ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΑΔΕΥΣΗΣ ΥΓΡΟΥ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ PLC CHECKING LIQUID MIXTURE STIRRING USING PLC

Transcript

1 Τ.Ε.Ι. ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΑΔΕΥΣΗΣ ΥΓΡΟΥ ΜΙΓΜΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ PLC CHECKING LIQUID MIXTURE STIRRING USING PLC ΕΙΣΗΓΗΤΗΣ: ΑΘΑΝΑΣΕΛΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ 5073 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ: ΤΡΑΜΑΝΤΖΑΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΚΟΓΙΑ ΦΩΤΕΙΝΗ ΚΑΒΑΛΑ, ΙΟΥΛΙΟΣ 2014

2 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην κατασκευή αυτή το πρόβλημα που καλούμαστε να επιλύσουμε αφορά τον έλεγχο ανάδευσης υγρού μίγματος. Δηλαδή έχουμε τοποθετήσει έναν τριφασικό κινητήρα ο οποίος με τις εντολές που θα του δώσουμε μέσω του PLC θα κινηθεί για κάποιο χρονικό διάστημα δεξιόστροφα, στη συνέχεια θα κάνει μία μικρή παύση και θα ξεκινήσει να κινείται αριστρερόστροφα. Επιπλέον αναφέρεται ότι κατά την κίνηση του κινητήρα δεξιόστροφα δεν μπορεί να οπλίσει το ρελέ για να κινηθεί ο κινητήρας αριστερόστροφα και αυτό το πετυχαίνουμε με τις βοηθητικές επαφές. Στην κατασκευή μας έχουμε 5 εισόδους για το PLC μας και 6 εξόδους που θα δώσουμε τις εντολές μας για τη λειτουργία της άσκησης μέσω του PLC. Για την εκτέλεση της εργασίας χρησιμοποιούμε PLC GLOFA GM7. Το κάθε εξάρτημα της κατασκευής εξετάζεται πιο αναλυτικά παρακάτω σε ένα από τα κεφάλαια της εργασίας. ABSTRACT On construction of this problem that we must solve for stirring liquid mixture control. I.e. we have placed a three phase engine which with the commands that you give via the PLC will move for some time clockwise, then will make a slight pause and will start moving counterclockwise. Furthermore stated that when the engine clockwise movement cannot arm the relays in order to move the engine counterclockwise and it achieved with the auxiliary contacts. In our building we have 5 entrees for our PLC and 6 outputs that will give our orders for the operation of the exercise via PLC. To run the task using PLC GLOFA GM7. The construction of each component is considered in more detail below in one of the chapters of the work. 2

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η εργασία αυτή αποτελεί το τελευταίο στάδιο της προπτυχιακής πορείας των σπουδών μου στο τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών στο Τ.Ε.Ι. Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης. Αναφέρεται σε έλεγχο ανάμιξης υγρού μίγματος με τη χρήση PLC. Επιπλέον, γίνεται μία ανάλυση των επιμέρους στοιχείων που χρησιμοποιήθηκαν για την πραγματοποίηση της κατασκευής. Η επιλογή των υλικών έγινε με κύριο κριτήριο το χαμηλό κόστος. Η επιλογή των υλικών έγινε με κριτήριο την καλή λειτουργία της κατασκευής. Τέλος, πραγματοποιήθηκε η υλοποίηση του προγράμματος του συστήματος. Στο σημείο αυτό θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τους επιβλέποντες της πτυχιακής εργασίας κ. Τραμαντζά Κωνσταντίνο και κ. Κόγια Φωτεινή που βοήθησαν στην πραγματοποίησή της. 3

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟΙ ΛΟΓΙΚΟΙ ΕΛΕΓΚΤΕΣ ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΚΛΑΣΣΙΚΟΥ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΜΟΝΤΕΡΝΟΥ (PLC) ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΩΝ ΛΟΓΙΚΩΝ ΕΛΕΓΚΤΩΝ ΣΤΑΔΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΗ ΛΟΓΙΚΗ ΣΥΡΜΑΤΩΜΕΝΗ ΛΟΓΙΚΗ ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΛΟΓΙΚΗ ΤΟΥ PLC ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΗΣ ΓΛΩΣΣΑΣ LADDER ΚΑΝΟΝΕΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ LADDER ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΥΛΙΚΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΤΟΝ ΕΛΕΓΧΟ ΜΙΑΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΜΕΣΩ PLC ΜΟΝΑΔΑ ΕΙΣΟΔΩΝ ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΕΙΣΟΔΩΝ ΑΙ (ANALOG INPUT) ΨΗΦΙΑΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΙΣΟΔΩΝ DI (DIGITAL INPUT) ΜΟΝΑΔΑ ΕΞΟΔΩΝ ΨΗΦΙΑΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΞΟΔΩΝ DO (DIGITAL OUTPUT) ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΕΞΟΔΩΝ Α/Ο (ANALOG OUTPUT) ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ (Central Processing Unit CPU) ΜΝΗΜΕΣ ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ-ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗΣ (RACK) ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΤΥΠΟΙ ΜΠΛΟΚ ΜΠΛΟΚ ΧΡΗΣΤΗ ΜΠΛΟΚ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΩΣ ΓΙΝΕΤΑΙ ΤΟ ΕΡΓΟ ΚΑΙ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΔΙΑΜΟΡΓΩΣΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΠΩΣ ΝΑ ΚΑΝΕΤΕ ΝΕΟ ΕΡΓΟ ΠΩΣ ΝΑ ΚΑΘΟΡΙΣΕΤΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΠΩΣ ΝΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΣΕΤΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΠΩΣ ΝΑ ΑΝΟΙΞΕΙ/ΣΩΘΕΙ ΤΟ ΕΡΓΟ ΠΩΣ ΝΑ ΑΝΟΙΞΕΙ ΤΟ PROJECT ΠΩΣ ΝΑ ΣΩΘΕΙ ΤΟ PROJECT ΠΩΣ ΝΑ ΑΛΛΑΞΕΤΕ PROPERTIES ΣΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΠΩΣ ΝΑ ΓΡΑΨΕΤΕ ΕΝΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΠΩΣ ΝΑ ΚΑΝΕΤΕ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΑΡΧΕΙΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΓΛΩΤΤΙΣΗΣ ΕΡΓΟ ΜΑΡΚΑΣ COMPILE ΜΑΡΚΑ

5 BUILD ΟΛΩΝ ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΣΕΙΡΑΣ GLOFA GM ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΕ LADDER (LD) ΠΩΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΊΤΑΙ ΤΟ ΜΕΝΟΥ TOOLBOX ΚΑΙ ΤΟ ΚΛΕΙΔΙ SHORT-CUT ΑΝΑΔΥΟΜΕΝΟ ΜΕΝΟΥ ΠΩΣ ΣΥΝΔΕΕΤΑΙ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕ ΤΟ PLC ΤΟΠΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ ΑΠΟΜΑΚΡΥΣΜΕΝΗ ΣΥΝΔΕΣΗ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΠΩΣ ΝΑ ΚΑΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΚΑΙ ΑΝΟΙΧΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΠΩΣ ΕΚΤΕΛΟΥΜΕ ΤΟ GMWIN ΕΙΣΟΔΟΣ ΟΝΟΜΑΤΟΣ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ ΠΩΣ ΝΑ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΟΥΜΕ ΠΗΝΙΟ ΕΠΑΦΗΣ/ΕΞΟΔΟΥ ΠΩΣ ΝΑ ΚΑΝΕΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΥΛΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟΙ ΛΟΓΙΚΟΙ ΕΛΕΓΚΤΕΣ 1.1. ΓΕΝΙΚΑ Η τεχνική του αυτοματισμού μέχρι πριν τρεις δεκαετίες περίπου, βασιζόταν στο μεγαλύτερο μέρος της στα συστήματα συρματωμένης λογικής. Δηλαδή, η λειτουργία του αυτοματισμού στηριζόταν στην συρμάτωση ανάμεσα στα διάφορα στοιχεία (π.χ. επαφές, πηνία, ρελέ, χρονικά κ.λπ., για αυτοματισμούς με ρελέ, πύλες AND, πύλες OR κ.λπ., για αυτοματισμούς με ηλεκτρικές πλακέτες). Επομένως, ένας πίνακας αυτοματισμού μπορούσε να κατασκευασθεί, μόνον όταν είχε τελειώσει οριστικά η μελέτη, δηλ. το συνδεσμολογικό σχέδιο. Επιπλέον, κάθε μετέπειτα αλλαγή είχε σαν αποτέλεσμα αντίστοιχη αλλαγή στην συρμάτωση (τροποποίηση του πίνακα), με τα γνωστά προβλήματα, π.χ. αν φτάνουν ή όχι οι ελεύθερες επαφές των ρελέ, αν υπάρχει χώρος για προσθήκη νέου υλικού κ.λπ. Σήμερα, τα συστήματα προγραμματιζόμενης λογικής, με κύριους εκπρόσωπους στη βιομηχανία τους προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές, έχουν πια εκτοπίσει τελείως τα προηγούμενα συστήματα αυτοματισμού. Οι ελεγκτές προγραμματιζόμενης λογικής έκαναν την εμφάνιση τους στην αγορά στα τέλη του 1960, επιβαλλόμενοι τόσο από τις παραγωγικές διαδικασίες που απαιτούσαν όλο και πιο πολύπλοκη λογική στα συστήματα ελέγχου, όσο και από την πρόοδο στην βιομηχανία της ηλεκτρονικής που μπορούσε να προμηθεύσει τους κατασκευαστές με τα απαραίτητα στοιχεία (μνήμες, επεξεργαστές, A/D μετατροπείς, κ.τ.λ.). Τα πρώτα PLC είχαν την δυνατότητα επεξεργασίας μόνο ψηφιακών σημάτων και βέβαια ο προγραμματισμός τους δεν ήταν, όπως συνηθίσαμε να λέμε, φιλικός στον χρήστη. Για παράδειγμα, η αποθήκευση του προγράμματος γινόταν σε κασέτες. Η δεκαετία του 70 ήταν η εποχή όπου τα PLC άρχιζαν να εγκαθίστανται δειλά δειλά στην βιομηχανία, ενώ η καθιέρωση τους ήρθε την επόμενη δεκαετία (1980). Η παρουσία του προσωπικού υπολογιστή από το 1982 και μετά, από την μία μεριά προσέφερε απεριόριστες δυνατότητες και ευκολίες στην δημιουργία και τον έλεγχο προγραμμάτων, ενώ από την άλλη απείλησε τα PLC που κινδύνευσαν προσωρινά από συστήματα ελέγχου με προσωπικούς υπολογιστές (PC based automation). 6

7 Όμως το τοπίο ξεκαθάρισε οριστικά στα τέλη της δεκαετίας όπου τόσο τα PLC, όσο και οι Η/Υ απέκτησαν την θέση τους στις παραγωγικές διαδικασίες με σαφές πλεονέκτημα υπέρ των PLC. Στα συστήματα προγραμματιζόμενης λογικής, η κατασκευή και συρμάτωση του πίνακα είναι ανεξάρτητη από τη λειτουργία που πρόκειται να εκτελέσει ο αυτοματισμός, με άλλα λόγια η μελέτη δεν αποτελεί προϋπόθεση. Πάνω στις κλέμες του ελεγκτή συνδέονται όλα τα στοιχεία, που δίνουν εντολές (τερματικοί διακόπτες, μπουτόν κ.λπ.), καθώς και όλα τα στοιχεία που δέχονται εντολές (πηνία, ρελέ ισχύος κινητήρων, λυχνίες κ.λπ.). Η λειτουργία του αυτοματισμού προγραμματίζεται στην μνήμη του ελεγκτή, ακόμα και την τελευταία στιγμή, πριν από τη θέση σε λειτουργία. Επομένως η μελέτη (πρόγραμμα) μπορεί να γίνεται παράλληλα με την επιλογή του υλικού και την κατασκευή του πίνακα. Αν στην συνέχεια χρειαστεί να γίνουν αλλαγές στη λειτουργία, γεγονός σύνηθες στον αυτοματισμό, τότε αυτές γίνονται πολύ απλά «διορθώνοντας» το πρόγραμμα, χωρίς να χρειαστεί να επέμβουμε τη συρμάτωση του πίνακα. Αυτή η ευελιξία στις μετατροπές και οι πολλές τους δυνατότητες αποτελούν το σπουδαιότερο πλεονέκτημα των ελεγκτών προγραμματιζόμενης λογικής στην τεχνική του αυτοματισμού. Τέλος, από τις αρχές του 1990 έως σήμερα η ανάπτυξη των ελεγκτών προγραμματιζόμενης λογικής είναι αλματώδης και χαρακτηρίζεται από δίκτυα υψηλών ταχυτήτων, ταχύτατους και πανίσχυρους κεντρικούς επεξεργαστές ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΤΑΞΥ ΚΛΑΣΙΚΟΥ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΜΟΝΤΕΡΝΟΥ (PLC) Σε μια αυτοματοποιημένη παραγωγική διαδικασία διακρίνουμε τα εξής βασικά μέρη, αν ο αυτοματισμός έχει γίνει με τον κλασικό τρόπο: 1. Ηλεκτρολογικός εξοπλισμός της διαδικασίας (τερματικοί διακόπτες, αναλογικά αισθητήρια, κινητήρες, βαλβίδες). 2. Πίνακας ισχύος για την τροφοδοσία των κινητήρων και των βαλβίδων. 3. Πίνακας αυτοματισμού με βοηθητικά ρελέ - χρονικά. 7

8 4. Πίνακας χειρισμών (μπουτόν, διακόπτες). 5. Μιμικό διάγραμμα (απεικόνιση, λυχνίες, αναλογικά όργανα). Η «καρδιά» όλων των ανωτέρω είναι ο πίνακας αυτοματισμού ο οποίος: Δέχεται εντολές (σήματα) από τα αισθητήρια της εγκατάστασης, από το χειριστήριο και από τον πίνακα ισχύος (βοηθητικές επαφές των ρελέ ισχύος). Επεξεργάζεται τις εντολές αυτές με βάση κάποιο συνδεσμολογικό σχέδιο (λειτουργία αυτοματισμού). Στέλνει εντολές ενεργοποίησης προς τον πίνακα ισχύος, για την ζεύξη των κινητήρων και των βαλβίδων, και προς το μιμικό διάγραμμα, για ένδειξη στις λυχνίες και τα αναλογικά όργανα. Το πρώτο βήμα βελτίωσης της «ποιότητας» είναι η αντικατάσταση του κλασικού πίνακα αυτοματισμού με τον προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή. Η βασική διαφοροποίηση είναι ότι η λειτουργία του αυτοματισμού δεν «συρματώνεται» αλλά «προγραμματίζεται» με κάποια συσκευή προγραμματισμού, στην μνήμη της συσκευής αυτοματισμού, με όλα τα σχετικά πλεονεκτήματα, όπως: Αξιοπιστία λόγω μη κινούμενων μερών. Περισσότερες δυνατότητες, μη πραγματοποιήσιμες με ρελέ. Ευκολία αλλαγών χωρίς αλλαγή της συρμάτωσης. Δεν υπάρχουν «ανενημέρωτα» σχέδια, γιατί το τρέχον πρόγραμμα είναι μέσα στη μνήμη και μπορεί να διαβαστεί ή να τυπωθεί ανά πάσα στιγμή. Στη μελέτη δεν υπάρχει το πρόβλημα αν επαρκούν οι επαφές των ρελέ, των χρονικών ή των εξωτερικών τερματικών. Διευκόλυνση στον εντοπισμό εξωτερικών βλαβών λόγω υπάρξεως LED σε κάθε είσοδο, έξοδο. Το επόμενο βήμα βελτίωσης, το οποίο μελετάται στη συνέχεια, είναι η αντικατάσταση του χειριστηρίου από ένα πληκτρολόγιο και του μιμικού διαγράμματος από έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή. Έτσι η όλη διαδικασία της παρακολούθησης και του χειρισμού γίνεται αυτόνομα χωρίς «επιβάρυνση» της CPU του ελεγκτή (ταχύτερη επεξεργασία). Ένα ακόμα βήμα βελτίωσης έγκειται στη προσθήκη κάποιων συσκευών εκτύπωσης, με σκοπό την δυνατότητα καταγραφής χρήσιμων στοιχείων που σχετίζονται άμεσα με την διαδικασία. Συνήθως απαιτείται η καταγραφή του χρόνου 8

9 λειτουργίας κάποιων κινητήρων, φωτιστικών, κ.α. Παράλληλα, είναι πολύ θετικό να γίνεται ενημέρωση μέσω του εκτυπωτή για την ύπαρξη βλάβης σε κάποιο σημείο της διαδικασίας ή την αποκατάσταση αυτής, με ταυτόχρονη εμφάνιση ώρας και ημερομηνίας για εκτίμηση της συχνότητας με την οποία επαναλαμβάνονται τα διάφορα σφάλματα ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΩΝ ΛΟΓΙΚΩΝ ΕΛΕΓΚΤΩΝ Μεγιστοποιούν την ταχύτητα της διαδικασίας παραγωγής και κατά συνέπεια μειώνουν πολύ γρήγορα το χρόνο απόσβεσης της εγκατάστασης. Στο στάδιο της μελέτης δεν υπάρχει πρόβλημα αν επαρκούν ή όχι οι επαφές των ρελέ, των χρονικών ή των εξωτερικών τερματικών. Η λειτουργία του αυτοματισμού μπορεί να αλλάξει πολύ εύκολα σε οποιοδήποτε στάδιο (μελέτη, κατασκευή, θέση σε λειτουργία ή αργότερα). Ο εντοπισμός βλαβών διευκολύνεται γιατί για κάθε εξωτερική εντολή υπάρχει αντίστοιχο LED. Επίσης, η ροή του αυτοματισμού μπορεί να παρακολουθείται άνετα, με τη βοήθεια μιας συσκευής προγραμματισμού. Έχουν τη δυνατότητα επέκτασης. Δηλαδή αν προστεθεί κάποια καινούρια διαδικασία ή χρειάζεται κάποιος επιπλέον έλεγχος, μπορεί με την προσθήκη των κατάλληλων καρτών εισόδων/εξόδων (I/O), το ίδιο το PLC να την πραγματοποιήσει. Ο αυτοματισμός παραδίνεται συντομότερα σε λειτουργία, επειδή η μελέτη μπορεί να γίνεται παράλληλα με την τοποθέτηση και συρμάτωση του ελεγκτή. Δεν υπάρχει το γνωστό πρόβλημα των «μη ενημερωμένων» σχεδίων του πίνακα αυτοματισμού μετά από λίγο καιρό. Ο ελεγκτής έχει πάντα κρατημένο «μέσα του» το τελευταίο πρόγραμμα, το οποίο μπορεί να διαβαστεί με μία συσκευή προγραμματισμού ή να εκτυπωθεί σε χαρτί. Υπάρχει σημαντική οικονομία στο χώρο, τη συντήρηση (δεν υπάρχουν μηχανικές επαφές) και την κατανάλωση ενέργειας. Η τοποθέτηση μπορεί να γίνει χωρίς κίνδυνο και μέσα σε πεδία ισχύος. Ένας ελεγκτής μπορεί να συνδεθεί με περιφερειακές μονάδες για επιτήρηση - έλεγχο της εγκατάστασης (οθόνη, εκτυπωτής, πληκτρολόγιο), καταργώντας το 9

10 κλασικό μιμικό διάγραμμα και τον πίνακα χειρισμών. Επίσης, μπορεί να συνδεθεί με ηλεκτρονικό υπολογιστή για ανταλλαγή στοιχείων. Η γλώσσα προγραμματισμού είναι προσαρμοσμένη στο βιομηχανικό αυτοματισμό και άρα είναι προσιτή στο προσωπικό που μέχρι σήμερα συντηρούσε τους κλασσικούς πίνακες αυτοματισμού. Όλες οι κάρτες είναι τοποθετημένες στον ίδιο δίαυλο επικοινωνίας (bus), πράγμα που επιταχύνει την διαδικασία ανταλλαγής πληροφοριών. Τα PLC έχουν σχεδόν απεριόριστη διάρκεια ζωής λόγω των ασθενών ρευμάτων που χρησιμοποιούν. Ταυτόχρονα συμβάλουν στην οικονομικότερη, από πλευράς κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, λειτουργία της εγκατάστασης ΣΤΑΔΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟ Στην επίλυση ενός προβλήματος αυτοματισμού με έναν ελεγκτή συναντάμε τρία στάδια. Παρακάτω περιγράφονται τα στάδια αυτά, ενώ παράλληλα παρουσιάζεται η αντιστοιχία που έχουν με σύστημα συρματωμένης λογικής (π.χ. αυτοματισμός με ρελέ) ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΗ ΛΟΓΙΚΗ 1. Επιλογή ελεγκτή προγραμματιζόμενης λογικής. 2. Τοποθέτηση ελεγκτή σε πίνακα. Συρμάτωση εξωτερικών στοιχείων της εγκατάστασης (τερματικοί, μπουτόν, διακόπτες, ενδεικτικές λυχνίες, ρελέ ισχύος κ.λπ.), πάνω στις κλέμες του ελεγκτή ΣΥΡΜΑΤΩΜΕΝΗ ΛΟΓΙΚΗ 1. Επιλογή βοηθητικού ρελέ, χρονικών κ.λπ. που χρειάζονται για τον αυτοματισμό, βάσει του συνδεσμολογικού σχεδίου. 2. Απλή τοποθέτηση του υλικού (βοηθητικά ρελέ, χρονικά) μέσα στον πίνακα. 10

11 Συρμάτωση των εξωτερικών στοιχείων της εγκατάστασης ελεγκτή (τερματικοί, μπουτόν, διακόπτες, ενδεικτικές λυχνίες, ρελέ ισχύος, βαλβίδες κ.λπ.) πάνω στην κλεμοσειρά του πίνακα. 3. Συρμάτωση του υλικού αυτοματισμού (βοηθητικά ρελέ, χρονικά) μέσα στον πίνακα μεταξύ τους, σύμφωνα με το συνδεσμολογικό σχέδιο ΦΙΛΟΣΟΦΙΑ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΛΟΓΙΚΗ ΤΟΥ PLC Για να μπορέσουμε να αντιληφθούμε εύκολα τον τρόπο προγραμματισμού του PLC, πρέπει να κατανοήσουμε την «φιλοσοφία» στην οποία στηρίζεται η λειτουργία του. Κάθε ενέργεια του PLC υπαγορεύεται από εμάς με τις εντολές που του δίνουμε. Φυσικά, δεν μπορούμε να του δώσουμε οποιαδήποτε εντολή, αλλά μόνο αυτές που είναι σε θέση να «κατανοήσει» και να εκτελέσει. Το πρόγραμμα εφαρμογής αποτελείται από σειρά οδηγιών που εκτελούνται διαδοχικά (η μία μετά την άλλη) και κυκλικά (μετά την τελευταία οδηγία εκτελείται πάλι η πρώτη κ.ο.κ). Το PLC μπορεί άμεσα να εκτελέσει βασικές πράξεις, όπως λογικό AND, λογικό OR και λογικό XOR. Δηλαδή υπάρχουν αντίστοιχες εντολές γι αυτές τις λογικές πράξεις, ενώ μπορεί να εκτελέσει άλλες πράξεις όπως XOR με κατάλληλο προγραμματισμό. Το PLC έχει έναν καταχωρητή, τον RR(Result Register). Στον καταχωρητή αυτό, έχουμε τη δυνατότητα να αποθηκεύσουμε την κατάσταση (0 ή 1) οποιασδήποτε εισόδου ή εξόδου. Κάθε λογική πράξη εκτελείται μεταξύ του καταχωρητή RR και μιας εισόδου ή εξόδου. Το αποτέλεσμα της πράξης σε κάθε περίπτωση μένει διαθέσιμο στον καταχωρητή RR. Επίσης, το αποτέλεσμα μιας πράξης μπορούμε να το καταχωρήσουμε σε κάποιο από τα 128 βοηθητικά ή να το οδηγήσουμε στην έξοδο ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΗΣ ΓΛΩΣΣΑΣ LADDER Η γλώσσα προγραμματισμού Ladder είναι μία ευκολόχρηστη γραφική γλώσσα προγραμματισμού με τη βοήθεια της οποίας μπορεί να γίνει απευθείας 11

12 μετατροπή του ηλεκτρολογικού σχεδίου σε γλώσσα κατανοητή από το PLC. Ο όρος «ladder» (σκάλα) χρησιμοποιήθηκε επειδή οι γραμμές ενός συμπληρωμένου διαγράμματος μοιάζουν με τις βαθμίδες μιας σκάλας. Με τη χρήση γραφικών εργαλείων (επαφών, πηνίων, καλωδιώσεων, χρονικών κ.λπ.), δομείται ένα λογικό πρόγραμμα, ικανό να ακολουθήσει την λογική συνδεσμολογία ενός κλασικού αυτοματισμού. Οι δυνατότητες βέβαια που παρέχει, είναι πολύ περισσότερες, μια και εκτελούνται λειτουργίες σύγκρισης, μεταφοράς και μαθηματικής επεξεργασίας δεδομένων. Στο παρακάτω σχήμα, φαίνεται ένα σχέδιο κλασικού αυτοματισμού και το αντίστοιχο διάγραμμα Ladder. Όπως φαίνεται, η κύρια διαφορά μεταξύ της λογικής συρμάτωσης και της προγραμματιζόμενης λογικής είναι ότι όλοι οι είσοδοι εισάγονται με τη μορφή συμβολικών επαφών και όλοι οι έξοδοι εισάγονται με τη μορφή συμβολικών πηνίων. Σχήμα 1.1.: Μορφή γλώσσας LADDER Ένα πρόγραμμα γραμμένο σε Ladder αποτελείται από rungs, δηλαδή ένα σύνολο από γραφικές εντολές, οι οποίες είναι σχεδιασμένες-τοποθετημένες μεταξύ δύο κάθετων γραμμών, που αντιπροσωπεύουν η μεν αριστερή τη γραμμή τροφοδοσίας, η δε δεξιά τη γραμμή επιστροφής. Οι διάφορες γραφικές εντολές που υπάρχουν σε ένα rung παριστάνουν: τις εισόδους και εξόδους του PLC (διακόπτες, μπουτόν, αισθητήρια) τις λειτουργίες του PLC (χρονικά, μετρητές κ.λπ.). τις μαθηματικές και λογικές πράξεις (πρόσθεση, αφαίρεση κ.λπ.) πράξεις συγκρίσεως και αριθμητικές λειτουργίες (Α<Β, Α=Β κ.λπ.) εσωτερικές μεταβλητές του PLC (bits, words κ.λπ.) 12

13 Αυτά τα γραφικά εργαλεία συνδέονται με οριζόντιες και κάθετες γραμμές για να οδηγηθούν τελικά σε μία ή περισσότερες εξόδους ή και στοιχεία που εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Προσοχή ένα rung δεν μπορεί να υποστηρίξει περισσότερο από μία ομάδα εντολών συνδεδεμένων μεταξύ τους. Κάθε rung περιέχει εφτά γραμμές και έντεκα στήλες και αποτελείται από δύο αλληλοκαλυπτόμενες περιοχές, την ζώνη ελέγχου (test zone) που περιλαμβάνει τις συνθήκες, οι οποίες πρέπει να αληθεύουν για να λάβει χώρα μια ενέργεια και το ενεργό μέρος (action zone) που περιλαμβάνει την ενέργεια, η οποία μπορεί να είναι η ενεργοποίηση μιας εξόδου ή η πραγματοποίηση μιας λογικής πράξης (λογικής ή αριθμητικής) ΚΑΝΟΝΕΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ LADDER Ένα διάγραμμα Ladder διαβάζεται σαν βιβλίο. Από αριστερά προς τα δεξιά και από πάνω προς τα κάτω. Οι μπάρες του διαγράμματος Ladder, αντιπροσωπεύουν το δυναμικό του κυκλώματος. Το δυναμικό μπορεί να είναι AC ή DC και κυμαίνεται από V. Συσκευές ή στοιχεία σχεδιάζονται στην θέση που θεωρείται ότι είναι αναγκαία. Στο παρακάτω σχήμα το stop φαίνεται πριν το start. Για λόγους ασφαλείας το μπουτόν stop παίζει σπουδαιότερο ρόλο από ό,τι το start. Σχήμα 1.2.: Παράδειγμα διάγραμμα LADDER 13

14 Ηλεκτρικές συσκευές ή στοιχεία, σχεδιάζονται σε κατάσταση ηρεμίας. Οι επαφές που συνδέονται με ρελέ, χρονικά κ.λπ. πάντοτε έχουν τον ίδιο αριθμό ή γράμμα όπως και η συσκευή που τα ελέγχει. Όλες οι επαφές που συνδέονται με μια συσκευή θα αλλάζουν κατάσταση όταν η συσκευή ενεργοποιηθεί. Οι συσκευές που προσφέρουν λειτουργία stop, συρματώνονται στην σειρά. Παράδειγμα: το παρακάτω σχήμα δείχνει δύο διακόπτες κλειστούς στην ηρεμία, οι οποίοι ελέγχουν μια λυχνία Λ. Με τους δύο διακόπτες συρματωμένους στην σειρά, η λυχνία ανάβει μόνο όταν και οι δύο παραμένουν κλειστοί. Αν κάποιος διακόπτης ανοίξει, η λυχνία θα σβήσει. Οι συσκευές που προσφέρουν μια λειτουργία start, συρματώνονται παράλληλα. Παράδειγμα: το παρακάτω σχήμα δείχνει δύο διακόπτες Α και Β συνδεδεμένους παράλληλα για τον έλεγχο μιας λυχνίας Λ. Σε αυτήν την διάταξη, αν οποιοσδήποτε από τους διακόπτες Α ή Β κλείσει, η λυχνία θα ανάψει. Σχήμα 1.3.: Παράδειγμα διάγραμμα LADDER Τα γραφικά εργαλεία τα οποία χρησιμοποιούνται στην γλώσσα προγραμματισμού Ladder είναι πάρα πολλά και δεν είναι δυνατό να τα αναλύσουμε όλα διεξοδικά. Για το λόγο αυτό, θα γίνει παρουσίαση των πιο βασικών στοιχείων που συναντάμε σε αυτοματισμούς. Τα γραφικά στοιχεία τα οποία θεωρούνται βασικά και τα οποία θα αναλύσουμε, αλλά και ταυτόχρονα θα δώσουμε παραδείγματα για να φανεί ο τρόπος λειτουργίας τους, είναι αυτά που παρουσιάζονται παρακάτω: 14

15 ανοιχτή επαφή, κλειστή επαφή, επαφή ανερχόμενου παλμού, επαφή κατερχόμενου παλμού, οριζόντια γραμμή σύνδεσης/κάθετη γραμμή σύνδεσης, λειτουργικό μπλοκ σύγκρισης, πηνίο, ανάστροφο πηνίο, πηνίο αυτομανδάλωσης, πηνίο απομανδάλωσης. 15

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΥΛΙΚΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ 2.1. ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΤΟΝ ΕΛΕΓΧΟ ΜΙΑΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΜΕΣΩ PLC Το PLC είναι ένας μικροϋπολογιστής ειδικού τύπου. Επομένως το υλικό του μέρος (HARDWARE) θα μοιάζει με το αντίστοιχο των Η/Υ. Έτσι ένα PLC αποτελείται από τα εξής μέρη: 1) Μονάδα εισόδων 2) Μονάδα εξόδων 3) Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (Central Processing Unit CPU) 4) Μνήμες 5) Τροφοδοτικό 6) Πλαίσια τοποθέτησης(rack) 7) Διάφορες άλλες βοηθητικές μονάδες 16

17 Εικόνα 2.1.: Διάγραμμα λειτουργίας PLC 2.2. ΜΟΝΑΔΑ ΕΙΣΟΔΩΝ Μια μονάδα εισόδου μπορεί να περιλαμβάνει 4, 8, 16, ή 32 ψηφιακές εισόδους, ανάλογα με τον τύπο του PLC, ο οποίος μπορεί να περιλαμβάνει πολλές τέτοιες μονάδες. Ο μέγιστος αριθμός των αναλογικών εισόδων που μπορεί να διαθέτει ο ελεγκτής δίνεται από τον κατασκευαστή και διαφέρει από εταιρία σε εταιρία, αλλά ακόμη και σε μοντέλα της ίδιας εταιρίας ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΕΙΣΟΔΩΝ ΑΙ (ANALOG INPUT) Για να επεξεργαστούμε ηλεκτρικά σήματα, με συνεχή μεταβολή της τιμής τους, στο PLC χρειαζόμαστε κάρτες αναλογικών σημάτων. Οι κάρτες αναλογικών εισόδων έχουν τον ρόλο να διαβάζουν ένα ηλεκτρικό μέγεθος και να το μετατρέπουν σε ένα αριθμό (δυαδική αναπαράσταση) το οποίο πλέον μπορεί η CPU να αναγνωρίσει και να επεξεργαστεί. Οι κάρτες αναλογικών εισόδων δέχονται ηλεκτρικά 17

18 σήματα τάσης ή έντασης. Οι τυποποιημένες τιμές έντασης τις οποίες μπορεί να διαβάσει μια αναλογική κάρτα εισόδων είναι 0 20 ma ή 4 20 ma για δε τα σήματα τάσης έχουμε 0 10 V ή ± 10 V. Ένα άλλο μέγεθος που μας ενδιαφέρει στην επιλογή μιας κάρτας αναλογικών εισόδων είναι η διακριτική τους ικανότητα (ακρίβεια). Κάθε αναλογικό σήμα καταλαμβάνει χώρο 16 bit ΨΗΦΙΑΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΙΣΟΔΩΝ DI (DIGITAL INPUT) Η χρήση των μονάδων ψηφιακών εισόδων έχει τον σκοπό να μεταφέρει στην CPU τις καταστάσεις των διαφόρων αισθητηρίων ή διακοπτών ελέγχου που χρησιμοποιούμε στην εγκατάσταση. Μια μονάδα εισόδων έχει 8,16 ή 32 εισόδους ανάλογα με τον τύπο και τάση που χρησιμοποιεί. Οι περισσότερο συνηθισμένες τάσεις για τα σήματα εισόδου είναι 24 VDC ή 230 VAC. Στα όρια μιας κάρτας πρέπει να χρησιμοποιείται η ίδια τάση, στα όρια όμως όλου του συστήματος μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μονάδες ψηφιακών εισόδων με διαφορετικές τάσεις. Μια κάρτα ψηφιακών εισόδων των 24 VDC αναγνωρίζει σαν σήμα «+1» τα +24 VDC και σαν σήμα «0» τα 0 V. Στις περιπτώσεις εκείνες που υπάρχει διακύμανση στην τάση (μη σταθεροποιημένο τροφοδοτικό) οι ψηφιακές κάρτες εισόδων έχουν ανοχές. Έτσι σαν σήμα «+1» καταλαβαίνει τις τάσεις από VDC και σαν σήμα «0» τις τάσεις από VDC. Για τις ενδιάμεσες τιμές τάσεων δηλαδή από VDC δεν είναι δυνατόν να προκαθοριστεί για το πώς θα τις κατανοήσει το PLC ΜΟΝΑΔΑ ΕΞΟΔΩΝ Όπως οι μονάδες εισόδων έτσι και οι μονάδες εξόδων διακρίνονται σε ψηφιακές και αναλογικές. Ένα PLC περιλαμβάνει έναν καθορισμένο μέγιστο αριθμό μονάδων εισόδων και εξόδων που εξαρτάται από τις δυνατότητες της CPU. Τον αριθμό αυτό τον καθορίζει ο εκάστοτε κατασκευαστής. 18

19 ΨΗΦΙΑΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΕΞΟΔΩΝ DO (DIGITAL OUTPUT) Ο ρόλος τους είναι να μετατρέπουν τις αποφάσεις που παίρνει η CPU σε εντολές προς την εγκατάσταση. Οι αποφάσεις αυτές βρίσκονται καταχωρημένες στην μνήμη απεικόνισης των εξόδων στην CPU και μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα από τις κάρτες εξόδων. Οι κάρτες εξόδων λειτουργούν σαν διακόπτες, στους οποίους δίνουμε εμείς την τάση (εξωτερικά) και όταν κλείσει ο διακόπτης η τάση περνάει και πηγαίνει προς το υπόλοιπο κύκλωμα. Σε αντιστοιχία με τις κάρτες εισόδου το πρώτο χαρακτηριστικό που πρέπει να λάβουμε υπ όψη μας είναι η τάση και το ρεύμα εξόδου της κάρτας, αυτά θα πρέπει να συμφωνούν με τα αντίστοιχα του φορτίου (π.χ. ρελέ) που θα συνδέσουμε σε κάθε ψηφιακή έξοδο. Μια κάρτα ψηφιακών εξόδων έχει 8, 16, ή 32 εξόδους ανάλογα με τον τύπο και την τάση που έχουν. Στα όρια μιας κάρτας χρησιμοποιείται πάντοτε η ίδια τάση ΜΟΝΑΔΕΣ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΕΞΟΔΩΝ Α/Ο (ANALOG OUTPUT) Οι κάρτες αναλογικών εξόδων έχουν τον ρόλο να μετατρέψουν το αριθμητικό μέγεθος με το οποίο «σκέπτεται» η CPU στην κατάλληλη τιμή έντασης ή τάσης ώστε να μπορεί να οδηγηθεί το ανάλογο εξάρτημα που ελέγχει το φυσικό μέγεθος της εγκατάστασης μας. Όλα τα χαρακτηριστικά των καρτών είναι σε πλήρη αντιστοιχία με αυτή των αναλογικών εισόδων μια και εκτελούν απλώς την αντίστροφη διαδικασία όποτε δεν απαιτείται κάποια ιδιαίτερη συζήτηση ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ (Central Processing Unit CPU) Στη μονάδα αυτή γίνεται η επεξεργασία του προγράμματος και η εκτέλεση των εντολών του με βάση τις καταστάσεις των σημάτων εισόδου-εξόδου. Ανάλογα με τα σήματα που δέχεται από το περιβάλλον και τα δεδομένα που παίρνει από τη 19

20 μνήμη, παράγει διάφορα σήματα εξόδου. Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας η οποία συνηθίζεται να συμβολίζεται με CPU (Central Processing Unit) είναι ταυτόχρονα ο εγκέφαλος και η κινητήριος δύναμη ενός PLC. Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας πραγματοποιεί πολλαπλές βασικές λειτουργίες. Κατά μια άποψη εάν συγκρίνουμε την CPU με την καλωδιωμένη λογική, τότε η CPU είναι το στοιχείο εκείνο το οποίο πραγματοποιεί τις καλωδιώσεις οι οποίες ζητούνται από τον κύκλο εργασίας της μηχανής ή της εγκατάστασης. Σε αντίθεση όμως από την καλωδιωμένη λογική της οποίας η λειτουργία είναι «παράλληλη», το PLC εκτελεί τις λειτουργίες του με «σειριακό» τρόπο, για τον λόγο αυτό στα PLC είναι χαρακτηριστική η ταχύτητα λειτουργίας των κυκλωμάτων ΜΝΗΜΕΣ -Μνήμη προγράμματος (τύπου RAM-Random Access Memory-Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης). Εδώ αποθηκεύται το πρόγραμμα που αναπτύσουμε. Το ότι είναι μνήμη τύπου RAM, επιτρέπει γρήγορες αλλαγές στο πρόγραμμα. Συνδέεται με μπαταρία (διάρκειας περίπου ενός χρόνου), ώστε να διατηρεί το περιεχόμενο της ακόμη και όταν το PLC αποσυνδεθεί από την τροφοδοσία. -Μνήμη συστύματος (συνήθως τύπου ROM-Read Only Memory-Μνήμη Μόνο για Ανάγνωση ή PROM-Programmable Read Only Memory-Προγραμματιζόμενη Μνήμη Μόνο για Ανάγνωση). Είναι η μνήμη στην οποία βρίσκεται αποθηκευμένο (από τον κατασκευαστή) το λογισμικό ανάπτυξης (κέλυφος) του PLC. -Προαιρετική μνήμη FEPROM (Flash Erasable PROM: PROM που μπορεί να σβηστεί ηλεκτρονικά). Σε αυτή μπορεί να αποθηκευτεί το πρόγραμμα αφού πάρει την τελική του μορφή απελευθερώνοντας έτσι τη μνήμη RAM ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΟ Δημιουργεί τις απαραίτητες τάσεις για τη λειτουργία των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων του PLC, και των μονάδων εισόδου και εξόδου. Ο ρόλος του είναι να 20

21 δημιουργήσει τις αναγκαίες τάσεις που χρειάζεται το PLC για την τροφοδοσία του. Το ονομαστικό ρεύμα εξόδου του τροφοδοτικού πρέπει να είναι πάντα μεγαλύτερο από το ρεύμα που απορροφούν όλες οι κάρτες που είναι τοποθετημένες στο rack ΠΛΑΙΣΙΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ-ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗΣ (RACK) Ο ρόλος του είναι να στηρίζει απλά τις διάφορες κάρτες που θα συνδέσουν το σύστημα αυτοματισμού. Πάνω σε κάθε rack πρέπει να τηρήσουμε μια ορισμένη σειρά στην σύνθεση του συστήματος μας. Στην πρώτη θέση του rack πρέπει να κουμπώσουμε την κάρτα του τροφοδοτικού, στην δεύτερη θέση πρέπει να τοποθετήσουμε την CPU, την τρίτη θέση είτε χρησιμοποιούμε είτε όχι κάρτα διασύνδεσης των rack (ΙΜ) πρέπει να την διαθέσουμε για αυτήν, από την τέταρτη θέση και πέρα πάνω στο rack συνδέω τα υπόλοιπα στοιχεία. Αυτά ισχύουν για το αρχικό rack (rack 0), Στα rack επέκτασης ξεκινάμε από την θέση 3 η οποία είναι αφιερωμένη για την κάρτα διασύνδεσης και πέρα. Κάθε rack εκτός από τα σταθερά που έχει (τροφοδοτικό, CPU, κάρτα διασύνδεσης) μπορεί να πάρει άλλες οκτώ κάρτες ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ Πρόκειται για συσκευές που δεν είναι απαραίτητες για τη λειτουργία του PLC, σίγουρα όμως δίνουν καλύτερη εποπτεία και έλεγχο του αυτοματισμού. Οι κυριότερες είναι: -Μονάδα προσομοίωσης. Είναι μία σειρά από διακόπτες με τους οποίους μπορούμε να κάνουμε εργαστηριακό έλεγχο του αυτοματισμού. -Modem. Είναι συσκευές με τις οποίες μπορούμε να διαβιβάσουμε πληροφορίες και να δώσουμε εντολές μέσω τηλεφωνικής γραμμής. -Οθόνες (monitors) για έγχρωμες απεικονίσεις μιμικών διαγραμμάτων υψηλής ακρίβειας. -Εκτυπωτές όλων των τύπων. 21

22 2.9. ΤΥΠΟΙ ΜΠΛΟΚ Υπάρχουν διάφοροι τύποι μπλοκ για διάφορους σκοπούς: Μπλοκ χρήστη τα μπλοκ αυτά περιέχουν το πρόγραμμα και τα δεδομένα του χρήστη. Μπλοκ συστήματος τα μπλοκ αυτά περιέχουν το πρόγραμμα και τα δεδομένα του συστήματος. Στάνταρτ μπλοκ τα μπλοκ αυτά αποτελούν το κλειδί λειτουργίας των οδηγών (drivers) των ειδικών καρτών ΜΠΛΟΚ ΧΡΗΣΤΗ Τα μεγάλα και περίπλοκα προγράμματα «δομούνται» (διαχωρίζονται) σε μπλοκ τα οποία εν μέρη είναι απαραίτητα. Μπορούμε να διαλέξουμε μεταξύ των διαφόρων τύπων των μπλοκ, ανάλογα με την εφαρμογή: Μπλοκ οργάνωσης (ΟΒ) Τα προαναφερόμενα μπλοκ συμβάλουν στην επικοινωνία μεταξύ του λειτουργικού συστήματος και του προγράμματος του χρήστη. Οι κεντρικές μονάδες επεξεργασίας καλούν τα μπλοκ οργάνωσης όταν συγκεκριμένα γεγονότα λαμβάνουν χώρα. π.χ. στην περίπτωση διακοπής. Το κυρίως πρόγραμμα βρίσκεται στο μπλοκ οργάνωσης ΟΒ1. Τα άλλα μπλοκ οργάνωσης έχουν συγκεκριμένους αριθμούς βασισμένους στο είδος των γεγονότων, τα οποία καλούνται να χειριστούν. Μπλοκ λειτουργίας (FB) Αποτελούν μέρος του προγράμματος του οποίου οι κλήσεις μπορούν να προγραμματιστούν μέσω παραμέτρων του μπλοκ. Οι μεταβλητές μνήμης που περιέχονται σε ένα μπλοκ δεδομένων το οποίο με την σειρά του περιλαμβάνεται στην κλήση του μπλοκ λειτουργίας. Επίσης είναι δυνατόν σε κάθε κλήση να περιέχεται και 22

23 διαφορετικό μπλοκ δεδομένων (με την ίδια δομή δεδομένων άλλα διαφορετικές τιμές μεταβλητών). Μπλοκ δεδομένων (DB) Αυτά τα μπλοκ περιέχουν τα δεδομένα του προγράμματος μας. Προγραμματίζοντας τα καθορίζουμε σε ποια μορφή θα σωθούν τα δεδομένα (σε ποιο μπλοκ, με ποια σειρά και με τι τύπο δεδομένων). Υπάρχουν δύο τρόποι χρήσης των μπλοκ δεδομένων: ως καθολικά και ως στιγμιαία μπλοκ. Ένα καθολικό μπλοκ δεδομένων είναι ένα «ελεύθερο» μπλοκ μέσα στο πρόγραμμα του χρήστη και δεν περιέχεται σε ένα κωδικοποιημένο μπλοκ. Ένα στιγμιαίο μπλοκ δεδομένων όμως, περιέχεται σε ένα μπλοκ λειτουργίας και αποθηκεύει μέρος των δεδομένων του μπλοκ λειτουργίας. Ο αριθμός των μπλοκ ανά τύπο μπλοκ και το μήκος τους εξαρτάται από την CPU. Οι αριθμοί των μπλοκ οργάνωσης και το πλήθος τους είναι καθορισμένα. Αναθέτονται από το λειτουργικό σύστημα της κεντρικής μονάδας. Μπορούμε να ορίσουμε μόνοι μας τον αριθμό του μπλοκ των άλλων ειδών των μπλοκ, αρκεί αυτός να βρίσκεται μέσα σε καθορισμένα όρια. Επίσης έχουμε την επιλογή να ονομάσουμε κάθε μπλοκ μέσω του πίνακα συμβόλων και στη συνέχεια να αναφερόμαστε σ' αυτά με το όνομα τους ΜΠΛΟΚ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Τα μπλοκ συστήματος αποτελούν μέρος του λειτουργικού συστήματος. Μπορούν να περιέχουν προγράμματα (λειτουργίες συστήματος) ή μπλοκ λειτουργιών ή δεδομένα (μπλοκ δεδομένων συστήματος). Τα μπλοκ συστήματος πραγματοποιούν έναν αριθμό από σημαντικές λειτουργίες του συστήματος, προσβάσιμες στο χρήστη, όπως είναι ο χειρισμός του εσωτερικού ρολογιού της CPU, ή οι διάφορες λειτουργίες επικοινωνίας. Μπορούμε να καλέσουμε τις λειτουργίες του συστήματος και τα μπλοκ λειτουργιών του συστήματος, αλλά δεν μπορούμε να τα διαμορφώσουμε ή να τα προγραμματίσουμε. Τα μπλοκ από μόνα τους δεν διατηρούν χώρο στη μνήμη. Μόνο οι κλήσεις των μπλοκ και τα στιγμιαία μπλοκ δεδομένων των μπλοκ λειτουργιών του συστήματος είναι στη μνήμη. 23

24 2.10. ΠΩΣ ΓΙΝΕΤΑΙ ΤΟ ΕΡΓΟ ΚΑΙ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΔΙΑΜΟΡΓΩΣΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Το έργο αποτελείται από τη Διαμόρφωση παραμέτρων και της βιβλιοθήκης. Η διαμόρφωση πραγματοποιείται ως εξής: Σχήμα 2.1.: Διάγραμμα διαμόρφωσης 24

25 Είναι διαθέσιμο για να συνθέσει τη μέγιστη 180 προγράμματα για ένα έργο. Διαμόρφωση είναι αυτό που καθορίζει την αρχική κατάσταση του κάθε πρόγραμμα, μεταβλητή κατανομή των καθηκόντων μεταξύ των προγραμμάτων κ.λπ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ Πρόγραμμα είναι μια μονάδα για να γράψει την γλώσσα εντολών για την πραγματική δράση του συστήματος PLC. Τύπος πρόγραμμα χωρίζεται σε μπλοκ του προγράμματος, τη λειτουργία και τη λειτουργία μπλοκ, και είναι διαθέσιμο για να κάνουν τον προγραμματισμό για κάθε πρόγραμμα με σκάλα, IL, SFC κ.λπ. Εικόνα 2.2.: Διάγραμμα προγράμματος 1) Μπλοκ Προγράμματος: ένας κωδικός που πρέπει να διατηρηθεί σε PLC, στην περιοχή του προγράμματος και να εκτελέσει το PLC. 2) Λειτουργία: ένας παράγοντας σύνθεσης προγράμματος που δεν απομνημονεύει το αποτέλεσμα της λειτουργίας, όπως η 4 θεμελιώδη λειτουργία, Σύγκριση λειτουργία κ.λπ. μέσα στη γλώσσα εντολών και εξόδους αμέσως το αποτέλεσμα της λειτουργίας για την είσοδο. 3) Λειτουργία μπλοκ: ένας παράγοντας σύνθεσης πρόγραμμα που απομνημονεύει το αποτέλεσμα της λειτουργίας εντός του γλώσσα εντολών, όπως το χρονόμετρο, 25

26 αντιμετώπιση κ.λπ. και χρησιμοποιεί τη μνήμη με αποτέλεσμα τη λειτουργία μέσω διαφόρων σαρώσεων ΠΩΣ ΝΑ ΚΑΝΕΤΕ ΝΕΟ ΕΡΓΟ Ο χρήστης μπορεί να κάνει νέο νέο πρόγραμμα του έργου και σύμφωνα με τη λειτουργία του οδηγού. Επιλέξτε το μενού [Project] - [Νέο έργο, ]. Εισάγετε το όνομα του αρχείου του έργου. Επιλέξτε τον τύπο PLC να εφαρμόζεται από το κουμπί επιλογής του τύπου PLC. Εισάγετε το όνομα του συγγραφέα στη στήλη το όνομα του συγγραφέα. Είσοδος τα σχόλια στη στήλη σχολίων. Κάντε κλικ στο κουμπί [Next] εμφανίζεται και το πρόγραμμα «Ορίστε Πρόγραμμα» κουτί. 26

27 ΠΩΣ ΝΑ ΚΑΘΟΡΙΣΕΤΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Στο πλαίσιο Προγράμματος Ορίστε, ο χρήστης μπορεί να καταχωρίσει το πρόγραμμα στο Project. Εισάγετε το όνομα του παράδειγμα. Δηλώνει το όνομα του αρχείου του προγράμματος. Κάντε κλικ στο κουμπί [Next] και το παράθυρο διαλόγου για να εμφανιστεί το πρόγραμμα ΠΩΣ ΝΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΣΕΤΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Κάνει το νέο πρόγραμμα. 27

28 Επιλέξτε Πρόγραμμα γλώσσα. Επιλέξτε το είδος του Προγράμματος. Το πρόγραμμα που πρόκειται να εισαχθεί στο σχέδιο πρέπει να είναι «μπλοκ πρόγραμμα». Δείτε τα σχόλια του Προγράμματος εισόδου. Κάντε κλικ στο [Τέλος] και εμφανίζεται το παράθυρο του προγράμματος ΠΩΣ ΝΑ ΑΝΟΙΞΕΙ/ΣΩΘΕΙ ΤΟ ΕΡΓΟ ΠΩΣ ΝΑ ΑΝΟΙΞΕΙ ΤΟ PROJECT Ανοίγει το ήδη ετοιμάσει σχέδιο. Επιλέξτε το μενού [Project] - [Open, ] 28

29 Μετά το άνοιγμα το επιθυμητό φάκελο έργου με διπλό κλικ, επιλέξτε το αρχείο έργου και κάντε κλικ στο [Open] ΠΩΣ ΝΑ ΣΩΘΕΙ ΤΟ PROJECT Αποθηκεύει το προετοιμασμένο σχέδιο ή πρόγραμμα. Επιλέξτε το μενού [Project] - [Αποθήκευση]. Στην περίπτωση της μεμονωμένης αποθήκευσης το ήδη υπάρχον αρχείο έργου, να το αποθηκεύσετε χωρίς καμία μήνυμα. Στην περίπτωση της μεμονωμένης αποθήκευσης νέο αρχείο ή επιλέγοντας από το μενού [Project] - [Αποθήκευση ως], εμφανίζεται το παρακάτω παράθυρο διαλόγου. 29

30 Μετά την είσοδο στο επιθυμητό όνομα αρχείου του έργου, κάντε κλικ στο κουμπί [Αποθήκευση]. Νέος φάκελος του έργου γίνεται κάτω από το φάκελο πηγή που έχει επιλεγεί στο [Project] - [Επιλογή] και το πρόγραμμα είναι επίσης αποθηκευτεί με το νέο φάκελο του έργου. Κάνει ένα νέο πρόγραμμα. Το νέο πρόγραμμα είναι διαθέσιμο για να εκτελέσει μόνο στην περίπτωση της προσθήκης αυτού του έργου. Επιλέξτε το μενού [Program] - [νέο πρόγραμμα, ] Εισάγετε το όνομα του προγράμματος. Επιλέξτε μια γλώσσα (οι γλώσσες που προβλέπονται σήμερα από GLOFA PLC είναι SFC, LD, Ιλινόις. FBD και ST που πρέπει να παρέχονται αργότερα.) Επιλέξτε τον τύπο του προγράμματος από το κουμπί επιλογής προγράμματος τύπος. Είσοδος τα σχόλια στη στήλη εισόδου σχόλια του προγράμματος. Καθορίστε εάν πρέπει ή όχι να προσθέσετε Πρόγραμμα για το Έργο. Κάντε κλικ στο [OK]. 30

31 Σε περίπτωση επιλογής «Add Program στο Project», "Ορίστε Πρόγραμμα" εμφανίζεται το παράθυρο διαλόγου ΠΩΣ ΝΑ ΑΛΛΑΞΕΤΕ PROPERTIES ΣΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Αλλάζει το είδος του προγράμματος ή τις παρατηρήσεις του προγράμματος στο μοντάζ. Επιλέξτε το μενού [Program] - [ιδιότητες Πρόγραμμα] και το παράθυρο διαλόγου παρόμοιο με την περίπτωση της γενιάς του προγράμματος. (Όμως, το ήδη καθοριστεί τύπος γλώσσα δεν είναι διαθέσιμη για να αλλάξει.) Μετά την τροποποίηση το στοιχείο που θέλετε, κάντε κλικ στο [OK] ΠΩΣ ΝΑ ΓΡΑΨΕΤΕ ΕΝΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΠΩΣ ΝΑ ΚΑΝΕΤΕ ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΑΡΧΕΙΟΥ Εκτελέσιμο αρχείο είναι το αρχείο που θα αποθηκευτεί στη μνήμη του PLC και η επεξεργασία ροών είναι ως εξής. 31

32 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΓΛΩΤΤΙΣΗΣ Αυτή είναι η λειτουργία για την κατάρτιση του προγράμματος που ορίζεται ως παράδειγμα το πρόγραμμα του έργου. Σε αυτή την περίπτωση, το πρόγραμμα αναλύει και αναζητήσεις λάθους και εάν δεν υπάρχει σφάλμα, αυτό δημιουργεί το αρχείο αντικειμένου για ένα αρχείο. Όνομα αρχείου Αντικείμενο: όνομα αρχείου του προγράμματος. Μ.Ρ.3 (σε περίπτωση που το είδος PLC είναι GM3) ΕΡΓΟ ΜΑΡΚΑΣ Αυτή είναι η λειτουργία για να δεσμεύσει το αρχείο αντικείμενο το οποίο δημιουργείται από το πρόγραμμα συγκεντρώνει ο ένας τον άλλον. Σε αυτή την περίπτωση, η αναζήτηση γίνεται καθολική μεταβλητή, συνάρτηση / συνάρτηση σφάλματος μπλοκ και δημιουργεί ένα εκτελέσιμο αρχείο. Όνομα αρχείου Εκτέλεσης: όνομα αρχείου του έργου. BN0 Αλλά, στην GM1, το αρχείο εκτέλεσης δημιουργείται όσο ο αριθμός του καθορισμένου πόρου. (Όνομα αρχείου του έργου. BN1, έργο το όνομα του αρχείου. BN2,...) COMPILE Εκτέλεση «μεταγλώττισης» για το τρέχον ενεργό παράθυρο του προγράμματος και τη δημιουργία του αρχείου αντικειμένου. Επιλέξτε το μενού [Compile] - [Compile, ] Αν μεταγλώττιση έχει ολοκληρωθεί χωρίς σφάλμα, εμφανίζεται ως κατωτέρω. 32

33 Εάν προκύψει σφάλμα, εμφανίζεται το μήνυμα σφάλματος στη μεταγλώττιση πλαίσιο διαλόγου και το αρχείο αντικείμενο δεν παράγεται. 33

34 Κάντε κλικ στο κουμπί [OK] Compile του πλαισίου διαλόγου. Το μέρος του προγράμματος σφάλματος αναγράφεται στο πρόγραμμα ως RED. Αν κάνετε διπλό κλικ στο περιεχόμενο του σφάλματος στην έξοδο παράθυρο, μπορείτε να φτάσετε στο τμήμα σφάλματος. Εάν υπάρχουν πολλά μέρη σφάλματος, επιλέξτε το μενού [Compile] - [Προηγούμενο μήνυμα] ή [Compile] - [Επόμενο μήνυμα] και ο δρομέας μετακινείται στην οικεία θέση του μηνύματος λάθους. Μετά την τροποποίηση του μέρους σφάλματος, εκτελέστε [Compile] πάλι ΜΑΡΚΑ Μετά την κατάρτιση του προγράμματος που πρέπει να συγκεντρώνουν μεταξύ των προγραμμάτων που εντάσσονται στο πρόγραμμα, εκτελέσιμο αρχείο είναι δημιουργούνται. Επιλέξτε το μενού [Compile] - [Make, ] 34

35 Κάντε κλικ στο κουμπί [OK] από το αρχείο εκτέλεσης κάνετε πλαίσιο διαλόγου. Εκτελέσιμο αρχείο γίνεται και αυτό δείχνει το μέγεθος του προγράμματος, το μέγεθος των δεδομένων, το μέγεθος του αρχείου αποστολής. Εάν προκύψει σφάλμα, εμφανίζεται το μήνυμα σφάλματος στη μάρκα πλαίσιο διαλόγου και εκτελέσιμο αρχείο δεν δημιουργείται. 35

36 Κάντε κλικ στο κουμπί [OK] από το make πλαίσιο διαλόγου. Το περιεχόμενο του σφάλματος εμφανίζεται στο παράθυρο εξόδου. Μετά την τροποποίηση του μέρους σφάλματος, εκτελέστε [Compile] πάλι BUILD ΟΛΩΝ Μετά την κατάρτιση όλων των προγραμμάτων που εντάσσονται στο πρόγραμμα, εκτελέσιμο αρχείο PLC δημιουργείται. Επιλέξτε το μενού [Compile] - [Build All]. 36

37 Κάντε κλικ στο κουμπί [OK] από στην κατασκευή όλων των πλαισίων διαλόγου. Εάν προκύψει σφάλμα, εμφανίζεται το μήνυμα σφάλματος στην κατασκευή όλων πλαίσιο διαλόγου και εκτελέσιμο αρχείο δεν δημιουργείται ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΣΕΙΡΑΣ GLOFA GM7 Η σειρά GLOFA GM7 είναι εξαιρετικά συμπαγής ώστε να εφοδιάζει ένα μεγάλο πεδίο εφαρμογών. 1) Υψηλή ταχύτητα επεξεργασίας της τάξης των 0,5μs/βήμα 2) Διάφορες ενσωματωμένες λειτουργίες. Η βασική μονάδα μπορεί να εκτελέσει πολλές λειτουργίες χωρίς να χρησιμοποιήσει εξωτερικές μονάδες. 37

38 Έτσι είναι εφικτό να συναρμολογεί συστήματα χρησιμοποιώντας μόνο τη βασική μονάδα. I. Γρήγορη εκτέλεση εφαρμογών i. Παγίδευση παλμού. Επιτρέπει τη βασική μονάδα να διαβάζει 4 παλμούς εισόδων, ο καθένας έχοντας ένα εύρος περίπου των 0, ms. ii. Μετρητή υψηλής ταχύτητας. Υποστηρίζει μετρητή υψηλής ταχύτητας έως 1 φάση των 16 khz και έως 2 φάσεις των 8 khz. iii. Εξωτερικές διακοπές. Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές υψηλών προτεραιοτήτων όπου απαιτείται άμεση ανταπόκριση. II. Το φίλτρο εισόδου μειώνει την πιθανότητα λάθους κατάστασης εισόδου από εξωτερικό θόρυβο. Ο χρονισμός του φίλτρου μπορεί να προγραμματιστεί από 0 έως 15 ms. III. Χρησιμοποιώντας παλμό εξόδου, χωρίς να χωρίζονται οι τοποθετημένες μονάδες μπορούμε να ελέγξουμε βηματικούς κινητήρες και σερβοκινητήρες. IV. Χρησιμοποιώντας την πόρτα RS-232C, μπορούμε να συνδέσουμε εξωτερικές συσκευές όπως υπολογιστές ή οθόνες καθώς και να έχουμε επικοινωνία 1:1 του GM7 με το GM6. V. Χρησιμοποιώντας την πόρτα RS-485, μπορούμε να συνδέσουμε εξωτερικές συσκευές όπως υπολογιστές ή οθόνες καθώς και να έχουμε επικοινωνία 1:Ν του GM7 με το GM6. VI. Έχει έλεγχο PID με τον οποίο μπορεί να ορίζει ένα σύστημα απαλλαγμένο από εξωτερικά modules. 3) Με τη χρήση διακόπτη RUN/STOP, κάνει σε ένα σύστημα λειτουργία ΟΝ/ΟFF. 4) Μπορεί να σώσει το πρόγραμμα του χρήστη με ένα χειρισμό μέσα από το πρόγραμμα GMWIN. 5) Έχει ισχυρή λειτουργία αυτοδιάγνωσης. 6) Εμποδίζει ακούσια γραψίματα και διαβάσματα χρησιμοποιώντας passwords. 7) Έχει λειτουργία Debugging. 38

39 2.16. ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΣΕ LADDER (LD) Το πρόγραμμα LD περιγράφει το πρόγραμμα PLC μέσω γραφικού κώδικα, όπως το πηνίο ή η επαφή, το οποίο χρησιμοποιείται σε λογικό διάγραμμα Relay. Τα σχόλια από το παρακάτω σχήμα περιγράφουν τα σχόλια για τη σχετική βαθμίδα. Βαθμίδα νοείται η συγκέντρωση της συνεχούς γραμμής που συνδέεται κατά μήκος. Δηλαδή, από το παρακάτω σχήμα, η γραμμή 14 κάνει ένα σκαλοπάτι και η σειρά 5 κάνει επίσης ένα σκαλοπάτι. Από το παραπάνω σχήμα, {END} της σειράς 6 φαίνεται το τέλος του κύριου προγράμματος. Η επεξεργασία δράσης του σφάλματος που συνδέεται με την επόμενη σειρά είναι ένα είδος υποπρογραμμάτων και η σειρά 4 φαίνεται καλώντας αυτό το υποπρόγραμμα. 39

40 2.17. ΠΩΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΊΤΑΙ ΤΟ ΜΕΝΟΥ TOOLBOX ΚΑΙ ΤΟ ΚΛΕΙΔΙ SHORT-CUT Είναι διαθέσιμο για τη χρήση της Εργαλειοθήκης συνδέοντάς το στην επιθυμητή θέση από ένα ποντίκι. Η παρακάτω εικόνα δείχνει διάφορα εργαλεία και το όνομά του στην εργαλειοθήκη: Το σχήμα και η λειτουργία του κάθε παράγοντα είναι όπως φαίνονται παρακάτω: Πίνακας 2.1.: Σύμβολα GMWIN 40

41 Μετά την επιλογή του παράγοντα που θέλουμε από την εργαλειοθήκη, το ποντίκι έχει αλλάξει με το ίδιο σχήμα όπως με τον παράγοντα ΑΝΑΔΥΟΜΕΝΟ ΜΕΝΟΥ Εάν πατήσετε το δεξί πλήκτρο του ποντικιού σε οποιαδήποτε θέση ή στην επιθυμητή θέση από το παράθυρο του προγράμματος LD, ο αριθμός εμφανίζεται όπως παρακάτω: Είναι διαθέσιμο για να επεξεργαστείτε το πρόγραμμα εύκολα με τη χρήση αυτής της λειτουργίας. 41

42 2.18. ΠΩΣ ΣΥΝΔΕΕΤΑΙ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕ ΤΟ PLC Για να συνδέσουμε το GMWIN με το PLC, υποχρεούμαστε να καθορίσουμε 2 επιλογές-μεθόδους της σύνδεσης και το βάθος της σύνδεσης-εκ των προτέρων. Για τη μέθοδο της σύνδεσης, υπάρχουν 5 τρόποι σύνδεσης με το RS - 232C, σύνδεση με μόντεμ, σύνδεση από την ενότητα επικοινωνίας (GLOFA Fnet\/Mnet για PC), σύνδεση δικτύου (Ethernet), σύνδεση με USB και για το βάθος της σύνδεσης, υπάρχουν 3 βήματα η τοπική σύνδεση, απομακρυσμένη σύνδεση 1 και απομακρυσμένη σύνδεση 2. Η επιλογή σύνδεσης είναι διαθέσιμη στο σύνολο επιλέγοντας το μενού [πρόγραμμα]- [επιλογή] ΤΟΠΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ Η σύνδεση RS - 232C υποδοχής μεταξύ PLC και RS - 232C COM γίνεται όπως φαίνεται παρακάτω: 42

43 Σχήμα 2.3.: Σύνδεση υπολογιστή με PLC Επιλέγουμε μενού [πρόγραμμα]-[επιλογή]. Επιλέγουμε την καρτέλα [επιλογή σύνδεσης]. 43

44 Τρόπος σύνδεσης μέσω RS - 232C. Επιλέγουμε «Τοπικό» στο βάθος της σύνδεσης και πατάμε [OK]. Σε περίπτωση επιλογής του μενού [Online]-[σύνδεση], η σύνδεση RS - 232C πρέπει να γίνει μεταξύ του υπολογιστή και του PLC. Επισήμανση 1. Ως επιλογή διατηρεί την αξία χωρίς να αλλάξει και δεν είναι αναγκαίο να καθοριστεί νέα επιλογή κάθε φορά που ανοίγουμε το έργο και πάλι. 2. Ως προεπιλεγμένη θύρα επικοινωνίας ορίζουμε ως COM1 κατά την πρώτη εγκατάσταση του GMWIN V4.0, εάν η θύρα επικοινωνίας δεν είναι συνδεδεμένη με το COM1, ενώ απαιτείται να συνδεθεί μετά την αλλαγή της θύρας επικοινωνίας στην επιλογή ΑΠΟΜΑΚΡΥΣΜΕΝΗ ΣΥΝΔΕΣΗ Σύνδεση RS - 232C υποδοχή μεταξύ COM θύρα RS - 232C του PC και PLC, όπως φαίνεται παρακάτω και συνθέτουν το καθαρό χρησιμοποιώντας μια ενότητα επικοινωνίας μεταξύ PLC και PLC. 44

45 Σχήμα 2.4.: Απομακρυσμένη σύνδεση υπολογιστή με PLC Επιλέγουμε RS - 232C σε λειτουργία σύνδεσης. Επιλέγουμε COM1 ~ COM4 θύρα επικοινωνίας. Επιλέξτε το απομακρυσμένο 1 και 2 απομακρυσμένη σε βάθος της σύνδεσης. Ορίζει τον τύπο από τα χρησιμοποιούμενα δίκτυα, ο αριθμός του σταθμός και ο αριθμός του διαθέσιμου χρόνου χρήσης που τοποθετείται η ενότητα επικοινωνίας και πατάμε [OK]. Σε περίπτωση επιλογής μενού [σε απευθείας σύνδεση], η απομακρυσμένη σύνδεση γίνεται μεταξύ υπολογιστή και PLC. 45

46 2.19. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΠΩΣ ΝΑ ΚΑΝΟΥΜΕ ΕΡΓΟ ΚΑΙ ΑΝΟΙΧΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Είναι διαθέσιμο για να μάθουμε πώς να χρησιμοποιούμε το GMWIN γενικά, μέσω π.χ. του προγράμματος. Το συνολικό διάγραμμα ροής είναι ως εξής: 1) Όνομα του αρχείου έργου 2) Γκάμα κινητήρων αυτοκινήτων 3) PLC τύπου GM3 4) Βλέπουμε τα σχόλια του Έργου 5) Επεξεργασία συγκόλλησης της γραμμής του κινητήρα του αυτοκινήτου 6) Το όνομα του αρχείου του προγράμματος 7) Τύπος προγράμματος 8) Διάγραμμα Ladder 9) Διεξαγωγή κατάστασης 10) Σάρωση προγράμματος 11) Βλέπουμε τα σχόλια του Προγράμματος Σχήμα 2.5.: Παράδειγμα προγράμματος 46

47 2.20. ΠΩΣ ΕΚΤΕΛΟΥΜΕ ΤΟ GMWIN Πατάμε το μενού έναρξης των παραθύρων. Επιλέγουμε το πρόγραμμα - GMWIN και πιέζουμε το ποντίκι. Η αρχική οθόνη του GMWIN εμφανίζεται όπως πιο κάτω: 47

48 Επιλέγουμε [Project] - [νέο έργο,] για να ξεκινήσουμε τον οδηγό 48

49 Είσοδος ως εξής στη στήλη εισόδου του νέου έργου που παράγεται. Κάνουμε κλικ στο κουμπί [Next] για να μετακινηθούμε στη σελίδα ορισμού του προγράμματος. 49

50 2.21. ΕΙΣΟΔΟΣ ΟΝΟΜΑΤΟΣ ΕΜΦΑΝΙΣΗΣ Πρόγραμμα εισαγωγής ονόματος robot.src και στη συνέχεια κάνουμε κλικ στο κουμπί [Next] για να μετακινηθούμε στη νέα σελίδα του προγράμματος. Επιλέγουμε τον τύπο της γλώσσας για το πρόγραμμα (LD) από το νέο πλαίσιο διαλόγου του προγράμματος. Μετά την εισαγωγή, οι παρατηρήσεις για το πρόγραμμα εμφανίζονται στη στήλη σχολίων και πατάμε το πλήκτρο [Enter] ή κάνουμε κλικ στο πλήκτρο [Τέλος] και εμφανίζεται η οθόνη 50

51 2.22. ΠΩΣ ΝΑ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΟΥΜΕ ΠΗΝΙΟ ΕΠΑΦΗΣ/ΕΞΟΔΟΥ Επιλέγουμε πτέρυγα θέση «0» από το παράθυρο LD. από την εργαλειοθήκη και κάνουμε κλικ με το ποντίκι στην Εάν η μεταβλητή παράθυρο εμφανίζεται, εισάγουμε το όνομα της μεταβλητής και κάνουμε κλικ στο [OK]. 51

52 Επιλέγουμε τον τύπο της μεταβλητής με μεταβλητό add / τροποποίηση παράθυρο και κάνουμε κλικ στο [OK]. Επιλέγουμε στην πλάγια θέση της. από την εργαλειοθήκη και κάνουμε κλικ με το ποντίκι 52

53 Εισάγουμε το όνομα της μεταβλητής (κινητήρα1) και στη συνέχεια κάνουμε κλικ στο κουμπί [OK]. Μετά την επιλογή της μεταβλητής τύπου του, κάνουμε κλικ στο [OK] και το πηνίο θα πρέπει να εισαχθεί. 53

54 Επιλέγουμε από την εργαλειοθήκη και κάνουμε κλικ με το ποντίκι πάνω στη γραμμή 1 θέση του παραθύρου LD. Μετά την εισαγωγή της μεταβλητής όνομα (τερματικός διακόπτης 1), κάνουμε κλικ στο [OK]. 54

55 Μετά την επιλογή της μεταβλητής τύπου του, κάντε κλικ στο [OK] ΠΩΣ ΝΑ ΚΑΝΕΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Επιλέγουμε από το παράθυρο του εργαλείου χρησιμοποιώντας το ποντίκι. Κάνουμε κλικ με το ποντίκι στη γραμμή 1, στήλη 2 θέση του παραθύρου LD. 55

56 Επιλέγουμε τη λειτουργία αριθμητική λειτουργία ADD από τη λίστα λειτουργίας πλαίσιο διαλόγου και να εισάγουμε τον αριθμό της εισόδου '2 'και στη συνέχεια κάνουμε κλικ στο κουμπί [OK] για να δημιουργήσουμε τη λειτουργία. 56

57 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ 3.1. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Εικόνα 3.1.: Πλήρης εικόνα κατασκευής 1) Μία κλέμα γείωσης 2) Τρεις κλέμες για τις τρεις φάσεις 3) Μία κλέμα για τον ουδέτερο 4) Δύο ασφάλειες F2 και F4 5) Εννιά κλέμες σύνδεσης εισόδων και εξόδων PLC 6) Μία γενική τριφασική ασφάλεια 40 Α 7) Δύο ηλεκτρονόμους Κ1Μ και Κ2Μ 8) Δύο βοηθητικές επαφές 9) Δύο λυχνίες Η1 και Η2 10) Μία μπουτονιέρα με ένα START και ένα STOP 57

58 11) Ένας τριφασικός κινητήρας βραχυκυκλωμένου δρομέα με τα εξής χαρακτηριστικά a. 380/220 V Υ/Δ 0,35/0,61 Α b. 0,12 hp c. Cosφ=0,68 d t/min 12) Ένα θερμικό F3 Στην αρχή της κατασκευής έχουμε μια κιτρινοπράσινη κλέμα που τη χρησιμοποιούμε για τη γείωση. Αμέσως μετά έχουμε τρεις κλέμες L1, L2, L3 όπου συνδέεται η παροχή που θα ηλεκτροδοτήσει μια τριφασική ασφάλεια για να ηλεκτροδοτήσουμε την κατασκευή μας, και δίπλα μια κλέμα όπου θα συνδεθεί ο ουδέτερος. Μέσω της ασφάλειας F2 ηλεκτροδοτούμε τα κυκλώματα που ελέγχουν οι έξοδοι Q1, Q2, Q3, Q4 του PLC και F4 που μας ηλεκτροδοτεί το PLC στην επαφή L1 και μέσω της S2(STOP), S1(START) και F3 (97 και 98 επαφές του θερμικού) της εισόδου του PLC. Από την έξοδο Q1 του PLC ηλεκτροδοτούμε την ενδεικτική λυχνία Η1 οι οποία παίρνει ουδέτερο από τις επαφές 95, 96 του F3. Από την έξοδο Q2και μέσω κλειστής επαφής ηλεκτροδοτούμε το πηνίο του ηλεκτρονόμου Κ1Μ το οποίο παίρνει ουδέτερο από την 95 και 96 του F3. Από την έξοδο Q3 του PLC και μέσω κλειστής βοηθητικής επαφής που ελέγχεται από τον ηλεκτρονόμο Κ1Μ ηλεκτροδοτούμε το πηνίο Κ2Μ το οποίο παίρνει ουδέτερο από τις επαφές 95 και 96 του F3. Από την έξοδο Q4 του PLC και μέσω του ουδετέρου ηλεκτροδοτούμε την λυχνία Η2. Όταν οπλίζει ο ηλεκτρονόμος Κ1Μ ο κινητήρας λειτουργεί δεξιόστροφα και όταν οπλίζει του Κ2Μ τότε ο κινητήρας λειτουργεί αριστερόστροφα ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Για το ανακάτεμα ενός υγρού μίγματος χρησιμοποιείται ένας αναδευτήρας που κινείται με ένα τριφασικό ηλεκτροκινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα. Το ανακάτεμα του μίγματος ξεκινά, όταν πιεσθεί ένα μπουτόν S1 επαφής «κανονικά ανοικτής» και σταματά με τη πίεση ενός μπουτόν S2 επαφής «κανονικά κλειστής». 58

59 Ο αναδευτήρας ξεκινά περιστρεφόμενος δεξιόστροφα για χρόνο 30 s, σταματά για χρόνο 10 s, περιστρέφεται αριστερόστροφα για χρόνο 30 s, σταματά για χρόνο 10 s, και το ανακάτεμα συνεχίζεται με κυκλική επανάληψη. Υπάρχουν, επίσης, δύο λυχνίες ένδειξης H1 και H2. Η λυχνία H1 ανάβει, όταν είναι σε εξέλιξη το ανακάτεμα του μίγματος και η H2, όταν υπερφορτωθεί ο κινητήρας του αναδευτήρα. Για τη λειτουργία του κινητήρα του αναδευτήρα χρησιμοποιούνται δύο ηλεκτρονόμοι ισχύος Κ1Μ, Κ2Μ (δεξιόστροφη, αριστερόστροφη περιστροφή του αναδευτήρα αντίστοιχα). Πίνακας 3.1.: Χαρακτηρισμός επαφών PLC 59

60 Σχήμα 3.1.: Πρόγραμμα λειτουργίας αυτοματισμού 60

61 Σχήμα 3.2.: Ηλεκτρολογικό σχέδιο 61

62 3.3. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΥΛΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Οι ασύγχρονοι τριφασικοί κινητήρες είναι μηχανές που μετατρέπουν την εναλλασσόμενη ηλεκτρική ενέργεια του τριφασικού δικτύου σε μηχανική. Εικόνα 3.2.:Τριφασικός κινητήρας 62

63 Εικόνα 3.3.: Χαρακτηριστικά τριφασικού κινητήρα Οι στοιχειωδέστερες μονάδες που συναντά κανείς σε ένα οποιοδήποτε σχεδόν αυτόματο σύστημα είναι οι διακόπτες και τα μπουτόν, με τη βοήθεια των οποίων δίδονται «εντολές» για συγκεκριμένες λειτουργίες στο σύστημα. Και οι μεν και τα δε είναι επαφές ηλεκτρικές που ανοίγουν ή κλείνουν με την επενέργεια μας. Η διαφορά τους είναι ότι οι μεν διακόπτες μένουν ανοικτοί ή κλειστοί (όπου δηλαδή τους πάμε ) ενώ τα μπουτόν «αλλάζουν κατάσταση» όσο τα πατάμε και μετά με την βοήθεια ελατηρίου επανέρχονται στην «κανονική τους θέση» ή «θέση ηρεμίας». Εικόνα 3.4.: Μπουτόν START/STOP 63

64 Ένα από το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο υλικό για έναν ηλεκτρολόγο είναι η γνωστή σε όλους κλέμα. Χρησιμοποιείτε στην ηλεκτρική ένωση δυο αγωγών με βίδες συγκράτησης ενώ διαθέτει εξωτερική πλαστική μόνωση. Το όνομά τους: «κλέμα» προέρχεται από το όνομα «Clemens» της γερμανικής εταιρείας που το κατασκεύασε και το πρωτοπαρουσίασε. Αρκετοί την γράφουν με δυο μι, «κλέμμα» αλλά πιο σωστά είναι με ένα μι. Για την σύνδεση της γείωσης υπάρχει ειδική κλέμα ράγας, η κλέμα γείωσης όπως λέγεται, που δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άλλη χρήση και ή οποία πιάνει στην ράγα με αγώγιμη βίδα για σίγουρη συγκράτηση. Η κλέμα αυτή πραγματοποιεί αγώγιμη σύνδεση του αγωγού της γείωσης με την ράγα. Δεν πρέπει να βιδωθεί σε βαμμένη, πλαστική ή μη αγώγιμη ράγα γιατί έτσι δεν κάνει την αγώγιμη σύνδεση για την οποία είναι φτιαγμένη, δηλαδή δεν γειώνει. Εικόνα 3.5.: Κλέμες εισόδου/εξόδου του PLC 64

65 Εικόνα 3.6.: Κλέμες για τη σύνδεση της παροχή Οι διακόπτες έχουν σημεία με τα οποία συνδέονται με το κύκλωμα τα οποία ονομάζονται ακροδέκτες. Κάθε διακόπτης έχει δύο καταστάσεις, την κατάσταση που είναι κλειστός και την κατάσταση που είναι ανοιχτός. Όταν ένας διακόπτης είναι ανοιχτός δεν επιτρέπει τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μεταξύ των ακροδεκτών του, ενώ όταν είναι κλειστός επιτρέπει τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μεταξύ των ακροδεκτών του. Ο διακόπτης διατηρεί την κατάσταση στην οποία βρίσκεται, ενώ αυτή μεταβάλλεται μόνο από εξωτερικούς του στοιχείου παράγοντες, όπως είναι το πάτημα ενός κουμπιού ή αλλαγή στο ηλεκτρικό πεδίο. Κάθε κλειστός διακόπτης μπορεί να ανοίξει, ενώ κάθε ανοιχτός διακόπτης μπορεί να κλείσει. Ο διακόπτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί, για να απομονώσει μέρος ενός κυκλώματος. Το κύκλωμα ονομάζεται κλειστό, όταν ο διακόπτης είναι κλειστός, γιατί το σχέδιό του είναι μια κλειστή καμπύλη. Το κύκλωμα ονομάζεται ανοιχτό, όταν ο διακόπτης είναι ανοιχτός, γιατί το σχέδιό του είναι μια ανοιχτή καμπύλη. 65

66 Εικόνα 3.7.: Τριφασική αυτόματη ασφάλεια Στους ηλεκτρονόμους υπάρχουν, εκτός των κυρίων επαφών και άλλες επαφές, οι οποίες ονομάζονται βοηθητικές επαφές. Σε κατάσταση ηρεμίας των ηλεκτρονόμων αυτές οι επαφές είναι, είτε ανοικτές (Ν.Ο.), είτε κλειστές (N.C.) και αλλάζουν κατάσταση, όταν ο ηλεκτρονόμος ενεργοποιηθεί, δηλ. οι ανοικτές επαφές κλείνουν, ενώ οι κλειστές ανοίγουν και παραμένουν σ' αυτή την κατάσταση για όσο χρόνο ο ηλεκτρονόμος παραμένει ενεργοποιημένος. Μόλις ο ηλεκτρονόμος απενεργοποιηθεί οι βοηθητικές επαφές επανέρχονται στην αρχική τους κατάσταση δηλ. σε κατάσταση ηρεμίας. Σε αντίθεση με τις κύριες επαφές, το ρεύμα το οποίο μπορεί να διέρχεται μέσω των βοηθητικών επαφών είναι μικρό (2-6 Α ). Οι βοηθητικές επαφές δεν χρησιμοποιούνται ποτέ στα κυκλώματα ισχύος αλλά μόνο στα κυκλώματα αυτοματισμού. Χρησιμοποιούνται για να ανάβουν διάφορες ενδεικτικές λυχνίες, για να Θέτουν σε λειτουργία συστήματα συναγερμού, για να αυτοσυγκρατούν τους ηλεκτρονόμους, για να μανδαλώνουν ηλεκτρικά τους ηλεκτρονόμους και γενικά για την επίτευξη των απαιτουμένων αυτοματισμών. 66

67 Εικόνα 3.8.: Βοηθητικές επαφές Τα μοτέρ μπορούν να προστατευθούν από υπερφόρτωση, από υπερβολικό ρεύμα ή απώλεια μιας φάσης αν πρόκειται για τριφασικά, με θερμικό ή θερμομαγνητικό στοιχείο προστασίας. Το θερμικό κάνει μια εξομοίωση της θερμοκρασίας που αναπτύσσει ο κινητήρας χρησιμοποιώντας διμεταλλικά στοιχεία. Δύο μέταλλα, με διαφορετικό συντελεστή θερμικής διαστολής, είναι κολλημένα μεταξύ τους και όταν ζεσταίνονται, από το ρεύμα που πάει στο μοτέρ και περνάει από μέσα τους, το ένα από τα δυο μακραίνει περισσότερο. Αποτέλεσμα αυτής της διαστολής είναι η μετακίνηση της επαφής προς την μεριά του μετάλλου με τον μικρότερο συντελεστή. Τρία ανεξάρτητα διμεταλλικά, ένα για κάθε φάση, ελέγχουν δυο ανεξάρτητες επαφές με ρυθμιζόμενη απόσταση ενεργοποίησης και άρα θερμοκρασίας του μοτέρ. Η απόσταση διαστολής που οι επαφές αλλάζουν κατάσταση «μεταφράζεται» σε ένταση ρεύματος σε αμπέρ που είναι και αυτό που ρυθμίζουμε. Το θερμικό πωλείται ανά περιοχή έντασης ρεύματος. Το θερμικό συνεργάζεται πάντα με το αντίστοιχο ρελέ, ίδιας φίρμας, στο οποίο «κουμπώνει». 67

68 Εικόνα 3.9.: Θερμικό Οι ενδεικτικές λυχνίες σε ηλεκτρολογικά και ηλεκτρονικά κυκλώματα για να κάνουν ένδειξη κάποιων στοιχείων που χρειαζόμαστε. Π.χ. ένδειξη για ρεύμα ή για τη λειτουργία κάποιου κινητήρα. Εικόνα 3.10.: Ενδεικτικές λυχνίες 68

69 Ο ηλεκτρονόμος, ρελέ (relay) ή ρελές είναι ένας ηλεκτρικός διακόπτης που ανοίγει και κλείνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα κάτω από τον έλεγχο ενός άλλου ηλεκτρικού κυκλώματος. Στην αρχική μορφή του, ένας ηλεκτρομαγνήτης ενεργοποιούσε το διακόπτη, με το άνοιγμα ή κλείσιμο μιας ή περισσότερων επαφών. Μια επαφή Κανονικά - Ανοικτή συνδέει το κύκλωμα όταν ο ηλεκτρονόμος ενεργοποιείται το κύκλωμα αποσυνδέεται όταν ο ηλεκτρονόμος είναι ανενεργός. Μια τέτοια επαφή καλείται επίσης Επαφή Μορφής A ή επαφή «make». Η επαφή μορφής Α είναι ιδανική για εφαρμογές που απαιτούν την ενεργοποίηση μιας πηγής υψηλής τάσης από απόσταση. Μια επαφή Κανονικά - Κλειστή αποσυνδέει το κύκλωμα όταν ο ηλεκτρονόμος ενεργοποιείται το κύκλωμα συνδέεται όταν ο ηλεκτρονόμος είναι ανενεργός. Μια τέτοια επαφή καλείται επίσης Επαφή Μορφής B ή επαφή «break». Η επαφή μορφής Β είναι ιδανική για εφαρμογές που απαιτούν το κύκλωμα να παραμένει κλειστό (ενεργό) μέχρι ο ηλεκτρονόμος να ενεργοποιηθεί. Μια επαφή Μεταγωγική μπορεί να ελέγχει δύο κυκλώματα. Ισοδυναμεί με μια επαφή κανονικά - ανοικτή και μια επαφή κανονικά - κλειστή που έχουν ένα κοινό ακροδέκτη. Μια τέτοια επαφή καλείται επίσης Επαφή Μορφής C. Εικόνα 3.11.: Ηλεκτρονόμοι 69