Un exemplu de modernizare a circuitului electric al unui elevator de marfă folosind un controler programabil (PLC)

Recent, tema automatizării diferitelor procese tehnologice cu ajutorul controlerelor programabile (PLC) a devenit tot mai populară. În ciuda acestui fapt, există foarte puține articole practice pe Internet cu exemple reale despre modul de programare a acestor automate. Acest subiect este foarte interesant, deoarece se află la joncțiunea echipamentelor electrice, electronice și de programare. Învățarea modului de a scrie programe PLC este posibilă fără să le aveți. Modul de emulare, disponibil în toate pachetele software moderne, ajută foarte mult la acest aspect.

În acest articol voi prezenta un exemplu de traducere a unui circuit electric construit pe dispozitive relee (startere, relee) într-un program care va funcționa pe controler. Trebuie să spun imediat că acesta este doar un mic proiect educațional și nu se preface să explice altceva decât să explice principiile de bază ale programării PLC cu un exemplu concret.

Releu releu de marfă

Schema inițială pentru acest proiect este o schemă relativ simplă a unui elevator de marfă (elevator de marfă) cu control al pârghiei pe două etaje. Diagrama este prezentată în figura de mai jos.

Ridicător de ridicare al circuitului electric electric cu un motor la două opriri

În circuit există un singur motor, care ridică și coboară ascensorul între două etaje. Acesta este un motor asincron trifazat reversibil cu rotor de fază de 380 V. Rezistențele de pornire și contactele a trei startere electromagnetice sunt conectate la rotorul motorului, permițând pornirea motorului în 3 etape. Această soluție permite în procesul de pornire a motorului să-și reducă curentul de pornire și să crească cuplul de pornire.

Pornirea motorului este automatizată folosind trei relee de accelerație (1RU - 3RU). Acestea sunt cronometre convenționale de 24 volți continuu. Pentru puterea lor există un transformator abandonat și redresor.

O frână electromagnetică cu bloc trifazat este conectată la bornele motorului, care, atunci când este aplicată tensiune pe motor, frânează arborele său, iar când tensiunea dispare, arborele motorului este fixat instantaneu și fixat într-o poziție fixă.

Revers motor folosind contacte a două startere electromagnetice (în diagrama B și H). Alimentarea la circuit este furnizată printr-un întreruptor (pe circuit - WU) și un întreruptor (1A).

Includerea în lucru a liftului este posibilă numai în prezența tensiunii. Este controlat de un releu de tensiune (PH), care este situat pe partea stângă a circuitului. Există, de asemenea, prize și un clopot care poate fi pornit de pe orice site pentru a apela la conductor.

Ușile arborelui și ale cabinei se deschid și se închid manual. Ascensorul este controlat cu ajutorul butonului de comandă în trei poziții - „Sus”, „Jos” și „Zero”.

Când mânerul este mutat într-una din pozițiile extreme, elevatorul începe să se miște și când se atinge podeaua dorită, mânerul este mutat mecanic în poziția "zero". În același timp, contactele din circuitul comutatorului sunt rupte, bobina de pornire este dezactivată, motorul este deconectat de la rețea, contactele din circuitul rotorului său se deschid și liftul se oprește. După aceea, puteți începe mișcarea liftului în direcția opusă.

Ascensorul de marfă aparține dispozitivelor cu risc ridicat și în circuitul său (ca în circuitele oricăror ascensoare) există un număr mare de interblocări diferite limita contactele întrerupătorului și contacte ale diferitelor dispozitive de protecție.

În această schemă, acestea sunt comutatoare de declanșare (capăt) care controlează închiderea ușilor cabinei, arbori de la etajele inferioare și superioare, ridicarea și coborârea cabinei deasupra zonelor superioare și inferioare de lucru, contactele „slăbirii frânelor de ridicare” care se deschid atunci când cablul este slăbit sau slăbit cabina elevatorului, contactele limitatorului de viteză, ale captatorului și ale tensionatorului de cablu. În total - 14 senzori discret.

Când se deschide oricare dintre contactele enumerate, motorul elevatorului trebuie să se oprească și să frâneze instantaneu, prin urmare, toți senzorii, contactul releului de tensiune și butonul „Oprire generală” sunt conectate în serie la circuitul bobinei a actuatoarelor electromagnetice care controlează motorul.

Crearea unui program PLC pentru un elevator de marfă

Sarcina a fost ca, fără a schimba nimic în dispozitiv, în principiu, funcționarea și comenzile liftului, să transfere circuitul său dintr-o vedere releu învechită la o opțiune folosind un controler programabil.

Avantajul formei programului pentru controlul instalației este că, în viitor, dacă se dorește, programul poate fi modificat cu ușurință, poate îmbunătăți comoditatea de a controla ascensorul, schimba logica funcționării sale și își poate îmbunătăți funcționalitatea. Dar aceste acțiuni trebuie să fie însoțite de o modificare a proiectării ascensorului și de adăugarea la circuit a altor dispozitive suplimentare. În versiunea noastră, o astfel de sarcină nu a fost pusă.

În acest caz, a fost propusă o opțiune de modernizare a echipamentelor electrice ale unui elevator de marfă prin schimbarea schemei sale de control cu ​​o astfel de abordare care, de exemplu, absolut nimic nu s-ar schimba pentru o persoană care operează un astfel de mecanism.

Prin urmare, vom salva dispozitivul principal de comandă pentru ridicare - comutatorul de pârghie și vom lăsa motorul asincron cu rotorul de fază cu pornirea sa în trei etape, deși am dori să îl înlocuim cu un motor asincron cu un rotor cu cuva veveriței, pornit prin intermediul starterului moale. Însă, deocamdată, nu vom face acest lucru, deoarece această soluție va simplifica foarte mult circuitul electric al liftului, ceea ce nu este foarte complicat.

Deci, vom împărți schema noastră în patru zone (a se vedea schema de ascensoare din figură).

În zona 1, nu vom atinge nimic, deoarece ea este responsabilă pentru apelul sonor al liftului și controlează prezența tensiunii în circuit. Zona 2 cu motorul, frâna electromagnetică și contactele de alimentare ale demarorului nu se modifică. Toate dispozitivele din zona 4 pot fi șterse, deoarece ordinea includerii contactelor în circuitul rotorului al motorului la pornirea acestuia va fi controlată de cronometrele software. Rămâne zona 3. Principala modernizare va afecta această anumită zonă.

În calitate de controlor, luăm compania de PLC Berbec. Programul pentru el va fi în limbă CFC. În opinia mea, acesta este cel mai convenabil limbaj pentru începători. El este foarte asemănător în limbajul blocurilor funcționale FBDdar cu propriile sale mici caracteristici. Atât de mulți iubesc o altă limbă grozavă - limba scării LD. Nu am nimic împotrivă, dar mai departe CFC Este mai convenabil pentru mine să compilez un program pentru PLC, așa că am folosit acest limbaj, dar aici totul este pentru toată lumea. Pentru a compila programul pe care îl utilizăm pachetul CoDeSys 2.3.

Un program este un set de blocuri funcționale (ȘI, SAU, NU, declanșatoare și cronometre). Programul de lucru al telescaunului în limbă CFC:

Initial vom avea nevoie de blocuri ȘI (element Și). La ieșirea elementului este o unitate logică (în program -"TRUE") numai când unitățile logice sunt de asemenea pe toate intrările. Dacă starea unui singur input diferă de unitate, atunci ieșirea este resetată la zero (în program - "FALS").

Acest element ne va ajuta să organizăm toate contactele de interblocare și contactele de siguranță (intrări discrete), iar după cum vă amintiți, există 14 dintre ele (în program sunt indicate sub numele SQ1 - SQ14). La intrarea blocului ȘI conectăm, de asemenea, contactul releului de tensiune și butonul "Oprire generală" (SB1). Pentru comoditate, am făcut toate contactele pe 3 elemente ȘIși apoi a folosit altul pentru a le combina într-un singur lanț.

În mod implicit, la adăugarea la program, orice unitate funcțională are 2 intrări. Dacă trebuie să adăugați o intrare suplimentară, trebuie să îndreptați blocul cu mouse-ul, apăsați butonul din dreapta al acestuia și selectați „Intrare bloc”. Astfel, puteți adăuga orice număr necesar de intrări suplimentare la bloc.

Comutatorul de manetă este conectat la două intrări ale controlerului (în program - „SA_verh” și „SA_niz”). Un comutator în fiecare dintre cele două poziții extreme furnizează o unitate logică uneia dintre cele două RS declanșatoare („RS_verh” sau „RS_niz”). Un declanșator este un analog al unei bobine de pornire cu un contact de blocare într-un circuit de control al releului.

Pentru a-l activa, trimiteți unitatea logică la contact "SET"dezactivare - pornit"RESET". Ieșire de declanșare "Q1"transmite un semnal la una dintre ieșirile controlerului -"KM1" sau "KM2"la care sunt conectate bobine de solenoide. Starterele schimbă contactele și controlează motorul.

Începerea în trei etape a programului este organizată folosind 2 cronometre "TON". Când aplicați o unitate logică la intrarea cu cronometru "ÎN"el numără timpul acordat la intrare"PT"și comută ieșirea cu întârziere de timp"Q"de la zero logic la unu. După ce primul timer (T1) este declanșat de un semnal de la ieșirea sa (Q), timpul începe să conteze pe al doilea cronometru (T2) și după un timp specificat la intrarea PT, al doilea cronometru trimite și o unitate logică la ieșirea sa (Q) .

La ieșirile controlorului (în program - KM3, km4 și KM5) Sunt conectate 3 bobine de starter electromagnetic. Primul dintre ele se activează imediat când porniți KM1 sau KM2 și conectează rezistența maximă la rotorul motorului, km4 și KM5 porniți prin cronometru și alternativ cu o scurtcircuit parte a rezistenței de pornire. După pornirea motorului, toate cele trei dispozitive de pornire rămân pe poziția pornită.

element SAU (OR logic) necesare pentru pornirea simultană a unuia dintre cele două startere principale, partea din circuit responsabilă pentru pornirea motorului în trei etape a fost inclusă în lucrare. Dacă există o unitate logică la una dintre intrările elementului "SAU", o unitate logică este transmisă la ieșirea sa, adică un semnal la oricare dintre intrările sale este suficient pentru funcționarea sa.

Între cronometre și ieșirile controlerului ȘI cu una dintre intrările inverse (cercul de intrare). Pentru acest element, o unitate logică la ieșire apare numai atunci când un semnal de unitate logică este aplicat la o intrare normală și un zero logic se aplică la una inversă.

Același element, numai cu două intrări inverse este situat lângă intrările „SA_verh” și „SA_niz”, primind semnale de la comutatorul pârghiei. Acest lucru este necesar pentru a vă asigura că toate starterele de la ieșiri sunt oprite atunci când comutatorul revine la poziția zero, atunci când ambele circuite sus și jos sunt deschise.

Dacă la intrarea unui astfel de element există două zerouri logice ȘI dă o unitate logică la ieșirea elementului. Acest semnal vine prin program la introducerea de declanșatoare "RESET", declanșatoarele sunt resetate la zero și starterele de la ieșiri sunt dezactivate. Elemente ȘI cu o intrare inversă între cronometre și ieșiri KM3 și km4 deconectați aceste ieșiri și, în consecință, deconectați motoarele de pornire responsabile de împiedicarea rezistențelor din circuitul rotorului atunci când motorul este oprit.

Pentru a seta o intrare sau ieșire inversă, trebuie să mutați mouse-ul în blocul funcțional, selectați intrarea sau ieșirea dorită, apăsați butonul din dreapta al mouse-ului și selectați „Invertire”. În mod similar, orice intrare sau ieșire inversă poate fi convertită la normal.

element ȘI Numerele 5 și 10 nu permit pornirea responsabilă cu conducerea motoarelor „Sus” și „Jos” în același timp (protecție împotriva scurtcircuitului în contactele de alimentare ale starterelor în timp ce le pornesc). Deși în această schemă cu un comutator de pârghie, acest lucru nu este posibil.Dar, deoarece contactele de blocare de acest tip erau prezente în circuitul de releu original, s-a decis păstrarea lor în programul pentru PLC.

Și în sfârșit, rămâne să asigurați oprirea instantanee a motorului electric la deschiderea oricărui contact la intrare. Prezența declanșatoarelor în circuit nu a permis realizarea inițială a acestui lucru. Pentru ca circuitul să funcționeze corect în orice urgență (declanșarea contactelor de siguranță, contactele întrerupătorilor de declanșare, contactul releului de tensiune sau butonul „Oprire generală), a fost adăugat un circuit două lanțuri de elemente NU și SAU (4 și 7).

Elementul NOT precedă unitatea logică de la intrare la zeroul logic la ieșire și invers - zero la intrare la unitatea la ieșire. Puteți explica cum funcționează lanțurile de la NU și OR în program? Scrieți în comentarii.

Emulația programului CFC în CoDeSys

După crearea programului, îl puteți verifica CoDeSys în modul de emulare. Pentru a face acest lucru, selectați "Modul de emulare" în fila "Online", faceți clic pe butonul "Conectați", apoi setați unitatea logică la toate intrările - "TRUE", scrieți aceste valori în program făcând clic pe"Ctrl" + F7 și faceți clic pe F5 a începe.

Mod de emulare înCoDeSys:

Simularea comutării de intrare ("TRUE„Și“FALS") puteți privi schimbarea circuitelor în albastru (calea semnalului) și modificarea stării ieșirilor. După fiecare modificare a stării de intrare, nu uitați să scrieți aceste valori programului apăsând"Ctrl" + F7. Pentru a dezactiva modul de emulare, faceți clic pe „Stop”, apoi „Deconectați” din fila „Online” și debifați „Modul de emulare”.

concluzie

Încă o dată, vreau să notez că acest proiect a fost legat exclusiv de obiectivele educaționale și nu a fost încă testat pe un controler programabil real. Dacă aveți întrebări și oricare dintre cele de mai sus nu este clar, întrebați în comentarii, voi încerca să le răspund. Și este foarte important pentru mine să obțin un răspuns la întrebare - ar trebui să continui să scriu articole pe acest subiect? În general, sunt gata să ascult orice comentarii și sugestii constructive.