Satu contoh menaik taraf litar elektrik lif yang menggunakan pengawal program (PLC)

Baru-baru ini, topik automasi pelbagai proses teknologi yang menggunakan pengawal diprogram (PLC) telah menjadi semakin popular. Walaupun begitu, terdapat beberapa artikel praktikal di Internet dengan contoh sebenar bagaimana untuk memprogramkan PLC ini. Topik ini sangat menarik, kerana ia berada di persimpangan peralatan elektrik, elektronik dan pengaturcaraan. Belajar bagaimana untuk menulis program PLC adalah mungkin tanpa memilikinya. Mod emulasi, yang tersedia dalam semua pakej perisian moden, membantu banyak dengan ini.

Dalam artikel ini saya akan menunjukkan contoh menerjemahkan litar elektrik yang dibina pada peranti geganti (permulaan, relay) ke dalam program yang akan berfungsi pada pengawal. Saya harus mengatakan segera bahawa ini hanyalah sebuah projek pendidikan kecil dan tidak berpura-pura menjelaskan apa-apa yang lebih daripada sekadar menjelaskan prinsip-prinsip asas pemrograman PLC dengan contoh konkrit.

Relay Relay Freight

Skim awal untuk projek ini adalah skim yang agak sederhana dari lif pengangkutan (lift barang) dengan kawalan tuas di atas dua tingkat. Gambar rajah ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Kerusi angkat elektrik perbandaran dengan satu enjin di dua perhentian

Terdapat hanya satu enjin di litar, yang menimbulkan dan menurunkan lif antara dua tingkat. Ini adalah motor tak segerak tiga fasa yang boleh diterbalikkan dengan pemutar fasa 380. Bermula perintang dan kenalan dari tiga permulaan elektromagnet disambungkan kepada pemutar enjin, membolehkan enjin dimulakan dalam 3 peringkat. Penyelesaian ini membolehkan proses memulakan enjin untuk mengurangkan arus permulaan dan meningkatkan tork bermula.

Permulaan enjin adalah automatik menggunakan tiga relay pecutan (1RU - 3RU). Ini adalah pemasa DC 24 volt konvensional. Untuk kuasa mereka ada pengubah langkah ke bawah dan penerus.

Satu brek elektromagnet blok tiga fasa disambungkan ke terminal motor, yang, apabila voltan digunakan pada motor, brek aci, dan apabila voltan itu hilang, aci motor segera diapit dan dipasang pada kedudukan tetap.

Enjin terbalik menggunakan kenalan dua permulaan elektromagnetik (dalam rajah B dan H). Kuasa ke litar dibekalkan melalui pemutus litar (pada litar - WU) dan pemutus litar (1A).

Kemasukan dalam kerja lif adalah mungkin hanya dengan kehadiran ketegangan. Ia dikawal oleh relay voltan (PH), yang terletak di sebelah kiri litar. Terdapat juga soket dan loceng yang boleh dihidupkan dari mana-mana tapak untuk memanggil konduktor.

Pintu poros dan teksi dibuka dan ditutup secara manual. Lif dikawal menggunakan suis tuas ke tiga kedudukan - "Up", "Down" dan "Zero".

Apabila pemegang dipindahkan ke salah satu kedudukan yang melampau, lif mula bergerak dan apabila lantai yang dikehendaki dicapai, pemegangnya secara mekanik berpindah ke posisi "Zero". Pada masa yang sama, kenalan dalam litar suis dipecahkan, gegelung pemula tidak bertenaga, enjinnya terputus dari rangkaian, kenalan dalam litar pemutarnya terbuka dan berhenti lif. Selepas itu, anda boleh memulakan pergerakan lif ke arah yang bertentangan.

Lif pengangkutan tergolong dalam peranti berisiko tinggi dan dalam litarnya (seperti dalam skema mana-mana lif) terdapat sejumlah besar interlocks yang berbeza hadkan suis kenalan dan kenalan pelbagai peranti pelindung.

Dalam skema ini, ini adalah perjalanan (akhir) suis yang mengawal penutup pintu kabin, aci di tingkat bawah dan atas, menaikkan dan menurunkan kabin di atas zon atas dan bawah yang bekerja, kenalan "kendur tali angkat" yang terbuka apabila kabel dilemahkan atau dilonggarkan kabin Lif, kenalan kelajuan limiter, penangkap dan ketegangan kabel. Secara keseluruhan - 14 sensor diskret.

Apabila mana-mana kenalan yang disenaraikan dibuka, motor lif mesti segera dimatikan dan brek, oleh itu semua sensor, geganti relay voltan dan butang "General stop" disambungkan secara bersiri ke litar gegelung penggerak elektromagnet yang mengawal enjin.

Mewujudkan program PLC untuk lif pengangkutan

Tugasnya adalah tanpa mengubah apa-apa dalam peranti, pada dasarnya, operasi dan kawalan lif, memindahkan litarnya dari pandangan relay ketinggalan zaman kepada pilihan menggunakan pengawal diprogram.

Kelebihan bentuk program untuk mengawal pemasangan adalah pada masa akan datang, jika dikehendaki, program ini boleh diubah suai dengan mudah, meningkatkan kemudahan pengendalian lif, mengubah logik operasi, dan meningkatkan fungsinya. Tetapi tindakan ini mesti disertakan dengan perubahan dalam reka bentuk lif dan penambahan peranti tambahan lain ke litar. Dalam versi kami, tugas seperti ini tidak ditimbulkan.

Dalam kes ini, satu pilihan telah dicadangkan untuk memodenkan peralatan elektrik lif dengan menukar skema kawalan dengan pendekatan sedemikian, contohnya, sama sekali tidak akan berubah bagi seseorang yang mengendalikan mekanisme tersebut.

Oleh itu, kami akan menyimpan peranti kawalan utama untuk lif - suis tuil dan meninggalkan motor asynchronous dengan pemutar fasa dengan permulaan tiga peringkat, walaupun kami masih mahu menggantikannya dengan motor asynchronous dengan rotor sangkar tupai, yang dihidupkan melalui starter lembut. Tetapi buat masa ini, kami tidak akan melakukan ini, kerana penyelesaian ini akan memudahkan penyejukan litar elektrik lif, yang tidak terlalu rumit.

Oleh itu, kami akan membahagikan skim kami kepada empat zon (lihat skim lif dalam angka).

Dalam zon 1, kita tidak akan menyentuh apa-apa, kerana dia bertanggungjawab untuk panggilan bunyi lif dan mengawal kehadiran voltan dalam litar. Zon 2 dengan motor, elektromagnet brek dan kenalan kuasa permulaan juga tidak berubah. Semua peranti dari zon 4 boleh dipadam, kerana urutan kemasukan kenalan dalam litar pemutar enjin apabila ia bermula akan dikawal oleh pemasa perisian. Kekal zon 3. Pemodenan utama akan menjejaskan zon tertentu ini.

Sebagai pengawal, kami mengambil syarikat ALC PLC. Program untuknya akan menjadi dalam bahasa Cfc. Pada pendapat saya, ini adalah bahasa yang paling mudah untuk pemula. Dia sangat serupa ke dalam bahasa blok berfungsi Fbdtetapi dengan ciri-ciri kecilnya sendiri. Begitu banyak cinta bahasa lain yang hebat - bahasa tangga LD. Saya tidak mempunyai apa-apa, tetapi pada Cfc Lebih mudah bagi saya untuk menyusun program untuk PLC, jadi saya menggunakan bahasa ini, tetapi di sini semuanya adalah untuk semua orang. Untuk menyusun program yang kami gunakan pakej itu CoDeSys 2.3.

Program adalah satu set blok berfungsi (DAN, ATAU, TIDAK, pencetus dan pemasa). Program kerja lif pengangkutan di dalam bahasa Cfc:

Pada mulanya kami memerlukan blok DAN (elemen Dan). Pada output unsur adalah unit logik (dalam program -"BENAR") hanya apabila unit logik juga pada semua input. Jika keadaan walaupun satu input berbeza dari perpaduan, maka output diset semula ke sifar (dalam program - "Salah").

Elemen ini akan membantu kita mengatur semua hubungan kenalan dan keselamatan yang bersambung (input diskrit), dan sebagaimana yang anda ingini, terdapat 14 dari mereka (dalam program yang ditunjukkan oleh mereka di bawah nama SQ1 - SQ14). Kepada input blok DAN kami juga menyambungkan geganti voltan dan butang "General stop" (SB1). Untuk kemudahan, saya membuat semua kenalan pada 3 elemen DAN, dan kemudian digunakan lagi untuk menggabungkannya menjadi satu rantaian.

Secara lalai, apabila menambah kepada program, setiap unit berfungsi mempunyai 2 input. Jika anda perlu menambah input tambahan, anda perlu menunjuk pada blok dengan tetikus, tekan butang kanan di atasnya dan pilih "Blok input". Oleh itu, anda boleh menambah bilangan input tambahan yang diperlukan untuk blok tersebut.

Suis tuil disambungkan kepada dua input pengawal (dalam program - "SA_verh" dan "SA_niz"). Satu suis dalam setiap dua kedudukan melampau membekalkan satu unit logik kepada salah satu daripada kedua-dua RS pencetus ("RS_verh" atau "RS_niz"). Punca adalah analog gegelung pemula dengan sentuhan menyekat dalam litar kawalan geganti.

Untuk membolehkannya, serahkan unit logik kepada kenalan "SET"untuk mematikan"RESET". Mencetuskan output "Q1"menghantar isyarat kepada salah satu output pengawal -"KM1" atau "KM2"yang mana bersambung gegelung solenoid. Pemula menukar kenalan dan mengawal motor.

Permulaan tiga peringkat dalam program dianjurkan menggunakan 2 pemasa "TON". Apabila memohon unit logik kepada input pemasa "IN"dia mengira masa yang diberikan pada input"PT"dan menukar output kelewatan masa"QSelepas pemasa pertama (T1) dicetuskan oleh isyarat dari output (Q), masa mula dikira pada pemasa kedua (T2) dan selepas masa yang ditentukan pada input PT, pemasa kedua juga menghantar unit logik kepada output (Q) .

Untuk output pengawal (dalam program - KM3, KM4 dan KM5) 3 gegelung starter elektromagnet disambungkan. Yang pertama ialah dengan segera apabila anda menghidupkan KM1 atau KM2 dan menghubungkan rintangan maksimum kepada pemutar motor, KM4 dan KM5 dihidupkan oleh pemasa dan selalunya bahagian litar pintas rintangan permulaan. Selepas memulakan enjin, ketiga-tiga permulaan tetap berada di kedudukan.

Perkara ATAU (logik ATAU) diperlukan untuk secara serentak memulakan salah satu daripada dua permulaan utama, bahagian litar yang bertanggungjawab untuk permulaan enjin tiga peringkat dimasukkan ke dalam kerja. Sekiranya terdapat unit logik di salah satu input elemen "ATAU", unit logik ditransmisikan ke outputnya, iaitu, untuk operasinya, isyarat pada mana-mana inputnya sudah mencukupi.

Antara pemasa dan output pengawal DAN dengan salah satu input songsang (lingkaran input). Untuk elemen ini, unit logik pada output muncul hanya apabila isyarat unit logik digunakan pada input biasa, dan logik sifar dikenakan kepada songsang.

Elemen yang sama, hanya dengan dua input songsang terletak di sebelah masukan "SA_verh" dan "SA_niz", menerima isyarat daripada suis tuil. Ini adalah perlu bagi memastikan semua pemula pada output dimatikan apabila suis dipulangkan ke kedudukan sifar, apabila kedua-dua litar Up dan Down terbuka.

Sekiranya terdapat dua nol logik pada input unsur tersebut DAN memberikan unit logik pada output elemen. Isyarat ini datang melalui program ini untuk input pemicu "RESET", pemicu diset semula kepada sifar dan permulaan pada output dimatikan. Elemen DAN dengan satu input songsang antara pemasa dan output KM3 dan KM4 cabut output ini dan, dengan itu, cabut pemula yang bertanggungjawab untuk menghindari rintangan dalam litar pemutar apabila enjin dihentikan.

Untuk menetapkan input atau output songsang, anda perlu menggerakkan tetikus ke blok berfungsi, pilih input atau output yang dikehendaki, tekan butang kanan tetikus dan pilih "Balik". Begitu juga, sebarang input atau output songsang dapat ditukar kepada normal.

Item DAN Nombor 5 dan 10 tidak membenarkan pemula bertanggungjawab untuk memacu motor "Up" dan "Down" untuk menghidupkan pada masa yang sama (perlindungan terhadap litar pintas dalam hubungan kuasa pemula semasa menghidupkannya). Walaupun dalam skema ini dengan suis tuas, ini tidak mungkin.Tetapi sejak menyekat kenalan jenis ini hadir dalam litar relay asal, ia telah memutuskan untuk menyimpannya dalam program untuk PLC.

Dan akhirnya, ia tetap menyediakan penutupan segera motor elektrik apabila membuka mana-mana kenalan pada input. Kehadiran pemicu di litar tidak membenarkan ini dilakukan pada mulanya. Agar litar bekerja dengan betul dalam sebarang kecemasan (mencetuskan kenalan keselamatan, kenalan suis perjalanan, hubungan geganti voltan atau "Butang am"), litar telah ditambah dua rantaian unsur TIDAK dan ATAU (4 dan 7).

TIDAK unsur mendahului unit logik pada input ke sifar logik pada output dan sebaliknya - sifar pada input ke unit pada output. Bolehkah anda menerangkan bagaimana rantai dari TIDAK dan ATAU bekerja dalam program ini? Tulis dalam komen.

Emulasi program CFC di CoDeSys

Selepas membuat program, anda boleh menyemaknya CoDeSys dalam mod emulasi. Untuk melakukan ini, pilih "Mod Emulasi" dalam tab "Online", klik butang "Sambung", kemudian tetapkan unit logik kepada semua input - "BENAR", tulis nilai ini kepada program dengan mengklik"Ctrl" + F7 dan klik F5 untuk bermula.

Mod emulasi dalamCoDeSys:

Simulasi pensuisan input ("BENAR"dan"Salah"), anda boleh melihat perubahan litar dalam biru (jalur isyarat) dan perubahan dalam keadaan output.Selepas setiap perubahan dalam input keadaan, jangan lupa untuk menulis nilai-nilai ini ke program dengan menekan"Ctrl" + F7. Untuk melumpuhkan mod emulasi, klik "Berhenti", kemudian "Putuskan sambungan" pada tab "Dalam Talian" dan hapus tanda "Mod emulasi".

Kesimpulannya

Sekali lagi, saya ingin perhatikan bahawa projek ini berkaitan dengan matlamat pendidikan dan belum diuji pada pengawal program yang boleh diprogramkan. Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan dan mana-mana perkara di atas tidak jelas, tanya dalam komen, saya akan cuba menjawabnya. Dan ia juga sangat penting bagi saya untuk mendapatkan jawapan kepada soalan itu - sekiranya saya terus menulis artikel mengenai topik ini? Secara umum, saya bersedia mendengar apa-apa komen dan cadangan yang membina.