Имеется конвейер, на котором установлены датчик дефекта и исполнительный механизм – эжектор.
Предметы движутся по конвейеру; задача состоит в том, чтобы сбросить его при обнаружении дефекта.
Длина объекта от 1,5 до 7 метров; во избежание различных интересных эффектов сброс необходимо производить в момент прохождения центра объекта через ресеттер.
Расстояние, пройденное объектом, измеряется с помощью датчика перемещения (инкрементного энкодера); наличие объекта определяется датчиком присутствия (фотодатчиками).
Обрабатывая данные этих датчиков, можно измерить длину объекта и рассчитать необходимое движение до точки выброса.
Это история об использовании простого программируемого реле в реальной задаче промышленной автоматизации.
Но так ли это просто? Добро пожаловать в программирование без единой строчки кода! Для решения этой проблемы мы используем доступное программируемое реле Siemens LOGO 6 серии.
Подобные реле есть у многих производителей; они обычно небольшого размера и размещаются на стандартной DIN-рейке.
Я попытаюсь на примере LOGO рассказать вам, что это такое и чем они отличаются от ПЛК.
Базовый модуль имеет несколько входов, выходов, разъем для программирования, дисплей и кнопки управления (есть более дешевые модели без кнопок и дисплея).
Более новые серии (начиная с 7-й) имеют слот для SD-карты и Ethernet. Источник питания может быть как низковольтным, так и 230 Вольт. Модули расширения – входные, выходные, коммуникационные – могут быть подключены к базовому модулю.
Максимальная конфигурация — 24 входа и 16 выходов, программа может содержать до 200 элементов (до 400, начиная с серии 7).
Отличие от ПЛК: входы и выходы подключены к постоянной клеммной колодке, индикация их состояния отсутствует, программу нельзя изменить в процессе выполнения и можно только переписать целиком.
Для программирования можно использовать только два языка из стандарта МЭК 61131-3: LAD (лестничная логика) и FBD (функциональные блоки).
Это одна и та же программа, слева ФБД, справа ЛАД И, конечно же, более ограниченные ресурсы — меньше входов и выходов, нет возможности структурировать программу (хотя с 7 версии появилась возможность выделить часть программы в пользовательскую функцию), нет сложной математики.
С другой стороны, более низкая цена в сочетании с хорошей функциональностью, надежностью и удобной средой программирования и отладки делают их привлекательными для решения простых задач.
Насколько просто? Примеры использования обычно включают примитивные случаи, такие как управление освещением, климат-контролем или автоматическими дверями.
Но иногда приходится использовать все возможности этого миниатюрного контроллера.
Это первый драфт, когда казалось, что основная проблема заключается в определении точки релиза.
Как оказалось, датчик дефекта представляет собой довольно сложное устройство и имеет собственный конвейер; поэтому разместить фотодатчики присутствия объекта можно было только на расстоянии 3 метров от него.
В результате при его срабатывании датчики присутствия могут видеть совершенно другой объект. Расстояние от датчиков присутствия до самосвала составило 9 метров; На таком расстоянии одновременно можно разместить до 6 объектов — их все придется отслеживать.
Эжектор тоже не простой; его исходное положение необходимо контролировать для подтверждения успешного сброса и исключения ситуации, когда он зависает на конвейере.
Самосвал установлен на выходном конвейере, управление которым осуществляется из другого места — для разрешения его работы нам нужен сигнал.
На выходном конвейере также установлен инкрементальный энкодер.
Ну и для удобства отладки и диагностики я решил добавить возможность настройки расстояний через дисплей и указания типа аварийной ситуации по количеству вспышек лампы «Работа».
Уже в процессе разработки пришла идея добавить на дисплей текущее значение скорости конвейера, измеренную длину объекта и счетчики аварийных ситуаций.
Еще я добавил мигающую лампочку, когда каждый объект проходит точку сброса — это сильно упростило отладку в будущем.
Рекурсия Программа в ПЛК выполняется циклически – считывается состояние входов, они обрабатываются согласно программе и устанавливается состояние выходов.
Исключением являются только высокоскоростные входы и таймеры — они обрабатываются прерываниями.
Если переменная изменилась, ее новое значение нельзя использовать в затрагивающих ее расчетах в том же цикле — его можно запомнить и использовать только в следующем цикле.
Счетчик программ имеет функцию включения/выключения выходного сигнала при достижении заданных пороговых значений.
Порогами могут быть значения других счетчиков или результаты вычислений.
Простая математика – 4 шага Алгоритм работы системы: при поступлении сигнала от датчика дефекта он проходит линию задержки на одном из счетчиков расстояния ДД и привязывается к имеющемуся объекту, при этом загорается лампа «Обнаружен дефект».
Затем начинается движение объекта к точке сброса, отслеживаемое одним из счетчиков сброса, при этом лампа мигает. Длина объекта измеряется счетчиком длины; измеренное значение записывается в блок расчета соответствующего канала сброса и используется для расчета точки сброса.
При его достижении конвейеры останавливаются и объект выгружается.
После возвращения эжектора в исходное положение конвейеры запускаются.
Входной конвейер имеет задержку запуска на 4 секунды, чтобы компенсировать время разгона остальных конвейеров, которые управляются преобразователями частоты.
Возможные аварийные ситуации - срабатывание датчика без предмета, отсутствие исходного положения выбрасывателя, отсутствие реакции выбрасывателя на сигнал сброса, превышение габаритов предмета (входного датчика), превышение длины предмета как результате перекрытия или неисправности датчика присутствия.
Также контролируется готовность датчика дефектов и преобразователей частоты привода движения.
Самым напряженным при разработке программы были элементы логики без возможности расширения количества входов, как в старом добром LA3. В старых контроллерах количество входов элементов можно увеличить по мере необходимости.
Также, если к выходу элемента подключено десяток входов и вдруг вам понадобится добавить в разрыв еще один элемент, вам придется перерисовывать все 10 строк.
Особенно это раздражает, когда переходят на другие страницы - не мешало бы сделать повторители.
Все выходы элементов нужно куда-то подключить, даже если они не нужны — придется использовать открытый разъем, без этого запустить симуляцию можно, но загрузить программу в контроллер нельзя.
Количество этих разъемов ограничено; если их недостаточно, нужны логические элементы для объединения бесполезных сигналов.
Ну и кастомные функции для повторения блоков - у меня их не было, но даже если бы я взял более новую модель ЛОГО, это бы не помогло, в ограничения не вписывалось.
Ну да ладно, я знал, что делаю – это всего лишь программируемое реле, и такое его использование скорее исключение.
Программа в графическом виде была размещена на 8 листах А4, здесь я представляю ее в виде двух картинок (будьте осторожны, они большие).
Изображение 1 
Изображение 2 
Это реальный проект, работающий в железе уже пятый год с небольшими доработками - добавлена световая и звуковая индикация запуска входного конвейера, были эксперименты со сбросом без остановки (добавлен как опция отключения).
Теги: #Электроника для начинающих #Промышленное программирование #контроллер #plc #siemens logo
-
Как Стать Лучшим Блогом В Своей Нише
19 Oct, 24 -
«Разум В Сети». Контакт С Другим Разумом
19 Oct, 24 -
Шесть Советов Для Первоклассной Презентации
19 Oct, 24
