PLC programozási példák. GEVAU 140B, GEVAU 189B kurzusok (Automatika).

Átírás

1 PLC programozási példák. GEVAU 140B, GEVAU 189B kurzusok (Automatika). Miskolci Egyetem dr. Gyuricza István 2017.

2 A segédlet elsődleges célja, hogy néhány példán keresztül megismerje a PLC programozás technikáját, és előtte egy nagyon rövid összefoglalót adjunk az IEC legfontosabb programozási szabályairól. Ez a rövid ismertető nem helyettesíti az előadáson elhangzó ismereteket, valamint az irodalom részletesebb szakmai magyarázatát. Az IEC szabványban az alkalmazható programnyelvek: IL Utasítás lista (Instruction List) LD Létra diagramm (Ladder Diagramm) FBD/CFC Funkció blokk (Function Block Diagramm) SFC Sorrendi funkció blokk (Sequential Function Chart) ST Strukturált szöveg (Structured Text) A példák az LD grafikus programnyelv alkalmazásával kerültek kidolgozásra. Az LD programnyelv leginkább a vezérlések áramút tervéhez hasonlítható, és a relés logikai tervezésekor követett gondolkodásmódot örökíti át a PLC programozás világába. Egy energia vezetéktől, ha az energia az alkalmazott kontaktusokon, funkcióblokkokon keresztül eljut egy tekercshez, akkor a tekercs (a kimenet) gerjesztett logikai 1 állapotba kerül. Ha az energiafolyam valamely elem (kontaktus, funkcióblokk) állapota miatt megszakad, akkor a kimenet nem gerjesztődik, logikai 0 állapotba kerül. Az LD programok Vízszintes, és függőleges energiavezetékeket Kontaktusokat Tekercseket Funkciókat, és funkcióblokkokat tartalmaznak. A szabvány szerint az alábbi alapelemek alkalmazhatók záró kontaktus. Ha a kontaktushoz rendelt logikai változó 1 értékű, akkor átengedi az energiát, ellenkező esetben szakítja. -- / -- bontó kontaktus. Ha a kontaktushoz rendelt logikai változó 0 értékű, akkor átengedi az energiát, ellenkező esetben szakítja. -- P -- Pozitív él. Ha a kontaktushoz rendelt logikai változó 0 értékről 1 értékre nő, akkor átengedi az energiát ezen mintavételezés idejére, ellenkező esetben szakítja azt. -- N --Negatív él. Ha a kontaktushoz rendelt logikai változó 1 értékről 0 értékre csökken, akkor átengedi az energiát ezen mintavételezés idejére, ellenkező esetben szakítja azt. --( )-- Tekercs. Amennyiben a tekercs energiát kap, akkor a tekercshez rendelt logikai változó 1 értéket kap, ellenkező esetben a változó 0 értékű lesz. A tekercs bal oldalának (1 vagy 0) állapota átmásolódik a tekercs jobb oldalán lévő csatlakozó pontra is. --( / )-- Negált működtetésű tekercs. Amennyiben a tekercs energiát kap, akkor a tekercshez rendelt logikai változó 0 értéket kap, ellenkező esetben a változó 1 értékű lesz. A tekercs bal oldalának (1 vagy 0) állapota átmásolódik a tekercs jobb oldalán lévő csatlakozó pontra is.

3 --(S)-- RS tároló beírás. Ha energia kapcsolódik a tekercsre, akkor a címzett változó beírásra kerül. A tekercs bal oldalának (1 vagy 0) állapota átmásolódik a tekercs jobb oldalán lévő csatlakozó pontra is. --(R)-- RS tároló törlés. Ha energia kapcsolódik a tekercsre, akkor a címzett változó törlésre kerül. A tekercs bal oldalának (1 vagy 0) állapota átmásolódik a tekercs jobb oldalán lévő csatlakozó pontra is. --(P)-- Ha a tekercsre kapcsolt jel 0-ról 1-re változik, akkor a címzett logikai jel egy végrehajtási ciklusra 1 értékbe íródik. A tekercs bal oldalának (1 vagy 0) állapota átmásolódik a tekercs jobb oldalán lévő csatlakozó pontra is. --(N)-- Ha a tekercsre kapcsolt jel 1-ről 0-ra változik, akkor a címzett logikai jel egy végrehajtási ciklusra 1 értékbe íródik. A tekercs bal oldalának (1 vagy 0) állapota átmásolódik a tekercs jobb oldalán lévő csatlakozó pontra is. --- Vízszintes, és függőleges vezetékszakasz. A funkcióblokkokat téglalapok jelölik, amelyekbe a funkcióra jellemző szövegek, a bementek, és kimenetek vannak feltüntetve. A szabvány rögzíti, hogy milyen funkcióblokkokat kell tartalmaznia egy PLC fejlesztőrendszerének. A funkciók csoportosítása az alábbi. Flip flopok Él detektálás Számlálók Időzítők A táblázat a csoporton belüli elemek szabványos elnevezését, bemeneteinek és kimeneteinek szabványos elnevezését tartalmazza. A jelölések magyarázata az alábbi.

4 A programozási példák a 2016/17 GEVAU 140B vizsgákon szereplő kérdései, és ezek megoldása. A megoldások LD programnyelven kerültek kidolgozásra, részben a MODICON PLC-k UNITY PRO XL fejlesztői környezetében. A programozási példáknál a rövidebb terjedelem miatt az alkalmazott változók definíciós táblázatait, a fizikai be/kimenetek kiosztását nem mellékelem. A nagy betűs változónevek a PLC kétállapotú fizikai be, és kimeneteit jelentik, míg a kis betűs változónevek memóriában tárolt BOOL típusú változókat jelentenek. A feladatoknak több jó megoldása is van, sok esetben az Önök által adott programok eltérő elvek alapján működnek ugyancsak jól. Programozási példák. GEVAU 140 B vizsga január 23. Készítsen PLC programot az IEC szabvány valamelyik programnyelvén, az alábbi feladat megoldására. Egy minőség ellenőrző munkahelyen amikor megjelenik a munkadarab, a PLC DARAB jelű bemenete logikai 1 állapotba kerül, és mindaddig 1 értékű marad, amíg a darab elmozgatásra nem kerül a minőségvizsgálat végén. A munkadarab megjelenését követően a PLC START jelű kimenetén logikai 1 jelet kell kiadni legalább 1 s ideig, hogy az anyagvizsgáló berendezés elkezdje a vizsgálatot. Az anyagvizsgáló gép a START jelre logikai 0 állapotba helyezi 3 kimenetét, amelyek a PLC KESZ, JO, ROSSZ nevű bemeneteire kapcsolódnak. A vizsgálat eredményétől függően az anyagvizsgáló a JO, vagy a ROSSZ vonalak valamelyikét állítja 1 értékre, majd kb. 0.1s idő múlva a KESZ vonal lesz logikai 1 állapotú. A vizsgálat eredménye a leírt formában maximum 15 s időn belül megjelenik. A KESZ, JO, ROSSZ vonalak a következő START jelig őrzik az értékeiket. A vizsgálat eredményétől függően jó munkadarab estén a PLC az OK kimenetét, hibás darab esetén a SELEJT kimenetet hozza logika 1 állapotba, a következő darab megjelenéséig. Amennyiben a PLC az anyagvizsgáló berendezés (Ön által megalkotott szabályai szerinti) hibáját észleli, úgy a PLC a HIBA nevű kimenetét logikai 1 állapotba hozza, és ezt mindaddig fenntartja amíg a kezelő a hiba elhárítást követően a PLC NYUGTAZ bemenetére logikai 1 jelet nem ad, egy nyugtázó nyomógomb megnyomásával. A hiba fellépésétől, a nyugtázásig a PLC a minőség ellenőrzési folyamatot felfüggeszti (nem kezdődik vizsgálati ciklus). Megoldás:

5

6 GEVAU 140B vizsga január 16. Egy finom vegyipari művelet során az alábbi lépéseket kell IEC szabvány szerinti PLC programmal megvalósítani: Miután a kezelő elhelyezte a gyártó tégelyt egy digitális mérlegen, megnyomja a művelet kezdetét jelző nyomógombot, ami a START nevű PLC bemenetre a megnyomás idejére logikai 1 értéket kapcsol. A PLC a TARA jelű kimenetén 15 s időre logikai 1 jelet ad ki, ami a mérleg tárázását (nullázását) fogja eredményezni. A PLC az ANYAG1 kimenet logikai 1 állapotba kapcsolásával elindítja az egyik folyadék komponens betöltését a tégelybe. A töltést mindaddig folytatni kell amíg a KG1 nevű PLC bemenetre kapcsolódó mérleg jelzés 1 értékkel azt nem jelzi, hogy az előírt tömeg betöltésre került (KG1 akkor 1, ha a mérlegen a beállított, vagy annál nagyobb tömeg van). A PLC az ANYAG2 kimenet logikai 1 állapotba kapcsolásával elindítja a második folyadék komponens betöltését a tégelybe. A töltést mindaddig folytatni kell amíg a KG2 jelű PLC bemenetre kapcsolódó mérleg jelzés 1 értékkel azt nem jelzi, hogy a mérlegelt tömeg a megkívánt értékre növekedett (folyadék1+folyadék2). A PLC a KEVERES jelű kimenet 1 értékbe állításával elindítja a komponensek keverését. A keverést 8 perc 25 s ideig kell folytatni. A gyártási ciklus befejeződött, a tégely manuálisan eltávolítható. A PLC program ismét a START jelre fog várakozni. Megoldás:

7 GEVAU 140B vizsga január 9. Egy szerelősor valamelyik munkahelyén az elhelyezett optikai érzékelő érzékeli a szerelendő darab mozgatására szolgáló kocsi meglétét (KOCSI=1), vagy a hiányát (KOCSI=0), azaz a darab jelenlétét, és távozását. A soron óránként 20 munkadarabot kell előállítani a tervezett ütem szerint. A szerelés tényleges, helyi ütemének kijelzése céljából három lámpát kell működtetni. A LASSU lámpa azt jelzi, hogy az utolsó munkadarab szerelési ideje alapján csak 19, vagy kevesebb darab óránkénti előállítása prognosztizálható, a szerelési ütemet növelni kell. A GYORS lámpa azt jelzi, hogy az utolsó munkadarab szerelési ideje alapján 21, vagy több darab óránkénti előállítása prognosztizálható, a szerelési ütemet csökkenteni kell. A NORMAL lámpa azt jelzi, hogy a prognosztizálható darabszám óránként, a szerelési ütem közel optimális. A lámpáknak a kocsi távozásakor (a szerelés befejezésekor) kell kigyulladni, és a következő kocsi távozásakor kell az új értékeknek megfelelően frissülni. Készítse el a fenti feladat megoldására szolgáló PLC programot az IEC bármelyik programnyelvét alkalmazva. Megoldás:

8 GEVAU 140B vizsga január 2. Egy PLC bemeneteire egy motor indítására és leállítására szolgáló nyomógombok (BE, KI) kapcsolódnak. A PLC kimeneteire a motor, és egy duda (MOTOR, DUDA) csatlakozik. A BE gomb (rövid idejű) megnyomásakor megszólal a figyelmeztető duda 10 s időre szaggatottan (500 ms be, 500 ms ki), majd ezt követően elindul a motor. A motor mindaddig működik, amíg a KI gombot (rövid időre) meg nem nyomjuk. Készítse el a vezérlés programját az IEC bármelyik programnyelvét alkalmazva. Megoldás:

9 GEVAU 140B vizsga december 19. Az IEC valamely programnyelvének alkalmazásával készítsen PLC programot az alábbi vezérlési feladat megoldására. Egy tartályban a folyadék szintjét három szintérzékelő (L, H, HH) érzékeli, amelyek a PLC három bemenetére kapcsolódnak. Ha a folyadék ellepi valamelyik érzékelőt, akkor az logikai 1 jelet szolgáltat. A PLC kimenetei két kijelzőt (LED) működtetnek egy sématáblán. Ha a LEV kimenet logikai 1, akkor az egyik (a szint) kijelző világít a PLC ZOLD, vagy a PIROS kimeneteinek (logikai 1) állapotától függően zöld, vagy piros színben. A LEV szintjelzőt az alábbiak szerint kell működtetni: ha a folyadék szintje L és H között van (normál), akkor folyamatos zöld színnel világít

10 ha a folyadék szintje L alatt van (alacsony), akkor zöld színnel villog a kijelző (1 s ciklikussággal, 0.5 s be, 0.5 s ki) ha a folyadék szintje H és HH között van (magas) a kijelző folyamatos piros színnel világít ha a folyadék szintje HH felett van (nagyon magas), akkor a kijelző piros színnel villog (0.5 s ciklikussággal) Ha az ERR kimenet logikai 1, akkor a hibakijelző világít piros színnel. A kijelzőnek 0.5 s ciklikussággal kell villognia, ha valamelyik érzékelő meghibásodását valószínűsíthetjük az Ön által megalkotott szabályrendszer alapján. A program mellett adja meg, hogy az IEC szabvány melyik programnyelvét alkalmazza a programozás során! A hiba (ERR) meghatározása érdekében írjuk fel az igazságtáblázatot, ahol a fizikailag lehetetlen kombinációk jelentsék a hibát. L H HH ERR Az egyszerűsítés eredményeként az ERR függvénye: Megoldás:

11 GEVAU 140B vizsga december 12. Az IEC valamely programnyelvének alkalmazásával készítsen PLC programot az alábbi vezérlési feladat megoldására. Egy gyártósor egyik munkahelyén a munkadarab jelenlétét a DARAB jelű PLC bemenet logikai 1 állapota mutatja. A darab megjelenésekor elkezdődik a megmunkálás, majd ennek befejezésekor a darab továbbításra kerül a következő megmunkálási helyre, és várakozunk a következő darab megjelenésére. A PLC egyik, LASSU_MEGMUNKALAS jelű kimenete akkor íródik logikai 1 állapotba, ha a darab 127 s időnél többet tartózkodott a munkahelyen. A PLC másik LASSU_UTEM jelű kimenete akkor íródik logikai 1 állapotba, ha a munkadarab kilépését követő 60 s időn belül nem érkezik meg az új munkadarab a munkahelye. A kimenetek mindaddig jelzik a LASSU_MEGMUNKALAS, ill. LASSU_UTEM jelzéseket, amíg egy normán belüli (127s, és 60s) értéket nem mérünk a munkahelyen. DARAB (%IX1.0) a munkahelynél lévő munkadarab jelenlétének a jelzése (1, ha van darab) LASSU_MEGMUNKALAS (%QX2.0) azt jelzi, ha 127 s időt meghalad a megmunkálás

12 ideje LASSU_UTEM (%QX2.1) azt jelzi, ha a munkadarabra való várakozás 60 s-nál több A program mellett adja meg, hogy az IEC szabvány melyik programnyelvét alkalmazza a programozás során! Megoldás:

13 GEVAU 140B pótzárthelyi feladat december 5. Az IEC valamely programnyelvének alkalmazásával készítsen PLC programot az alábbi vezérlési feladat megoldására. Egy minőség ellenőrző berendezés két kimenete a PLC A, és B jelű bemeneteire kapcsolódik. Amennyiben az A bemenet lefutó élét követő 3.5 s időn belül megjelenik a B jel (logikai 1 lesz), akkor a JO jelű PLC kimenetet kell 1.25 s időre logikai 1-be állítani a B bemenet lefutó élével kezdődően. Amennyiben az A bemenet lefutó élét követő 3.5 s időn belül nem jelenik meg a B jel, akkor a ROSSZ jelű PLC kimenetet kell 1.25 s időre logikai 1-be állítani a B bemenet lefutó élével kezdődően. A (%IX1.0) a minőségvizsgáló berendezés egyik (logikai) jele B (%IX1.0) a minőségvizsgáló berendezés másik (logikai) jele JO (%QX2.0) a jó minőséget jelző kimenet ROSSZ (%QX2.1) a rossz minőséget jelző kimenet A program mellett adja meg, hogy az IEC szabvány melyik programnyelvét alkalmazza a programozás során! Megoldás:

14

15 GEVAU 140B zárthelyi feladat november 25. Az IEC valamely programnyelvének alkalmazásával készítsen PLC programot az alábbi vezérlési feladat megoldására. Egy munkadarabot amikor megjelenik az alaphelyzetben, akkor automatikusan meg kell fogni. Amikor a fogószerkezet jelzi a darab teljes megfogását, akkor el kell fordítani a megmunkálási pozícióba. Ebben a pozícióban 4.5 s ideig kell (megfogva) tartani, majd tovább kell fordítani (megfogva) a kiadási pozícióba. Itt el kell engedni a munkadarabot, majd amikor a fogószerkezet jelzi az elengedett állapotot, akkor vissza kell fordítani a fogószerkezetet az alaphelyzetbe. A PLC be és kimenetei az alábbi funkciókra szolgálnak: DARAB (%IX1.1) akkor 1 ha az alaphelyzetben felszerelt érzékelő előtt ott van a munkadarab POS_ALAP (%IX1.2) 1 értéke jelzi, hogy a fogószerkezet az alaphelyzetbe lett fordítva POS_MEGMUNKAL (%IX1.3) 1 értéke jelzi, hogy a fogószerkezet a megmunkálási pocizóba fordult POS_KIADASI (%IX1.4) 1 értéke jelzi, hogy a fogószerkezet a kiadási pocizóba fordult MEGFOGVA (%IX1.5) 1 értéke jelzi, hogy a fogószerkezet (teljesen) megfogta a darabot ELENGEDVE (%IX1.6) 1 értéke jelzi, hogy a fogószerkezet (teljesen) elengedte a darabot FOG (%QX1.1) ha 1, akkor a megfogószerkezet megfogja, vagy fogva tartja a munkadarabot. Ha 0, akkor elengedi a darabot a fogószerkezet. ELOREFORDIT (%QX1.2) ha 1, akkor előre (kiadási pozíció) irányba fordul a megfogószerkezet. Ha 0, akkor nincs előre fordítás. VISSZAFORDT (%QX1.3) ha 1, akkor vissza (alaphelyzet) irányba fordul a megfogószerkezet. Ha 0, akkor nincs visszafordítás. Megoldás:

16 Számlálók használatára programozási példa. Egy gépsoron a kész darabokat egy konvejor szállítja be egy gyűjtőlapra, ha a PLC SZALLITAS_BE jelű kimenetén logikai 1 jel van. Minden egyes darab gyűjtőlapra szállításánál egy optoérzékelő logikai 1 értéket ad a PLC BE1DB bemenetére, arra a rövid időre, amíg a darab elhalad az érzékelő előtt. A gyűjtőlapról a kiszedő szerkezet egyesével kiemeli az ott lévő darabok egyikét (a saját logikája szerint), ha a PLC SZALLITAS_KI nevű kimenete ezt logikai 1 értékkel engedélyezi. A darab kiemeléséről a PLC KI1DB bemenetén fellépő impulzusa ad jelzést. Amikor a kiemelő szerkezet már 5 darabot kiemelt, akkor a PLC-nek le kell tiltania a kiszállítást (SZALLITAS_KI=0), és a CSOMAGOL kimeneten logikai 1 értékkel az 5 darab becsomagolását kell elrendelnie. Amikor a csomagológép a csomagolást befejezte a PLC CSOMAG_KESZ bemenetére egy kb. 1 s idejű logikai 1 értéket kapcsol, és ezzel kezdődhet egy másik csomag összeállításának ciklusa. Amennyiben a gyűjtőlapon már 10 munkadarab van, akkor a telítettség miatt a beszállítást le kell tiltani (SZALLITAS_BE=0), amíg a kritikus érték alá nem csökken gyűjtőlapon lévő darabok száma. Ha a gyűjtőlap üres, akkor a kiszállítást kell letiltani (SZALLITAS_KI=0), amíg ismét nincs csomagolásra kész darab a gyűjtőlapon.

17 A PLC TORLES nevű bemenetére kapcsolódó nyomógomb megnyomásával bármikor ki lehet váltani, annak a kezdőállapotnak a felvételét, amikor nincs egyetlen darab sem a gyűjtőlapon, és a csomagoló helyen sem. Miskolc január 27. dr. Gyuricza István