Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 portalstudcon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Методичні вказівки до лабораторного практикуму

Тип роботи: 
Методичні вказівки
К-сть сторінок: 
16
Мова: 
Українська
Оцінка: 
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до лабораторного практикуму з курсу
“Програмування систем управління технологічними процесами реального часу” та “Засоби відображення інформації в системах управління технологічними процесами”
 
ЧАСТИНА ІІ
 
Методичні вказівки до лабораторного практикуму з курсу “Програмування систем управління технологічни-ми процесами реального часу” та “Засоби відображення інформації в системах управління технологічними процесами” – Житомир, 2015. – _ с.
 
Укладач: Добржанський О. О.
 
Лабораторний практикум з програмування контролерів OWEN
 
АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ ПРОМИСЛОВИМ ЦИКЛІЧНИМ МЕХАНІЗМОМ
 
МЕТА РОБОТИ: Набути навичок розробки систем автоматичного управління виконавчим механізмом циклічної дії на базі промислових програмованих логічних контролерів.
ОБЛАДНАННЯ: промисловий програмований логічний контролер OWEN PLC 100 – RL, середовище програмування CoDeSys V2. 3 для промислових програмованих логічних контролерів.
 
ЗАВДАННЯ
 
Технологічна схема об’єкта управління:
 
Рис. 2. 1. Технологічна схема об’єкту управління – «промисловий механізм циклічної дії».
 
Алгоритм роботи автоматичної системи управління промисловим механізмом циклічної дії:
- механізм виконує циклічний рух в площині по позиціям – вершинам квадрату А, Б, В, Г, А … у автоматичному режимі;
-тільки при натисненні кнопки «дозволити» розблоковується керування кнопкою «рух» та включається індикатор «дозволити» про дозвіл на запуск системи;
- якщо натиснута кнопка «заборонити», кнопка «рух» блокується, індикатор дозволу вимикається, механізм зупиняється, якщо до цього здійснював рух;
- після натиснення кнопки «рух» механізм починає рух;
- через 10с вмикається сигналізація «підтвердити»;
- ще через 5с, якщо кнопку «рух» не натиснуто, рух механізму припиняється, в іншому випадку сигналізація «підтвердити» вимикається, а рух продовжується без зупинки;
- якщо механізм нерухомий вмикається сигналізація «зупинка».
 
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
 
1. Розробити автоматичну систему дискретного управління на базі стандартних FBD елементів.
2. Виконати програму використовуючи стандартні FBD елементи логічного базису CoDeSys.
3. Вивчити порядок програмування логічного контролеру.
4. Запустити програму та перевірити працездатність розробленої програми за допомогою емуляції роботи контролера.
5. Запустити програму та перевірити працездатність розробленої програми безпосередньо на контролері.
6. За потреби здійснити корекцію циклу контролера за допомогою програмного інструменту «Task Configuration».
7. За допомогою програмного інструменту «Sampling Trace» записати під час роботи програми циклограму основних сигналів, яку відобразити у звіті про виконане лабораторне завдання.
8. Зробити висновки про виконані завдання. У висновках дати відповіді на питання:
- які можливості програмованих логічних контролерів використано при розробці системи автоматичного управління;
- які переваги управління за допомогою програмованих логічних контролерів порівняно з системами управління на базі релейно-контактних елементів;
- які можливо запропонувати удосконалення чи модифікації щодо розробленої системи управління.
 
ДОДАТКОВІ ЗАВДАННЯ
 
1. Використавши заготовки графічних файлів із зображеннями елементів механізму, покращити вигляд візуалізації, забезпечивши анімацію із зовнішнім виглядом механізму.
 
ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
 
Порядок програмування CoDeSys сумісних логічних контролерів.
Створення нового проекту.
Створюємо новий проект командою File -> New.
Налагодження цільової платформи Target Settings:
На сторінці діалогового вікна ‘Configuration’ встановити PLC100-RL.
Головна програма PLC_PRG POU
Наступне вікно визначає тип головного створюваного програмного компоненту POU. Оберемо мову програмування FBD (Function Block Diagram). та ім’я Name PLC_PRG. PLC_PRG це особливий програмний компонент (POU). У проектах однієї задачі він циклічно викликається системою виконання.
Оголошуємо Перемикач підтвердження.
Це змінна яка буде змінювати значення при підтвердженні коректності роботи механізму оператором.
У першому ланцюгу графічного FBD редактору виділіть рядок??? та введіть найменування нашої першої змінної. Нехай це буде Observer (спостерігач). Тепер натисніть на клавіатурі →. У новому діалозі визначення змінної збережіть найменування (Name Observer) та логічний тип (Type BOOL). Змініть клас змінної (Class) на глобальний (VAR_GLOBAL). Підтвердіть визначення – ОК. Тепер визначення змінної Observer повинно з’явитися у вікні глобальних змінних проекту (Global-Variables) :
VAR_GLOBAL
Observer: BOOL;
END_VAR
Детектор заднього фронту.
Оператор повинен підтвердити роботу саме перемикачем кнопки, а не просто спати з постійно натиснутою кнопкою підтвердження. Щоб розрізнити ці ситуації необхідно визначити моменти натиснення та відпускання, тобто переходи значення логічної змінної з нуля (FALSE) у одиницю (TRUE) і навпаки.
Поверніть у вікно редактору PLC_PRG та виділіть позицію справа від змінної Observer. Ви побачити маленький пунктирний прямокутник. Клікніть по ньому правою клавішею мишки. У контекстному меню вводу задайте команду Box.
За замовчуванням, вставляється елемент AND. Скористаємося асистентом вводу: натисніть клавішу F2. У діалоговому вікні (зліва) виберіть категорію: стандартні функціональні блоки (Standart Function Blocks). З тригерів (trigger) стандартної бібліотеки (standart. lib) оберіть R_TRIG. R_TRIG формує логічну одиницю по передньому фронту на вході.
Необхідно задати ім’я для нового екземпляру функціонального блоку R_TRIG. Клікніть мишкою над зображенням тригеру та введіть ім’я Trig1. У діалозі визначення змінних необхідно вказати клас Class VAR (локальні змінні), ім’я (Name) Trig1 та тип (Type R_TRIG). Натисніть ОК.
 
 
Детектор заднього фронту.
Виділіть вихід функціонального блоку Trig1 та вставте (як було описано вище) елемент AND та перейменуйте його у OR (логічне АБО). Виділіть вільний вхід функціонального блоку OR та вставте перед ним екземпляр функціонального блоку F_TRIG під іменем Trig2. На вхід F_TRIG, за допомогою асистента вводу (F2) подайте (категорія Global Variables) змінну Observer.
Контроль часу, частина перша.
Вставте після OR екземпляр функціонального блоку TOF (таймер із затримкою виключення) під іменем Timer1. Замініть три знаки питання на вході РТ константою T#10s. Вона відповідає 10 секундам. Цей час можна змінювати у процесі відладки.
Вихід Попередження.
Виділіть вихід Q таймеру Timer1 і у контекстному меню (права кнопка мишки) дайте команду Assign (присвоїти). Замініть питання на ім’я змінної Warning. У діалозі визначення задайте клас Class VAR_GLOBAL та тип BOOL.
Тепер виділіть позицію у середині лінії, що з’єднує вихід таймера та змінну Warning. Задайте команду Negate у контекстному меню. Маленьке коло означає інверсію значення логічного сигналу.
Формуємо Стоп Сигнал по другому інтервалу часу.
Створіть новий ланцюг командою меню Insert->Network (after). Вставте зі стандартної бібліотеки у новий ланцюг елемент (Box) типу TON (таймер із затримкою включення) під іменем Timer2. Подайте змінну Warning на вхід IN (використайте асистент вводу <F2>) і констранту T#5s на вхід РТ. Вихід екземпляра функціонального блоку Timer2 присвойте (знову Assign) новій глобальній (Class VAR_GLOBAL) логічній змінній Stop.
Вставляємо POU управління механізмом.
У лівій частині вікна CoDeSys розташований організатор об’єктів POUs (у ньому присутній PPLC_PRG). Вставте командою Add object у контекстному меню новий програмний компонент з іменем Machine, типом Type program і визначте для нього мову SFC.
За замовчуванням, створюється пуста діаграма, що містить початковий крок «Init» та відповідний перехід «Trans0», що закінчується поверненням до Init (якщо справа від Init ви побачите прямокутник з дією (Action), зніміть у контекстному меню прапорець Use IEC-Steps та створіть знову POU Machine).
Визначаємо послідовність роботи механізму
Кожній фазі роботи повинен відповідати визначений етап (крок). Виділіть перехід (Trans0) так, щоб його обітнула пунктирна рамка. У контекстному меню дайте команду вставки кроку і переходу: Step-Transition (after). Аналогічно повторіть вставку ще 4 рази. Враховуючи Init, повинно вийти 6 кроків з переходами.
Клікаючи мишкою по іменам переходів і кроків, ви помітите, що вони виділяються кольором. Таким чином ви можете визначити нові найменування.
Перший після Init крок повинен називатися Go_Right. Під ним Go_Down, Go_Left, Go_Up, та Count.
Програмуємо перший крок.
Клікніть подвійно на кроці Go_Right. CoDeSys почне визначення дії кроку і запитає обрати мову його реалізації (Language). У цьому кроці робочий орган нашого механізму повинен переміститись по осі X вправо. Програма повинна виглядати так:
X_pos: = X_pos + 1;
Завершіть введення кнопкою Enter і визначте змінну X_pos як INT (ціле). Тепер верхній кутик кроку повинен бути зафарбований. Це ознака того, що дія цього кроку визначена.
Програмуємо наступні кроки.
Повторіть описану послідовність для всіх кроків, що лишились. Змінні Y_pos та Counter повинні бути типу INT.
Крок Go_Down: програма Y_pos: = Y_pos + 1;
Крок Go_Left: програма X_pos: = X_pos – 1;
Крок Go_Up: програма Y_pos: = Y_pos – 1;
Крок Count: програма Counter: = Counter + 1;
Визначаємо переходи.
Перехід повинен містити умову, що дозволяє переключення на наступний крок. Перехід після кроку Init назвіть Start і визначте це слово як нову логічну змінну (Class VAR_GLOBAL, тип Type BOOL). При одиничному значенні цієї змінної починається цикл роботи механізму.
Наступний перехід повинен містити умову X_Pos = 100, оскільки, коли значенні позиції Х досягне 100, увімкнеться наступна фаза руху.
Умова третього кроку: Y_pos = 50,
четвертого: X_pos = 0,
п’ятого: Y_pos = 0,
шостого: TRUE (перехід дозволений одразу ж після однократного виконання).
Зупинка механізму.
Поверніться до PLC_PRG POU та додайте третій ланцюг.
На заміну??? вставте змінну Stop, і потім з контекстного меню вставте оператор Return. Return припиняє роботу програми PLC_PRG POU при одиничному значенні Stop.
Виклик програми управління механізмом Machine POU.
Додайте ще один ланцюг, виділіть його і вставте елемент Box з контекстного меню. Як і має бути, це буде елемент «AND». Натисніть <F2> і у асистенті вводу задайте machine POU, обравши його з категорії користувацьких програм (User defined Program categori).
Компіляція проекту.
Відкомпілюйте проект в цілому командою меню Project->Rebuild all, або клавішею <F11>. Якщо ви зробили все вірно, то у нижній частині вікна повинне з’явитись сповіщення «0 errors». Інакше необхідно виправити допущені помилки. У цьому допоможуть розгорнуті сповіщення про помилки.
Порядок створення візуалізацій для програм CoDeSys сумісних логічних контролерів.
Створюємо візуалізацію.
Третя вкладка організатора об’єктів CoDeSys називається візуалізація (Visualization). Перейдіть на вкладку візуалізації. У контекстному меню введіть команду додавання об’єкту Add object. Надайте новому об’єкту ім’я Observation.
Рисуємо елемент візуалізації.
Почнемо з перемикача підтвердження прямокутник з текстом «ОК». На панелі інструментів оберемо прямокутник (Rectangle). У вікні редактора візуалізації натисніть ліву кнопку мишки і розтягніть прямокутник до потрібної висоти та ширини, відпустіть клавішу.
Налагодження першого елементу візуалізації.
Діалогове вікно налагодження елемента викликається подвійним кліком мишки на його зображенні. Задайте у вікні вмісту (Contents) категорії текст (Text Category) слово «ОК».
Тепер перейдіть у категорію змінних (Variables Category), клікніть мишкою у полі зміни кольору (Change Color) і використайте асистент вводу <F2>. Вставте змінну. Observer зі списку глобальних змінних. Далі перейдіть у категорію кольору (Colors). Задайте колір заповнення елементу (Inside), наприклад, світло-блакитний. Для стану активації (Alarm color), заповнення (Inside), задайте, наприклад, блакитний. У категорії вводу (Input Category) необхідно ще раз ввести змінну Observer та поставити прапорець Toggle variable. Закрийте діалог налагодження.
Як результат, прямокутник буде відображатись світло-блакитним при значенні змінної Observer рівному FALSE та блакитним, при значенні TRUE. ЇЇ значення буде змінюватись при кожному натисненні прямокутника мишкою.
Розвиваємо візуалізацію.
Нарисуйте коло «Увага». У настройках, Text Category, Contents задайте текст «Увага». Colors Category, Colors заповнення Inside сірим кольором, Alarm color червоним кольором. Скопіюйте створене коло командою Edit -> Copy та вставте її один раз командою Edit -> Paste. Підправте настройки нового кола «Стоп»:
Text Category, Contents – текст Стоп
Variable Category, Color change – змінна. Stop
Нарисуйте прямокутник для кнопки «Пуск», з такими параметрами:
Text Category, Contents – текст Start
Variable Category, Color change – змінна. Start
Input Category, прапорець Toggle variable
Input Category, біля Toggle variable – змінна. Start
Colors Category, Color, Inside – колір червоний
а Alarm color – колір зелений.
Нарисуйте прямокутник для лічильника кількості циклів механізму з такими настройками:
Text Category, Contents – текст Counter: % s
(% s заміщував для відображення значення змінної)
Variable Category, Textdisplay – змінна Machine. Counter
Нарисуйте невеликий прямокутник (або коло), що позначає робочий інструмент механізму:
Absolute movement Category, X-Offset – змінна Machine. X_pos
Absolute movement Category, Y-Offset – змінна Machine. Y_pos
Colors Category, Color, Inside – колір блакитний.
За бажанням, нарисуйте дві декоративних рамки для розділення областей контролю та механізму. Задайте у них відповідні написи з вирівнюванням по низу (Vertical alignment bottom). Використовуючи контекстне меню, розмістіть декоративні прямокутники на задньому плані (Send to back)
Настройка каналу з’єднання з контролером.
У меню Online -> Communication parameters натисніть кнопку New. Відкриється вікно «Communication parameters: New Channel». Якщо контролер знаходиться у локальній мережі у цьому вікні задати ім’я нового з’єднання (наприклад, Owen) та обрати з переліку інтерфейс з’єднання: Tcp/Ip (Level 2) для зв’язку по інтерфейсу Ethernet. Параметр 'localhost' змінити на ІР контролера.
Запуск проекту.
З’єднання з контролером встановлюється командою Online -> Login. Команда Online -> Run запускає проект на виконання. Перейдіть у вікно візуалізації та перевірте роботу механізму.
Для запуску проекту в режимі емуляції встановіть прапорець у меню Online -> Simulation.
 
ДОПОМІЖНІ МАТЕРІАЛИ
 
Функціональне призначення деяких елементів інтерфейсу у програмному середовищі CoDeSys, що спрощують доступ до деяких функцій меню:
Кнопкою   відбувається перехід у режим Online.
Кнопка   запускає програму на виконання.
Кнопка   зупиняє виконання програми.
Можна задавати точки призупинення програми кнопкою  .
У режимі призупинення кнопка   виконує програму по одному кроку.
Елементи закінчених частин програми контролеру:
Кінцевий вигляд програми Machine:
Кінцева форма головної програми PLC_PRG:
Кінцева форма візуалізації пропонується така:
 
 ДОДАТКОВІ ЗАВДАННЯ
ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ
 
1. Пояснити принцип роботи створеної системи управління.
2. Пояснити функціональні можливості програмованого логічного контролера OWEN PLC 100 RL.
3. Яка мова використовується для програмування контролера OWEN?
4. Як реалізовуються функції логічного управління та управління у часі у програмній системі CoDeSys?
 
Фото Капча