apl - plc.pptx

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