1
Automatske proizvodne linije
PROGRAMABILNI LOGIČKI KONTROLERI - PLC
laboratorija za mehatroniku
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
2
Tipovi
• Prema obliku:– Kompaktni– Modularni
• Prema broju ulaza/izlaza:– Mikro– Srednji – Veliki
• Prema tipu napajanja– AC– DC
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
3
Šta je to PLC?
PLC kontroler je elemenat automatizovanog sistema, koji na osnovu prihvaćenih ulaznih signala sa ulaznih uređaja, po određenom programu, formira izlazne signale sa kojima upravlja izlaznim uređajima.
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
4
Zašto PLC?• Prednost komandnog ormana urađenog na bazi PLC kontrolera u odnosu na
komandne ormane napravljenih na bazi releja ogleda se unekoliko sledećih stavki:– Potrebno je 80% manje žica za povezivanje u poređenju sa konvencionalnim
upravljačkim sistemom.– Potrošnja je značajno smanjena jer PLC znatno manje troši od mnoštva releja.– Dijagnostičke funkcije PLC kontrolera omogućavaju brzo i jednostavno
otkrivanje grešaka.– Izmena u sekvenciji upravljanja ili primena PLC uređaja na drugi proces,
upravljanja može se jednostavno izvršiti izmenom programa preko konzole ili uz pomoć softvera na računaru (bez potrebe za izmenama u ožićenju, sem ukoliko se ne zahteva dodavanje nekog ulaznog ili izlaznog uređaja).
– Potreban je znatno manji broj rezervnih delova.– Mnogo je jeftiniji u poređenju sa konvencionalnim sistemom, naročito u
sistemima gde je potreban veliki broj U/I uređaja.– Pouzdanost PLC-a je veća od pouzdanosti elektro-mehaničkih releja i tajmera.
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
5
Kako radi PLC?
• SCAN ciklus
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
7
Osnovni delovi PLC M238
1 USB Mini-B port za programiranje3 Izmenljive priključne kleme na brzim ulazima4 Izmenljive priključne kleme na regularnim ulazima5 Konektor za proširivanje sa dodatnim modulima6 Indikatori stanja PLC kontrolera7 Indikatori stanja ulaza (Inputs - I0...I13) i stanja izlaza (Output – Coils Q0...Q9)8 Izmenljive priključne kleme na brzim pulsnim izlazima9 Izmenljive priključne kleme na regularnim izlazima10 Izmenljiva priključna klema za povezivanje na CANopen mreužu
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
8
Ispravno postavljanje i povezivanje1 Metalna ploča ili pano uzemljena2 Modicon M238 kontroler3 Obujmice za povezivanje plašta kablova sa uzemljenjem4 “Oklopljeni, širmovani” kablovi tj. kablovi sa plaštom za brze pulsne signale PTO/PWM/FG signals.5 Kablovi sa plaštom za povezivanje serijske komunikacije6 Kablovi sa plaštom za povezivanje CANopen mreže.7 Kabl za povezivanje napajanja8 Kabl za povezivanje enkodera i ostalih brzih senzora na brze brojačke ulaze.
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
9
Aplikacija na Modbus mreži
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
10
Aplikacija na CANopen mreži
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
11
Tipovi ulaza/izlaza
• Podela ulaza– Regularni (obični) ulazi– Brzi brojački ulazi
• Podela izlaza– Regularni (obični) izlazi– Brzi pulsni izlazi
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
12
Obični ulazi
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
13
Source/Sink
• Sourcing – izvirući ulazi– Struja teče iz ulaza kontrolera ka senzoru,
prekidaču (neprirodno ulaz a struja izvire) – NEGATIVNA LOGIKA
• Sinking – ponirući ulazi– Struja teče od senzora, prekidača ka ulazu
kontrolera (prirodnije pošto je ulaz) – POZITIVNA LOGIKA
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
14
Sinking/Sourcing Input/Output
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
15
Sinking/sourcing
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
16
Povezivanje senzora na regularne ulaze
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
17
Brzi brojački ulazi - specifikacija
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
18
Povezivanje brzih brojačkih ulaza
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
19
Regularni (obični) izlazi
• Tranzistorski • Relejni
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
20
Povezivanje regularnih izlaza
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
21
Brzi pulsni izlazi - specifikacija
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
22
Povezivanje brzih pulsnih izlaza
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
23
Povezivanje relejnih izlaza
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
24
Tranzijentni prenaponi
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
25
Povezivanje sa računaromUSB, RS232, RS485
• USB – za prebacivanje aplikacije sa računara na PLC kontroler, može se povezati samo jedan računar na jedan PLC kontroler
• Preporuka je za kratkotrajnu komunikaciju, ne za nadzor i monitoring (SCADA)
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
26
Povezivanje sa računaromUSB, RS232, RS485
• Serijska veza RS232/RS485• Komunikacioni protokoli na serijskoj vezi
– Somachine za komunikaciju sa Schneider Electric komponentama koje podržavaju ovaj protokol
– Modbus za master/slave komunikacije– ASCII za povezivanje sa štampačima, modemima,
barkod čitačima…
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
27
Raspored pinova na serijskim linijama
• M238 poseduje dve serijske linije tj. dva porta• SL1 SL2
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
28
CANopen protokol
• M238 može biti CANopen master na mreži• Maksimalan broj Slave uređaja 16• Maksimalna dužina kabla u zavisnosti od
brzine komunikacije
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
29
CANopen protokol
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
30
Dijagnostika na kontroleru
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
31
Dijagnostika na kontroleru i konfigurisanje IO modula
• Princip integrator filtra
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
32
Dijagnostika na kontroleru i konfigurisanje IO modula
• Bounce filter princip
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
33
Dijagnostika na kontroleru i konfigurisanje IO modula
• Latching
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
34
Funkcije brzih ulaza i izlaza
• HSC (High Speed Counter)• PTO (Pulse Train Output)• PWM (Pulse Width Modulation)• FG (Frequency Generator)
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
35
HSC – High speed counter• Koristi se za brojanje pulseva i u zavisnosti od konfiguracije osvežava
stanje izlaza, nezavisno od SCAN ciklusa aplikacije• Režimi rada:
– One shot - brojanje unapred definisanog broja pulseva događaja i zaustavljanje, ne registruje nove pulseve do sledeće sinhronizacije
– Modulo loop – za događaje koji se ponavljaju, brojač broji od nule do neke podešene vrednosti npr. za aplikacije sa inkrementalnim enkoderom
– Free large – za nadgledanje osa, pri čemu se brojač ponaša kao Up/Down brojač
– Event counting – broji događaje u nekom definisanom vremenu, registar brojača se osvežava na kraju svake periode
– Frequency meter – direktno merenje frekvencije nekih događaja npr. brzina, protok…
• Ako se HSC ulaz ne konfiguriše za funkciju brzog brojačkog ulaza koristi se kao regularni
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
36
PTO – Pulse train output
• PTO (Pulse Train Output ) generiše povorku pulseva za potrebe zadataka preciznog pozicioniranja
• Generiše definisani broj kvadratnih impulsa definisane frekvencije, pri čemu je moguće definisati ubrzanje i usporenje
• Kontrola STEP i SERVO motora
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
37
PTO režimi rada
• 4 PTO režima rada su dostupna:– Pulse/Direction – PD (pulse – brzina, direction –
smer)– Direction/Pulse - DP– ClockWise/Counter ClockWise CW/CCW (dve faze
kao kod inkrementalnog enkodera)– CounteClock Wise/ClockWise CCW/CW
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
38
PTO funkcije
• MoveVelocity – kretanje definisanom brzinom• MoveRelative – pozicioniranje na definisanu poziciju• Homing – postavljanje u referentnu poziciju• Stop – zaustavljanje kretanja• Implementacija ovih funkcija preko PTO/PWM
funkcionalnih blokova u okviru PLC kontrolera
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
39
Mogućnosti
• Makimalna izlazna frekvencija 100 kHz• 2 PTO kanala se mogu koristiti simultano za
kontrolu nezavisnih osa:– Jedna osa Point to point kretanje– 2 ose simultano kretanje Point to point
• PTO se ne preporučuju za upotrebu na:– 2 osnom sinhornizovanom kretanju– 2 osnoj interpolaciji
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
40
Point to point
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
41
PWM – Pulse Width Modulation
• PWM – Impulsno širinska modulacija generiše povorku kvadratnih impulsa određene frekvencije i širine trajanja impulsa.
• Izlazni signal zadaje promenu kretanja neke ose• Frekvencija – od 0.1Hz do 20kHz• Širina impulsa – od 0% do 100%• 2 PWM kanala• Implementacija preko PWM biblioteka
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
42
FG – Frequency Generator
• FG – Signal generator – generiše povorku kvadratnih impulsa definisane frekvencije i faktora ispune 50%
• Izlazni signal zadaje direktno konstantno kretanje neke ose
• Frekvencija – podesiva od 1Hz do 100kHz
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
43
Primeri aplikacija
• 1 enkoder na brzim ulazima• 2 enkodera na brzim ulazima• Povezivanje regularnih ulaza• Povezivanja PTO/PWM aktuatora na brzim
izlazima• Povezivanje preko CANopen komunikacije
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
44
1 enkoder na brzim ulazima
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
45
1 enkoder na brzim ulazima
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
46
2 enkodera na brzim ulazima
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
47
Povezivanje regularnih ulaza
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
48
Povezivanja PTO/PWM aktuatora na brzim izlazima
Automatske proizvodne linije - laboratorija za mehatroniku
49
Povezivanje preko CANopen komunikacije
Top Related