lwp_wstep.pdf

Podstawowe

wiadomości

1 . Podstawowe wiadomości

1.1. Sterowniki – podstawowe wiadomości

Sterownik to urządzenie, którego podstawowym zadaniem jest sterowanie realizacją

jakiegoś procesu. Sterownik generuje sygnały wyjściowe i w ten sposób steruje

podłączonymi do niego urządzeniami zewnętrznymi. Wykonywane przez sterownik

działania zależą od informacji podanych na jego wejścia oraz zadanego przez użyt-

kownika i zapisanego w pamięci sterownika algorytmu sterowania. Bardzo ogólny

schemat prezentujący ideę działania sterownika przedstawiono na rysunku 1 . 1 .

Sterownik uniwersalny to taki, który znajduje zastosowanie w sterowaniu wieloma

bardzo różnorodnymi procesami. Najlepiej, jeśli do sterownika można podłączać

różne sygnały wejściowe: analogowe (prądowe, napięciowe), cyfrowe i dedyko-

wane dla konkretnych czujników, na przykład enkoderów albo czujników tempe-

ratury. Sterownik powinien także mieć możliwość wystawiania różnych sygnałów

wyjściowych analogowych i cyfrowych. Moduły wejściowe i wyjściowe to peryfe-

rie sterownika. Za realizację algorytmu sterowania odpowiedzialna jest jednostka

centralna.

Na rysunku 1 . 2 pokazano prosty schemat blokowy sterownika. Oprócz jednostki

centralnej oraz modułów wejściowych i wyjściowych na schemacie widoczne są

jeszcze dwa bloki. Pamięć zewnętrzna służy do przechowywania programu, w któ-

rym jest zapisany algorytm sterowania. Natomiast moduły komunikacyjne umożli-

wiają wymianę danych z różnymi urządzeniami: komputerami, panelami operator-

skimi, innymi sterownikami.

Dawniej powszechną praktyką była realizacja układów sterowania za pomocą prze-

kaźników. Algorytm sterowania zapisany był w postaci połączeń pomiędzy styka-

Rys. 1.1. W odpowiedzi na sygnały wejściowe sterownik generuje odpowiednie sygnały

wyjściowe. Rodzaj odpowiedzi sterownika zależy od zadanego przez użytkownika algorytmu

sterowania

Rys. 1.2. Schemat blokowy sterownika

1 . Podstawowe wiadomości

Rys. 1.3. Schemat blokowy jednostki centralnej sterownika PLC

mi i cewkami przekaźników. Takie rozwiązania były bardzo trudne w modyfika-

cji. Dzisiaj algorytm sterowania zapisuje się w postaci programu, który jest prze-

chowywany w pamięci jednostki centralnej. Wprowadzenie programu do pamięci

oraz modyfikacja algorytmu jest bardzo łatwa. Programy edytuje się na komputerze

z wykorzystaniem odpowiednich narzędzi programowych. Możliwa jest także sy-

mulacja działania aplikacji oraz jej diagnostyka online . Napisany i wstępnie przete-

stowany na komputerze program jest wysyłany do sterownika.

Sterowniki programowalne określa się mianem PLC ( Programmable Logic

Controller ). Schemat blokowy jednostki centralnej sterownika PLC z zaznaczeniem

najważniejszych bloków zamieszczono na rysunku 1 . 3 .

Siemens propaguje trzy sposoby prezentacji i edycji programów dla sterowników:

STL ( STatement List ), LAD ( LADder Diagram ) i FBD ( Function Block Diagram ).

Programowanie sterowników różni się od pisania programów w C, Basicu czy

asemblerze. Znajomość jakiegokolwiek języka programowania bardzo jednak po-

maga w zrozumieniu zasad programowania sterowników. Zapis STL ( Statement

List ) jest podobny do asemblera. Dla projektantów i serwisantów tradycyjnych

układów przekaźnikowych stworzono język drabinkowy LAD. Pisanie w nim przy-

pomina tworzenie schematów elektrycznych. Z kolei osoby biegłe w konstrukcji

układów elektronicznych z pewnością szybko przekonają się do edytora bloków

funkcjonalnych FBD.

Rys. 1.4. Schemat działania programu uruchomionego na sterowniku PLC

1 . Podstawowe wiadomości

System operacyjny wyznacza ogólne ramy funkcjonowania programu użytkowni-

ka. Dla sterowników PLC charakterystyczne jest to, że programy wykonywane są

w sposób cykliczny. W każdym cyklu wpierw odczytywane są stany wejść, następ-

nie realizowane są kolejno instrukcje i na koniec wystawiane odpowiednie stany

wyjściowe. Po zakończeniu jednego cyklu rozpoczynany jest kolejny. Ogólny sche-

mat działania programu uruchomionego na sterowniku PLC jest przedstawiony na

rysunku 1 . 4 .

1.2. Do czego służy LOGO!?

LOGO! to uniwersalny ministerownik PLC, za pomocą którego można sterować

wieloma różnymi urządzeniami, zarówno domowymi, jak i przemysłowymi. LOGO!

umożliwia zautomatyzowanie wykonywania różnych zadań, począwszy od bardzo

prostych a skończywszy na całkiem złożonych. Można go zastosować do sterowania

bramą garażową, oświetleniem schodowym, ogrzewaniem domowym, wentylacją,

roletami. Może być centralką alarmową i symulatorem obecności domowników.

Kontroler ten często stosowany jest również w układach automatycznego sterowania

urządzeń i maszyn produkcyjnych. LOGO! może kontrolować pracę robota i windy

transportowej. Jeżeli układ sterowania maszyny zrealizowany jest w technice prze-

kaźnikowej, to szybko i łatwo można go zastąpić sterownikiem LOGO! Zastosowania

LOGO! przedstawiono w dalszych rozdziałach książki.

LOGO! ma także poważne zalety edukacyjne. Zapoznanie się z możliwościami

i funkcjonowaniem LOGO! to właściwy pierwszy krok na drodze do zrozumienia

dużych przemysłowych sterowników PLC, zautomatyzowanych układów sterowa-

nia oraz poznania zasad ich programowania.

Rys. 1.5. LOGO! można stosować zarówno do sterowania urządzeniami przemysłowymi, jak

i domowymi. Poznanie sterownika LOGO! to dobry początek na drodze do zrozumienia działa-

nia układów automatyki opartych na sterownikach PLC

1.3. Czym wyróżnia się LOGO!?

LOGO! określany jest mianem ministerownika, czasami także programowalnego

przekaźnika (choć moim zdaniem jest to krzywdzące określenie). Jest nieduży, ale

bardzo uniwersalny i funkcjonalny. Do tworzenia prostych aplikacji wystarczy do-

stępna na panelu LOGO! klawiatura i wyświetlacz. Jest też tańszy od „dużych” ste-

rowników, takich jak na przykład Simatic S7. Nawet mało doświadczony entuzjasta

automatyki poradzi sobie z zaprogramowaniem LOGO! Nie jest do tego potrzebna

ogromna wiedza ani kosztowne narzędzia. Z drugiej strony, duże możliwości mini-

sterownika, wiele wbudowanych funkcji oraz dostępność oprogramowania LOGO!

1 . Podstawowe wiadomości

Rys. 1.6. Pomimo niewielkich rozmiarów, sterownik LOGO! zawiera w sobie wszystko, co jest

niezbędne do tworzenia różnych układów sterowania

Soft Comfort umożliwiają tworzenie złożonych a jednocześnie ekonomicznych

układów sterowania. LOGO! łączy w sobie wiele elementów, które w przemysło-

wych rozwiązaniach automatyki dostarczane są oddzielnie.

Sterownik LOGO! zawiera:

• wbudowane elementy sterowania,

• panel operatorski, czyli podświetlany ekran LCD i klawiaturę,

• wbudowany zasilacz,

• interfejs umożliwiający dołączanie modułów zewnętrznych,

• interfejs umożliwiający dołączanie modułu pamięciowego oraz podłączanie kom-

putera PC,

• wejścia i wyjścia,

• wbudowane funkcje.

1.4. Pierwszy program w 5 minut

Oświetlenie długiego korytarza

Załóżmy, że potrzebujemy zrealizować przedstawiony na rysunku 1.7 układ załą-

czania żarówki H1. Żarówka zaświeci się dopiero wtedy, gdy zostaną wciśnięte oba

przyciski S1 i S2. Wbrew pozorom, nie jest to wcale nużący podręcznikowy przy-

kład, lecz układ mający częste zastosowanie praktyczne w załączaniu oświetlenia na

schodach i długich korytarzach. Na jednym końcu korytarza znajduje się przycisk S1,

natomiast na drugim końcu jest S2. Oba przyciski są bistabilne (mają dwa stabilne

położenia). Załóżmy, że S2 jest wciśnięty, natomiast S1 nie. Wchodząc do korytarza,

Rys. 1.7. Schemat elektryczny załączania

żarówki H1

Rys. 1.8. Przykład zastosowania w sterowaniu

oświetleniem długiego przedpokoju

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: