Stanowisko laboratoryjne do sterowania rozproszonego systemem zbiorników z wykorzystaniem sterowników PLC typu VersaMax firmy GE Fanuc

Transkrypt

1 Stanowisko laboratoryjne do sterowania rozproszonego systemem zbiorników z wykorzystaniem sterowników PLC typu VersaMax firmy GE Fanuc Katedra Automatyki, Wydział EAIiE Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Maciej Rosół Kraków 2009

2 Cel Celem projektu jest zapoznanie się z ideą sterowania rozproszonego wykorzystującego jako medium transmisyjne Ethernet. Istnieje moŝliwość zapoznania się z rodziną sterowników VersaMax wyposaŝonych w cyfrowe i analogowe moduły rozszerzeń. Studenci mogą realizować algorytmy pomiarowo sterujące, w których regulator uruchamiany jest na oddalonym sterowniku. Ponadto poznają efekty pojawiające się podczas tego typu sterowania np. opóźnienia w transmisji oraz utrata pakietów. Niniejsza instrukcja została stworzona jako pomoc dydaktyczna do laboratoriów: Systemów Sterowania Rozproszonego i Zintegrowanych Systemów Sterowania dla V roku kierunku Automatyka i Robotyka Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Rys. 1. Schemat stanowiska do sterowania systemem zbiorników z wykorzystaniem sterowników PLC. UWAGA!!! Do zasilaczy impulsowych znajdujących się na stanowisku doprowadzono napięcie 230V/50Hz. Pod Ŝadnym pozorem nie wolno ich dotykać, gdyŝ grozi to śmiercią lub trwałym kalectwem 1. Opis stanowiska Schemat blokowy stanowiska laboratoryjnego przedstawiono na rys. 1. Obiekt sterowania stanowi układ trzech zbiorników usytuowanych jeden pod drugim, w którym przepływ cieczy odbywa się jedynie pod wpływem siły grawitacji. Górny zbiornik zasilany jest cieczą za pomocą pompy DC sterowanej sygnałem typu PWM (współczynnik wypełnienia od 0 do 1). Wypływ cieczy z kaŝdego ze zbiorników moŝe być regulowany z

3 wykorzystaniem zaworów ręcznych lub elektromagnetycznych (proporcjonalnych). Ze względu na brak w zastosowanych sterownikach PLC kanałów wyjściowych typu PWM zawory elektromagnetyczne mogą być jedynie w pełni otwarte lub zamknięte. System sterowania rozproszonego zbudowano z wykorzystaniem sterowników PLC typu VersaMax firmy GE Fanuc. Jako kanał komunikacyjny wykorzystano standard Ethernet 10 Base T/100 Base TX. Sterownik VersaMax składa się z grupy modułów VersaMax z jednostką centralną oraz przyłączonego na pierwszej pozycji zasilacza. Pełnią one funkcje sterownika systemu, posiadającego do 64 modułów i zawierającego do 2048 punktów wejść/wyjść. Dwa porty szeregowe RS232 i RS485 obsługują protokoły transmisji SNP slave oraz RTU slave. Podstawowe funkcje jednostki centralnej: 1. Zapis programu sterującego w formie drabiny logicznej, sekwencyjnego wykresu funkcji lub listy instrukcji. 2. Operacje na liczbach zmiennoprzecinkowych (rzeczywistych). 3. Pamięć typu flash do przechowywania programu sterującego. 4. Podtrzymywanie bateryjne pamięci programu sterującego, danych oraz zegara czasu rzeczywistego: Kondensator podtrzymujący zawartość pamięci przez 1 godzinę. Bateria podtrzymująca zawartość pamięci przez 6 miesięcy. NieuŜywana bateria ma przewidywaną Ŝywotność rzędu 5 lat. 5. Przełącznik Run/Stop. 6. Wbudowane protokoły komunikacji RS232 i RS485. Wykorzystane na stanowisku trzy sterowniki VersaMax (oznaczone jako: górny, środkowy i dolny ze względu na ich ułoŝenie w stojaku) zawierają jednostkę centralną CPUE05, wyposaŝoną dodatkowo w moduł do komunikacji typu Ethernet - 10 Base T/100 Base TX. Niezbędnymi elementami kaŝdego ze sterowników PLC są moduły wejść/wyjść cyfrowych i analogowych. UmoŜliwiają one podłączenie sterownika do sterowanego obiektu. KaŜdy z uŝytych na stanowisku sterowników PLC zawiera moduł wejść/wyjść cyfrowych, a sterownik dolny dodatkowo moduł prądowych wejść/wyjść analogowych. Parametry sterowników uŝytych na stanowisku zebrano w tabeli 1. Tabela 1. Parametry modułów sterowników VersaMax Górny Środkowy Dolny Zasilacz - PWR IC200PWR002 IC200PWR002 IC200PWR002 Moduł CPU IC200CPUE05 IC200CPUE05 IC200CPUE05 Moduł I/O cyfrowy IC200MDD844 IC200MDD844 IC200MDD844 Moduł I/O analogowy - - IC200ALG430 Podstawka pod moduły 1 x IC200CHS002 1 x IC200CHS002 2 x IC200CHS002 KaŜdy z trzech sterowników spełnia inną funkcję w systemie sterowania układem zbiorników: 1. Sterownik górny. Wykonuje jedynie algorytm regulatora. Blok wejść/wyjść cyfrowych nie połączony z procesem. Do wejść cyfrowych podłączono zadajniki typu włącz/wyłącz, które moŝna wykorzystać do sterowania pewnymi trybami pracy całego systemu. 2. Sterownik środkowy. Podłączony bezpośrednio do sterownika mocy dla pompy DC oraz zaworów elektromagnetycznych. Do pierwszych ośmiu wyjść modułu cyfrowego (Q0001 Q0008) podłączono mikrokontroler ATMEL ATTINY2313, który jest odpowiedzialny za generację sygnału typu PWM dla sterownika mocy. Kolejne trzy wyjścia cyfrowe to sygnały sterujące dla zaworów elektromagnetycznych: Q0009 zawór górny, Q0010 zawór środkowy i Q00011 zawór dolny. Zawory mogą pracować jedynie w trybie włącz/wyłącz, przy czym stan niski na wyjściu sterownika powoduje całkowite otwarcie zaworu, natomiast stan wysoki całkowite jego zamknięcie. 3. Sterownik dolny. Podłączony do trzech czujników poziomu cieczy w zbiornikach. Pierwszy kanał modułu wejść analogowych AI0001 mierzy poziom cieczy w górnym zbiorniku, drugi AI0002 w środkowym zbiorniku, natomiast trzeci AI0003 w zbiorniku dolnym. Do modułu wejść/wyjść cyfrowych podobnie jak w sterowniku górnym podłączono zadajniki typu włącz/wyłącz, które moŝna wykorzystać do sterowania pewnymi trybami pracy całego systemu. Konfiguracja i realizacja algorytmów pomiarowo-sterujących odbywa się z wykorzystaniem komputera klasy PC wyposaŝonego w port szeregowy RS232 lub kartę sieciową (Ethernet). Środowisko programowe dla sterowników VersaMax tworzy aplikacja Proficy Machine Edition, dostarczana przez producenta, pracująca w systemie operacyjnym rodziny Windows. Zapis/odczyt konfiguracji i aplikacji sterownika odbywa się poprzez łącze RS232 lub sieć Ethernet (złącze RJ- 45). Ze względu na charakter stanowiska drugie rozwiązanie wydaje się korzystniejsze (wygodniejsze). Dodatkowo, ze względu na to, Ŝe wszystkie sterowniki PLC oraz komputer zostały dołączone do przełącznika

4 (ang. switch) sieci Ethernet, nie istnieje konieczność ciągłego przełączania kabli pomiędzy komputerem a poszczególnymi sterownikami. Uwaga!!! Nie naleŝy podłączać sterowników VersaMax (poprzez. switch) do uczelnianej sieci Ethernet, poniewaŝ wystąpi konflikt adresów IP. 2. Konfiguracja sterowników w programie Proficy Machine Edition Przed przystąpieniem do konfiguracji sterowników PLC w programie Proficy Machine Edition naleŝy dokonać oceny fizycznych połączeń pomiędzy poszczególnymi elementami stanowiska. NaleŜy sprawdzić odpowiednio połączenia: 1. Modułów Ethernet wszystkich sterowników VersaMax oraz komputera PC z 8 portowym przełącznikiem sieci. 2. Dodatkowego modułu powiązanego z modułem wejść/wyjść cyfrowych sterownika środkowego ze sterownikiem mocy PWM. 20-sto końcówkowe gniazda oznaczone jako L i P na płytce dodatkowego modułu muszą być odpowiednio podłączone do 20-sto końcówkowych gniazd sterownika mocy oznaczonych równieŝ jako L i P. Zgodność połoŝeń wyprowadzeń nr 1 gniazd i taśm 20-sto Ŝyłowych wymuszona jest przez odpowiednie wycięcia. 3. Układów kondycjonujących powiązanych z modułem wejść/wyjść analogowych sterownika dolnego ze sterownikiem mocy PWM. 20-sto Ŝyłowa taśma wyprowadzona ze sterownika mocy PWM oznaczona jako S musi być podłączona do 20-sto końcówkowe gniazda na układzie kondycjonującym. Konfiguracja sterowników PLC moŝe być podzielona na dwa etapy: 1. Konfigurację jednostek centralnych i dodatkowych modułów wejść/wyjść. 2. Konfigurację modułów Ethernet poszczególnych sterowników. Rys. 2. Okno tworzenia nowego projektu Pierwszy etap konfiguracji naleŝy wykonać na podstawie danych zawartych w tabeli 1. Przedstawiona poniŝej konfiguracja w punktach od 1 do 6 dotyczy wszystkich sterowników, przy czym trzykrotnie będą powtarzane punkty od 3 do 6. Punkt 7 związany jest tylko ze sterownikiem dolnym zawierającym moduł wejść/wyjść analogowych. Konfiguracja sprzętowa sterowników GE FANUC. 1. Uruchomić program Proficy Machine Edition. 2. Wybrać opcję New Project z menu File. UkaŜe się okno jak na rys. 2. Wpisać nazwę tworzonego projektu np. ZSS_Tanki2 i nacisnąć przycisk OK. W celu ułatwienia późniejszej konfiguracji moŝna rozwinąć menu Project Template i zaznaczyć opcję GE Fanuc VersaMax PLC. W efekcie zostanie utworzone nowy projekt z oknem Navigator. 3. W oknie Navigator wybrać górną pozycję rozwijanej listy z nazwą projektu (w przykładzie ZSS_Tanki2) i nacisnąć prawy przycisk myszy. Wybrać Add Target/GE Fanuc PLC/VersaMax PLC. Przypisać unikalną nazwę do wybranego sterownika np. Regulator. 4. Rozwinąć zakładkę sterownika (w przykładzie UpperTank). Wybrać Hardware Configuration/Main Rack/. Nacisnąć prawy przycisk myszy na PWR (IC200...) i wybrać opcję Replace Module..., a następnie wybrać

5 zasilacz IC200PWR002. Postępując analogicznie zmienić jednostkę centralną (Slot 0 (...) w zakładce Main Rack) na IC200CPUE Nacisnąć prawym przyciskiem myszy na Main Rack i wybrać opcję Add Carrier/Base... Ins. W zakładce I/O Carriers wybrać moduł IC200CHS002 (podstawka pod moduły rozszerzeń). W efekcie zostanie utworzona zakładka Slot 1 (). 6. Prawym przyciskiem myszy nacisnąć na Slot 1 () i wybrać Add Module... W nowo otartym oknie uaktywnić zakładkę Discrete Mixed i wybrać moduł IC200MDD Nacisnąć prawym przyciskiem myszy na Main Rack i wybrać opcję Add Carrier/Base... Ins. W zakładce I/O Carriers wybrać moduł IC200CHS002 (podstawka pod moduły rozszerzeń). W efekcie zostanie utworzona zakładka Slot 2 (). 8. Prawym przyciskiem myszy nacisnąć na Slot 2 () i wybrać Add Module... W nowo otartym oknie uaktywnić zakładkę Analog Mixed i wybrać moduł IC200ALG430. Rys. 3. Konfiguracja parametrów modułów Ethernet Konfigurację modułów Ethernet naleŝy przeprowadzić dla wszystkich sterowników z wykorzystaniem danych zawartych w tabeli 2. Procedura postępowania jest następująca: 1. Wybrać w oknie Navigator zakładkę Hardware Configuration/Main Rack/Slot 0 (IC200CPUE05), nacisnąć prawy przycisk myszy i wybrać opcję Configure. Następnie zaznaczyć zakładkę Ethernet w nowo otwartym oknie. Ustalić parametry następujących pól edycyjnych: IP Address, Subnet Mask, Gateway IP Address zgodnie z tabelą 2 (patrz rys. 3). 2. Pole Status Address podaje adres pierwszej zmiennej typu %I (standardowo jest to %I0001), a pole Status Length wielkość obszaru, który jest rezerwowany przez sterownik Ethernet. Oznacza to, Ŝe zmienne te (od %I0001 do%i0080) nie są dostępne dla uŝytkownika. Osoby przyzwyczajone do numerowania w programie wejść cyfrowych począwszy od %I0001 powinny przesunąć zarezerwowany obszar do innej części pamięci przez podanie innej wartości w polu Status Address. Maksymalna akceptowana przez sterownik VersaMax z CPUE05 wartość to %I1969 ( , gdzie 2048 to maksymalna wartość dla zmiennej typu %I). 3. Nacisnąć klawisz funkcyjny F7 lub wybrać opcję Target/Validate F7 w celu sprawdzenia całej konfiguracji. Tabela 2. Parametry modułów ethernet poszczególnych sterowników Górny Środkowy Dolny Configuration Mode TCP/IP TCP/IP TCP/IP IP Address Subnet Mask Gateway IP Address Konfiguracja sterowników VersaMax przeprowadzona w programie Proficy Machine Edition musi zostać przesłana do pamięci sterownika PLC. W tym celu naleŝy w pierwszej kolejności wybrać typ łącza do komunikacji komputera PC ze sterownikami PLC:

6 1. W oknie Navigator wybrać docelowy sterownik (Target) identyfikowany poprzez nazwę nadaną w punkcie 3 konfiguracji sprzętowej sterowników GE FANUC. Kliknąć prawym przyciskiem myszy i wybrać opcję Properties lub przełączyć zakładki znajdujące się pod oknem Navigator z Navigator na Inspector (patrz rys. 4). Spowoduje to otwarcie okna Inspektor, zawierającego właściwości podsystemu. 2. W oknie Inspector, ustawić parametr Physical Port na Ethernet (domyślnie występuje COM). 3. W polu IP Address wprowadzić adres IP zgodnie z tabelą 2. PowyŜsze trzy punkty naleŝy powtórzyć dla kaŝdego ze sterowników. W efekcie uzyskujemy moŝliwość przesłania poprzez Ethernet zarówno konfiguracji jak i aplikacji oraz danych. Uwaga!!! Konfiguracja sprzętowa oraz aplikacje powinny być zapisywane do pamięci RAM, a nie Flash. Ze względu na charakter stanowiska i liczbę osób przy nim pracujących, wydłuŝy to czas uŝytkowania sterowników VersaMax. Po prawidłowej konfiguracji łącza komunikacyjnego przesłanie konfiguracji sprzętowej do sterownika wymaga: 1. Aktywacji sterownika. NaleŜy nacisnąć prawy klawisz myszy na docelowym sterowniku i wybrać opcję Set as Active Target. 2. Ustawienia sterownika w tryb on-line. NaleŜy nacisnąć prawy klawisz myszy na docelowym sterowniku i wybrać opcję Go Online. 3. Ustawienia sterownika w trybie programatora. NaleŜy nacisnąć prawy klawisz myszy na docelowym sterowniku i wybrać Online Commands/Set Programmer Mode. 4. Zatrzymania sterownika. NaleŜy nacisnąć prawy klawisz myszy na docelowym sterowniku i wybrać Online Commands/Stop PLC. 5. Przesłania konfiguracji do pamięci sterownika. NaleŜy nacisnąć prawy klawisz myszy na docelowym sterowniku i wybrać Download to PLC. Rys. 4. Wybór łącza do komunikacji komputera ze sterownikiem VesraMax 3. Wymiana danych w sieci rozproszonej Rodzaj i liczba danych wymienianych pomiędzy poszczególnymi sterownikami PLC w sieci rozproszonej zaleŝy od przyjętych załoŝeń i zadań algorytmów pomiarowo-sterujących. Przed przystąpieniem do konfiguracji wymiany danych w sieci naleŝy ustalić ilości i typy zmiennych oraz kierunki ich przepływu. KaŜdy sterownik moŝe być producentem oraz konsumentem danych w sieci rozproszonej. Na rys. 5. przedstawiono przykładową ideę wymiany danych w sieci Ethernet pomiędzy trzema sterownikami VersaMax znajdującymi się na stanowisku laboratoryjnym. Szczegółowy charakter transmisji jest następujący: Dolny sterownik jest jedynie producentem danych zawierających informację o trzech poziomach cieczy w zbiornikach. Dane te przed przesłaniem do sieci zapisywane są w 16 bitowych rejestrach: %R1 (poziom w górnym zbiorniku), %R2 (poziom w środkowym zbiorniku) i %R3 (poziom w dolnym zbiorniku). Środkowy sterownik jest jedynie konsumentem danych zawierających wartość sterowania dla pompy DC oraz zaworów elektromagnetycznych. Dane te przed przesłaniem do sieci zapisywane są w 16 bitowym rejestrze: %R1 (młodszy bajt to współczynnik wypełnienia sygnału sterującego pompą DC, a młodsze trzy bity starszego bajtu to sygnały sterujące dla trzech zaworów).

7 Górny sterownik jest konsumentem danych (wartości poziomów cieczy w zbiornikach) produkowanych przez dolny sterownik oraz producentem danych (wartości sterowania) dla sterownika środkowego. Rys. 5. Przykładowy schemat wymiany danych poprzez sieć Ethernet. Realizacja praktyczna powyŝszych załoŝeń wymaga przeprowadzenia konfiguracji wymiany danych w programie Proficy Machine Edition. W tym celu naleŝy: Dolny zbiornik 1. W oknie Navigator wybrać jako konfigurację dolnego sterownika. Kliknąć prawy przycisk myszy i wybrać opcję Add Component/Ethernet Global Data. W efekcie w konfiguracji pojawi się nowa zakładka Ethernet Global Data z opcjami Consumed Exchanges oraz Produced Exchanges. 2. Wybrać Ethernet Global Data, nacisnąć prawy przycisk myszy i wybrać opcję Properties. W oknie Inspector w polu Local Producer ID wpisać Wybrać Produced Exchanges i kliknąć na niej prawym przyciskiem myszy. Wybrać opcję New i nadać nowo utworzonej wymianie nazwę np. SendLevels. 4. Dwukrotnie kliknąć lewym przyciskiem myszy na SendLevels. Otworzy się nowe okno, w którym określimy zbiór danych do wysłania (produkowanych) przez dolny sterownik. 5. Wybrać przycisk Add i w pola Ref Address oraz Length nowo dodanego wiersza wpisać odpowiednio %R0001 i 1. Uwaga: parametry pola Ref Address ustala się w nowo otwartym oknie (Memory Area: Register, Index: 1) 6. Punkt 4 powtórzyć dla rejestrów %R0002 i %R0003. Końcowy efekt pokazano na rys W oknie Navigator wybrać Ethernet Global Data/Produced Exchanges/SendLevels kliknąć prawym przyciskiem myszy i wybrać Properties. Otworzy się okno Inspector. W pole Destination Type wpisać IP Address natomiast w pole Destination Nacisnąć klawisz funkcyjny F7 lub wybrać opcję Target/Validate F7 z menu głównego w celu sprawdzenia konfiguracji. Środkowy zbiornik Rys. 6. Konfiguracja wymiany danych w dolnym zbiorniku

8 1. W oknie Navigator wybrać jako aktywną konfigurację środkowego sterownika. Kliknąć prawy przycisk myszy i wybrać opcję Add Component/Ethernet Global Data. W efekcie w konfiguracji pojawi się nowa zakładka Ethernet Global Data z opcjami Consumed Exchanges oraz Produced Exchanges. 2. Wybrać Ethernet Global Data, nacisnąć prawy przycisk myszy i wybrać opcję Properties. W oknie Inspector w polu Local Producer ID wpisać Wybrać Consumed Exchanges i kliknąć na niej prawym przyciskiem myszy. Wybrać New i nadać nowo utworzonej wymianie nazwę np. ReceivedControl. 4. Dwukrotnie kliknąć lewym przyciskiem myszy na ReceivedControl. Otworzy się nowe okno, w którym określimy zbiór danych do odbioru (konsumpcji) przez środkowy sterownik. 5. Wybrać przycisk Add i w pola Ref Address oraz Length nowo dodanego wiersza wpisać odpowiednio %R0001 i W oknie Navigator wybrać Ethernet Global Data/Consumed Exchanges/ReceivedControl kliknąć prawym przyciskiem myszy i wybrać Properties. Otworzy się okno Inspector. W polu Producer ID wpisać Nacisnąć klawisz funkcyjny F7 lub wybrać opcję Target/Validate F7 z menu głównego w celu sprawdzenia konfiguracji. Górny zbiornik 1. W oknie Navigator wybrać jako aktywną konfigurację górnego sterownika. Kliknąć prawy przycisk myszy i wybrać opcję Add Component/Ethernet Global Data. W efekcie w konfiguracji pojawi się nowa zakładka Ethernet Global Data z opcjami Consumed Exchanges oraz Produced Exchanges. 2. Wybrać Ethernet Global Data, nacisnąć prawy przycisk myszy i wybrać opcję Properties. W oknie Inspector w polu Local Producer ID wpisać Wybrać Consumed Exchanges i kliknąć na niej prawym przyciskiem myszy. Wybrać New i nadać nowo utworzonej wymianie nazwę np. ReceivedLevels. 4. Dwukrotnie kliknąć lewym przyciskiem myszy na ReceivedLevels. Otworzy się nowe okno, w którym określimy miejsca w pamięci sterownika, do których dane docierające przez sieć (konsumowane) mają być zapisywane. 5. Wybrać przycisk Add i w pola Ref Address oraz Length nowo dodanego wiersza wpisać odpowiednio %R0001 i Punkt 5 powtórzyć dla rejestrów %R0002 i %R W oknie Navigator wybrać Ethernet Global Data/Consumed Exchanges/ReceivedLevels kliknąć prawym przyciskiem myszy i wybrać Properties. Otworzy się okno Inspector. W polu Producer ID wpisać Wybrać Produced Exchanges i kliknąć na niej prawym przyciskiem myszy. Uruchomić opcję New i nadać nowo utworzonej wymianie nazwę np. SendControl. 9. Dwukrotnie kliknąć lewym przyciskiem myszy na SendControl. Otworzy się nowe okno, w którym określimy miejsca w pamięci sterownika, z których dane wysyłane przez sieć (produkowane) mają być odczytywane. 10. Wybrać przycisk Add i w pola Ref Address oraz Length nowo dodanego wiersza wpisać odpowiednio %R0004 i W oknie Navigator wybrać Ethernet Global Data/Produced Exchanges/SendControl kliknąć prawym przyciskiem myszy i wybrać Properties. Otworzy się okno Inspector. W pole Destination Type wpisać IP Address natomiast w pole Destination Nacisnąć klawisz funkcyjny F7 lub wybrać opcję Target/Validate F7 z menu głównego w celu sprawdzenia konfiguracji. W celu sprawdzenia czy konfiguracja wymiany danych została przeprowadzona poprawnie naleŝy: Wymiana danych sterownik dolny sterownik górny 1. Zaprogramować kolejno wszystkie sterowniki (patrz przesłanie konfiguracji w rozdziale 2). NaleŜy pamiętać, aby sterowniki przełączyć w tryb RUN!!! 2. Wybrać jako aktywny sterownik dolny. 3. Wybrać zakładkę Reference View Tables/Default Tables/Registers w oknie drzewa projektu dla sterownika dolnego, a następnie dwukrotnym kliknięciem myszy otworzyć okno monitoringu/zmiany wartości rejestrów typu %Rxxxxx (xxxxx numer rejestru). 4. Wprowadzić dowolną wartość z dopuszczalnego zakresu w polu %R0001 np jak pokazano na Rys Wybrać zakładkę Reference View Tables/Default Tables/Registers w oknie drzewa projektu dla sterownika górnego, a następnie dwukrotnym kliknięciem myszy otworzyć okno monitoringu/zmiany wartości rejestrów typu %Rxxxxx (xxxxx numer rejestru). 6. Odczytać wartość rejestru %R0001. Powinna być ona identyczna z wartością wprowadzoną w punkcie 4.

9 7. Podobną analizę poprawności wymiany danych sterownik dolny sterownik górny moŝna przeprowadzić dla rejestrów %R0002 i %R Realizacja prostej aplikacji w technologii drabinkowej

10 Dodatek. Schematy ideowe interfejsów analogowych i cyfrowych wykorzystanych na stanowisku Na Rys. 7 przedstawiono schemat ideowy interfejsu analogowego do zamiany parametrów sygnału pomiarowego z czujników ciśnienia (0-10V) na standard akceptowalny przez moduł analogowy GE Fanuc (4-20mA). Interfejs ten zawiera trzy układy przetworników U/I zbudowanych na wzmacniaczach operacyjnych i tranzystorach NPN, stabilizator +12V oraz gniazda podłączeniowe. Tranzystory na wyjściach wzmacniaczy operacyjnych zapewniają właściwy wydatek prądowy przetworników U/I. Potencjometry 1 kω umoŝliwiają ustawienie wartości przesunięcia (offset u) prądu wyjściowego na 4 ma dla sygnału sterującego 0.0 V. Rys. 7. Sprzęg sygnałów analogowych z czujników poziomu cieczy do dolnego sterownika Ze względu na stosunkowo wolny czas obiegu pętli w sterownikach PLC (ang. scan) niemoŝliwa jest realizacja programowa sygnału typu PWM o częstotliwościach kilku-, kilkunastu- khz. Dlatego teŝ stworzono zewnętrzny, sprzętowy generator PWM bazujący na mikrokontrolerze ATTiny firmy Atmel. Schemat generatora przedstawiono na Rys. 8. Dodatkowo w układzie elektronicznym zawarto invertery z przerzutnikami Schmidta poprawiające jakość cyfrowych sygnałów sterujących dla zaworów elektromagnetycznych. Dzielniki napięcia na wejściach cyfrowych mikrokontrolera i układu 74HCT14 zapewniają właściwy poziom napięcia akceptowalny przez te elementy (+4.8 V przy zasilaniu wyjść modułu IC200MDD844F napięciem +12 V).

11 Rys. 8. Sprzęg sygnałów cyfrowych ze środkowego sterownika do interfejsu mocy dla pompy DC i zawarów