Automatizacija industrijskih postrojenja

1

Fakultet elektrotehnike i računarstvaZavod za elektrostrojarstvo i automatizaciju

AUTOMATIZACIJA INDUSTRIJSKIH AUTOMATIZACIJA INDUSTRIJSKIH POSTROJENJAPOSTROJENJAhttp://http://www.fer.hrwww.fer.hr/predmet//predmet/aipaip

Uvod u PLCUvod u PLC--oveove

Igor Erceg (igor.erceg@fer.hr)

Toni Šimić (toni.simic@fer.hr)

2

Sadržaj

Što je PLCGdje se koristi PLCModuli, način rada, memorija i način izvođenja programa PLC-aSimatic STEP 7

3

Što je PLC?

PLC - Programibilni logički kontroler(eng. Programmable Logic Controller)PLC-ovi su modularni sklopovi koji se koriste za automatizaciju postrojenja i procesa

4

Gdje se koriste PLC-ovi?Najčešće u industriji (industrijski uvjeti)Gdje se zahtijevaju brzi, pouzdani i robusni elektronički uređaji za automatizaciju, nadzor i upravljanje

Najčešće u industriji (industrijski uvjeti)Gdje se zahtijevaju brzi, pouzdani i robusni elektronički uređaji za automatizaciju, nadzor i upravljanje

5

Gdje se koriste PLC-ovi?

6

Nivo nadgledanja, upravljanja, akvizicije podataka (SCADA)

Nivo procesuiranja upravljačkih naloga (PLC, PC)

Nivo povezivanja PLC-a s izvršnim

članovima

Izvršni članovi

postrojenja

PLC-ovi u hijerarhijskoj strukturi industrijskih automatiziranih sustava

7

Moduli PLC-a

8

Način rada PLC-a

STOP – PLC ne izvršava programRUN – PLC izvršava program, jednosmjerna komunikacija (PLC->PC)RUN-P – PLC izvršava program, dvosmjerna komunikacija (PLC<->PC)MRES – brisanje memorije PLC-a

STOP – PLC ne izvršava programRUN – PLC izvršava program, jednosmjerna komunikacija (PLC->PC)RUN-P – PLC izvršava program, dvosmjerna komunikacija (PLC<->PC)MRES – brisanje memorije PLC-a

9

Memorija PLC-a

Memorija PLC-a podjeljena je na:Ulaze (input) – I, IB, IW, IDIzlaze (output) – Q, QB, QW, QDMarkere (marker) – M, MB, MW, MDPeriferijalni ulazi (peripherial input) – PIB, PIW, PIDPeriferijalni izlazi (peripherial output) - PQB, PQW, PQDPodatkovni blokovi (data block) – DBX, DBB, DBW, DBD

10

Način izvođenja programa u PLC-u

PLC izvršava program ciklički1. Pokretanje programa2. Čitanje ulaznih vrijednosti (I) s modula i spremanje u

ulaznu tablicu3. Izvođenje korisničkog programa 4. Prebacivanje vrijednosti iz izlazne tablice (Q) na module5. Ponavljaj korake od 2 do 4 sve dok se ne prekine

izvođenje programaIznimka: analogni ulazi i izlazi se čitaju/postavljaju pri svakom pozivu u korisničkom programu

11

Način izvođenja programa u PLC-u

Korisnički program

.

.

.A I 2.0

Ulazi PLC-a

Memorijski prostor CPU-a

Byte0Byte1

.

.

.

.

PII

Izlazi PLC-a

Memorijski prostor CPU-a

Byte0Byte1

.

.

.

.

PIQ

= Q 4.3...

Q 4.3

12

Način izvođenja programa u PLC-u

Prethodno opisani način izvođenja programa osigurava istovjetnost ulaznih podataka tijekom izvođenja jednog ciklusa korisničkog programa.Imati na umu ukoliko se sadržaj neke varijable obrađuje na nekoliko mjesta u programu

13

Simatic STEP 7Simatic STEP 7 je programski paket, tvrtke Siemens, za programiranje Siemens-ovih PLC-ova serije S400 i S300

14

Simatic STEP 7

Glavni prozor:

15

Simatic STEP 7

Kreiranje projekta:

Ime projektaIme projekta

16

Simatic STEP 7

Dodavanje CPU-a u kreirani projekt:

17

Simatic STEP 7

Hardware Configuration:

18

Simatic STEP 7Hardware Configuration dodavanje šine:

19

Simatic STEP 7Hardware Configuration dodavanje izvora napajanja:

20

Simatic STEP 7Hardware Configuration dodavanje CPU-a:

Dodati (ako je potrebno) komunikacijsku mrežu (PROFIBUS, MPI...)

Dodati (ako je potrebno) komunikacijsku mrežu (PROFIBUS, MPI...)

21

Simatic STEP 7Hardware Configuration dodavanje CPU-a:

22

Simatic STEP 7Hardware Configuration dodavanje izlaznih i ulaznih modula:

23

Simatic STEP 7Hardware Configuration dodavanje pretvarača na PROFIBUS komunikacijsku mrežu:

24

Simatic STEP 7Hardware Configuration spremanje, kompajliranje i spuštanje konfiguracije u PLC:

Spremi i kompajliraj

Spremi i kompajliraj

Spusti u PLCSpusti u PLC

25

Simatic STEP 7Stanje PLC-a nakon spuštanja HW Config-a:

Greška kod konfiguracije ili spajanjaGreška kod konfiguracije ili spajanja

Greška u mrežnoj konfiguracijiGreška u mrežnoj konfiguraciji

Način rada PLC-aNačin rada PLC-a

26

Simatic STEP 7Dodavanje objekata za programiranje PLC-a:

27

Simatic STEP 7

Struktura programa PLC-a:

28

Simatic STEP 7Najčešće korišteni objekti u programu:

OB – organizacijski blokovi,FB – funkcijski blokovi,FC – funkcije,SFB – sistemski funkcijski blokovi,SFC – sistemske funkcije,DB – podatkovni blokovi.

29

Simatic STEP 7

Organizacijski blokovi OB:Operacijski sustav poziva OB u kojem se nalazi korisnički program (operacijski sustav poziva OB, a OB poziva FC, FB...)OB1:

Operacijski sustav izvršava OB1 pri pokretanjuIzvršava se cikličkiMaksimalno vrijeme jednog ciklusa tvornički je postavljeno na 150ms, ali se ono može promijenitiAko OB1 premaši maksimalno vrijeme jednog ciklusa, operacijski sustav poziva OB80Ako OB80 nije u programu PLC-a, PLC prelazi u STOP mod

30

Simatic STEP 7

Organizacijski blokovi OB:OB10 do OB17:

Omogućuju pokretanje programa u točno vrijeme dana određenog datumaProgram se može izvršavati:

Jednom, Svake minute,Svakog sata,Dnevno,Tjedno,Mjesečno,Godišnje.

31

Simatic STEP 7

Organizacijski blokovi OB:OB30 do OB38:

Program se izvodi u točno specificiranim vremenskim intervalimaVremenski intervali izvršavanja programa se specificiraju u HW Config-u

32

Simatic STEP 7

Funkcijski blokovi FB i funkcije FC:FB i FC se pozivaju iz organizacijskih blokovaFB-u se pridjeljuje memorijski prostor (DB) pa je potrebno definirati tipove varijabli s kojima se radi (popunjava se deklaracijska tablica)FC za svoj rad ne koristi DB; koristi definirane ulazne/izlazne varijable (procesuira podatke)FC se koristi za proračunavanje matematičkih jednadžbi ili za neko jednostavnije upravljanje

33

Simatic STEP 7

Sistemski funkcijski blokovi SFB i sistemske funkcije SFC:

Neke radnje nije potrebno programirati jer su one predefinirane u PLC-u s SFC i SFB objektima

34

Simatic STEP 7

Podatkovni blokovi DB:Služe za smještanje podataka koje koristi korisnički programPodaci ostaju u blokovima i onda kada se ti blokovi ne izvršavaju

35

Simatic STEP 7Dodavanje podataka u DB:

36

Simatic STEP 7

Tablica varijabli VAR:Služe za online promatranje trenutačnih stanja/vrijednosti ulaza (I), izlaza (Q), markera (M) i podataka (DB)Ne mogu se promatrati stanja/vrijednosti perifernih jedinica (PQ, PI)

37

Simatic STEP 7Programiranje PLC-a:

38

Simatic STEP 7

Programski jezici PLC-a:STL (Statement List) – najsličniji asembleruLAD (Ladder Diagram) – relejni prikaz; prikladno za inženjere naučene na relejnu logikuFBD (Function Block Diagram) – blokovski prikaz

39

Primjer STL

Simbolični programO I S1O I S3S Motor_onO I S2O I S4ON S5R Motor_on

Apsolutni programO I 1.1O I 1.3S Q 4.0O I 1.2O I 1.4ON I 1.5R Q 4.0

Mirni kontakt(zaštite)

40

Primjer LAD

41

Primjer FBD

42

Simatic STEP 7Osnovne naredbe STL-a:

BitovneA AndAN And NotO OrON Or NotX Exclusive OrXN Exclusive Or NotO And before Or= AssignR ResetS Set

43

Simatic STEP 7

Osnovne naredbe STL-a:Load i Transfer naredbe

L Load – Učitava sadržaj zadane lokacije u ACCU1 (postoji i ACCU2)Kada se “Load” naredba ponovi 2 puta za redom, sadržaj ACCU1 premješta se u ACCU2, a u ACCU1 se učitava sadržaj zadane lokacije (princip stoga)T Transfer – Premješta sadržaj ACCU1 na zadanu lokaciju

44

Simatic STEP 7Osnovne naredbe STL-a:

Timer-i:FR Enable Timer (Free)L Load Current Timer Value into ACCU 1 as IntegerLC Load Current Timer Value into ACCU 1 as BCDR Reset TimerSD On-Delay TimerSE Extended Pulse TimerSF Off-Delay TimerSP Pulse TimerSS Retentive On-Delay Timer

45

Simatic STEP 7

46

Simatic STEP 7Spremanje i spuštanje programa u PLC:

Spremi program

Spremi program

Spusti u PLC

Spusti u PLC

47

Simatic STEP 7Pokretanje PLC-a:

Prebaciti preklopku u RUN ili RUN-P

48

Simatic STEP 7Dodavanje varijabli za promatranje u VAR:

49

Simatic STEP 7Online promatranje u VAR:

50

Siemens Supporthttps://support.automation.siemens.com

51

Siemens Supporthttps://support.automation.siemens.com