleltetés � TP Pulzus

Az id�zít�k m�ködési elve id�diagramokkal:

3.1.4.1.1 TON

Megjegyzés: Ha az IN bemenet a „ t” id� letelte el�tt visszamegy logikai 0 szintre a „ Q”

kimeneten nem lesz magas szint (lásd ábra jobb oldali rész).

3.1.4.1.2 TOF

Megjegyzés: Ha az id�zítés elindult, akkor a „ Q” kimeneten csak akkor lesz újra alacsony

szint, ha az IN bemenet a „ t” ideig folyamatosan alacsony szint� (lásd ábra jobb oldali rész).

3.1.4.1.3 TP


- 8 -

Megjegyzés: Ha az id�zítés elindult, akkor a „ Q” kimenet a „ t” id� lejártakor mindenképpen alacsony szintre vált (lásd ábra jobb oldali rész).

3.1.4.2 Számlálók

A TWIDO PLC-kben fel-le számlálókat használhatunk. A számláló CU bemenetén lev� felfutó élre a számláló értéke 1-el n�, a CD bemeneten lev� felfutó élre pedig 1-el csökken. Az R bemeneten lev� logikai TRUE érték törli a számlálót, az S bemeneten lev� TRUE érték pedig a Preset Value értéket állítja be (fenti ábrán 10). A számláló blokk az aktuális értékét mindig összehasonlítja az ún. Preset Value értékkel, és egyez�ség esetén a D (Done) kimenetét logikai TRUE értékre állítja. A fenti ábrán a %C0 fizikai cím� számláló amikor eléri a 10-es számolt értéket, a D kimenetének az R bemenetre való kötésével az rögtön törl�dik is. A TWIDO PLC számlálói 0..9999 közötti tartományban tudnak számolni. Nagyobb számokig történ� számlálás két vagy több számláló kaszkádosításával oldható meg. Ehhez az E és F kimeneteket használhatjuk, amelyek az alul (Empty), illetve a túlcsordulást (Full) jelzik. 3.1.4.3 Komparátor blokk

A fenti ábrán a „ C” tekercs bekapcsol, ha az „ A” és „ B” kontaktusok zártak, valamint az el�z� példa számlálójának értéke is kisebb 5-nél. A komparátor blokkban a szokásos relációs jeleket használhatjuk: < <= > >= = <> Analóg bemeneti jelek feldolgozásakor a komparátor egyik operandusa lehet pl.: %IW0.0


- 9 -

3.1.4.4 Aritmetikai blokk

A fenti ábrán a %MW10 fizikai cím� memóriaszóba 5-ös értéket írunk, ha az „ A” és a „ B” kontaktusok zártak. Az aritmetikai blokkokban az értékadás jobb oldalán aritmetikai kifejezések állhatnak a szokásos m�veleti jelekkel: + - * / Nagyobb PLC-kben az aritmetikai blokkok bonyolult számításokat trigonometrikus, hatvány stb függvényekkel, illetve tömb, mátrix, string típusú váltózókra vonatkozó m�veleteket is tartalmazhatnak. Analóg kimeneti jel el�állításakor a baloldalon például: %QW1.0 szerepel.

3.1.5 Fizikai címek használata a programban A TWIDO SUITE-ban a változókhoz (bemenet, kimenet, memória, …) címet kell rendelnünk. A címzések formája a következ�:

%Ix.y: Kétállapotú bemenet %Qx.y: Kétállapotú kimenet %Mx: Memória bit %MWx: Memória szó %IWx.y: Analóg bemenet %QWx.y:Analóg kimenet %TMx: Id�zít� %Cx: Számláló %Sx: System bit %SWx: System szó …

A cím mindig % karakterrel kezd�dik, majd a típusának megfelel� bet�(k)b�l és a sorszámból áll. Példák %I0.0 0. digitális bemenet (egy bit) %I0.1 1. digitális bemenet (egy bit) %I1.0 0. digitális bemenet (egy bit) az els� b�vít� modulon %Q0.0 0. digitális kimenet (egy bit) %Q0.1 1. digitális kimenet (egy bit) %Q2.0 0. digitális kimenet (egy bit) a második b�vít� modulon %IW0.0 0. analóg bemenet (egy szó, 16 bit – els� potenciométer) %M0 0. memória bit a bites memóriában %M12 12. memória bit a bites memóriában %MW0 0. memória szó (16 bit) a szavas memóriában %MW1 1. memória szó (16 bit) a szavas memóriában %MW0:0 0. memória szó 0.bitje (nem azonos a %M0-val !!!) %S6 6. System bit (1Hz frekvenciájú 50% kitöltési tényez�j� négyszögjel)


- 10 -

3.1.6 Szimbolikus változók A változóknak és a program által használt objektumoknak (id�zít�k, számlálók, stb.) célszer� szimbolikus neveket adni, és a fizikai címük helyett a létradiagramban a kontaktusoknál azokat használni. A program így olvashatóbb, könnyebben érthet�. A szimbólumok és a fizikai címek összerendelését a TWIDO-SUITE Program � Configure menüpontjában végezhetjük. A szimbolikus elnevezések nem tartalmazhatnak szóköz karaktert, nem kezd�dhetnek számmal, viszont ékezetes karaktereket használhatunk.

Az ábrán lev� szimbólumtábla a második mintapéldához (automata ajtó nyitás – zárás vezérélése) tartozik.


- 11 -

4 Egyszer� feladatok TWIDO PLC-vel

4.1 Szivattyú vezérlés Feladat Egy tartályba kútból szivattyúval tölthetünk vizet. A tartályból a vizet folyamatosan fogyasztják. A tartályban két szintkapcsoló, egy alsó és egy fels� kapcsoló van. Készítsünk szivattyúvezérl� programot! A szivattyút vezéreljük úgy, hogy ha a tartályban a vízszint az alsó szintjelz� alatt van, akkor induljon el a szivattyú, és mindaddig járjon folyamatosan, amíg a víz a fels� szintjelz�t el nem éri. A fels� szintjelz� elérésekor álljon le a szivattyú, majd csak akkor kapcsoljon be újra, ha a víz az alsó szintjelz� alá csökkent. Villogó hibajelzés legyen, ha a fels� szintjelz� jelez, de az alsó nem! (Ez üzemszer�en nem lehetséges). Amíg a hiba fennáll, a szivattyú motor ne m�ködjön! Bemenetek: %I0.0 Alsó szintkapcsoló

%I0.1 Fels� szintkapcsoló Kimenetek: %Q0.0 Szivattyú motor m�ködtetés

%Q0.1 Hibalámpa


- 12 -

4.2 Automata ajtó nyitása - zárása Feladat Készítsük el egy áruház bejáratánál lev� automatikusan nyíló és záró ajtó vezérlését a következ� egyszer� modell alapján!

Az ajtó két oldalán egy-egy mozgásérzékel� érzékeli a közeled�ket. Ha bármelyik irányból mozgást érzékelünk, az ajtót ki kell nyitni. A nyitó irányú motort addig kell vezérelni, amíg a Nyitva végállás kapcsoló nem jelez. Ha nyitott ajtónál 3 sec-ig egyik mozgásérzékel� sem jelez mozgást, az ajtót be kell zárni. A záró irányú motort addig kell vezérelni, amíg a Zárva végállás kapcsoló nem jelez.


- 13 -

4.3 Garázsajtó vezérlés Feladat Készítsünk garázsajtó vezérl� programot a következ� módon: A garázsajtó a „ Nyitógomb” megnyomására nyíljon ki, a „ Zárógomb” megnyomására pedig csukódjon be. Ha egy „ Fénysorompó” érzékel� azt jelzi, hogy akadály van az ajtó alatt, akkor állítsa meg az ajtó csukódását, de a nyitást ne állítsa le. Amíg a „ Fénysorompó” akadályt jelez, addig az ajtó zárását ne lehessen elindítani. Az ajtómozgató motorokat végállás kapcsolók állítják le. Ha a két végállás kapcsoló egyszerre jelez, akkor jelezzen hibát a rendszer, és állítsa meg a mozgatást! Mozgatást csak a hiba megsz�nése után lehessen újraindítani! Bemenetek: %I0.0 Nyitógomb %I0.1 Zárógomb %I0.2 Nyitva (végállás érzékel�) %I0.3 Fénysorompó (érzékel�) %I0.4 Zárva (végállás érzékel�) Kimenetek: %Q0.0 Nyitómotor %Q0.1 Zárómotor %Q0.2 Hibajelzés


- 14 -

4.4 Gyalogátkel� lámpáinak vezérélése Feladat Készítsünk létradiagramos programot egy gyalogátkel� lámpáinak vezérléséhez! Alapállapotban a járm�vek haladhatnak. Ha egy gyalogos át szeretne menni, meg kell nyomnia a nyomógombot. Ekkor a járm�vek sárga, majd piros jelzést kapnak, ezután a gyalogos zöld, majd villogó zöld jelzést kap, melyet a járm�vek piros-sárga, majd zöld jelzése követ. A lámpák vezérlését az alábbi táblázat tartalmazza: JPiros JSárga JZöld GYPiros GYZöld Fázis1 1 1 Fázis2 1 1 Fázis3 1 1 Fázis4 1 Villog Fázis5 1 1 1 Bemenet: %I0.0 Nyomógomb Kimenetek: %Q0.0 JPiros %Q0.1 JSarga %Q0.2 JZold %Q0.3 GYPiros %Q0.4 GYZold Memória bitek: %M1 Fázis1 %M2 Fázis2 %M3 Fázis3 %M4 Fázis4 %M5 Fázis5 %S6 Villogó


- 15 -


- 16 -

4.5 Anyagszállítás START STOP VÉSZ Feladat Vízszintes szállító szalagok motorjainak, az adagoló szelepnek és m�ködést jelz� lámpáknak a vezérlése a következ� módon: A START nyomógomb rövid megnyomására induljon az anyagszállítás: START lámpa villog („ INDULÁS” állapot), el�ször az M3-as motor indul el, 2 másodperc múlva az M2-es, újabb 2 másodperc múlva az M1-es motor, majd további 2 másodperc múlva nyisson ki a SZELEP. Ha minden elindult és a SZELEP is nyitva, akkor a START lámpa folyamatosan világítson („ JÁR” állapot)! A STOP nyomógomb megnyomására kijáratással álljon le a rendszer: STOP lámpa villog („ LEÁLLÁS” állapot), el�ször zárjon be a SZELEP, majd 8 másodperc múlva álljon le az M1 motor, ezután 5 másodperc múlva az M2 motor, végül 10 másodperc után az M3 motor álljon le. Ha minden leállt, egyik lámpa se világítson. („ ÁLL” állapot) A VÉSZ nyomógomb bármikor történ� megnyomására minden motor azonnal álljon le, zárjon be a szelep, a VÉSZ lámpa pedig villogjon („ VÉSZ” állapot). A VÉSZ nyomógomb elengedésekor „ ÁLL” állapotba kerüljön a rendszer (egyik lámpa sem világít), majd START gombra kezd�djön el�röl az anyagszállítás (START lámpa villog stb.)! A lámpák jelzései:

ÁLLAPOT LÁMPA START STOP VÉSZ

ÁLL - - - INDULÁS Villog - - M�KÖDIK Világít - - LEÁLLÁS - Villog -

VÉSZ - - Villog Bemenetek: %I0.0 START_GOMB (Nyomógomb) %I0.1 STOP_GOMB (Nyomógomb) %I0.2 VÉSZ_GOMB (Nyomógomb) Kimenetek: %Q0.0 M3_JARJON (motor m�ködtetés) %Q0.1 M2_JARJON (motor m�ködtetés) %Q0.2 M1_JARJON (motor m�ködtetés) %Q0.3 SZELEP (vezérlésre nyit, vezérlés nélkül bezár) %Q0.4 START_LÁMPA %Q0.5 STOP_LÁMPA %Q0.6 VÉSZ_LÁMPA


- 17 -


- 18 -


- 19 -


- 20 -


- 21 -

programozható irányító berendezések és...

Documents