ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος Ηρώων Πολυτεχνείου 9, Ζωγράφου, 157 73 Αθήνα ιδάσκων: Γ. Κορρές, Καθ. ΕΜΠ «ΕΠΟΠΤΕΙΑ ΚΑΙ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ» ΕΞΑΜΗΝΙΑΙΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΚ. ΕΤΟΥΣ 2014-2015 'Ολες οι ασκήσεις να ελεγχθούν με το PLCSIM. Επεξηγήσεις μπορούν να δοθούν είτε ως σχόλια (comments στο πρόγραμμα ΟΒ1 της STEP7 είτε σε αρχείο Word. 1. Να γράψετε τα παρακάτω προγράμματα STL σε γλώσσα LAD. A( O I 1.2 ON I 1.3 O I 1.0 O I 1.0 ON( A I 1.2 AN I 1.3 A I 1.2 ON A I 1.3 O AN I 1.0 2. Με χρήση πίνακα αληθείας και των καταχωρητών ACCU1 και ACCU2, να βρείτε τις τιμές όλων των μεταβλητών του παρακάτω προγραμμάτος STL στο κατάλληλο κάθε φορά format (Hex, Binary, Integer, Floating-Point και την εκάστοτε τιμή του RLO και του περιεχομένου των καταχωρητών ACCU1, ACCU2 μετά από την εκτέλεση κάθε εντολής, για I0.0= 0 και I0.1= 0. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 O I 0.0 A I 0.1 NOT = M 0.1 = M 0.3 = M 0.6 = M 1.2 = M 1.4 AN( ON I 0.0 A I 0.1 = Q 0.0 = Q 0.1 = Q 0.2 A Q 0.0 JCN NEW1 S Q 0.1 NEW1: R Q 0.2 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 L MW 0 L W#16#5A8D T MW 5 OW T MW 10 AW T MW 15 L 1.000000e+000 L 5.000000e-001 -R T MD 50 L MD 50 +R T MD 55 COS T MD 60 L MD 60 /R T MD 65 3. Στις εισόδους I0.0 και I0.1 ενός PLC συνδέουμε ένα button START (NC και ένα button STOP (NO αντίστοιχα ενώ στην έξοδο Q0.0 συνδέουμε μία ενδεικτική λυχνία LED, η οποία λυχνία θα ανάβει μετά από 5 sec αφού πατηθεί το button START και θα σβήνει αμέσως αφού πατηθεί το button STOP. Ο κύκλος START/STOP θα μπορεί να επαναλαμβάνεται από τον χειριστή. Υλοποιήστε την άσκηση με όλα τα είδη χρονικών. 1
4. Με τη βοήθεια κατάλληλου αναλογικού μορφοτροπέα, εύρους τιμών εξόδου ±10V, μετράμε τη θερμοκρασία ενός χώρου εύρους τιμών 10 o C έως +10 o C. Tι τιμή θα πάρει η έξοδος του μορφοτροπέα και οι μεταβλητές MW10 και MD20 στο ακόλουθο πρόγραμμα STEP7, για M0.0= 0 και M0.0= 1 αντίστοιχα, όταν η μεταβλητή PIW256 λάβει τις τιμές -15000 και +22500 από μία αναλογική κάρτα του PLC; Να σχεδιάσετε το διάγραμμα κλιμακοποίησης της FC105 για M0.0= 0 και M0.0= 1 αντίστοιχα. 5. Στο παρακάτω κύκλωμα κλασικού αυτοματισμού ελέγχεται η φορά περιστροφής ενός τριφασικού κινητήρα επαγωγής (ορθή μέσω του ρελέ KM1 και ανάστροφη μέσω του ρελέ KM2 σε ζεύξη αστέρα (ρελέ KM3 - τριγώνου (ρελέ KM4. Να περιγραφεί αναλυτικά η λειτουργία του συμβατικού κυκλώματος αυτοματισμού και να γραφεί πρόγραμμα STEP7 για PLC που θα υλοποιεί το παραπάνω σύστημα αυτοματισμού με όλα τα είδη χρονικών. Υπόδειξη: Για τον τρόπο συνδεσμολογίας στις εισόδους και εξόδους του PLC δείτε την εφαρμογή στις σελ. 94 96 (σχήμα 86 από το βιβλίο Sae_b_tomos_sel9-106.pdf. 6. Να αναγνωρίσετε όλα τα στοιχεία του ηλεκτρολογικού σχεδίου αυτοματισμού και να γράψετε πρόγραμμα σε STL και LAD που θα αντιστοιχεί σε αυτό, για το παράδειγμα 3 (σχήμα 33, σελ. 47 και το παράδειγμα 4 (σχήμα 34, σελ. 48, από το βιβλίο Sae_b_tomos_sel9-106.pdf. 2
7. Στην είσοδο Ι0.0 συνδέουμε έναν πιεστικό διακόπτη (button S0 (NO. Τι τιμές παίρνει η μεταβλητή MW10 στο παρακάτω πρόγραμμα LAD, κάθε φορά που πιέζουμε το S0; 8. Να βρείτε τις τιμές όλων των μεταβλητών του παρακάτω προγράμματος STL στο κατάλληλο format. L 2#1011011111 T MW 10 L 2#1110010010 T MW 12 +I L 2 /I T MW 3 T MB 5 A( O M 5.3 AN M 5.1 = Q 0.0 O M 3.0 ON M 3.2 AN M 4.0 A M 4.3 A Q 0.0 = Q 0.1 3
9. Να εξηγήσετε τις τιμές που λαμβάνουν όλες οι μεταβλητές του παρακάτω προγράμματος LAD σε κάθε κύκλο, με τη βοήθεια χρονοσειρών ή πίνακα και με τη χρήση του PLCSIM. 4
10. Θεωρούμε δύο κυλινδρικές δεξαμενές άντλησης νερού, ύψους 6m και διαμέτρου 3m και 5m αντίστοιχα. Κάθε δεξαμενή γεμίζει με νερό μέσω αγωγού ελεγχόμενου από χειροκίνητη βάννα και στη συνέχεια αδειάζει μέσω δύο αντλιών Α1 και Α2. Τρείς ψηφιακοί αισθητήρες στάθμης Ε1 (NO, Ε2 (NO, και Ε3 (NC σε διαφορετικά επίπεδα (1.5m, 5m, 5.5m, ενεργοποιούν τις αντλίες όταν το νερό φθάσει στο αντίστοιχο σημείο. Επίσης σε κάθε δεξαμενή υπάρχει αντίστοιχος αναλογικός μετατροπέας στάθμης 4 20mA (4mA αντιστοιχούν σε 0.01m και 20mA αντιστοιχούν σε 6m. Η εγκατάσταση λειτουργεί ως εξής: Όταν διεγερθεί ο αισθητήρας Ε1 ξεκινάει μόνο η αντλία Α1. Όταν διεγερθεί ο αισθητήρας Ε2 διακόπτεται η λειτουργία της αντλίας Α1 και ξεκινάει η αντλία Α2. Όταν διεγερθεί ο αισθητήρας Ε3 λειτουργούν και οι δύο αντλίες και ανάβει η φωτεινή ένδειξη κινδύνου υπερχείλισης H1. Όποτε δεν τηρείται η ιεραρχία στις διεγέρσεις των αισθητήρων (π.χ. έχει διεγερθεί ο Ε2 ενώ δεν έχει διεγερθεί ο Ε1 που βρίσκεται πιο χαμηλά ανάβει η φωτεινή ένδειξη βλάβης H2. Να γραφεί πρόγραμμα σε STEP7 που θα υλοποιεί το παραπάνω σύστημα αυτοματισμού για κάθε δεξαμενή. Επίσης να γραφεί πρόγραμμα σε STEP7, το οποίο θα υπολογίζει ανά πάσα στιγμή τον όγκο του νερού (σε m 3 σε κάθε δεξαμενή. Οι διάφορες λειτουργίες θα υλοποιηθούν σε υπορουτίνες (functions FC, οι οποίες θα καλούνται με τις κατάλληλες παραμέτρους εισόδου για κάθε δεξαμενή. Περιγραφή Symbolic (Absolute Address (Αντλία 1 Symbolic (Absolute Address (Αντλία 2 Αισθητήρας κάτω στάθμης νερού E1.1 (I1.1 E1.2 (I2.1 Αισθητήρας μέσης στάθμης νερού E2.1 (I1.2 E2.2 (I2.2 Αισθητήρας άνω στάθμης νερού E3.1 (I1.3 E3.2 (I2.3 Πρώτη αντλία A1.1 (Q1.1 A1.2 (Q2.1 εύτερη αντλία A2.1 (Q1.2 A2.2 (Q2.2 Σήμα κινδύνου H1.1 (Q1.3 H1.2 (Q2.3 Ένδειξη βλάβης H2.1 (Q1.4 H2.2 (Q2.4 Μετατροπέας στάθμης Μ.1 (PIW256 Μ.2 (PIW258 5