Ett exempel på uppgradering av den elektriska kretsen för en godshiss med hjälp av en programmerbar styrenhet (PLC)

Nyligen har ämnet för automatisering av olika tekniska processer med programmerbara styrenheter (PLC) blivit allt populärare. Trots detta finns det mycket få praktiska artiklar på Internet med verkliga exempel på hur man programmerar dessa PLC: er. Detta ämne är mycket intressant, för det är i korsningen mellan elektrisk utrustning, elektronik och programmering. Att lära sig att skriva PLC-program är möjligt utan att ens ha dem. Emuleringsläget, som finns i alla moderna programvarupaket, hjälper mycket med detta.

I den här artikeln kommer jag att visa ett exempel på att översätta en elektrisk krets byggd på reläenheter (startar, reläer) till ett program som fungerar på regulatorn. Jag måste genast säga att detta bara är ett litet utbildningsprojekt och inte låtsas förklara något mer än bara förklara de grundläggande principerna för PLC-programmering med ett konkret exempel.

Godsrelä Relä

Det ursprungliga schemat för detta projekt är ett relativt enkelt schema för en godshiss (godshiss) med spakstyrning över två våningar. Diagrammet visas i figuren nedan.

Kommunal elektrisk lyftanordning med en motor vid två stopp

Det finns bara en motor i kretsen, som lyfter och sänker hissen mellan två våningar. Detta är en reversibel trefas asynkron motor med en 380 V. fasrotor. Startmotstånd och kontakter från tre elektromagnetiska startar är anslutna till motorrotorn, vilket gör att motorn kan startas i tre steg. Denna lösning möjliggör i processen att starta motorn att minska startströmmen och öka startmomentet.

Motorstarten automatiseras med tre accelerationsreläer (1RU - 3RU). Dessa är konventionella 24 volt DC timers. För deras kraft finns en avvecklande transformator och likriktar.

En trefasblock, elektromagnetisk broms är ansluten till motoranslutningarna, som, när spänning anbringas på motorn, bromsar dess axel, och när spänningen försvinner, klämmes motoraxeln direkt och fixeras i ett fast läge.

Motorn bakåt med kontakter från två elektromagnetiska startar (i diagram B och H). Ström till kretsen tillförs via en effektbrytare (på kretsen - WU) och en effektbrytare (1A).

Införlivande i hissarbetet är endast möjligt i närvaro av spänning. Det styrs av ett spänningsrelä (PH), som finns på kretsens vänstra sida. Det finns också uttag och en klocka som kan slås på från valfri plats för att ringa ledaren.

Dörrarna på axeln och hytten öppnas och stängs manuellt. Hissen styrs med spaken till tre lägen - "Upp", "Ner" och "Noll".

När handtaget flyttas till ett av de extrema lägena börjar hissen att röra sig och när det önskade golvet uppnås flyttas handtaget mekaniskt till "Noll" -läget. Samtidigt bryts kontakterna i omkopplingskretsen, startspolen avbryts, motorn kopplas bort från nätet, kontakterna i rotorns krets är öppen och hissen stannar. Efter det kan du starta hissens rörelse i motsatt riktning.

Godshissen tillhör högriskanordningar och i dess krets (som i alla hissar) finns det ett stort antal olika låsningar gränslägeskontakter och kontakter med olika skyddsanordningar.

I detta schema är det här tur- (slut) -omkopplare som styr stängningen av hyttdörrarna, axlarna på nedre och övre våningen, höjning och sänkning av hytten ovanför de övre och nedre zonerna, kontakterna till "slack av hissreparna" som öppnas när kabeln försvagas eller lossas hissstuga, kontakter på hastighetsbegränsaren, fångaren och kabelsträckaren. Totalt - 14 separata sensorer.

När någon av de listade kontakterna öppnas måste hissmotorn omedelbart stängas av och bromsas, därför är alla sensorer, spänningsreläkontakten och knappen "Allmänt stopp" i serie anslutna till spolkretsen för de elektromagnetiska ställdonna som styr motorn.

Skapa ett PLC-program för en godshiss

Uppgiften var att utan att ändra någonting i anordningen, i princip drift och kontroller av hissen, överför dess krets från en föråldrad relävy till ett alternativ med en programmerbar styrenhet.

Fördelen med programformen för att styra installationen är att i framtiden, om så önskas, programmet lätt kan modifieras, förbättra bekvämligheten med att styra hissen, ändra logiken för dess drift och förbättra dess funktionalitet. Men dessa åtgärder måste åtföljas av en förändring i hissens utformning och tillägg av andra ytterligare enheter till kretsen. I vår version ställdes inte en sådan uppgift.

I detta fall har ett alternativ föreslagits att modernisera den elektriska utrustningen i en godshiss genom att ändra dess kontrollschema med en sådan strategi att till exempel absolut ingenting skulle förändras för en person som driver en sådan mekanism.

Därför sparar vi huvudkontrollen för hissen - spaken och lämnar den asynkronmotorn med fasrotorn med sin trestegs uppstart, även om vi skulle vilja ersätta den med en asynkronmotor med en ekorre-rotor, som är påslagen via den mjuka startaren. Men för tillfället kommer vi inte att göra detta, eftersom denna lösning kommer att förenkla den elektriska kretsen i hissen, vilket inte är särskilt komplicerat.

Så vi kommer att dela upp vårt schema i fyra zoner (se hissplanet i figuren).

I zon 1 kommer vi inte att beröra någonting, för hon ansvarar för hissens ljudsamtal och kontrollerar närvaron av spänning i kretsen. Zon 2 med motor, elektromagnetisk broms och kraftkontakter för startarna förändras inte heller. Alla enheter från zon 4 kan raderas, eftersom ordningen för att inkludera kontakter i motorns rotorkrets när den startar kommer att styras av mjukvarutimers. Förblir zon 3. Huvudmoderniseringen kommer att påverka just denna zon.

Som controller tar vi PLC-företaget Väduren. Programmet för honom kommer att vara på språket CFC. Enligt min mening är detta det bekvämaste språket för nybörjare. Han är väldigt lik till språket i funktionella block FBDmen med sina egna små funktioner. Så många älskar ett annat bra språk - stege språk LD. Jag har ingenting emot, men på CFC Det är bekvämare för mig att sammanställa ett program för PLC, så jag använde det här språket, men här är allt för alla. För att sammanställa programmet vi använder paketet CoDeSys 2.3.

Ett program är en uppsättning funktionella block (OCH, ELLER, INTE, triggers och timers). Arbetsprogrammet för godshissen på språket CFC:

Till en början kommer vi att behöva block OCH (element och). Vid utgången från elementet finns en logisk enhet (i programmet -"SANN") bara när logiska enheter också finns på alla ingångar. Om tillståndet för ens en ingång skiljer sig från enhet, återställs utgången till noll (i programmet - "FALSK").

Det här elementet hjälper oss att organisera alla sammankopplade kontakter och säkerhetskontakter (diskreta ingångar), och som ni kommer ihåg finns det 14 av dem (i programmet anges de under namnet SQ1 - SQ14). Till ingången till blocket OCH vi ansluter också kontakten till spänningsreläet och knappen "Allmänt stopp" (SB1). För enkelhets skull skapade jag alla kontakter på tre element OCHoch använde sedan en annan för att kombinera dem i en kedja.

Som standard har alla funktionsenheter 2 inputs när du lägger till programmet. Om du behöver lägga till en extra ingång måste du peka på blocket med musen, tryck på högerknappen på den och välj "Blocking input". Således kan du lägga till önskat antal ytterligare ingångar till blocket.

Spaken är ansluten till två styringångar (i programmet - "SA_verh" och "SA_niz"). En omkopplare i vart och ett av dess två extrema positioner levererar en logisk enhet till en av de två RS triggers ("RS_verh" eller "RS_niz"). En avtryckare är en analog av en startspole med en spärrkontakt i en relästyrkrets.

För att aktivera det, skicka den logiska enheten till kontakten "SET"att inaktivera - på"ÅTERSTÄLLA". Trigger-utgång "Q1"sänder en signal till en av styrutgångarna -"KM1" eller "KM2"till vilka är anslutna magnetventil. Startar växlar kontakter och styr motorn.

Trestegsstarten i programmet organiseras med hjälp av 2 timrar "TON". När du använder en logisk enhet på timeringången "IN"han räknar den tid som ges vid ingången"PT"och byter utgång för tidsfördröjning"Q"från logisk noll till en. Efter att den första timer (T1) utlöses av en signal från dess utgång (Q), börjar tiden räkna på den andra timer (T2) och efter en tid som anges vid PT-ingången skickar den andra timer också en logisk enhet till sin utgång (Q) .

För att styra utgångar (i programmet - KM3, KM4 och KM5) 3 spolar av elektromagnetisk start är anslutna. Den första av dem tänds omedelbart när du slår på KM1 eller KM2 och ansluter det maximala motståndet till motorns rotor, KM4 och KM5 slå på med timer och växelvis kortsluta en del av startmotståndet. Efter start av motorn förblir alla tre startarna i läge på.

elementet ELLER (logiskt ELLER) som behövs för att samtidigt starta en av de två huvudstarterna, ingick den del av kretsen som var ansvarig för trestegs motorstart i arbetet. Om det finns en logisk enhet vid en av elementets ingångar "ELLER", en logisk enhet överförs till dess utgång, det vill säga för en funktion tillräckligt med en signal vid någon av dess ingångar.

Mellan timers och controller-utgångar OCH med en av de inversa ingångarna (ingångscirkel). För detta element visas en logisk enhet vid utgången endast när en logisk enhetssignal tillförs en normal ingång och en logisk noll appliceras på en omvänd.

Samma element, endast med två omvända ingångar, ligger bredvid ingångarna "SA_verh" och "SA_niz", och tar emot signaler från spaken. Detta är nödvändigt för att säkerställa att alla startar på utgångarna stängs av när omkopplaren återgår till nollläget, när både upp- och nedkretsarna är öppna.

Om det finns två logiska nollor vid ingången till ett sådant element OCH ger en logisk enhet vid utgången från elementet. Denna signal kommer via programmet till inmatning av triggers "ÅTERSTÄLLA", triggers återställs till noll och startarna på utgångarna inaktiveras. Element OCH med en omvänd inmatning mellan tidtagare och utgångar KM3 och KM4 koppla bort dessa utgångar och koppla därför från de startar som är ansvariga för att växla motstånd i rotorkretsen när motorn stannas.

För att ställa in en invers ingång eller utgång måste du flytta musen till funktionsblocket, välja önskad ingång eller utgång, tryck på höger musknapp och välj "Invertera". På samma sätt kan varje invers ingång eller utgång konverteras till normalt.

element OCH Nummer 5 och 10 tillåter inte startare som är ansvariga för att köra motorerna "Upp" och "Ner" samtidigt (skydd mot kortslutning i startkontaktens strömkontakter medan de slås på). Även om det i detta schema med en spakbrytare är detta inte möjligt.Men eftersom blockering av kontakter av denna typ fanns i den ursprungliga reläkretsen, beslutades att hålla dem i programmet för PLC.

Och slutligen återstår det att tillhandahålla omedelbar avstängning av elmotorn när någon av kontakterna öppnas vid ingången. Närvaron av triggers i kretsen tillät inte att detta kunde göras initialt. För att kretsen ska fungera korrekt i en nödsituation (utlösning av säkerhetskontakter, kontakterna till utlösningsomkopplarna, spänningsreläkontakten eller knappen "Allmänt stopp") lades en krets till två kedjor av element INTE och ELLER (4 och 7).

Elementet INTE åsidosätter en logisk enhet vid ingången till en logisk noll vid utgången och vice versa - noll vid ingången till en enhet vid utgången. Kan du förklara hur kedjorna från NOT och OR fungerar i programmet? Skriv i kommentarerna.

CFC-programemulering i CoDeSys

När du har skapat programmet kan du checka in det CoDeSys i emuleringsläge. För att göra detta, välj "Emuleringsläge" på fliken "Online", klicka på "Anslut" -knappen och ställ sedan in den logiska enheten på alla ingångar - "SANN", skriv dessa värden till programmet genom att klicka på"Ctrl" + F7 och klicka F5 att börja.

Emuleringsläge iCoDeSys:

Simulera ingångsväxling ("SANN"Och"FALSK") Du kan titta på förändring av kretsar i blått (signalväg) och ändringen i utgångarnas tillstånd. Efter varje ändring i ingångsläget, glöm inte att skriva dessa värden till programmet genom att trycka på"Ctrl" + F7. För att inaktivera emuleringsläget klickar du på "Stopp", sedan "Koppla från" på fliken "Online" och avmarkera "Emuleringsläge".

slutsats

Återigen vill jag notera att detta projekt uteslutande var relaterat till utbildningsändamål och ännu inte har testats på en riktig programmerbar styrenhet. Om du har några frågor och några av ovanstående inte är tydliga, fråga i kommentarerna, jag kommer att försöka svara på dem. Och det är också mycket viktigt för mig att få ett svar på frågan - ska jag fortsätta skriva artiklar om detta ämne? I allmänhet är jag redo att lyssna på alla konstruktiva kommentarer och förslag.