Kapunyitó vezérlése Moeller PLC-vel. Széchenyi István Egyetem Programozható logikai vezérlők NGB_AU023_1

Átírás

1 Kapunyitó vezérlése Moeller PLC-vel Széchenyi István Egyetem Programozható logikai vezérlők NGB_AU023_1 30. csoport Készítették: Fazekas Richárd Varga Dániel Neptun-kód: V35C2L N145FY 2018 tavaszi félév

2 Bevezetés: Csoportunk feladata egy modellkapu vezérlésének megvalósítása volt. A vezérléshez egy Moeller gyártmányú PLC állt rendelkezésünkre. Mivel ez a PLC ismeretlen volt számunkra, első dolgunk a megfelelő szoftver beszerzése volt. A használt szoftver az EASY-SOFT 6-os verziószámú program PRO változata volt. Egy DEMO verzió az alábbi linkre kattintva ingyenesen letölthető: htm?litlibtarget= FONTOS! A DEMO verzióban a kommunikáció nem megvalósítható a PLC-vel, annak felépítése érdekében szükséges a PRO verzió beszerzése. A használt szoftver telepítése rendkívül egyszerű, igazán felhasználóbarát, és magyar nyelv is rendelkezésünkre áll. Kommunikáció felépítése: Következő feladatunk a kommunikáció létrehozása volt a PLC és a számítógép között. Erre az eszközünk két lehetőséget biztosít. Lehetséges soros porton (RS232), valamint Ethernet porton (RJ45) keresztül kommunikálni. Az Ethernet porton keresztül történő kommunikációhoz konfiguráció szükséges, csoportunk az egyszerűbb utat, a soros port használatát választotta, ekkor ugyanis az egyetlen teendőnk a PLC és PC összekötése a megfelelő kábel segítségével. Ha az eszközünket csatlakoztattuk a számítógéphez, valamint biztosítottuk a tápellátását, a kapcsolat egyszerűen, pár kattintás segítségével felépíthető. A szoftver elindítása után a főképernyő bal alsó sarkában található KOMMUNIKÁCIÓ gombra kell kattintanunk.

3 Ezután ki kell választanunk azt a készülékcsaládot, mellyel kommunikálni szeretnénk. Esetünkben ez az MFD-Titan készülékcsalád, majd a RENDBEN gombbal megerősíteni. Ezek után a programunk bal oldalán található oszlopban a KAPCSOLAT fül alatt található, aktívvá vált ONLINE gombbal felépítjük a kapcsolatot az eszközünk és a számítógép között, ügyelve arra, hogy a megfelelő interfész legyen kiválasztva (esetünkben a PC soros portjához tartozó COM1 interfész).

4 Ha mindent megfelelően csatlakoztattunk és követtük a kapcsolat felépítéshez szükséges lépéseket, az ONLINE gomb inaktívvá és az OFFLINE gomb aktívvá válásával jelzi a programunk, hogy sikeresen létrehozta a kapcsolatot. Eztán a PROGRAM fül alatt található KÉSZÜLÉK PC gombbal a szoftver felismeri a csatlakoztatott eszközünket, annak minden részegységét, melyeknek nem csak típusát, de legfontosabb műszaki jellemzőit is beolvassa, melyeket a PROJEKT fül alatt akár egy kattintással egyszerűen szöveges fájlba elmenthetünk. Ezen felül a készüléken esetlegesen már fent található programot is kiolvashatjuk. Ha ezzel a módszerrel járunk el, akkor a projekt létrehozása előtt nem kell minden csatlakoztatott eszközünket külön kiválasztani, a szoftver ezt elvégzi és hozzáadja a projekthez a szükséges információkat, ezáltal rendkívül megkönnyíti és felgyorsítja a fejlesztést. Ezek után már csak az általunk létrehozni kívánt programot kell megírnunk, melyet az ÁRAMÚTRAJZ gombra kattintva tehetünk meg. Itt a programunkat áramútrajz illetve funkcióblokk nézetben egyaránt létrehozhatjuk. Lehetőségünk van továbbá átkapcsolni a készülékünk specifikus nézetébe, illetve DIN IEC, valamint ANSI/CSA ábrázolási módot is kiválaszthatunk.

5 Az elkészült programot ezután a PROGRAM fül alatt található PC KÉSZÜLÉK gombbal feltölthetjük az eszközünkre. Ezek után nézzük meg a projekthez rendelkezésre állt eszközket. Az eszközök: Phoenix Contact Step Power 230/24V tápegység A fejlesztőszoftver által felismert eszközök: Moeller MFD-CP8-NT CPU Moeller MFD-80-B megjelenítő modul Moeller MFD-T16 I/O egység: o 12 bemenet, melyekből 4 analóg (0-10V, 10bit) o 4 kimenet Ez a három részegység modulárisan csatlakozik egymáshoz, a CPU fizikailag a megjelenítő modul és az I/O egység között helyezkedik el. Az egyes egységek cseréje ezáltal rendkívül egyszerű, megadva a lehetőséget a későbbi fejlesztésre anélkül, hogy mindent le kelljen cserélnünk.

6 Képek az eszközökről: Tápegység Megjelenítő modul I/O egység A megjelenítő modulon található gombok segítségével a menüben indítható vagy leállítható a program futása, megtekinthető és szerkeszthető a feltöltött program, illetve a navigációs gombok programozhatók, így használhatók akár bementként is. A modell: A kapott modell részei: Optikai érzékelők (Vishay optical sensor, negatív logika) DC motor (Ut= 5V) Ledek Huzalok, sorkapcsok

7 A működése leírása: A kapu alaphelyzetben zárt állapotban van. A Nyitás / Zárás gomb megnyomásakor az út két oldalán elhelyezkedő ledek világítani kezdenek és a kaput mozgató motor bekapcsol, a kapu elkezd kinyílni. Amikor a kapu már teljesen kinyílt, egy optikai véghelyzetérzékelő érzékeli és kimenete magas szintről alacsonyra vált. Ekkor a PLC leállítja a motor működését. A Nyitás / Zárás gomb újboli megnyomásakor a PLC elindítja a motort az ellenkező forgásirányban. A kapu bezáródását egy másik optikai véghelyzetérzékelő kimenetének alacsony szintje jelzi. Amikor a kapu teljesen bezáródott a PLC leállítja a motor mozgását és 10 másodperc késleltetés után lekapcsolja az utat megvilágító ledeket. A kapu mozgására a nyitás és zárás ideje alatt a kapu oszlopok tetején található piros színű ledek villogása figyelmeztet. Veszély esetén a kapu bármely irányú mozgása a Stop gombbal leállítható. A Stop gomb megnyomásakor a kapu mozgása késleltetés nélkül megszűnik, de az út széleit megvilágító ledek aktívak maradnak. Amikor a veszély megszűnt a kapu mozgása újra elindítható a Nyitás / Zárás gombbal. A program ismertetése: Be- és kimenetek I1 I2 I3 I4 Q1 Q2 Q3 Q4 Stop gomb Nyitás / Zárás gomb Nyitva érzékelő Zárva érzékelő Kapunyitás Kapuzárás Útjelző ledek Piros ledek A ki- és bemenetek lábkiosztása

8

9 Ahogy az áramútrajzon látható a PLC program robbantott SR tárolókból épül fel. Az Easy Soft szoftverben csak robbantott SR tárolók vannak, egyesített nincs. A tervezés során törekedtünk rá, hogy a program a lehető legegyszerűbb legyen. Erre nem csak az átláthatóság érdekében volt szükség, hanem azért is, mert a tervező szoftver maximum 4 kontaktust és 1 enged elhelyezni egy sorba. Ez a Siemens Simatic Managerhez képest erős korlátozást jelent. Az optikai érzékelők negatív logikával működnek, ezért a jeleiket minden esetben megnegáltuk. A kaput egy egyenáramú motor mozgatja. Az egyenáramú motoroknál a forgásirányváltás a tápfeszültség polaritásának cseréjével történik. Ezt úgy oldottuk meg, hogy a motor két lába a PLC Nyitás (Q1) és Zárás (Q2) kimeneteire csatlakozik. A nyitás során a Q1 magas szinten van, a Q2 pedig alacsony szinten. A zárás során a Q2 van magas szinten, a Q1 pedig alacsony szinten. A két kimenet nem kerülhet egyszerre magas szintre, mert az zárlatot eredményezne. Ezt a 10 és 11-es sorban látható keresztreteszeléssekkel biztosítottuk. Az 1. és 2. sorban a vészmegállítás érzekését és nyugtázását kezelő SR tároló kerül beállításra. A kapu alaphelyzetben zárt állapotban van, ennek ellenőrzése a 3. sorban történik meg. Ha a Nyitva és Zárva érzékelők egyidejűleg adnak alacsony kimeneti szintet, valamelyik érzékelő meghibásodott. Ilyenkor a program nem indítható el. A következő sorban a Nyitás / Zárás

10 gomb megnyomására várakozunk. Amikor ez megtörtént tovább lépünk az ST0 jelű állapotba és a kapu nyitása elkezdődik, az út két oldalát jelző ledek világítani kezdenek és kapu tetején található figyelmeztető ledek 1 másodperc periódus idővel villognak. Amikor a kapu teljesen kinyílt, a Nyitva érzékelő jelet ad, ez aktiválja a ST1 állapotot és deaktiválja ST0-át. ST1 állapotban az utat megvilágító ledek továbbra is aktívak maradnak és várakozunk a Nyitás/Zárás gomb ismételt megnyomására. Amikor ez megtörtént ST2 állapot aktív lesz, deaktiválja ST1-et és elkezdődik a kapu bezárása és a figyelmeztető ledek újra villognak. Amikor a kapu bezáródott a Zárva érzékelő jelet ad és deaktiválja ST2 állapotot. A kapu bezárását követően az utat megvilágító ledeket még 10 másodpercig bekapcsolva tartja a T1Q1 időzítő. Probléma: A projekt készítése közben elvégzett próbák során felfedeztük, hogy a kapott modell nem működő képes. A kapu pozíciójának érzékelésére szolgáló optikai szenzorok működése nem volt megfelelő, a PLC bementére kötve nem tudta a megfelelő logikai szinteket biztosítani, így nem tudtuk érzékelni a kapu helyzetét, ezáltal a programunk tesztelésére nem volt lehetőségünk. A modell kijavítása, a szükséges eszközök lecserélése idő és eszközök hiányában nem volt lehetséges. Kérdések: Az eszközzel való kommunikáció 2 lehetséges útja? (soros port, Ethernet) Az eszköz részegységei? (3db: CPU, megjelenítő modul, I/O egység) A modellen található érzékelők fajtája? (optikai érzékelők) Az eszköz felprogramozásának lehetőségei (számítógép, megjelenítő modul) Az eszköz által támogatott programozási nyelvek (létradiagram, funkcióblokk diagram)