Laboratorium Mechatroniki IEPiM

Ćwiczenie II

Uruchamianie programowalnego sterownika logicznego PLC sterującego modelem układu elektropneumatycznego

Przebieg ćwiczenia

1. Zapoznać się z modelem 3-cylindrowego układu elektropneumatycznego. 2. Połączyć i uruchomić przykładowe sekwencje sterowania modelem układu

elektropneumatycznego w trybie pracy „ZASILACZ” oraz wykreślić odpowiednie schematy ideowe.

Przykładowe sekwencje sterowania układem elektropneumatycznym (patrz Zał.1) : („+”oznacza cylinder w stanie rozprężenia, „ - ” ozncza cylinder w stanie sprężenia)

• A+B+C+A-B-C-

• A+B+C+C-B-A-

3. Zestawić model układu w trybie „STEROWNIK” ze sterownikiem programowalnym

PLC i komputerem osobistym. Połączyć pełniący funkcję programatora komputer PC ze sterownikiem za pomocą portu szeregowego RS232, a następnie sterownik PLC z modelem.

4. Po sprawdzeniu przez prowadzącego włączyć kolejno zasilanie sterownika PLC a następnie komputer PC.

5. Uruchomić programator (polecenie : s5). Przygotować program testujący sprawność poszczególnych czujników i przycisku START oraz elementów wykonawczych wg szczegółowego algorytmu (kroki 1 -12) opisanego w dalszej części instrukcji. Np. „START” powoduje jednoczesne rozprężenie w cylindrach A, B i C. Sprawdzić działanie programu.

6. Uzgodnić założenia i przygotować własny program sterowania zamodelowanym procesem. Zaprogramować sterownik w języku drabinkowym, tak by realizował wybraną sekwencję.

7. Podać listingi przygotowanych programów sterowania i sporządzić ich diagramy czasowe. Opracować uzyskane wyniki.

Symulację komputerową układu elektropneumatycznego oraz wydruk schematu ideowego wraz z wykazem elementów można wykonać za pomocą oprogramowania PneuSim. Sprawozdanie winno zawierać -opis przebiegu ćwiczenia, schemat podłączenia modelu do sterownika i PC-ta, schematy uruchamianego układu elektropneumatycznego w trybach „ZASILACZ” i „STEROWNIK”, wykaz sygnałów wejściowych i wyjściowych sterownika PLC wraz z odpowiadającymi im numerami portów, założenia programu sterowania, schemat drabinkowy programu sterowania, diagramy czasowe ilustrujące zaprogramowaną sekwencję wraz z napięciami na poszczególnych elementach wykonawczych oraz wnioski.

• A+ B+

C+ A- B-

C-

Laboratorium Mechatroniki IEPiM

Widok modelu 3-cylindrowego układu elektropneumatycznego

Wykaz czujników i elementów wykonawczych modelu

Czujniki Elementy wykonawcze

Oznaczenie Nazwa Oznaczenie Nazwa

I32.0 Przycisk START

Q 32.1 lub (Q32.7)

Zawór rozprężania siłownika A

I32.1 Wyłącznik krańcowy siłownika A w pozycji sprężania

Q 32.2 Zawór sprężania siłownika A

I32.2 Wyłącznik krańcowy siłownika A w pozycji rozprężania

Q 32.3 Zawór rozprężania siłownika B

I32.3 Wyłącznik krańcowy siłownika B w pozycji sprężania

Q 32.4 Zawór sprężania siłownika B

I32.4 Wyłącznik krańcowy siłownika B w pozycji rozprężania

Q 32.5 Zawór rozprężania siłownika C

I32.5 Wyłącznik krańcowy siłownika C w pozycji sprężania

Q 32.6 Zawór sprężania siłownika C

I32.6 Wyłącznik krańcowy siłownika C w pozycji rozprężania

Laboratorium Mechatroniki IEPiM

Charakterystyka funkcji oprogramowania Step 5.

Rozdział ten jest opisem najważniejszych funkcji systemowych języka Step 5 (uruchomienie : s5.bat) oraz mówi jak stworzyć dowolny program. Opracowanie programu użytkownika podzielone jest na następujące fazy:

1. Nazwanie i otwarcie projektu. 2. Stworzenie części składowych projektu ( redagowanie i konstruowanie programu ). 3. Uruchomienie i dokumentacja projektu.

Programowanie rozpoczyna się w menu Object, gdzie ustawiane są wszystkie parametry programu oraz gdzie tworzone są pliki programowe. Wszelkich ustawień wstępnych, poprzedzających programowanie, dokonujemy po wydaniu poleceń:

Object

Project >

Settings >

Page 1,2

Niezbędne jest wpisanie następujących parametrów:

1. Working directory - Ścieżka dostępu (zapisu/odczytu) plików programu, np. C:\PROGRAM.

2. Program file - Nazwa pliku (max 6 znaków) o rozszerzeniu ST.S5d, w którym Step 5 zapisuje wszystkie bloki programu użytkownika, np. C:\PROGRMST.S5d. Dodatkowo określany jest parametr [RW] (read, written) oznaczający, iż plik może być zarówno odcztywany jak i zapisywany.

3. Mode - Offline, w przypadku gdy brak jest połączenia z PLC. Online wybieramy wówczas, gdy wymagane jest połączenie z PLC. Dodatkowo określany jest parametr [Cycl.], zezwalający na wprowadzenie

zmian w programie podczas cyklu pracy PLC. 4. Representation - Parametr określający sposób reprezentowania programu przez jeden

spośród trzech języków programowania: LAD, CSF bądź STL. Znajdujące się w pracy programy prezentowane są w języku drabinkowym LAD (Ladder Diagram).

5. Documentetion - On Printer, parametr konieczny przy drukowaniu schematów drabinkowych.

6. Printer file - Nazwa pliku o rozszerzeniu LS.INI, w którym zapisane są ustawienia drukarki. Edycja pliku dostępna jest w menu „Documentation” (Printer parameters).

Poza wymienionymi, dostępne jest szereg parametrów umożliwiających zastosowanie

takich funkcji jak: - praca z operatorami symbolicznymi, - umieszczanie komentarzy.

Po wyłączeniu zasilania komputera wszystkie ustawienia aktualnego programu zostaną utracone, jeżeli wcześniej nie były zachowane. Z tego względu należy je zapisać w pliku o rozszerzeniu PJ.INI, skąd później można je wgrywać w dowolnej chwili.

Laboratorium Mechatroniki IEPiM

Aby to uczynić należy wybrać kolejno:

Object

Project >

Save

w przypadku zapisywania lub:

Object

Project >

Load

w przypadku odczytu zapisanych wcześniej ustawień.

Step 5 umożliwia tworzenie bloku programu w obszarze pliku użytkownika lub bezpośrednio w pamięci sterownika. Odbywa się to po wybraniu z menu głównego następujących poleceń :

Editor

STEP 5 block >

in the program file

in the PLC

Funkcja „in the PLC” jest dostępna w przypadku gdy sterownik

jest w trybie „OnLine” (Settings, Page 2 ). Kolejnym krokiem jest wybranie typu bloku, który chcemy zaprogramować. Jako

pierwszy jest programowany blok organizacyjny OB1. Następnie programujemy bloki programowe, funkcyjne lub sekwencyjne.

W przypadku gdy program utworzony został w konkretnym pliku poza sterownikiem, a chcemy go uruchomić to należy go wgrać do PLC za pomocą poleceń:

Object

Blocks >

Transfer >

File - PLC

podając nazwę pliku źródłowego oraz wyszczególniając bloki, używane przez program.

Ostatnim krokiem jest uruchomienie programu. Aby to uczynić niezbędny jest restart PLC. Odbywa się to za pomocą poleceń:

Test

PLC control >

Start PLC

Sterownik może być uruchomiony po uprzednim ustawieniu przełącznika

RUN/STOP/COPY, znajdującego się na przedniej ściance PLC w pozycji RUN.

Laboratorium Mechatroniki IEPiM

Utworzony program w języku drabinkowym może być wydrukowany, jeżeli użyjemy następującej procedury:

Documentation

Settings >

Printer parameters

umożliwiającej dokonanie ustawień drukarki, po czym:

Documentation

Standard Output >

STEP 5 blocks

Step 5 wyświetla wówczas okno dialogowe. Po wybraniu funkcji drukowania należy podać typ bloku oraz określić numery

segmentów, które mają być wydrukowane. Dodatkowo należy podać rozmiar papieru na jakim drukujemy. Listing przykładowego programu.

Laboratorium Mechatroniki IEPiM

Szczegółowy algorytm programowania przykładowej sekwencji sterowania 3-cylindrowym układem elektropneumatycznym na stanowisku laboratoryjnym.

1. Załącz PLC S5 (wyłącznikiem po lewej stronie sterownika) 2. Załącz komputer PC.

3. Uruchom programator sterownika - s5/ENTER.

4. Object→Project→Settings→Page1/ENTER.

Working dir: ↓ Program file - F3 Wpisz nazwę pliku (na pierwszych 6 poz.): C:□□□□□□ST.S5D/ENTER. F1→Page2.

5. Mode – F3 (zmiana na online). F6 (SAFE) – WAŻNE !!! Destination …. overwrite →Yes/ENTER. ESC Abandon changes No

6. Editor→Step5 block(s)→in the program file→F1/ENTER. EDIT STEP 5 block(s) OB1/ENTER (5x)

-------------------------------------------------------------------- OB1 C:□□□□□□ST.S5D Segment1 EDIT - F1 - wpisz nazwę I32.0/ENTER i Q32.3/ENTER. - F4 - wpisz nazwę Q32.5/ENTER. - F6 (compl seg) - pojawi się Segment2 --------------------------------------------------------------- OB1 C:□□□□□□ST.S5D Segment2 EDIT - F1 - wpisz nazwę I32.4/ENTER i Q32.7/ENTER Kursorem najedź na właściwą pozycję - F1 - wpisz nazwę I32.6/ENTER. - F6 - pojawi się Segment3 --------------------------------------------------------------- OB1 C:□□□□□□ST.S5D Segment3 EDIT - F1 →wpisz nazwę I32.2/ENTER i Q32.4/ENTER - F4 →wpisz nazwę I32.6/ENTER. - F6 – pojawi się Segment4 --------------------------------------------------------------- OB1 C:□□□□□□ST.S5D Segment4 EDIT - F1 →wpisz nazwę I32.5/ENTER i Q32.2/ENTER Kursorem najedź na właściwą pozycję - F1 →wpisz nazwę I32.3/ENTER. - F7/ENTER/Shift F7 pojawi się :BE (F7/ENTER Yes/ENTER pojawi się :BE

Laboratorium Mechatroniki IEPiM

7. ESC Object →blocks →transfer →file →PLC /F5/ENTER

8. Block TRANSFER: file-PLC/ENTER Source: C:□□□□□□ST.S5D/ENTER (4x)

OB1: Already in PLC, overwrite→Yes/ENTER 1:Block(s) transferred →Yes/ENTER 9. Załącz kompresor i poczekaj aż sprężarka się wyłączy. 10. Przełącz sterownik w tryb RUN (wyłącznikiem po prawej stronie sterownika) 11. Przyciskiem I32.0 na pulpicie z siłownikami uruchom zaprogramowany cykl.

12. Sprawdź czy cykl pracy sterowników jest zgodny z projektem.

13. Drukowanie schematu.

ESC →Documentation →Standard output →step5 blocks →from the program file/ENTER Print step5 block(s) OB.(x)/ENTER From 1/ENTER To 4/ENTER (lub do segmentu x - tyle ile segmentów zostało zapisanych) Printer/ENTER Standard/ENTER Ustaw sieć do wydruku plików z ćwiczenia nr 2 i włącz drukarkę OK/ENTER

14. Zakończenie ćwiczenia

Wyłącz kompresor Object →End →Shift F4 Wyłącz komputer Wyłącz sterownik PLC s5

15. KONIEC ĆWICZENIA ------------------------------------------------------------------------------------- WAŻNE ! OUTPUT→EDIT ( poprawianie schematu) Przeglądanie segmentów: OUTPUT page up / page down Usuwanie segmentu: OUTPUT F5 (seg fict) / Shift F4 – delete Yes/ENTER

Laboratorium Mechatroniki IEPiM

Opcje programu PneuSim do symulacji i przygotowaniu schematu ideowego zaprogramowanego układu.

Uruchomienie programu (polecenie : pneusim) powoduje, iż u góry ekranu wyświetlane są następujące opcje:

1. FILE (Plik) 2. EDIT (Edycja) 3. LIBRARY (Biblioteka) 4. SIMULATION (Symulacja) 5. DISPLAY (Wyświetl) 6. ORIENTATION (Orientacja) Menu FILE zawiera wszystkie polecenia dotyczące tworzenia,

wgrywania, zachowywania oraz drukowania plików. Opcja ta uwzględnia następujące funkcje:

Information - po wybraniu tego polecenia wyświetlana jest wiadomość ile pamięci operacyjnej oraz miejsca na dysku używa program, data produkcji oraz numer wersji programu.

New - funkcja ta umożliwia usunięcie wszystkich elementów znajdujących się w danej chwili na ekranie.

Open - instrukcja używana do wgrywania istniejących plików z wybranego napędu. Program może otwierać pliki o rozszerzeniu „.sim”.

Add - opcja pozwalająca na dołączenie diagramu zawartego w konkretnym pliku do elementów diagramu, znajdujących się na ekranie.

Save - instrukcja automatycznie zachowująca na dysku elementy znajdujące się na obszarze roboczym (mogą one być później odczytane).

Save As - używamy tej funkcji, w celu zapisywania na wybranym dysku pliku pod określoną nazwą.

Save Selection - funkcja pozwala na zachowanie wybranych składników aktualnego diagramu, po uprzednim ich zaznaczeniu.

Print - jest to polecenie drukowania, w którym należy określić jakość wydruku, typ i port drukarki oraz parametry rysunku.

Configuration - funkcja ta pozwala na konfigurację następujących parametrów: języka, symboliki (europejska lub amerykańska) elementów elektrycznych, wyboru karty graficznej itd.

DOS Shell - wybranie tej opcji umożliwia wyjście do Dos-a bez zakończenia pracy programu.

Quit PNEUSIM - polecenie kończące pracę programu. Menu EDIT zawiera osiem opcji, z których każda umożliwia modyfikację aktualnego

programu: Undo - opcja pozwalająca cofnąć ostatnie polecenie. Umożliwia unieważnienie do

dziesięciu dokonanych ostatnio modyfikacji. Redo - instrukcja odwołująca wcześniejsze polecenie Undo. Attribute - funkcja ta umożliwia zmianę parametrów wybranego elementu, np. nazwy

lub wielkości ciśnienia. Cut, Copy, Paste - po wybraniu poleceń Cut (wytnij) lub Copy (kopiuj) wybrane

elementy wgrywane są do schowka. Polecenie Paste pozwala na wstawienie elementów zachowanych w schowku, w dowolnym miejscu obszaru roboczego.

Erase - opcja, która służy do usuwania jednego lub kilku zaznaczonych elementów.

Laboratorium Mechatroniki IEPiM

Select All - instrukcja ta umożliwia zaznaczenie wszystkich elementów znajdujących się na obszarze roboczym.

Menu LIBRARY zawiera wszystkie elementy potrzebne do budowania schematów elektropneumatycznych. Elementy te pogrupowane są w następujący sposób:

Actuators (siłowniki) Accesories (akcesoria) Directional Valves (zawory rozdzielające) Pressure Valves (zawory ciśnieniowe) Flow Controls (regulatory przepływu) Logic (elementy logiczne) Lines (połączenia) Menu posiada również opcję Text, która jest stosowana do wprowadzania tekstu na

schemacie pneumatycznym i opcję Group, którasłuży do grupowania obszarów schematu układu elektropneumatycznego.

W przypadku gdy wymagane jest umieszczenie na diagramie kilku takich samych składników można użyć polecenia Repeat, które pozwala na powtórzenie już raz wybranego elementu.

Menu SIMULATION pokazuje użytkownikowi w jaki sposób działają określone układy pneumatyczne. Menu zawiera cztery opcje:

Start - uruchamia symulację w trybie normalnym. Step-by-step - włącza symulację w trybie krok po kroku. Pause - wstrzymanie symulowanego procesu. Stop - wyłączenie symulacji. Menu DISPLAY pozwala na zbliżanie części diagramu wg określonych opcji: Previous Zoom - powraca do poprzedniego wyświetlenia. Zoom 100% - wyświetla diagram w jego typowej postaci. Zoom + - powiększa diagram dwukrotnie (maximum 1000%). Zoom - - zmniejsza diagram o około połowę (minimum 10%). Zoom Window - powiększa zaznaczoną część diagramu. Zoom All - pokazuje wszystkie elementy diagramu na ekranie. Grid - pokrywa ekran regularnie rozmieszczonymi kropkami, co ułatwia budowanie

schematów (zwłaszcza prowadzenie połączeń). Menu ORIENTATION umożliwia ustawianie elementu w dowolnie wybranej pozycji,

pod dowolnie wybranym kątem. Menu zawiera osiem opcji: Normal (normalny), 90 °, 180 °, 270 °, Normal Flip (normalny obrócony), 90 ° Flip,

180 ° Flip, 270 ° Flip.

Laboratorium Mechatroniki IEPiM

Wydruk schematu ideowego przykładowego układu elektropneumatycznego oraz schematu drabinkowego sterowania

Laboratorium Mechatroniki IEPiM

Pytania do ćwiczenia II

1. Wymienić i porównać graficzne metody programowania PLC. 2. Wymienić i scharakteryzować podstawowe dwa elementy programu w języku

drabinkowym. 3. Co rozumiesz przez określenie gałąź pionowa i gałąź pozioma schematu drabinkowego?

Podaj przykład. 4. Narysować schemat ideowy układu dwucylindrowego A i B z zaworami rozdzielającymi

5/2 sterowanymi elektrycznie, które realizują funkcję : A+B+A-B- po włączeniu zasilania.

5. Wymienić funkcje złożone języka programowania drabinkowego. 6. Zdefiniować i wyjaśnić na przykładzie działanie operacji zatrzasku w języku

drabinkowym. 7. Zdefiniować i wyjaśnić działanie timera typu „impuls” i „rozszerzony impuls” w języku

drabinkowym. 8. Narysować schemat ideowy układu trzycylindrowego z zaworami rozdzielającymi 5/2

sterowanymi elektrycznie, które realizują po włączeniu zasilania funkcję sekwencyjnego rozprężania jednego z cylindrów a następnie dwóch pozostałych jednocześnie.

9. Podać przykład segmentu programu w języku drabinkowym, z licznikiem odliczającym w dół.

10. Wymienić instrukcje wywoływania bloków w języku drabinkowym. 11. Do czego służą bloki danych w programie drabinkowym? Podaj 3 przykładowe formaty

danych i ich wskaźniki. 12. Narysować schemat drabinkowy sterowania układu elektropneumatycznego

dwucylindrowego, który realizuje funkcję jednoczesnego rozprężanie dwóch cylindrów po włączeniu przycisku normalnie otwartego START, a sprężania za pomocą przycisku normalnie zamkniętego STOP.

13. Omówić budowę i przeznaczenie bloków organizacyjnych w języku drabinkowym. 14. Opisać funkcje czujników wykorzystanych do sterowania laboratoryjnym modelem 3-

cylidrowego układu elektropneumatycznego. 15. Omówić budowę i zasadę działania zaworów rozdzielających zastosowanych na

stanowisku laboratoryjnym. 16. Narysować schemat drabinkowy sterowania układu elektropneumatycznego

dwucylindrowego A i B, które realizują funkcję : A+B+B-A- po włączeniu zasilania.