Ειδική Επιστημονική Εργασία

Ειδική Επιστημονική Εργασία Απομακρυσμένη διαχείριση και έλεγχος Βιομηχανικών εφαρμογών (Μονάδα Εμφιάλωσης) μέσω Labview με PLC. Αποστολόπουλος Ανδρέας Α.Μ. 84 Επιβλέπων: Ε. Ζυγούρης Αναπληρωτής Καθηγητής Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται τμήμα ενός αυτοματισμού μιας βιομηχανικής διεργασίας. Πιο συγκεκριμένα, αφορά το γέμισμα φιαλών και την εποπτεία τους. Για τον έλεγχο του αυτοματισμού χρησιμοποιείται ένας

προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής (PLC) της σειράς SIMATIC S7 300 της Siemens, ενώ η εποπτεία θα γίνεται μέσω Ηλεκτρονικού Υπολογιστή και της εφαρμογής LABVIEW 2009 με την χρήση του NI OPC Servers της National Instruments. Για να ξεκινήσει η κάθε παρτίδα παραγωγής, ο χειριστής οφείλει να εκτελέσει τις εξής ενέργειες : Να ελέγξει αν έχει στάθμη το tank. Να τοποθετήσει φιάλες στο αστέρι. Πιέζει το reset (μπλε μπουτόν), το μηχάνημα είναι έτοιμο και βρίσκεται σε κατάσταση standby. Πιέζει το start (πράσινο μπουτόν), το μηχάνημα είναι ενεργοποιημένο και αρχίζει το γέμισμα. Στο πρώτο μέρος της γραπτής εργασίας, κεφάλαιο 1, κεφάλαιο 2, γίνεται μία εισαγωγή στα PLCs όσον αφορά την εγκατάσταση, διαμόρφωση, δομή, τον προγραμματισμό και τη λειτουργία τους. Οι βασικές αρχές που αναφέρονται ισχύουν σε γενικές γραμμές για όλα τα PLCs, αλλά οι αναφορές είναι στοχευμένες στη σειρά S7-300 της Siemens μια και αυτός είναι ο τύπος του PLC με το οποίο έχει υλοποιηθεί το πρακτικό μέρος της ειδικής επιστημονικής εργασίας. Στο δεύτερο μέρος, κεφάλαιο 3, κεφάλαιο 4, κεφάλαιο 5 γίνεται αναφορά στον προγραμματισμό και τη διαμόρφωση του PLC, μέσω του λογισμικού πακέτου STEP-7 Simatic Manager. Στο τρίτο μέρος, κεφάλαιο 6, κεφάλαιο 7, κεφάλαιο 8 γίνεται αναφορά στον προγραμματισμό και τη διαμόρφωση του HMI, μέσω του λογισμικού πακέτου LABVIEW 2009 και την χρήση του NI OPC Servers της National Instruments. ii Abstract Abstract In this thesis it is presented a part of an automatism of industrial process. More specifically it has to do with the filling of bottles and their supervision. For the test of the automatism it is used a programming logic control (PLC) of the series SIMATIC

S7-300 of Siemens while the check will be done via both a PC and the application of Labview 2009 by the use of NI OPC servers of National Instrument. In order to begin every part of production, the operator has to carry out the following actions: To check if the tank has the right level. To put the bottles to the star. To press the reset (the blue button) the machine is ready and is placed in the standby situation. To press the start (green button), the machine is in function and the filling is starting. In the first part of this thesis, in unit 1, unit 2, is made an introduction for PLC as far as the installation is concerned, the formation, the structure the programming and their functions. The basic principles which are being referred are in force generally for the all PLC, but the references are aimed in the series S7-300 of Siemens, as this is the main type of PLC by which the practical part of this thesis has been created. In the second part, in unit 3, unit 4, unit 5, is made a mention the programming and the formation of PLC, through the software Step 7 Simatic Manager. In the third part, unit 6, unit 7, unit 8 is made a mention on the programming and the formation of HMI, through the software Labview 2009 and the use of NI OPC Servers of National Instruments. iii προγραμμάτων Ευρετήριο πινάκων σχημάτων Ευρετήριο Πινάκων Σχημάτων Προγραμμάτων Σχήματα.. Πίνακας 2.2 Αρχική διεύθυνση μονάδων Πίνακας 2.3. Παράμετροι προγραμματισμού Σελίδα 6 21 24 31

Πίνακας 3.1. Μπλοκ οργάνωσης. 61 Πίνακας 4.1 Διευθυνσιοδότηση των αναλογικών σημάτων βάση της slot θέσης. viii Ευρετήριο πινάκων, σχημάτων, προγραμμάτων Πρόγραμμα Πρόγραμμα 6.1 Μεταφορά εισόδων, εξόδων.. Πρόγραμμα 6.2 Έλεγχος στάθμης.. Πρόγραμμα 6.3 Ενεργοποίηση βαλβίδας γεμίσματος... Πρόγραμμα 6.4 Δημιουργία λογικού 1, λογικού 0.. Πρόγραμμα 6.5 Μηδένισμα εξόδων Πρόγραμμα 6.6 Δημιουργία Ready Flag Πρόγραμμα 6.7 Ενεργοποίηση Start Lamp.. Πρόγραμμα 6.8 Ενεργοποίηση Stop Lamp.. Πρόγραμμα 6.9 Δημιουργία Stop Flag... Πρόγραμμα 6.10 Δημιουργία Run Flag.. Πρόγραμμα 6.11 Δημιουργία Alarm Flag.. Πρόγραμμα 6.12 Ενεργοποίηση step 5. Πρόγραμμα 6.13 Ενεργοποίηση step 1. Πρόγραμμα 6.14 Ενεργοποίηση step 74 74 75 75 75 76 76 76 77 77 77 78 78 79 79 80 80 80 81 81

4. 82 Πρόγραμμα 6.15 Ενεργοποίηση step 2 Πρόγραμμα 6.16 Ενεργοποίηση step 3 Πρόγραμμα 6.17 Παρκάρισμα αστεριού Πρόγραμμα 6.18 Βαλβίδα γεμίσματος Πρόγραμμα 6.19 Κεφαλή πάνω Πρόγραμμα 6.20 Κεφαλή πάνω Πρόγραμμα 6.21 Reset εξόδων ix Περιεχόμενα ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή... 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Βασική δομή των PLCs S7 300....... 3 2.1 Από τι αποτελείται μία εγκατάσταση ενός S7-300.. 4

2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 Στοιχεία ενός s7-300 Πλαίσιο στήριξης (RACK).. Στήριξη Καρτών στο Rack. Τροφοδοτικό PS (Power Supply). Κεντρική μονάδα επεξεργασίας CPU.. Ψηφιακές μονάδες εισόδων DI (Digital Input)... Ψηφιακές μονάδες εξόδων DΟ (Digital Output) Διευθέτηση των μονάδων σε πολλαπλά racks Διευθυνσιοδότηση Ονοματολογία... Ονοματολογία...... Είσοδοι Ι (Input).. Έξοδοι Q (Output)... Βοηθητικά Μ (Memory bit)... Χρονικά T (Timers) Απαριθμητές C (counters).. 5 9 9 10 11 14 15 16 17 17 17 24 25 25 26 26 26

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ... 27 3.1 3.2 Δομή PROJECT 27 28 3.3 x Επεξεργασία Περιεχόμενα προγράμματος 3. 4 Τύποι των διαθέσιμων μπλοκ.. 30 33 Δομή των μπλοκ.. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 SIMATIC MANAGER.... 34 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 Από την εγκατάσταση στο project. Εργαλεία του STEP 7. Εκκίνηση του SIMATIC Manager SIMATIC MANAGER Μενού και εργαλεία Η λωρίδα εργαλείων στο SIMATIC Manager.. Δομή ενός S7 Project... Λογική λειτουργία της μνήμης στο S7-300.. Διαμόρφωση του HARDWARE και απόδοση παραμέτρων... 34 35 37 38 39 40 41 43 45 46 48 50 4.13 4.14 Τοποθέτηση ενός σταθμού. 51 56

4.15 4.16 Εκκίνηση του HW Config. Δημιουργία αρχικής διαμόρφωσης του HARDWARE.. Συγκεντρωτική απεικόνιση των διευθύνσεων των μονάδων 61 61 Ιδιότητες των CPU. Επεξεργασία Αναλογικών Σημάτων. Διευθύνσεις των αναλογικών σημάτων.. ιάβασμα αναλογικής τιμής εισόδου γράψιμο αναλογικής τιμής εξόδου.. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 CP 343-1 LEAN. 63 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 Επισκόπηση της CP 343-1 LEAN Χαρακτηριστικά της CP 343-1 LEAN.. Περιοχή εφαρμογής. Λειτουργίες. Ενσωμάτωση... PROFINET 63 63 65 66 68 69 70

I/O Τεχνικά xi χαρακτηριστικά.. Περ ε ό ε α ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Δημιουργία προγράμματος γεμιστικού με το Step 7 73 6.1 6.2 6.3 Main function.. General Flags..... Κινήσεις (Movements).... 73 76 78 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Αποτελέσματα- ΚΕΦΑΛΑΙΟ Συμπεράσματα...... 7 Διαχείριση του Γεμιστικού μέσω Labview... 107 83 Παράρτημα 7.1.... Ξεκινώντας τον NI OPC Server για επικοινωνία του PLC με το 85 Labview.. 7.2 94 Το περιβάλλον του 7.2.1 Labview.... 95 7.2.2 7.2.3 7.3 7.4 Γραμμή εργαλείων του Front Panel. Γραμμή εργαλείων του Block Diagram... Η παλέτα εργαλείων του Labview Δημιουργία VI με Bound Variables στο Labview 2009.. DSC (Data logging and Supervisory Control) module 96 96 97 104

Π.1 Π.2 Π.3 Π.4 S7-300 ΓΕΝΙΚΗ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ.. S7-300 Μονάδες...... CPUs S7-300.. Άλλες CPU. 110 110 111 115 117 Παράρτημα Β. Βιβλιογραφία. 120 126 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή Η παρούσα ειδική επιστημονική εργασία έχει σαν σκοπό να κατασκευαστεί από την αρχή ένα μηχάνημα εμφιάλωσης φιαλών. Το μηχάνημα αυτό θα χρησιμοποιηθεί για την επίδειξη σε πραγματικό χρόνο, της επικοινωνίας ενός PLC, το οποίο περιλαμβάνει μια κάρτα επικοινωνίας (CP) με Ιndustrial Ethernet, με τον υπολογιστή μας και το Labview με το οποίο θα

δημιουργήσουμε ένα Scada για απομακρυσμένη διαχείριση, είτε από το δίκτυο είτε από το internet, του μηχανήματος. Η επικοινωνία θα γίνει με την χρήση του NI OPC Server, ο οποίος θα κάνει την διασύνδεση του PLC με το Labview. Η δημιουργία του Scada θα γίνει από το Labview με την χρήση του DSC Module της National Instruments. Για την δημιουργία του μηχανήματος πρώτα έγινε η μηχανολογική μελέτη, για την κατασκευή του κορμού του μηχανήματος και των υπόλοιπων μηχανικών μερών, στη συνέχεια έγινε η ηλεκτρολογική εγκατάσταση και τοποθέτηση των ηλεκτρικών στοιχείων, και ηλεκτρικών σχεδίων και τέλος η δημιουργία του προγράμματος με την χρήση του Step 7 της Siemens. Μηχανικά μέρη Επειδή το μηχάνημα ήταν αρκετά μεγάλο και βαρύ έπρεπε να κατασκευαστεί ένας κορμός στον οποίο θα στηριχτούν όλα τα εξαρτήματα που αφορούν το μηχάνημα. Τα μηχανικά μέρη του μηχανήματος είναι: μία κεφαλή, στην οποία θα εφαρμόζει η φιάλη και θα τοποθετηθούν τα σωληνάκια γεμίσματος, μία ντίζα στην οποία στηρίζεται η κεφαλή και ανεβοκατεβαίνει, 2 Κεφάλαιο 1, Εισαγωγή ένα αστέρι, το οποίο τροφοδοτεί τις φιάλες στο μηχάνημα, ένα στρογγυλό τεφλόν για την καλύτερη ολίσθηση του αστεριού. ύο βάσεις με ρουλεμάν για την στήριξη της ντίζας. οχείο για την τροφοδοσίας της κεφαλής με νερό. Ηλεκτρικά μέρη Με την ολοκλήρωση των μηχανολογικών στοιχείων έγινε μελέτη, κατασκευάστηκαν ηλεκτρολογικά σχέδια και καλωδιώθηκε όλο το ηλεκτρολογικό κομμάτι. Για την τροφοδοσία των αισθητηρίων χρησιμοποιήθηκε ένας μετασχηματιστής 220V/24V. Όταν παρακάτω θα μιλήσουμε για 0 και 1 εννοούμε πως στο 0 τα Volts που στέλνονται στο μηδέν ενώ όταν μιλάμε για 1 τα Volts είναι 24. Τοποθετήθηκαν ασφάλειες για την προστασία των κινητήρων από υπερένταση, τοποθετήθηκε ρελέ ασφαλείας το οποίο, όταν πατηθεί το μπουτόν ασφαλείας στέλνει έναν άσσο 1 στο PLC και όλες οι έξοδοι του PLC γίνονται 0. Τα αισθητήρια που χρησιμοποιήσαμε είναι όλα ψηφιακά και όλα στην κατάσταση ηρεμίας στέλνουν στο PLC 1 ενώ μόλις αλλάξουν κατάσταση στέλνουν 0. Τα αισθητήρια που χρησιμοποιήθηκαν είναι: τρείς οριακοί θέσεως, δυο για τον έλεγχο της θέσης της κεφαλής και ένας για το σήμα πως η φιάλη είναι σε θέση γεμίσματος κάτω από την κεφαλή. Όσο το αισθητήριο πάνω θέσης φέρνει 1 τότε η κεφαλή βρίσκεται μέσα στον διάδρομο, εάν η κεφαλή φέρει 0 τότε σημαίνει ότι η κεφαλή είναι έτοιμη να φύγει από διάδρομο και πρέπει να σταματήσει η κίνησή της. Μέσα στην δεξαμενή υπάρχουν δύο ψηφιακοί οριακοί διακόπτες δύο θέσεων, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την αυτόματη συμπλήρωση της δεξαμενής. Υπάρχει η θέση του κάτω επιπέδου συναγερμού, η θέση της κάτω στάθμης, η θέση της πάνω στάθμης και η θέση του πάνω συναγερμού. Όταν η θέση του κάτω συναγερμού φέρει 0 τότε σταματά η λειτουργία

παραγωγής και πρέπει ο χειριστής να γεμίσει χειροκίνητα την δεξαμενή έως ότου το αισθητήριο της κάτω στάθμη να φέρει 1, τότε ο χειριστής πρέπει να γυρίσει τον διακόπτη σε αυτόματη λειτουργία και η συμπλήρωση θα γίνει αυτόματα. Στη συνέχεια η αντλία θα λειτουργεί μέχρι το αισθητήριο της πάνω στάθμης να φέρει 1 στο PLC, τότε η λειτουργία της αντλίας θα σταματήσει και θα ξεκινήσει πάλι όταν το αισθητήριο της κάτω στάθμης θα φέρει 0 στο PLC. Τέλος υπάρχει και το φωτοκύτταρο τύπου απόστασης το οποίο ευθυγραμμίζει και σταματά τις φιάλες κάτω από την κεφαλή. Όταν το φωτοκύτταρο δεν βλέπει φιάλη τότε στέλνει στο PLC 0 όταν βλέπει φιάλη στέλνει 1. Έτσι όταν στείλει 1 τότε το PLC δίνει εντολή στο αστέρι να σταματήσει. Ένα πρόβλημα που συναντήσαμε ήταν η μεγάλη ταχύτητα περιστροφής του αστεριού. Γι αυτόν τον λόγο σχεδιάσαμε και κατασκευάσαμε έναν ρυθμιστή τάσης και στροφών. Τα στοιχεία κατασκευής του ήταν: LM338, μία αντίσταση 120 Ω ½ W, μία αντίσταση 5ΚΩ Linear, έναν πυκνωτή 100nF, και έναν πυκνωτή 2200μF. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΒΑΣΙΚΗ ΟΜΗ ΤΩΝ PLCs Κάθε PLC μπορεί να δομηθεί από επιμέρους μονάδες ανάλογα με την εφαρμογή για την οποία θα χρησιμοποιηθεί. Στο σχήμα 2.1 φαίνονται τα βασικά στοιχεία μιας απλής εφαρμογής.

Σχήμα 2.1. Βασική δομή των PLCs 4 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs Ένα s7-300 PLC αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία: Τροφοδοτικό (PS) Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) Μονάδες σημάτων (SM) Μονάδες λειτουργίας (FM) Επεξεργαστή επικοινωνίας (CP) Αρκετά s7-300 PLCs μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους και με άλλα Simatic S7 PLCs μέσω Profibus (διαύλους καλωδίων). Για να προγραμματίσουμε το s7-300 χρειαζόμαστε μία μονάδα προγραμματισμού (PG). Συνδέουμε την μονάδα προγραμματισμού με το S7-300 με ένα ειδικό καλώδιο προγραμματισμού και είμαστε έτοιμοι να προγραμματίσουμε. 2.1 Από τι αποτελείται μία εγκατάσταση ενός S7-300 Παρακάτω στα σχήματα 2.2 και 2.3 παρουσιάζεται ο τρόπος εγκατάστασης ενός PLC.[4]

2.2 Στοιχεία ενός S7-300 5 2.2 Στοιχεία ενός S7-300 Παρακάτω έχουμε μερικά στοιχεία για την εγκατάσταση και το ξεκίνημα ενός S7-300 PLC. Στον πίνακα 2.1 δείχνετε η πλειοψηφία των στοιχείων και η λειτουργία τους: 6 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή Σχήμα των plcs 2.3. Φαίνεται η απαραίτητη απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών racks Στοιχεία Λειτουργία Εικόνα Πλαίσιο στήριξης (Rack) Ο ρόλος του είναι απλά να στηρίζει τις διάφορες κάρτες που θα συνθέσουν το σύστημα αυτοματισμού.

Τροφοδοτικό PS (Power Supply) Μετατρέπει την τάση του συστήματος (230 V AC) σε 24 V DC για το s7-300 Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) Εξάρτημα: CPU 312 IFM Front panel connector(20-pin) CPU 313 Memory card Backup battery CPU 314 IFM Memory card Backup battery/accumulator Front panel connector(40-pin) CPU 314/315/315-2DP/316 2DP/318 Memory card Backup battery/accumulator 2.4 Πλαίσιο στήριξης (rack) 7 Μονάδες σημάτων (SM) (μονάδα ψηφιακών εισόδων, μονάδα ψηφιακών εξόδων, ψηφιακή μονάδα εισόδων/εξόδων) (μονάδα αναλογικών εισόδων μονάδα αναλογικών εξόδων μονάδες αναλογικών εισόδων/εξόδων) Εξάρτημα :Μπροστινός σύνδεσμος Συλλογή διαφορετικών σημάτων για επεξεργασία στο s7-300. Εκτελεί το πρόγραμμα του χρήστη. Ενισχύει το s7-300 δίαυλο με 5V. Επικοινωνεί με άλλους κόμβους σε ένα MPI δίκτυο μέσω ενός MPI interface. Μπορείς επίσης να χρησιμοποιήσεις την CPU 31x-2 DP/318-2 σε ένα Profibus υποδίκτυο είτε σαν DP master είτε σαν DP slave on an S7/M7 DP master or another DP master.

Μονάδες λειτουργίας (FM) Εξάρτημα: Μπροστινός σύνδεσμος Για σήματα που έχουν σχέση με τον χρόνο ή σήματα που έχουν σχέση με έλεγχο κλειστού βρόχου. Επεξεργαστής επικοινωνίας (CP) Εξάρτημα: Καλώδιο σύνδεσης Συμβάλει στην επικοινωνία της CPU με άλλες μονάδες. 8 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs SIMATIC TOP σύνδεσμος Για την καλωδίωση των ψηφιακών μονάδων Εξάρτημα: Μονάδα διασύνδεσης (IM) Εξάρτημα: Καλώδια σύνδεσης Διασυνδέει τις μονάδες σε περισσότερα από ένα rack.

Profibus δίαυλος με σύνδεσμο δίαυλου. Διασυνδέει σταθμούς με ένα MPI ή PROFIBUS υποδίκτυο. Καλώδιο προγραμματιστή RS 485 Repeater Προγραμματιστής ή υπολογιστής με το step7 πρόγραμμα. Συνδέει την CPU με τον προγραμματιστή ή έναν υπολογιστή Για την ενίσχυση σημάτων σε ένα ΜΡΙ ή PROFIBUS υποδίκτυο και για την σύνδεση τμημάτων στα συστήματα. Σχηματίζει, αρχικοποιεί, προγραμματίζει και κάνει τεστ στο s7-300 2.3 Πλαίσιο στήριξης (rack) 9 Πίνακας 2.1. Η πλειοψηφία των στοιχείων και η λειτουργία τους 2.3 Πλαίσιο στήριξης (RACK) Ο ρόλος του είναι να στηρίζει απλά τις διάφορες κάρτες που θα συνδεθούν στο σύστημα αυτοματισμού σχήμα 2.4. Πάνω σε κάθε rack πρέπει να τηρήσουμε μια ορισμένη σειρά στην σύνθεση του συστήματος μας. Στην πρώτη θέση του rack πρέπει να κουμπώσουμε την κάρτα του τροφοδοτικού, στην δεύτερη θέση πρέπει να τοποθετήσουμε την CPU, την τρίτη θέση είτε χρησιμοποιούμε είτε όχι κάρτα διασύνδεσης των Rack πρέπει να την διαθέσουμε για αυτήν, από την τέταρτη θέση και πέρα πάνω στο rack συνδέω τα υπόλοιπα στοιχεία. Αυτά ισχύουν για το αρχικό Rack (Rack 0). Στα Rack επέκτασης ξεκινάμε από την θέση 3 η οποία είναι αφιερωμένη για την κάρτα διασύνδεσης και πέρα. Κάθε rack εκτός από τα σταθερά που έχει (τροφοδοτικό, CPU, κάρτα διασύνδεσης) μπορεί να πάρει άλλες οκτώ κάρτες.

Σ ένα σύστημα με υλικό της σειράς S7 300 μπορούμε συνολικά να έχουμε έως τέσσερα πλαίσια στήριξης (rack). 2.4 Στήριξη Καρτών στο Rack Στήριξη καρτών σε Rack Σχήμα 2.4. Στήριξη Καρτών στο Rack 10 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs Στην σειρά S7 300 το rack χρησιμεύει μόνο για την στήριξη των υλικών που συνθέτουν το σύστημα. Η επικοινωνία μεταξύ καρτών και CPU γίνεται με έναν συνδετήρα σχήματος «Π» στο πίσω μέρος των καρτών. Μέσω αυτού υλοποιούνται δύο δίαυλοι εσωτερικής επικοινωνίας: P Bus (Peripheral Bus):Αυτό έχει σαν κύριο στόχο να μεταφέρει πληροφορίες που αφορούν την «περιφέρεια» (επικοινωνία με κάρτες εισόδου ή εξόδου)με ταχύτητα 1,5 Mbps.

K Bus (Communication Bus):Αφορά την επικοινωνία με τις λεγόμενες «ειδικές» κάρτες (κάρτες απαρίθμησης, PID,FM, CP). Και στο K Bus η πληροφορία μεταφέρεται σειριακή με ταχύτητα 187,5 Kbps. 2.5 Τροφοδοτικό Ο ρόλος του είναι να δημιουργήσει τις αναγκαίες τάσεις που χρειάζεται το PLC για την τροφοδοσία του. Το ονομαστικό ρεύμα εξόδου του τροφοδοτικού πρέπει να είναι πάντα μεγαλύτερο από το ρεύμα που απορροφούν όλες οι κάρτες που είναι τοποθετημένες στο rack. Γα την σειρά S7 300 έχουμε τις εξής επιλογές: Στην κατασκευή μας, χρησιμοποιούμε ένα τροφοδοτικό PS 307: 5A. Μορφολογικά αυτό παρουσιάζεται στο σχήμα 2.5 και στο σχήμα 2.6 παρουσιάζεται ο τρόπος καλωδίωσης τροφοδοτικού με την CPU. Σχήμα 2.5. PS 307: 5A ιαθέτει: Κλέμες για τάση τροφοδοσίας (L1, N) και γείωση. Κλέμες για τάση εξόδου 24 V (L+, M). ιακόπτης ΟΝ OFF. Επιλογικό διακόπτη τάσης τροφοδοσίας (230 VAC ή 120 VAC). Ενδεικτικά LED ύπαρξης τάσεως εξόδου 24 VDC. 2.6 Κεντρική μονάδα επεξεργασίας cpu 11 2.6 Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU)[5] Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας η οποία συνηθίζεται να συμβολίζεται με CPU (Central Processing Unit) είναι ταυτόχρονα ο εγκέφαλος και η κινητήριος Σχήμα 2.6. Tρόπος καλωδίωσης μεταξύ τροφοδοτικού και CPU

δύναμη ενός PLC. Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας πραγματοποιεί πολλαπλές βασικές λειτουργίες: ιάβασμα, ερμηνεία και εκτέλεση, με τη σωστή διαδοχή, των οδηγιών, που περιέχονται στην μνήμη. Έλεγχο του πρωτοκόλλου επικοινωνίας που έχουμε καθορίσει στο σύστημα μας. Αποθήκευση των πληροφοριών Εκτέλεση αριθμητικών πράξεων Κατά μια άποψη εάν συγκρίνουμε την κεντρική μονάδα επεξεργασίας με την καλωδιωμένη λογική, τότε η κεντρική μονάδα επεξεργασίας είναι το στοιχείο εκείνο το οποίο πραγματοποιεί τις καλωδιώσεις οι οποίες ζητούνται από τον κύκλο εργασίας της μηχανής ή της εγκατάστασης. Σε αντίθεση όμως από την καλωδιωμένη λογική της οποίας η λειτουργία είναι «παράλληλη», το PLC εκτελεί τις λειτουργίες του με «σειριακό» τρόπο, για τον λόγο αυτό στα PLC είναι χαρακτηριστική η ταχύτητα λειτουργίας των κυκλωμάτων. Εσωτερικά μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας περιέχει: ΤΟΝ ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗ Αυτός εκτελεί τις εντολές των προγραμμάτων που έχει αποθηκευμένες η μνήμη, καθορίζει την σειρά εκτέλεσης των λειτουργιών του συστήματος και ελέγχει για τυχόν σφάλματα. Η ΜΝΗΜΗ Η μνήμη μιας κεντρική μονάδα επεξεργασίας χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες. Μνήμη φόρτωσης (Load Memory) 12 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs Μνήμη εργασίας (Work memory) Μνήμη συστήματος (System memory) Οι περιοχές (ομάδες) που χωρίζεται η μνήμη συστήματος είναι: Μνήμη απεικόνισης εισόδων PII Σ αυτήν την περιοχή αποθηκεύονται οι τιμές των εισόδων που διαβάζει η κεντρική μονάδα επεξεργασίας από τις κάρτες εισόδου στην αρχή κάθε κύκλου λειτουργίας. Μνήμη απεικόνισης εξόδων PIQ Σ αυτήν την περιοχή αποθηκεύεται η τιμή κάθε μια από τις χρησιμοποιούμενες εξόδους κατά την χρονική περίοδο του κύκλου λειτουργίας κατά την οποία εκτελείται το πρόγραμμα του χρήστη. Αυτή η περιοχή μνήμης στο τέλος του κύκλου στέλνεται για να ενημερώσει τις κάρτες εξόδου. Βοηθητικά Μ (Memory) Σ αυτήν την περιοχή της μνήμης αποθηκεύονται ενδιάμεσα αποτέλεσμα τα οποία έχουν υπολογιστεί κατά την εκτέλεση του προγράμματος.

Χρονικά Τ (Timers) Είναι η περιοχή της μνήμης του συστήματος όπου αποθηκεύονται οι χρόνοι των χρονικών που χρησιμοποιούμε. Απαριθμητές C (Counters) Είναι η περιοχή της μνήμης του συστήματος όπου αποθηκεύονται τα περιεχόμενα των απαριθμητών. Τοπικά βοηθητικά L (Local Data) Είναι η περιοχή της μνήμης του συστήματος όπου αποθηκεύονται προσωρινά δεδομένα ενός μπλοκ που περιέχει κώδικα (π.χ. ενός ΟΒ, FB, FC).Τα τοπικά βοηθητικά έχουν ισχύ όσο τρέχει το συγκεκριμένο μπλοκ τo οποία τo περιέχει. ιαγνωστικά (Diagnostics) Καταχωρούνται διάφορες ενέργειες που έχουν γίνει στο σύστημα με ώρα και ημερομηνία όπως κεντρική μονάδα επεξεργασίας σε RUN/STOP, βραχυκυκλωμένη κάρτα αναλογικών. 2.6 Κεντρική μονάδα επεξεργασίας cpu 13 Εξωτερικά μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας παρουσιάζει: Σχήμα 2.7. CPU Εξωτερικά Ακροδέκτες τροφοδοσίας.

Θέση για μπαταρία (οι κεντρικές μονάδες επεξεργασίας που χρησιμοποιούν CF cards δεν έχουν). ιακόπτη με κλειδί RUN P/RUN/STOP/MRES. Ενδεικτικά LED για την κατάσταση της CPU. Ενδεικτικά LED για την κατάσταση του PROFIBUS δικτύου. Θέση για τοποθέτηση εξωτερικής μνήμης. Θέση σύνδεσης συσκευής προγραμματισμού ή ΜΡΙ δικτύου. Θέση σύνδεσης PROFIBUS δικτύου. Στην οικογένεια S7 300 υπάρχει μια μεγάλη γκάμα από διαφορετικές κεντρικές μονάδες επεξεργασίας στην διάθεση του χρήστη. ιαφέρουν κυρίως ως προς το: Εάν έχουν ή όχι ενσωματωμένες εισόδους / εξόδους. Εάν έχουν ή όχι ενσωματωμένο profibus DP intarface. Πλήθος των εισόδων / εξόδων που υποστηρίζουν. Μέγεθος της ενσωματωμένης μνήμης RAM. 14 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs 2.7 Ψηφιακές μονάδες εισόδων DI (Digital Input) Η χρήση των μονάδων ψηφιακών εισόδων έχει τον σκοπό να μεταφέρει στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας τις καταστάσεις των διαφόρων αισθητηρίων ή διακοπτών ελέγχου που χρησιμοποιούμε στην εγκατάσταση. Μια μονάδα εισόδων έχει 8,16 ή 32 εισόδους ανάλογα με τον τύπο και τάση που χρησιμοποιεί. Οι περισσότερο συνηθισμένες τάσεις για τα σήματα εισόδου είναι 24 VDC ή 230 VAC. Στα όρια μιας κάρτας πρέπει να χρησιμοποιείται η ίδια τάση, στα όρια όμως όλου του συστήματος μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μονάδες ψηφιακών εισόδων με διαφορετικές τάσεις. Μια κάρτα ψηφιακών εισόδων των 24 VDC αναγνωρίζει σαν σήμα «+1» τα +24 VDC και σαν σήμα «0» τα 0 V. Στις περιπτώσεις εκείνες που υπάρχει διακύμανση στην τάση (μη σταθεροποιημένο τροφοδοτικό) οι ψηφιακές κάρτες εισόδων έχουν ανοχές. Έτσι σαν σήμα «+1» καταλαβαίνει τις τάσεις από +13 +30 VDC και σαν σήμα «0» τις τάσεις από 3 + 5 VDC. Για τις ενδιάμεσες τιμές τάσεων δηλαδή από +6 +12 VDC δεν είναι δυνατόν να προκαθοριστεί για το πώς θα τις κατανοήσει το

PLC. Στο σχήμα 2.8 παρουσιάζεται η μορφολογία και η αρχή λειτουργίας μιας ψηφιακής κάρτας εισόδων. Σχήμα 2.8. Μορφολογία και αρχή λειτουργίας μιας ψηφιακής κάρτας εισόδων 2.8 Ψηφιακές μονάδες εξόδων DΟ (Digital Output) 15 2.8 Ψηφιακές μονάδες εξόδων DΟ (Digital Output) Ο ρόλος τους είναι να μετατρέπουν τις αποφάσεις που παίρνει η κεντρική μονάδα επεξεργασίας σε εντολές προς την εγκατάσταση. Οι αποφάσεις αυτές βρίσκονται καταχωρημένες στην μνήμη απεικόνισης των εξόδων στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας και μετατρέπονται σε ηλεκτρικά σήματα από τις κάρτες εξόδων. Οι κάρτες εξόδων λειτουργούν σαν διακόπτες, στους οποίους δίνουμε εμείς την τάση (εξωτερικά) και όταν κλείσει ο διακόπτης η τάση περνάει και πηγαίνει προς το υπόλοιπο κύκλωμα. Σε αντιστοιχία με τις κάρτες εισόδου το πρώτο χαρακτηριστικό που πρέπει να λάβουμε υπ όψη μας είναι η τάση και το ρεύμα εξόδου της κάρτας, αυτά θα πρέπει να συμφωνούν με τα αντίστοιχα του φορτίου (π.χ. ρελέ) που θα συνδέσουμε σε κάθε ψηφιακή έξοδο. Μια κάρτα ψηφιακών εξόδων έχει 8, 16, ή 32 εξόδους ανάλογα με τον τύπο και την τάση που έχουν. Στα όρια μιας κάρτας χρησιμοποιείται πάντοτε η ίδια τάση. Στο σχήμα 2.9 παρουσιάζεται η μορφολογία και η αρχή λειτουργίας μιας ψηφιακής κάρτας εξόδων.

Σχήμα 2.9. Μορφολογία και αρχή λειτουργίας μιας ψηφιακής κάρτας εξόδων Ένα επί πλέον ιδιαίτερο χαρακτηριστικό των DO είναι το στοιχείο εξόδου (αυτό που παρέχει την ισχύ στο φορτίο). Αυτό συνήθως είναι τρανζίστορ αν πρόκειται για DC κάρτα εξόδων ή triac ή ρελέ εάν πρόκειται για AC κάρτα εξόδου. Όλες οι ψηφιακές έξοδοι είναι γαλβανικά απομονωμένες. 16 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs 2.9 Μονάδες αναλογικών εισόδων ΑΙ (ANALOG INPUT) Για να επεξεργαστούμε ηλεκτρικά σήματα, με συνεχή μεταβολή της τιμής τους, στο PLC χρειαζόμαστε κάρτες αναλογικών σημάτων. Οι κάρτες αναλογικών εισόδων έχουν τον ρόλο να διαβάζουν ένα ηλεκτρικό μέγεθος και να το μετατρέπουν σε ένα αριθμό (δυαδική αναπαράσταση) το οποίο πλέον μπορεί η κεντρική μονάδα επεξεργασίας να αναγνωρίσει και να επεξεργαστεί. Οι κάρτες αναλογικών εισόδων δέχονται ηλεκτρικά σήματα τάσης ή έντασης. Οι τυποποιημένες τιμές έντασης τις οποίες μπορεί να διαβάσει μια αναλογική κάρτα εισόδων είναι 0 20 ma ή 4 20 ma για δε τα σήματα τάσης έχουμε 0 10 V ή ± 10 V. Ένα άλλο μέγεθος που μας ενδιαφέρει στην επιλογή μιας κάρτας αναλογικών εισόδων είναι η διακριτική τους ικανότητα (ακρίβεια). Κάθε αναλογικό σήμα καταλαμβάνει χώρο 16 bit. Στο σχήμα 2.10 παρουσιάζεται η μορφολογία και η αρχή λειτουργίας μιας αναλογικής κάρτας εισόδων.

Σχήμα 2.10. Μορφολογία και αρχή λειτουργίας μιας αναλογικής κάρτας Ένα ακόμα μεγάλο πλεονέκτημα της σειράς S7 είναι ότι μια αναλογική κάρτα εισόδων μπορεί να γίνει τάσης ή έντασης και να μεταβάλουμε την περιοχή μέτρησης της επεμβαίνοντας τόσο εξωτερικά πάνω στην ίδια την κάρτα όσο και στο software. 2.10 Μονάδες αναλογικών εξόδων Α/Ο (Analog Output) 17 2.10 Μονάδες αναλογικών εξόδων Α/Ο (Analog Output) Οι κάρτες αναλογικών εξόδων έχουν τον ρόλο να μετατρέψουν το αριθμητικό μέγεθος με το οποίο «σκέπτεται» η κεντρική μονάδα επεξεργασίας στην κατάλληλη τιμή έντασης ή τάσης ώστε να μπορεί να οδηγηθεί το ανάλογο εξάρτημα που ελέγχει το φυσικό μέγεθος της εγκατάστασης μας. Όλα τα χαρακτηριστικά των καρτών είναι σε πλήρη αντιστοιχία με αυτή των αναλογικών εισόδων μια και εκτελούν απλώς την αντίστροφη διαδικασία όποτε δεν απαιτείται κάποια ιδιαίτερη συζήτηση. 2.11 ιευθέτηση των μονάδων σε πολλαπλά racks Εξαιρέσεις Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας 312 IFM και κεντρική μονάδα επεξεργασίας 313 μπορεί μόνο να χρησιμοποιηθεί για να διαμορφώσει μόνο ένα rack.

Κανόνες Οι ακόλουθοι κανόνες εφαρμόζονται για την διευθέτηση μονάδων σε παραπάνω από ένα rack: Η μονάδα διασύνδεσης εγκαθίσταται πάντα στο slot 3 αριστερά από την πρώτη μονάδα σημάτων. Δεν επιτρέπεται να συνδεθούν παραπάνω από 8 μονάδες (SM,FM,CP). Αυτές οι μονάδες πρέπει πάντα να τοποθετούνται δεξιά από την μονάδα διασύνδεσης. Ο αριθμός των μονάδων (SM,FM,CP) που μπορούν να εγκατασταθούν οροθετούνται από το μέγιστο επιτρεπτό ρεύμα που μπορεί να δεχθεί ο s7-300 σύνδεσμος των μονάδων. Η ισχύς δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 1.2 Α ανά γραμμή. 2.12 Διευθυνσιοδότηση Ονοματολογία Έννοιες bit, byte, word, double word Bit: Το bit, σχήμα 2.11, είναι η μικρότερη μονάδα αποθήκευσης της κατάστασης ενός ψηφιακού σήματος. Το bit είναι ο χώρος μιας κυψέλης μνήμης και μπορεί να πάρει δύο τιμές την κατάσταση «0» η οποία αντιστοιχεί στην μη ύπαρξη τάσης στο ψηφιακό σήμα και την κατάσταση «1» η οποία αντιστοιχεί στην ύπαρξη τάσης στο ψηφιακό σήμα. 18 Σχήμα 2.11. Bit Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs Byte: Μια ομάδα από οκτώ συνεχόμενα bit ορίζει ένα byte, σχήμα 2.12. Word: ύο συνεχόμενα byte ή 16-συνεχόμενα-bit ορίζουν μια word, σχήμα 2.13. Σχήμα 2.12. Byte Double word: δύο συνεχόμενες word ή 4-συνεχόμενα-byte ή 32-συνεχόμεναbit ορίζουν μια double word σχήμα 2.14. Το κάθε bit έχει μια συγκεκριμένη διεύθυνση (αριθμό). Η αρίθμηση γίνεται πάντοτε από τα δεξιά προς τα αριστερά ξεκινώντας από το bit 0 και φθάνοντας στο 7 (στα Σχήμα 2.13. Word byte) 15 (στις word) ή 31 (στις double word).

Σχήμα 2.14. Double Word 2.12 Διευθυνσιοδότηση ονοματολογία 19 Στο σχήμα 2.15 παρουσιάζεται η διευθυνσιοδότηση των bit, byte, word, double word.

Σχήμα 2.15. Διευθυνσιοδότηση Εκείνο που πρέπει να έχουμε υπ όψη μας είναι ότι οι μνήμες στα PLC της σειράς S7 είναι οργανωμένες σε byte, σχήμα 2.16. Σχήμα 2.16. Mνήμες οργανωμένες σε byte 20 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs Έτσι π.χ. η κυψέλη Α έχει διεύθυνση 0.7, η κυψέλη Β έχει διεύθυνση 2.4 και η κυψέλη C έχει διεύθυνση 6.2. Ο πρώτος αριθμός αναφέρεται στην διεύθυνση byte που ανήκει η κυψέλη ενώ ο δεύτερος αριθμός αναφέρεται στην θέση του bit μέσα σ ένα byte. Όταν αναφερθήκαμε στην οργάνωση της μνήμης ενός PLC είδαμε ότι αυτή είναι χωρισμένη σε διάφορες περιοχές ανεξάρτητες μεταξύ τους π.χ. μνήμη απεικόνισης εισόδων, μνήμη απεικόνισης εξόδων, μνήμη χρονικών Μεταξύ ανεξαρτήτων περιοχών μνήμης μπορούμε να έχουμε ίδιες διευθύνσεις χωρίς πρόβλημα π.χ. Ι 1.2. και Q 1.2, όταν όμως βρισκόμαστε στην ίδια περιοχή μνήμης θα πρέπει να είμαστε προσεκτικοί στον ορισμό των διευθύνσεων για να μην έχουμε επικαλύψεις π.χ. η W0 έχει επικάλυψη με τα Μ0.0 έως Μ1.7. Όταν έχουμε επικαλύψεις τότε μας δημιουργείται πρόβλημα στο περιεχόμενο μιας κυψέλης. Διεύθυνση θέσης: κάθε μονάδα η οποία ανήκει σ ένα σύστημα αυτοματισμού με PLC της σειράς S7 έχει μια διεύθυνση θέσης. Αυτή αποτελείται από τον αριθμό του rack που είναι τοποθετημένη η μονάδα και τον αριθμό της θέσης της. Έτσι σε ένα πλήρες σύστημα (βασικό rack + 3 rack επέκτασης) με PLC της σειράς S7-300 οι διευθύνσεις θέσης που μπορεί να έχουμε για τις διάφορες μονάδες που το απαρτίζουν δίνονται στο σχήμα 2.17.

Σχήμα 2.17. Slots του s7-300 2.12 ιευθυνσιοδότηση ονοματολογία 21 Πρέπει να έχουμε υπ όψιν μας ότι στο αρχικό rack (rack 0) την πρώτη θέση πάντα την έχει το τροφοδοτικό την δεύτερη θέση η CPU, η τρίτη θέση ανήκει στην κάρτα διασύνδεσης του Rack (IM). Εάν έχουμε τέτοια κάρτα χρησιμοποιούμε την τρίτη θέση εάν το σύστημα μας δεν διαθέτει τέτοια κάρτα η θέση 3 παραμένει υποχρεωτικά κενή. Λογική διεύθυνση: πέρα από την διεύθυνση θέσης, κάθε μονάδα έχει μια αρχική διεύθυνση (διεύθυνση του πρώτου byte που καταλαμβάνει στον χώρο μνήμης που ανήκει) η οποία καθορίζει τη θέση της στο χώρο των λογικών διευθύνσεων. Ο χώρος των λογικών διευθύνσεων ξεκινάει από την διεύθυνση 0 και τελειώνει σε διεύθυνση που εξαρτάται από την χρησιμοποιούμενη CPU. Η λογική διεύθυνση σε ένα σύστημα εξαρτάται από την θέση που βρίσκεται η κάρτα σε σχέση με την CPU και από το εάν είναι ψηφιακή ή αναλογική. Ανάλογα λοιπόν με την θέση και το είδος της κάρτας ισχύει ο πίνακας 2.2. a c M o d u lslot number

0 11 21 31 Ψηφιακή Αναλογική Ψηφιακή Αναλογική Ψηφιακή Αναλογική Ψηφιακή Αναλογική 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 PS - - - - CPU I M I M I M - - I M 0 256 32 384 64 512 96 640 4 272 36 400 68 528 100 656 8 288 40 416 72 544 104 672 12 304 44 432 76 560 108 688 Πίνακας 2.2. Αρχική διεύθυνση μονάδων 16 320 48 448 80 576 112 704 20 336 52 464 84 592 116 720 24 352 56 480 88 608 120 736 28 368 60 496 92 624 124 2 752 2 Σαν παράδειγμα διευθυνσιοδότησης ας πάρουμε την περίπτωση δύο ψηφιακών καρτών εισόδων των 16 θέσεων την κάρτα Α και την κάρτα Β σχήμα 2.18. Ας υποθέσουμε ότι η κάρτα Α έχει διεύθυνση θέσης 4 πάνω στο rack και η κάρτα Β διεύθυνση θέσης 5. Οι αρχικές λογικές διευθύνσεις των καρτών έστω ότι έχουν ορισθεί για την κάρτα Α «0» και για την κάρτα Β «4». Στην κάρτα Α έχουμε συνδέσει τους διακόπτες S1 και S2 στην κάρτα Β έχουμε συνδέσει τα μπουτόν S3 και S4. 22 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs

Σχήμα 2.18. Παράδειγμα διευθυνσιοδότησης Έχουμε λοιπόν: S1 = I0.2 S2=I1.3 S3=I4.5 και S4=I5.7 2.12 Διευθυνσιοδότηση ονοματολογία 23 Στο σχήμα 2.19 παρουσιάζεται η διευθυνσιοδότηση μιας ψηφιακής κάρτας εισόδου Αντίστοιχα παρουσιάζεται η διευθυνσιοδότηση μιας αναλογικής κάρτας σχήμα 2,20. Παρατηρούμε ότι έχουμε ίδιες διευθύνσεις, χωρίς να παρουσιάζεται πρόβλημα, μεταξύ εισόδων εξόδων.

Στον πίνακα 2.3 που ακολουθεί δίνονται οι διάφοροι παράμετροι, οι οποίοι υπεισέρχονται στον προγραμματισμό σε ένα σύστημα υλοποιημένο με υλικό της σειράς S7 και λαμβάνουν διευθύνσεις. Το πεδίο των διευθύνσεων 24 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs αναγράφεται για την μέγιστη δυνατότητα από εκεί και πέρα ανάλογα ποια CPU χρησιμοποιούμε αυτό θα περιορίζεται. Πίνακας 2.3. Παράμετροι προγραμματισμού. 2.13 Ονοματολογία Για να ορίσουμε μια παράμετρο σ ένα σύστημα αυτοματισμού με PLC χρησιμοποιούμε ένα συνδυασμό γραμμάτων και αριθμών. Τα μεν γράμματα είναι τα διευκρινιστικά εκείνα στοιχεία που κατατάσσουν την παράμετρο σε μια ομάδα (π.χ. είσοδοι, έξοδοι, εσωτερικά, βοηθητικά, ) οι δε αριθμοί είναι τα στοιχεία εκείνα τα οποία ορίζουν την διεύθυνση μιας συγκεκριμένης παραμέτρου. Για την σειρά S7 και στην αγγλική γλώσσα χρησιμοποιείται η εξής ονοματολογία. 2.14 Εισόδοι Ι (Input) 25 2.14 Είσοδοι Ι (Input) Μια ψηφιακή είσοδος συμβολίζεται με το γράμμα Ι και η ονοματολογία της έχει τη μορφή. Η περιοχή απεικόνισης της μνήμης εισόδων παρουσιάζεται στο σχήμα 2.21. Ιx.y όπου x: ιεύθυνση byte (0 n) y: ιεύθυνση bit (0 7)

Byte εισόδων: ΙΒΧ Παράδειγμα: ΙΒ3 με αυτήν την ονοματολογία δηλώνουμε τις εισόδους Ι3.0 Ι3.7. Word εισόδων: ΙWX Παράδειγμα: IW2 με αυτήν την ονοματολογία δηλώνουμε τις εισόδους Ι2.0 Ι2.7, Ι3.0, Ι3.1, Ι3.7. Double word εισόδων: ΙDX Παράδειγμα: ID4 με αυτήν την ονοματολογία δηλώνουμε τις εισόδους Ι4.0.. Ι4.7, Ι5.0 Ι5.7, Ι6.0 Ι6.7, Ι7.0 Ι7.7. Σχήμα 2.21. Περιοχή απεικόνισης μνήμης εισόδων 2.15 Έξοδοι Q (Output) Μια ψηφιακή έξοδος συμβολίζεται με το γράμμα Q και η ονοματολογία της έχει τη μορφή. Η περιοχή απεικόνισης της μνήμης εξόδων παρουσιάζεται στο σχήμα 2.22. Q x.y όπου x: διεύθυνση byte y: διεύθυνση bit (0 7). Όπως στις ψηφιακές εισόδους έτσι και για τις ψηφιακές εξόδους έχουμε byte εξόδων, Word εξόδων, double word εξόδων. Σχήμα 2.22. Περιοχή απεικόνισης μνήμης εξόδων 26 Κεφάλαιο 2, Βασική δομή των plcs 2.16 Βοηθητικά Μ (Memory bit) Τα βοηθητικά παίζουν τον ρόλο των βοηθητικών ρελέ στον κλασικό αυτοματισμό, τα χρησιμοποιούμε στο πρόγραμμα για να αποθηκεύσουμε λογικό αποτέλεσμα τμήματος του προγράμματος (ειδικά όταν αυτό είναι

επαναλαμβανόμενο). Είναι ρελέ του οποίου το λογικό αποτέλεσμα δεν μπορώ να πάρω απ ευθείας στην κάρτα εξόδου. Ένα βοηθητικό συμβολίζεται με το γράμμα Μ και η ονοματολογία του έχει τη μορφή. M x.y όπου x: διεύθυνση byte (0 N) y: διεύθυνση bit (0 7). Και εδώ έχουμε MBX, MWX, MDX 2.17 Χρονικά T (Timers) Η λειτουργία χρονικών χρησιμοποιείται για να υλοποιήσει αλγορίθμους που έχουν σχέση με χρόνο ( επιτήρηση, αναμονή, μέτρηση χρονικών διαστήματος, δημιουργία παλμών). Με τον όρο «χρονικό» εννοούμε μια λέξη (word) σε μια ειδική περιοχή της μνήμης, αυτή των χρονικών. Τα χρονικά συμβολίζονται με το γράμμα T και η ονοματολογία του έχει τη μορφή : Τx όπου x: αριθμός του χρονικού (0 n). 2.18 Απαριθμητές C (counters) Οι λειτουργίες απαριθμητή μας δίνουν τη δυνατότητα να εκτελούμε εργασίες απαρίθμησης απ ευθείας από την CPU. Με τον όρο απαριθμητής εννοούμε μια λέξη (Word) σε μια ειδική περιοχή της μνήμης, αυτή των απαριθμητών. Ο απαριθμητής συμβολίζονται με το γράμμα C και η ονοματολογία που έχει τη μορφή: Cx, όπου x : αριθμός του απαριθμητή (0 n).

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΟΜΗ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ 3.1 ομή PROJECT[9] Κατά τη φάση του σχεδιασμού του project μας ένα από τα πρώτα πράγματα που πρέπει να κάνουμε είναι στο να αποφασίσουμε με ποιόν τρόπο θα δομήσουμε το πρόγραμμα μας δηλαδή στο τι μπλοκ θα περιέχει και πως θα συνδέονται μεταξύ τους αυτά τα μπλοκ. Ας δούμε όμως πρώτα πως είναι οργανωμένο ένα πρόγραμμα στην CPU. Κάθε CPU περιλαμβάνει δύο προγράμματα ανεξάρτητα το ένα από το άλλο: ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Το λειτουργικό σύστημα είναι το σύνολο των ορισμών και εντολών που ελέγχουν τους πόρους του συστήματος. Είναι αυτό που ενημερώνει το ρολόι του πραγματικού χρόνου στη CPU, που ελέγχει την κατάσταση του διακόπτη της CPU, (RUN, STOP, ), ελέγχει να ανάψει τα LED στη CPU, να ρυθμίσει τις επικοινωνίες μέσα απ το ΜΡΙ interface, Στο λειτουργικό σύστημα δεν μπορούμε να κάνουμε μεταβολές, μπορούμε όμως να διαβάσουμε ή να χρησιμοποιήσουμε ορισμένα αποτελέσματα αυτού (π.χ. το ρολόι πραγματικού χρόνου). 28 Κεφάλαιο 3, ομή του προγράμματος ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Το πρόγραμμα εφαρμογής είναι το σύνολο των εντολών και ορισμών που χρειάζεται το PLC για τον έλεγχο της εγκατάστασης. Η δομή ενός προγράμματος εφαρμογής δίνεται στο σχήμα 3.1.

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΧΡΗΣΤΗ: Είναι το πρόγραμμα που εμείς γράφουμε για τις λειτουργικές ανάγκες της εγκατάστασης και του αυτοματισμού. Αυτό μπορεί να περιέχει μπλοκ λογικής (εντολές) και μπλοκ δεδομένων (όπου καταχωρούνται λίστες με αριθμούς). ΜΠΛΟΚ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ: Είναι λειτουργίες που είναι από πριν ορισμένες και καταχωρημένες στο λειτουργικό σύστημα του PLC. Στο πρόγραμμα του ο χρήστης καλεί αυτά τα μπλοκ σε οποιοδήποτε σημείο θέλει, τους δίνει κάποιες παραμέτρους και παίρνει Σχήμα 3.1. μόνο Δομή τα αποτελέσματα, ενός προγράμματος χωρίς εφαρμογής να ενδιαφέρεται για το πώς έχουν αυτά παραχθεί. STANDARD ΜΠΛΟΚ: Είναι μπλοκ που μας προσφέρουν έτοιμες λύσεις για τυποποιημένες εργασίες αυτοματισμού που πιθανόν να μας ενδιαφέρουν. 3.2 Επεξεργασία προγράμματος Ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο χτίζουμε ένα πρόγραμμα (πρόγραμμα χρήστη) έχουμε τρία διαφορετικά είδη δόμησης. 3.2 Δομή project 29 ΓΡΑΜΜΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ

Σχήμα 3.2. Γραμμικό πρόγραμμα ΤΜΗΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Στο γραμμικό πρόγραμμα, σχήμα 3.2, όλο το πρόγραμμα του χρήστη βρίσκεται σ ένα συνεχόμενο μπλοκ (OB1 που καλείται αυτόματα σε κάθε κύκλο λειτουργίας). Η CPU επεξεργάζεται τις εντολές την μια μετά την άλλη μέχρι το τέλος του μπλοκ και ξαναρχίζει η ίδια διαδικασία πάλι από την αρχή. Έχει το πλεονέκτημα ότι εύκολα και γρήγορα αρχίζει κάποιος τη φάση του προγραμματισμού. Έχει το μειονέκτημα ότι σε μεγάλα προγράμματα είναι δύσκολο να εντοπίσουμε που γίνεται μια συγκεκριμένη εργασία. Χρησιμοποιείται για μικρές εφαρμογές. Στο τμηματοποιημένο πρόγραμμα, σχήμα 3.3, το πρόγραμμα χωρίζεται σε μπλοκ όπου κάθε ένα από αυτά υλοποιεί μια συγκεκριμένη εργασία. Για τον τρόπο κλήσης, την σωστή λειτουργία τους καθώς και την σωστή σειρά εκτέλεσης τους φροντίζει ένα ειδικό μπλοκ το οποίο λέγεται μπλοκ οργάνωσης (ΟΒ1). Σχήμα 3.3. Τμηματοποιημένο 30 Κεφάλαιο 3, ομή του προγράμματος

ΟΜΗΜΕΝΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Ένα δομημένο πρόγραμμα, σχήμα 3.4, μπορεί να περιλαμβάνει παραμετροποιημένα μπλοκ. Αυτά τα μπλοκ είναι έτσι σχεδιασμένα ώστε να μπορούν να είναι γενικής χρήσης. Όταν καλείται ένα τέτοιο μπλοκ του δίνουμε τιμές στις παραμέτρους για την διαδικασία που μας ενδιαφέρει (διευθύνσεις εισόδων, εξόδων, χρονικά). Ο δομημένος προγραμματισμός μας προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, όπως : Εξοικονόμηση μνήμης (δεν επαναλαμβάνουμε το γράψιμο ίδιων προγραμμάτων). Οποιαδήποτε αλλαγή στη λογική του αυτοματισμού την περνάμε μια φορά στο πρόγραμμα και αυτόματα γίνεται η διόρθωση της λειτουργίας όπου χρειάζεται (εξοικονόμηση χρόνου και ελαχιστοποίηση της πιθανότητας σφάλματος από λανθασμένη πληκτρολόγηση). 3.3 Τύποι των διαθέσιμων μπλοκ Για το χτίσιμο της εφαρμογής μας έχουμε στην διάθεση μας διαφορετικά είδη μπλοκ προγραμματισμού. Το τι θα χρησιμοποιήσουμε και πως θα τα διασυνδέομαι είναι τις περισσότερες φορές υποκειμενική υπόθεση και εξαρτάται από την εφαρμογή που έχουμε να προγραμματίσουμε. Οι διάφοροι τύποι των διαθέσιμων μπλοκ είναι: ΜΠΛΟΚ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΟΒ (Organization Blocks). Έχουν τον ρόλο του διαμεσολαβητή μεταξύ του λειτουργικού συστήματος και του προγράμματος του χρήστη. Κατά την εκδήλωση κάποιων ειδικών γεγονότων, όπως για παράδειγμα μιας χρονικής διακοπής, μιας διακοπής τροφοδοσίας,, το λειτουργικό σύστημα της CPU καλεί το αντίστοιχο μπλοκ οργάνωσης. Ένα από τα διάφορα μπλοκ οργάνωσης, σημαντικότερο απ όλα 3.3 ομή project 31 Σχήμα 3.4. Δομημένο πρόγραμμα

είναι το ΟΒ1. Αυτό είναι ένα μπλοκ το οποίο η CPU καλεί αυτόματα και το εκτελεί συνεχώς κυκλικά. Μέσα σ αυτό το μπλοκ βρίσκεται το κύριο πρόγραμμα του χρήστη. Άλλο σημαντικό μπλοκ είναι το OB100 που εκτελείται μία φορά όταν δίνουμε τάση στο σύστημα. Τα μπλοκ οργάνωσης έχουν τάξεις προτεραιότητας από 0 ως 29. Αν ένα μπλοκ έχει μεγαλύτερη προτεραιότητα από κάποιο άλλο, τότε μπορεί να το διακόψει και να εκτελεστεί το ίδιο. Π.χ. το OB1 που έχει προτεραιότητα 1 μπορεί να διακοπεί από όλα τα άλλα μπλοκ. Στον πίνακα 3.1 δίνονται όλα τα διαθέσιμα μπλοκ οργάνωσης SIMATIC S7, το καθένα μαζί με την προτεραιότητα του. Πίνακας 3.1. Μπλοκ οργάνωσης ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ FC (Functions) Οι συναρτήσεις είναι μπλοκ τα οποία προγραμματίζονται από τον χρήστη. Τα FC είναι μπλοκ κώδικα «στερούμενο μνήμης». Οι προσωρινές μεταβλητές (temporary variables) των FC αποθηκεύονται στην περιοχή των τοπικών δεδομένων (local data stack). Μετά την επεξεργασία των FC αυτά τα

32 Κεφάλαιο 3, ομή του προγράμματος δεδομένα χάνονται. Για την αποθήκευση των δεδομένων τα FC μπορούν να χρησιμοποιήσουν DB (shared data blocks). Ένα FC περιέχει ένα πρόγραμμα το οποίο εκτελείται όταν το FC καλείται από ένα άλλο μπλοκ που περιέχει κώδικα. Τα FC χρησιμοποιούνται για: Υπολογισμό κάποιας συνάρτησης και απόδοσης τιμής στο μπλοκ που το έχει καλέσει (π.χ. υπολογισμός μαθηματικών συναρτήσεων). Έλεγχο μιας τεχνολογικής συνάρτησης (π.χ. έλεγχος ανεξάρτητων τμημάτων εγκατάστασης. Συχνά επαναλαμβανόμενες λειτουργίες αυτοματισμού Τα FC παραμετροποιούνται και επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν για περιπτώσεις στις οποίες έχουμε επαναλαμβανόμενη λογική στο πρόγραμμα μας με διαφορετικές παραμέτρους. ΜΠΛΟΚ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ FB (Function Block) Τα μπλοκ συναρτήσεων προγραμματίζονται και αυτά από τον χρήστη και περιέχουν κώδικα. Ένα μπλοκ συνάρτησης «έχει μνήμη», δηλαδή σε αυτό διατίθεται ένα μπλοκ δεδομένων (DB) σαν δικιά του μνήμη. Αυτό το DB λέγεται (instance data block) και είναι μόνιμα δεσμευμένα με το μπλοκ συνάρτησης και για την ακρίβεια με την κλήση (call) του μπλοκ συνάρτησης. Επίσης είναι δυνατόν σε κάθε κλήση μπλοκ συνάρτησης να εκχωρηθεί ένα διαφορετικό μπλοκ δεδομένων (με την ίδια δομή αλλά με διαφορετικές τιμές). Τα FB παραμετροποιούνται όπως και τα FC επομένως και αυτά χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις που έχουν επαναλαμβανόμενη λογική. Όταν δεν παραμετροποιούνται η λειτουργία τους δεν διαφέρει σε τίποτα από τα FC. Τόσο οι παράμετροι οι οποίες μεταβιβάζονται στα FB όσο και οι στατικές μεταβλητές (static variables) αποθηκεύονται στο instance data block. Οι προσωρινές μεταβλητές (temporary variables) αποθηκεύονται στην περιοχή των τοπικών δεδομένων. Στο τέλος της επεξεργασίας του FB όσα δεδομένα αποθηκεύτηκαν στο instance data block δεν χάνονται ενώ αυτά τα δεδομένα τα οποία αποθηκεύονται στην περιοχή των τοπικών δεδομένων (local data stack) χάνονται. Τα FB περιέχουν πρόγραμμα το οποίο εκτελείται κάθε φορά που τα FB καλείται από άλλο μπλοκ που περιέχει κώδικα. Τα μπλοκ συναρτήσεων (FB) διευκολύνουν τον προγραμματισμό συχνά χρησιμοποιούμενων και σύνθετων συναρτήσεων. ΜΠΛΟΚ Ε ΟΜΕΝΩΝ DB (Data Blocks) Τα μπλοκ δεδομένων δεν περιέχουν κώδικα, αλλά περιέχουν δεδομένα του προγράμματος μας. Προγραμματίζοντας τα μπλοκ δεδομένων καθορίζουμε σε ποια μορφή θα αποθηκευτούν τα δεδομένα (σε ποια

3.4 Τύποι των διαθέσιμων μπλοκ 33 μπλοκ, με ποια σειρά και με ποιο τύπο δεδομένων). Υπάρχουν δύο βασικοί τρόποι χρησιμοποίησης των μπλοκ δεδομένων: Μπλοκ γενικών δεδομένων (Global data block GD) Προγραμματίζονται για κοινή χρήση σε όλο το πρόγραμμα. Ένα μπλοκ γενικών δεδομένων είναι, κατά κάποιο τρόπο, ένα «ελεύθερο», μπλοκ μέσα στο πρόγραμμα του χρήστη και δεν εκχωρείται σε κάποιο μπλοκ «κώδικα». Πρότυπα μπλοκ δεδομένων (instance data block). Αντίθετα ένα «instance data block» (πρότυπο μπλοκ δεδομένων) εκχωρείται σ ένα μπλοκ συνάρτησης (FB) και αποθηκεύει ένα μέρος των τοπικών δεδομένων αυτού του μπλοκ συνάρτησης. Το μέγεθος των DB είναι μεταβαλλόμενο, όσον αφορά το μέγιστο μέγεθος αυτού αυτό εξαρτάται από την χρησιμοποιούμενη CPU. Όταν ένα μπλοκ κώδικα (FC, FB, OB) καλείται, αυτό μπορεί ταυτόχρονα να καταλάβει χώρο μνήμης και στην περιοχή των τοπικών δεδομένων (L-Stack) και υπό μορφή ενός DB. Αντίθετα με τα τοπικά δεδομένα, τα δεδομένα οποία περιέχονται σε ένα DB δεν χάνονται όταν κλείσει το DB ή στο τέλος της επεξεργασίας του μπλοκ που περιέχει κώδικα. Κάθε FB, FC, ΟB έχει πρόσβαση στο διάβασμα ή γράψιμο ενός DB. Ένα μπλοκ κώδικα έχει την δυνατότητα να ανοίγει ταυτόχρονα ένα global data block και ένα instance data block. Στο σχήμα 3.5 δείχνουμε τους τρόπους πρόσβασης στα DB. Σχήμα 3.5. Τρόπος πρόσβασης στα DB

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 SIMATIC MANAGER[8] 4.1 Από την εγκατάσταση στο project Παρακάτω θα αναφέρουμε τον τρόπο μεταφοράς από την εγκατάσταση στο project, σχήμα 4.1 και τα εργαλεία του σχήμα 4.2. Σχήμα 4.1. Από την εγκατάσταση στο project 4.1 Από την εγκατάσταση στο project 35 Εγκατάσταση Μια προσεκτική ματιά σε μια εγκατάσταση που θέλουμε να αυτοματοποιήσουμε, μας δείχνει ότι αυτή αποτελείται από επιμέρους τμήματα τα οποία είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους με κάποια λογική. Η πρώτη δουλεία μας είναι λοιπόν να <<σπάσουμε>> την διαδικασία παραγωγής σε επιμέρους εργασίες.

Κάθε επιμέρους εργασία απαιτεί συγκεκριμένο hardware και software: Hardware : - Αριθμό και τύπο εισόδων κι εξόδων - Αριθμό και τύπο μονάδων - Αριθμό των απαιτούμενων rack - Χωρητικότητα και τύπο CPU - ΗΜΙ συστήματα - Συστήματα δικτύωσης Software: - Δομή προγράμματος - Διαχείριση δεδομένων για τη διαδικασία αυτοματισμού - Δεδομένα διαμόρφωσης - Δεδομένα επικοινωνίας - Τεκμηρίωση προγράμματος και project Project Στο SIMATIC S7 όλες οι απαιτήσεις σε hardware και software διαχειρίζονται μέσα από ένα project. Ένα project περιλαμβάνει το απαραίτητο hardware (+configuration), όλα τα προγράμματα καθώς και τη διαχείριση δεδομένων. 4.2 Εργαλεία του STEP 7 Σχήμα 4.2. Το step 7 στο start menu 36 Κεφάλαιο 4, Simatic manager Simatic manager Ο Simatic Manager διαχειρίζεται τα Step 7 projects. Είναι το κύριο πρόγραμμα και εμφανίζεται επίσης και στο Desktop των WINDOWS. Notes

Το Step 7 Readme παρέχει λεπτομερή πληροφόρηση σχετικά με την version, τη διαδικασία εγκατάστασης κ.λ.π. LAD, STL, FBD Είναι το εργαλείο στο οποίο γράφουμε τα προγράμματα στο STEP7 στις γλώσσες προγραμματισμού Ladder Diagram, Statement List ή Function Block Diagram. Memory Card Parameter Assig. Μπορείτε να σώσετε τα προγράμματά σας σε κάρτες EPROM χρησιμοποιώντας είτε συσκευή προγραμματισμού είτε συσκευή programmer. Setting the PG PC Interface Για την θέση της διεύθυνσης του τοπικού σταθμού, την ταχύτητα μετάδοσης σε ένα δίκτυο ΜΡΙ. PID Control Parameter Assignment Το βασικό πακέτο STEP 7 περιλαμβάνει επίσης και μπλοκ για επίλυση ρυθμίσεων PID (κλειστού βρόχου). Επιλέγοντας PID Control Parameter Assignment μπορούμε να τοποθετήσουμε τις παραμέτρους στα block για την υλοποίηση κλειστών βρόγχων. Converting S5 Files Τα προγράμματα STEP5 μπορούν να μετατραπούν σε STEP7 με τη βοήθεια του μετατροπέα S5/S7. Configure Simatic Για την παραμετροποίηση συστημάτων για πολλούς χρήστες. Workspace Converting ΤΙ Files Προγράμματα από SIMATIC TI μπορούν να μετατραπούν σε Step7 με τη βοήθεια του μετατροπέα TI/S7. 4.3 Εκκίνηση του simatic manager 37 4.3 Εκκίνηση του SIMATIC Manager

Σχήμα 4.3. Εκκίνηση του Simatic Manager Εισαγωγή Ο SIMATIC Manager είναι ένα γραφικό περιβάλλον για online/offline δημιουργία των αντικειμένων του S7 (projects, αρχεία προγραμμάτων του χρήστη, blocks) Με τον SIMATIC Manager μπορείτε να: διαχειριστείτε projects και βιβλιοθήκες. ενεργοποιήσετε εργαλεία του STEP7. επικοινωνήσετε online με το PLC. γράψετε / σβήσετε κάρτες μνήμης. Εκκίνηση του SIMATIC Manager Η εκκίνηση γίνεται από το εικονίδιο SIMATIC Manager στο desktop των Windows είτε από την επιλογή SIMATIC Manager στο Start menu. Επικοινωνία με τον χρήστη Μετά την εγκατάσταση, το κύριο εργαλείο εμφανίζεται ως εικονίδιο στο desktop των windows. Ανοίγοντας ένα object, εκκινεί αυτόματα και το αντίστοιχο εργαλείο με το οποίο θα το επεξεργαστούμε. Ένα διπλό κλικ σε ένα μπλοκ προγράμματος εκκινεί τον Program Editor οπότε μπορούμε να κάνουμε τις τροποποιήσεις που επιθυμούμε. 38 Κεφάλαιο 4, Simatic manager Σημείωση Σε κάθε περίπτωση μπορείτε να έχετε άμεση βοήθεια για το παράθυρο που είναι ενεργό, πατώντας το πλήκτρο F1.

4.4 SIMATIC MANAGER Μενού και εργαλεία Σχήμα 4.4. Simatic Manager μενού και Τίτλος Περιλαμβάνει τον τίτλο του παραθύρου και τα μπουτόν για τον έλεγχό του. Μενού Περιλαμβάνει όλα τα μενού που είναι διαθέσιμα για το τρέχον παράθυρο. Εργαλεία Περιλαμβάνει τον τίτλο του παραθύρου και τα μπουτόν για τον έλεγχό του. Καταστάσεις Απεικονίζει την τρέχουσα κατάσταση και άλλες πληροφορίες. Εργασίες Απεικονίζει όλες τις ανοικτές εφαρμογές και παράθυρα, με τη μορφή μπουτόν. 4.5 Η λωρίδα εργαλείων στο simatic manager 39 4.5 Η λωρίδα εργαλείων στο SIMATIC Manager

Σχήμα 4.5. Η λωρίδα εργαλείων του Simatic Δημιουργία νέου αρχείου. Άνοιγμα ήδη υπάρχοντος αρχείου. Απεικόνιση προσβάσιμων συστημάτων. Ανάγνωση /εγγραφή /σβήσιμο κάρτας μνήμης. Αποκοπή. Αντιγραφή. Τοποθέτηση. Μεταφορά προς PLC (Download). Απεικόνιση Off-line. Απεικόνιση On-line. Απεικόνιση με μεγάλα εικονίδια. Απεικόνιση με μικρά εικονίδια. Απεικόνιση σε μορφή λίστας. Απεικόνιση με λεπτομέρειες. Ένα επίπεδο επάνω. Εξομοίωση μονάδων. Βοήθεια. 40 Κεφάλαιο 4, Simatic manager 4.6 Δομή ενός S7 Project Δομή ενός Project Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε ένα project με την μορφή αντικειμένων (Objects). Αυτά ταξινομούνται σε δενδροειδή δομή (Ιεραρχία project) που είναι παρόμοια με αυτή του Explorer των Windows. Μόνο τα εικονίδια των objects είναι διαφορετικά. Ιεραρχία 1οΕπίπεδο: Περιλαμβάνει το εικονίδιο του project. κάθε project είναι μια βάση δεδομένων oπου αποθηκεύονται όλα τα δεδομένα που έχουν σχέση με αυτό. 2o Επίπεδο: Ο χώρος που αποθηκεύεται η πληροφορία για την διαμόρφωση και τις παραμέτρους κάθε συστήματος ονομάζεται Σταθμός (Station π.χ. S7-300 Station)Οι φάκελοι είναι το σημείο στο οποίο γράφουμε τα προγράμματα. Αυτά μπορούν να περιλαμβάνουν επιμέρους τμήματα (blocks) ή και πηγαίο κώδικα (source). Τα επιμέρους δίκτυα (subnets MPI, Profibus, Industrial Ethernet) είναι τμήματα ενός συνολικού δικτύου. 3o Επίπεδο: Εξαρτάται από τον τύπο του αντικειμένου. Σχήμα 4.6. Η δομή ενός S7 Project

4.7 Λογική λειτουργία της μνήμης στο S7-300 41 4.7 Λογική λειτουργία της μνήμης στο S7-300 Μνήμη φόρτωσης Η μνήμη φόρτωσης αποτελεί τμήμα της προγραμματιζόμενης μονάδας. Περιλαμβάνει αντικείμενα που δημιουργήθηκαν στη συσκευή προγραμματισμού (μπλοκ λογικής, μπλοκ δεδομένων, επιπρόσθετες πληροφορίες). Η μνήμη φόρτωσης μπορεί να είναι είτε εξωτερική κάρτα είτε ενσωματωμένη RAM. Μνήμη εργασίας Η μνήμη εργασίας περιέχει τα δεδομένα που είναι απαραίτητα για την εκτέλεση του προγράμματος. Η μνήμη εργασίας RAM είναι ενσωματωμένη στη CPU και διατηρείται από την μπαταρία. Μνήμη συστήματος Η μνήμη συστήματος έχει περιοχές για: - Απεικόνιση εισόδων και εξόδων (PII,PIQ). - Βοηθητικά (Μ). - Χρονικά (Τ). - Απαριθμητές (C). - L στοίβα Σχήμα (L). 4.7. Λογική λειτουργία της μνήμης στο 42 Κεφάλαιο 4, Simatic manager Διατηρούμενη μνήμη Η διατηρούμενη μνήμη είναι τύπου non-volatile RAM και χρησιμοποιείται για να κρατά βοηθητικά,χρονικά, απαριθμητές και μπλοκ δεδομένων ακόμα και αν δεν διατηρούνται στις παραμέτρους της CPU. Τοποθέτηση κάρτας μνήμης Όταν τοποθετούμε κάρτα μνήμης, το λειτουργικό σύστημα απαιτεί reset μνήμης. (Το STOP LED αναβοσβήνει αργά). Πραγματοποιείται το reset της μνήμης περιστρέφοντας τον διακόπτη στην πρόσοψη της CPU στη θέση MRES. Τα τμήματα του προγράμματος που έχουν σχέση με την εκτέλεση του μεταφέρονται από την κάρτα μνήμης στην μνήμη εργασίας.