ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ^III. 1«Ε:Ιί^Κ«'Ιΐ1Η ΙίΑ'Ι

Transcript

1 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ^III 1«Ε:Ιί^Κ«'Ιΐ1Η ΙίΑ'Ι

2 ΘΕΡΜΕΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ ΣΤΟΥΣ ΓΟΝΕΙΣ ΜΑΣ ΖΑΧΑΡΙΑ - ΜΑΡΙΑ ΚΑΑΑΙΤΖΗ ΜΑΙΑ - ΕΥΓΕΝΙΑ ΠΑΤΣΑΧΑΚΗ ΠΟΥ ΜΠΟΡΕΣΑΝ ΚΑΙ ΜΑΣ ΑΝΕΧΤΗΚΑΝ ΚΑΙ ΜΑΣ ΠΡΟΣΦΕΡΑΝ ΟΑΗ ΤΗΝ ΗΘΙΚΗ ΚΑΙ ΥΑΙΚΗ ΣΥΜΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΠΟΥ ΜΠΟΡΟΥΣΑΝ ΠΑΝΑ ΤΕΑΕΙΩΣΟΥΜΕ ΜΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΙΣ ΣΠΟΥΔΕΣ ΜΑΣ. ΚΑΙ ΣΤΟΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗ ΜΑΣ κ. ΒΑΑΑΒΑΝΗ ΓΙΩΡΓΟ ΠΟΥ ΜΑΣ ΕΔΩΣΕ ΤΗΝ ΕΥΚΑΙΡΙΑ Ν ΑΣΧΟΑΗΘΟΥΜΕ ΜΕ ΚΑΤΙ ΤΟΣΟ ΕΝΔΙΑΦΕΡΟΝ ΩΣΤΕ ΝΑ ΔΙΕΥΡΥΝΟΥΜΕ ΤΙΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΜΑΣ ΠΑΝΩ ΣΤΟΝ ΤΟΜΕΑ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Όλοι γνωρίζουμε σήμερα ότι το θέμα του αυτοματισμού και των εφαρμογών του έχει μπει για τα καλά στην καθημερινή μας ζωή. Ο καθένας από εμάς πλέον θεωρεί ως αυτονόητους ορισμένους αυτοματισμούς και ζητάει συνεχώς καινούριους. Φυσικά ο πιο μοντέρνος τρόπος για την εφαρμογή των αυτοματισμών είναι η χρήση προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών. Αυτός ήταν ένας από τους βασικούς λόγους της επιλογής ενός τέτοιου θέματος για την πτυχιακή μας εργασία. Σήμερα στην αγορά υπάρχουν πάρα πολλά είδη τέτοιων ελεγκτών από διάφορες εταιρίες. Εμείς διαλέξαμε ένα από τα PLC που ανήκουν στην οικογένεια AC31 της εταιρίας ΑΒΒ. Η οικογένεια αυτή των PLC, αποτελείται από πέντε (5) σειρές: τον Controller, τη σειρά 40, 50, 90 και 30. Στην Ελλάδα κυκλοφορούν όλες αυτές οι σειρές εκτός της 30, η οποία θεωρείται παλιά και έχει πλέον καταργηθεί. Εμείς επικεντρωθήκαμε στην σειρά 40 και βάση αυτής δημιουργήσαμε ορισμένα προγράμματα, απλά στην αρχή πιο σύνθετα στη συνέχεια. Αυτό που θα προσπαθήσουμε να εξηγήσουμε στις σελίδες που ακολουθούν είναι οι τρόποι προγραμματισμού και οι εφαρμογές που μπορεί να έχει αυτό το PLC σε διάφορες περιπτώσεις. Το θέμα αυτό μας κέντρισε το ενδιαφέρον από την αρχή να ασχοληθούμε με το PLC αυτό, να το μάθουμε, να δούμε πως μπορούμε να το κάνουμε στη πράξη να δουλεύει. Ήταν μια καλή ευκαιρία για μας να διευρύνουμε τους ορίζοντές μας στον τομέα του αυτοματισμού. Είμαστε πλήρως ικανοποιημένοι από τη δουλειά που κάναμε γιατί και μόνο οι γνώσεις που αποκομίσαμε είναι και μπορούν να αποδεικτούν πολύτιμες στο μέλλον. Τώρα μπορούμε να πούμε σχεδόν απόλυτα ότι είμαστε σε θέση να χρησιμοποιήσουμε το μηχάνημα αυτό σε μία νέα εφαρμογή, αφού ξέρουμε πως λειτουργεί. Τέλος θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε όλους όσους μας βοήθησαν ώστε να ολοκληρώσουμε με επιτυχία την εργασία μας αυτή.

4 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Περιοδικά «Τεχνική Εκλογή» και «Ελέκτορ» Σταύρου Ρούμπη «Αυτοματισμός με προγραμματιζόμενους ελεγκτές» Νικολάου Πανταζή «Αυτοματισμοί με PLC» Κ.Clements - Jewery W.Jeffcoat «The PLC Workbook» Software Manual AC31GRAF Technical Manual Advant Controller 31

5 Εισαγωγή Γενικά περί αυτοματισμού Ρελέ Θερμικό Buttons Κλέμες Ρελέ ασυμμετρίας τάσης Ρελέ διαδοχής φάσεων Τερματοδιακόπτες Βαλβίδες Θερμοστάτες Πιεζοστάτες Από τις συμβατικές μορφές αυτοματισμού στα PLC Συμβατικός έλεγχος με ρελέ Ηλεκτρονικός έλεγχος με αναλογικά και ψηφιακά κυκλώματα Έλεγχος με ηλεκτρονικό υπολογιστή Έλεγχος με προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή Καταστάσεις λειτουργίας του PLC Προγραμματισμός Εκτέλεση προγράμματος Εκτέλεση προγράμματος βήμα - βήμα Άμεσος έλεγχος Σχετικά με τις εισόδους Σχετικά με τις εξόδους Μετρώντας γρήγορα Κάρτες A - D και D - A Τελικές βελτιώσεις Ξεχωριστές δυνατότητες Σύγκριση των διαφόρων ειδών ελέγχου ΑΒΒ Control-AC31

6 Πλεονεκτήματα και στάδια εργασίας Λειτουργικές μονάδες και αρχιτεκτονική Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) Μνήμη Μονάδες εισόδων Μονάδες εξόδων Μονάδες προγραμματισμού Εισαγωγικά στοιχεία προγραμματισμού Σετ λογικών εντολών Εσωτερική λειτουργία και επεξεργασία του προγράμματος Τύποι προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών Τοποθέτηση - συρμάτωση προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών Το PLC 07CR41 της εταιρίας ΑΒΒ Τεχνικό Εγχειρίδιο Του Advant Controller 31 Για Τ κ Σειρές 40 & 50 Κεφάλαιο 1 Παρουσίαση / λειτουργία 1. Παρουσίαση 2. Γενική εγκατάσταση 2.1. Κεντρικές μονάδες με επεκτάσεις 2.2. Κεντρικές μονάδες με CS 31 bus 2.3. Τεχνικές καλωδίωσης 3. Λειτουργία των κεντρικών μονάδων για τις σειρές 40 και Λειτουργικό διάγραμμα 3.2. Εκτέλεση προγράμματος 3.3. Εκπομπή bus 3.4. Χρόνοι ανανέωσης / χρόνοι απόκρισης Χρόνοι ανανέωσης Bus ΑΒΒ Control - AC31

7 Χρόνοι απόκριση της κεντρικής μονάδας 3.5. Τροφοδοσία / εκκίνηση προγράμματος 3.6. Πτώση τάσης ή διακοπή τροφοδοσίας 4. Αναφορές Κεφάλαιο 2 Αρχίζοντας 1. Απαιτούμενα εξαρτήματα 2. Καλωδίωση 3. Προγραμματισμός 3.1. Εκκίνηση του λογισμικού AC31GRAF 3.2. Δημιουργία ενός νέου project 3.3. Δηλώσεις μεταβλητών 3.4. Σύνταξη προγράμματος Επίδειξη της γραμμής εργαλείων FBD (λειτουργικά blocks) Επιλέγοντας την OR λειτουργία στο παράθυρο του κειμενογράφου του προγράμματος Εισάγοντας μεταβλητές Συνδέσεις ανάμεσα στις μεταβλητές και στα block λειτουργίας 3.5. Σώζοντας 3.6. Μεταγλώττιση 3.7. Επικοινωνία με το PLC Διαμόρφωση από την σειριακή διασύνδεση Πρόσβαση στον πίνακα ελέγχου (ελέγχοντας panel) Διαμόρφωση από την κεντρική μονάδα Τοποθέτηση αρχικών τιμών στην κεντρικός μονάδα Στέλνοντας το πρόγραμμα στο PLC Τεστάρισμα προγράμματος on-line 3.8. Κλείσιμο AC31 GRAF Κεφάλαιο 3 Τεχνικές λεπτομέρειες 1. Κεντρικές μονάδες 1.1. Η πρόσοψη από την κεντρική μονάδα 2. Επεκτάσιμες απομακρυσμένες μονάδες 2.1. Η πρόσοψη 3. Ψηφιακές επεκτάσεις 3.1. Η πρόσοψη 4. Αναλογικές επεκτάσεις 4.1. Η πρόσοψη ΑΒΒ Control - AC31

8 4.2. Αναλογική οθόνη 5. Εξαρτήματα 5.1. Καλώδια προγραμματισμού: 07SK50 και 07SK Διάγραμμα σύνδεσης του καλωδίου 07SK Καλώδια επικοινωνίας ASCII/MODBUS : 07SK51 και 07SK Διάγραμμα σύνδεσης του καλωδίου 07SK TC50 καλώδια οθόνης: 07SK54 και 07SK Συνδετήρες (Σχήμα 3-17) Εξωτερικός διπλός συνδετήρας: 07 ST Συνδετήρας τύπου μέγγενης Εξωτερικός διπλός συνδετήρας: 07 ST Αυτοκόλλητα 6. TC50 Οθόνη 7. Διαστάσεις (σε mm) Κεφάλαιο 4 Εγκατάσταση 1. Υλοποίηση ενός AC 31 συστήματος 1.1 Συνθήκες συναρμολόγησης 1.2. Καλωδίωση εισόδων / εξόδων 1.3. Γείωση Βασικές αρχές γείωσης Αρχές γείωσης για πολυάριθμα ερμάρια 1.4. Καλωδίωση από το CS 31 bus 1.5. Διαφορετικοί τύποι τροφοδοσίας 2. Καλωδίωση κεντρικής μονάδας και απομακρυσμένης μονάδας 2.1. Τροφοδοσία 2.2. Καλωδίωση εισόδων / εξόδων 2.3. Προστασία εξόδου 3. Καλωδίωση ψηφιακών επεκτάσεων 3.1. Επέκταση ΧΙ16Ε Επέκταση XO08R Επέκταση XC08L Επέκταση Χ016Ν Επέκταση XK08F1 4. Καλωδίωση αναλογικών επεκτάσεων 4.1. Επέκταση ΧΜ06Β Επέκταση ΧΕ08Β5 5. Διευθυνσιοδότηση 5.1. Μεταβλητές εισόδων / εξόδων 5.2, Διευθυνσιοδότηση masters κεντρικών μονάδων ή stanri με επεκτάσεις Ί biana- alone ABB Control - AC3.1

9 5.3.Διευθυνσιοδότηση κεντρικής μονάδας ενός slave ή ορισμένων απομακρυσμένων μονάδων με επέκταση, με το CS 31 bus Διευθυνσιοδότηση επεκτάσιμης απομακρυσμένης μονάδας Διευθυνσιοδότηση κεντρικών μονάδων slave Παράδειγμα διευθυνσιοδότησης 5.4. Ανακεφαλαίωση Κεφάλαιο 5 Προγραμματισμός 1. Εισαγωγή στο λογισμικό 2. Λίστα μεταβλητών 3. Τοποθέτηση αρχικών τιμών 4. Διαμόρφωση 4.1. Το εργαλείο διαμόρφωσης AC31 GRAF Η λειτουργική κατάσταση της κεντρικής μονάδας Εκπομπή / λήψη από μία slave κεντρική μονάδα Τοποθέτηση αρχικών τιμών δεδομένων και εφεδρείας Ανταπόκριση κεντρικής μονάδας σε λάθη κατηγορίας Τοποθέτηση αρχικών τιμών στις μονάδες CS 31 bus Επικοινωνιακή κατάσταση της σειριακής διασύνδεσης COM Παράμετροι επικοινωνίας Ο χρόνος κύκλου της κεντρικής μονάδας Ρολόι Λέξη κλειδί 4.2. Διαμόρφωση λειτουργίας του block CS31CO 4.3. Αναλογική διαμόρφωση (επέκταση) Κεφάλαιο 6 Βελτιστοπ οίηση π ρογράμματος 1. Υπό-πρόγραμμα 1.1. Προγραμματισμός υπό-προγράμματος 1.2. Καλώντας ένα υπό-πρόγραμμα 1.3. Πέρασμα παραμέτρων 1.4. Όρια 2. Διακοπές 2.1. Προγραμματισμός διακοπών 2.2. Επιβεβαίωση διακοπών 2.3. Επιδόσεις 3. Εντολή βηματικού κινητήρα ΑΒΒ Control - AC31

10 4. Μετρητής υψηλής ταχύτητας με τιμή σύλληψης, επανεκκίνηση μηδενός και ανίχνευση υπερχείλισης 5. Επικοινωνία ανάμεσα στις κεντρικές μονάδες με το CS31 bus 5.1. Διευθυνσιοδότηση του CS 31 bus 5.2. Τύπος επικοινωνίας 5.3. Προγραμματισμός Εκπομπή bit Εκπομπή λέξεων (word) Αξιοποιώντας τις λειτουργίες των function blocks Κεφάλαιο 7 Επικοινωνία 1. Επικοινωνία δικτύων με νόμιμη MODBUS διασύνδεση 1.1. Περιγραφή πρωτοκόλλου 1.2. Διαμόρφωση επικοινωνίας 1.3. Προγραμματισμός Μονάδα MODBUS slave Μονάδα MODBUS master Λίστα παραπομπών Παράδειγμα με τη χρήση της MODBUS λειτουργίας 1.4. Χρόνοι απόκρισης για MODBUS επικοινωνία 2. Επικοινωνία point to point με τη νόμιμη ASCII διασύνδεση 2.1. Περιγραφή πρωτοκόλλου 2.2. Διαμόρφωση από την επικοινωνία Χρησιμοποιώντας το μαύρο καλώδιο 07SK51 ή 07SK Παράμετροι επικοινωνίας 2.3. Προγραμματισμός Στέλνοντας μηνύματα Λαμβάνοντας μηνύματα Προγραμματισμός - παράδειγμα 3. Point to point επικοινωνία με το πρωτόκολλο προγραμματισμού Κεφάλαιο 8 Διάγνωση 1. Τύποι λαθών που ανιχνεύθηκαν 2. Ανίχνευση λαθών 3. Κατάσταση διαμέσου λογισμικού 4. Λάθος management διαμέσου προγραμματισμός 4.1. Περιγραφή της διάγνωσης μεταβλητών ΑΒΒ Control - AC31

11 4.2. Δίαυλος επικοινωνίας ανάμεσα στο λάθος και τη διάγνωση των μεταβλητών τιμών Παράρτημα 1. Λίστα από μεταβλητές 2. Λίστα από λειτουργίες 3. Σχεδίαση 4. Διαχρονικές τιμές Software manual AC31GRAF (έκδοση 2.10) για τκ σειpέc 40 &50 Μέρος Α Ό δηγός χρήστη 1 Ξεκινώντας 2 Χρησιμοποιώντας τον project manager 2.1 Περιγραφή project manager 2.2 Εκτύπωση ενός project κειμένου 3 Φτιάχνοντας ένα αρθρωτό project 4 Χρησιμοποιώντας κειμενογράφους 4.1 Χρησιμοποιώντας τον κειμενογράφο FBD/LD Βασικά της γλώσσας FBD/LD Εισάγοντας ένα FBD διάγραμμα Δουλεύοντας ένα ήδη υπάρχον διάγραμμα Οπτικοποίηση επιλογών Άλλα εργαλεία AC31GRAF Style and modification tracking 4.2 Χρησιμοποιώντας τον κειμενογράφο SFC Κύρια θέματα της γλώσσας SFC Εισάγοντας έναν χάρτη SFC Δουλεύοντας έναν ήδη υπάρχον χάρτη SFC Μπαίνοντας στο επίπεδο 2 του προγραμματισμού Επιλέγοντας μια μεταβλητή από τη λίστα Εντολές στο μενού Tools" Χρησιμοποιώντας την SFC gallery 4.3 Χρησιμοποιώντας τον κειμενογράφο Quick LD ABB Control - AC31

12 4.3.1 Βασικά της γλώσσας LD Εισάγοντας ένας LD διάγραμμα Δουλεύοντας ένα ήδη υττάρχον διάγραμμα Οτττικοποίηση εττιλογών Καλώντας άλλα εργαλεία AC31GRAF Επιλέγοντας μια μεταβλητή από τη λίστα 4.4 Χρησιμοποιώντας τον κειμενογράφο IL Εντολές File Εντολές Edit Options Επιλέγοντας μια μεταβλητή από τη λίστα 5 Κειμενογράφος common tools 5.1 Δήλωση μεταβλητών Χρησιμοποιώντας την λίστα μεταβλητών σε κατάσταση δήλωσης Χρησιμοποιώντας την λίστα μεταβλητών σε κατάσταση επιλογής 5.2 Cross References 5.3 Χτίσιμο εφαρμογής 5.4 Δημιουργία γραφικών Σχεδίαση χαρτών Περιγραφή αντικειμένου Εντολές οτου μενού "File" Options 6 Πίνακας ελέγχου 6.1 Χρησιμοποιώντας τον πίνακα ελέγχου 6.2 Διαγράμματα χρόνου 6.3 Λίστα On line 6.4 Κατάσταση / Διάγνωση 6.5 Διαμόρφωση 7 Βιβλιοθήκη χρήστη 7.1 Λειτουργίες χρήστη 7.2 Μεταβλητές μιας λειτουργίας χρήστη 7.3 Compiling μια λειτουργία χρήστη Μέρος Β: Αναφορές γλώσσας 1 Αρχιτεκτονική Project 1.1 Προγράμματα 1.2 Αρθρωτή αρχιτεκτονική 1.3 Μη αρθρωτή αρχιτεκτονική ΑΒΒ Control-AC31

13 2 Μεταβλητές 2.1 Μεταβλητές τακτοποιημένες κατά τύπο 2. 1 Μεταβλητές τακτοποιημένες κατά την ακτίνα τους 3 Γλώσσα FBD 3.1 FBD διάγραμμα κυρίως τυποποίησης 3.2 Jumps και labels 3.3 Boolean άρνηση 3.4 Καλώντας λειτουργίες ή block λειτουργίας από την FBD 4 Γλώσσες LD and Quick LD 4.1 Κάθετες ράγες και γραμμές συνδέσεων 4.2 Πολλαπλές συνδέσεις 4.3 Βασικές επαφές και σπειρώματα LD Άμεση επαφή Ανεστραμμένη επαφή Επαφή με ανίχνευση θετικού μετώπου παλμού Επαφή με ανίχνευση αρνητικού μετώπου παλμού Άμεσο σπείρωμα Ανεστραμμένο σπείρωμα SET σπείρωμα RESET σπείρωμα Σπείρωμα με ανίχνευση θετικού μετώπου παλμού Σπείρωμα με ανίχνευση αρνητικού μετώπου παλμού 4.4 Jumps and labels 4.5 Blocks στην γλώσσα LD Η είσοδος ΈΝ" Η έξοδος ΈΝΟ" 5 Γλώσσα SFC 5.1 Χάρτης SFC κύριας τυποποίησης 5.2 Βασικά εξαρτήματα SFC Βήματα και αρχικά βήματα Μετατροπές Συνδέσεις Μει-αφορά σε ένα βήμα 5.3 Συγκλίσεις και αποκλίσεις Απλές αποκλίσεις Διπλές αποκλίσεις 5.4 Macro steps 5.5 Ενέργειες μέσα στα βήματα Boolean ενέργειες Ενέργειες παλμών Μη αποθηκευμένες ενέργειες Καλώντας μια λειτουργία ή ένα block λειτουργίας από μια ενέργεια ΑΒΒ Control - AC31 9

14 5.5.5 Μετατροπή IL Ενεργοποίηση διάρκειας ενός βήματος 5.6 Συνθήκες συνδεδεμένες σε μεταβολές Μετατροπή LD Μετατροπή IL 5.7 Δυναμικοί κανόνες SFC 6 Γλώσσα IL 6.1 Κυρίως σύνταξη IL Ετικέτες Διαφοροποιήσεις χειριστή 6.2 Λειτουργίες IL LD χειριστής ST χειριστής S χειριστής R χειριστής JMP χειριστής Καλώντας υπό-προγράμματα και διακοπές Καλώντας block λειτουργίας: CAL,!ΒΑ 0 χειριστής 6.3 Βασικές διαφορές ανάμεσα IEC IL και ΑΒΒ 1L ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΑΒΒ Control -AC31

15 ABB Control-AC31 ΕΙΣΑΓΩΓΗ

16 ΓΕΝΙΚΑ ΠΕΡΙ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ Η τεχνική του αυτοματισμού βασιζόταν μέχρι σήμερα, στο μεγαλύτερο μέρος της, στα συστήματα συρματωμένης λογικής. Η λειτουργία δηλαδή του αυτοματισμού γινόταν με τη συρμάτωση ανάμεσα στα διάφορα στοιχεία (για παράδειγμα επαφές, πηνία, ρελαί, χρονικά κ.λ.π., για αυτοματισμούς με ρελαί -είτε πύλες AND, είτε πύλες OR κ.λ.π. για αυτοματισμούς με ηλεκτρονικές πλακέτες). Επομένως, ένας πίνακας αυτοματισμού μπορούσε να κατασκευαστεί μόνον όταν είχε τελειώσει εντελώς η μελέτη (δηλαδή το συνδεσμολογικό σχέδιο). Επιπλέον, κάθε αλλαγή στη συνέχεια είχε σαν αποτέλεσμα αντίστοιχη αλλαγή στη συρμάτωση (δηλαδή τροποποίηση του πίνακα), με αποτέλεσμα να προκύπτουν οι γνωστές αμφιβολίες στον εκάστοτε ηλεκτρολόγο εγκαταστάτη για το αν φτάνουν ή όχι οι ελεύθερες επαφές των ρελέ, αν υπάρχει χώρος στον πίνακα για προσθήκη νέου υλικού και άλλα τέτοια. Σήμερα, τα συστήματα προγραμματιζόμενης λογικής, οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές (PLC s) όπως αλλιώς ονομάζονται, τείνουν να εκτοπίσουν τελείως τη συρματωμένη λογική, ανοίγοντας νέους ορίζοντες στο βιομηχανικό αυτοματισμό. Πριν όμως αναφερθούμε στους προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές κρίνουμε σκόπιμο να παρουσιάσουμε με απλά λόγια τα εξαρτήματα εκείνα τα οποία μας βοηθούν στο να πραγματοποιήσουμε σχεδόν οποιαδήποτε μορφή αυτοματισμού. Τα εξαρτήματα αυτά έχουν ευρεία χρήση εδώ και αρκετά χρόνια και φυσικά η παρουσία των προγραμματιζόμενων ελεγκτών μπορεί να μείωσε αισθητά το πεδίο εφαρμογής τους, όμως δεν είναι δυνατόν να τα αντικαταστήσει πλήρως. Τα βασικότερα λοιπόν εξαρτήματα αυτοματισμού είναι: /. Τα ρελέ II. Τα button III. Τα θερμικά IV. Οι τερματοδιακόπτες V. Οι βαλβίδες VI. Οι θερμοστάτες VII. Οι πιεζοστάτες ' ΑΒΒ Control - AC31

17 Παρακάτω θα αναπτύξουμε όσο μπορούμε πιο σύντομα το κάθε ένα από αυτά τα εξαρτήματα. Το ρελέ αποτελείται από δύο βασικά σκέλη. Στο ένα σκέλος (το οποίο είναι η βάση στήριξης) βρίσκεται το πηνίο που λειτουργεί συνήθως στα 220 ή 380V. Το πηνίο αυτό είναι τοποθετημένο μέσα στο ρελέ σ ένα σιδηροπυρήνα. Αυτό το σκέλος του ρελέ έχει τρεις (3) κύριες και μία ή περισσότερες βοηθητικές επαφές, που είναι σταθερά προσαρμοσμένες και δεν μετακινούνται. Το άλλο σκέλος αποτελείται και αυτό από ένα σιδηροπυρήνα που φέρει επίσης τις αντίστοιχες επαφές που έχει και το σκέλος της βάσης στήριξης, ώστε να σχηματίζονται ζευγάρια επαφών. Η διαφορά τους είναι ότι ο σιδηροπυρήνας στο σκέλος αυτό είναι κινητός. Αυτός κινείται προς τη βάση όταν έλκεται από το πηνίο του ρελέ που λειτουργεί ως ηλεκτρομαγνήτης (όταν διαρρέετε από ρεύμα) και παρασύρει μαζί του τις επαφές με αποτέλεσμα αυτές ν ανοίγουν ή να κλείνουν το κύκλωμα. Όταν τώρα σταματήσει να κυκλοφορεί ρεύμα στο πηνίο, αυτό πάει να είναι ηλεκτρομαγνήτης με αποτέλεσμα να ελευθερώνεται ο σιδηροπυρήνας του πάνω σκέλους και με τη βοήθεια ενός ελατηρίου να επανέρχεται στην αρχική του θέση και έτσι να κλείνουν ή να ανοίγουν οι επαφές και να διακόπτεται το κύκλωμα. Στη θέση ηρεμίας του ρελέ όταν δηλαδή δεν περνάει ρεύμα από το πηνίο οι μεν τρεις κύριες επαφές είναι ανοικτές πάντοτε, οι δε βοηθητικές μπορεί να είναι ανάλογα ανοικτές ή κλειστές. Τη θέση των επαφών ενός ρελέ (κύριων και βοηθητικών) μπορούμε να την διαπιστώσουμε και με ένα πολύμετρο, όταν το ρελέ βρίσκεται σε κατάσταση ηρεμίας. Είναι λογικό ότι με τον οπλισμό του ρελέ οι βοηθητικές επαφές αλλάζουν κατάσταση. Αν το εν λόγω ρελέ είναι μεγάλης ισχύος, τότε μπορούμε να διακρίνουμε τα ζεύγη των τριών κύριων επαφών αφού είναι μεγαλυτέρων διαστάσεων από τις βοηθητικές. Αυτό συμβαίνει γιατί μέσα από τις κύριες επαφές θα περάσει όλο το ρεύμα που απαιτεί ο κινητήρας για τη λειτουργία του. Οι υπόλοιπες (μία δύο ή περισσότερες) μικρότερες επαφές που έχει το ρελέ θα είναι βοηθητικές και μπορούμε με τη χρήση ενός πολυμέτρου να βρούυε ποιες είναι άνοικτές (ηρεμίας) και ποιες κλειστές (ενεργείας) L τώρα έχουμε ρελέ μικρής ισχύος, τότε όλες οι επαφές είναι ίδιεο or a b b Control - AC31 ^ ^ 13

18 μέγεθος και σαν κύριες επαφές παίρνουμε τις τρεις πρώτες ανοικτές. Τα ρελέ, όπως άλλωστε όλα τα ηλεκτρολογικά υλικά, βρίσκονται στο εμπόριο τυποποιημένα. Παραδείγματα αυτής της τυποποίησης είναι 10A/500V 16A/500V κ.λ.π. Ο πρώτος αριθμός δείχνει το πόσο ρεύμα μπορεί να περάσει μέσα από το ρελέ χωρίς να το καταστρέψει, ενώ ο δεύτερος αριθμός δείχνει την τάση με την οποία μπορούμε να τροφοδοτήσουμε το ρελέ αυτό. Όλα τα βιομηχανικά ρελέ είναι τριφασικά και έχουν τρία (3) ζεύγη κυρίων επαφών με ένα ή περισσότερα ζεύγη βοηθητικών επαφών κλειστών (ηρεμία) ή ανοικτών (ενέργειας) ή συνδυασμό ανοικτών και κλειστών επαφών. Τα ρελέ που χρησιμοποιούνται πιο πολύ στη βιομηχανία σήμερα για την προστασία των κινητήρων, είναι συνήθως ρελέ έλλειψης τάσης αφού προστατεύουν τον κινητήρα από έλλειψη τάσης. Ένα ρελέ μπορεί να έχει αρκετά μεγάλο αριθμό ζευγών επαφών ανάλογα με τη χρήση του. Η εκλογή ενός ρελέ γίνεται πάντα με βάση τις απαιτήσεις του ηλεκτρικού κυκλώματος το οποίο θα ελέγξει. Θερμικό Άλλο ένα υλικό που θα συναντήσουμε όταν ανοίξουμε τον πίνακα αυτοματισμού ενός συστήματος είναι το θερμικό. Το θερμικό αποτελείται από τρία ζεύγη κυρίων επαφών. Οι τρεις επαφές αυτές συνδέονται αντίστοιχα με τις τρεις κύριες επαφές του ρελέ και οι άλλες τρεις που βρίσκονται από την αντίθετη πλευρά του θερμικού συνδέονται με τον κινητήρα. Επίσης το θερμικό έχει και δύο ή τρεις βοηθητικές επαφές (τρεις όταν είναι διπλής ενέργειας) οι οποίες συνδέονται στο βοηθητικό κύκλωμα του αυτομάτου. Το θερμικό προστατεύει τον κινητήρα από υπερεντάσεις και διακόπτει το κύκλωμα σε περιπτώσεις υπερφόρτισης του κινητήρα. Όταν ανοίξουμε ένα θερμικό βλέπουμε ότι έχει τρία διμεταλλικά στοιχεία, τα οποία είναι ρυθμισμένα έτσι ώστε να επιτρέπουν να περνά από μέσα τους μια ορισμένη ένταση ρεύματος, το κανονικό ρεύμα του κινητήρα. Όταν ο κινητήρας υπερφορτωθεί, δηλαδή τραβάει περισσότερο ρεύμα, επενεργούν τα διμεταλλικά και διακόπτουν με μηχανικό τρόπο το βοηθητικό κύκλωμα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να διακόπτεται και το κύριο κύκλωμα και έτσι να προστατεύεται ο κινητήρας από επικίνδυνες υπερεντάσεις. Εξωτερικά όπως βλέπουμε το θερμικό, εκτός από τις κύριες και βοηθητικές του επαφές έχει ένα μικρό button που πιέζοντάς το ΑΒΒ Control - AC31 14

19 αποκαθιστά το κύκλωμα των βοηθητικών ετταφών, όταν αυτό διακοπεί από κάποια υπερένταση του κινητήρα. Επίσης έχει και ένα κουμπί με το οποίο μπορούμε να ρυθμίσουμε την κανονική ένταση που θα επιτραπεί από το θερμικό να περάσει προς τον κινητήρα χωρίς να διακοπεί το κύκλωμα. Τα θερμικά δεν είναι τυποποιημένα όπως τα ρελέ και έτσι μπορούμε να τα βρούμε στο εμπόριο σε όσα ΑπιροΓΘ θέλουμε σε συγκεκριμένες φυσικά περιοχές. Buttons Εκτός από το ρελέ και το θερμικό ο απλός αυτόματος που αναφέραμε περιλαμβάνει και δύο buttons, ένα START και ένα STOP. Η διαφορά των button από ένα διακόπτη είναι ότι αυτά ανοίγουν ή κλείνουν το κύκλωμα στιγμιαία, ενώ ο διακόπτης το κάνει μόνιμα. Το button START έχει μια επαφή ενεργείας (ανοικτή) και όταν το ενεργοποιούμε βάζουμε σε λειτουργία το βοηθητικό κύκλωμα. Το button STOP έχει μια επαφή ηρεμίας (κλειστή) και όταν το ενεργοποιούμε βγάζουμε εκτός λειτουργίας το βοηθητικό κύκλωμα. Αυτό που θα πρέπει να τονιστεί είναι ότι και τα δύο button START (ON) και STOP (OFF) συνδέονται στο βοηθητικό κύκλωμα του αυτομάτου. Στο εμπόριο υπάρχουν πάρα πολλά είδη button και επομένως μπορεί κανείς να βρει άνετα αυτό που θέλει. Κλέμες Αυτό που θα πρέπει να προσεχτεί ιδιαίτερα σε έναν πίνακα αυτοματισμού είναι οι κλέμες που υπάρχουν σ' αυτόν. Είναι στην πραγματικότητα πολύ βασικές γιατί όλα τα καλώδια και οι αγωγοί τόσο των κινητήρων όσο και των αυτομάτων καταλήγουν σ αυτές. Αυτό μπορούμε να το διαπιστώσουμε εύκολα αν ανοίξουμε ένα κιβώτιο σ' ένα μηχάνημα (τόρνο, φρέζα και αλλα). Ανοίγοντας το κιβώτιο βλέπουμε ότι στο κάτω μέρος του έχει μια σειρά από κλέμες στις οποίες καταλήγουν όλοι οι αγωγοί και τα καλώδια. Τις κλέμες για να τις ξεχωρίζουμε τις συμβολίζουμε μ ένα γράμμα (συνήθως το L) και έναν αριθμό. Οταν βέβαια πρόκειται για κλέμες στις οποίες θα συνδεθούν κινητήρες, τότε γράφουμε επάγω τα γράμματα του κιβωτίου άκρων του κινητήρα (U, V, W και X, Υ, Ζ). Τ,ς κλέμες στις οποίες συνδέεται η γραμμή τροφοδοσίας, τις συμβολίζουμε συνήθως με τα γράμματα των τριών φάσεων (R, S, Τ), τρυμμαια ΑΒΒ Control-AC31

20 Ρελέ ασυμμετρίας τάσης Εκτός από το ρελέ έλλειψης τάσης που αναφέραμε στον απλό αυτόματο, υπάρχει και το ρελέ ασυμμετρίας της τάσης το οποίο αναγγέλλει την ασυμμετρία η οποία αναφέρεται στον ουδέτερο. Η περιοχή ρύθμισής του είναι από 5 έως 15%. Ρελέ διαδοχής φάσεων Ένα άλλο ρελέ που χρησιμοποιείται κατά κόρον στην βιομηχανία είναι το ρελέ διαδοχής των τριών φάσεων τροφοδοσίας. Αυτό έχει σαν σκοπό να αναγγέλλει την αλλαγή της διεύθυνσης του πεδίου (διαδοχής των φάσεων) έλλειψης φάσης και έλλειψη τάσης. Τερματοδιακόπτες Ονομάζονται έτσι γιατί κατά το πλείστον τοποθετούνται στο τέλος της διαδρομής όπου κινείται ένας μηχανισμός. Σ ένα τόρνο για παράδειγμα, καθώς κινείται η μέγγενη πάνω σε δύο ράγες προς το τσοκ, μόλις σε ένα σημείο της διαδρομής όπου από εκεί θεωρείται επικίνδυνο ότι θα χτυπήσει στο τσοκ το οποίο περιστρέφεται, τοποθετείται εκεί ένας τερματικός διακόπτης τύπου button. Υπάρχουν πολλά είδη τερματοδιακοπτών, ή όπως συνηθίζεται να λέγονται τερματικών, όπως τύπου button ή με ροδάκι ή με γάντζο και άλλα. Τα τερματικά έχουν συνήθως δύο ζεύγη επαφών μία επαφή ηρεμίας (κλειστή) και μία ανοικτή (ανοικτή), και ανάλόγα με το που θα τα χρησιμοποιήσουμε συνδέουμε την ανοικτή ή την κλειστή επαφή του. Συνήθως οι επαφές των τερματικών ηρεμίας συνδέονται σε σειρά με το βοηθητικό κύκλωμα και επενεργούν σ αυτό όπως τα button STOP. Πιέζοντας δηλαδή το ροδάκι που έχουν, η το button, ή τραβώντας το γάντζο δεν κάνουμε τίποτα άλλο από το να ανοίγουμε την κλειστή βοηθητική επαφή του και να διακόπτεται το ρεύμα προς το πηνίο, με φυσικό αποτέλεσμα να σταματάει η λειτουργία του κινητήρα. Μπορούμε εύκολα να διαβάσουμε το βοηθητικό κύκλωμα διότι είναι σχεδόν ίδιο με αυτό του απλού αυτομάτου. Η διαφορά των δύο ΑΒΒ Control - AC31 16

21 κυκλωμάτων είναι ότι μετά το button STOP συνδέουμε σε σειρά όλες τις κλειστές επαφές των τερματικών και από την τελευταία επαφή πηγαίνουμε στην επαφή του button START. Επίσης από την τελευταία επαφή των τερματικών πηγαίνουμε στην ανοικτή επαφή Οι 14. Το υπόλοιπο κύκλωμα είναι το ίδιο. Ας υποθέσουμε ότι ένας κινητήρας περιστρέφει μια μεταφορική ταινία και ότι σε όλο το μήκος της ταινίας έχουμε τοποθετήσει τρία (3) τερματικά τύπου γάντζου. Οι γάντζοι των τριών αυτών τερματικών συνδέονται μεταξύ τους με ένα συρματόσχοινο. Αυτή η συνδεσμολογία γίνεται στις βιομηχανίες όπου χρησιμοποιούν μεταφορικές ταινίες για την προστασία των ανθρώπων. Αν για παράδειγμα πέσει στην μεταφορική ταινία ένας εργάτης ή τον πιάσουν οι τροχαλίες της, μπορεί να σταματήσει την ταινία (ουσιαστικά τον κινητήρα που την περιστρέφει) τραβώντας το συρματόσχοινο. Λειτουργία αυτομάτου Διαβάζοντας το κύριο και το βοηθητικό κύκλωμα του παρακάτω σχήματος βλέπουμε ότι δεν περνάει ρεύμα προς τον κινητήρα και επομένως δεν λειτουργεί. Πατώντας το button START θα περάσει ένα ρεύμα μέσα από το πηνίο του ρελέ και θα οπλίσει με αποτέλεσμα να ξεκινήσει ο κινητήρας. Αφήνοντας το button START το ρελέ θα εξακολουθήσει να είναι οπλισμένο διότι θα παίρνει ρεύμα μέσο της επαφής αυτοσυγκράτησης που έχει. Αν πατήσουμε το button STOP θα διακοπεί η κυκλοφορία του ρεύματος μέσα από το πηνίο, με αποτέλεσμα αυτό να αποδιεγερθεί και να σταματήσει ο κινητήρας. Το ίδιο όμως θα συμβεί αν ανοίξουμε και τις επαφές ενός από τα τρία τερματικά διότι όπως είπαμε είναι συνδεδεμένα σε σειρά τόσο μεταξύ τους όσο και με το button STOP. Μια πολύ συνηθισμένη βλάβη που συμβαίνει σ' αυτό το κύκλωυα είναι ανοίγοντας ένα τερματικό να παραμείνει ανοικτό το κύκλωυα με αποτέλεσμα όταν θα θελήσουμε να πατήσουμε το button START για να ξεκινήσει ο κινητήρας, αυτός να μην ξεκινά. Καλό θα είναι λοιπον σε βιομηχανικά μηχανήματα τα οποία έχουν τε ρ μ α τικ ο ί διακόπτες και παρουσιαστεί βλάβη, προτού κάνουμε οτιδήποτε άλλο, να ελεγξουμε αν λειτουργούν απλά πατώντας τα "'Πποτε ΑΒΒ Control - AC31

22 Βαλβίδες Οι βαλβίδες που χρησιμοποιούνται σήμερα για να ρυθμίζουν την ροή ενός υγρού (νερού, λαδιού), αέρα ή ατμού είναι πάρα πολλών ειδών. Οι βαλβίδες οι οποίες χρησιμοποιούνται σε οριακές θέσεις (στην αρχή ή στο τέλος μιας διαδικασίας) ονομάζονται απομονωτικές, ενώ όταν χρησιμοποιούνται σε ενδιάμεσες θέσεις ονομάζονται ρυθμιστικές. Τα διάφορα είδη βαλβίδων που συναντάμε σήμερα είναι τα εξής: Βαλβίδες ανακουφίσεως Ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες Θερμοστατικές βαλβίδες Πιεζοστατικές βαλβίδες Βαλβίδες στάθμης (φλοτέρ) Ηλεκτροκίνητες βαλβίδες Θερμοστάτες Οι θερμοστάτες είναι ειδικά όργανα τα οποία ελέγχουν την θερμοκρασία. Ανάλογα με τις αυξομειώσεις της θερμοκρασίας την οποία δέχονται ανοίγουν ή κλείνουν τις ηλεκτρικές τους επαφές. Υπάρχουν τρεις κατηγορίες θερμοστατών: Οι εμβαπτιζόμενοι Οι θερμοστάτες επαφής Οι θερμοστάτες χώρου Οι θερμοστάτες οι οποίοι ανήκουν στην πρώτη κατηγορία αποτελούνται από το αισθητήριο το οποίο δέχεται τη θερμοκρασία και την μετατρέπει σε ηλεκτρική εντολή. Το αισθητήριο του εμβαπτιζόμενου θερμοστάτη βρίσκεται μέσα σε υγρό οπότε δέχεται την θερμοκρασία του υγρού και την μεταδίδει στον μηχανισμό του θερμοστάτη με αποτέλεσμα να ανοίγει ή να κλείνει η ηλεκτρική του επαφή. Αυτού του είδους οι θερμοστάτες χρησιμοποιούνται εκεί όπου θέλουμε να ελέγξουμε τη θερμοκρασία κάποιου υγρού. Μπορούν να ελεγχθούν θετικές θερμοκρασίες αλλά και αρνητικές τις οποίες τις συναντάμε στους ψυκτικούς θαλάμους. Στη δεύτερη κατηγορία θερμοστατών οι θερμοστάτες επαφής οι οποίοι εφάπτονται στο σώμα που θέλουμε να ελέγξουμε την θερμοκρασία. Βρίσκουν εφαρμογή και μπορούν να ελέγχουν θερμοκρασίες σε εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης, για τη ΑΒΒ Control - AC31 18

23 λειτουργία του καυστήρα ή του κυκλοφορητή και σε τοπικές κλιματιστικές μονάδες, για την αυτόματη μεταλλαγή χειμώνα καλοκαιριού. Έχουν αισθητήριο θερμοκρασίας με μεγάλη επιφάνεια και λειτουργεί μέσο της διαστολής του υγρού με αποτέλεσμα να έχει ο θερμοστάτης μεγάλη ευαισθησία και να ανταποκρίνεται γρήγορα στις μεταβολές της θερμοκρασίας. Όταν η θερμοκρασία του υγρού που ελέγχει ο θερμοστάτης επαφής ανέβει σε επικίνδυνα όρια επενεργεί αυτός και διακόπτει το ηλεκτρικό κύκλωμα. Οι θερμοστάτες μπορούν να ρυθμίζουν τη θερμοκρασία από 10 C - 90 C και έχουν ικανότητα διακοπής ρεύματος 15A/500V - 5A/380V. Στην τρίτη κατηγορία θερμοστατών ανήκουν οι θερμοστάτες χώρου. Αυτοί βρίσκουν εφαρμογή στον έλεγχο της θερμοκρασίας στις εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης, κεντρικού κλιματιστικού, στα σπίτια, στα καταστήματα, στα γραφεία κ.λ.π., για να διατηρούν το χώρο στον οποίο βρίσκονται κάτω από μία όσο το δυνατόν σταθερότερη θερμοκρασία. Έχουν και αυτοί αισθητήριο θερμοκρασίας με μεγάλη επιφάνεια και λειτουργούν με την τάση ατμών πτητικού υγρού με αποτέλεσμα να έχει ο θερμοστάτης μεγάλη ευαισθησία και να ανταποκρίνεται γρήγορα στις μεταβολές της θερμοκρασίας. Υπάρχουν θερμοστάτες χώρου οι οποίοι έχουν μεταγωγική επαφή, ενσωματωμένο διακόπτη μεταλλαγής χειμώνα - καλοκαιριού και μια ενδεικτική λυχνία Αυτό που θα πρέπει να προσεχτεί ιδιαίτερα στους θερμοστάτες χώρου είναι το σημείο στο οποίο θα τοποθετηθούν. Δεν θα πρέπει να τοποθετούνται κοντά σε θερμαντικά σώματα, αλλά ούτε και σε ψυχρές γωνίες για να μπορούν να δέχονται τη σωστή θερμοκρασία του και να λειτουργούν με το σωστό τρόπο Μπορούν να ρυθμίζουν την θερμοκρασία από 5 έως 30 C και έχουν την ικανότητα διακοπής 10A/220V - 5A/380V. Πιεζοστάτες Σήμερα σε όλες σχεδόν τις βιομηχανίες χρησιμοποιούνται τα υδραυλικά και τα πνευματικά συστήματα. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν σαν εργάσιμο μέσο τα υεν υδραυλικά συστήματα την πίεση του λαδιού ή του νερού στα Λρ πνευματικά την πίεση του αέρα ή του ατμού Η πίεση επομένως παίζει ένα πολύ' σημαντικό ρόλο στη βιομηχανία. Ο, συακευες τις οποίες χρησιμοποιούμε m ελεγξουμε την ττιεση του νερού, του λαδιού, του ατμού του αέοη ονομάζονται πιεζοστάτες. ^ ^ιερα ΑΒΒ Control-AC31

24 Αυτοί ελέγχουν την πίεση που δέχονται με αποτέλεσμα να ανοίγουν ή να κλείνουν μια επαφή, να βγάζουν δηλαδή εκτός λειτουργίας ένα κύκλωμα ή να το θέτουν σε λειτουργία. Σαν ένα απλό παράδειγμα θα μπορούσαμε να αναφέρουμε και πάλι το κομπρεσέρ. Όταν πέσει η πίεσή του κάτω από ένα όριο στο οποίο εμείς έχουμε ρυθμίσει τον πιεζοστάτη, αυτός κλείνει την επαφή του δίνοντας έτσι εντολή στον κινητήρα του κομπρεσέρ να τεθεί σε λειτουργία. Όταν τώρα η πίεση στο κομπρεσέρ ανέβει στα επιθυμητά όρια, τα οποία και αυτά τα έχουμε εμείς ρυθμίσει, τότε επενεργεί πάλι ο πιεζοστάτης και θέτει τον κινητήρα του κομπρεσέρ εκτός λειτουργίας. Ό πιεζοστάτης δηλαδή είναι ουσιαστικά ένας διακόπτης ο οποίος ανοίγει και κλείνει ένα κύκλωμα. ΑΠΟ ΤΙΣ ΣΥΜΒΑΤΙΚΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΤΑ PLC Σκοπός αυτής της εργασίας είναι τόσο η γνωριμία με τους προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές, όσο και η εξοικείωση πάνω στον προγραμματισμό τους και τη δυνατότητα εφαρμογών τους. Έτσι θα επιχειρήσουμε στη συνέχεια την επίδειξη της λειτουργίας τους, της γενικής αρχιτεκτονικής τους και τέλος της διαδικασίας προγραμματισμού τους. Για την ακριβή εκτίμηση και αξιολόγηση των δυνατοτήτων και των πλεονεκτημάτων των προγραμματιζόμενων ελεγκτών, θεωρείται σκόπιμη μια εισαγωγική αναδρομή στα υπάρχοντα είδη ελέγχου, που χωρίζονται ανάλογα με την τεχνολογία υλοποίησης του αυτοματισμού. Σε γενικές γραμμές λοιπόν, μπορεί να γίνει η παρακάτω κατάταξη των συστημάτων αυτομάτου ελέγχου; /. Συμβατικός έλεγχος με ρελαί II. Ηλεκτρονικός έλεγχος με αναλογικά και ψηφιακά κυκλώματα III. Έλεγχος με ηλεκτρονικό υπολογιστή IV. Έλεγχος με προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή Όι δύο (2) πρώτες κατηγορίες είναι φανερό ότι εφαρμόζουν συρματωμένη λογική, δηλαδή απαιτούν την κατάλληλη καλωδίωση ΑΒΒ Control-AC31 20

25 όλων των στοιχείων του αυτοματισμού, ενώ οι υπόλοιπες κατηγορίες βασίζονται εξ' ολοκλήρου στην προγραμματιζομενη λογική, δηλαδή στον προγραμματισμό της εκάστοτε συσκευής ελέγχου του αυτοματισμού. Ας δούμε όμως όλες τις κατηγορίες λίγο πιο αναλυτικά. Συμβατικός έλεγχος με ρελέ: Το ρελέ είναι ένα σημαντικό μέρος του μοντέρνου ελέγχου συστημάτων, καθώς αποτελείται ουσιαστικά από έναν ηλεκτρικό διακόπτη με υψηλό ονομαστικό ρεύμα, ο οποίος διεγείρεται από ένα σχετικά μικρό ρεύμα ελέγχου. Στις αρχές του αιώνα, τα ρελέ χρησιμοποιήθηκαν σε διεργασίες ελέγχου, οι οποίες μέχρι τότε βασίζονταν σε μηχανολογικό εξοπλισμό. Αυτό επέτρεψε την κατασκευή πιο φιλοσοφημένων συστημάτων ελέγχου, τα οποία άρχιζαν πια να γίνονται επιθυμητά στο χώρο της βιομηχανίας, για την αύξηση της απόδοσης και της παραγωγής. Καθώς βέβαια οι μετέπειτα βελτιώσεις τους ήταν θεαματικές, τόσο από πλευράς όγκου, όσο και από πλευράς ταχύτητας απόκρισης, τα ρελέ αποτέλεσαν και αποτελούν ακόμα και σήμερα, σημαντικά τμήματα του μοντέρνου ελέγχου ως «interfaces», ανάμεσα στα σήματα χαμηλής στάθμης των ελεγκτών και σε συσκευές υψηλών ρευμάτων. Ωστόσο, όλα τα ρελέ περιλαμβάνουν κινητά μέρη και ηλεκτρικές επαφές με όλα τα συνακόλουθα μειονεκτήματα όπως χαμηλή ταχύτητα λειτουργίας, μικρή αξιοπιστία και μικρή διάρκεια ζωής. Επίσης, είναι αρκετά ογκώδη, απαιτώντας μεγάλο χώρο στους πίνακες ελέγχου και έχουν υψηλό κόστος ανά λειτουργία. Τα συμβατικά συστήματα ελέγχου αποτελούνται από πολλές εκατοντάδες ή και χιλιάδες ρελέ, τα οποία διεγείρονται με το άνοιγμα και το κλείσιμο των επαφών εισόδου. Η συνολική δράση τους καθορίζεται από το συγκεκριμένο τρόπο συνδέσεων των επαφών εισόδου και εξόδου. Καθώς ένα τυπικό σύστημα αυτοματισμού με ρελέ περιλαμβάνει εκατοντάδες ή χιλιάδες κινούμενες επαφές, αποτελεί έναν ττραγματικο πονοκέφαλο για τον οποιονδήποτε μηνανικό ΑΒΒ Control-AC31 Η'ίχανικο 21

26 σχεδίασης. Ακόμα και για μια απλή σχετικά λειτουργία, ο απαιτούμενος αριθμός των ρελέ συντελείται σ' ένα μεγάλο πίνακα ελέγχου, τη στιγμή που κάθε ρελέ μπορεί να υποστηρίξει μόνο ένα μικρό αριθμό επαφών (το πολύ μέχρι δέκα). Ηλεκτρονικός έλεγχος με αναλογικά ή ψηφιακά κυκλώματα: Ο αυτοματισμός με ηλεκτρονικά κυκλώματα συνίσταται κυρίως στην συνεργασία (κατάλληλη συνδεσμολογία) διαφόρων α ναλογικών ή και ψηφιακών ολοκληρωμένων και αυτόνομων άλλων μονάδων, όπως τρανζίστορ, διόδους κ.λ.π. Αρχικά, η ανάπτυξη των ημιαγωγών και ειδικότερα των τρανζίστορ, βοήθησε στην εν μέρει αντικατάσταση των ρελέ, με αποτέλεσμα τόσο την αύξηση της ταχύτητας λειτουργίας, όσο και τη μείωση των διαστάσεων. Προσφέροντας δε και ιδιότητες κατάλληλες για την ενίσχυση των ασθενών σημάτων, αλλαγή πολικότητας κ.λ.π., έδωσαν πολλές εναλλακτικές λύσεις και μπήκαν δυναμικά στο χώρο των αυτοματισμών. Με την εισαγωγή εξάλλου των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, προκλήθηκε μια επανάσταση στο χώρο της ηλεκτρονικής, μιας και επέτρεπαν την κατασκευή πολυπλοκότερων και πιο φιλοσοφημένων συστημάτων. Οι δυνατότητες που προσέφεραν, ειδικά τα ψηφιακά ολοκληρωμένα, επέτρεψαν τη σχεδίαση και κατασκευή συστημάτων με μεγάλη ταχύτητα ελέγχου (διαμέσου, βέβαια κατάλληλων A/D μετατροπέων). Ωστόσο, αν γίνει επιθυμητή η αντικατάσταση ή η ανανέωση του αλγορίθμου ελέγχου, θα απαιτηθεί αλλαγή ολόκληρου του hardware, με αποτέλεσμα το χρονοβόρο επανασχεδιασμό και την ακόμα πιο πολύπλοκη κατασκευή και εγκατάσταση. Έλεγχος με ηλεκτρονικό υπολογιστή: ΑΒΒ Control - AC31

27 Η χρησιμοποίηση υπολογιστών ή γενικά μηχανών επεξεργασίας δυαδικής πληροφορίας, είναι ιδανική για περιπτώσεις πολύπλοκων μαθηματικών υπολογισμών και αποθήκευση μεγάλων αριθμητικών δεδομένων. Η χρήση τους σαν βιομηχανικά εργαλεία ελέγχου, ξεκίνησε από τα μέσα του 1950, όταν χρησιμοποιήθηκαν σαν μηχανήματα αποθήκευσης δεδομένων, σήμανσης, συναγερμού, σε έκτακτες καταστάσεις Πάντως, οι εφαρμογές τους σε βιομηχανική κλίμακα άργησαν αρκετά, αφού οι μηχανικοί ελέγχου δεν είχαν τη σχετική πείρα και εξοικείωση με τους υπολογιστές, ούτε και οι μηχανικοί υπολογιστών είχαν κατανοήσει τις απαιτήσεις και τις διεργασίες ελέγχου. Αργότερα, η ευρεία εφαρμογή τους στον έλεγχο ήταν αναπόφευκτη, μιας και ο λόγος ταχύτητας προς κόστος, τους έγινε αρκετά ελκυστικός. Τα εναπομένοντα μειονεκτήματα πάντως, περιλαμβάνουν την ανάγκη κατάλληλης εκπαίδευσης του τεχνικού προσωπικού, και τη χαμηλή ταχύτητα επεξεργασίας σε σχέση με τα αντίστοιχα ηλεκτρονικά κυκλώματα ελέγχου. Έλεγχος με προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή: Η ανάγκη για ευέλικτους και χαμηλού κόστους ελεγκτές, οδήγησε στην ανάπτυξη των συστημάτων προγραμματιζόμενου ελέγχου οι οποίες είναι μονάδες βασιζόμενες σε CPU και μνήμες για τον έλεγχο των μηχανών ή γενικότερα των διαφόρων διεργασιών. Και ενώ αρχικά τα συστήματα αυτά σχεδιάστηκαν για την αντικατάσταση των παραδοσιακών πινάκων με ρελέ, παρέχουν μια τεράστια ευκολία και ευκαμψία στον έλεγχο, ο οποίος γίνεται με βάση τον προγραμματισμό και την εκτέλεση μιας σειράς απλών λογικών εντολών. Τέτοια συστήματα (δηλ. PLC), έχουν εσωτερικές λειτουργικές μονάδες, όπως χρονισιές, μετρητές, ολισθητές (shift registers), οι οποίες προσομοιώνουν τα παραδοσιακά αντίστοιγα κυκλώματα και συντελούν στην ανάπτυξη ενός πιο φιλοσοφημένου ελεγχου, μειώνοντας συγχρόνως και τον όγκο του αυτοματισμού ΑΒΒ Control-AC31

28 Ένας προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής, όσο μεγάλος ή μικρός και αν είναι λειτουργεί με βάση μια πολύ απλή αρχή. Εξετάζει συνεχώς κάποια σήματα εισόδου (που παράγονται προφανώς από κάποιες εξωτερικές διεργασίες), επεξεργάζεται αυτά τα σήματα με βάση τη δομή του αλγορίθμου ο οποίος έχει προγραμματιστεί και παράγει τέλος κάποια σήματα εξόδου για την οδήγηση του μηχανολογικού και ηλεκτρολογικού εξοπλισμού, που συμπεριλαμβάνεται στο εκάστοτε σύστημα αυτοματισμού. Συνήθως υπάρχουν κάποια δεδομένα και σταθερά interfaces, υλοποιημένα εσωτερικά στα PLC, τα οποία επιτρέπουν την κατευθείαν σύνδεσή τους με τις μηχανές ή τους αισθητήρες - μετατροπείς, χωρίς την ανάγκη πρόσθετων κυκλωμάτων προσαρμογής. Διαμέσου της χρήσης των PLC, έγινε πια εφικτή η τροποποίηση ενός συστήματος αυτομάτου ελέγχου, χωρίς την απαίτηση νέων καλωδιώσεων ή αποσυνδέσεων. Το μόνο που απαιτείται είναι η τροποποίηση του προγράμματος ελέγχου με τη χρήση ενός πληκτρολογίου. Επιπρόσθετα, τα PLC χρειάζονται λιγότερο χρόνο εγκατάστασης από τα συστήματα συρματωμένης λογικής. Παρόλο βέβαια που οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές είναι παρόμοιοι με τους συμβατικούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές, όσον αφορά την τεχνολογία και την ορολογία του hardware, χαρακτηρίζονται από κάποια ειδικά γνωρίσματα προσανατολισμένα στις συνθήκες του βιομηχανικού ελέγχου όπως: Συμπαγή κατασκευή με μεγάλη ανοσία στο θόρυβο Σταθερές συνδέσεις εισόδου/εξόδου και στάθμες σημάτων Απλή γλώσσα προγραμματισμού Ευκολία προγραμματισμού και επαναπρογραμματισμού σε πραγματικό βιομηχανικό περιβάλλον Δομημένη κατασκευή με ξεχωριστές ανεξάρτητες μονάδες, κάνοντας εύκολη τη διαδικασία επέκτασης και τροποποίησης Αυτά τα χαρακτηριστικά κάνουν τους προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές ιδιαίτερα ελκυστικούς σε μία ευρεία περιοχή εφαρμογών αυτομάτου ελέγχου, κυρίως σε βιομηχανικό ΑΒΒ Control-AC31 24

29 περιβάλλον. Έχει γίνει πλέον αρκετά σαφές και κατανοητό ότι ένα PLC είναι στην πραγματικότητα ένας υπολογιστής, εξοπλισμένος μ ένα σετ εντολών και δυνατοτήτων που βρίσκουν άμεσα και σχεδόν πάντα εφαρμογή στην βιομηχανία. Μέσο αυτών, μια πολύπλοκη μηχανή μπορεί να προγραμματισθεί ώστε να μπορεί να εκτελεί μια επαναλαμβανόμενη εργασία με τον πιο απλό και συνάμα αποδοτικό τρόπο. Το σύστημα ελέγχου του PLC είναι αυτό το οποίο δίνει προσωπικότητα στο PLC και ταυτόχρονα καθορίζει με ακρίβεια τη συμπεριφορά του. Μιλώντας πιο συγκεκριμένα μπορούμε να πούμε ότι το σύστημα ελέγχου δεν είναι τίποτα περισσότερο από έναν πυρήνα λογισμικού, ένα πρόγραμμα δηλαδή το οποίο είναι συνήθως αποθηκευμένο σε μια μνήμη ROM ή EPROM. Εκτός όμως από αυτήν τη βασική λειτουργία, το σύστημα ελέγχου μεριμνά και για την επικοινωνία της συσκευής με τα περιφερειακά που είναι συνδεδεμένα στο ευρύτερο υπολογιστικό σύστημα. Σ' ένα βιομηχανικό PLC, το σύστημα ελέγχου είναι συνήθως τόσο ισχυρό ώστε να επιτρέπει στο χρήστη να ελέγχει και να διορθώνει τα πιθανά σφάλματα στο πρόγραμμα εφαρμογής, προτού δώσει την τελική εντολή για την εκτέλεσή του. Μνήμες αποτελούμενες από καταχωρητές η μεμονωμένα δυαδικά ψηφία απαντώνται στα περισσότερα PLC. Οι μνήμες αυτές επιτρέπουν την αποθήκευση των ενδιάμεσων τιμών των μεταβλητών του προγράμματος που παράγονται κατά τη διάρκεια της εκτέλεσής του. Μια ειδική θέση μνήμης είναι δεσμευμένη για τον συσσωρευτή, ο οποίος είναι ένας καταχωρητής που χρησιμοποιείται από όλες σχεδόν τις εντολές. Η μνήμη, που αποτελείται από καταχωρητές, επιτρέπει την αποθήκευση διαφορετικών τύπων αριθμών, δυαδικών ή ακόμα και BCD. Το μέγεθος μιας θέσης μνήμης μπορεί να είναι ίσο με 8 bit (1 byte) ή 16 δυαδικά ψηφία (μια ψηφιακή λέξη, word). Οι μνήμες καταχωρητών χρησιμοποιούνται κυρίως κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας των αναλογικών σημάτων, όπως επίσης και κατά την επεξεργασία των αριθμών BCD Σιην περίπτωση που το PLC περιλαμβάνει χρονιστές μετρητές ή καταχωρτιτές ολίσθησης, θα πρέπει να έχουμε στο μυαλό μας πως και αυτοί είναι εκείνοι που κάνουν χρήση της μνήμης καταχωρητών Η μνήμη του χρήστη περιέχει τον κώδικα του προγράμματος ΑΒΒ Control-AC31 να εκτελεσθεί από το PLC Τις 25

30 περισσότερες φορές, η μνήμη αυτή είναι τύπου εγγραφής/ανάγνωσης (RAM) με δυνατότητα τροφοδοσίας και από μπαταρία. Βέβαια, δεν είναι απίθανο να συναντήσουμε κι ένα PLC που να αποθηκεύει το πρόγραμμα εφαρμογής σε EPROM ή ακόμα και σε EEPROM. Η βάση ZIF που αναγκαστικά θα συνοδεύει ένα τέτοιου είδους PLC, επιτρέπει στους κατασκευαστές να προμηθεύουν τους πελάτες τους μ' ένα PLC έτοιμο για χρήση, χωρίς το φόβο της απώλειας του προγράμματος μόλις συμβεί μια διακοπή τροφοδοσίας (εσκεμμένη ή μη). Στη μνήμη κειμένου αποθηκεύονται όλα τα μηνύματα τα οποία θα στέλνει το PLC σ' ένα τερματικό ή έναν εκτυπωτή, όταν λαμβάνουν χώρα συγκεκριμένες καταστάσεις. Τα μηνύματα αυτά μπορούν να στέλνονται όπως είναι, ή να συνοδεύονται και από συμπληρωματικά στοιχεία, όπως για παράδειγμα την ώρα, τα οποία ποικίλουν ανάλογα με την περίπτωση. Ένα τυπικό παράδειγμα ενός τέτοιου μηνύματος δίνουμε παρακάτω: *** ERROR 04 *** Oven temperature too high! (Σφάλμα 04 πολύ υψηλή θερμοκρασία καμίνου ) Ο χρονιστής Watchdog επαυξάνει την αξιοπιστία του εκτελούμενου προγράμματος εφαρμογής που «τρέχει» το PLC. Από τη στιγμή που ο χρονιστής αυτός τεθεί σε λειτουργία, το πρόγραμμα εφαρμογής οφείλει, ανά τακτά χρονικά διαστήματα, να εγγράφει σ αυτόν μια συγκεκριμένη τιμή. Εάν το διάστημα αυτό ξεπερασθεί χωρίς να έχει γίνει μια εγγραφή, κάτι που μπορεί να συμβεί για παράδειγμα αν ο επεξεργαστής έχει «κολλήσει», τότε ο χρονιστής ενεργοποιείται παράγοντας ένα σήμα συναγερμού το οποίο γίνεται αντιληπτό από τον χρήστη. Εάν είναι επιθυμητό, ο χρονιστής Watchdog μπορεί ακόμα να δημιουργήσει ένα σήμα επανεκκίνησης του PLC, το οποίο στη συνέχεια αρχίζει την εκτέλεση του προγράμματος εφαρμογής από την αρχή. ΑΒΒ Control - AC31

31 Καταστάσεις λειτουργίας του PLC Ένα PLC μπορεί να δουλεύει με πολλούς διαφορετικούς τρόπους (καταστάσεις) που επιλέγονται είτε με τη βοήθεια ενός διακόπτη, είτε με τη βοήθεια μιας εντολής που φθάνει μέσο της γνωστής σειριακής θύρας RS232. Οι σημαντικότερες λειτουργίες, που συναντώνται στα περισσότερα PLC, είναι οι παρακάτω: Προγραμματισμός : Ο χρήστης μπορεί να στείλει το πρόγραμμα εφαρμογής στη μνήμη του PLC, Εκτέλεση προγράμματος : Το PLC εκτελεί το πρόγραμμα εφαρμογής που έχει λάβει. Εκτέλεση προγράμματος βήμα - βήμα : Το PLC δεν εκτελεί το πρόγραμμα μονομιάς. Κάθε φορά που εκτελεί μια εντολή περνάει σε κατάσταση αναμονής, και ζητάει από το χρήστη να του επιλέξει αυτός πότε θα εκτελεστεί η επόμενη εντολή. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας είναι πολύ χρήσιμος στις περιπτώσεις που το πρόγραμμα παρουσιάζει σφάλματα, τα οποία, όπως είναι λογικό και αναμενόμενο, πρέπει να αναιρεθούν και να διορθωθούν. Άμεσος έλεγχος : Σ' αυτήν τη κατάσταση λειτουργίας οι έξοδοι μττορούν να ενεργοποιηθούν ή να απενεργοποιηθούν από τον ίδιο τον χρήστη χωρίς να υπάρχει η ανάγκη ύπαρξης προγράμματος Αυτή η λειτουργία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στις περιπτώσεις όπου στις φωτεινοί

32 σηματοδότες και άλλοι σχετικοί αισθητήρες, η αξιοπιστία των οποίων πρέπει να ελεγχθεί προτού «τρέξει» το πρόγραμμα εφαρμογής. Σχετικά με τις εισόδους Οι είσοδοι των περισσότερο συνηθισμένων προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών παίζουν ένα σημαντικό ρόλο στη διαδικασία ανάγνωσης των καταστάσεων διαφόρων διακοπτών και ανιχνευτών. Ανάλογα με την εφαρμογή για την οποία προορίζεται να χρησιμοποιηθεί το PLC, οι είσοδοί του μπορεί να είναι σχεδιασμένες με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Παρ' όλα αυτά, οι περισσότερες είσοδοι είναι συμβατές με στάθμες τάσεων που μπορούν να παίρνουν τιμές μεταξύ 0V και 24V. Σε μερικές, σπάνιες βέβαια, περιπτώσεις είναι πιθανό να συναντήσετε και εισόδους που είναι σε θέση να δεχθούν τάσεις ίσες μ' αυτές του δικτύου παροχής ηλεκτρικής ενέργειας. Στο σχήμα 2 βλέπουμε τα χαρακτηριστικά της εισόδου ενός τέτοιου PLC που εργάζεται με ψηφιακές στάθμες 0V και 24V. Παρατηρείστε ότι η περιοχή τάσης μεταξύ 8V και 15V είναι απροσδιόριστη. Ανεξάρτητα όμως, από την περιοχή των τάσεων που μπορεί να δεχθεί ένα PLC στις εισόδους του, καθοριστικό ρόλο παίζει και η παρουσία ή όχι της ηλεκτρικής απομόνωσης σ' αυτές. Το ηλεκτρονικό διάγραμμα του σχήματος 3 δείχνει το πως η είσοδος ενός PLC, κατασκευασμένου να εργάζεται στα 24V, μπορεί να τροποποιηθεί έτσι ώστε να εξασφαλίζει την απομόνωσή του από την ελεγχόμενη συσκευή. Η επιτρεπόμενη περιοχή τάσεων κυμαίνεται μεταξύ -40V DC και +10V DC. Οι είσοδοι είναι συμμετρικές τόσο ως προς το συνεχές ρεύμα, όσο και ως προς το θόρυβο υψηλών συχνοτήτων. Το ενσωματωμένο φίλτρο εξαλείφει το θόρυβο που παράγεται από τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Η ηλεκτρική απομόνωση καθίσταται δυνατή με τη βοήθεια του οπτοζεύκτη, το σήμα εξόδου του οποίου υφίσταται καθυστέρηση της τάξης των 8-10πΐ5θο προτού οδηγηθεί στην επόμενη βαθμίδα. Η καθυστέρηση αυτή επιτρέπει σε σήματα που είναι παλμικά να γίνονται αντιληπτά σαν συνεχή. ΑΒΒ Control - AC31

33 Σχετικά με τις εξόδους Οι έξοδοι των PLC χρησιμοποιούνται για να ελέγχουν διάφορα φορτία, όπως για παράδειγμα συμβαίνει στις μαγνητικές βαλβίδες, μικρούς κινητήρες, ή στα φώτα σηματοδοσίας. Λόγω των σημαντικών διαφορών των παραπάνω φορτίων, τα κυκλώματα των εξόδων είναι αναμενόμενο να διαφέρουν αισθητά μεταξύ τους. Συνήθως, το εξάρτημα εκείνο που ελέγχει την αγωγιμότητα της εξόδου είναι ένα τρανζίστορ ανοικτού συλλέκτη, ένα triac ή ένας ηλεκτρονόμος. Τα περισσότερα κυκλώματα ανοικτού συλλέκτη είναι σε θέση να οδηγούν σε αγωγιμότητα ή, γενικότερα, να ελέγχουν φορτία με τάση λειτουργίας μεταξύ 5 και 36V DC με μέγιστο απορροφούμενο ρεύμα ίσο με 1Α. Φυσικά, όπως συνέβαινε με τις εισόδους, και εδώ μπορούμε να έχουμε ή να μην έχουμε ηλεκτρική απομόνωση. Στην πράξη, υπάρχει μεγάλη διαφορά στη φύση των κυκλωμάτων εξόδου, στην περίπτωση που η βαθμίδα ανοικτού συλλέκτη θέτει εντός ή εκτός του θετικό δυναμικό ή το δυναμικό της γης. Όταν το ημιαγωγό εξάρτημα ελέγχει το δυναμικό της γης, ένα τυχαίο βραχυκύκλωμα (για παράδειγμα με το σασί της ελεγχόμενης μηχανής) μπορεί να θέσει σε λειτουργία το φορτίο. Γίνεται εύκολα φυσικά αντιληπτό ότι κάτι τέτοιο μπορεί να οδηγήσει σε εξαιρετικά επικίνδυνες καταστάσεις. Αντίθετα, ο έλεγχος της θετικής γραμμής τροφοδοσίας δεν εγκυμονεί τέτοιου είδους κινδύνους. Εάν μια τέτοια έξοδος είναι ενεργή και συμβεί μια βραχυκύκλωμα ως προς γη, τότε το φορτίο τίθεται αυτόματα εκτός λειτουργίας και την ίδια στιγμή ενεργοποιούνται τα κυκλώματα προστασίας της γραμμής τροφοδοσίας. Είναι λοιπόν αδύνατο να ενεργοποιηθεί, κάτω από αυτές τις συνθήκες λειτουργίας, τυχαία η μηχανή. Κάπου εδώ πρέπει να τονισθεί πως σ' ένα βιομηχανικό περιβάλλον όπου τα καλώδια υφίστανται ισχυρές καταπονήσεις, είναι σημαντικό να πληρούνται σχολαστικά όλοι οι κανόνες ασφαλείας. Κάτι τέτοιο δε συμβαίνει πάντα με αποτέλεσμα να διατρέχουν σοβαρό κίνδυνο οι εργαζόμενοι στα εργοστάσια. Αυτό όμως είναι ένα ζήτημα που δεν θα μας απασχολήσει εμάς σ αυτήν την εργασία, μολονότι αναγνωρίζουμε τη σοβαρότητά του. Εξετάζοντας λοιπόν όλα τα παραπάνω, εύκολα αντιλαμβανόμαστε ότι ο έλεγχος της θετικής γραμμής είναι πάντα προτιμότερος από τον έλεγχο του δυναμικού της γης. ΑΒΒ Control - AG31

34 Μετρώντας γρήγορα ; Οι είσοδοι των PLC είναι αργές. Δεν μπορούν σε καμία περίπτωση να μετρήσουν παλμούς των οποίων η συχνότητα υπερβαίνει πολλές φορές ακόμα και τα 100 Ηζ. Έτσι στην περίπτωση που οι ανάγκες μιας εφαρμογής απαιτούν τη μέτρηση τόσο υψηλών συχνοτήτων, η παρουσία μιας ειδικής κάρτας είναι επιβεβλημένη. Οι κάρτες που κατασκευάζονται γγ αυτές τις εργασίες είναι ικανές να μετρούν παλμούς με συχνότητα που φθάνει ακόμα και τα 10ΚΗζ, χωρίς να δεσμεύουν τον επεξεργαστή του PLC. Μπορούν όμως να τον ειδοποιούν τον χρήστη στην περίπτωση που έχει μετρηθεί ένας συγκεκριμένος αριθμός παλμών.οι περισσότερες απ αυτές τις κάρτες χρησιμοποιούνται μόνο και μόνο για να «διαβάζουν» τις ενδείξεις γωνιακών κωδικοποιητών θέσης, που κατά κανόνα συνδέονται στους άξονες περιστροφής των μηχανών προκειμένου να δίνουν στοιχεία για τη φορά περιστροφής αλλά και την τρέχουσα θέση ανά πάσα στιγμή του άξονα. Μερικές φορές, οι ίδιες κάρτες περιλαμβάνουν και κυκλώματα οδήγησης ενός ή περισσότερων βηματικών κινητήρων. Εάν ο προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής που χρησιμοποιείται έχει αυτή τη δυνατότητα, τότε ο χρήστης πρέπει να είναι σε θέση να δώσει τις απαραίτητες παραμέτρους επιτάχυνσης και επιβράδυνσης των κινητήρων αυτών. Κάρτες A-D και D-A Οι κάρτες αυτές ενσωματώνονται στο υλικό μέρος του PLC, όταν το τελευταίο οφείλει να επεξεργάζεται αναλογικά σήματα όπως είναι η πίεση, η ηλεκτρική τάση, το ρεύμα, η θερμοκρασία, η ταχύτητα, η ταχύτητα περιστροφής και άλλα. Το αντίθετο είναι και αυτό πιθανό να συμβεί. Μπορεί δηλαδή μια κάρτα να χρησιμοποιείται για τον έλεγχο αναλογικών φορτίων, όπως για παράδειγμα ενός ρυθμιστικού συχνότητας, ενός ρυθμιστικού ισχύος ή ακόμα κι ενός συστήματος προσανατολισμού. Μια κάρτα A-D μετατρέπει μια αναλογική ηλεκτρική τιμή (τάση ή ρεύμα), που παρέχεται ας υποθέσουμε από έναν αισθητήρα, σε μια ψηφιακή τιμή (με ακρίβεια 8, 12 ή ακόμα και σε πιο σπάνιες περιπτώσεις, 16 δυαδικών ψηφίων). Με τη βοήθεια μιας κάρτας D-A, το PLC είναι σε θέση να δημιουργήσει αναλογικές τάσεις. Οι περιοχές των τάσεων και των ρευμάτων, που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανικές εφαρμογές, ΑΒΒ Control - AC31 30

35 είναι σε γενικές γραμμές οι παρακάτω; Περιοχές τάσεων : -5 έως +5V, -10 έως + 10V, 0 έως + 5V και 0 έως +10V Περιοχές ρευμάτων : -20 έως +20mA, 0 έως +20mA και +4 έως +20mA Τελικές Βελτιώσεις Είναι πολλές φορές αναγκαίο ο χρήστης να μπορεί να αλλάζει κάποιες από τις παραμέτρους ενός προγράμματος, όπως για παράδειγμα τους χρόνους καθυστέρησης, όταν αυτό εκτελείται. Για αυτόν το σκοπό τα περισσότερα PLC έχουν έναν εξωτερικό διακόπτη, του οποίου η κατάσταση δειγματοληπτείται συχνά από το πρόγραμμα. Με την παρουσία αυτού του διακόπτη δεν είναι πλέον απαραίτητος ο επαναπρογραμματισμός ενός PLC κάθε φορά που είναι αναγκαίο να αλλαχθεί μόνο μια παράμετρος του προγράμματος. Μια ακόμα καινοτομία, που τείνει να τυποποιηθεί σ' όλα σχεδόν τα τελευταίας γενιάς PLC, είναι και η δυνατότητα επικοινωνίας τους μέσο μιας σειριακής θύρας. Η θύρα αυτή μπορεί να είναι τύπου RS232, RS485 ή βρόχου ρεύματος. Χρησιμοποιώντας αυτήν τη θύρα, το PLC μπορεί να επικοινωνεί με τα διάφορα περιφερειακά όπως τερματικά, εκτυπωτές, όργανα μέτρησης, ή ακόμα κι ένα PC. Ένας προαιρετικός αναγνώστης γραμμωτού κώδικα αποδεικνύεται ένα εξαιρετικά χρήσιμο εργαλείο, στην περίπτωση που το PLC έχει σαν κύριο έργο την εποπτεία της ταξινόμησης προϊόντων πάνω σε μια μεταφορική ταινία ενός συγκροτήματος αποθηκών. =εχωριστές δυνατότητες. Τα PLC που κατασκευάζονται σήμερα μπορούν να δικτυωθούν μεταξύ τους με τον ίδιο τρόπο που μπορούν να δικτυωθούν και οι γνωστοί μας προσωπικοί υπολογιστές. Αυτό είναι εύκολο με τη βοήθεια μιας ειδικής κάρτας υποστήριξης δικτύου. Είναι δυνατόν ακόμα να συνδεθούν και σε ένα ήδη υπάρχον δίκτυο υπολογιστών Η δικτύωση όμως των προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών προϋποθέτει τη χρήση ειδικών διαύλων διακίνησης πληροφορίας που ονομάζονται field bus. Τα όχι πολύ γνωστά Interbus-S και ΑΒΒ Control-AC31 31