Politechnika Białostocka

Transkrypt

1 Politechnika Białostocka W ydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki Instrukcja do zajęć laboratoryjnych Temat ćwiczenia: Programowanie i testy sterownika OPLC UNITRONICS Vision 260/290 - wizualizacja procesu sekwencyjno-ciągłego (aplikacja HMI) Numer ćwiczenia: 7 Laboratorium z przedmiotu: Sterowniki i Regulatory 2 Kod: E S 1 C Opracował: dr inż. Wojciech Trzasko mgr inż. Zbigniew Żyznowski Białystok 2016

2 1. Wprowadzenie. Programowalne sterowniki logiczne OPLC wykorzystywane są w zastosowaniach przemysłowych. Ich praca polega na monitorowaniu wejść, podejmowaniu decyzji w oparciu o program użytkownika oraz sterowanie wejściami podczas automatycznej realizacji procesów technologicznych. Program zawarty w OPLC wykonywany jest w pętli jako powtarzający się proces (skanowanie). Skanowanie zaczyna się w momencie odczytanie przez CPU stanów wejść. Następnie wykonuje się program aplikacji wykorzystując stany wejść. Po zakończeniu programu, CPU wykonuje wewnętrzne diagnostyki oraz zadania komunikacyjne. Na końcu uaktualniane są stany wyjść. Czas cyklu zależy od rozmiaru programu liczby wejść i wyjść. ilości żądanych komunikacji. Rys. 1. Cykl pracy sterownika OPLC. Ponadto Dodatkowo sterowniki OPLC serii Vision260 posiadają zintegrowany panel operatorski HMI (ekran 8 linii na ok. 40 znaków - panel graficzny 240 x 64 pixele). Sterownik serii Vision290 posiada zintegrowany panel operatorski dotykowy HMI 5,7" (panel graficzny 320 x 240 pixele) oraz klawiaturę wirtualną. Interfejs HMI jest oddzielną aplikacją programu VisiLogic. Aby przejść do opcji programowania obsługi ekranu HMI należy kliknąć na ikonę HMI V260 pokazaną na rysunku 2. Rys. 2. Pasek narzędzi ze wskazaną ikoną HMI V

3 Rys. 3. Skróty przydatne podczas programowania wyświetlacza. Na rys. 3. mamy opisane najczęściej używane skróty podczas programowania wyświetlacza HMI: Kompilacja ekranu, Właściwości pokazuję parametry i typ wstawionego obiektu, Dodaj nowy ekran, Ustawienie czcionek - wybór rozmiaru, stylu czcionki oraz znaki niedostępne z klawiatury, Centralnie na ekranie (pionowo) wyrównanie wstawionego obiektu w pionie Centralnie na ekranie (poziomo) wyrównanie wstawionego obiektu w poziomie Tekst możliwość wyświetlenie tekstu Bitmapa możliwość wyświetlenia grafiki Zmienna możliwość wyświetlenia zmiennych: zegara, licznika itp. Pokaż siatkę wyświetla siatkę ułatwiającą rozmieszczanie obiektów na ekranie. 7-3

4 Przykład załadowania wyświetlacza. Po włączeniu sterownika automatycznie ładuje się ekran o nazwie Start-Up Display 1. Zmianę można wywołać na dwa sposoby. Jednym jest funkcja Załaduj ekran HMI, który umieszcza się w gałęzi w części drabinkowej. Poniżej przedstawiony rysunek ukazuje sytuację, w której wybrany został tryb jednego programu dziennie, a następnie dla pierwszego wybranego podprogramu zaznaczono cały tydzień działania. Wówczas wartość operandu MB 48 przyjmuje wartość, 1 co z kolei spowoduje wywołanie ekranu 1P Działa jeden potwierdzenie. Klawiszem i potwierdza się konfigurację i wybrany podprogram zacznie działać. UWAGA! Bloczek Załaduj ekran HMI nie powinien być łączony bezpośrednio do szyny głównej. Nie powinien także być poprzedzony warunkiem, który ma stan wysoki nawet wtedy, gdy ekran został załadowany. Rys.4. Przykładowe zastosowanie funkcji Załaduj ekran HMI. Druga metoda załadowania ekranu jest przedstawiona na rysunku 5. Należy kliknąć na pole Jump Condition 2 i przypisać operand, który ma spowodować zmianę ekranu. W pole Display wstawiamy nazwę ekranu, który ma się pojawić, jeżeli zostanie spełniony warunek skoku. Rys.5. Ładowanie ekranu. Żeby sprawdzić listę ekranów użytych w projekcie wraz z nazwami i ich numerami należy w zakładce Podgląd wybrać HMI informacje. 1 Start-Up Display Ekran początkowy 2 Jump Condition Warunek skoku 7-4

5 HMI Sposób użycia funkcji Text. Przedstawione poniżej przykładowe ekrany, sposób ich programowania oraz elementy i funkcje do tego użyte pokazują, jak bardzo część Ladder jest powiązana z częścią HMI. Program może działać bez użycia wyświetlacza, lecz nie będą wtedy wykorzystane w pełni możliwości sterowników oraz zostanie znacznie utrudniona praca operatora procesu. Na rysunku 6. przedstawiony jest tok postępowania w celu umieszczenia komunikatu na wyświetlaczu przy pomocy funkcji Text: Fixed. Funkcja ta nie zmienia warunków działania programu. Rys. 6. Sposób zastosowania funkcji Text: Fixed. W celu wyświetlenia komunikatów można użyć jeszcze funkcji: Tekst binarny - możemy wyświetlać dwa różne komunikaty, jeden, gdy przypisany bit przyjmie wartość 0, a drugi gdy bit przyjmie wartość 1. List of Text: By Pointer 3 - zasadę działania tej funkcji pokazano na rysunku 7. Jej działanie występuje wtedy, gdy operator wybierze opcję dwóch lub czterech programów dziennie. Operator nie ma możliwości wybrania tego samego programu po kolei. To znaczy, że jeżeli wybrał dany tryb to dla kolejnego przedziału godzin już ten tryb jest niedostępny. W zależności, jaki podprogram został wybrany nie będzie jego nazwy na kolejnym ekranie. Wybranie danego trybu powoduje przypisanie odpowiedniej wartości liczbowej do rejestru, który jest powiązany z opisywaną funkcją. Linia tekstu wyświetlana jest, gdy operand przyjmie odpowiednią wartość. List of Text: By Range 4 działanie tej funkcji różni się tym od poprzedniej, że dany tekst wyświetlany jest, jeżeli wartość operandu mieści się w przedziale jaki został przypisany do linii tekstu. Uwaga: W sterownikach Vision260 oraz Vision290 można zaprogramować maksymalnie 255 ekranów. 3 List of Text: By Pointer Lista tekstów: przez wskaźnik 4 List of Text: By Range Lista tekstów: przez zakres 7-5

6 Rys. 7. Funkcja List of Text: By Pointer. Rys. 8. Funkcja List of Images: By Pointer. Identyczne funkcje, jak te dotyczące tekstu, są również dostępne dla rysunków. Wstawienie pojedynczego obrazu dokonuje się przy pomocy funkcji Bitmapa. Jeżeli wyświetlanie obrazów musimy uzależnić od operandów, wtedy należy zastosować jedną z funkcji: Binary Image, List of Images: By Pointer, List of Images: By Range - na rysunku 8. pokazano sposób użycia. Programista ma możliwość skorzystania z rysunków dołączonych do pakietu oprogramowania VisiLogic. Biblioteka zawierająca setki gotowych obrazów znajduje się w folderze Unitronics (Unitronics\VisiLogic\Dane\Obrazy). Należy pamiętać, aby wstawiane obrazy nie przekraczały rozdzielczości wyświetlacza podanej w specyfikacji technicznej. 7-6

7 Sterowniki serii Vision obsługują obrazy o następujących rozszerzeniach:.bmp,.gif,.jpg,.wmf,.emf,.ico,.cur. Uwaga: Należy pamiętać by wstawiane obrazy nie przekraczały rozdzielczości wyświetlaczy. Nadawanie własności dotykowych (dotyczy Vision 290) Własności te nadaje się w następujący sposób: należy kliknąć na tekst lub rysunek i wybrać zakładkę HMI (patrz rys.2), a w niej Dotyk i Przydziel/Edytuj własności dotykowe. Po tych czynnościach pojawi się okno dialogowe, w którym należy zadeklarować odpowiedni bit, który będzie przyjmował stan wysoki w momencie wciśnięcia przyporządkowanego mu wirtualnego przycisku. 2. Cel ćwiczenia Poznanie funkcji i sposobu wykorzystania wyświetlacza i panelu operatorskiego w sterownikach Vision260/ Metodyka badań. Stanowisko badawcze Ćwiczenie przeprowadzane jest w dwuosobowych grupach przy stanowisku OPLC. Podstawowe wyposażenie stanowiska laboratoryjnego OPLC sterownik Vision260 lub 290 programator - komputer PC kabel połączeniowy RJ-11 oprogramowanie - VisiLogic (wersja 8.0.0) obiekt sterowany - modele układów sterowania. Przebieg ćwiczenia: 1. Uruchomić stanowisko OPLC wybrać dowolną płytkę z zestawu modeli udostępnionych przez Prowadzącego, ustalić i zdefiniować wejścia i wyjścia pomiędzy OPLC i modelem układu, podłączyć zasilanie 24 VDC do sterownika i modelu, ustalić i sprawdzić komunikację pomiędzy PC i Vision Przygotować program obsługi HMI: wybrać i zdefiniować klawisze, które będą używane w procesie sterowania modelem układu zrealizować algorytm przejść ekranowych w trakcie pracy sterownika: np. komunikaty typu: strat, stop, awaria, przekroczenie zakresu, wartość temperatury (prędkości); ikonki graficzne obrazujące stan procesu, zrealizować okno do wprowadzania nastaw parametrów procesu. w edytorze HMI utworzyć aplikację na Vision 260/290 z SNAP V E2B. Uwaga: Do realizacji aplikacji HMI konieczna jest prawidłowo pracująca aplikacja Ladder, która została wykonana na poprzednim laboratorium (ćwiczenie 3a) 7-7

8 3. Przeprowadzić próby na obiekcie: Przeprowadzić wielokrotne próby sterowania obiektem, zaobserwować działanie wszystkich wejść i wyjść oraz zdefiniowanych klawiszy panelu OPLC, sprawdzić poprawność komunikatów na ekranie HMI - w razie potrzeby dokonać poprawek w aplikacji. Prezentacja i analiza wyników badań. Wynikiem pracy grupy laboratoryjnej jest działająca aplikacja na sterownik Vision260/290 przedstawiona prowadzącemu w czasie zajęć. Dokumentację dotyczącą aplikacji należy zapisać jako *.vlp. Wnioski i uwagi, jakie nasunęły się podczas wykonywania prób na układzie należy zamieścić w sprawozdaniu. 4. Wymagania BHP Warunkiem przystąpienia do ćwiczenia jest zapoznanie się z instrukcją BHP stosowaną w Laboratorium i ogólnymi zasadami pracy przy stanowisku komputerowym. Instrukcje te powinny być podane studentom podczas pierwszych zajęć laboratoryjnych i są dostępne do wglądu w Laboratorium. W trakcie wykonywania ćwiczenia należy zachować szczególną ostrożność przy podłączeniu urządzeń do zasilania 230 VAC. Wszelkich połączeń pomiędzy elementami automatyki (w tym połączeń sieci Profinet) oraz zmian w konfiguracji stanowiska badawczego należy wykonywać przy odłączonym zasilaniu (np. odłączonym wyjściu 24 VDC zasilacza SITOP). 5. Sprawozdanie studenckie Sprawozdanie z ćwiczenia powinno zawierać: stronę tytułową zgodnie z obowiązującym wzorem; cel i zakres ćwiczenia; opis stanowiska badawczego; opis przebiegu ćwiczenia z wyszczególnieniem wykonywanych czynności; algorytm i listing (opcjonalnie) opracowanego programu; wnioski i uwagi. Na ocenę sprawozdania będą miały wpływ następujące elementy: ogólna estetyka - 10%; zgodność zawartości z instrukcją - 20%; program (algorytm i listing) - 40%; wnioski i uwagi - 30%. 6. Literatura: 1. Legierski T.: Programowanie sterowników PLC, WPK J. Skalmierskiego, Gliwice Norma IEC 1131 Sterowniki programowalne 1- Postanowienia ogólne, PN-IEC , Wymagania i badania dotyczące sprzętu, PN-6IEC , Programming languages, IEC , Dokumentacja techniczna firmy Unitronics: 4. Żyżnowski Z.: Zastosowanie sterowników OPLC firmy UNITRONICS w laboratorium dydaktycznym. Praca dyplomowa magisterska, Wydział Elektryczny PB, Białystok

9 Opis dostępnych modeli regulacja ciągła 1) Regulacja temperatury z wykorzystaniem modelu pieca SO4000-2D. Ćwiczenie polega na sterowaniu temperaturą pieca poprzez regulację napięcia zasilającego z wykorzystaniem modelu pieca SO4000-2D oraz sterownika Vision 260 wyposażonego w Snap I/0. Model SO4000-2D posiada: wejście HEATING, na które podajemy napięcie sterujące (0..10V lub 0..5V) w zależności od pozycji przełącznika S 1 (1 lub 2); wyjście OUTPUT informujące o temperaturze pieca, gdzie 1V odpowiada 10 0 C. Do zrealizowania są następujące zadania: - zadanie i utrzymanie stałej temperatury (bez jej późniejszej regulacji); - regulacja temperatury poprzez sterowanie dwupołożeniowe; - utrzymanie stałego poziomu temperatury poprzez płynną regulację napięcia sterującego. 7-9

10 2) Zespół elektromaszynowy SO4000-2E. Ćwiczenie polega na sterowaniu prędkością obrotową silnika poprzez regulację napięcia zasilającego z wykorzystaniem modelu zespołu elektromaszynowego SO4000-2E, oraz sterownika Visom 260 wyposażonego w Snap I/0. Model SO4000-2E posiada: wejścia: - motor - sterowanie silnikiem 0..10V; - x1 - zakres napięć sterujących 0..10V; - x2 - zakres napięć sterujących 0..5V. wyjścia: - n(analog) - informujące o prędkości obrotowej, gdzie 1V odpowiada 1000 obrotów/minutę; - n(digital) - informujące o prędkości wirowania, gdzie 12 impulsów odpowiada 1 obrotowi (poziom napięć TTL). Napięcie rozruchu silnika wynosi 3.5V. Model posiada blokadę, przy napięciu sterowania większym od 12V silnik jest zasilany napięciem wewnętrznym 7,5V. Do zrealizowania są następujące zadania: - praca dorywcza (typu Start-Stop z jedną prędkością), - praca z różnymi prędkościami w przedziałach czasu. 7-10