Μελέτη και προγραμματισμός. συστήματος ανάμειξης τριών υγρών

Transcript

1 Τ.Ε.Ι. Καβάλας Τμήμα Ηλεκτρολογίας Μελέτη και προγραμματισμός 2013 συστήματος ανάμειξης τριών υγρών Φοιτητής: Λεονταρίδης Βασίλειος Α.Ε.Μ. : 4439 Επιβλέπων: κ. Θαλασσινός Χαράλαμπος

2 Πρόλογος-Ευχαριστίες Πρόλογος Στην παρούσα πτυχιακή εργασία θα ασχοληθούμε με τους προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές επάνω στην μελέτη και τον προγραμματισμό συστήματος ανάμειξης τριών υγρών. Είναι μία σύγχρονη μέθοδος προγραμματισμού μιας βιομηχανικής εγκατάστασης, που δημιουργήθηκε για να αντικαταστήσει τον κλασικό πίνακα αυτοματισμού με τους ηλεκτρονόμους. Στην σημερινή εποχή είναι γνωστό σαν PLC (Programming Logic Control). Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία των PLC εξοικονομούμε ενέργεια, χρόνο και χρήμα. Γίνεται πιο εύκολη η ηλεκτρική εγκατάσταση, ο προγραμματισμός η παρακολούθηση και μετατροπή διαφόρων παραμέτρων επάνω στην εκάστοτε εργασία που πρέπει να εκπονηθεί μιας και μπορούν να γίνουν τα πάντα αυτόματα προγραμματίζοντας το PLC μέσω ενός υπολογιστή από τον αρμόδιο ηλεκτρολόγο εγκαταστάτη προγραμματιστή. Σκοπός της παρούσας πτυχιακής άσκησης είναι η μελέτη και ο προγραμματισμός ενός συστήματος έκχυσης και ανάδευσης τριών πρωτογενών υγρών με ψηφιακό τρόπο. Το όλο σύστημα αποτελείται από τρείς δεξαμενές στις οποίες υπάρχει πρωτογενές υγρό όπου εκχύνεται με την βοήθεια ηλεκτροβανών στην τέταρτη άδεια δεξαμενή. Στην συνεχεία πραγματοποιείται ανάδευση των υγρών και μετά την περάτωση των διαδικασιών εκχύνεται με την βοήθεια ηλεκτροβάνας σε ένα τελικό παρασκεύασμα. Η διαδικασία έκχυσης των υγρών γίνεται με δυο τρόπους και με συνδυασμό αυτών. Ο πρώτος τρόπος έκχυσης πραγματοποιείται με ψηφιακούς ελεγκτές στάθμης υγρών, και ο δεύτερος με την χρήση των εσωτερικών χρονικών του PLC. Ο έλεγχος του συστήματος έγινε χρησιμοποιώντας PLC της SIEMENS σειράς S Στις εισόδους του PLC συνδέονται οι διακόπτες του συστήματος που θα μας δώσουν τις διάφορες συνταγές όπως επίσης και οι διακόπτες των ψηφιακών ελεγκτών. Στις εξόδους του συστήματος συνδέονται μέσω ρελέ οι τέσσερις ηλεκτροβάνες όπως επίσης και ο αναδευτήρας, επιπλέον συνδέονται διάφοροι λαμπτήρες όπου δείχνουν την στάθμη των υγρών και λαμπτήρες ένδειξης της εγχεόμενης δεξαμενής. I

3 Πρόλογος-Ευχαριστίες Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία αναφορά στα ιστορικά στοιχειά της Άλγεβρας Boole όπως επίσης και στην βασική θεωρία της. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση και περιγραφή του προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή PLC. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται εισαγωγή στης γλώσσες προγραμματισμού του PLC και στις βασικές εντολές του. Στο τέταρτο κεφάλαιο γνωρίζουμε τις εντολές προγραμματισμού στη γλώσσα λίστα εντολών STL, ηλεκτρολογικών γραφικών- LADDER. Στο πέμπτο κεφάλαιο υλοποιείται η μελέτη και ο πρόγραμμα ανάμειξης τριών υγρών. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται περιγραφή του προσομοιωτή. Στο παράρτημα υπάρχουν λυμένα ηλεκτρικά κυκλώματα που επιλύθηκαν με PLC. Σε αυτό το σημείο θέλω να ευχαριστήσω των επιβλέποντα καθηγητή μου κ. Θαλασσινό Χαράλαμπο για την καθοδήγησή του. Τέλος ευχαριστώ τον κ. Χρήστο Πεχλιβανίδη για την βοήθεια και την στήριξη καθ όλη την διάρκεια εκπόνησης αυτής της εργασίας. ΚΑΒΑΛΑ ΜΑΙΟΣ 2013 II

4 Πρόλογος-Ευχαριστίες Abstract In this thesis we will deal with the programmable logic controllers on the study and programming a system which mixes three liquids. This is a modern method of programming an industrial facility, created to replace the classic table automation relays. Today it is widely known as PLC (Programmable Logic Controller). The use of PLC technology saves energy, time and money. Also, it makes the electrical facility easier, as the programming, the monitoring and the conversion of different parameters on the specific work, since everything can be handled automatically by programming the PLC via a computer by a programmer with the appropriate expertise. The purpose of this thesis is the study and programming of a system which injects and mixes three primary liquids in a digital way. The whole system consists of three tanks which include primary liquid and then, with the help of electrical valves these liquids inject into the fourth empty tank where they are mixed, and after terminating the procedure, this mix is injected into a final preparation via an electrical valve. The process of injection can occur in two different ways or by a combination of them. The first way uses digital controllers that adjust the liquid level, and the second way uses the internal timers of the PLC. The system control was done using the Siemens PLC series S The switches of the system that will give as the various recipes, as well as the switches of the digital controllers are connected in the inputs of the PLC. At the outputs of the system, the four electrical valves are connected via relays, as well as the agitator. Also, several lamps that indicate the level of the liquids are connected, as well as lamps that indicate the injection tank. The first chapter presents the historical elements of Boole Algebra as well as its basic theory. The second chapter presents a description of the Programmable Logic Controller (PLC). III

5 Πρόλογος-Ευχαριστίες The third chapter is an introduction in programming languages used on a PLC and in its basic commands. The fourth chapter presents the programming commands of the STL, LADDER. The fifth chapter includes the research and the implementation of the main program which is used for mixing the three liquids. The sixth chapter describes the simulator. In Annex there are electric circuits which were solved by using PLC. At this point I want to thank my supervisor professor Mr. Thalassinos Charalambos for his guidance. Finally, I want to thank Mr. Pechlivanidis Chris for his help and support throughout the course of preparation of this thesis. Kavala, May 2013 IV

6 Περιεχόμενα Κεφάλαιο 1 ο Άλγεβρα Boole Σελίδα 1.1 Ιστορικά στοιχεία άλγεβρας Boole Αξιώματα του Χάντινγκτον Αρχή του δυϊσμού Άλγεβρα Boole και θεωρία συνόλων Άλγεβρα Boole και προτασιακή λογική Άλγεβρα Boole Λογικές Πύλες 9 Κεφάλαιο 2 ο Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής 2.1 Γενικές Πληροφορίες Κύρια πλεονεκτήματα ενός PLC Τρόπος λειτουργιάς του PLC Η δομή του PLC Πλαίσιο για τοποθέτηση των μονάδων Κεντρική μονάδα επεξεργασίας Μονάδες εισόδων και εξόδων 22 Κεφάλαιο 3 ο Γλώσσες προγραμματισμού PLC εντολές 3.1 Προγραμματισμός ενός PLC Γλώσσα LADDER Logic ή ηλεκτρολογικών γραφικών Γλώσσα λίστα εντολών (Statement List) ή λογικών εντολών Γλώσσα λογικών γραφικών (Function Block Diagram) Εντολές προγραμματισμού. 29 V

7 Περιεχόμενα Κεφάλαιο 4 ο 4.1 Βασικές εντολές προγραμματισμού στη γλώσσα λίστα εντολών Ανάπτυξη προγράμματος σε γλώσσα LADDER (LAD) Γενικά Δομή προγράμματος στη γλώσσα LADDER Οι εντολές S (SET) και R (RESET) Ανάπτυξη προγραμμάτων με χρονικές λειτουργίες Χρονικά Ανάλυση χρονικών Απαριθμητές Κατηγορίες απαριθμητών Παράδειγμα χρήσης απαριθμητών στην πράξη Συγκρίσεις Αριθμητικές πράξεις Βοηθητικές μνήμες Διακοπές κύκλου προγράμματος Γρήγοροι απαριθμητές 80 Κεφάλαιο 5 ο Μελέτη και προγραμματισμός ανάμειξης τριών υγρών 5.1 Θέμα πτυχιακής Μελέτη υλοποίησης της πτυχιακής Αισθητήρες Προγραμματισμός του PLC 85 Κεφάλαιο 6 ο Προσομοίωση 6.1 Η λειτουργία του προσομοιωτή 114 Παράρτημα Ι1.1 Ηλεκτρικά κυκλώματα που επιλύθηκαν με PLC 119 VI

8 Κεφάλαιο 1 ο Εισαγωγή στην άλγεβρα Boole

9 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο Ιστορικά στοιχεία άλγεβρας Boole Ο μαθηματικός Τζορτζ Μπουλ (George Boole, ) παρουσίασε το 1847 μια άλγεβρα με μεταβλητές δύο τιμών (που καλούνται "λογικές μεταβλητές"). Ουσιαστικά παρουσίασε με τα μαθηματικά της εποχής του την Αριστοτέλεια λογική του είναι ή δεν είναι (μαύρο ή άσπρο). Σήμερα η άλγεβρα αυτή ονομάζεται άλγεβρα Boole, ή δυαδική άλγεβρα, ή διακοπτική άλγεβρα και έχει βρει ευρεία εφαρμογή στην σχεδίαση του λογισμικού και των κυκλωμάτων των ηλεκτρονικών υπολογιστών, όπως και μέρος της λογικής των PLC, επειδή είναι ιδανική για χειρισμό λογικών συναρτήσεων και πράξεων στο δυαδικό σύστημα των μηδέν και ένα. Ο ορισμός της άλγεβρας Boole στηρίζεται σε συγκεκριμένα αξιώματα που παρουσίασε το1933 ο μαθηματικός Έντουαρντ Χάντινγκτον (Edward Vermilye Huntington, ). 1.2 Αξιώματα του Χάντινγκτον Αξίωμα Α1: Ισοδυναμία Υπάρχει ένα σύνολο Κ με αντικείμενα ή στοιχεία, που υπακούουν σε μια σχέση ισοδυναμίας, α = β (όπου το σύμβολο = διαβάζεται είναι ίσο με), που ικανοποιεί την αρχή της αντικατάστασης. Αν το στοιχείο α ανήκει στο σύνολο Κ, γράφουμε [α Κ], (όπου το σύμβολο διαβάζεται ανήκει στο). Γράφοντας α = β, εννοούμε ότι το α μπορεί να αντικατασταθεί από το β, σε οποιαδήποτε λογική έκφραση που περιέχει το α, χωρίς να επηρεαστεί η τιμή της έκφρασης αυτής. Ιδιότητες της σχέσης ισοδυναμίας είναι η ανακλαστική ιδιότητα (α = α), η συμμετρική ιδιότητα (α = β <=> β = α), (όπου το σύμβολο <=> διαβάζεται ταυτίζεται με το), και η μεταβατική ιδιότητα (α = β και β = γ => α = γ), (όπου το σύμβολο => διαβάζεται συνεπάγεται). Αξίωμα Α2.1: Πράξη πρόσθεσης Ένας κλειστός νόμος (σύμβολο + διαβάζεται συν), που θα τον λέμε πρόσθεση, ορίζεται έτσι, ώστε αν α Κ και β Κ, τότε (α + β) Κ. 2

10 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο 1 i. Αξίωμα Α2.2: Πράξη πολλαπλασιασμού Ένας κλειστός νόμος (σύμβολο διαβάζεται επί), που θα τον λέμε πολλαπλασιασμό ορίζεται έτσι, ώστε αν α Κ και β Κ, τότε (α β) Κ. 1 Αξίωμα Α3.1: Ουδέτερο στοιχείο πρόσθεσης Υπάρχει μόνο ένα στοιχείο 0 Κ τέτοιο, ώστε (για κάθε α Κ) (α + 0) = α. Το 0 λέγεται ουδέτερο στοιχείο της πρόσθεσης. Αξίωμα Α3.2: Ουδέτερο στοιχείο πολλαπλασιασμού Υπάρχει μόνο ένα στοιχείο 1 Κ τέτοιο, ώστε (για κάθε α Κ) (α 1) = α. Το 1 λέγεται ουδέτερο στοιχείο του πολλαπλασιασμού. 1. Αξίωμα Α4.1: Αντιμετάθεση προσθετέων Η πρόσθεση είναι αντιμεταθετική, δηλαδή (α + β) = (β + α). 1. Αξίωμα Α4.2: Αντιμετάθεση παραγόντων Ο πολλαπλασιασμός είναι αντιμεταθετικός, δηλαδή (α β) = (β α). 1. Αξίωμα Α5.1: Επιμεριστική πρόσθεση Η πρόσθεση είναι επιμεριστική επί του πολλαπλασιασμού, δηλ: α + (β γ) = (α + β) (α + γ). Αυτό είναι ένα αξίωμα της άλγεβρας Boole που δεν ισχύει στην άλγεβρα των πραγματικών αριθμών! Αξίωμα Α5.2: Επιμεριστικός πολλαπλασιασμός Ο πολλαπλασιασμός είναι επιμεριστικός επί της πρόσθεσης, δηλ: α (β + γ) = (α β) + (α γ). (Σημείωση : Όταν δεν υπάρχει περίπτωση παρανόησης, παραλείπουμε την αναγραφή του επί και χρησιμοποιούμε απλή παράθεση των παραγόντων. Για παράδειγμα, η σχέση εδώ μπορεί να γραφτεί έτσι : α (β + γ) = α β + α γ. Αξίωμα Α6: Συμπληρώματα Για κάθε στοιχείο α Κ υπάρχει μόνο ένα στοιχείο α', για το οποίο ισχύει ότι α + α' = 1 (A6.1) και α α' = 0 (A6.2) 3

11 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο 1 Αξίωμα Α7: Διακριτά στοιχεία Υπάρχουν τουλάχιστον δυο στοιχεία α και β μέσα στο Κ που δεν είναι ισοδύναμα. Ανάλογα με το πλήθος και το είδος των στοιχείων του Κ, καθορίζεται και μια άλγεβρα. Η απλούστερη άλγεβρα Μπουλ έχει μόνο δυο στοιχεία, δηλαδή το Κ = {0, 1}. Για τα στοιχεία αυτά ισχύουν τα εξής : 1' = 0 και 0' = 1, = 0 και 1 1 = 1, = 1 και 1 0 = 0, = 1 και 0 1 = 0, = 1 και 0 0 = 0 (Α7). 1.3 Αρχή του δυϊσμού Αν σε μια λογική έκφραση αντικατασταθούν το (συν +) με (επί ) και το (επί ) με (συν +) και το (μηδέν 0) με (ένα 1) και το (ένα 1) με (μηδέν 0) δημιουργείται η δυϊκή έκφραση, που ισχύει όπως και η αρχική. Η αρχή του δυϊσμού εμφανίζεται και στα αξιώματα του Χάντινγκτον, που δίνονται κατά ζεύγη. 1.4 Άλγεβρα Μπουλ και θεωρία συνόλων (set theory) Θα μπορούσαμε να δούμε την θεωρία συνόλων (τις πράξεις με σύνολα) ως μια άλγεβρα Μπουλ. Ας δούμε τις αντιστοιχίες: Τα ονόματα στοιχείων του Κ στην θεωρία συνόλων είναι ονόματα συνόλων. Η πράξη πρόσθεση αντιστοιχεί στην ένωση συνόλων. Η πράξη πολλαπλασιασμός αντιστοιχεί στην τομή συνόλων. Το στοιχείο μηδέν αντιστοιχεί στο κενό σύνολο. Το στοιχείο ένα αντιστοιχεί στο παγκόσμιο σύνολο C. (Όπως είναι γνωστό, δεν ορίζεται το σύνολο όλων των συνόλων). Το συμπλήρωμα στοιχείου αντιστοιχεί στο συμπληρωματικό συνόλου ως προς το U. Με τις αντιστοιχήσεις αυτές, κάθε σχέση της άλγεβρας Boole μπορεί να μετατραπεί σε μία θεωρητική σχέση συνόλων. Υπάρχει συγκριτικός πίνακας παρακάτω. 4

12 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο Άλγεβρα Μπουλ και προτασιακή λογική (propositional calculus) Λογική πρόταση είναι κάθε σύνολο χαρακτήρων ή λέξεων που μπορούμε να του δώσουμε την τιμή «ψευδής» ή «αληθής». Η πρόταση p=[θα κερδίσω το λαχείο μεθαύριο] δεν είναι λογική πρόταση. Η πρόταση q=[ο ακέραιος αριθμός 4 είναι άρτιος] είναι λογική πρόταση και έχει τιμή λογικής = «αληθής». Θα μπορούσαμε να δούμε την προτασιακή λογική (πράξεις με λογικές προτάσεις) ως μια άλγεβρα Μπουλ. Ας δούμε τις αντιστοιχίες: Τα στοιχεία του Κ στην προτασιακή λογική είναι λογικές προτάσεις. Η πρόσθεση ( + ) αντιστοιχεί σε διάζευξη (Ή). Ο πολλαπλασιασμός ( ) αντιστοιχεί σε σύζευξη (ΚΑΙ). Το μηδέν ( 0 ) αντιστοιχεί στο ψευδής. Το ένα ( 1 ) αντιστοιχεί στο αληθής. Το συμπλήρωμα ( ) αντιστοιχεί στην άρνηση της πρότασης. Πίνακας αντιστοιχιών άλγεβρας Μπουλ, σύνολο θεωρίας και προτασιακής λογικής Άλγεβρα Μπουλ Θεωρία Συνόλων Προτασιακή Λογική Πρόσθεση + Ένωση Διάζευξη, Ή Πολλαπλασιασμός Τομή Σύζευξη, Και Μηδέν 0 Κενό σύνολο Ψευδής F Ένα 1 Παγκόσμιο σύνολο C Αληθής T Στοιχεία α,β Σύνολα A,B Προτάσεις p,q Συμπλήρωμα του α α Συμπληρωματικό του A Άρνηση της p p 5

13 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο 1 Παραδείγματα όμοιων προτάσεων σε διάφορους συμβολισμούς Άλγεβρα Μπουλ Θεωρία Συνόλων Προτασιακή Λογική αα = 0 p p = F α + αβ = α p (p q) = p (αβ) = α + β (p q) = p q Σημείωση: Στα PLC επεξεργαζόμαστε πληροφορίες σε δυαδική μορφή (0 ή 1), συναρτήσεις χρόνου, μετρητές, αναλογικές συναρτήσεις τάσης ή έντασης. Τις πληροφορίες μας μπορούμε να αποθηκεύουμε τα δεδομένα (προσωρινά ή μόνιμα), να εκτελούμε πράξεις (λογικές και αριθμητικές), επιλογή (πχ. μιας θέσης μνήμης) και να εκτελούμε απαριθμήσεις. 1.6 Άλγεβρα Μπουλ Η δίτιμη άλγεβρα Boole είναι ένα αλγεβρικό σύστημα το οποίο περιλαμβάνει δύο στοιχεία (τα οποία συμβολίζουμε συνήθως με 0 και 1 ) και τρεις τελεστές, τους οποίους συμβολίζουμε με + (OR, Η),. (AND, ΚΑΙ), ~ (NOT, ΟΧΙ). Συχνά, αντί για το σύμβολο ~ χρησιμοποιούμε το σύμβολο (~x = x ). Οι κανόνες για τους τελεστές αυτούς ορίζονται σύμφωνα με τους ακόλουθους πίνακες. Πίνακας: Τελεστές της δίτιμης άλγεβρας Boole x y x+y ~(x+y) x.y ~(x.y) ~y ~x

14 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο 1 Οι μεταβλητές της άλγεβρας Boole μπορούν να πάρουν δύο τιμές 0 ή 1. Η άλγεβρα Boole χαρακτηρίζεται από μια σειρά αξιώματα, θεωρήματα και ιδιότητες (πχ. αντιμεταθετική, προσεταιριστική κ.λπ.). Συναρτήσεις Boole Μια συνάρτηση Boole είναι μια έκφραση που σχηματίζεται από δυαδικές μεταβλητές, τους τελεστές Η, ΚΑΙ, ΟΧΙ και παρενθέσεις. Για μια δεδομένη τιμή των μεταβλητών η τιμή της συνάρτησης μπορεί να είναι είτε 0 είτε 1. Μια συνάρτηση Boole μπορεί να οριστεί είτε με τον τύπο της, είτε με τον πίνακα αληθείας της. Για παράδειγμα, η συνάρτηση F= xyz + xyz Παίρνει την τιμή 1 είτε όταν x=y=z=1 είτε όταν x=y=1, και z=0 (με z συμβολίζουμε την αντίστροφη της μεταβλητής z, η οποία είναι 0 όταν η z είναι 1 και αντίστροφα). Ο πίνακας αληθείας της συνάρτησης F δίνεται στη συνέχεια. Πίνακας: Πίνακας αληθείας της συνάρτησης F = xyz + xyz α/α x y z z xyz xyz F Απλοποίηση συνάρτησης Boole Με τον όρο απλοποίηση συνάρτησης Boole εννοούμε τη διαδικασία μέσω της οποίας η έκφραση μιας συνάρτησης μετασχηματίζεται σε μια μορφή απλούστερη. Με τον όρο απλούστερη αναφερόμαστε συνήθως στην υλοποίηση της συνάρτησης με 7

15 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο 1 λογικές πύλες. Η απλοποίηση πραγματοποιείται με τη βοήθεια του πίνακα Carnaugh όπως φαίνεται στο επόμενο σχήμα. x x yz x 0 1 y z y z yz yz Σχήμα : Απλοποίηση της συνάρτησης F με το χάρτη Carnaugh Η απλοποιημένη μορφή της συνάρτησης F είναι η F= x*z. Παράδειγμα: Σε έναν χώρο έχουμε μια συνάρτησης f όπου υπάρχουν τρεις αισθητήρες οι Χ1, Χ2 και Χ3. Η συνάρτηση f τίθεται σε λειτουργία σύμφωνα με τον πίνακα λειτουργίας που φαίνεται δίπλα. f X1X 2X3 X1X 2X3 X1X 2X3 X1X 2X3 X1X 2X3 Η λύση αυτή της συνάρτησης όπως βλέπουμε με την πρώτη ματιά είναι απλή. Επαληθεύεται πέντε φορές ανάλογα με την κατάσταση των αισθητήρων. Η σχέση αυτή στην πράξη τρώει μνήμη. Η συνάρτηση με την απλοποίηση με τον κανόνα του Carnaugh γράφεται ποιο απλά. 8

16 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο Λογικές Πύλες Μια λογική πύλη υλοποιεί μια συνάρτηση Boole και έχει μία, δύο ή περισσότερες εισόδους και μία έξοδο. Κάθε λογική πύλη έχει ένα σύμβολο και έναν πίνακα αληθείας. Ο πίνακας αυτός δείχνει την τιμή της εξόδου για τις διαφορετικές τιμές των εισόδων. Οι λογικές πύλες χρησιμοποιούνται ακόμη στην υλοποίηση των άλλων μονάδων (αποκωδικοποιητών πολυπλεκτών, αθροιστών, κ.λπ.) που θα περιγραφούν στη συνέχεια. Οι πιο γνωστές λογικές πράξεις είναι η σύζευξη (AND), η διάζευξη (OR) και η άρνηση (NOT). Οι πράξεις αυτές υλοποιούνται με τις λογικές πύλες AND, OR και NOT αντίστοιχα. Ακόμη, πολύ συχνά χρησιμοποιούνται οι πύλες NAND και NOR, οι οποίες εκτελούν τις αντίστροφες λογικές πράξεις από τις AND και OR αντίστοιχα, καθώς και οι πύλες της αποκλειστικής διάζευξης (ΧΟR) και της άρνησής της (XNOR). Πύλη NOT Η λογική πράξη της άρνησης έχει μια μεταβλητή εισόδου και ένα αποτέλεσμα το οποίο είναι 1 αν η είσοδος είναι 0, διαφορετικά το αποτέλεσμα είναι 0. Στο επόμενο Σχήμα παρουσιάζουμε το λογικό σύμβολο της πύλης ΝΟΤ, καθώς και τον πίνακα αληθείας της. α 0 1 x 1 0 α x Σχήμα 1.7.1: Λογικό σύμβολο της πύλης ΝΟΤ και πίνακας αληθείας Συχνά, στην υλοποίηση λογικών συναρτήσεων, αντί για το σύμβολο της πύλης NOT χρησιμοποιούμε για απλότητα ένα κυκλάκι. 9

17 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο 1 Πύλη AND Η λογική πράξη της σύζευξης έχει δύο (ή περισσότερους) τελεστές και ένα αποτέλεσμα το οποίο είναι 1 αν όλα τα δεδομένα είναι 1. Σε κάθε άλλη περίπτωση, το αποτέλεσμα είναι 0. Η πράξη αυτή υλοποιείται με την πύλη AND. Στο επόμενο Σχήμα παρουσιάζουμε το λογικό σύμβολο της πύλης AND δύο εισόδων, καθώς και τον πίνακα αληθείας της. a b X α β x Σχήμα 1.7.2: Λογικό σύμβολο της πύλης AND και πίνακας αληθείας Πύλη OR Η λογική πράξη της διάζευξης έχει δύο (ή περισσότερους) τελεστές και ένα αποτέλεσμα το οποίο είναι 0 αν όλα τα δεδομένα είναι 0. Σε κάθε άλλη περίπτωση, το αποτέλεσμα είναι 1. Η πράξη αυτή υλοποιείται με την πύλη OR. Στο επόμενο Σχήμα παρουσιάζουμε το λογικό σύμβολο της πύλης OR δύο εισόδων, καθώς και τον πίνακα αληθείας της. a b X α β x Σχήμα 1.7.3: Λογικό σύμβολο της πύλης OR και πίνακας αληθείας 10

18 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο 1 Πύλη NAND Η λογική πράξη της άρνησης της σύζευξης έχει δύο (ή περισσότερους) τελεστές και ένα αποτέλεσμα το οποίο είναι 0 αν όλα τα δεδομένα είναι 1. Σε κάθε άλλη περίπτωση, το αποτέλεσμα είναι 1. Η πράξη αυτή υλοποιείται με την πύλη NAND. Στο επόμενο Σχήμα παρουσιάζουμε το λογικό σύμβολο της πύλης ΝAND δύο εισόδων, καθώς και τον πίνακα αληθείας της. a b X α β x Σχήμα : Λογικό σύμβολο της πύλης ΝAND και πίνακας αληθείας Πύλη ΝOR Η λογική πράξη της άρνησης της διάζευξης έχει δύο (ή περισσότερους) τελεστές και ένα αποτέλεσμα το οποίο είναι 1 αν όλα τα δεδομένα είναι 0. Σε κάθε άλλη περίπτωση, το αποτέλεσμα είναι 1. Στο επόμενο Σχήμα παρουσιάζουμε το λογικό σύμβολο της πύλης ΝOR δύο εισόδων, καθώς και τον πίνακα αληθείας της. α β x α β x Σχήμα 1.7.6: Λογικό σύμβολο της πύλης ΝOR και πίνακας αληθείας 11

19 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο 1 Πύλη ΧOR Η λογική πράξη της αποκλειστικής διάζευξης με δύο τελεστές έχει αποτέλεσμα 1 αν οι δύο τελεστές έχουν διαφορετική τιμή και 0 διαφορετικά. Η πράξη αυτή υλοποιείται με την πύλη XOR. Στο επόμενο Σχήμα παρουσιάζουμε το λογικό σύμβολο της πύλης XOR δύο εισόδων, καθώς και τον πίνακα αληθείας της. α β x α β x Σχήμα 1.7.8: Λογικό σύμβολο της πύλης XOR και πίνακας αληθείας Συνήθως, η λογική πράξη της αποκλειστικής διάζευξης συμβολίζεται με το, δηλαδή x=a b. Μπορεί κανείς να παρατηρήσει ότι η λογική συνάρτηση την οποία υλοποιεί η πύλη XOR είναι η x=a b + ab. Έτσι, η πύλη XOR είναι ισοδύναμη με την ακόλουθη υλοποίηση. α β x Σχήμα 1.7.9: Πύλη XOR υλοποιημένη με πύλες AND, OR, NOT Η παραπάνω Δομή είναι με πύλες AND OR & NOT. 12

20 Εισαγωγή στην άλγεβρα boole Κεφάλαιο 1 Πύλη ΧNOR Η λογική πράξη της άρνησης της αποκλειστικής διάζευξης με δύο τελεστές έχει αποτέλεσμα 0 αν οι δύο τελεστές έχουν διαφορετική τιμή και 1 διαφορετικά. Η πράξη αυτή υλοποιείται με την πύλη XNOR. Στο επόμενο Σχήμα παρουσιάζουμε το λογικό σύμβολο της πύλης XNOR δύο εισόδων, καθώς και τον πίνακα αληθείας της. α β x α β x Σχήμα : Λογικό σύμβολο της πύλης XΝOR και πίνακας αληθείας Και αυτή η λογική μπορεί να εκτελεστεί με πύλες AND, OR & NOT. 13

21 Κεφάλαιο 2 ο Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής

22 Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής Κεφάλαιο Γενικές Πληροφορίες Το PLC είναι ένας προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής. Ο όρος PLC προκύπτει από τα αρχικά των λέξεων Programmable Logic Controller. Είναι ένα ψηφιακό ηλεκτρονικό σύστημα σχεδιασμένο για χρήση σε βιομηχανικό περιβάλλον, το οποίο χρησιμοποιεί μια προγραμματιζόμενη μνήμη για την αποθήκευση εντολών ώστε να επιτελούνται διάφορες λειτουργίες όπως: o λογικές, o χρονικές, o μετρητικές o αριθμητικές πράξεις Ελέγχονται μέσω αναλογικών και ψηφιακών καταστάσεων. Το PLC είναι δηλαδή μια ηλεκτρονική διάταξη που θα μπορούσε να χαρακτηριστεί σαν ένας πίνακας κλασσικού αυτοματισμού. Όπως ο πίνακας αυτοματισμού έτσι και το PLC έχει εισόδους και εξόδους που συνδέονται με τα στοιχεία μιας εγκατάστασης και έναν αλγόριθμο (πρόγραμμα) που καθορίζει τους συνδυασμούς εισόδων που παράγουν ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα στις εξόδους. Τα μειονεκτήματα του πίνακα αυτοματισμού είναι ότι για την εκτέλεση των αυτοματισμών απαιτούνται πολλοί ηλεκτρονόμοι ( relay ), καλωδιώσεις, χρονικά και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές με αποτέλεσμα η διόρθωση βλαβών στα συστήματα αυτά να είναι δύσκολη καθώς και ότι οι ηλεκτρονόμοι απαιτούν μεγάλη κατανάλωση ενέργειας για τη λειτουργία τους και ευθύνονται για σημαντικό ηλεκτρικό θόρυβο. Τα PLC από την άλλη έχουν το σημαντικό πλεονέκτημα ότι δε χρειάζονται βοηθητικοί ηλεκτρονόμοι και λοιπές ηλεκτρονικές συσκευές, με αποτέλεσμα να απαιτούν πολύ μικρό χώρο για την εγκατάστασή τους, λιγότερα καλώδια στον πίνακα αυτοματισμών και διαθέτουν πολλή μεγάλη ταχύτητα στην εκτέλεση των εντολών. Σε ένα πίνακα κλασσικού αυτοματισμού ο αλγόριθμος που αποφασίζει ποιος συνδυασμός εισόδων ενεργοποιεί μια ή περισσότερες εξόδους συνιστάται από την καλωδίωση του πίνακα (και άρα παραμένει σταθερός) ενώ στα PLC εξαρτάται κάθε φορά από το πρόγραμμα που είναι αποθηκευμένο στη μνήμη του και δεν χρειάζεται καμία μετατροπή στην καλωδίωση παρά μόνο στο πρόγραμμα. Ο αυτοματισμός του 15

23 Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής Κεφάλαιο 2 PLC μπορεί να αλλάξει αλλάζοντας μόνο το πρόγραμμά του, χωρίς να αλλάξει η συνδεσμολογία του. Με άλλα λόγια : α. Κλασσικό σύστημα αυτοματισμού εξαρτάται από το υλικό ( hardware ) β. Στο PLC εξαρτάται από το λογισμικό ( software ). Τα PLC πρωτοεμφανίστηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 60 με σκοπό να αντικαταστήσουν τους ηλεκτρονόμους και να αξιοποιήσουν τις σπουδαίες δυνατότητες των ηλεκτρονικών υπολογιστών στη βιομηχανία. Από τις πρώτες εφαρμογές των υπολογιστών στη βιομηχανία ήταν οι αυτόματες εργαλειομηχανές (τόρνοι, φρέζες κτλ.), οι οποίες μέχρι τότε χρησιμοποιούσαν κυρίως μηχανολογικούς και λιγότερο ηλεκτρολογικούς αυτοματισμούς. Η επιτυχημένη αυτή εφαρμογή οδήγησε τους μηχανικούς να αρχίσουν να σκέφτονται την αντικατάσταση όλων των μηχανικών αυτοματισμών ενός εργοστασίου από υπολογιστές. Όμως μέχρι τη δεκαετία του 80 αυτό ήταν αδύνατο, διότι οι υπολογιστές ήταν συσκευές πανάκριβες και δύσκολες στη χρήση. Στις αρχές της δεκαετίας του 80 οι εταιρίες παραγωγής ηλεκτρολογικού υλικού εμφανίζουν στους τεχνικούς και μηχανικούς της βιομηχανίας ένα νέο προϊόν αυτοματισμού, το οποίο ονόμασαν PLC. Σήμερα τα PLC έχουν εξελιχθεί πάρα πολύ σε σχέση με τα πρώτα μοντέλα της δεκαετίας του 80 και ο κλασσικός αυτοματισμός με relay τείνει να εκλείψει. Όλες οι καινούριες εγκαταστάσεις αυτοματισμού χρησιμοποιούν PLC. Η χρήση τους έχει γίνει πια αναγκαία λόγω του εύκολου και με μεγάλες δυνατότητες προγραμματισμού τους και χρησιμοποιούνται σε πολλές διαδικασίες και εφαρμογές όπως ο έλεγχος και η παρακολούθηση παραγωγικών διαδικασιών σε πραγματικό χρόνο. Ένα PLC από κατασκευαστικής απόψεως αποτελείται από μια Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU), τη μονάδα εισόδων (Digital and Analog Input), τη μονάδα εξόδων (Digital and Analog Output), το τροφοδοτικό (PS) και τις διατάξεις ενδείξεων και χειρισμών. Ο αριθμός των εισόδων και εξόδων καθορίζεται με βάση τις ανάγκες του αυτοματισμού. 16

24 Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής Κεφάλαιο Τα κύρια πλεονεκτήματα ενός PLC Τα κύρια πλεονεκτήματα ενός PLC είναι : Ο προγραμματισμός του γίνεται με εύκολο τρόπο, ο κάθε χρήστης μπορεί να παρέμβει πολλές φορές. Μπορεί δηλαδή να αλλάξει την λειτουργία του αυτοματισμού χωρίς να γίνει κάποια επέμβαση στο υλικό μέρος, εύκολα και σε λίγα λεπτά. Σε έναν πίνακα κλασσικού αυτοματισμού τέτοιες αλλαγές είναι πολύ δύσκολες, ακριβές και χρονοβόρες. Το ίδιο το PLC περιέχει: 1. βοηθητικές επαφές, 2. χρονικά, απαριθμητές, 3. μετρητές κτλ όπου έχει πρόσβαση ο χρήστης και μπορεί να τα χρησιμοποιήσει στο πρόγραμμά του. Παρέχει διαγνωστικά μηνύματα λάθους με τα ενσωματωμένα LED στις κάρτες εσόδων και εξόδων και γίνεται εύκολη η εποπτεία της κατάστασης των PLC. Τα PLC καταλαμβάνουν μικρό χώρο μειώνοντας έτσι το συνολικό όγκο του αυτοματισμού. Είναι κατασκευασμένα κατάλληλα ώστε να προστατεύεται από υγρασία, δονήσεις και να αντέχει και σε διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Υπάρχει σημαντική οικονομία στο χώρο, τη συντήρηση & την κατανάλωση ενέργειας. Το κόστος κατασκευής του είναι σημαντικά μικρότερο από το κόστος παραγωγής ενός μεγάλου αριθμού βοηθητικών relay, χρονικών και απαριθμητών. Σε μια μοντέρνα εγκατάσταση που χρησιμοποιούνται αυτοματισμοί με PLC, παρέχονται δυνατότητες σύνδεσης με τον κεντρικό ηλεκτρονικό υπολογιστή, και το δίκτυο Η/Υ. Μπορούν δηλαδή να συνδεθούν σε συστήματα εποπτείας, ελέγχου και συλλογής πληροφοριών ( SCADA ) με αποτέλεσμα να υπάρχει μια εποπτική εικόνα λειτουργίας και χειρισμού του αυτοματισμού. Ο προγραμματισμός τους γίνεται είτε με βάση το σχέδιο συνδεσμολογίας, με επαφές, απαριθμητές κτλ. (γλώσσα Ladder), είτε με τη γλώσσα STL είτε με λογικό διάγραμμα. Η γλώσσα προγραμματισμού Ladder είναι προσαρμοσμένη στο βιομηχανικό αυτοματισμό και άρα είναι προσιτή στο προσωπικό που μέχρι σήμερα συντηρούσε τους κλασικούς πίνακες αυτοματισμού. 17

25 Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής Κεφάλαιο Τρόπος λειτουργιάς του PLC Η λειτουργίας ενός PLC είναι κυκλικής μορφής διαδικασία και δίνεται σε τρία βήματα : ΒΗΜΑ 1 ο : Ο μικροεπεξεργαστής (CPU) διαβάζει τις εισόδους, δηλαδή παρατηρεί αν αυτές είναι υπό τάση (λογικό 1 ) ή όχι (λογικό 0 ). Η τιμή 0 ή 1 για κάθε είσοδο αποθηκεύεται σε μια ειδική περιοχή της μνήμης (Input Image). ΒΗΜΑ 2 ο : H CPU επεξεργάζεται τα δεδομένα της μνήμης (τις τιμές των εισόδων ( 0 και 1 ) και εκτελεί τις εντολές του προγράμματος και τίθεται σε λειτουργία ο αυτοματισμός. Το πρόγραμμα αυτό στην ουσία περιέχει μια σειρά από λογικές πράξεις 1. Ουσιαστικά η εκτέλεση του προγράμματος (εκτέλεση λογικών πράξεων) θα δώσει αποτελέσματα στις εξόδους. Τα αποτελέσματα αυτά αποθηκεύονται σε μια ειδική περιοχή (Output Image) 2. ΒΗΜΑ 3 ο : Τέλος η CPU θέτει υπό τάση τις εξόδους που έχουν λογικό 1. Με αυτό τον τρόπο συμπληρώνεται ένας κύκλος λειτουργίας. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται συνεχώς όσο το PLC είναι σε κατάσταση λειτουργίας. Στο σχέδιο φαίνεται ένας κύκλος λειτουργίας του PLC που επαναλαμβάνεται ανάλογα με την ταχύτητα του επεξεργαστή και με το σύνολο των εντολών που θα περιέχει το πρόγραμμα στα τρία βήματα που περιγράψαμε παραπάνω. Σχεδιο : Κύκλος λειτουργίας ενός PLC Πάντοτε βλέπει και επιτηρεί την είσοδο και σε σχέση με το πρόγραμμα βγάζει την ανάλογη εντολή είτε για την έξοδο είτε για να αποθηκεύσει κάποια πληροφορία στην μνήμη του. Αν για τον άλφα ή βήτα λόγω σταματήσει η τροφοδοσία του με ηλεκτρικό ρεύμα, η λειτουργία των μνημών του επανέρχονται σε κατάσταση 0. Και δεν τίθεται θέμα κινδύνου του προσωπικού που εργάζεται εκεί. 1 Κεφαλαίο 1 ο 2 Η εικόνα εξόδων περιέχει την τιμή ( 0 ή 1 ). 18

26 Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής Κεφάλαιο Η δομή του PLC Πλαίσιο για τοποθέτηση των μονάδων (rack) (rack) (Υπάρχουν βαθμίδες PLC). Μικρές μονάδες, μεσαίες μονάδες και Μεγάλες μονάδες. Οι μεσαίες και οι μεγάλες μονάδες τοποθετούνται επάνω σε ειδικά πλαίσια τα λεγόμενα (rack) Κάθε μονάδα περιέχει ανεξάρτητα κομμάτια που είναι: 2. Η μονάδα τροφοδοσίας, 3. η μονάδα επεξεργασίας, 4. οι κάρτες εισόδων και εξόδων. Στη περίπτωση που οι θέσεις πλαισίου δεν επαρκούν τότε χρησιμοποιείται πλαίσιο επέκτασης για τη τοποθέτηση των μονάδων εισόδων και εξόδων. Ανεξάρτητα τώρα από τον τύπο και το μέγεθος, ένας προγραμματιζόμενος ελεγκτής συνίσταται από τα εξής απαραίτητα στοιχεία: Δομή του PLC 1. Το τροφοδοτικό PS 3 2. Την (CPU), ο εγκέφαλος του PLC Μονάδες εισόδων 4. Μονάδες εξόδων. 5. Μνήμες 6. Μονάδα προγραμματισμού. Σχέδιο : Δομή του PLC 3 Χρησιμοποιείται για να παρέχει την απαραίτητη τάση στη CPU και στις κάρτες εισόδων και εξόδων. Οι τυπικές εσωτερικές τάσεις των μονάδων είναι συνήθως: DC 5V, 9V, 24V. 19

27 Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής Κεφάλαιο Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας που αποτελεί τον εγκέφαλο του PLC ελέγχει και εκτελεί όλες τις λειτουργίες του PLC. Είναι δηλαδή η βασική μονάδα που είναι υπεύθυνη για τη λειτουργία του αυτοματισμού. Με βάση τις τιμές που διαβάζονται από τις εισόδους έχουμε τις κατάλληλες εξόδους, δηλαδή την υλοποίηση του αυτοματισμού. Η CPU ουσιαστικά είναι ένας μικροϋπολογιστής που περιλαμβάνει το μικροεπεξεργαστή και τη μνήμη. Ο μικροεπεξεργαστής είναι αυτός που εκτελεί όλες τις λειτουργίες και τα δεδομένα που επεξεργάζεται είναι δυαδικής μορφής. Η ταχύτητα ενός επεξεργαστή εκφράζεται από το ρυθμό σάρωσης δεδομένων της μνήμης. Το κόστος του επεξεργαστή είναι ανάλογο με την ταχύτητά του. Η επιλογή της CPU γίνεται λαμβάνοντας υπόψη των αριθμό των εισόδων και εξόδων που θα έχει το σύστημα, τον απαιτούμενο όγκο του προγράμματος, την επιθυμητή ταχύτητα λήψης αποφάσεων και τις γνωστές ανάγκες δικτύωσης και επικοινωνίας με άλλα συστήματα. Τα σημαντικότερα στοιχεία μιας CPU είναι : O Επεξεργαστής, ο οποίος εκτελεί τις εντολές του προγράμματος σειριακά και με κυκλική διαδικασία. Ο επεξεργαστής ελέγχει συνεχώς τις εισόδους και μέσω των λογικών πράξεων αποφασίζει για την ενεργοποίηση των στοιχείων που είναι συνδεδεμένα στις εξόδους. Επίσης ελέγχει και τη σωστή λειτουργία των μονάδων που είναι συνδεδεμένες σε αυτόν. Η Αριθμητική Λογική Μονάδα (arithmeticlogicalunit ALU) η οποία εκτελεί τις αριθμητικές και τις λογικές πράξεις. Στην ALU υπάρχουν δύο ή τέσσερεις καταχωρητές όπου εκτελούνται οι αριθμητικές και οι λογικές πράξεις. H Μνήμη, η οποία χωρίζεται σε : o Μνήμη για το λειτουργικό σύστημα (ROM) όπου περιέχεται το πρόγραμμα για τη σωστή λειτουργία του συστήματος (systemprograms) δηλαδή το λειτουργικό πρόγραμμα που είναι απαραίτητο για όλες τις βασικές λειτουργίες του PLC. Το λειτουργικό πρόγραμμα δε μπορεί να τροποποιηθεί. 20

28 Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής Κεφάλαιο 2 o Εσωτερική μνήμη προγράμματος (programmemory) όπου ο χρήστης μπορεί να γράψει το πρόγραμμα που θέλει να εκτελεστεί για τον αυτοματισμό της εγκατάστασης. o Μνήμη για τα χρονικά (Τ) όπου αποθηκεύονται οι χρόνοι των χρονικών. o Μνήμη για τους απαριθμητές (C) όπου αποθηκεύεται το περιεχόμενο των απαριθμητών. o Μνήμη για τα βοηθητικά (M) όπου αποθηκεύονται πληροφορίες ή ενδιάμεσα αποτελέσματα που είναι διαθέσιμα σε όλο το πρόγραμμα. o Μνήμη για τα διαγνωστικά όπου καταχωρούνται διάφορες ενέργειες που έχουν γίνει στο σύστημα με ώρα και ημερομηνία, όπως CPU σε RUN ή STOP κατάσταση, βραχυκυκλωμένη μονάδα αναλογικών κτλ. o Μνήμη απεικόνισης εισόδων (PII) όπου αποθηκεύονται στην αρχή κάθε κύκλου σάρωσης τα σήματα από τις μονάδες εισόδων του PLC. o Μνήμη απεικόνισης εξόδων (PIQ) όπου κατά τη διάρκεια εκτέλεσης του προγράμματος υπολογίζονται οι τιμές των εξόδων και αποθηκεύονται σε αυτή τη περιοχή. Στο τέλος κάθε κύκλου σάρωσης η CPU στέλνει τις τιμές αυτές στις μονάδες εισόδου. o Μνήμη εργασίας (WorkMemory), η οποία ουσιαστικά είναι μια μνήμη RAM όπου υπάρχουν και εκτελούνται μόνο τα άκρως απαραίτητα στοιχεία από το πρόγραμμα καθώς και το μπλοκ δεδομένων. Η μνήμη RΑΜ διατηρεί το περιεχόμενο της όσο υπάρχει τροφοδοσία του PLC με τάση ή αν υπάρχει βοηθητική μπαταρία αλλιώς το πρόγραμμα χάνεται. Για να εξασφαλιστεί η διαθεσιμότητα του προγράμματος χρησιμοποιείται κάποια βοηθητική μπαταρία (Battery backup) ή εξωτερική μονάδα μνήμης. Η battery backup CMOS RAM είναι μια μνήμη ανάγνωσης και καταγραφής δεδομένων. Όσο υπάρχει τροφοδοσία διατηρούνται οι αποθηκευμένες πληροφορίες στη RAM αλλιώς χάνονται. Οι μνήμες τύπου CMOS καταναλώνουν λίγη ενέργεια και η μπαταρία αρκεί για την ανάκτηση των δεδομένων σε περίπτωση διακοπής. Η Μνήμη EEPROM είναι μνήμη μόνο ανάγνωσης. Το περιεχόμενο της μπορεί να σβηστεί και να γραφτεί πολλές φορές και όταν επανέλθει η τροφοδοσία της μετά από κάποια διακοπή τότε τα περιεχόμενα της 21

29 Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής Κεφάλαιο 2 ΕΕPROM θα αντιγραφούν στη μνήμη RAM. Προτιμάται από την EPROM επειδή προσφέρει μεγαλύτερη ευκολία στην αποθήκευση του προγράμματος. Η Μνήμη EPROM είναι μνήμη μόνο ανάγνωσης. Το περιεχόμενο της μπορεί να σβηστεί και να γραφτεί πολλές φορές. Η μνήμη EPROM αποτελεί το ασφαλέστερο μέσο αποθήκευσης για τις βιομηχανίες. Το περιεχόμενό της μπορεί να χαθεί μόνο όταν εκτεθεί σε υπεριώδη ακτινοβολία και για αυτό το λόγο λέγονται και UV-EPROM. 1. Διακόπτη με κλειδί RUN-P/RUN/STOP/MPES 2. Ενδεικτικά LED για τη κατάσταση της CPU 3. Θέση για σύνδεση συσκευής προγραμματισμού ή συσκευών καταγραφής και απεικόνισης 4. Θέση για τοποθέτηση εξωτερικής μνήμης Μονάδες εισόδων και εξόδων Οι μονάδες των εισόδων και εξόδων αποτελούν τις μονάδες επικοινωνίας της κεντρικής μονάδας με τον έξω κόσμο, δηλ. με τους αισθητήρες, τους διακόπτες, τα μπουτόν κ.α., που δίνουν τις εντολές στη κεντρική μονάδα, καθώς και με τα relay ισχύος των κινητήρων, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, ενδεικτικές λυχνίες και γενικά τους αποδέκτες που εκτελούν τις εντολές της κεντρικής μονάδας. Η κεντρική μονάδα μπορεί να δεχτεί ψηφιακά σήματα εισόδου και εξόδου χαμηλής τάσης και πολύ μικρού ρεύματος. Η τάση που δέχεται είναι συνήθως 0 Volt για το λογικό 0 και 5 Volt για το λογικό 1. Το ρεύμα εισόδου καθώς και το ρεύμα εξόδου δεν μπορεί να ξεπεράσει τα λίγα ma. Οι μονάδες εισόδων και εξόδων αναλαμβάνουν να προσαρμόσουν τα σήματα εισόδου και εξόδου, που έχουμε στον αυτοματισμό, σε σήματα που μπορεί να δεχτεί η κεντρική μονάδα, τόσο από άποψη τάσεων όσο και από άποψη ρευμάτων. Η προσαρμογή αυτή γίνεται με χρήση ηλεκτρονικών στοιχείων ισχύος, είτε με τη χρήση των κατάλληλων μικρό-relay. 22

30 Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής Κεφάλαιο 2 Οι μονάδες εισόδων χωρίζονται σε : α. Ψηφιακές μονάδες εισόδων (analog input) β. Αναλογικές μονάδες εισόδων (digital input) α. Ψηφιακές μονάδων εισόδων (digital input) Ο ρόλος τους είναι να μεταφέρουν την εικόνα της εγκατάστασης στη CPU όπως για παράδειγμα ότι πατήθηκε ένας διακόπτης ή πιέστηκε ένα μπουτόν. Η πληροφορία αυτή μεταφέρεται ηλεκτρικά σε κλέμα της μονάδας εισόδου, ψηφιοποιείται και αποθηκεύεται στη μνήμη απεικόνισης εισόδων. Ουσιαστικά όταν τροφοδοτείται μια επαφή με τάση τότε θα κλείσει η επαφή και στην αντίστοιχη κλέμα εισόδου του PLC λέγεται ότι υπάρχει σήμα 1, ενώ στην αντίθετη περίπτωση σήμα 0. β. Αναλογικές μονάδες εισόδων (analog input) : Οι αναλογικές μονάδες εισόδων χρησιμοποιούνται κυρίως για σήματα τα οποία έχουν διαρκή μεταβολή. Για την επεξεργασία τους μετατρέπεται πρώτα το μηχανικό σήμα σε ηλεκτρικό με τη βοήθεια ενός αισθητήρα ή μετατροπέα και μετά εισάγεται στο PLC. Ουσιαστικά οι αναλογικές μονάδες εισόδων δέχονται συνεχή μεγέθη και τα μετατρέπουν σε μορφή κατάλληλη για τη CPU. Επίσης οι αναλογικές μονάδες εισόδων έχουν διακριτική ικανότητα (resolution). Για να κατανοήσει η CPU ένα αναλογικό μέγεθος αυτό μετατρέπεται από την μονάδα εισόδου σε έναν δυαδικό αριθμό. Το πλήθος των δυαδικών ψηφίων που χρησιμοποιούνται για την αναπαράσταση ενός αναλογικού μεγέθους καθορίζει το μέγιστο αριθμό των βημάτων μετατροπής και άρα την ακρίβεια του συστήματος. 23

31 Προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής Κεφάλαιο 2 Οι μονάδες εξόδων χωρίζονται σε : α. Μονάδες ψηφιακών εξόδων (digital output) β. Μονάδες αναλογικών εξόδων (Analog output) α. Μονάδες ψηφιακών εξόδων (digital output) : Ο ρόλος τους είναι να μετατρέπουν τις αποφάσεις που πήρε η CPU σε εντολές προς την εγκατάσταση. Οι αποφάσεις αυτές βρίσκονται καταχωρημένες στη μνήμη απεικόνισης εξόδων της CPU και μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα από τις μονάδες εξόδων. Οι μονάδες εξόδων λειτουργούν σαν διακόπτες, στους οποίους δίνεται τάση και όταν κλείσει ο διακόπτης η τάση πηγαίνει προς το υπόλοιπο κύκλωμα. Έτσι η τροφοδοσία των μονάδων γίνεται εξωτερικά, ανάλογα με το τι τάση χρησιμοποιείται. β. Μονάδες αναλογικών εξόδων (Analog output) : Στις μονάδες αυτές ελέγχεται το ποσοστό λειτουργίας μιας μονάδας. Οι μονάδες αυτές μετατρέπουν το αριθμητικό μέγεθος της εντολής της CPU στην κατάλληλη τιμή ρεύματος ή τάσης ώστε να μπορεί να οδηγηθεί το ανάλογο εξάρτημα που ελέγχει το φυσικό μέγεθος της εγκατάστασης. Όλα τα χαρακτηριστικά των μονάδων είναι σε πλήρη αντιστοιχία με αυτά των αναλογικών εισόδων. 24

32 Κεφάλαιο 3 ο Γλώσσες προγραμματισμού PLC εντολές

33 Γλώσσες προγραμματισμού PLC εντολές Κεφάλαιο Προγραμματισμός ενός PLC Υπάρχουν πολλά λογισμικά 5 για το προγραμματισμό ενός PLC. Ο κανονισμός που περιέχει γλώσσες προγραμματισμού είναι : IEC από τα 8 μέρη του διεθνούς προτύπου για προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές. Εκδόθηκε για πρώτη φορά το Δεκέμβριο του 1993 από το IEC. Η σημερινή βρίσκεται στην τρίτη κατά σειράν αναβαθμισμένη έκδοση που δημοσιεύθηκε το Φεβρουάριο του Το πρότυπο αυτό IEC δείχνει τις γλώσσες προγραμματισμού που εφαρμόζονται : και ορίζει, 1. Δύο γραφικές, την Ladder (LΑD ή LD) και την (FBD). 2. Δύο κειμένου, την (STL ή ST) Δομημένο κείμενο και την (IL) κατάλογου οδηγιών. 3. Μία (SFC) είναι μία διαδοχική λειτουργική γλώσσα. Για τον προγραμματισμό του PLC στην παρούσα εργασία κάναμε χρήση μία γλώσσα από εντολές της SIEMENS σε Windows που ονομάζεται STEP-7. Το πακέτο αυτό δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη, εκτός από το να προγραμματίσει το PLC, να τρέξει το πρόγραμμα σε πραγματικό χρόνο, αν φυσικά είναι συνδεδεμένο το PLC με το καλώδιο προγραμματισμού (τότε μπορούμε να δούμε τα Led) που υπάρχουν να αρχίσουν να αναβοσβήνουν ανάλογα. Να διαπιστώσει τη λειτουργία του και να διορθώσει τυχόν σφάλματα κατά τον προγραμματισμό. Ένα μεγάλο πλεονέκτημα του STEP-7 είναι η δυνατότητα που παρέχει στο χρήστη να διαλέξει μια από τις τρεις γλώσσες προγραμματισμού που έχει το STEP-7 και δέχεται το αντίστοιχο PLC, έτσι ώστε να γίνει πιο εύκολη για την χρήση του συστήματος Γλώσσα LADDER Logic ή ηλεκτρολογικών γραφικών Η πρώτη γλώσσα προγραμματισμού ενός PLC είναι η Ladder Logic (LAD) που είναι μια γλώσσα γραφικών, η οποία χρησιμοποιεί ηλεκτρομηχανικά σύμβολα και επιτρέπει ουσιαστικά τη μεταφορά του ηλεκτρολογικού σχεδίου στο PLC. Με τη γλώσσα αυτή η εργασία σχεδιασμού του αυτοματισμού γίνεται εύκολα και γρήγορα. Η γλώσσα LADDER χρησιμοποιεί όχι την Ευρωπαϊκή τυποποίηση στο σχεδιασμό των ηλεκτρικών επαφών, αλλά την Αμερικάνικη κουλτούρα. Αυτό ίσως οφείλεται 5 Λόγω των διαφόρων εταιριών που κατασκευάζουν PLC. 26

34 Γλώσσες προγραμματισμού PLC εντολές Κεφάλαιο 3 στο γεγονός ότι τα πρώτα PLC αναπτύχθηκαν στην Αμερική από την (OMRON). Όμως στη συνέχεια αυτός ο σχεδιασμός θεωρήθηκε εύχρηστος και διατηρήθηκε και από τις Ευρωπαϊκές εταιρίες, με αποτέλεσμα σήμερα να είναι ο πλέον καθιερωμένος. Στο παρακάτω σχέδιο φαίνεται το περιβάλλον της γλώσσας Ladder. Σχέδιο 3.1 : Παράδειγμα στο περιβάλλον της γλώσσας Ladder Γλώσσα λίστα εντολών (Statement List) ή λογικών εντολών Η δεύτερη γλώσσα προγραμματισμού είναι η Statement List (STL) που αναπτύχθηκε σχεδόν ταυτόχρονα με τη LADDER. Η γλώσσα αυτή δημιουργεί λίστα προγράμματος με εντολές, που αντιστοιχούν στις λογικές πύλες (AND, OR, NOT κτλ). Στην αρχή η γλώσσα αυτή περιοριζόταν μόνο στις βασικές λογικές εντολές. Στη συνέχεια η γλώσσα αυτή αναπτύχθηκε πολύ και συναντά κανείς σε αυτήν στοιχεία από τις γλώσσες των υπολογιστών και κυρίως την γλώσσα Assembly. Ο προγραμματισμός σε αυτή τη γλώσσα απαιτεί από το χρήστη να έχει στοιχειώδεις γνώσεις προγραμματισμού. Στο παρακάτω σχέδιο φαίνεται το περιβάλλον της Statement List (STL). Σχέδιο 3.2 : Παράδειγμα στο περιβάλλον της Statement List 27

35 Γλώσσες προγραμματισμού PLC εντολές Κεφάλαιο Γλώσσα λογικών γραφικών (Function Block Diagram) Η τρίτη γλώσσα είναι η Function Block Diagram (FBD) η οποία είναι γραφική, αλλά αντί για ηλεκτρολογικό σχέδιο του αυτοματισμού χρησιμοποιεί το αντίστοιχο λογικό. Η γλώσσα αυτή είναι νεότερη και δεν χρησιμοποιείται από όλες τις εταιρίες. Στο παρακάτω σχέδιο φαίνεται το περιβάλλον της Function Block Diagram. Σχέδιο 3.3 : Παράδειγμα στο περιβάλλον της Statement List 28

36 Γλώσσες προγραμματισμού PLC εντολές Κεφάλαιο Εντολές προγραμματισμού Εντολές: And, And Not, Or και Or Not. Η κανονικά ανοικτή επαφή (NO) όταν τεθεί σε λειτουργία θα κλείσει και η τιμή του bit της διεύθυνσης θα γίνει ίσο με 1. Η κανονικά κλειστή επαφή (NC) όταν τεθεί σε λειτουργία θα ανοίξει και η τιμή του bit της διεύθυνσης θα γίνει ίση με 0. Τα bit αυτά ελέγχονται από τις εντολές AND, OR, AND Not και OR Not. Παράγουν αντίστοιχα ένα νέο bit κατά την ροή του προγράμματος. Ent bit Stack LD 1 1 A 0 0 O 1 1 ON 1 0 AN 0 1 A 1 1 LDN 1 0 ON 1 0 A 1 0 O 0 0 A

37 Γλώσσες προγραμματισμού PLC εντολές Κεφάλαιο 3 Negative Positive - Μετάβαση Κατάσταση, Positive (P) Κάνει μια μετάβαση της μνήμης από 0 σε 1. Δηλαδή κάνει μια Up κατάσταση. Κατάσταση, Negative (N) Κάνει μια μετάβαση της μνήμης από 1 σε 0. Δηλαδή κάνει μία Down κατάσταση. Είναι μια χρήσιμη δυναμική εντολή. Όπου με δυναμικό τρόπο μπορούμε να ορίσουμε μια κατάσταση λειτουργίας. 30

38 Γλώσσες προγραμματισμού PLC εντολές Κεφάλαιο 3 Εντολή άρνησης (Not) Είναι μια εντολή που αλλάζει την ροή του προγράμματος και του bit της κορυφής από 1 το κάνει 0 και από 0 σε 1. Παραπάνω μπορούμε να δούμε εντολές της μορφής : (NOT) (N) Το Διάγραμμα λειτουργίας των αλλαγών κατάστασης των 0 και 1 στον χρόνο. 31

39 Γλώσσες προγραμματισμού PLC εντολές Κεφάλαιο 3 Set Reset Σε όλα τα PLC υπάρχουν οι εντολές S (SET) και R (RESET), είναι όπως η εντολή (=) και προσδιορίζουν εξόδους & βοηθητικές μνήμες. H εντολή SET θέτει την έξοδο ή τη βοηθητική μνήμη, στην οποία αναφέρεται σε κατάσταση 1, όταν προηγηθεί λογική τιμή 1 κατά την εκτέλεση της εντολής. Η έξοδος ή η βοηθητική μνήμη διατηρεί την κατάσταση 1 έστω και αν σε επόμενη εκτέλεση της εντολής SET υπάρχει λογική τιμή 0. Η εντολή RESET θέτει την έξοδο ή τη βοηθητική μνήμη στην οποία αναφέρεται σε κατάσταση 0 όταν η προηγηθείσα λογική τιμή πάρει την λογική τιμή 1 κατά την εκτέλεση της εντολής 6. π.χ : LD I0.1 // Όταν από 0 γίνει 1 θα έχουμε S Q0.1, 3 // αυτό σημαίνει ότι θα κάνει την Q0.1, Q0.2, // Q0.3 από 0 σε 1 6 Μπορούμε να αναφερθούμε σε περισσότερες από μία εξόδους ή μνήμες με την εντολή S ή R. 32

40 Κεφάλαιο 4 ο Εντολές προγραμματισμού στη γλώσσα λίστα εντολών STL, ηλεκτρολογικών γραφικών LADDER

41 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Βασικές εντολές προγραμματισμού στη γλώσσα λίστα εντολών. Παρουσίαση εντολών. Η εντολή L (Load) Το πρόγραμμα το οποίο αντιστοιχεί σε μια πύλη λογικού κυκλώματος (ή κλάδο ηλεκτρολογικού κυκλώματος αυτοματισμού) ξεκινά με την εντολή L (Load, φόρτωσε). Το PLC με την εντολή Load διαβάζει τη λογική κατάσταση (0 ή 1) μιας εισόδου, εξόδου, βοηθητικής μνήμης, χρονικού κ.λπ., και τη φορτώνει σε ένα καταχωρητή (μια ειδική θέση μνήμης) τον οποίο θα ονομάζουμε Καταχωρητή Λογικού Αποτελέσματος (Κ.Α.). Η εντολή L μπορεί να αναφέρεται σε εισόδους, εξόδους, βοηθητικές μνήμες, χρονικά, κ.λπ. Π.χ. L I 0.1, L Q 0.2, L M 0.1. Σχήμα 4.1.1: Σχηματική παράσταση της εντολής Load. 34

42 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 H εντολή = (ίσον) Το πρόγραμμα που αντιστοιχεί σε μια πύλη λογικού κυκλώματος (ή κλάδο ηλεκτρολογικού κυκλώματος αυτοματισμού) καταλήγει πάντα με την εντολή = (ίσον). Η εντολή αναφέρεται σε εξόδους και βοηθητικές μνήμες. Το PLC με την εντολή = μεταφέρει στις εξόδους ή στις βοηθητικές μνήμες το περιεχόμενο του καταχωρητή λογικού αποτελέσματος. Π.χ. = Q 1.2, = M 0.1 Σχήμα 4.1.2: Σχηματική παράσταση της εντολής (=) 35

43 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Η εντολή Α (ΑΝD) H εντολή A υπαγορεύει στο PLC να εκτελέσει τη λογική πράξη AND. H εντολή AND αναφέρεται σε εισόδους, εξόδους, βοηθητικές μνήμες, χρονικά κ.λπ. Η λογική πράξη γίνεται μεταξύ της λογικής κατάστασης της εισόδου, εξόδου, βοηθητικής μνήμης, χρονικού, κ.λπ. το οποίο αναφέρεται στην εντολή και του περιεχομένου του Κ.Α. Το αποτέλεσμα επιστρέφει στον Κ.Α. Προσέξτε το παρακάτω σχήμα, το οποίο αποδίδει πολύ καλά τον τρόπο που το PLC εκτελεί τη λογική πράξη AND. Σχήμα 4.1.3: Σχηματική παράσταση της εντολής AND. 36

44 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Παράδειγμα: Έστω ότι έχουμε δύο διακόπτες S1 και S2 (επαφές σε ηρεμία ανοικτές), συνδεδεμένους σε σειρά και θέλουμε να ανάβει η λυχνία L1 όταν είναι κλειστοί και οι δύο διακόπτες ταυτόχρονα. Όπως έχουμε αναφέρει η ύπαρξη τάσης σε μια είσοδο-έξοδο του PLC μεταφράζεται σε σήμα 1. Έτσι όταν ρωτάμε για την ύπαρξη σήματος 1 η εντολή στο πρόγραμμα είναι η Α Ι0.0. Για να φορτώσουμε την εντολή στην είσοδο που έχουμε επιλέξει χρησιμοποιούμε την εντολή LD I0.0. Έτσι όπως θα δούμε και παρακάτω οι εντολές LD I0.0 και LD I0.1 φορτώνουν τις εντολές (Α) στις εισόδους Ι0.0 και Ι0.1. Η εντολή Α Ι0.0 ρωτάει αν και στην είσοδο Ι0.0 έχουμε σήμα 1 και η εντολή Α Ι0.1 ρωτάει αν και στην είσοδο Ι0.1 έχουμε σήμα 1. Αν ισχύουν οι δύο αυτές συνθήκες τότε ενεργοποιείται η έξοδος Q0.0 που έχουμε ορίσει με την εντολή = Q0.0 που αντιστοιχεί στην λυχνία L1. Παρακάτω ακολουθεί το πρόγραμμα και ο πίνακας που μας δείχνει τις πιθανές καταστάσεις και αντίστοιχα πώς συμπεριφέρεται η έξοδος. LD I0.0 LD I0.0 LD I0.1 A I0.1 A I0.0 ή = Q0.0 A I0.1 END = Q0.0 END Όπως παρατηρούμε η μοναδική περίπτωση που ανάβει η λυχνία εξόδου είναι όταν και οι δύο διακόπτες είναι κλειστοί δηλαδή έχουν σήμα 1.Σε κάθε άλλη περίπτωση η έξοδος δεν ενεργοποιείται. 37

45 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Η εντολή ΑΝ (ΑΝD ΝΟΤ) H εντολή AΝ υπαγορεύει στο PLC να εκτελέσει τη λογική πράξη AND ΝΟΤ, η οποία είναι στην ουσία το συμπλήρωμα της εντολής AND. H εντολή AND NOT αναφέρεται σε εισόδους, εξόδους, βοηθητικές μνήμες, χρονικά κ.λπ. Η λογική πράξη γίνεται μεταξύ της λογικής κατάστασης της εισόδου, εξόδου, βοηθητικής μνήμης, χρονικού, κ.λπ. το οποίο αναφέρεται στην εντολή και του περιεχομένου του Κ.Α. Το αποτέλεσμα επιστρέφει στον Κ.Α. Παράδειγμα: Έστω ότι έχουμε δύο διακόπτες S1 και S2 (επαφές σε ηρεμία ανοικτές), συνδεδεμένους σε σειρά και θέλουμε να ανάβει η λυχνία L1 όταν είναι ανοιχτοί και οι δύο διακόπτες ταυτόχρονα. Σε αυτήν την περίπτωση η ερώτηση για σήμα μηδέν σε μια είσοδο-έξοδο του PLC γίνεται με την εντολή ΑΝ (AND NOT). Για να φορτώσουμε την εντολή αυτή στην είσοδο που έχουμε επιλέξει χρησιμοποιούμε την εντολή LDN (Load Not). Έτσι στο παρακάτω παράδειγμα οι εντολές LDN I0.0 και LDN I0.1 φορτώνουν τις εντολές AN I0.0 και AN I0.1 αντίστοιχα στους διακόπτες που έχουμε επιλέξει. Έτσι λοιπόν η εντολή ΑΝ Ι0.0 ρωτάει αν και στην είσοδο Ι0.0 έχουμε σήμα 0 και η εντολή ΑΝ Ι0.1 ρωτάει αν και στην είσοδο Ι0.1 έχουμε σήμα 0. Αν ισχύουν οι δύο αυτές συνθήκες τότε ενεργοποιείται η έξοδος Q0.0 που έχουμε ορίσει με την εντολή = Q0.0 που αντιστοιχεί στην λυχνία L1. Παρακάτω ακολουθεί το πρόγραμμα και ο πίνακας που μας δείχνει τις πιθανές καταστάσεις και αντίστοιχα πώς συμπεριφέρεται η έξοδος. LDΝ I0.0 LDΝ I0.0 LDΝ I0.1 AΝ I0.1 AΝ I0.0 ή = Q0.0 AΝ I0.1 END = Q0.0 END 38

46 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Όπως παρατηρούμε η μοναδική περίπτωση που ανάβει η λυχνία εξόδου είναι όταν και οι δύο διακόπτες είναι ανοιχτοί δηλαδή έχουν σήμα 0.Σε κάθε άλλη περίπτωση η έξοδος δεν ενεργοποιείται 39

47 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 H εντολή O (OR) H εντολή OR υπαγορεύει στο PLC να εκτελέσει τη λογική πράξη OR. H εντολή OR αναφέρεται σε εισόδους, εξόδους, βοηθητικές μνήμες, χρονικά, κ.λπ. Εκτελείται με ανάλογο τρόπο, με αυτόν που εκτελείται η εντολή AND. Παράδειγμα: Έστω ότι έχουμε δύο διακόπτες S1 και S2 (επαφές σε ηρεμία ανοικτές), και θέλουμε να ανάβει η λυχνία L1 όταν πατηθεί τουλάχιστον ένας ή και οι δύο διακόπτες ταυτόχρονα. Σε αυτήν την περίπτωση η ερώτηση για σήμα 1 σε μια είσοδο-έξοδο του PLC γίνεται με την εντολή O (OR). Για να φορτώσουμε την εντολή αυτή στην είσοδο που έχουμε επιλέξει χρησιμοποιούμε την εντολή LD (Load). Έτσι στο παρακάτω παράδειγμα οι εντολές LD I0.0 και LD I0.1 φορτώνουν τις εντολές O I0.0 και O I0.1 αντίστοιχα στους διακόπτες που έχουμε επιλέξει. Έτσι λοιπόν η εντολή O Ι0.0 ρωτάει είτε στην είσοδο Ι0.0 έχουμε σήμα 1 και η εντολή Ο Ι0.1 ρωτάει είτε στην είσοδο Ι0.1 έχουμε σήμα 1. Δηλαδή αν ένας από τους δύο διακόπτες είναι κλειστός ή και οι δύο είναι κλειστοί τότε ενεργοποιείται η έξοδος Q0.0 που έχουμε ορίσει με την εντολή = Q0.0 που αντιστοιχεί στην λυχνία L1. Παρακάτω ακολουθεί το πρόγραμμα και ο πίνακας που μας δείχνει τις πιθανές καταστάσεις και αντίστοιχα πώς συμπεριφέρεται η έξοδος. LD I0.0 LD I0.0 LD I0.1 Ο I0.1 Ο I0.0 ή = Q0.0 Ο I0.1 END = Q0.0 END 40

48 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Όπως παρατηρούμε όταν οι δύο διακόπτες είναι ανοιχτοί έχουμε κλειστή την λυχνία στην έξοδο. Σε οποιοδήποτε άλλο συνδυασμό των διακοπτών η λυχνία εξόδου θα παραμένει ανοιχτή. 41

49 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 H εντολή ON (OR NOT) H εντολή OR NOT υπαγορεύει στο PLC να εκτελέσει τη λογική πράξη OR NOT, η οποία είναι το συμπλήρωμα της εντολής OR. H εντολή OR NOT αναφέρεται σε εισόδους, εξόδους, βοηθητικές μνήμες, χρονικά, κ.λπ. Εκτελείται με ανάλογο τρόπο, με αυτόν που εκτελείται η εντολή AND. Παράδειγμα: Έστω ότι έχουμε δύο διακόπτες S1 και S2 (επαφές σε ηρεμία ανοικτές), και θέλουμε να ανάβει η λυχνία L1 είτε όταν και οι δύο διακόπτες είναι ανοιχτοί είτε όταν ένας από τους δύο είναι ανοιχτός. Σε αυτήν την περίπτωση η ερώτηση για σήμα 0 σε μια είσοδο-έξοδο του PLC γίνεται με την εντολή OΝ (OR ΝΟΤ). Για να φορτώσουμε την εντολή αυτή στην είσοδο που έχουμε επιλέξει χρησιμοποιούμε την εντολή LDΝ (Load Not). Έτσι στο παρακάτω παράδειγμα οι εντολές LDΝ I0.0 και LDΝ I0.1 φορτώνουν τις εντολές OΝ I0.0 και OΝ I0.1 αντίστοιχα στους διακόπτες που έχουμε επιλέξει. Έτσι λοιπόν η εντολή OΝ Ι0.0 ρωτάει είτε στην είσοδο Ι0.0 έχουμε σήμα 0 και η εντολή ΟΝ Ι0.1 ρωτάει είτε στην είσοδο Ι0.1 έχουμε σήμα 0. Αν ισχύουν οι δύο αυτές συνθήκες τότε ενεργοποιείται η έξοδος Q0.0 που έχουμε ορίσει με την εντολή = Q0.0 που αντιστοιχεί στην λυχνία L1. Παρακάτω ακολουθεί το πρόγραμμα και ο πίνακας που μας δείχνει τις πιθανές καταστάσεις και αντίστοιχα πώς συμπεριφέρεται η έξοδος. LDN I0.0 LDN I0.0 LDN I0.1 ΟN I0.1 ΟN I0.0 ή = Q0.0 ΟN I0.1 END = Q0.0 END 42

50 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Όπως παρατηρούμε όταν οι δύο διακόπτες είναι κλειστοί έχουμε κλειστή την λυχνία στην έξοδο. Σε οποιοδήποτε άλλο συνδυασμό των διακοπτών η λυχνία εξόδου θα παραμένει ανοιχτή. Η εντολή Ν (ΝΟΤ) Η εντολή ΝΟΤ κάνει αλλαγή στην κατάσταση των εισόδων ή των εξόδων. Δηλαδή αν το σήμα μιας ή παραπάνω εισόδων-εξόδων είναι 1 τότε το κάνει 0 και αντίστροφα. Έτσι λοιπόν στο παράδειγμα που ακολουθεί αν βάλουμε ένα ΝΟΤ πριν την εντολή εξόδου τότε θα έχουμε τα αντίστροφα αποτελέσματα σύμφωνα με τον πίνακα που ακολουθεί. LD I0.0 LD I0.0 LD I0.1 A I0.1 A I0.0 ή ΝΟΤ A I0.1 = Q0.0 ΝΟΤ END = Q0.0 END Σημείωση: Από τα παραπάνω παραδείγματα παρατηρούμε ότι για την φόρτωση των εντολών Α,Ο χρησιμοποιούμε την εντολή Load (LD) ενώ για την φόρτωση των εντολών ΑΝ,ΟΝ χρησιμοποιούμε την εντολή Load not (LDN). 43

51 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Ανάπτυξη προγράμματος σε γλώσσα LADDER (LAD) Γενικά. H γλώσσα Ladder (LAD) είναι γλώσσα που χρησιμοποιεί τα ηλεκτρολογικά γραφικά. Το πρόγραμμα σε γλώσσα LADDER μοιάζει με το ηλεκτρολογικό σχέδιο του αυτοματισμού. Οι ιδιαιτερότητες που έχουμε να αντιμετωπίσουμε στη γλώσσα αυτή είναι: Χρησιμοποιούνται σύμβολα από την Αμερικάνικη τυποποίηση και όχι από την Ευρωπαϊκή με την οποία είμαστε εξοικειωμένοι. Το σχέδιο-πρόγραμμα είναι τυποποιημένο, δεν έχουμε δηλαδή την ελευθερία που έχουμε κατά τη σχεδίαση. Για παράδειγμα σε κάθε κλάδο μπορούμε να έχουμε περιορισμένο αριθμό στοιχείων προγράμματος (διακόπτες και επαφές). Επίσης, δεν μπορούμε να κάνουμε οποιασδήποτε μορφής διακλάδωση. Άρα η δουλειά που έχει να κάνει ο προγραμματιστής στη γλώσσα LADDER είναι να προσαρμόσει το σχέδιο του αυτοματισμού, στα δεδομένα που απαιτεί η γλώσσα. 44

52 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Δομή προγράμματος στη γλώσσα LADDER. Το πρόγραμμα σε γλώσσα LADDER είναι ένα σχέδιο, ένα διάγραμμα επαφών, δηλαδή σχεδόν το ηλεκτρολογικό σχέδιο του αυτοματισμού. Το διάγραμμα επαφών της γλώσσας LADDER σχεδιάζεται όχι κατακόρυφα αλλά οριζόντια. Δηλαδή σε ένα πρόγραμμα LADDER έχουμε δύο παράλληλες κατακόρυφες γραμμές (μπάρες), η αριστερή γραμμή παριστάνει τη μπάρα τροφοδοσίας με το υψηλό δυναμικό (+) και η δεξιά γραμμή τη μπάρα τροφοδοσίας με το χαμηλό δυναμικό (-). Μεταξύ των δύο γραμμών σχεδιάζουμε οριζόντια τους κλάδους του κυκλώματος. Κάθε κλάδος του διαγράμματος Ladder, που ξεκινά από την αριστερή μπάρα και καταλήγει στη δεξιά μπάρα, αποτελεί μια γραμμή προγράμματος, η οποία αντιστοιχεί στην ομάδα εντολών της γλώσσας λίστα εντολών. Τα σύμβολα που χρησιμοποιούνται είναι σύμβολα από την Αμερικανική τυποποίηση του ηλεκτρολογικού σχεδίου (ANSI). Τα βασικά σύμβολα δίνονται στο παρακάτω σχήμα. Δίπλα σε κάθε σύμβολο γράφεται το στοιχείο (η παράμετρος) στο οποίο αναφέρεται το σύμβολο. 45

53 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Σχήμα 4.2.1: Βασικά στοιχεία προγράμματος σε γλώσσα Ladder για τον προγραμματισμό PLC. Μερικές σημαντικές παρατηρήσεις για την κατάστρωση ενός προγράμματος είναι: Οι επαφές (contacts) μπορεί να αντιστοιχούν (να έχουν ονομασία) σε: Εισόδους, με πρώτο σύμβολο Ι. Εσωτερικά στοιχεία μνήμης (markers), με πρώτο σύμβολο Μ. Εξόδους, με πρώτο σύμβολο Q Οι έξοδοι (coils) του προγράμματος μπορεί να αντιστοιχούν (να έχουν ονομασία) σε: Εξόδους, με πρώτο σύμβολο Q. Εσωτερικά στοιχεία μνήμης, με πρώτο σύμβολο Μ. 46

54 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Η έξοδος είναι πάντα το τελευταίο στοιχείο σε μια γραμμή στοιχείων προγράμματος. Στο πρόγραμμα δεν μπορεί δύο διαφορετικές γραμμές στοιχείων προγράμματος να καταλήγουν σε εξόδους (coils) με την ίδια ονομασία. Σε ένα πρόγραμμα PLC αποφεύγουμε να δίνουμε αρχικές τιμές, αφού λόγω της κυκλικής εκτέλεσης του προγράμματος, σε περίπτωση λανθασμένου σχεδιασμού, αυτές θα επανέρχονται συνεχώς (συνήθως υπάρχουν ειδικές θέσεις μνήμης που διαβάζονται στην εκτέλεση μόνο του πρώτου κύκλου).τα προγράμματα τελειώνουν πάντα με την εντολή END. Κατά τη σχεδίαση ενός προγράμματος σε γλώσσα Ladder τα στοιχεία - εντολές συνδεσμολογούνται με βάση το λογικό ΚΑΙ (π.χ. όταν κλείσω το διακόπτη S1 ΚΑΙ το διακόπτη S2) ή το λογικό Η (π.χ. όταν κλείσω το διακόπτη S1 Ή το διακόπτη S2). Στο παρακάτω σχήμα βλέπουμε πώς γράφεται το πρόγραμμα που υλοποιεί τη λογική πράξη ΚΑΙ (AND) και τη λογική πράξη Ή (OR), όπου ο διακόπτης S1 αντιστοιχεί στην επαφή Ι0.1 και ο S2 στην Ι0.2 (όταν οι διακόπτες S1 και S2 έχουν μία επαφή ΝΟ). Σχήμα 4.2.2: Πράξεις λογικού ΚΑΙ, λογικού Ή στη γλώσσα Ladder 47

55 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Το αποτέλεσμα μιας λογικής πρότασης είναι να ενεργοποιείται μία έξοδος, που είναι και το τελευταίο στοιχείο της. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το κύκλωμα που υλοποιεί την πρόταση όταν κλείσει ο διακόπτης S1 ΚΑΙ δεν κλείσει ο διακόπτης S2 ΤΟΤΕ ενεργοποιείται η ενδεικτική λυχνία. Οι διακόπτες S1 και S2 (με μία ΝΟ επαφή ο καθένας) αντιστοιχούν στις εισόδους Ι0.1 και Ι0.2 αντίστοιχα, ενώ η λυχνία συνδέεται στην έξοδο Q0.0. Σχήμα 4.2.3: Ενεργοποίηση εξόδου Στο σχήμα προσέξτε ότι η έκφραση όταν κλείσει ο διακόπτης S1... υλοποιείται στο πρόγραμμα με μία ανοικτή επαφή, ενώ η έκφραση... ΚΑΙ δεν κλείσει ο διακόπτης S2... υλοποιείται με μία κλειστή επαφή (εφόσον οι S1 και S2 έχουν μία επαφή ΝΟ). 48

56 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Οι εντολές S (SET) και R (RESET). Σε όλα τα PLC υπάρχουν οι εντολές S (SET) και R (RESET).Αναφέρονται όπως και η εντολή (=) σε εξόδους και βοηθητικές μνήμες. H εντολή SET θέτει την έξοδο ή τη βοηθητική μνήμη, στην οποία αναφέρεται σε κατάσταση 1, όταν στον Κ.Α. υπάρχει λογική τιμή 1 κατά την εκτέλεση της εντολής. Η έξοδος ή η βοηθητική μνήμη διατηρεί την κατάσταση 1 έστω και αν σε επόμενη εκτέλεση της εντολής SET στον Κ.Α. υπάρχει λογική τιμή 0. Η εντολή RESET θέτει την έξοδο ή τη βοηθητική μνήμη στην οποία αναφέρεται σε κατάσταση 0 όταν στον Κ.Α. υπάρχει λογική τιμή 1 κατά την εκτέλεση της εντολής. Σχήμα 4.3.1: Σχηματική παράσταση των εντολών SΕΤ και RESET. 49

57 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Για να γίνει ξεκάθαρη η διαφορά της εντολής SET από την εντολή (=) δίνουμε το παρακάτω παράδειγμα: Στο πρόγραμμα που χρησιμοποιούμε την εντολή (=), η έξοδος Q 0.1 είναι σε κατάσταση 1, όσο η είσοδος Ι 0.1 είναι σε κατάσταση 1. Μόλις η είσοδος I 0.1 αποκτήσει κατάσταση 0 τότε και η έξοδος Q 0.1 αποκτά κατάσταση 0.Στο πρόγραμμα που χρησιμοποιούμε την εντολή SET, μόλις η είσοδος I 0.1 αποκτήσει κατάσταση 1, η έξοδος Q 0.1 αποκτά κατάσταση 1.Αλλά η έξοδος παραμένει σε κατάσταση 1 ακόμη και όταν η είσοδος I 0.1 επανέλθει σε κατάσταση 0. Για να επανέλθει η έξοδος Q 0.1 σε κατάσταση 0 πρέπει να ενεργοποιηθεί η εντολή RESET, δηλαδή πρέπει η είσοδος Ι 0.2 να αποκτήσει κατάσταση Ανάπτυξη προγραμμάτων με χρονικές λειτουργίες. Τα περισσότερα PLC διαθέτουν σημαντικές ευκολίες όσον αφορά στον προγραμματισμό χρονικών λειτουργιών με χρησιμοποίηση των χρονικών λειτουργιών που διαθέτουν. Το κακό είναι ότι στον προγραμματισμό των χρονικών λειτουργιών υπάρχουν μεγάλες διαφορές μεταξύ των PLC της αγοράς, αντίθετα με ότι συμβαίνει με τις εντολές που είδαμε μέχρι τώρα, όπου οι διαφορές είναι ελάχιστες έως κα ανύπαρκτες. Εμείς θα προσπαθήσουμε να παρουσιάσουμε τον προγραμματισμό των χρονικών λειτουργιών με τέτοιο τρόπο, ώστε να μπορεί κάποιος πολύ εύκολα να καταλάβει πως χειρίζεται τα χρονικά το κάθε PLC με το οποίο θα ασχοληθεί. 50

58 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Χρονικά Τα χρονικά είναι προγραμματιστικές δομές που υλοποιούν και επιτηρούν χρονικά συνδεδεμένες διαδικασίες. Οι εντολές των χρονικών επιτρέπουν στο πρόγραμμα μας να εκτελούν λειτουργίες, όπως χρόνος αναμονής, χρόνος επιτήρησης, δημιουργία παλμοσειρών και μέτρηση χρόνου. Υπάρχουν διαφόρων τύπων χρονικά στα PLC. Στο S7-200 συγκεκριμένα, υπάρχουν χρονικά 3 τύπων. Τα χρονικά αναπαρίστανται στη γλώσσα Ladder με ορθογώνια. Όταν ένα χρονικό δεχθεί το σήμα έναυσης (IN) ξεκινά η μέτρηση του χρόνου και η μετρούμενη τιμή συγκρίνεται συνεχώς με την προκαθορισμένη τιμή (PT). Όσο διάστημα η μετρούμενη τιμή είναι μικρότερη από την προκαθορισμένη τιμή, η έξοδος του χρονικού είναι OFF (λογικό 0). Όταν η μετρούμενη τιμή γίνει μεγαλύτερη από την προκαθορισμένη τιμή, τότε η έξοδος του χρονικού αλλάζει και γίνεται ΟΝ (λογικό 1). Οι τρεις τύποι χρονικού του S7-200 είναι: I. καθυστέρησης έλξης (On Delay TON), II. καθυστέρησης έλξης με αυτοσυγκράτηση (Retentive On Delay TONR) III. και καθυστέρησης πτώσης (Off Delay TOF). Οι αναλύσεις χρόνου για τα χρονικά είναι: ανάλυση 1 millisecond, 10 millisecond και 100 millisecond με μέγιστη τιμή μέτρησης 32,767 second, 327,67 second και 3.276,7 second αντίστοιχα. Για μεγαλύτερους χρόνους χρησιμοποιούμε επιπλέον πρόγραμμα. Σχήμα 4.4.1:Σχηματική αναπαράσταση χρονικών στη γλώσσα LADDER. 51

59 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Ανάλυση χρονικών Τα χρονικά μετρούν χρονικά διαστήματα. Η ανάλυση (βάση χρόνου) καθορίζει το ποσό του χρόνου, που αντιστοιχεί σε ένα χρονικό διάστημα. Ο χρόνος που μετράει το χρονικό είναι λοιπόν το γινόμενο της ανάλυσης επί τον αριθμό των διαστημάτων. Παρακάτω βλέπουμε τον κάθε τύπο χρονικού πιο αναλυτικά. Χρονικό καθυστερημένης έλξης ( On Delay Timer) Αυτό το χρονικό μετράει χρόνο όσο η είσοδος είναι "1" (αυτό συμβαίνει για ένα χρονικό διάστημα). Έτσι όταν η είσοδος του χρονικού μηδενιστεί για κάποιο λόγο τότε μηδενίζεται και ο χρόνος του χρονικού. Σε νέα ενεργοποίηση της εισόδου ο χρόνος αρχίζει να μετρά από το μηδέν. Όταν ο χρόνος που έχει μετρήσει το χρονικό είναι μεγαλύτερος ή ίσος από την προκαθορισμένη τιμή το bit του χρονικού ενεργοποιείται. Στον παρακάτω πίνακα βλέπουμε τις χρονικές τιμές που μπορεί να πάρει ο ΤΟΝ. Για παράδειγμα η εντολή ΤΟΝ Τ32,+50 μας δηλώνει ότι ο timer ΤΟΝ μετράει για 50*1ms=50ms. Ομοίως η εντολή ΤΟΝ Τ35,+60 μας δηλώνει ότι ο timer ΤΟΝ μετράει για 60*10ms=600ms=0,6sec. Ομοίως η εντολή ΤΟΝ T60,+80 μας δηλώνει ότι ο timer ΤΟΝ μετράει για 80*100ms=8000ms=8sec. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το χρονικό διάγραμμα του χρονικού ΤΟΝ Τ37,+10 δηλαδή όπως προείπαμε 10*100ms=1000ms=1sec. 52

60 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Σχήμα :Παραδείγματα χρονικού καθυστερημένης έλξης ( On Delay Timer) Παράδειγμα: Με το πάτημα του διακόπτη S1 θέλουμε να ανάβει η λυχνία εξόδου L1 και να παραμένει ανοικτή για 2 sec. LD I0.0 S Q0.0, 1 TON T37, +20 LD T37 R Q0.0, 1 END Επεξήγηση: Στο πρόγραμμα αυτό πατώντας τον διακόπτη Ι0.0 κάνουμε SET στην έξοδο Q0.0 με την εντολή S Q0.0,1 δηλαδή ανάβουμε την λυχνία. Ταυτόχρονα αρχίζει να μετράει ο timer με την εντολή TON T37,+20 για 20*100ms=2sec και όταν φτάσει την τιμή αυτή γίνεται reset στην έξοδο με την εντολή R Q0.0,1. 53

61 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Χρονικό καθυστερημένης έλξης με αυτοσυγκράτηση (Retentive On Delay Timer) Το χρονικό αυτό ενεργοποιείται εφόσον συμβεί μεταβολή από "0" σε "1". Για όση ώρα έχουμε κατάσταση "1" το χρονικό θα μετράει ωσότου φτάσει την τελική του τιμή που εμείς του έχουμε δώσει μέσα στο πρόγραμμα μας. Αν υπάρχει κατάσταση "1" περισσότερη ώρα από τον χρόνο που έχουμε ορίσει στο χρονικό να μετρήσει τότε αυτό αφού πάρει την τελική του τιμή θα παραμείνει σε αυτήν μέχρι την αλλαγή κατάστασης. Αν έχουμε αλλαγή κατάστασης από "1" σε "0" πριν το χρονικό φτάσει στην τελική του τιμή τότε κρατάει την τιμή που έχει εκείνη την χρονική στιγμή της αλλαγής της κατάστασης μέχρι την επόμενη αλλαγή δηλαδή από "0" σε "1" όπου και συνεχίζει να μετράει από την τιμή αυτή ως την τελική του τιμή. Από τα παραπάνω βγάζουμε το συμπέρασμα ότι το χρονικό αυτό δεν μηδενίζεται όσες αλλαγές καταστάσεων και αν γίνουν. Για να καταφέρουμε τον μηδενισμό του χρησιμοποιούμε την εντολή Reset και μόνο αυτήν. Στον παρακάτω πίνακα βλέπουμε τις χρονικές τιμές που μπορεί να πάρει ο ΤΟΝR. Για παράδειγμα η εντολή ΤΟNR Τ0,+10 μας δηλώνει ότι ο timer ΤΟΝR μετράει για 10*1ms=10ms. Ομοίως η εντολή ΤΟNR Τ3,+40 μας δηλώνει ότι ο timer ΤΟΝR μετράει για 40*10ms=400ms=0,4sec. Ομοίως η εντολή ΤΟNR T69,+70 μας δηλώνει ότι ο timer ΤΟΝR μετράει για 70*100ms=7000ms=7sec. 54

62 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το χρονικό διάγραμμα του χρονικού ΤΟΝR Τ1,+100 δηλαδή όπως προείπαμε 100*10ms=1000ms=1sec. Σχήμα 4.4.3:Παράδειγμα χρονικού καθυστερημένης έλξης με αυτοσυγκράτηση (Retentive On Delay Timer) Παράδειγμα: Με το πάτημα του διακόπτη S1 θέλουμε να ανάβει η λυχνία εξόδου L1 και να παραμένει ανοικτή. Θέλουμε η λυχνία να κλείσει όταν ο συνολικός χρόνος που ο διακόπτης είναι κλειστός (έχει σήμα "1") να είναι 5 sec ανεξάρτητα αν ανοίξουμε τον διακόπτη για κάποια χρονικά διαστήματα πριν την συμπλήρωση του χρόνου αυτού. Επίσης να δοθεί δυνατότητα επανάληψης του προγράμματος για όσες φορές επιθυμούμε. LD I0.0 S Q0.0, 1 TONR T5, +50 LD T5 R Q0.0, 1 LD I0.1 R T5, 1 END 55

63 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Επεξήγηση: Στο πρόγραμμα αυτό πατώντας τον διακόπτη Ι0.0 κάνουμε SET στην έξοδο Q0.0 με την εντολή S Q0.0,1 δηλαδή ανάβουμε την λυχνία. Όταν ανοίξουμε τον διακόπτη αρχίζει να μετράει ο timer με την εντολή TONR T5,+50 για 50*100ms=5 sec. Αν πριν την συμπλήρωση του χρόνου ο διακόπτης ανοίξει τότε το χρονικό κρατάει την τιμή που έχει εκείνη την χρονική στιγμή μέχρι να ξανακλείσει όπου και συνεχίζει την μέτρηση από αυτήν την τιμή μέχρι τα 5 sec. Για να επαναλάβουμε την μέτρηση πρέπει να κάνουμε reset στο χρονικό με κάποιον διακόπτη που έχουμε ορίσει. Το reset αυτό γίνεται με την εντολή R T5,1. 56

64 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Χρονικό καθυστερημένης πτώσης (Off Delay Timer) Αυτό το χρονικό χρησιμοποιείται για να καθυστερήσει την απενεργοποίηση μιας εξόδου για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα από την απενεργοποίηση της εισόδου. Μόλις λοιπόν η είσοδος απενεργοποιηθεί τότε το χρονικό ξεκινάει την μέτρηση του για το χρονικό διάστημα που του έχουμε προσδώσει. Αν η είσοδος παραμένει απενεργοποιημένη για περισσότερο χρονικό διάστημα από την διάρκεια του χρονικού τότε αυτό θα σταματήσει την μέτρηση και θα παραμείνει σταθερό στην τελική του τιμή ώσπου να ενεργοποιήσουμε την είσοδο και πάλι όπου το χρονικό μηδενίζεται. Με την επόμενη ενεργοποίηση της εισόδου ξεκινάει η ίδια διαδικασία. Στον παρακάτω πίνακα βλέπουμε τις χρονικές τιμές που μπορεί να πάρει ο ΤΟF. Για παράδειγμα η εντολή ΤΟF Τ32,+20 μας δηλώνει ότι ο timer ΤΟΝ μετράει για 20*1ms=20ms. Ομοίως η εντολή ΤΟF Τ35,+30 μας δηλώνει ότι ο timer ΤΟΝ μετράει για 30*10ms=300ms=0,3sec. Ομοίως η εντολή ΤΟF T60,+50 μας δηλώνει ότι ο timer ΤΟΝ μετράει για 50*100ms=5000ms=5sec. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το χρονικό διάγραμμα του χρονικού ΤΟF Τ33,+100 δηλαδή όπως προείπαμε 100*10ms=1000ms=1sec. 57

65 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Σχήμα 4.4.4:Παράδειγμα χρονικού καθυστερημένης πτώσης (Off Delay Timer) Παράδειγμα: Με το πάτημα του διακόπτη S1 θέλουμε να ανάβει η λυχνία εξόδου L1 και να παραμένει ανοικτή. Όταν κλείσουμε τον διακόπτη θέλουμε η λυχνία να κλείσει μετά από 5 sec. LD I0.0 A I0.0 S Q0.0, 1 A I0.0 TOF T33, +500 LDN T33 R Q0.0, 1 END Επεξήγηση: Στο πρόγραμμα αυτό πατώντας τον διακόπτη Ι0.0 κάνουμε SET στην έξοδο Q0.0 με την εντολή S Q0.0,1 δηλαδή ανάβουμε την λυχνία. Όταν ανοίξουμε τον διακόπτη αρχίζει να μετράει ο timer με την εντολή TOF T33,+500 για 500*10ms=5 sec και όταν φτάσει την τιμή αυτή γίνεται reset στην έξοδο με την εντολή R Q0.0,1 58

66 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Παράδειγμα: Να δημιουργήσετε ένα πρόγραμμα στο οποίο η έξοδος Q0.0 να δουλεύει σαν clock με διάρκεια παλμού 2 sec. LD I1.0 A I1.0 AN T38 TON T37, +20 LD T37 = Q0.0 A T37 TON T38, +20 END Επεξήγηση: Στο πρόγραμμα αυτό με το πάτημα του διακόπτη I0.0 έχουμε σβήσιμο της εξόδου για 2 sec με την εντολή TON T37, +20 και στη συνέχεια άναμμα της εξόδου για 2 sec με την εντολή TON T38,

67 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Απαριθμητές (Counters) Οι απαριθμητές μας δίνουν την δυνατότητα να εκτελούμε λειτουργίες απαρίθμησης μέσα στην CPU. Οι απαριθμητές μετρούν προς τα πάνω ή προς τα κάτω. Για να γίνει μια μέτρηση η CPU πρέπει να αντιληφθεί αλλαγή στην κατάσταση του σήματος σε μια είσοδο. Οι απαριθμητές στα PLC εκτελούν λειτουργία αντίστοιχη με αυτή των μηχανικών απαριθμητών. Η μετρούμενη τιμή συγκρίνεται με μία προκαθορισμένη τιμή. Συνήθως οι απαριθμητές λειτουργούν με δύο διαφορετικές λογικές: Μετρούν μέχρι την προκαθορισμένη τιμή και προκαλούν ένα γεγονός Προκαλούν ένα γεγονός μέχρι η μέτρηση να φτάσει την προκαθορισμένη τιμή. Μία μηχανή (γραμμή παραγωγής) εμφιάλωσης για παράδειγμα μπορεί να χρησιμοποιεί έναν απαριθμητή για να μετρά 6άδες μπουκαλιών που μετά θα μπουν μαζί σε μία συσκευασία. Σε αυτήν την περίπτωση ο απαριθμητής λειτουργεί με την πρώτη από τις δύο λογικές που περιγράφηκαν παραπάνω. Σχήμα 4.5.1:Παράδειγμα χρήσης απαριθμητή σε γραμμή παραγωγής. 60

68 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Κατηγορίες απαριθμητών Υπάρχουν τρείς κατηγορίες απαριθμητών 1 η ) Counter up (CTU). Σε αυτόν τον μετρητή αυξάνεται η τιμή του κατά ένα κάθε φορά που η είσοδος CU μεταβαίνει από το μηδέν στο ένα. Όταν η τιμή του μετρητή γίνει ίση ή μεγαλύτερη από την προκαθορισμένη τιμή PV το bit του απαριθμητή γίνεται ένα. Όταν ο μετρητής φθάσει την επιθυμητή τιμή σταματάει να απαριθμεί. Ο απαριθμητής απενεργοποιείται-μηδενίζεται, όταν η είσοδος του reset μεταβεί από το μηδέν στο ένα. Παρακάτω απεικονίζεται ο CTU απαριθμητής στην γλώσσα Ladder. Σχήμα : Ο CTU απαριθμητής. 2 η ) Counter down (CTD). Σε αυτόν τον μετρητή μειώνεται η τιμή του κατά ένα κάθε φορά που η είσοδος CU μεταβαίνει από το μηδέν στο ένα. Όταν η τιμή του μετρητή γίνει ίση με το μηδέν το bit του απαριθμητή γίνεται ένα. Όταν ο μετρητής φθάσει την τιμή μηδέν σταματάει να απαριθμεί. Ο απαριθμητής απενεργοποιείται και η τρέχουσα τιμή του τίθεται ίση με την προκαθορισμένη τιμή PV όταν η είσοδος του reset μεταβεί από το μηδέν στο ένα. Παρακάτω απεικονίζεται ο CTD απαριθμητής στην γλώσσα Ladder. Σχήμα 4.5.3: Ο CTD απαριθμητής. 61

69 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 3 η ) Counter up/down (CTUD). Αυτός ο μετρητής απαριθμεί προς τα πάνω, όταν η είσοδος CU μεταβαίνει από το μηδέν στο ένα και απαριθμεί προς τα κάτω, όταν η είσοδος του CD μεταβαίνει από το μηδέν στο ένα. Όταν η τιμή του μετρητή είναι μεγαλύτερη ή ίση από την προκαθορισμένη τιμή, ενεργοποιείται το bit του απαριθμητή. Ο απαριθμητής παύει να απαριθμεί όταν φτάσει την προκαθορισμένη τιμή PV.Ο απαριθμητής απενεργοποιείται όταν ενεργοποιείται η είσοδος reset. Παρακάτω απεικονίζεται ο CTUD απαριθμητής στην γλώσσα Ladder. Σχήμα 4.6.4: Ο CTUD απαριθμητής. 62

70 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Παράδειγμα χρήσης απαριθμητών στην πράξη. Ένας απαριθμητής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ελέγχεται ο αριθμός των οχημάτων σε ένα χώρο στάθμευσης. Όταν τα οχήματα μπαίνουν στο χώρο από την είσοδο, ο απαριθμητής μετρά προς τα πάνω. Όταν βγαίνουν από την έξοδο ο απαριθμητής μετρά προς τα κάτω. Όταν η μετρούμενη τιμή φτάσει την προκαθορισμένη τιμή που αντιστοιχεί στο μέγιστο αριθμό οχημάτων που χωρά ο χώρος στάθμευσης τότε ενεργοποιείται μια ενδεικτική λυχνία στην είσοδο του parking που μας ειδοποιεί ότι ο χώρος στάθμευσης είναι γεμάτος. Σχήμα 4.5.5: Παράδειγμα χρήσης απαριθμητών σε χώρο στάθμευσης οχημάτων. Για να υλοποιηθεί η εφαρμογή χρησιμοποιείται ένας απαριθμητής αύξησης/μείωσης, συγκεκριμένα ο up/down counter 48. Ένας διακόπτης που έχει προσαρμοσθεί στην είσοδο του χώρου στάθμευσης συνδέεται στην είσοδο Ι0.0. Ένας άλλος διακόπτης, προσαρμοσμένος στην έξοδο, συνδέεται στην είσοδο Ι0.1. Ο χώρος στάθμευσης έχει χώρο για 150 οχήματα. Αυτή είναι και η τιμή που δίνεται στον απαριθμητή ως προκαθορισμένη τιμή μέτρησης PV. 63

71 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Στην έξοδο Q0.1 συνδέεται η ενδεικτική λυχνία πληρότητας του χώρου στάθμευσης. Αν η μέτρηση στον απαριθμητή φθάσει το 150 η έξοδος Q0.1 ενεργοποιείται και ανάβει η ενδεικτική λυχνία. Αν ένα αυτοκίνητο βγει από το χώρο στάθμευσης, η μέτρηση γίνεται 149 και η ενδεικτική λυχνία σβήνει. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η υλοποίηση του εν λόγω προγράμματος σε γλώσσα Ladder. Σχήμα 4.5.6:Υλοποίηση προγράμματος σε γλώσσα Ladder. Παράδειγμα: Σε μια διαδικασία ελέγχου θέλουμε να γίνονται τα εξής: Όταν περάσουν 5 αυτοκίνητα από την είσοδο του παρκινγκ να ανάβει μια λυχνία η οποία θα φωτοβολεί για 3 sec. Η διαδικασία να επαναλαμβάνεται συνέχεια. LD I0.0 LD I0.1 CTU C34, +5 LD C34 = Q0.0 TON T37, +30 LD T37 R Q0.0, 1 END 64

72 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Επεξήγηση: Στο πρόγραμμα αυτό με τον διακόπτη I0.0 μεταβάλλουμε τον απαριθμητή ενώ με τον I0.1 μηδενίζουμε τον απαριθμητή. Όταν θα περάσουν 5 οχήματα ανάβει η λυχνία Q0.0.Ταυτόχρονα ενεργοποιείται ο timer για 3 δευτερόλεπτα. Με την εντολή R Q0.0, 1 κάνουμε reset στην έξοδο. Παράδειγμα: Να φτιαχτεί ένα πρόγραμμα που όταν ένας διακόπτης πατηθεί δύο φορές να ενεργοποιείται ένα clock με κατάσταση "1" που διαρκεί 3 sec και κατάσταση "0" που διαρκεί 1 sec. LD I0.0 LD I0.1 CTU C1, +2 LD AN C1 T37 TON T38, +10 LD T38 = Q0.0 A T38 TON T37, +30 END Επεξήγηση: Στο πρόγραμμα αυτό όταν οι διακόπτες I0.0 και I0.1 πατηθούν συνολικά δύο φορές έχουμε σβήσιμο του LED για 1 sec με την εντολή TON T38, +10 και στη συνέχεια άναμμα του LED για 3 sec με την εντολή TON T37,

73 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Συγκρίσεις Οι λειτουργίες σύγκρισης συγκρίνουν δύο ψηφιακές τιμές αριθμητικές ή λογικές. Το αποτέλεσμα της σύγκρισης επηρεάζει το RLO και με αυτό μπορούμε να πάρουμε κάποιες αποφάσεις όπως για παράδειγμα όταν η στάθμη μιας δεξαμενής φτάσει το 90% του μέγιστου επιτρεπτού να ανάβει μια προειδοποιητική λυχνία. Οι συγκρίσεις γίνονται στην CPU και εκτελούνται ανεξάρτητα από την ικανοποίηση ή μη ορισμένων συνθηκών ή λογικών μανδαλώσεων. Ανάλογα με το είδος των αριθμών που πρόκειται να συγκρίνουμε (Integer,Real,Byte) υπάρχει και η αντίστοιχη εντολή. Σύγκριση ακέραιων: Οι εντολές σύγκρισης ακεραίων χρησιμοποιούνται για την σύγκριση δύο ακεραίων τιμών έστω ΙΝΤ 1 και ΙΝΤ 2 και περιλαμβάνουν τις παρακάτω πράξεις: Εντολή ισότητας: LDW = INT 1,INT 2 Εντολή διάφορου: LDW <> INT 1,INT 2 Εντολή μικρότερου από: LDW < INT 1,INT 2 Εντολή μεγαλύτερου από: LDW > INT 1,INT 2 Εντολή μικρότερου ή ίσου: LDW <= INT 1,INT 2 Εντολή μεγαλύτερου ή ίσου: LDW >= INT 1,INT 2 Παράδειγμα: Να γίνει πρόγραμμα που να συγκρίνει δύο ακεραίους. LDW >= +12, +5 = Q0.0 END Με την εκτέλεση του προγράμματος θα γίνει η παραπάνω σύγκριση στην CPU και αν αληθεύει θα ενεργοποιηθεί η έξοδος Q

74 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Σύγκριση πραγματικών: Οι εντολές σύγκρισης πραγματικών χρησιμοποιούνται για την σύγκριση δύο πραγματικών τιμών έστω ΙΝΤ 1 και ΙΝΤ 2 και περιλαμβάνουν τις παρακάτω πράξεις: Εντολή ισότητας: LDR = INT 1,INT 2 Εντολή διάφορου: LDR <> INT 1,INT 2 Εντολή μικρότερου από: LDR < INT 1,INT 2 Εντολή μεγαλύτερου από: LDR > INT 1,INT 2 Εντολή μικρότερου ή ίσου: LDR <= INT 1,INT 2 Εντολή μεγαλύτερου ή ίσου: LDR >= INT 1,INT 2 Παράδειγμα: Να γίνει πρόγραμμα που να συγκρίνει δύο πραγματικούς. LDR<> 17.8, 12.7 = Q0.0 END Με την εκτέλεση του προγράμματος θα γίνει η παραπάνω σύγκριση στην CPU και αν αληθεύει θα ενεργοποιηθεί η έξοδος Q

75 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Σύγκριση BYTE: Οι εντολές σύγκρισης byte χρησιμοποιούνται για την σύγκριση δύο τιμών έστω ΙΝΤ1 και ΙΝΤ 2 και περιλαμβάνουν τις παρακάτω πράξεις: Εντολή ισότητας: LDB= INT 1,INT 2 Εντολή διάφορου: LDB<> INT 1,INT 2 Εντολή μικρότερου από: LDB< INT 1,INT 2 Εντολή μεγαλύτερου από: LDB> INT 1,INT 2 Εντολή μικρότερου ή ίσου: LDB<= INT 1,INT 2 Εντολή μεγαλύτερου ή ίσου: LDB>= INT 1,INT 2 68

76 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Αριθμητικές πράξεις. Οι αριθμητικές πράξεις εφαρμόζονται πάνω σε δύο ψηφιακές τιμές που βρίσκονται η μια στον Accumulator 1 και η άλλη στον Accumulator 2. Οι πράξεις εκτελούνται ανεξάρτητα από την τιμή του RLO δηλαδή άσχετα από την ικανοποίηση ή μη ορισμένων συνθηκών ή λογικών μανδαλώσεων. Πρόσθεση και αφαίρεση ακεραίων: Στην περίπτωση πρόσθεσης ή αφαίρεσης ακεραίων αριθμών οι πράξεις αυτές θα γίνουν μόνο μεταξύ των δεξιών τμημάτων των δύο Accumulators επειδή όπως είπαμε και παραπάνω οι πράξεις αυτές γίνονται μόνο μεταξύ των περιεχομένων δύο Accumulators. Για να κάνουμε λοιπόν πρόσθεση ή αφαίρεση ακεραίων αριθμών πρέπει να φορτώσουμε κάθε αριθμό σε κάποιον Accumulator. Η σύνταξη μιας εντολής πρόσθεσης δύο ακεραίων αριθμών έχει ως εξής: +I IN1, OUT Η σύνταξη μιας εντολής αφαίρεσης δύο ακεραίων αριθμών έχει ως εξής: I IN1, OUT Τα IN1 και OUT συμβολίζουν δύο ακεραίους αριθμούς και τα +Ι, -Ι την πράξη της πρόσθεσης και της αφαίρεσης αντίστοιχα. Μετά την εκτέλεση κάποιας από τις δύο παραπάνω πράξεις ο ΙΝ1 παραμένει αμετάβλητος ενώ στον OUT θα αποθηκευτεί το αποτέλεσμα της αριθμητικής πράξης που εκτελέστηκε. Δηλαδή ισχύουν οι δύο παρακάτω ισότητες: IN1+OUT = OUT OUT IN1 = OUT 69

77 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Παράδειγμα: Να γίνει ένα πρόγραμμα το οποίο θα προσθέτει δύο ακεραίους αριθμούς και ένα άλλο το οποίο θα τους αφαιρεί. LD I0.0 LD I0.0 A I0.0 A I0.0 MOVW +4, AC1 MOVW +5, AC1 MOVW +7, AC2 MOVW +8, AC2 +I AC2, AC1 I AC2, AC1 END END Στα δύο παραπάνω προγράμματα χρησιμοποιούμε τον διακόπτη Ι0.0 για να αποθηκεύσουμε τους δύο ακεραίους αριθμούς στους δύο Accumulators και στην συνέχεια να εκτελεστούν οι αριθμητικές πράξεις. Όπως είπαμε και παραπάνω το περιεχόμενο του AC2 δεν θα αλλάξει μετά από τις πράξεις όμως το περιεχόμενο του AC1 θα αλλάξει και θα περιλαμβάνει το αποτέλεσμα της πράξης που γίνεται δηλαδή το άθροισμα των AC1 και AC2 για την πρόσθεση και το υπόλοιπο AC1 και AC2 για την αφαίρεση αντίστοιχα. 70

78 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Πολλαπλασιασμός και διαίρεση ακεραίων Για να κάνουμε λοιπόν πολλαπλασιασμό και διαίρεση κατά όμοιο τρόπο με την πρόσθεση και την αφαίρεση ακεραίων αριθμών πρέπει να φορτώσουμε κάθε αριθμό σε κάποιον Accumulator. Η σύνταξη μιας εντολής πολλαπλασιασμού δύο ακεραίων αριθμών έχει ως εξής: *I IN1, OUT Η σύνταξη μιας εντολής διαίρεσης δύο ακεραίων αριθμών έχει ως εξής: /I IN1, OUT Τα IN1 και OUT συμβολίζουν δύο ακεραίους αριθμούς και τα *Ι, /Ι την πράξη του πολλαπλασιασμού και της διαίρεσης αντίστοιχα. Μετά την εκτέλεση κάποιας από τις δύο παραπάνω πράξεις ο ΙΝ1 παραμένει αμετάβλητος ενώ στον OUT θα αποθηκευτεί το αποτέλεσμα της αριθμητικής πράξης που εκτελέστηκε. Δηλαδή ισχύουν οι δύο παρακάτω ισότητες: IN1*OUT = OUT OUT/IN1 = OUT 71

79 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Παράδειγμα: Να γίνει ένα πρόγραμμα το οποίο θα πολλαπλασιάζει δύο ακεραίους αριθμούς και ένα άλλο το οποίο θα τους διαιρεί. LD I0.0 LD I0.0 A I0.0 A I0.0 MOVW +7, AC1 MOVW +9, AC1 *I 2, AC1 /I AC1, +3 END END Στα δύο παραπάνω προγράμματα χρησιμοποιούμε τον διακόπτη Ι0.0 για να αποθηκεύσουμε τον ακέραιο αριθμό στον AC1 και στην συνέχεια να εκτελεστούν οι αριθμητικές πράξεις. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε και άλλον ένα AC αποθηκεύοντας σε αυτόν τον αριθμό που θέλουμε να πολλαπλασιάσουμε ή να διαιρέσουμε όπως στην πρόσθεση αφαίρεση. 72

80 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Πρόσθεση και αφαίρεση πραγματικών Στην περίπτωση πρόσθεσης ή αφαίρεσης πραγματικών αριθμών οι πράξεις αυτές θα γίνουν μόνο μεταξύ των δεξιών τμημάτων των δύο Accumulators επειδή όπως είπαμε και παραπάνω οι πράξεις αυτές γίνονται μόνο μεταξύ των περιεχομένων δύο Accumulators. Για να κάνουμε λοιπόν πρόσθεση ή αφαίρεση πραγματικών αριθμών πρέπει να φορτώσουμε κάθε αριθμό σε κάποιον Accumulator. Η σύνταξη μιας εντολής πρόσθεσης δύο πραγματικών αριθμών έχει ως εξής: +R IN1, OUT Η σύνταξη μιας εντολής αφαίρεσης δύο πραγματικών αριθμών έχει ως εξής: R IN1, OUT Τα IN1 και OUT συμβολίζουν δύο πραγματικών αριθμούς και τα +R, -R την πράξη της πρόσθεσης και της αφαίρεσης αντίστοιχα. Μετά την εκτέλεση κάποιας από τις δύο παραπάνω πράξεις ο ΙΝ1 παραμένει αμετάβλητος ενώ στον OUT θα αποθηκευτεί το αποτέλεσμα της αριθμητικής πράξης που εκτελέστηκε. Δηλαδή ισχύουν οι δύο παρακάτω ισότητες: IN1+OUT = OUT OUT IN1 = OUT 73

81 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Παράδειγμα: Να γίνει ένα πρόγραμμα το οποίο θα προσθέτει δύο πραγματικούς αριθμούς και ένα άλλο το οποίο θα τους αφαιρεί. LD I0.0 LD I0.0 A I0.0 A I0.0 MOVR 4.7, AC1 MOVR 3.5, AC1 MOVR 7.2, AC2 MOVR 5.8, AC2 +R AC2, AC1 R AC2, AC1 END END Στα δύο παραπάνω προγράμματα χρησιμοποιούμε τον διακόπτη Ι0.0 για να αποθηκεύσουμε τους δύο πραγματικούς αριθμούς στους δύο Accumulators και στην συνέχεια να εκτελεστούν οι αριθμητικές πράξεις. Όπως είπαμε και παραπάνω το περιεχόμενο του AC2 δεν θα αλλάξει μετά από τις πράξεις όμως το περιεχόμενο του AC1 θα αλλάξει και θα περιλαμβάνει το αποτέλεσμα της πράξης που γίνεται δηλαδή το άθροισμα των AC1 και AC2 για την πρόσθεση και το υπόλοιπο AC1 και AC2 για την αφαίρεση αντίστοιχα. 74

82 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Πολλαπλασιασμός και διαίρεση πραγματικών Για να κάνουμε λοιπόν πολλαπλασιασμό και διαίρεση κατά όμοιο τρόπο με την πρόσθεση και την αφαίρεση πραγματικών αριθμών πρέπει να φορτώσουμε κάθε αριθμό σε κάποιον Accumulator. Η σύνταξη μιας εντολής πολλαπλασιασμού δύο πραγματικών αριθμών έχει ως εξής: *R IN1, OUT Η σύνταξη μιας εντολής διαίρεσης δύο πραγματικών αριθμών έχει ως εξής: /R IN1, OUT Τα IN1 και OUT συμβολίζουν δύο πραγματικούς αριθμούς και τα *R, /R την πράξη του πολλαπλασιασμού και της διαίρεσης αντίστοιχα. Μετά την εκτέλεση κάποιας από τις δύο παραπάνω πράξεις ο ΙΝ1 παραμένει αμετάβλητος ενώ στον OUT θα αποθηκευτεί το αποτέλεσμα της αριθμητικής πράξης που εκτελέστηκε. Δηλαδή ισχύουν οι δύο παρακάτω ισότητες: IN1*OUT = OUT OUT/IN1 = OUT 75

83 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Παράδειγμα: Να γίνει ένα πρόγραμμα το οποίο θα πολλαπλασιάζει δύο πραγματικούς αριθμούς και ένα άλλο το οποίο θα τους διαιρεί. LD I0.0 LD I0.0 A I0.0 A I0.0 MOVR 7.0, AC1 MOVR 9.1, AC1 *R 2.3, AC1 /R AC1, +3.5 END END Στα δύο παραπάνω προγράμματα χρησιμοποιούμε τον διακόπτη Ι0.0 για να αποθηκεύσουμε τον πραγματικό αριθμό στον AC1 και στην συνέχεια να εκτελεστούν οι αριθμητικές πράξεις. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε και άλλον ένα AC αποθηκεύοντας σε αυτόν τον αριθμό που θέλουμε να πολλαπλασιάσουμε ή να διαιρέσουμε όπως στην πρόσθεση αφαίρεση. 76

84 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Παράδειγμα: Έστω ότι η είσοδος S1 απαριθμεί προϊόντα τύπου Α που περνάνε από μπροστά της αλλά και μια είσοδος S2 η οποία απαριθμεί τον ίδιο τύπο προϊόντων. Στην διαδικασία αυτή θέλουμε να ανάβει η ενδεικτική λυχνία L1 αν κατά την διάρκεια της έχει περάσει ο ίδιος αριθμός προϊόντων από τις δύο εισόδους, η ενδεικτική λυχνία L2 αν έχει περάσει περισσότερος αριθμός προϊόντων από την S1 και η ενδεικτική λυχνία L3 αν έχει περάσει περισσότερος αριθμός προϊόντων από την S2. LD I0.0 LD I0.1 CTU C1, +0 LD I0.2 LD I0.3 CTU C2, +0 LDW= C1, C2 = Q0.0 LDW> C1, C2 = Q0.1 LDW< C1, C2 = Q0.2 END Επεξήγηση: Στο πρόγραμμα αυτό οι διακόπτες I0.0 και I0.1 αποτελούν την είσοδο S1 ενώ οι διακόπτες I0.2 και I0.3 αποτελούν την είσοδο S2. Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι ο μετρητής C1 είναι ο μετρητής εισόδου S1 και ο C2 ο μετρητής εισόδου S2.Αν C1=C2 τότε ενεργοποιείται η λυχνία L1, αν C1>C2 τότε ενεργοποιείται η λυχνία L2 και αν C1<C2 τότε ενεργοποιείται η λυχνία L3. 77

85 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο 4 Παράδειγμα: Σε μια διαδικασία ελέγχου η οποία χρονομετρείται για 10 sec ζητάμε μετά το πέρας 3 sec να γίνεται ενεργοποίηση του relay K1 και μετά το πέρας 6 sec να γίνεται ενεργοποίηση και του relay K2. Τα δύο αυτά relay να παραμένουν ενεργοποιημένα μέχρι την επανάληψη της διαδικασίας αυτής. LD I0.0 A I0.0 TON T37, +100 LDW= T37, +30 S Q0.0, 1 LDW= T37, +60 S Q0.1, 1 END Επεξήγηση: Στο πρόγραμμα αυτό πατώντας τον διακόπτη Ι0.0 ξεκινά να μετράει ο timer για 10 δευτερόλεπτα. Όταν αυτός γίνει ίσος με 3 δευτερόλεπτα ενεργοποιείται η έξοδος Q0.0 με την εντολή S Q0.0, 1 ενώ όταν γίνει ίσος με 6 δευτερόλεπτα ενεργοποιείται η έξοδος Q

86 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Βοηθητικές μνήμες. Πολλές φορές κατά την εκτέλεση ενός προγράμματος καλούμαστε να επαναλάβουμε τμήματα του κώδικα για να εκτελέσουμε κάποιες διαδικασίες. Ένας τρόπος είναι να γράψουμε τον επαναλαμβανόμενο κώδικα τόσες φορές όσες χρειαζόμαστε. Αυτό όμως στοιχίζει σε χρόνο και σε μνήμη προγράμματος. Η ενδεδειγμένη λύση είναι η χρήση βοηθητικών. Καταγράφεται μια φορά η λογική, αποθηκεύεται σε ένα βοηθητικό και το βοηθητικό αυτό το χρησιμοποιούμε όσες φορές και σε όποιο σημείο του προγράμματος μας θέλουμε. Τα βοηθητικά παίζουν το ρόλο των βοηθητικών ρελέ στον κλασσικό αυτοματισμό. Τα βοηθητικά ρελέ είναι πολυάριθμες, φθηνές έξοδοι του προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή που δεν εμφανίζονται στην έξοδο του και δεν έχουμε πρόσβαση σε αυτές. Συμβολίζονται με το γράμμα Μ π.χ. Μ0.0, και χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση ενδιάμεσων αποτελεσμάτων. 4.9 Διακοπές κύκλου προγράμματος. Όπως αναφέραμε και πιο πριν, οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές εκτελούν το πρόγραμμα τους κυκλικά. Ο χρόνος κάθε κύκλου εξαρτάται από το μέγεθος του προγράμματος, τον αριθμό εισόδων και εξόδων και τον όγκο των επικοινωνιών που πρέπει να υλοποιηθούν. Ο κύκλος ξεκινά με έλεγχο της κατάστασης των εισόδων. Στη συνέχεια εκτελείται το πρόγραμμα με βάση τη λογική που περιέχει και την κατάσταση των εισόδων. Όταν ολοκληρωθεί η εκτέλεση του προγράμματος η CPU εκτελεί ορισμένες εσωτερικές διαγνωστικές λειτουργίες και πραγματοποιεί τις επικοινωνίες. Στο τέλος, ενημερώνονται οι καταστάσεις των εξόδων και ο κύκλος ξεκινά από την αρχή. Υπάρχουν όμως κάποιες περιπτώσεις που ο προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής πρέπει να αντιδράσει άμεσα σε κάποια γεγονότα που συμβαίνουν πριν να ολοκληρωθεί ο κύκλος του PLC. Αυτό γίνεται με τις λεγόμενες διακοπές του προγράμματος (interrupts) και με εντολές ειδικού τύπου (high speed). 79

87 Εντολές σε γλωσσα STL, LADDER Κεφάλαιο Γρήγοροι απαριθμητές. Οι γρήγοροι απαριθμητές είναι σε θέση να μετρήσουν ψηφιακά σήματα που αλλάζουν κατάσταση (0-1) πολύ γρήγορα (παλμούς). Οι γρήγοροι απαριθμητές του S7-200 μπορούν να μετρήσουν παλμούς μέγιστης συχνότητας από 10 έως 50 KHz ανάλογα με το μοντέλο, τον τρόπο λειτουργίας κ.α. Στη γλώσσα Ladder οι γρήγοροι απαριθμητές αναπαρίστανται με ορθογώνια. Οι γρήγοροι απαριθμητές έχουν δώδεκα διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας. Μαζί με την εντολή του γρήγορου απαριθμητή υπάρχει πάντα και μια συνοδευτική εντολή που στη Ladder αναπαρίσταται επίσης με ορθογώνιο, ονομάζεται definition box και αυτό που κάνει είναι να καθορίζει τον τρόπο λειτουργίας του γρήγορου απαριθμητή. 80

88 Κεφάλαιο 5 ο Μελέτη και προγραμματισμός συστήματος ανάμειξης τριών υγρών

89 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο Θέμα Πτυχιακής Εργασίας: Η πτυχιακή αυτή εργασία έχει να κάνει με την μείξη υγρών. Υπάρχουν τρεις δεξαμενές με πρωτογενή υγρά οι Α, Β, C. Τα υγρά αυτά εκχύνονται σε ένα δοχείο D το οποίο με την σειρά του μπορεί να αδειάζει σε έναν κάδο ή σε δοχείο. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου γίνεται ανάδευση του δοχείου με αναδευτήρα M. Υπάρχουν 9 Buttons τύπου Start για τις διαδικασίες: 1. ΑΒ1 - Ι0.0 ψηφιακό γέμισμα κάδου 2. ΑΒ2 - Ι0.1 ψηφιακό γέμισμα κάδου και ανάδευση 3. AB3 - Ι0.2 ψηφιακό γέμισμα κάδου και επανάληψη 4. AC1 - Ι1.0 Με καθορισμένο χρόνο γέμισμα 5. AC2 - Ι1.1 Με καθορισμένο χρόνο γέμισμα και ανάδευση 6. AC3 - Ι1.2 Με καθορισμένο χρόνο γέμισμα και επανάληψη 7. BC1 - Ι2.0 Με ψηφιακό από Β και χρόνο στο C. 8. BC2 - Ι2.1 Με ψηφιακό από Β και χρόνο στο C και ανάδευση 9. BC3 - Ι2.2 Με ψηφιακό από Β και χρόνο στο C και επανάληψη 82

90 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο Μελέτη υλοποίησης της πτυχιακής Στην παρούσα πτυχιακή εργασία χρησιμοποιήσαμε υλικά όπως : Τέσσερις ηλεκτροβάνες για την έκχυση των υγρών Τέσσερις δεξαμενές για την αποθήκευση των υγρών Ένας αναδευτήρας LED αναδευτήρα Ένα ποτήρι LED ένδειξης ποτηριού 9 Buttons για την εκκίνηση των συνταγών 1 Button STOP 8 Ψηφιακά αισθητήρια υγρασίας 8 LED ένδειξης στάθμης Όπως επίσης PLC της SIEMENS σειράς S7-226 Δυο επεκτάσεις ψηφιακών εισόδων ΕΜ221 83

91 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο Αισθητήρες Για να μπορούμε να έχουμε ακρίβεια για την στάθμη της δεξαμενής θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί μια συστοιχία αισθητήριων κατά μήκος της δεξαμενής που θέλουμε να γεμίσουμε ο αισθητήρας που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα πτυχιακή υλοποιείται από ένα απλό κύκλωμα. Σχήμα 5.1 αισθητήρας στάθμης υγρού Έτσι, στο Σχήμα 5.1 βλέπουμε ένα απλό κύκλωμα, που ενεργοποιεί ένα ρελέ, όταν η στάθμη ενός (αγώγιμου) υγρού φτάσει στη θέση των ακίδων. Στο κάτω αριστερό άκρο του κυκλώματος είναι οι ακίδες, που τοποθετούνται στο σημείο της δεξαμενής που επιθυμούμε, ενώ πάνω δεξιά εικονίζεται το πηνίο του ρελέ. Όταν οι ακίδες έρθουν σε επαφή με αγώγιμο υγρό το κύκλωμα κλείνει, οπότε το τρανζίστορq1 άγει, το Q2 έρχεται σε κόρο και το ρελέ ενεργοποιείται. Το ρελέ αυτό με την σειρά του θα διεγείρει ένα κύκλωμα ισχύος. 84

92 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο Προγραμματισμός του PLC Παρακάτω παρατίθεται ο πινάκας επεξήγησης των εισόδων των εξόδων και των βοηθητικών μνημών. 85

93 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Ο προγραμματισμός του PLC γράφτηκε σε γλώσσα λίστα εντολών STL.σε λογισμικό πρόγραμμα micro win step 7 της SIEMENS. ΜΑΙΝ-TITLE-Κυρίος Πρόγραμμα Network 1 // BUTTON GLASS LDN I0.6 = Q0.0 Network 2 // BUTTON - STOP LDN I0.7 R M0.0, 8 R M1.0, 8 R M2.0, 8 R R M5.0,8 M10.0,8 R T37,1 R T38,1 R T39,1 R Q0.1,7 CALL SBR_07 86

94 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 3 // AB1 LD I0.0 O M0.0 AN Q0.0 AN I0.1 AN I0.2 AN I1.0 AN I1.1 AN I1.2 AN I2.0 AN I2.1 AN I2.2 = M0.0 CALL SBR5 Network 4 // AB2 LD I0.1 O M0.1 AN Q0.0 AN I0.0 AN I0.2 AN I1.0 87

95 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 AN I1.1 AN I1.2 AN I2.0 AN I2.1 AN I2.2 = M0.1 CALL SBR7 Network 5 // AB3 LD I0.2 O M0.2 AN I0.0 AN I0.1 AN I1.0 AN I1.1 AN I1.2 AN I2.0 AN I2.1 AN I2.2 = M0.2 CALL SBR8 88

96 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 6 // AC1 LD I1.0 O M1.0 AN Q0.0 AN I0.0 AN I0.1 AN I0.2 AN I1.1 AN I1.2 AN I2.0 AN I2.1 AN I2.2 = M1.0 CALL SBR9 Network 7 // AC2 LD I1.1 O M1.1 AN Q0.0 AN I0.0 AN I0.1 AN I0.2 AN I1.0 89

97 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 AN I1.2 AN I2.0 AN I2.1 AN I2.2 = M1.1 CALL SBR10 Network 8 // AC3 LD I1.2 O M1.2 AN I0.0 AN I0.1 AN I0.2 AN I1.0 AN I1.1 AN I2.0 AN I2.1 AN I2.2 = M1.2 CALL SBR11 90

98 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 9 // BC1 LD I2.0 O M2.0 AN Q0.0 AN I0.0 AN I0.1 AN I0.2 AN I1.0 AN I1.1 AN I1.2 AN I2.1 AN I2.2 = M2.0 CALL SBR12 Network 10 // BC2 LD I2.1 O M2.1 AN Q0.0 AN I0.0 AN I0.1 AN I0.2 AN I1.0 91

99 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 AN I1.1 AN I1.2 AN I2.0 AN I2.2 = M2.1 CALL SBR13 Network 11 // BC3 LD I2.2 O M2.2 AN I0.0 AN I0.1 AN I0.2 AN I1.0 AN I1.1 AN I1.2 AN I2.0 AN I2.1 = M2.2 CALL SBR14 END 92

100 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο SBR_07 TITLE= ΑΝΝΑΜΑ ΚΑΙ ΣΒΗΣΗΜΟ LED Network 1 // LD I4.0 = Q1.0 Network 2 LD I4.1 = Q1.1 Network 3 LD I4.2 = Q1.2 Network 4 LD I4.3 = Q1.3 Network 5 LD I4.4 93

101 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 = Q1.4 Network 6 LD I4.5 = Q1.5 Network 7 LD I4.6 = Q1.6 Network 8 LD I4.7 = Q SBR_AB Υπορουτίνα Network 1 // ΔΟΧΕΙΟ-A LD M0.0 O M0.1 O M0.2 AN Q0.4 AN I4.0 S Q0.1, 1 94

102 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 2 // ΔΟΧΕΙΟ -B LD I4.2 AN Q0.4 R Q0.1, 1 S Q0.2, 1 Network 3 // ΤΕΛΟΣ -AB LD I4.5 R Q0.2, SBR_AB1 Network 1 // ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΟΧΕΙΟΥ ΣΤΟ ΤΕΛΙΚΟ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑ LDN I0.6 = Q0.0 Network 2 // AB1 ΓΕΜΙΣΜΑ LD M0.0 A I0.7 A I0.6 CALL SBR1 S M10.0, 1 95

103 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 3 // ΥΠΟΡΟΥΤΙΝΑ ΈΝΔΕΙΞΗΣ ΣΤΆΘΜΗΣ LD M0.0 O M10.0 O I4.5 // ΣΤΑΘΜΗ 5 CALL SBR0 Network 4 // ΑΔΕΙΑΣΜΑ AB1 LD I4.5 A M0.0 A I0.6 S Q0.4, 1 Network 5 // ΟΤΑΝ ΑΔΕΙΆΣΕΙ Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ AB1 LD Q0.4 AN I4.0 R Q0.4, 1 R M0.0, 1 Network 6 LDN I4.0 R M10.0, SBR_AB2 96

104 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 1 // ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΟΧΕΙΟΥ ΣΤΟ ΤΕΛΙΚΟ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑ LDN I0.6 = Q0.0 Network 2 // AB2 ΓΕΜΙΣΜΑ LD M0.1 A I0.7 A I0.6 CALL SBR1 S M10.0, 1 Network 3 // ΥΠΟΡΟΥΤΙΝΑ ΈΝΔΕΙΞΗΣ ΣΤΆΘΜΗΣ LD M0.1 O M10.0 O I4.5 // ΣΤΑΘΜΗ 5 CALL SBR0 Network 4 // ΑΔΕΙΑΣΜΑ AB2 LD I4.5 A M0.1 A I0.6 S Q0.5, 1 TON T34,

105 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 5 LD T34 R Q0.5, 1 S Q0.4, 1 Network 6 // ΟΤΑΝ ΑΔΕΙΆΣΕΙ Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ AB2 LD Q0.4 AN I4.0 R Q0.4, 1 R M0.1, 1 Network 7 LDN I4.0 R M10.0, SBR_AB3 Network 1 // AB3 ΞΕΚΙΝΗΜΑ ΓΕΜΙΣΜΑΤΟΣ ΤΙΣ 2 ΚΑΙ ΑΝΩ ΦΟΡΑΣ LD I0.6 EU S M5.0, 1 98

106 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 2 // AB3 ΓΕΜΙΣΜΑ ΜΕ COUNTER LD M0.2 A M5.0 A I0.7 A I0.6 CALL SBR1 Network 3 // ΥΠΟΡΟΥΤΙΝΑ ΈΝΔΕΙΞΗΣ ΣΤΆΘΜΗΣ LD M0.2 O M5.0 CALL SBR0 Network 4 // COUNTER ---- AB3 LDN I4.0 A M0.2 AN I0.6 LDN I0.7 CTU C1, 3 Network 5 // ΑΔΕΙΑΣΜΑ ME COUNTER AB3 LD I4.5 A M0.2 A I0.6 99

107 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 S Q0.4, 1 R M5.0, 1 // ΜΝΗΜΗ ΓΙΑ COUNTER Network 6 // ΤΕΡΜΑΤΙΣΜΟΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ COUNTER LD C1 R M0.2, 1 R Q0.1, 4 R C1, 1 R M5.0, 1 Network 7 // ΟΤΑΝ ΑΔΕΙΑΣΗ Η ΠΕΡΙΤΠΩΣΗ AB+AC+BC LDN I4.0 R Q0.4, SBR_AC1 Network 1 // ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΟΧΕΙΟΥ ΣΤΟ ΤΕΛΙΚΟ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑ LDN I0.6 = Q0.0 Network 2 // ΞΕΚΙΝΑ ΤΟ ΓΕΜΙΣΜΑ ΑΠΟ ΤΟ -A ΜΕ ΧΡΟΝΟ -T38 LD M1.0 TON T37, 50 TON T38,

108 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 S Q0.1, 1 CALL SBR0 Network 3 // ΤΕΛΟΣ -A LD T37 R Q0.1, 1 S Q0.3, 1 Network 4 // LD T38 R Q0.3, 1 Network 5 // ΑΔΕΙΑΣΜΑ LD T38 CALL SBR0 S Q0.4, 1 Network 6 LD Q0.4 AN I4.0 R Q0.4, 1 R T38, 1 101

109 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 R T37, 1 R M1.0, SBR_AC2 Network 1 // ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΟΧΕΙΟΥ ΣΤΟ ΤΕΛΙΚΟ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑ LDN I0.6 = Q0.0 Network 2 // ΞΕΚΙΝΑ ΤΟ ΓΕΜΙΣΜΑ ΑΠΟ ΤΟ -A ΜΕ ΧΡΟΝΟ -T37 LD M1.1 TON T37, 50 TON T38, 100 TON T39, 150 S Q0.1, 1 CALL SBR0 Network 3 // ΤΕΛΟΣ -A LD T37 R Q0.1, 1 S Q0.3, 1 Network 4 102

110 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 LD T38 R Q0.3, 1 S Q0.5, 1 Network 5 LD T39 R Q0.5, 1 S Q0.4, 1 CALL SBR0 Network 6 LD Q0.4 AN I4.0 R Q0.4, 1 R T38, 1 R T37, 1 R T39, 1 R M1.1, SBR_AC3 Network 1 // ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΟΧΕΙΟΥ ΣΤΟ ΤΕΛΙΚΟ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑ LDN I0.6 = Q

111 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 2 LD I0.6 EU S M5.0, 1 Network 3 LD M1.2 O M5.0 CALL SBR0 Network 4 // ΞΕΚΙΝΑ ΤΟ ΓΕΜΙΣΜΑ ΑΠΟ ΤΟ -A ME ΧΡΟΝΟ -T37 LD M1.2 A M5.0 TON T37, 50 TON T38, 100 S Q0.1, 1 Network 5 // ΤΕΛΟΣ -A LD T37 R Q0.1, 1 S Q0.3, 1 104

112 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 6 LD T38 R Q0.3, 1 Network 7 LDN I4.0 A M1.2 AN I0.6 LDN I0.7 CTU C1, 3 Network 8 // ΑΔΕΙΑΣΜΑ LD T38 CALL SBR0 S Q0.4, 1 R M5.0, 1 Network 9 LD C1 R M1.2, 1 R Q0.4, 1 R C1, 1 R M5.0, 1 105

113 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 Network 10 LD Q0.4 AN I4.0 R Q0.4, 1 R T38, 1 R T37, 1 //R M1.2, 1 Network 11 LDN I4.0 R Q0.4, SBR_BC1 Network 1// LD M2.0 AN Q0.4 AN I4.0 S Q0.2, 1 Network 2 // ΓΕΜΙΣΜΑ ΑΔΕΙΑΣΜΑ LED LD T38 106

114 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 O M2.0 CALL SBR0 Network 3 LD I4.1 AN Q0.4 A M2.0 S Q0.3, 1 R Q0.2, 1 TON T38, 100 Network 4 LD T38 R Q0.3, 1 S Q0.4, 1 R T38, 1 Network 5 LDN I4.0 A Q0.4 A M2.0 R Q0.4, 1 R M2.0, 1 107

115 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο SBR_BC2 Network 1 LD M2.1 AN Q0.4 AN I4.0 S Q0.2, 1 Network 2 // LD T38 O M2.1 CALL SBR0 Network 3 LD I4.1 AN Q0.4 A M2.1 S Q0.3, 1 R Q0.2, 1 TON T38, 100 Network 4 108

116 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 LD O T38 T39 TON T39, 50 Network 5 LD T38 R Q0.3, 1 S Q0.5, 1 Network 6 LD T39 R Q0.5, 1 S Q0.4, 1 Network 7 LDN I4.0 A Q0.4 A M2.1 R T39, 1 R T38, 1 R Q0.4, 1 R M2.1, 1 109

117 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο SBR_BC3 Network 1 LD I0.6 EU S M5.0, 1 Network 2 LD M2.2 A M5.0 AN Q0.4 AN I4.0 S Q0.2, 1 Network 3 // LED LD T38 O M5.0 O M2.2 CALL SBR0 Network 4 LD I4.1 AN Q

118 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 A M2.2 A M5.0 S Q0.3, 1 R Q0.2, 1 TON T38, 100 Network 5 LDN I4.0 A M2.2 AN I0.6 LDN I0.7 CTU C1, 3 Network 6 LD T38 R Q0.3, 1 S Q0.4, 1 R T38, 1 R M5.0, 1 Network 7 LDN I4.0 A Q

119 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 A M2.2 R Q0.4, 1 //R M2.0, 1 ΠΕΡΙΤΤΗ ΕΝΤΟΛΗ ΠΟΥ ΕΓΙΝΕ ΣΧΟΛΙΟ Network 8 LD C1 R M2.2, 1 R Q0.1, 4 R C1, 1 R M5.0, 1 Network 9 // LDN I4.0 R Q0.4, 2 112

120 Κυρίως πρόγραμμα Κεφάλαιο 5 113

121 Κεφάλαιο 6 ο Προσομοιωτής

122 Προσομοιωτής Κεφάλαιο Η λειτουργία του προσομοιωτή Η πρώτη μας δουλεία είναι να φορτώσουμε το πρόγραμμα της προσομοίωσης το όποιο έχουμε κατάβαση από site δωρεάν Phone-Tools/Siemens/S7-200-Simulator.shtml Σε δεύτερη φάση επιλεγούμε την cpu που επιθυμούμε όπου στην προκειμένη περίπτωση είναι ο cpu

123 Προσομοιωτής Κεφάλαιο 6 Στην πορεία της προσομοίωσης επιλεγούμε τις επέκτασης που θα χρειαστούμε οι οποίες είναι δυο ψηφιακές είσοδοι EM221. Οι δυο ψηφιακές είσοδοι 116

124 Προσομοιωτής Κεφάλαιο 6 Επιλέγουμε από το menu το program και έπειτα το load program από όπου γίνεται import το πρόγραμμα μας: Επιλέγουμε το πρόγραμμα που μας ενδιαφέρει και πατάμε άνοιγμα έτσι ώστε να φορτωθεί στον προσομοιωτή μας 117

125 Προσομοιωτής Κεφάλαιο 6 Αφού φορτωθεί το πρόγραμμα διακρίνουμε ότι υπάρχουν δυο παράθυρα το ένα είναι το πρόγραμμα μας σε μορφή STL και το δεύτερο σε μορφή LAD Τέλος επιλεγούμε το πράσινο εικονίδιο run και αρχίζει να τρέχει η προσομοίωση. 118