Ćwiczenie VIIN Konfiguracja i programowanie PLC Siemens SIMATIC S7 i panelu tekstowego w układzie sterowania napędami elektrycznymi Przebieg ćwiczenia 1. Rozpoznać elementy stanowiska (rys.1,2,3) i podłączyć układ silnika prądu stałego z 3 wyprowadzeniami (rys.4.) : niebieskim masa, czerwonym zał/wył, czarnym zmiana kierunku obrotów, do wybranych zacisków wyjściowych (Q0.0 Q0.5) sterownika PLC oraz zasilacza 24V DC. Do zacisków wejściowych sterownika (I0.0 I0.7) podłączono 8-pozycyjny symulator wejściowy przełączników dwupołożeniowych Zał/Wył. 2. Połączyć sterownik PLC z komputerem osobistym PC (kabel PC/PPI z interfejsem USB/RS485) oraz z panelem tekstowym TD200 (kabel TD/CPU- złącza 9-pin) za pomocą przełącznika Data Transfer Switch. Ustawić Data Transfer Switch w położeniu PC. 3. Po akceptacji prowadzącego włączyć zasilanie 230V AC komputera PC i sterownika PLC. 4. Uruchomić oprogramowanie Step7 Micro/WIN i skonfigurować łącze, a następnie przeprowadzić test transmisji danych pomiędzy komputerem i PLC. 5. PROGRAM TESTOWY (OBOWIĄZKOWY): Napisać i uruchomić program sterowania silnikiem za pomocą 8-pozycyjnego symulatora wejściowego przełączników dwupołożeniowych Zał/Wył.(patrz Zał.3) (bez wykorzystywania panelu tekstowego TD200.) Część 1. Przełącznik I0.0 włącza i wyłącza silnik. Przełącznik I0.1 zmienia kierunek obrotu wałka silnika. Część 2. Uruchomienie silnika jest możliwe po włączeniu 2 przełączników I0.x i I0.y., jeżeli I0.0 jest wyłączony Część 3. Uruchomienie silnika z opóźnieniem =.sek jest możliwe po włączeniu przełącznika I0.z, Część 4. Zmiana kierunku obrotów silnika z opóźnieniem =.sek jest możliwa po włączeniu przełącznika I0.w 6. Program zapisać i przesłać do PLC (opcja : Download) oraz zweryfikować działanie programu z prowadzącym zajęcia. Wydrukować, jeżeli jest to wersja do oceny (przy wydruku zaznaczyć tylko opcję: blok MAIN!!!). 7. Załadować przykładowy program sterowania PLC i wizualizacji pracy silnika za pomocą panelu TD200 - programtd200 z dysku twardego komputera, poprzez menu File - Step7 Micro/WIN.
8. Uruchomić wizard Text Display, który umożliwia konfigurację parametrów urządzenia TD. Można także użyć wizarda Text Display do modyfikacji istniejącej konfiguracji TD. W celu otwarcia wizarda Text Display: z menu poleceń wybierz Tools > Text Display Wizard. Po uruchomieniu Wizard Text Display wyświetla okno wstępne (rys.8). Postępując zgodnie z instrukcjami na ekranie Step7 Micro/WIN oraz założeniami do Programu 1, przeprowadzić konfigurację panela TD200 version 3.0 oraz dostosować program drabinkowy sterowania do następujących założeń. Program 1. i. Silnik uruchamia wybrany przycisk panelu Fx (x= 1-8). ii. Silnik można zatrzymać za pomocą przycisku panelu Fy (y= 1-8). iii. Zmiana kierunku obrotów silnika następuje po zmianie pozycji jednego z 8 przełączników symulatora wejść lub za pomocą przycisku panelu Fz (z= 1-8). iv. Silnik można uruchomić z opóźnieniem T sekund za pomocą przycisku panelu Fw (w= 1-8). v. Menu użytkownika (User Menu) panelu tekstowego powinno zawierać komunikat informujący o dacie, nazwie grupy i zespołu laboratoryjnego oraz listę obecnych. vi. W menu użytkownika panelu należy przygotować także komunikaty informujące o aktualnie ustawionym kierunku obrotów silnika. vii. Uruchomienie silnika powinno wygenerować na ekranie panelu alarm o treści uzgodnionej z prowadzącym zajęcia. viii. Zatrzymanie silnika powinno wygenerować na ekranie panelu alarm o treści uzgodnionej z prowadzącym zajęcia. 9. Program przesłać do PLC (opcja : Download), a następnie ustanowić połączenie między PLC i panelem TD200 (Data Transfer Switch w położeniu TD200 ) oraz zweryfikować działanie programu i wydrukować wersję do oceny (przy wydruku zaznaczyć tylko opcję: blok MAIN oraz blok DANYCH) Widoki sprzętu i schematy połączeń pokazano na rys. :1,2,3,4. Wydruki przykładowego Programu 1 pokazano na rys. : 11,12,13. Program 2. Propozycja własna zespołu laboratoryjnego. W sprawozdaniu należy : opisać stanowisko laboratoryjne, podać podstawowe parametry techniczne sterownika oraz panelu tekstowego, załączyć odpowiednie schematy ideowe, omówić procedurę konfiguracji panelu tekstowego TD 200, podać teksty przygotowanych komunikatów i alarmów, załączyć wydruki schematu drabinkowego (jak na rys.11), bloku danych (jak na rys.12) i tablicy symboli (jak na rys.13) oraz szczegółowy opis uruchomionego programu.
Rys.1. Panel tekstowy SIEMENS TD 200 3. 2 Rys. 2. Widok elementów stanowiska laboratoryjnego Panel tekstowy TD200 Silnik DC z przekaźnikiem PLC SIMATIC S7-200 Symulator wejściowy 8-poz. Zaciski układu sterowania silnikiem Wyjścia sterownika Q0,0 Q0,5 Pulpit przyłączeniowy Zasilacz 24V DC +/-
Rys. 3. Sterownik S7-200 CPU222 Sterownik z CPU-222 ma wbudowane 8 wejść dwustanowych oraz 6 wyjść dwustanowych. Wejścia (zaciski na dole) - do podłączenia 8 czujników - wejścia dwustanowe 24V/0V Wyjścia (zaciski na górze) - do podłączenia 6 elementów wykonawczych (styki przekaźników sterownika 5-30 VDC, 250 VAC, 2A) Przełącznik trybu pracy: - RUN (wykonywanie programu), - STOP (program nie jest wykonywany), - TERM (terminal - w tej pozycji przełącznika możliwa komunikacja sterownik - pogram Diody LED sygnalizujące stan CPU - SF - błąd systemowy (czerwona). - RUN - tryb pracy RUN (zielona), - STOP -tryb pracy STOP (żółta). Potencjometr analogowy służy do realizacji ustawień analogowych. Interfejs programatora - interfejs RS 485 z możliwością wyboru protokołu wymiany danych: - protokół PPI - 9600 bodów, Zasilanie czujników - zintegrowany zasilacz 24 V (20,4-28,8 V, 180 ma ) Zasilanie sterownika - 230V,50Hz
Rys.4. Schemat ideowy układu sterowania silnikiem prądu stałego DC 24V za pomocą sterownika S7-200 Rys.5. Schemat listwy wejściowej (input side) i wyjściowej (output side) sterownika S7-200 z CPU 222 AC/DC/RLY)
Rys.6. Połączenia sterownika z komputerem osobistym Rys.7. Otwieranie STEP-& Micro/WIN
Rys.8. Widok ekranu głównego oprogramowania STEP7-Micro/WIN a) z uruchomionym wizardem Text Disply, b) z początkiem programu drabinkowego i komentarzami do Programu 1.
Rys.9. Konfiguracja interfejsu komunikacyjnego S7-200
Rys.10. Przeprowadzenie pierwszego testu działania Laboratorium Mechatroniki IEPiM
Rys.11. Wydruk schematu drabinkowego przykładowego Programu 1.
Rys.12. Wydruk bloku danych przykładowego Programu nr.1. Rys.13. Tablica symboli Programu 1.
Pytania do ćwiczenia VII N 1. Scharakteryzować wejścia i wyjścia sterownika S7-200 2. Scharakteryzować funkcje jakie pełnią w schemacie drabinkowym PLC styki i cewki. Podać przykład gałęzi wraz komentarzem. 3. Co różni timery TON i TONR? Podać przykład aplikacji dla TONR. 4. Podać schemat aplikacyjny i omówić konfigurację timera TOF 5. Jaką funkcję pełni procedura MAIN programu kontrolującego aplikację ze sterownikiem S7-200. 6. Jaką rolę pełnią systemowe bity pamięci sterownika S7-200? 7. Omów budowę i przeznaczenie akumulatorów sterownika S7-200. 8. Na czym polega i jak można zrealizować podgląd stanu schematu drabinkowego sterownika w programie Step7- Micro/Win? 9. Omówić funkcje przycisków panelu tekstowego TD200 10. Omówić różnice pomiędzy alarmami i ekranami panelu tekstowego TD200. Na czym polega konfigurowanie alarmów i ekranów panelu TD200? 11. Scharakteryzować zmienne typu String panelu tekstowego. 12. Jakie informacje zawiera tablica symboli i blok danych programu PLC? 13. Narysować schemat drabinkowy uruchamiający silnik po włączeniu przełącznika I0.3 lub I0.7, przy czym przełącznik I0.7 uruchamia silnik z opóźnieniem =15 sek. 14. Podać wraz z komentarzami 2-gałęziowy program sterowania włączaniem i zmianą kierunku obrotów silnika DC dołączonego do wyjścia Q0.3 sterownika. 15. Omówić sposób wywoływania podprogramów w języku drabinkowym STEP7 Micro/WIN na przykładzie odczytu konfiguracji panelu tekstowego. 16. Podać przykład i omówić działanie instrukcji inwersji zawartości rejestru obrazu wejściowego procesu.