23. Przekaźniki programowalne w instalacjach elektrycznych 23.1. Cel i zakres ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi wiadomościami na temat przekaźników programowalnych. Dotyczy to przede wszystkim ich budowy, moŝliwości technicznych jak równieŝ zasad programowania i moŝliwości ich zastosowań. 23.2. Wiadomości podstawowe 23.2.1. Podstawowe definicje Przekaźniki programowalne są to niewielkie urządzenia łączeniowo-sterujące przeznaczone do rozwiązywania prostych zadań z zakresu automatyki. Strategia sterowania jest realizowana w oparciu o algorytm (program sterowniczy) wprowadzony do pamięci przekaźnika, który moŝe być w zaleŝności od zmieniających się warunków zewnętrznych wielokrotnie zmieniany i modyfikowany. Przekaźniki programowalne nazywane równieŝ przekaźnikami inteligentnymi bądź logicznymi wywodzą się z klasycznych sterowników przemysłowych zwanych sterownikami PLC (Programmable Logic Controllers). Historia sterowników PLC sięga końca lat 60-tych XX wieku, kiedy to na potrzeby przemysłu motoryzacyjnego opracowano pierwszy sterownik programowalny Modicon. Sterowniki przemysłowe zaczęły zastępować dotychczasowe układy sterowania stycznikowoprzekaźnikowe, w których rolę programu sterowania pełniło okablowanie łączące poszczególne styki takich elementów jak styczniki, przekaźniki, człony czasowe itp. Znalazły one zastosowanie w róznych gałęziach przemysłu oraz gospodarki. Okazało się jednak, Ŝe dla prostych i standartowych zadań z zakresu sterowania i regulacji klasyczne sterowniki programowalne PLC są za drogie i zbyt skomplikowane. Odpowiedzią producentów na ten problem było pojawienie się pod koniec lat 90-tych małych kompaktowych przekaźników programowalnych, który doskonale spełniają powierzone im zadania. Do typowych zastosowań przekaźników programowalnych zaliczyć moŝna: - automatyka budynków (sterowanie oświetleniem, ogrzewaniem, klimatyzacją) - sterowanie pracą niewielkiej liczby maszyn, - automatyzacja systemów nawadniania, - sterowania automatami do sprzedaŝy, - systemy kontroli dostępu (np. parkingu), i inne. 23.2.2. Ogólna budowa i zasada działania przekaźnika programowalnego W budowie przekaźników programowalnych wyróŝnia się trzy podstawowe człony: - moduły wejściowe, - jednostka centralna, - moduły wyjściowe. W skład modułów wejściowych wchodzą cyfrowe oraz analogowe wejścia, do których podłącza się sygnały z czujników, styków, zadajników oraz innych urządzeń. Ich zadaniem jest wprowadzenie do przekaźnika tych sygnałów, aby na ich postawie realizować zadany program sterowania. Jednostka centralna zajmuje się wykonaniem zapisanego w pamięci algorytmu sterowania, w oparciu o dane odczytane przez moduły wejściowe. Wyniki obliczeń w postaci sygnałów sterujących są następnie przekazywane do modułów wyjściowych. Do modułu 1
jednostki centralnej naleŝą mikroprocesor, pamięć danych (RAM) oraz pamięć uŝytkownika, w której przechowywany jest program sterowania. Zadaniem modułów wyjściowych jest przekazanie obliczonych sygnałów sterujących do odpowiednich urządzeń wykonawczych podłączonych do wyjść przekaźnika. Przekaźniki programowalne są zwykle wyposaŝone w wyjścia cyfrowe (przekaźnikowe lub tranzystorowe), a niektóre dodatkowo równieŝ w wyjścia analogowe. Rys.23.1. Budowa przekaźnika programowalne easy firmy Moeller [23.4] Oprócz tych podstawowych elementów, które zawiera kaŝdy przekaźnik programowalny, aparaty te mogą równieŝ posiadać wyświetlacz, dodatkowe złącza komunikacyjne, przyciski, czy teŝ wskaźnik stanu pracy (rys.23.1). Z powodu niewielkiej liczby we/wy jakimi dysponuje pojedynczy przekaźnik, producenci oferują takŝe moduły rozszerzeń pozwalające zwiększyć moŝliwości całego układu. Dodatkowe wyposaŝenie przekaźników inteligentnych jest opcjonalne i zaleŝy od wymagań uŝytkownika. Praca przekaźnika programowalnego polega na wygenerowaniu odpowiednich sygnałów sterujących, w zaleŝności od aktualnie występujących sygnałów wejściowych, zgodnie z wprowadzonym przez uŝytkownika algorytmem sterowania. Reakcja przekaźnika na zmiany występujące na jego wejściach musi nastąpić w odpowiednio krótkim czasie, który gwarantuje prawidłowość całego procesu sterowania. W związku z powyŝszym pracuje on w tzw. cyklu programowym, w którym wykonywane są następujące operacje: - czytanie stanów wejść, - wykonanie programu, - aktualizacja stanów wyjść. Cykliczne wykonywanie w/w czynności zapewnia spełnienie wymagań stawianych sterowaniu, pod warunkiem, Ŝe czas trwania pojedynczego cyklu jest odpowiednio krótki. Jego długość zaleŝy głównie od szybkości CPU i długości programu i przypadku przekaźników programów wynosi zwykle od kilku do kilkudziesięciu ms. 23.2.3. Przekaźniki programowalne easy firmy Moeller Przekaźniki programowalne easy to rodzina uniwersalnych przekaźników opracowanych przez firmę Moeller. Tworzy ona spójny system produktów, które pozwalają na wybór przez uŝytkownika sterownika jak najbardziej dopasowanego do jego wymagań. W skład rodziny easy wchodzą następujące grupy aparatów: - easy Relay (przekaźniki programowalne serii easy 500, 700 oraz 800), - easy HMI (wielofunkcyjny wyświetlacz MFD-Titan), - easy Control (sterownik swobodnie programowalny EC4P-200). 2
Aparaty z grupy easy Relay serii easy 500 oraz easy 700 są podstawową odmianą przekaźników programowalnych easy. RóŜnica między nimi wynika z większej liczby dostępnych wejść i wyjść w easy700, oraz moŝliwości podłączanie do modeli z tej serii modułów rozszerzeń. (patrz tab.23.1).poza tym przekaźniki easy 500 oraz easy 700 nie róŝnią funkcjonalnością, jeśli chodzi o maksymalną długość programu czy liczbę dostępnych modułów funkcyjnych. Znacznie większe moŝliwości posiadają modele przekaźników z serii easy 800, rozszerzając tym samym zakres ich zastosowań. W porównaniu do serii easy 500/700) oferują one m.in. dwa razy większą pamięć przeznaczoną na program, jak równieŝ większą liczbę dostępnych modułów funkcyjnych (patrz tab.23.1). Kolejną bardzo waŝną cechą przekaźników easy 800 jest moŝliwość ich łączenia w sieć easynet. Opcja ta umoŝliwia podłączenie do ośmiu sterowników easy 800 lub MFD-Titan, przy czym kaŝdy nich moŝe pracować jako dodatkowy moduł we/wy lub wykonywać swój własny program. Co więcej do kaŝdego uczestnika sieci moŝna dodać moduł rozszerzenia lokalnego, co pozwala uzyskać mały system sterowania z maksymalnie 192. wejściami i 128. wyjściami. Tab. 23.1. Zestawienie porównawcze aparatów z serii easyrelay [23.5] Parametr Seria przekaźników easy 500 easy 700 easy 800 Wygląd przekaźnika Wejścia cyfrowe 8 12 12 Wyjścia przekaźnikowe 4 6 6 Wejścia analogowe 2 4 4 MoŜliwość podłączenia rozszerzeń nie tak tak Maksymalna długość programu 128 linii programowych 256 linii programowych Komparatory analogowych 16 32 Zwykłe liczniki 12 32 Szybkie liczniki 2 4 Liczniki częstotliwości 2 4 Komunikaty tekstowe 16 32 Przekaźniki czasowe 16 32 Skok warunkowy 8 32 Zegar tygodniowy 8 32 Zegar roczny 8 32 Czas trwania cyklu 2ms-40ms 0,1ms-40ms Grupa produktów easy HMI składa się z wyświetlacza wielofunkcyjnego MFD-Titan. UmoŜliwia on wizualizację tekstów oraz prostej grafiki związanej z programem sterowania. Mechanicznie składa się on z trzech części: wyświetlacza MFD, modułu jednostki centralnej oraz modułu wejść/wyjść, które są łączone ze sobą na zatrzask. Funkcjonalnie MFD-Titan odpowiada sterownikom serii eas y800, przy czym oferuje dodatkowo moŝliwości wizualizacyjne. Z tego powodu moŝe on takŝe pracować z nimi w sieci easynet. 3
Grupa sterowników easy Control to najbardziej zaawansowana grupa produktów z rodziny easy. Wchodzący w jej skład sterownik EC4P jest w pełni swobodnie programowalnym sterownikiem PLC, który pozbawiony jest typowych ograniczeń jakimi cechują się zwykłe przekaźniki programowalne. Dotyczy to m.in. maksymalnej długości programu, liczby dostępnych modułów funkcyjnych czy teŝ ograniczonej liczby języków programowania. Naturalnie sterowniki EC4P mogą współpracować z przekaźnikami programowalnymi easy w ramach sieci easynet, jak równieŝ z innymi systemami sterowania m.in. poprzez wbudowany interfejs CANopen. Z tego powodu są one przeznaczone do bardziej wymagających zadań, dla których zastosowanie zwykłych przekaźników programowalnych byłoby niewystarczające. 23.3. Tworzenie aplikacji dla przekaźników easy 23.3.1. Wiadomości ogólne Do tworzenia aplikacji przeznaczonych dla przekaźników programowalnych stosuje się najczęściej graficzne języki programowania: LD oraz FBD. Język LD (Ladder Diagram schemat drabinkowy) jest najbardziej zbliŝony do zwykłych schematów przekaźnikowych układów sterowania. Program napisany z języku LD składa się z ciągu rozkazów umieszczonych w kolejnych wierszach (liniach programu), które pozwalają uzyskać określoną strategię sterownia. Podstawowymi elementami programu napisanego w języku LD są styki oraz cewki. Styki słuŝą do zmiany stanu linii w programie, który jest zaleŝny od stanu jaki występuje po lewej stronie styku (przed nim) oraz stanu skojarzonej ze stykiem zmiennej. WyróŜnia się styki zwierne (mają stan logicznej 1 gdy są zamknięte) oraz styki rozwierne (stan logicznej 1 gdy są otwarte). Umieszczane na końcu linii programowych cewki słuŝą do włączania lub wyłączania związanych z nimi styków, w zaleŝności od stanu w jakim aktualnie się znajdują. Stan logiczny cewki odpowiada aktualnemu stanowi linii programowej, w której się ona znajduje. Drugi z grupy języków graficznych czyli FBD (Function Block Diagram funkcjonalny schemat blokowy) składa się z prostokątnych bloków i elementów sterujących. Pojedyncze elementy mogą pracować jako moduły funkcyjne (np. przekaźniki czasowe) bądź spełniać funkcje logiczne. PoŜądany algorytm sterowania jest uzyskiwany poprzez odpowiednie połączenie ze sobą (wchodzących w skład danego programu) bloków. W realizacji ćwiczenia laboratoryjnego wykorzystano język LD. Programowanie przekaźników easy moŝna wykonywać bezpośrednio przy pomocy uŝyciu przycisków i wyświetlacza znajdujących się na obudowie sterownika, bądź pośrednio przy uŝyciu PC korzystając z przeznaczonego w tym celu dedykowanego oprogramowania tj. programu EASY-SOFT-PRO. Po uruchomieniu programu EASY-SOFT-PRO na ekranie komputera pojawi się okno startowe (rys.23.2). Jest to pierwszy etap programowania przekaźnika, w którym naleŝy wybrać model przekaźnika easy dla którego będzie tworzona aplikacja. 4
Rys.23.2. Okno startowe programu Easy-Soft-Pro [23.4] W części ćwiczeniowej stanowiska laboratoryjnego (Panel 1) został zainstalowany wyświetlacz wielofunkcyjny MFD-Titan, wraz z jednostką centralną MFD-CPU i modułem we/wy MFD-R16. Dlatego aby ułatwić studentom przejście do kolejnego etapu i uniknąć ewentualnych błędów związanych z wyborem prawidłowych aparatów easy utworzony został specjalny projekt. W tym celu naleŝy wybrać z menu Plik->Otwórz->pusty. Po wybraniu tego pliku i kliknięciu na ikonę przekaźnika następuje juŝ przejście do edytora schematów drabinkowych (rys.23.3) z prawidłowymi ustawieniami dotyczącymi sterowników easy dla których tworzona będzie aplikacja. Wykonanie schematu, który będzie realizował poŝądaną strategię sterowania odbywa się na zasadzie chwyć i upuść. Oznacza to, Ŝe po wybraniu potrzebnego elementu (cewki, styku bądź modułu funkcyjnego) z menu po lewej stronie naleŝy go przeciągnąć na płaszczyznę okna roboczego. Jak widać na rys. 23.3 w jednej linii programowej moŝna umieścić cztery styki i jedną cewkę. Od miejsca upuszczenia danego elementu będzie zaleŝeć czy na schemacie będzie on funkcjonował jako styk bądź cewka. 5
Rys. 23.3. Edytor schematów drabinkowych [23.4] Konfigurowanie uŝytych elementów wykonuje się w znajdującym się poniŝej okna roboczego oknie parametrów. Jeśli poszczególne elementy schematu są układane jeden za drugim to wówczas połączenia między nimi są wykonywane automatycznie. W przypadku konieczności modyfikacji tych połączeń, korzysta się narzędzi umieszczonych w pasku narzędzi (rys.23.4) znajdującym się tuŝ nad oknem roboczym. Rys.23.4. Pasek narzędzi. W pasku narzędzi znajdują się równieŝ opcje: -kasowania (gumka), -przełączania widoku schematu, -przybliŝania i oddalania schematu, -umieszczania komentarzy, -przejścia do edytora bloków funkcyjnych i inne. Na tablicy stanowiska laboratoryjnego wyprowadzone zostały zaciski z wejść I1...I7 przekaźnika MFD Titan, do których moŝna podłączyć umieszczone powyŝej przyciski. W programie styki odpowiadające tym wejściom są oznaczone I01...I07. Do dyspozycji 6
studentów są takŝe 4 zaciski wyjściowe Q1...Q4, które w programie są oznaczono jako Q01...Q04. Obserwacja stanu konkretnego wyjścia jest moŝliwa po podłączeniu go do jednej z lampek znajdujących się poniŝej. W przypadku wysterowania danego wyjścia podłączona do niego lampka będzie się świecić. 23.3.2. Przykład programu realizującego funkcję samopodtrzymania przekaźnika Podtrzymanie cewki przekaźnika lub stycznika jest bardzo często stosowane w układach sterownia, gdzie załączanie i wyłączanie maszyn odbywa się za pomocą przycisków samopowrotnych. Wykorzystując przekaźnik programowalny easy moŝna to zrealizować dwoma sposobami (rys.23.5). Rys. 23.5. Program LD realizujący funkcję samopodtrzymania przekaźnika dwoma sposobami Sposób pierwszy pokazany w liniach programowych 001 oraz 002 realizuje funkcję samopodtrzymania cewki Q01 na tzw. zatrzask. Załączenie cewki ma nastąpić po wciśnięciu przycisku zwiernego P1 podłączonego do wejścia I1 (styk I01), a wyłączenie po wciśnięciu przycisku rozwiernego P5 podłączonego do wejścia I5 (styk I05). Styk I01 jest połączony szeregowo ze stykiem I05 oraz cewką Q01, która jest odpowiedzialna za załączenie wyjścia Q1. Dodatkowo równolegle do styku I01 podłączony jest równieŝ styk Q01, który zapewnia przepływ prądu w obwodzie cewki po zwolnieniu przycisku P1 i tym samym uzyskuje się samopodtrzymanie cewki Q01. Wciśnięcie przycisku rozwiernego P5 powoduje przerwanie obwodu (wówczas stan styku I05 przechodzi w stan logicznego 0 ) i następuje wyłączenie układu. Drugi sposób uzyskania podtrzymania cewki Q02, wykorzystujący w tym celu przerzutnik RS jest zaprezentowany w liniach programowych 003 oraz 004 (rys.5).w tym przypadku załoŝono, Ŝe załączający cewkę Q02 przycisk P2 jest podłączony do wejścia I2, a wyłączający P6 do wejścia I6. Związany z przyciskiem P2 styk I02 jest bezpośrednio połączony z cewką ustawiającą SQ02. Podanie krótkiego sygnału na cewkę ustawiającą powoduje natychmiastowe jej wysterowanie. Do resetowania stanu cewki słuŝy wejście kasujące RQ02 do którego połączony jest zanegowany styk I06 związany z przyciskiem P6. Zanegowanie styku I06 jest konieczne, poniewaŝ do wyłączenia cewki naleŝy podać impuls (logiczną jedynkę) na wejście kasujące cewki Q02. Tymczasem wciśnięty przycisk rozwierny P6 przerywa obwód (stan logicznego 0 ), więc trzeba zanegować związany z nim styk. 7
23.3.3. Komunikacja z przekaźnikiem programowalnym W celu przesłania aplikacji do pamięci sterownika naleŝy (po jej wykonaniu i sprawdzeniu) w programie EasySoft-Pro wybrać zakładkę (w lewym dolnym rogu) Komunikacja. Wówczas po lewej stronie pojawi się rozwijane menu z którego naleŝy wybrać Połączenie oraz Program (rys.6). W sekcji Połączenie z rozwijanej listy Złącze trzeba wybrać COM7 i następnie poprzez wciśnięcie przycisku Tryb online nawiązać połączenie z easy. Po przejściu do pracy online w sekcji Program konieczne jest najpierw wciśnięcie przycisku Stop (aby sterownik przeszedł w tryb STOP). Następnie naleŝy wcisnąć przycisk PC=>Aparat, który rozpocznie proces przesyłania programu do pamięci przekaźnika easy. Po jego zakończeniu naleŝy wcisnąć przycisk Run (wówczas sterownik przejdzie w tryb RUN i będzie mógł realizować wprowadzony algorytm sterownia. Rys.23.6. Program EasySoftPro po wybraniu zakładki Komunikacja Uwaga! NaleŜy pamiętać, Ŝe przesyłanie programu do easy naleŝy wykonywać w trybie STOP, natomiast po wykonaniu tej czynności naleŝy przejść do trybu RUN. W przeciwnym wypadku mimo wgrania poprawnego programu układ nie będzie działał. 8
23.4. Niezbędne przygotowanie studenta Przed przystąpieniem do ćwiczenia student powinien zapoznać się z niniejszą instrukcją. Osoby zainteresowane tematyką przekaźników programowalnych mogą zapoznać się z pozycją [1] przedstawioną w Literaturze oraz ze stronami internetowymi producentów przekaźników programowalnych. 23.5. Opis stanowiska laboratoryjnego Stanowisko laboratoryjne składa się z dwóch paneli (rys. 23.7). PANEL 1 umoŝliwia swobodną konfigurację wielu układów sterowniczych. Na panelu zamontowany został wyświetlacz wielofunkcyjny MFD-Titan, który cechuje się taką samą funkcjonalnością jak easy 800, ale dodatkowo oferuje moŝliwości wizualizacyjne. Na tablicę panelu wyprowadzono za pomocą zacisków laboratoryjnych siedem wejść sterownika (I1.I7), do których moŝna podłączyć sygnały z czterech przycisków zwiernych (zielone) bądź dwóch rozwiernych (czerwone). PoniŜej wyświetlacza MFD umieszczone zostały zaciski wyjść (Q1...Q4), do których moŝna podłączyć znajdujące się pod nimi lampki, które mają za zadanie informować o wysterowaniu podłączonego do niej wyjścia (rys. 23.7). PANEL 2 ma charakter pokazowy i ma na celu pokazanie przykładowej aplikacji przekaźnika programowalnego do instalacji elektrycznej. W tym celu zastosowano przekaźnik typu easy Relay serii 800 model easy819-dc-rc. Jego zadaniem jest sterowanie pracą dwóch silników napędzających pompy, które mają utrzymywać odpowiedni poziom wody w zbiorniku posiadającym niezaleŝny odpływ. Jako modele fizyczne pomp zastosowano dwa silniki asynchroniczne (o mocy 1,5kW kaŝdy), które naleŝy podłączyć od zacisków U1,V1,W1 i PE wyprowadzonych na tablicę (rys. 23.7). Praca pomp moŝe odbywać się w trybie automatycznym lub ręcznym, który jest wybierany przy pomocy przełącznika umieszczonego pod schematycznym rysunkiem zbiornika. Wybór rodzaju pracy pomp jest sygnalizowany odpowiednią lampką kontrolną. Regulacja poziomu wody w zbiorniku jest wykonywana przy pomocy potencjometru Symulacja poziomu, a jej bieŝący stan jest sygnalizowany przez diody LED umieszczone na schematycznym rysunku zbiornika, oraz przedstawiony na wyświetlaczu przekaźnika easy z dokładnością do 1%. Podczas pracy automatycznej załączenie pompy następuje po osiągnięciu minimalnego poziomu wody w zbiorniku (min), i jej praca trwa dopóki stan wody nie osiągnie maksimum (max). Zgodnie z załoŝeniem pompy powinny załączać się naprzemiennie, tzn. po wykonaniu cyklu pompowania wody przez pierwszą pompę, kolejny cykl będzie juŝ zapewniony przez pompę nr 2. Odstępstwem od tej reguły moŝe być sytuacja gdy pomimo pracy jednej z pomp stan wody będzie nadal na minimalnym poziomie. Wówczas to po zadanej zwłoce czasowej do pracy dołączy druga maszyna. Jednoczesna praca obu pomp zostanie przerwana, po napełnieniu zbiornika czyli osiągnięciu maksymalnego dopuszczalnego poziomu wody. Uruchomienie pracy pomp w trybie automatycznym następuje po naciśnięciu przycisku załącz P1. Taką samą czynność będzie naleŝy równieŝ wykonać po wystąpieniu i usunięciu awarii w układzie. Dzięki temu uniknie się sytuacji, w której moŝliwy byłby samorozruch silników. Wybór trybu pracy ręcznej pozwala na załączanie w kaŝdej chwili dowolnej z pomp za pomocą przycisków załącz P1 lub załącz P2. Ich załączenie jest niemoŝliwe jedynie wtedy, gdy poziom wody w zbiorniku będzie maksymalny, albo gdy wystąpi awaria w układzie polegająca na wyzwoleniu któregokolwiek z wyłączników silnikowych. 9
Rys. 23.7. Plan stanowiska laboratoryjnego [23.5]: - przyciski zwierne (zielone) - przyciski rozwierne (czerwone) 10
Przycisk STOP pozwala na natychmiastowe wyłączenie pracujących maszyn niezaleŝnie od wybranego trybu pracy. Obwód siłowy stanowiska laboratoryjnego jest przedstawiony na rysunku 23.8. Stanowisko laboratoryjne jest zasilane przez wyłącznik instalacyjny Q01. Poszczególne silniki są załączane stycznikami K1 lub K2, a ich obwody są zabezpieczone wyłącznikami silnikowymi Q1 oraz Q2. Napięcie sterownicze zasilające między innymi przekaźniki programowalne easy jest zapewnione przez zasilacz 230V/24V DC. Przełącznik PW słuŝy do wyboru panelu, który ma być aktualnie zasilany. Po obu stronach przełącznika znajdują się Ŝółte diody (rys.23.7), informujące o obecności napięcia sterownicza w danym panelu. Rys.23.8. Obwód siłowy stanowiska laboratoryjnego [23.5] 11
Na rysunku 23.9 przedstawiono schemat elektryczny PANELU 1. Lampka H0P1 sygnalizuje obecność napięcia sterowniczego w tym panelu Zamontowany na panelu wyświetlacz wielofunkcyjny MFD-Titan składa się z trzech modułów: - wyświetlacza MFD-80-B, - modułu jednostki centralnej i zasilania MFD-CP8-NT, - modułu wejść/wyjść MFD-R16. Rys. 23.9. Schemat obwodu sterowniczego PANELU 1 : I1.I7 wejścia przekaźnika, P1 P4 przyciski zwierne (zielone), P5 P6 przyciski rozwierne czerwone), Q1 Q4 wyjścia przekaźnika, H1 H4 lampki sygnalizujące stan wyjść, F1 zabezpieczenie nadprądowe przekaźnika, HP01 sygnalizacja zasilania panelu [23.5]. 12
Na rysunku 23.10 przedstawiono schemat połączeń elektrycznych PANELU 2. Sercem całego układu jest przekaźnik programowalny easy819-dc-rc, do którego wejść podłączone są następujące elementy: - I1 -> R/A - przełącznik wyboru tryby pracy ręczna/automatyczna, - I2 -> P1 - przycisk uruchamiający silnik M1 w trybie pracy ręcznej i załączający proces w trybie automatycznym, - I3 -> P2 - przycisk uruchamiający silnik M2 w trybie pracy ręcznej, - I4 -> STOP - przycisk wyłączający maszyny, - I7 -> P o - potencjometr słuŝący symulacji poziomu wody w zbiorniku. Podłączenie potencjometru do wejścia I7 (a nie np. do I5) jest związane z tym, Ŝe wejścia I7 i I8 oraz I11 i I12 mogą pracować równieŝ jako analogowe. Do załączania styczników K1 i K2 uŝyty został system połączeń SmartWire opracowany przez firmę Moeller. Z tego powodu cewki styczników nie są załączane bezpośrednio poprzez wyjścia przekaźnikowe easy, lecz są wysterowywane za pośrednictwem bramki SmartWire. Przekaźnik easy komunikuje się z interfejsem (bramką) SmartWire za pomocą sieci easynet. Do bramki podłączone są cewki styczników, pracujące w magistrali SmartWire. W systemie połączeń SmartWire stycznik oraz wyłącznik silnikowy PKZ są zamontowane na wspólnym adapterze i tworzą jeden moduł, a do jednej bramki moŝna podłączyć maksymalnie 16 takich modułów. Za pomocą systemu SmartWire moŝna nie tylko załączać poszczególne styczniki, lecz równieŝ otrzymuje się w ten sposób informację zwrotną o aktualnym połoŝeniu styków stycznika i wyłącznika silnikowego. Jest to duŝa zaleta tego systemu, gdyŝ w ten sposób oszczędza się liczbę potrzebnych we/wy przekaźnika. W klasycznych układach połączeń do wejść sterownika podłącza się osobno sygnały o połoŝeniu styków stycznika i wyłącznika, a jedno wyjście musiałoby być zarezerwowane do zasilania cewki stycznika. Do wyjść przekaźnika easy są podłączone lampki sygnalizujące: - awarię (H1), - bieŝący poziom wody w zbiorniku (H2 H6). Ze względu na ograniczoną liczbę wyjść przekaźnikowych easy800 (6 sztuk) diody sygnalizujące aktualnie pracującą maszyną (H7 oraz H8) są załączane poprzez styki pomocnicze NO styczników K1 bądź K2. Natomiast lampki informujące o aktualnie wybranym trybie pracy są zasilane poprzez styki przełącznika R/A (rys.10). Poza tym naleŝy jeszcze wspomnieć o lampce H02P, która sygnalizuje obecność napięcia na drugim panelu. 23.6. Program ćwiczenia 23.6.1. Zapoznanie się ze stanowiskiem laboratoryjnym oraz programem EasySoft-Pro Na początku zajęć naleŝy zapoznać się ze stanowiskiem laboratoryjnym. Następnie naleŝy uruchomić program Easy-Soft-Pro. Podstawowe informacje na temat obsługi tego oprogramowania zostały podane w pkt. 23.3. 13
Rys. 23.10 Schemat obwodu sterowniczego zasilającego PANELU 2: I1.I7 wejścia przekaźnika, R/A przełącznik wyboru trybu pracy układu, P1 - przycisk uruchamiający pompę 1 w trybie pracy ręcznej i załączający proces w trybie automatycznym, P2 przycisk uruchamiający pompę 2 w trybie pracy ręcznej, STOP przycisk wyłączający pompy, P o potencjometr regulacji poziomu wody w zbiorniku, Q1 Q6 wyjścia przekaźnika, H1 lampka sygnalizacyjna awarii, H2 H6 diody sygnalizacyjne poziomu wody w zbiorniku, HP02 sygnalizacja zasilania panelu, H7 lampka sygnalizacyjna pracy pompy 1, H8 lampka sygnalizacyjna pracy pompy 2, H9 H10 lampki sygnalizacyjne wyboru trybu pracy układu, F2 zabezpieczenie nadprądowe przekaźnika, F3 zabezpieczenie nadprądowe interfejsu Smart Wire, K1 K2 cewki styczników sterujących pompami 1 i 2. 14
23.6.2. Badanie funkcji samopodtrzymania Po włączeniu programu Easy-Soft-Pro naleŝy wybrać z menu Plik Otwórz pusty. Po kliknięciu na ikonę wyświetlacza nastąpi przejście do edytora schematów drabinkowych. Jeśli w oknie roboczym znajduje się juŝ jakiś program wówczas naleŝy go przy pomocy gumki (rys.23.4) skasować i w jego miejsce wprowadzić schemat drabinkowy przedstawiony na rysunku 23.5 oraz przesłać go do pamięci sterownika zgodnie z przedstawionym w pkt. 23.3.3 algorytmem postępowania. W celu prawidłowego funkcjonowania tej aplikacji naleŝy na tablicy następująco podłączyć wejścia/wyjścia MFD- Titan: przycisk P1 (zielony) wejście I01, przycisk P2 (zielony) wejście I02, przycisk P5 (czerwony) wejście I05, przycisk P6 (czerwony) wejście I06, wyjście Q01 lampka nr 1, wyjście Q02 lampka nr 2. Po sprawdzeniu wykonanej aplikacji moŝna jeszcze otworzyć przygotowany plik z tym samym programem zawierający dodatkowo wizualizację. W tym celu naleŝy wybrać z menu Plik Otwórz pierwszy. Po przesłaniu tej aplikacji do sterownika MFD-Titan moŝna obserwować ekran wyświetlacza, na którym znajdują się informacje o aktualnym stanie wyjść. 23.6.3. Sprawdzanie działania licznika dwukierunkowego Na początku naleŝy wczytać zapisany na dysku program, który posłuŝy do badania licznika. W tym celu naleŝy wybrać z menu Plik Otwórz licznik i następnie kliknąć dwukrotnie na ikonę wyświetlacza, aby przejść do edytora schematów drabinkowych. W tym miejscu moŝna się zapoznać z programem, a następnie przesłać go do pamięci sterownika. Jeśli wszystko zostało wykonane prawidłowo to wówczas wciskając przycisk P1 nastąpi zwiększenie bieŝącej wartości licznika o 1, przycisk P2 będzie słuŝył do jej zmniejszania, a przycisk P3 do zerowania aktualnej wartości licznika. BieŜącą sytuację moŝna oglądać na ekranie wyświetlacza MFD-Titan. Gdy wartość licznika osiągnie ustawiony górny próg, wówczas dalsze jej zwiększanie będzie nie moŝliwe i zostanie to zasygnalizowane poprzez zaświecenie się lampki podłączonej do wyjścia Q01. Będący obiektem badań w tym ćwiczeniu licznik jest bardzo często wykorzystywany w róŝnego rodzaju programach sterowania. MoŜe on w nich zajmować się np. zliczaniem obiektów przechodzących przez ciąg technologiczny, czy teŝ kontrolowaniem liczby wjeŝdŝających i wyjeŝdŝających samochodów z automatycznego parkingu. W celu prawidłowego funkcjonowania tej aplikacji naleŝy następująco podłączyć wejścia/wyjścia MFD-Titan: przycisk P1 (zielony) wejście I01, przycisk P2 (zielony) wejście I02, przycisk P3 (zielony) wejście I03. Wyjście O01 dowolna lampka 15
23.6.4. Modelowanie rozruchu gwiazda/trójkąt W pierwszym kroku trzeba wczytać zapisany na dysku program, który posłuŝy do modelowania rozruchu /Y. W tym celu naleŝy wybrać z menu Plik Otwórz rozruch i następnie kliknąć dwukrotnie na ikonę wyświetlacza, aby przejść do edytora schematów drabinkowych. Po zapoznaniu się ze schematem moŝna go przesłać do sterownika, a następnie sprawdzić jego działanie. Program /Y umoŝliwia zmianę jasności ekranu wyświetlacza, za pomocą umieszczonych na obudowie wyświetlacza przycisków góra/dół, oraz ustawienie czasu t 1 (czas po którym nastąpi umowne przełączenie uzwojeń) realizowane przez przyciski lewo/prawo. Załączenie układu nastąpi po wciśnięciu przycisku zwiernego P1, a wyłączenie po wciśnięciu przycisku P5. W celu prawidłowego funkcjonowania tej aplikacji naleŝy następująco podłączyć wejścia/wyjścia MFD-Titan: przycisk P1 (zielony) wejście I01, przycisk P5 (czerwony) wejście I02, wyjście Q01 lampka nr1, wyjście Q02 lampka nr2, wyjście Q03 lampka nr3. 23.6.5. Modelowanie układu sterowania kaskadowego transporterami taśmowymi NaleŜy wybrać z menu programu Plik Otwórz tasma i następnie kliknąć dwukrotnie na ikonę wyświetlacza, aby przejść do edytora schematów drabinkowych. Zadaniem tego programu jest symulacja pracy transportera taśmowego, który składa się z trzech taśmociągów. Są one załączane w kolejności I. II. III. taśmociąg. Po inicjacji pierwszego taśmociągu załączanie kolejnych następuje automatycznie po ustawionej zwłoce czasowej, która w tym konkretnym przypadku wynosi 5s. Naturalnie ich wyłączenie takŝe będzie realizowane w odpowiedniej kolejności, gdy podany zostanie sygnał na wyłączenie. Załączenie pracy transportera nastąpi po wciśnięciu przycisku P1, a wyłączenie po wciśnięciu P5. Dodatkowo w układzie wykorzystany jest równieŝ przycisk P6, który udaje wyłącznik bezpieczeństwa. Jego wciśnięcie spowoduje natychmiastowe wyłączenie wszystkich pracujących taśmociągów. Na ekranie wyświetlacza moŝna obserwować, który z taśmociągów aktualnie pracuje. W celu prawidłowego funkcjonowania tej aplikacji naleŝy następująco podłączyć wejścia/wyjścia MFD-Titan: przycisk P1 (zielony) wejście I01, przycisk P5 (czerwony) wejście I05, przycisk P6 (czerwony) wejście I06, wyjście Q01 lampka nr1, wyjście Q02 lampka nr2, wyjście Q03 lampka nr3. 16
23.6.6. Tworzenie własnych aplikacji Po zrealizowaniu przez grupę wszystkich opisanych powyŝej zadań naleŝy wykonać aplikację zadaną przez prowadzącego. 23.7. Sposób opracowania wyników W sprawozdaniu naleŝy opisać wykonywane w trakcie ćwiczenia czynności. Ponadto sprawozdanie powinno zawierać wszystkie schematy drabinkowe jakie były realizowane w pierwszej części zajęć przy Panelu 1. Dodatkowe wymagania dotyczące sprawozdania określa prowadzący. 23.8. Literatura [23.1] Kasprzyk J.: Programowanie sterowników przemysłowych WNT, Warszawa 2006. [23.2] Przekaźniki programowalne easy 500 i easy 700. Podręcznik uŝytkownika. MOELLER ELECTRIC SP.Z O.O. [23.3] Instrukcja obsługi easy800. Przekaźniki programowalne. Wydanie 2002 (wersja elektroniczna) Moeller GmbH [23.4] easy i MFD Titan w praktyce - Przykłady aplikacji dla przekaźnika programowalnego easy. MOELLER ELECTRIC SP.Z O.O [23.5] Kociołek K.: Zastosowanie przekaźników programowalnych easy w instalacjach elektrycznych, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny, InŜynierska praca dyplomowa, Wrocław 2009r. 17