Esimerkki tavarahissin sähköpiirin päivittämisestä ohjelmoitavalla ohjaimella (PLC)

Viime aikoina aihe teknologisten prosessien automatisoinnista ohjelmoitavilla ohjaimilla (PLC) on tullut yhä suositummaksi. Tästä huolimatta Internetissä on hyvin vähän käytännön artikkeleita, joissa on todellisia esimerkkejä näiden PLC-ohjelmoinnista. Tämä aihe on erittäin mielenkiintoinen, koska se on sähkölaitteiden, elektroniikan ja ohjelmoinnin risteyksessä. PLC-ohjelmien kirjoittamisen oppiminen on mahdollista ilman edes niitä. Emulointitila, joka on saatavana kaikissa nykyaikaisissa ohjelmistopaketeissa, auttaa tässä paljon.

Tässä artikkelissa esitän esimerkin relelaitteisiin (käynnistimet, releet) rakennetun sähköpiirin kääntämisestä ohjelmaan, joka toimii ohjaimessa. Minun on sanottava heti, että tämä on vain pieni koulutusprojekti, eikä se teeskentele selittävän muuta kuin vain selittävän PLC-ohjelmoinnin perusperiaatteita konkreettisella esimerkillä.

Rahtirele

Tämän projektin alkuperäinen kaavio on suhteellisen yksinkertainen tavarahissin (tavarahissin) järjestelmä, jolla kahdella kerroksella ohjataan vipua. Kaavio on esitetty alla olevassa kuvassa.

Kunnan sähköinen nostin, jossa on yksi moottori kahdessa pysähdyksessä

Piirissä on vain yksi moottori, joka nostaa ja laskee hissiä kahden kerroksen välillä. Tämä on käännettävä kolmivaiheinen asynkronimoottori, jossa vaiheen roottori on 380 V. Käynnistysvastukset ja kolmen sähkömagneettisen käynnistimen kosketimet on kytketty moottorin roottoriin, jolloin moottori voidaan käynnistää 3 vaiheessa. Tämä ratkaisu antaa moottorin käynnistyksen yhteydessä vähentää käynnistysvirtaa ja lisätä käynnistysmomenttia.

Moottorin käynnistys automatisoidaan kolmella kiihdytysreleellä (1RU - 3RU). Nämä ovat tavanomaisia ​​24 voltin tasavirta-ajastimia. Heidän voimaansa on askelmuuntava muuntaja ja tasasuuntaajan.

Kolmivaiheinen sähkömagneettinen jarru on kytketty moottorin napoihin, jotka moottoriin kytkettäessä jarruttavat sen akselia, ja kun jännite katoaa, moottorin akseli kiinnitetään välittömästi ja kiinnitetään kiinteään asentoon.

Moottorin peruutus käyttämällä kahden sähkömagneettisen käynnistimen koskettimia (kaavioissa B ja H). Virta piiriin syötetään katkaisijan (piirissä - WU) ja virrankatkaisijan (1A) kautta.

Hissin sisällyttäminen työhön on mahdollista vain jännityksen ollessa läsnä. Sitä ohjaa jänniterele (PH), joka sijaitsee piirin vasemmalla puolella. On myös pistorasioita ja soittokello, jotka voidaan kytkeä päälle mistä tahansa sivustosta soittaaksesi johtimeen.

Akselin ja ohjaamon ovet avautuvat ja sulkeutuvat käsin. Hissiä ohjataan vipukytkimellä kolmeen asentoon - "Ylös", "Alas" ja "Nolla".

Kun kahva siirretään johonkin ääriasentoon, hissi alkaa liikkua ja kun haluttu lattia saavutetaan, kahva siirretään mekaanisesti "nolla" -asentoon. Tässä tapauksessa kytkinpiirin koskettimet rikkoutuvat, käynnistyskäämi on katkaistu, moottori irrotettu verkosta, roottorin piirin koskettimet avautuvat ja hissi pysähtyy. Sen jälkeen voit aloittaa hissin liikkeen vastakkaiseen suuntaan.

Tavarahissit kuuluvat riskialttiisiin laitteisiin ja sen piirissä (kuten minkä tahansa hissin kaavioissa) on suuri määrä erilaisia ​​lukituksia rajakytkinkoskettimet ja erilaisten suojalaitteiden koskettimet.

Tässä kaaviossa nämä ovat laukaisukytkimiä, jotka ohjaavat matkustamon ovien sulkemista, akselit ala- ja ylemmissä kerroksissa, ohjaamon nostamista ja laskemista työskentelevän ylä- ja alavyöhykkeen yläpuolella, "nostoköysien löysien" kontaktit, jotka avautuvat, kun kaapeli heikkenee tai löystyy. hissihytti, nopeudenrajoittimen, sieppaimen ja kaapelikiristimen koskettimet. Yhteensä - 14 erillistä anturia.

Kun jokin luetelluista koskettimista avautuu, hissimoottorin on välittömästi sammuva ja jarruva, siksi kaikki anturit, jänniterelekosketin ja ”General stop” -painike on kytketty sarjaan moottoria ohjaavien sähkömagneettisten toimilaitteiden kelapiiriin.

PLC-ohjelman luominen tavarahissille

Tehtävänä oli, että muuttamatta laitteessa mitään, periaatteessa hissin toiminta ja hallintalaitteet siirtävät sen piirin vanhentuneesta relenäkymästä vaihtoehtoon ohjelmoitavalla ohjaimella.

Ohjelmamuodon etuna asennuksen hallitsemiselle on, että tulevaisuudessa ohjelmaa voidaan haluttaessa helposti muokata, parantaa hissin ohjaamisen mukavuutta, muuttaa sen toiminnan logiikkaa ja parantaa sen toimivuutta. Mutta näihin toimiin on liitettävä muutos hissin mallissa ja muiden lisälaitteiden lisääminen piiriin. Versiossamme sellaista tehtävää ei asetettu.

Tässä tapauksessa on ehdotettu vaihtoehtoa tavarahissin sähkölaitteiden nykyaikaistamiseksi vaihtamalla sen ohjausjärjestelmää sellaisella lähestymistavalla, että esimerkiksi ehdottomasti mikään ei muuttuisi henkilöä, joka käyttää tällaista mekanismia.

Siksi tallennamme hissin pääohjauslaitteen - vipukytkimen ja jätämme asynkronisen moottorin vaiheroottorin kanssa sen kolmivaiheisella käynnistyksellä, vaikka haluamme silti korvata sen asynkronisella moottorilla, jolla on oravakoriroottori, joka kytketään päälle pehmeän käynnistimen kautta. Mutta toistaiseksi emme tee tätä, koska tämä ratkaisu yksinkertaistaa huomattavasti hissin sähköpiiriä, mikä ei ole kovin monimutkaista.

Joten, me jaamme järjestelmän neljään vyöhykkeeseen (katso hissijärjestelmä kuvassa).

Alueella 1 emme koske mihinkään, koska hän vastaa hissin äänipuhelusta ja valvoo jännitteen olemassaoloa piirissä. Vyöhyke 2 moottorin, sähkömagneettisen jarrun ja käynnistimien voimakoskettimien kanssa ei myöskään muutu. Kaikki vyöhykkeen 4 laitteet voidaan poistaa, koska ohjelmistojen ajastimet säätelevät kosketinten sisällyttämisjärjestystä moottorin roottoripiiriin sen käynnistyessä. Jäljellä oleva alue 3. Tärkein nykyaikaistaminen vaikuttaa tähän alueeseen.

Rekisterinpitäjänä otamme PLC-yrityksen Oinas. Ohjelma hänelle on kielellä CFC. Mielestäni tämä on sopivin kieli aloittelijoille. Hän on hyvin samanlainen funktionaalisten lohkojen kielelle VKKmutta omilla pienillä ominaisuuksillaan. Niin monet rakastavat toista suurta kieltä - tikkaiden kieli LD. Minulla ei ole mitään vastaan, mutta edelleen CFC Minusta on helpompaa koota ohjelma PLC: lle, joten käytin tätä kieltä, mutta täällä kaikki on kaikille. Kootaksemme käyttämämme ohjelma paketti CoDeSys 2.3.

Ohjelma on joukko toiminnallisia lohkoja (JA, TAI, EI, liipaisimet ja ajastimet). Tavarahissin työohjelma kielellä CFC:

Aluksi tarvitsemme lohkoja JA (elementti Ja). Elementin ulostulossa on looginen yksikkö (ohjelmassa -"TRUE") vasta kun loogiset yksiköt ovat myös kaikissa tuloissa. Jos edes yhden tulon tila eroaa yhtenäisyydestä, ulostulo nollataan nollaan (ohjelmassa - "FALSE").

Tämä elementti auttaa meitä järjestämään kaikki lukitus- ja turvakontaktiot (erilliset tulot), ja kuten muistat, niitä on 14 (ohjelmassa ne on merkitty nimellä SQ1 - SQ14). Lohkon tuloon JA yhdistämme myös jännitereleen koskettimen ja painikkeen "General stop" (SB1). Mukavuussyistä tein kaikki kontaktit 3 elementtiin JA, ja sitten yhdisti ne yhdeksi ketjuksi toisella.

Oletusarvoisesti lisättäessä ohjelmaan millä tahansa toiminnallisella yksiköllä on 2 tuloa. Jos sinun on lisättävä lisäsyöttö, osoita hiirellä lohkoon, paina sen oikeaa painiketta ja valitse "Estä tulo". Voit siis lisätä lohkoon tarvittavan määrän lisäsyöttöjä.

Vipukytkin on kytketty kahteen ohjaustuloon (ohjelmassa - "SA_verh" ja "SA_niz"). Kytkin kummassakin sen ääriasennossa toimittaa loogisen yksikön jommallakummalle RS laukaisee ("RS_verh" tai "RS_niz"). Liipaisin on käynnistyskelan analogia, jolla on estokosketin releen ohjauspiirissä.

Lähetä se käyttöön lähettämällä looginen yksikkö yhteyshenkilölle "SET"poistaa käytöstä - päälle"RESET". Liipaisulähtö "Q1"lähettää signaalin yhteen ohjaimen lähdöistä -"KM1" tai "KM2"johon on kytketty solenoidikelat. Käynnistimet kytkimet koskettavat ja ohjaavat moottoria.

Ohjelman kolmivaiheinen aloitus järjestetään painikkeella 2 ajastimet "TON". Kun käytetään loogista yksikköä ajastintuloon "IN"hän laskee syötteessä annetun ajan"PT"ja kytkee aikaviiveen ulostulon"Q"loogisesta nollasta yhteen. Sen jälkeen kun ensimmäinen ajastin (T1) laukaistaan ​​lähtöltä (Q) tulevalla signaalilla, aika alkaa laskea toisella ajastimella (T2) ja PT-tulossa määritetyn ajan kuluttua toinen ajastin lähettää loogisen yksikön myös ulostulolleen (Q). .

Ohjainten ulostuloihin (ohjelmassa - KM3, KM4 ja KM5) 3 sähkömagneettisen käynnistimen kelaa on kytketty. Ensimmäinen niistä käynnistyy heti, kun kytket KM1: n tai K: n päälleM2 ja yhdistää maksimaalisen vastuksen moottorin roottoriin, KM4 ja KM5 Kytke päälle ajastimella ja käynnistysvastuksen vuorotellen oikosulkuosalla. Moottorin käynnistyksen jälkeen kaikki kolme käynnistintä pysyvät päällä-asennossa.

elementti TAI (looginen TAI) Tarvittaessa yhden käynnistämiseksi samanaikaisesti kahdesta pääkäynnistimestä, osa piiristä, joka vastaa kolmivaiheisen moottorin käynnistyksestä, sisällytettiin työhön. Jos yhdessä elementin tuloissa on looginen yksikkö "TAI", looginen yksikkö lähetetään ulostulolleen, ts. sen toimimiseksi signaali missä tahansa sen sisääntulossa riittää.

Ajastimien ja ohjaimen lähtöjen välillä JA jollakin käänteisistä tuloista (tulopiiri). Tämän elementin looginen yksikkö ulostulossa näkyy vain, kun looginen yksikön signaali syötetään normaaliin tuloon ja looginen nolla käytetään käänteiseen.

Sama elementti, vain kahdella käänteisellä sisääntulolla, sijaitsee tulojen "SA_verh" ja "SA_niz" vieressä, vastaanottaen signaaleja vipukytkimestä. Tämä on välttämätöntä, jotta voidaan varmistaa, että kaikki lähtöjen käynnistimet kytketään pois päältä, kun kytkin palautetaan nolla-asentoon, kun sekä ylös että alas piirit ovat auki.

Jos tällaisen elementin tulossa on kaksi loogista nollia JA antaa loogisen yksikön elementin ulostulossa. Tämä signaali tulee ohjelman kautta liipaisimien tuloon "RESET", liipaisimet nollataan ja lähtöjen käynnistimet poistetaan käytöstä JA yhdellä käänteisellä syötöllä ajastimien ja lähtöjen välillä KM3 ja KM4 irrota nämä lähdöt ja vastaavasti irroita käynnistimet, jotka vastaavat roottorin piirin vastusten siirtämisestä moottorin ollessa pysäytettynä.

Käänteisen tulon tai ulostulon asettamiseksi hiiri on siirrettävä toimintolohkoon, valittava haluamasi tulo tai lähtö, painettava hiiren oikeaa painiketta ja valitsemalla "Käännä". Samoin mikä tahansa käänteinen tulo tai lähtö voidaan muuntaa normaaliksi.

elementtejä JA Numerot 5 ja 10 eivät salli moottorien "Ylös" ja "Alas" ajamisesta vastaavien käynnistimien kytkeytymistä samanaikaisesti päälle (suojaus oikosululta käynnistimien virtakoskettimissa, kun ne käynnistetään). Tämä ei ole mahdollinen tässä vipukytkimellä varustetussa järjestelmässä.Mutta koska tämän tyyppiset estokoskettimet olivat läsnä alkuperäisessä relepiirissä, päätettiin pitää ne PLC-ohjelmassa.

Ja lopuksi, on vielä tarjota sähkömoottori välitöntä sammutusta, kun avaat jotain tulossa olevista koskettimista. Liipaisimien läsnäolo piirissä ei mahdollista tätä aluksi. Jotta piiri toimisi oikein kaikissa hätätilanteissa (turvakoskettimien, laukaisinkytkinten, jänniterelekoskettimen tai ”General stop” -painikkeen laukaisu), piiri lisättiin kaksi elementtiketjua EI ja TAI (4 ja 7).

NOT-elementti edeltää loogista yksikköä tulossa loogiseen nollaan ulostulossa ja päinvastoin - nolla yksikön tuloon lähtöön. Voitko selittää, kuinka NOT- ja OR-ketjut toimivat ohjelmassa? Kirjoita kommentteihin.

CFC-ohjelman emulointi CoDeSys-ohjelmassa

Kun olet luonut ohjelman, voit tarkistaa sen CoDeSys emulointitilassa. Voit tehdä tämän valitsemalla "Emulointitila" "Online" -välilehdessä, napsauttamalla "Yhdistä" -painiketta ja asettamalla loogisen yksikön kaikkiin tuloihin - "TRUE", kirjoita nämä arvot ohjelmaan napsauttamalla"ctrl" + F7 ja napsauta F5 aloittaa.

Emulointitila sisäänCoDeSys:

Tulonvaihdon simulointi ("TRUE"Ja"FALSE") voit tarkastella piirien muutosta sinisellä (signaalipolku) ja lähtöjen tilan muutosta. Älä unohda kirjoittaa näitä arvoja ohjelmaan jokaisen tulotilan muutoksen jälkeen painamalla"ctrl" + F7. Poista emulointitila käytöstä napsauttamalla "Pysäytä", sitten "Katkaise yhteys" Online-välilehdellä ja poista valinta "Emulaatiotila".

johtopäätös

Haluan jälleen kerran huomata, että tämä projekti liittyi yksinomaan koulutustavoitteisiin, eikä sitä ole vielä testattu oikealla ohjelmoitavalla ohjaimella. Jos sinulla on kysyttävää ja mikä tahansa edellä mainituista ei ole selvä, kysy kommenteissa, yritän vastata niihin. Ja minulle on myös erittäin tärkeää saada vastaus kysymykseen - pitäisikö minun jatkaa artikkeleiden kirjoittamista tästä aiheesta? Yleisesti ottaen olen valmis kuuntelemaan rakentavia kommentteja ja ehdotuksia.