Uniwersytet Warmińsko-Mazurski Wydział Nauk Technicznych Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Programowanie sterowników LOGO! z wykorzystaniem panelu sterowniczego. Opracował: mgr inż. Michał Kozłowski
Cele ćwiczenia zapoznanie się z budową i możliwościami konfiguracyjnymi sterowników LOGO!, poznanie zasad programowania sterowników LOGO! z wykorzystaniem panelu sterowniczego, opanowanie umiejętności programowania sterowników LOGO! z wykorzystaniem panelu sterowniczego. Wstęp teoretyczny Sterownik jest urządzeniem, którego podstawowym zadaniem jest sterowanie realizacją jakiegoś konkretnego 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 użytkownika i zapisanego w pamięci sterownika algorytmu sterowania. Rodzaj odpowiedzi sterownika zależy od zadanego przez użytkownika algorytmu sterowania. Bardzo ogólny schemat prezentujący ideę działania sterownika przedstawiono na rysunku. Sterownik LOGO! Uniwersalny sterownik logiczny opracowany przez firmę Siemens, który łączy w sobie następujące elementy i funkcje: elementy sterowania, panel użytkownika z podświetlanym ekranem i klawiaturą, zasilacz, interfejs umożliwiający dołączanie modułów rozszerzeo, interfejs umożliwiający dołączenie karty pamięciowej, karty z baterią, karty pamięciowej z baterią oraz kabla połączeniowego do PC, interfejs umożliwiający dołączenie panelu LOGO! TD, wbudowane funkcje, np.: opóźnione zał/wyłącz, przekaźnik impulsowy, przełącznik programowalny, timery, binarne i analogowe znaczniki stanów, wejścia i wyjścia w zależności od typu urządzenia. Zastosowania LOGO! LOGO! służy do obsługi urządzeo domowych, instalacji elektrycznych np. w aplikacjach takich jak: oświetlenie klatki schodowej, oświetlenie zewnętrzne, markizy, zasłony, oświetlenie wystawy sklepowej itp., zastępuje aparaturę szafki rozdzielczej i sterowniki urządzeo mechanicznych jak np. systemy sterowania bramą, klimatyzacja, pompa deszczówki itp. LOGO! znajduje również zastosowanie w wyspecjalizowanych systemach obsługi cieplarni i szklarni, przetwarzania sygnału, a także, poprzez połączenie z modułem komunikacyjnym jak np. AS-i, do celów rozproszonej obsługi maszyn i procesów przemysłowych. Do zastosowao seryjnych w małych urządzeniach, aparatach, szafkach rozdzielczych i systemach sterujących instalacji elektrycznych dostępne są specjalne wersje LOGO! pozbawione panelu sterowniczego i wyświetlacza. Oznaczenia wersji LOGO! Oznaczenie każdego modelu LOGO! zawiera informacje o jego parametrach: 12/24: zasilanie napięciem 12/24 V DC, 230: zasilanie napięciem 115...240 V AC/DC, R: wyjścia przekaźnikowe (brak symbolu R: wyjścia tranzystorowe), C: wbudowany zegar tygodniowy, o: wersja bez wyświetlacza (LOGO! Pure), DM: binarny moduł rozszerzenia, AM: analogowy moduł rozszerzenia, CM: komunikacyjny moduł zewnętrzny (np. moduły EIB/KNX), TD: Panel tekstowy.
Budowa LOGO! Programowanie sterowników LOGO! Pojęcie programowanie oznacza wprowadzanie do LOGO! programu obwodu elektrycznego i wiążą się z nim dwa podstawowe pojęcia: konektor oraz blok. Moduły LOGO! są zaopatrzone w zaciski wejściowe i wyjściowe, które określa się mianem konektorów Każde wejście oznaczone jest literą I oraz numerem. Jeśli patrzymy na urządzenie z przodu, zaciski wejściowe znajdują się u góry. Tylko w przypadku modułów analogowych zaciski wejściowe znajdują się one u dołu urządzenia. Każde wyjście oznaczone jest literą Q oraz numerem. Zaciski wyjściowe znajdują się u dołu urządzenia. Pojęcie konektor odnosi się do wszystkich połączeo i stanów w urządzeniu. Stan logiczny wejścia/wyjścia określa się jako 0 lub 1. Stan 0 oznacza brak napięcia o odpowiedniej wartości na danym wejściu. Natomiast stan 1 oznacza, że na tym wejściu jest napięcie o wymaganej wartości. W celu ułatwienia programowania konektory oznaczono jako hi, lo oraz x : hi (high wysoki poziom napięcia) odpowiada stanowi 1, lo (low niski poziom napięcia) odpowiada stanowi 0, x oznacza niewykorzystane konektory bloku.
Blok w LOGO! to funkcja używana w celu określenia sposobu konwersji sygnału wejściowego na wyjściowy. Poniższa ilustracja przedstawia typowy widok wyświetlacza LOGO!. Jednorazowo może on pokazywad obraz tylko jednego bloku. Dlatego też dla ułatwienia konstruowania układu, bloki oznacza się numerami. Umieszczenie nowego bloku w programie powoduje automatyczne oznaczenie go numerem. Numery te wskazują na połączenia między blokami. Ich podstawowym zadaniem jest zapewnienie użytkownikowi kontroli nad programem. Zasady pracy ze sterownikiem LOGO! Zasada 1 - zmiana trybu pracy: Program wprowadza się do LOGO! w trybie programowania; jeśli po włączeniu zasilania wyświetlony zostanie komunikat No Program / Press ESC, do tego trybu wchodzi się poprzez naciśnięcie klawisza ESC, wartości czasowe i parametryczne programu definiuje się w trybie modyfikacji parametrów oraz w trybie programowania; kiedy LOGO! znajduje się w trybie modyfikacji parametrów, funkcjonuje w trybie RUN, tzn. wykonuje zapisany program; aby przejśd do trybu programowania, należy przerwad wykonywanie programu za pomocą polecenia Stop, do trybu RUN wchodzi się poprzez wybranie polecenia Start w głównym menu, z trybu RUN powraca się do trybu modyfikacji parametrów naciskając klawisz ESC, aby powrócid z trybu modyfikacji parametrów do trybu programowania, należy wybrad polecenie Stop z menu modyfikacji parametrów; w zapytaniu Stop Prg trzeba umieścid kursor na Yes i potwierdzid naciskając klawisz OK. Zasada 2 - wejścia i wyjścia: programowanie obwodu należy zawsze rozpoczynad od jego wyjścia posuwając się w kierunku wejścia, możliwe jest połączenie kilku wejśd z jednym wyjściem, ale nie da się skojarzyd jednego wejścia z kilkoma wyjściami, nie można dołączyd wyjścia bloku do wejścia bloku poprzedzającego go w tej samej ścieżce logicznej; w przypadku konieczności takiego połączenia trzeba skorzystad z któregoś z bloków funkcjonalnych: wskaźników lub wyjśd. Zasada 3 - kursor i przemieszczanie kursora. W trakcie programowania obwodu: kiedy kursor ma postad znaku podkreślenia, można go przemieszczad: w obrębie obwodu kursorem steruje się używając klawiszy,, i, naciśnięcie klawisza OK powoduje przejście do wyboru konektora/bloku, naciśnięcie klawisza ESC powoduje wyjście z trybu programowania, kiedy kursor przyjmuje postad wypełnionego kwadratu, dokonuje się wyboru konektora/bloku: klawiszami i wyszukuje się konektor/blok, naciśnięcie klawisza OK oznacza potwierdzenie wyboru, naciśnięcie klawisza ESC powoduje powrót do poprzedniego kroku. Zasada 4 - sporządzenie projektu: przed wprowadzaniem nowego programu do LOGO! należy sporządzid projekt obwodu na papierze lub za pomocą oprogramowania LOGO! Soft Comfort, LOGO! przechowuje w pamięci tylko skooczone i w pełni poprawne programy.
Funkcje dostępne w sterowniku LOGO! W programowaniu LOGO! wykorzystuje się wiele rożnych elementów. Ułożono je w kilka list: Co lista konektorów (Connector), GF lista funkcji podstawowych: AND, OR..., SF lista funkcji specjalnych (Special Functions), BN lista bloków użytych w programie. Listy zawierają wszystkie elementy dostępne w LOGO!, są to więc wszystkie konektory, funkcje podstawowe i funkcje specjalne wbudowane w LOGO!, a także (na liście BN) wszystkie bloki stworzone przez użytkownika do momentu wywołania listy bloków. Wprowadzanie i uruchamianie programów do sterownika LOGO! z wykorzystanie panelu sterowniczego Po podłączeniu zasilania i uruchomieniu na wyświetlaczu Także po tym menu można poruszad się za pomocą widoczny jest komunikat jak na poniższym rysunku klawiszy i. Aby przejśd do menu edycji LOGO! należy przesunąd kursor do pozycji Edit.. (edycja, wprowadzanie danych) i naciśnij klawisz OK. Aby przełączyd LOGO! do trybu programowania, nacisnąd trzeba klawisz ESC. Ukazuje się wówczas główne menu LOGO! Przesunięcie kursor do pozycji Edit Prg (edycja programu) i naciśnięcie klawisza OK spowoduje pojawienie się na wyświetlaczu symbolu pierwszego wyjścia Pierwszym znakiem w pierwszym wierszu jest kursor >. Ruch kursora w pionie odbywa się przy użyciu klawiszy i. Przesunięcie kursora do pozycji Program.. i naciśnięcie klawisz OK spowoduje przejście LOGO! do menu programowania LOGO! znajduje się teraz w trybie programowania. Aby wybrad inne wyjście, trzeba użyd klawiszy i. Od tego momentu rozpoczyna się edycja programu sterującego.
Wprowadzenie prostego programu do sterownika LOGO! z wykorzystaniem panelu sterowniczego Dokonując edycji programu opracowuje się go od wyjścia w kierunku jego wejścia. Początkowo LOGO! wyświetla symbol wyjścia jak na powyższym rysunku. Litera Q w wyrażeniu Q1 jest podkreślona. Symbol podkreślenia określa się mianem kursora i służy on do wskazywania aktualnej pozycji w programie. Przemieszcza się go za pomocą klawiszy,, i. Naciśnięcie klawisza spowoduje przemieszczenie kursora w lewo Aby wprowadzid blok programu należy nacisnąd klawisz OK. Nastąpi przejście do trybu edycji. Kursor jest wyświetlany jako pełny prostokąt co oznacza, że można wybrad element do wstawienia (konektor lub blok). Naciskając klawisz OK uzyskuje się ponownie możliwośd dokonania wyboru elementu do wstawienia. Tym razem zamiast listy funkcji podstawowych można wybrad listę konektorów ( Co) i zatwierdzid wybór klawiszem OK. W pozycji pierwszego wejścia bloku funkcji logicznej OR pojawia się konektor I1. Po zatwierdzeniu wyboru klawiszem OK kursor przemieszcza się do pozycji następnego wejścia. Postępując analogicznie z kolejnymi wejściami i wybierając na ich miejsca kolejno konektory I2, I3 i x otrzymuj się na ekranie widok jak na poniższym rysunku. Po wykonaniu powyższych kroków pojawi się kilka opcji do wyboru. Poruszając się kursorem w dół lub w górę można wybrad konkretną listę interesujących nas elementów. Po wybraniu np. listy funkcji podstawowych ( GF) należy nacisnąd klawisz OK. Na ekranie LOGO! pojawi się pierwszy blok z listy funkcji podstawowych Istnieje możliwośd posługiwania się negacją sygnału na wejściu. W tym celu należy umieścid kursor na wybranym wejściu i nacisnąd klawisz OK. Poruszając się w górę lub w dół uaktywnia się negację sygnału (symbol ). Po zatwierdzeniu wyboru klawiszem OK pojawia się widok jak na poniższym rysunku. Kursor ma postad wypełnionego prostokąta, co daje możliwośd dokonania wyboru poruszając się nim w dół lub też w górę. Po wybraniu np. bloku funkcji logicznej OR należy nacisnąd klawisz OK, co kooczy etap wyboru. W ten sposób został zapisany pierwszy blok i ma on oznaczenie B1. Każdy nowo wprowadzony blok automatycznie otrzymuje swój numer. Natomiast pełną strukturę programu przedstawia poniższy rysunek Przeglądanie programu odbywa się przy pomocy klawiszy i. Mając gotowy program można wrócid do menu główne i wybrad polecenie START, co umożliwi sprawdzenie stworzonego programu i przejście sterownika LOGO! do trybu RUN.
Zadanie 1 Wypisz główne elementy z listy funkcji podstawowych (GF) i opisz ich działanie (symbole, tabela stanów logicznych). (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR) Zadanie 2 Zaprojektuj urządzenie sterujące oświetleniem na korytarzu w mieszkaniu z wykorzystaniem sterownika LOGO!.Użytkownik ma możliwośd włączenia jak i wyłączenia oświetlenia LED (Q1) w jednym z włączników znajdującym się przy wejściu do pokoju. A. zrealizuj zadanie dla mieszkania dwupokojowego włącznik I1 i I2, B. zrealizuj zadanie dla mieszkania trzypokojowego włącznik I1, I2, I3, Zadanie 3 Zaprojektuj urządzenie sterujące oświetleniem na klatce schodowej budynku czteropiętrowego z wykorzystaniem sterownika LOGO!. Użytkownik steruje oświetleniem podając impuls na jednym z poziomów (I1,I2,I3,I4) włączając oświetlenie (Q1,Q2,Q3,Q4) na czas 5s. Literatura 1) Wojciech Nowakowski, LOGO! w praktyce, BTC, 2006 r., 2) Siemens, LOGO!. Mały sterownik duże możliwości, Warszawa 2009 r., 3) Siemens, LOGO!. Podstawowe wiadomości, 4) Siemens, LOGO! w praktyce. Przykładowe aplikacje. Sprawozdanie Sprawozdanie powinno zawierad: I. wstęp teoretyczny, II. rozwiązania poszczególnych zadao wraz z opisem, III. wnioski z przeprowadzonego dwiczenia.