Podręcznik

A) Słowne sformułowanie zadania dla układu sterowania na podstawie opisu zleceniodawcy

Zrealizować układ sterowania praca szybowej windy towarowej. Jako główne urządzenie sterujące układu sterowania windą towarową zastosować sterownik PLC o odpowiedniej konfiguracji we/wy cyfrowych. Napięcie zasilania dla sterownika PLC powinno wynosić 230V AC, a napięcie zasilania układów we/wy powinno wynosić 24V DC. Sterownik PLC powinien być wyposażony w wyjścia przekaźnikowe (ang. Relay) o odpowiedniej obciążalności prądowej. Sygnałem sterującym dla każdego wejścia sterownika PLC jest zaś sygnał napięciowy 24V DC. Przyjąć, że nie jest możliwy wybór kondygnacji (piętra) z wewnątrz windy towarowej tylko z zewnątrz.

B) Opis działania układu sterowania pracą szybowej windy towarowej

W celu przywołania kabiny szybowej windy towarowej na żądane piętro należy wybrać właściwy mono-stabilny przycisk P1 ÷ P3, umieszczone na zewnątrz windy (np. w korytarzu). Po tym żądaniu przywołana winda zatrzymuje się. Jest to moment na otworzenie samozamykających się drzwi windy i jej użycie. Gdy czujnik drzwiowy CD stwierdzi ten fakt, zapali lampę kontrolną H4. Po użyciu kabiny winda pozostaje w bezruchu oczekując na kolejne przywołanie. Powyższy cykl sterowania windą może się powtarzać. Wyłączenie awaryjne windy podczas jej ruchu jest możliwe tylko za pośrednictwem przycisku STOP, umieszczonego w szafie sterowniczej, a inicjacja układu sterowania jest możliwa po włączeniu zasilania oraz naciśnięciu przycisku START. Sygnalizatory optyczne H_START oraz H_STOP pokazują tryby pracy układu sterowania. Zastosowana sygnalizacja optyczna przy użyciu sygnalizatorów H1/H2/H3 umożliwia określanie aktualnego położenia windy towarowej. Po awaryjnym wyłączeniu (STOP=ON) i ponownym załączeniu, winda jest sprowadzana na pierwszą kondygnację przy sygnalizacji H_START z częstotliwością pulsowania f = 1Hz., po czym H_START = OFF oraz H_STOP=ON. Wybranie przycisku START uruchamia układ sterowania: H_START i H1=ON oraz H_STOP=OFF.

C) Tabela przyporządkowania sygnałów we/wy adresom absolutnym (operandom) sterownika PLC

 

Tabela 40: Tabela przyporządkowująca

Sygnał	Operand	Komentarz
P1	I0.0	Przycisk przywołania windy na poziom P1 - typ NO
P2	I 0.1	Przycisk przywołania windy na poziom P2 - typ NO
P3	I 0.2	Przycisk przywołania windy na poziom P3 - typ NO
CK1	I 0.3	Czujnik krańcowy obecności windy na P1 - typ NC
CK2	I 0.4	Czujnik krańcowy obecności windy na P2 – typ NC
CK3	I 0.5	Czujnik krańcowy obecności windy na P3 - typ NC
CD	-	Czujnik otwarcia drzwi windy dla H4.
START	I0.6	Załączenie pracy windy - typ NO. Powoduje uruchomienie programu użytkowego.
STOP	-	Wyłączenie pracy windy towarowej – typ NC. Zatrzymuje pracę windy w dowolnym momencie jej pracy. Przycisk ten nie jest operandem dla sterownika PLC.
H1	Q 0.0	Sygnalizacja optyczna wybrania poziomu P1.
H2	Q 0.1	Sygnał optyczna wybrania poziomu P2.
H3	Q 0.2	Sygnalizacja optyczna wybrania poziomu P3.
H4	-	Oświetlenie kabiny windy towarowej.
H_START	Q0.3	Sygnalizacja optyczna startu układu sterowania windą.
H_STOP	Q0.4	Sygnalizacja optyczna zatrzymania układu sterowania.
K1	Q 0.5	Wyjście załączające windę towarową w kierunku: „do góry”. Wyjście to za pośrednictwem stycznika załącza silnik M w kierunku obrotów ,,w prawo’’.
K2	Q 0.6	Wyjście załączające windę towarową w kierunku: „do dołu”. Wyjście to za pośrednictwem stycznika załącza silnik M w kierunku obrotów ,,w lewo’’.
KROK_0	M1.0	Znacznik kroku zerowego.
KROK_1	M1.1	Znacznik kroku pierwszego.
KROK_2	M1.2	Znacznik kroku drugiego.
KROK_3	M1.3	Znacznik kroku trzeciego.
KROK_4	M1.4	Znacznik kroku czwartego.
KROK_5	M1.5	Znacznik kroku piątego.
KROK_6	M1.6	Znacznik kroku szóstego.
KROK_7	M1.7	Znacznik kroku siódmego.
KROK_8	M2.0	Znacznik kroku ósmego.
KROK_9	M2.1	Znacznik kroku dziewiątego.
SPEC_1	SM0.1	Znacznik równy 1 tylko w pierwszym cyklu.
SPEC_2	SM0.5	Znacznik generujący stabilny impuls o f=1Hz.
SPEC_3	M2.2	Znacznik ustawiany dla H_START pulse 1Hz

 

D) Schemat blokowy procesu mechatronicznego

Rysunek 61: Schemat procesu mechatronicznego

 

 

E) Algorytm SFC sterowania szybową windą towarową

 

Rysunek 62: Algorytm SFC sterowania szybową windą towarową

 

F) Program użytkowy PLC do sterowania szybową windą towarową zgodnie z opisem w p. B)

(W podpunkcie 4.2. programy użytkowe PLC utworzono wyłącznie językiem tekstowym STL)

• JĘZYK STL

Network 1 // Konstrukcja kroku zerowego

LD     SM0.1

S      M1.0, 1

Network 2 // Działanie w kroku zerowym: zerowanie pamięci, ustawienie ruchu w dół i pulse na H_START

LD     M1.0

R      Q0.0, 7

R      M1.1, 10

S      Q0.6, 1

S      M2.2, 1

Network 3 // Konstrukcja kroku pierwszego

LD     M1.0

A      I0.3

S      M1.1, 1

R      M1.0, 1

Network 4 // Działanie w kroku pierwszym: zatrzymanie ruchu windy w dół, wył. pulse H_START oraz załączenie H_STOP

LD     M1.1

R      Q0.6, 1

R      M2.2, 1

S      Q0.4, 1

Network 5 // Konstrukcja kroku drugiego

LD     M1.1

A      I0.6

S      M1.2, 1

R      M1.1, 1

Network 6 // Działanie w kroku drugim: wyłączenie H_STOP, załączenie H_START oraz H1 (winda na parterze)

LD     M1.2

R      Q0.4, 1

S      Q0.3, 1

S      Q0.0, 1

 

 

Network 7 // Konstrukcja kroku trzeciego

LD     M1.2

A      I0.0

AN     I0.3

S      M1.3, 1

R      M1.2, 1

R      M1.6, 1

R      M2.1, 1

Network 8 // Działanie w kroku trzecim po naciśnięciu przycisku P1

LD     M1.3

R      Q0.1, 2

S      Q0.6, 1

Network 9 // Konstrukcja kroku czwartego

LD     M1.3

A      I0.3

S      M1.4, 1

R      M1.3, 1

Network 10 // Działanie w kroku czwartym: załączenie H1 gdy winda się zatrzyma na parterze

LD     M1.4

R      Q0.6, 1

S      Q0.0, 1

Network 11 // Konstrukcja kroku piątego

LD     M1.2

A      I0.1

A      I0.3

S      M1.5, 1

R      M1.2, 1

R      M1.4, 1

R      M2.1, 1

Network 12 // Działanie w kroku piątym po naciśnięciu przycisku P2 gdy winda była na parterze

LD     M1.5

R      Q0.0, 1

S      Q0.5, 1

 

Network 13 // Konstrukcja kroku szóstego

LD     M1.5

O      M1.7

A      I0.4

S      M1.6, 1

R      M1.5, 1

R      M1.7, 1

Network 14 // Działanie w kroku szóstym: sygnalizacja po zatrzymaniu windy na P2

LD     M1.6

R      Q0.5, 2

S      Q0.1, 1

Network 15 // Konstrukcja kroku siódmego

LD     M1.2

A      I0.1

A      I0.5

S      M1.7, 1

R      M1.2, 1

R      M1.4, 1

R      M2.1, 1

Network 16 // Działanie w kroku siódmym po naciśnięciu P2 gdy winda była na P3

LD     M1.7

R      Q0.2, 1

S      Q0.6, 1

Network 17 // Konstrukcja kroku ósmego

LD     M1.2

A      I0.2

AN     I0.5

S      M2.0, 1

R      M1.2, 1

R      M1.4, 1

R      M1.6, 1

Network 18 // Działanie w kroku ósmym po wybraniu przycisku P3

LD     M2.0

R      Q0.0, 2

S      Q0.5, 1

Network 19 // Konstrukcja kroku dziewiątego

LD     M2.0

A      I0.5

S      M2.1, 1

R      M2.0, 1

Network 20 // Działanie w kroku dziewiątym: sygnalizacja H3 po zatrzymaniu windy na P3

LD     M2.1

R      Q0.5, 1

S      Q0.2, 1

Network 21 // Konstrukcja układu generacji pulse na H_START po załączeniu sterownika PLC

LD     M2.2

A      SM0.5

=      Q0.3

UWAGA!

W tym miejscu należy się Czytelnikowi informacja, w jaki sposób przekształcono algorytm sterowania SFC (rysunku 62) na powyższy program użytkowy. Otóż można zauważyć, że dla każdego kroku algorytmu SFC zarezerwowano oddzielną sieć programową, w której utworzono znacznik programowy typu Mx.x dla danego kroku (instrukcją typu S - Set) oraz „pozbywano” się znacznika kroku poprzedniego (instrukcją typu R - Reset). Na przykład w sieci Network 3 o postaci:

LD     M1.0

A      I0.3

S      M1.1, 1 // Ustaw znacznik dla kroku następnego

R      M1.0, 1 // Wyzeruj znacznik kroku poprzedniego

utworzono znacznik M1.1 dla kroku algorytmu o numerze „1” oraz skasowano znacznik kroku poprzedniego M1.0. Zasada taka jest niezbędna dla prawidłowego rozwoju algorytmu w programie PLC.

Dalej, po każdej sieci tworzącej nowy znacznik kroku algorytmu SFC (tutaj Network 3), wystąpiła kolejna sieć, tworząca tzw. bloku działania dla tego utworzonego kroku. W bloku działania używając odpowiednich instrukcji programowych steruje się np. układami wykonawczymi procesu mechatronicznego. Zatem sieć Network 4 postaci:

LD     M1.1

R      Q0.6, 1

R      M2.2, 1

S      Q0.4, 1

realizuje wyłączenie ruchu windy w dół (instrukcja R dla Q0.6), wyłączenia pulse f = 1Hz na H_START (instrukcja R dla M2.2) oraz załączenia sygnalizatora optycznego H_STOP (instrukcja S dla Q0.4).

Uważny Czytelnik zapewne zauważy, że przy instrukcjach typu S i R występują liczby po przecinku. Powyższe ma związek z tzw. liczbą ustawianych/kasowanych bitów rejestru, począwszy od miejsca bazowego. Miejscem bazowym jest adres tego bitu.

(W następnym przykładzie podpunktu 4.2. autor zastosował podobną technikę zamiany algorytmu SFC na program sterujący PLC).