WYKORZYSTANIE STEROWNIKÓW PLC MOELLER I SIECI PROFIBUS DP W UKŁADACH NAPĘDOWYCH

Instrukcja obsługi stanowiska laboratoryjnego. Instrukcja jest częścią pracy dyplomowej Prowadzący: Wykonali: dr inż. Jerzy Przybylski Paweł Partyka Arkadiusz Świostek

1. Opis stanowiska laboratoryjnego

Stanowisko laboratoryjne przeznaczone jest do badania zastosowania i funkcji sieci

Profibus w układach napędowych. Wszystkie elementy wchodzące w skład pracy są

jednego producenta – Moeller, co znacznie ułatwia konfigurację sieci.

Układ napędowy składa się z falownika (Rys 1. 8) DF 5-340-075 i trójfazowego

silnika 250W.

Rys. 1. Stanowisko laboratoryjne

Sercem stanowiska laboratoryjnego jest sterownik PLC firmy Moeller (Rys. 1. 4) z

serii PS4-300. Jest to uniwersalne, szybkie urządzenie o dużych możliwościach. Czas

wykonania 1000 instrukcji wynosi 0,5 [ms]. PS4 posiada 512 kB pamięci, które są

przeznaczone na program. Pamięć ta jest podtrzymywana za pomocą wymiennej baterii.

Wraz z modułem rozszerzeń lokalnych LE4-504-BS1 (Rys. 1. 5) sterownik pracuje w

sieci Profibus DP, w której może pełnić rolę urządzenia nadrzędnego typu Master. Jego

zadaniem jest obsługa uczestników sieci. Urządzenia systemu PLC zasilane są z

2

zasilacza SN 4-025-BI7 (Rys. 1. 3) napięciem stałym 24V. Wydajność prądowa

zasilacza wynosi 5A i wystarczy by zasilić wszystkie elementy zainstalowane w

stanowisku.

Stanowisko zostało połączone z 5 przewodową siecią energetyczną. W celu ochrony

przeciwzwarciowej zastosowano dwa automatyczne wyłączniki instalacyjne.

Trójfazowy wyłącznik B10 (10A) służy do zabezpieczenia falownika oraz B6 (6A)

zabezpieczający układ zasilania PLC.

Sterownik PS 3-341-MM1 (Rys. 1. 4) wraz z modułem rozszerzeń lokalnych

LE 4-504-BS1 (Rys. 1. 5) pracuje jako urządzenie nadrzędne w sieci Profibus.

Elementami podrzędnymi są:

- stacja wejść/wyjść XI/ON (Rys. 1. 9),

- falownik DF5-340-075 (Rys. 1. 8),

- panel operatorski MI4-110-KC1.

Stacja XI/ON jest zdalnym modułowym systemem wejść i wyjść. Dzięki niej możliwe

jest rozłożenie czujników (Rys 1. 11) w procesie technologicznym bez konieczności

miejscowego stosowania drogich sterowników PLC lub modułów rozszerzeń.

Zainstalowane zostały następujące moduły (Rys. 1. 11):

- 2 wyjścia cyfrowe,

- 2 wejścia cyfrowe,

- 1 wejście analogowe.

Falownik DF5-340-075 (Rys. 1. 8) jest urządzeniem zasilanym z trójfazowej sieci

energetycznej 3x400V. Aby urządzenie umożliwiało prace w sieci Profibus,

zainstalowano dodatkowy moduł komunikacyjny DE 5-NET-DP. Na tablicy stanowiska

zostały zainstalowane dwa przełączniki bistabilne i potencjometr (Rys. 1. 7). Elementy

te pełnią role terminala i umożliwiają sterowanie falownikiem.

MI4-110-KC1 (Rys. 1. 10) jest panelem operatorskim, służącym jako urządzenie

kontrolno-sterujące. Model ten posiada monochromatyczny, graficzny wyświetlacz

LCD o rozdzielczości 120x32 piksele, który może zmieścić 4 linie tekstu po 20 znaków.

By urządzenie pracowało w sieci Profibus, wymagany jest dodatkowy moduł

ZB4-504-IF1.

3

Rys. 2. Schemat układu napędowego.

2. Wykonanie ćwiczenia. 2.1. Praca samodzielna Falownika (bez sieci Profibus).

Pierwsza część ćwiczenia obejmuje pracę z samym układem napędowym, w którego skład

wchodzi trójfazowy silnik i falownik. Falownik pracuje samodzielnie i całe sterowanie

pracą silnika realizowane jest za pomocą ustawień PNU w menu falownika.

Nominalna moc przemiennika częstotliwości wynosi 750W. Wewnętrzna częstotliwość

kluczowania tranzystorów ma od 0,5Hz – 16kHz, zaś wyjściowa zmieniana jest od 0,5Hz

do 360Hz. Zastosowany silnik nie pozwala jednak na ustawienie tak dużej wartości

częstotliwości, maksymalna jej wartość wynosi 50 Hz i jest ograniczana za pomocą

parametrów A03, A04

4

Wykonanie:

1. Odłączyć napięcie od stanowiska wyłączając zabezpieczenia B10 i B6 (Rys. 1. 1 i 2)

oraz wyłączyć wyłącznik główny W1 (Rys. 1. 9).

2. Odłączyć przewód łączący falownik z modułem komunikacyjnym RJ45. UWAGA!

Czynność tą można wykonać tylko przy wyłączonym napięciu.

3. Załączyć zabezpieczenie trójfazowe B10.

Falownik powinien się uruchomić, a na wyświetlaczu pojawią się ustawienia. Sterowanie

pracą silnika polega na zmianie ustawień falownika. Lista komend PNU opisana została w

tabeli 1.

Tab. 1. Zestaw parametrów PNU falownika DF 5-340-075 PNU WE – ustawienie

Znaczenie Wartość Ustawienie fabryczne

F01 Wartość zadana częstotliwości 0,5 do 360 Hz 0,0 F02 Czas przyspieszenia 1 0,1 do 3000 s 10,0 F03 Czas opóźnienia 1 0,1 do 3000 s 10,0 F04 Kierunek obrotów

− 01: rampę opóźniającą − 02: hamowanie prądem stałym

A41 Charakterystyka boost (podbicia U): − 00: ręczna − 01: automatyczna

b03 Oczekiwanie na powrót 0,3 do 100 s 1,0 b12 Prąd wyzwalania elektronicznego

zabezpieczenia silnika 0,5 do 1,2 X Ie Ie – prąd znamionowy

falownika b13 Charakterystyka elektronicznego

zabezpieczenia silnika − 00: zabezpieczenie wzmocnione − 01: zabezpieczenie normalne

(dot. tylko wejścia C02 Funkcje wejścia cyfrowego 2

(wartości jak PNU C01)

2.2. Praca układu napędowego w sieci Profibus.

Etap drugi to praca układu napędowego w sieci Profibus DP. Ćwiczenie przeprowadzane

jest z wykorzystaniem wszystkich elementów stanowiska, które skonfigurowane zostały i

uruchomione za pomocą gotowego programu.

Wykonanie:

1. Odłączyć napięcie od stanowiska wyłączając zabezpieczenia B10 i B6 (Rys. 1. 1 i 2)

oraz wyłączyć wyłącznik główny W1 (Rys. 1. 9).

2. Podłączyć przewód łączący falownik z modułem komunikacyjnym RJ45. UWAGA!

Czynność tą można wykonać tylko przy wyłączonym napięciu.

3. Załączyć zabezpieczenie trójfazowe B10, B6 i W1.

4. Uruchomić program Sucosoft S40,

5. Wybierając Project->Open otworzyć pliki projektu o nazwie Profibus_lab, znajdują

się one w katalogu C:\Program Files\Moeller Software\Sucosoft 5.0\Projects/

9

6. Przesłanie topologii sieci do modułu rozszerzeń lokalnych LE 4-504-BS1.

Aby sterownik PLC widział urządzenia w sieci niezbędna jest wcześniejsza ich

konfiguracja, mająca na celu nadanie adresów i funkcji w sieci. Plik zawierający

ustawienia topologii dla projektu profibus_lab określony jest w nawigatorze jako plik

programu PROFIBUS-DP Configuration. Aby uruchomić narzędzie do konfiguracji

topologii sieci należy dwukrotnie kliknąć lewym przyciskiem myszy na ten plik (Rys. 4).

Zostanie uruchomione okno programu CFG-DP (Rys. 5).

Rys. 4. Wywoływanie programu CFG-DP z poziomu Nawigatora.

Sieć w stanowisku pracuje w trybie Mono Master, czyli z jednym urządzeniem

nadrzędnym. Urządzeniem kontrolującym, które pełni rolę Mastera w sieci jest sterownik

PS 4 341-MM1 wraz z modułem LE4-504-BS1. Adres jaki został przyznany tej stacji

to 1. Następnie dodano pozostałe moduły, które są modułami podrzędnymi typu SLAVE.

Aby obejrzeć właściwości i ustawienia dla każdego z uczestników sieci należy kliknąć

10

dwukrotnie lewym przyciskiem myszy na ikonie odpowiadającej urządzeniu.

Rys. 5. Program służący do konfiguracji topologii sieci Profibus.

Ponieważ korzystamy z gotowej konfiguracji, bez jakichkolwiek zmian należy wgrać

ustawienia do modułu rozszerzeń LE 4-504-BS1. Aby poprawnie wgrać konfigurację do LE4-

504-BS1 należy użyć, standardowego przewodu szeregowego, wykonanego z przeplotem, a

zakończonego wtyczkami DB 9pin (z jednej strony męską z drugiej żeńską). Schemat takiego

przewodu przedstawia Rys.6. Przewód taki wchodzi w skład stanowiska.

Rys. 6. Schemat przewodu programującego do modułu LE4-504-BS1

11

Aby załadować konfigurację do modułu, należy wybrać w programie CFG-DP z menu :

Online -> Download lub wcisnąć Ctrl+D.

7. Program użytkownika – kompilacja..

Ostatnim krokiem, który należy wykonać to załadowanie skompilowanego programu do

pamięci sterownika. Z okna Nawigatora należy uruchomić POU Etitor dwukrotnie

klikając na pliku programu (Rys. 7).

Rys. 7. Uruchomienie programu POU Editor z poziomu Nawigatora

Program (Rys. 8) wyświetla kod napisanego programu (poniżej), a w górnej części okna

widnieją zadeklarowane w programie zmienne.

Rys. 8. Okno POU Editor.

12

Bez wprowadzania zmian w kodzie programu należy skompilować i załadować gotowy

program do sterownika. Aby skompilować należy wybrać z menu Options -> Code

Generation lub nacisnąć klawisz F7. Program zapyta się o plik Make file, należy

potwierdzić i wcisnąć OK.

8. Załadowanie skompilowanego programu do pamięci sterownika

Załadowanie napisanego już programu do pamięci sterownika możliwe jest za pomocą

narzędzia Test and Commissioning. Program można uruchomić z Navigatora z menu:

Tools -> Test and Commissioning. Aby zrealizować komunikację pomiędzy sterownikiem

PS 4-341-MM1 a komputerem, należy połączyć PC ze sterownikiem za pomocą

przewodu. Przewód należy podłączyć do portu szeregowego (od strony komputera) i do

gniazda PRG w sterowniku. Schemat takiego przewodu pokazano poniżej:

Rys. 9. Schemat ideowy przewodu do programowania.

Wymagany przewód wchodzi w skład pracy.

Przesyłanie skompilowanego programu rozpoczyna się od wyboru odpowiedniego portu

szeregowego (PC), do którego podłączony jest sterownik PLC. Połączenia dokonujemy

wciskając Enter. Z menu menu Device wybrać należy Transfer / File Manager (Rys. 10).

13

Rys. 10. Przesyłanie programu do pamięci sterownika.

Jeżeli sterownik PLC w chwili wgrywania programu znajduję się w trybie RUN,

program zapyta się czy ma zatrzymać prace aktualnego programu i rozpocząć ładowanie

nowego. Podobnie po załadowaniu programu, zostanie wywołane okno z pytaniem o

uruchomienie wgranego już nowego programu.

14

9. Obsługa stanowiska i programu

Rys. 11. Rysunek panelu wraz z opisem elementów

W prawym górnym rogu stanowiska (Rys. 11) umieszczone zostały dwie kolumny wejść

cyfrowych sterownika. Przyciski z pierwszej kolumny służą do wyboru urządzenia

sterującego silnikiem. W przypadku jednoczesnego wciśnięcia więcej niż jednego z wyżej

wymienionych wejść, sterowanie będzie się odbywało za pomocą falownika. Na panelu

operatorskim menu ustawione w pozycji „Urządzenie sterujące” wyświetlana jest cyfra

15

wskazująca na urządzenie aktualnie sterujące silnikiem (Tab. 2). Wyświetlane cyfry

oznaczają:

0 – falownik,

1 – sterownik,

2 – stacja XI/ON,

3 – panel operatorski.

Wejścia cyfrowe sterownika od I4 do I7 pozostały niewykorzystane.

Druga kolumna wejść cyfrowych od I8 do I15 zostaje uaktywniona po wybraniu trybu

sterowania silnikiem poprzez sterownik. O kierunku obrotów silnika decyduje sygnał z wejść

cyfrowych (I8 – prawo; I9-lewo). Przy jednoczesnym wciśnięciu obu wejść (I8 i I9) decyduje

to z wejść, które zostało wciśnięte jako pierwsze. W przypadku naciśnięcia najpierw

przycisku I8, potem przycisku zaś I9, silnik będzie się obracał w prawo. W odwrotnej

sytuacji, podczas naciśnięcia najpierw przycisku I9 , następnie przycisku I8 silnik będzie się

obracał w lewo.

Poniżej stacji XI/ON znajdują się wejścia i wyjścia tego urządzenia. Zostają one

uaktywnione po wybraniu trybu sterowania silnikiem poprzez stacje XI/ON. Znaczenie wejść

i wyjść stacji XI/ON opisano na Rys. 11. Podobnie jak w przypadku sterowania za pomocą

sterownika o kierunku obrotów silnika, przy jednoczesnym wciśnięciu wejść cyfrowych X I0 i

X I1 decyduje to, które z wejść zostało wciśnięte jako pierwsze.

W lewej części stanowiska nad przemiennikiem częstotliwości znajdują się wejścia

cyfrowe i wejście analogowe tego urządzenia. Zostają one uaktywnione tylko wtedy, gdy

wybrany zostanie tryb sterowania silnikiem poprzez falownik. Inaczej niż w przypadku

sterownika i stacji XI/ON o kierunku obrotów silnika przy jednoczesnym wciśnięciu wejść

cyfrowych FI0 i FI1 decyduje to, które z wejść zostało wciśnięte jako ostatnie. Przy

wyciśnięciu obu wejść cyfrowych przemiennika częstotliwości równocześnie, silnik zatrzyma

się.

Sterowanie za pomocą panelu operatorskiego możliwe jest po wybraniu trybu

sterowania silnikiem poprzez panel operatorski. Pozostałe funkcje realizowane przez panel

operatorski dostępne są niezależnie od tego, które urządzenie steruje silnikiem. Po wciśnięciu

klawisza funkcyjnego F3, a następnie wybraniu za pomocą strzałek „góra”, „dół” wielkości,

którą użytkownik chce zadać, należy wcisnąć klawisz funkcyjny F1, aby rozpocząć

wprowadzanie danych. Za pomocą strzałki „góra” można dany parametr zwiększać, a za

16

pomocą strzałki „dół” dany parametr będzie zmniejszany. Zatwierdzenie wielkości i wysłanie

jej do przemiennika częstotliwości odbywa się po wciśnięciu klawisza „enter”. Aby

anulować wprowadzanie danej wielkości, należy nacisnąć klawisz funkcyjny F2.

Tab. 2. Obsługa stanowiska. Ustawione wejście Wybrane urządzenie Możliwości sterowania

FI0 – obroty silnika w lewo FI1 – obroty silnika w prawo

I0 Falownik

FA1- zmiana częstotliwości wyjściowej I8 – obroty silnika w lewo I9 – obroty silnika w prawo I10 – skokowa zmiana czasu przyśpieszenia I11 – skokowa zmiana czasu opóźnienia I13 – wybór trybu zadawania częstotliwości 1 – IA1 , 0 = I14, I15 IA1 – zmiana częstotliwości wyjściowej (jeśli I13=1) I14 – zmiana częstotliwości wyjściowej „do góry” (jeśli I13=0)

I1 Sterownik PLC

I15 – zmiana częstotliwości wyjściowej „do dołu” (jeśli I13=0) XI0 – obroty silnika w lewo XI1 – obroty silnika w prawo

I2 stacja XI/ON

XA1 – zmiana częstotliwości wyjściowej F1 - informacja o urządzeniu aktualnie sterującym F2 – odczyt parametrów pracy układu napędowego

I3 panel operatorski

F3 – zadawanie parametrów Listing programu: VAR (* DEFINICJA ZMIENNYCH*) licznik_czest: CTUD; xion_prawo AT %I2.2.2.0.0: BOOL; (* kierunek obrotow prawo*) xion_lewo AT %I2.2.2.0.1: BOOL; (* kierunek obrotow lewo*) xion_czest AT %IW2.2.3.0: INT; (* czest. zadawana z wej. analogowego*) xion_wyj0 AT %Q2.2.1.0.0: BOOL; (* wyjscie cyfrowe xi/on *) xion_wyj1 AT %Q2.2.1.0.1: BOOL; (* wyjscie cyfrowe xi/on *) czest_panel_i AT %IW2.3.0.2: WORD; (* czest. zadawana z panelu*) przysp_panel_i AT %IW2.3.0.4: WORD; (* czas przysp. zadawany z panelu*) opozni_panel_i AT %IW2.3.0.6: WORD; (* czas opozni. zadawany z panelu*) odcz_czest_panel AT %QW2.3.0.2: WORD; (* odczyt czest. w panelu*) odcz_prad_panel AT %QW2.3.0.4: WORD; (* odczyt pradu z falownika w panelu*) zad_czest AT %QW2.5.0.2: WORD; (* zadawanie czestotliwosci*) zad_przysp AT %QW2.5.0.4: WORD; (* zadawanie przyspieszenia*) zad_opozn AT %QW2.5.0.6: WORD; (* zadawanie opoznienia*) zad_prawo AT %Q2.5.0.0.0: BOOL; (* start w przod*) zad_lewo AT %Q2.5.0.0.1: BOOL; (* start w tyl*) net_ref AT %Q2.5.0.0.4: BOOL; (* wybor sposobu sterowania startem*) inv_ref AT %Q2.5.0.0.5: BOOL; (* wybor sposobu ustawiania parametrow*) net_ctrl AT %Q2.5.0.0.6: BOOL; (* wybor sterowania przez profibus*) odcz_ruch_pr AT %I2.5.0.0.0: BOOL; (* odczyt kierunku ruchu-przod*) odcz_ruch_lw AT %I2.5.0.0.1: BOOL; (* odczyt kierunku ruchu-tyl*) odcz_czest AT %IW2.5.0.2: WORD; (* odczyt aktualnej czestotliwosci*) odcz_prad AT %IW2.5.0.4: WORD; (* odczyt aktualnej wart. pradu*) odcz_kier_panel1 AT %Q2.3.0.1.0: BOOL; odcz_kier_panel2 AT %Q2.3.0.1.1: BOOL; END_VAR

17

VAR_GLOBAL wej1 AT %I0.0.0.0.0: BOOL; wej2 AT %I0.0.0.0.1: BOOL; wej3 AT %I0.0.0.0.2: BOOL; wej4 AT %I0.0.0.0.3: BOOL; prawo_i AT %I0.0.0.1.0: BOOL; lewo_i AT %I0.0.0.1.1: BOOL; przysp AT %I0.0.0.1.2: BOOL; opozni AT %I0.0.0.1.3: BOOL; tryb_czest AT %I0.0.0.1.5: BOOL; czest_up AT %I0.0.0.1.6: BOOL; czest_down AT %I0.0.0.1.7: BOOL; wej_analogowe AT %IAW0.0.0.4: UINT; (* potencjometr sterownika nr 1*) lewo_q AT %Q0.0.0.0.0: BOOL; prawo_q AT %Q0.0.0.0.1: BOOL; kier_panel_i AT %IB2.3.0.1: BYTE; ster_panel AT %QB2.3.0.0: BYTE; (* ktore urzadzenie steruje silnikiem*) odcz_kier_panel AT %QB2.3.0.1: BYTE; (*odczyt kierunku obracanie sie silnka*) END_VAR ld wej1 andn wej2 andn wej3 andn wej4 jmpc falownik ld wej2 andn wej1 andn wej3 andn wej4 jmpc sterownik ld wej3 andn wej1 andn wej2 andn wej4 jmpc xion ld wej4 andn wej1 andn wej2 andn wej3 jmpc panel

(* wybór trybu pracy programu *)

falownik: ld 0 st net_ctrl st net_ref st inv_ref ld 1 st zad_prawo ld 50 st zad_opozn st zad_przysp ld 0 st ster_panel jmp koniec

(* sterowanie za pomocą falownika *) (*ustawienie komendy start przez sygnał z terminala falownika*) (*ustawienie częstotliwości i kierunku obrotów za pomocą wejść falownika *) (*ustawienie częstotliwości i kierunku obrotów za pomocą wejść falownika *) (*zadawanie czasu opóźnienia*) (*zadawanie czasu przyśpieszenia*)

sterownik: ld 1 st ster_panel st net_ctrl

(* sterowanie za pomocą sterownika *) (*ustawienie komendy start przez sieć profibus*)

18

st net_ref ld tryb_czest eq 1 jmpc potencjometr

(*ustawianie parametrów za pomocą sieci profibus*) (*wybor trybu zadawania czestotliwosci*) (*licznik zliczajacy impulsy z wejsc cyfrowych zadajacych czestotliwosc*)

cal licznik_czest (CU:=czest_up, CD:=czest_down) ld licznik_czest.cv int_to_word shl 5 st zad_czest jmp kierunek potencjometr: ld wej_analogowe mul 7 uint_to_word st zad_czest

(* zadawanie częstotliwości odbywa sięga pomocą wejść I14, I15*) (* zadawanie częstotliwości odbywa sięga pomocą potencjometru*)

ld prawo_i and lewo_i andn lewo_q OR (prawo_i andn lewo_i ) st zad_prawo ld lewo_i and prawo_i andn prawo_q OR (lewo_i andn prawo_i ) st zad_lewo

(*sterowanie lewo-prawo, warunki wykluczajace wlaczenie na raz sterowania w lewo i prawo*)

kierunek: ld przysp eq 1 jmpc przyspieszenie ld 50 st zad_przysp jmp opoznienie przyspieszenie: ld 600 st zad_przysp opoznienie: ld opozni eq 1 jmpc opoznienie600 ld 50 st zad_opozn jmp koniec opoznienie600: ld 600 st zad_opozn jmp koniec xion:

(*zadawanie czasu przyspieszenie ze sterownika*) (*zadawanie czasu opoznienia ze sterownika*) (* sterowanie za pomocą stacji XI/ON *)

19

ld 2 st ster_panel ld 1 st net_ctrl st net_ref ld 50 st zad_opozn st zad_przysp ld xion_lewo and xion_prawo andn xion_wyj1 OR (xion_lewo andn xion_prawo ) st zad_lewo st xion_wyj0 ld xion_prawo and xion_lewo andn xion_wyj0 OR (xion_prawo andn xion_lewo ) st zad_prawo st xion_wyj1 ld poten2 byte_to_int mul 48 int_to_word st zad_czest jmp koniec panel: ld 3 st ster_panel ld 1 st net_ctrl st net_ref ld czest_panel_i word_to_int mul 100 int_to_word st zad_czest ld przysp_panel_i word_to_int mul 10 int_to_word st zad_przysp ld opozni_panel_i word_to_int mul 10 int_to_word st zad_opozn ld kier_panel_i eq 1 jmpc prawo

(*ustawienie komendy start przez sieć profibus*) (*ustawianie parametrów za pomocą sieci profibus*) (*zadawanie czasu opóźnienia*) (*zadawanie czasu przyśpieszenia*) (*sterowanie lewo-prawo, warunki wykluczające włączenie na raz sterowania w lewo i prawo*) (*zadawanie czestotliwosci za pomocą wejscia analogowego*) (* sterowanie za pomocą panelu operatorskiego *) (*ustawienie komendy start przez sieć profibus*) (*ustawianie parametrów za pomocą sieci profibus*) (*zadawanie częstotliwości z panelu*) (*zadawanie czasu przyspieszenia z panelu*) (*zadawanie czasu opoznienia z panelu*) (*zadawanie kierunku obracania sie silnika z panelu*)

20

ld kier_panel_i eq 2 jmpc lewo ld 0 st zad_lewo ld 0 st zad_prawo jmp koniec prawo: ld 1 st zad_prawo ld 0 st zad_lewo jmp koniec lewo: ld 1 st zad_lewo ld 0 st zad_prawo jmp koniec koniec: ld odcz_ruch_pr st odcz_kier_panel1 ld odcz_ruch_lw st odcz_kier_panel2 ld odcz_czest word_to_int div 100 int_to_word st odcz_czest_panel ld odcz_prad word_to_int mul 10 int_to_word st odcz_prad_panel

(*odczyt danych dotyczacych kierunku obracanie sie silnika i wysylanie ich do panelu*) (*odczyt wartosci czestotliwosci i pradu z falownika i wysylanie ich do panelu*)

21

2.3. Praca w sieci Profibus – programy i konfiguracja własna.

Trzecią częścią ćwiczenia jest stworzenie przez studenta własnej topologii sieci oraz

napisanie prostego programu wykorzystującego poszczególne elementy sieci

Wykonanie:

1. Odłączyć napięcie od stanowiska wyłączając zabezpieczenia B10 i B6 (Rys. 1. 1 i 2)

oraz wyłączyć wyłącznik główny W1 (Rys. 1. 9).

2. Podłączyć przewód łączący falownik z modułem komunikacyjnym RJ45. UWAGA!

Czynność tą można wykonać tylko przy wyłączonym napięciu.

3. Załączyć zabezpieczenie trójfazowe B10, B6 i W1.

4. Uruchomić program CFG-DP

5. Wybierając File->New utworzyć nowy projekt

6. Wybrać Insert->Master a następnie z listy wybrać moduł komunikacyjny LE4-504-

BS1 i za pomocą przycisku Add dodać do listy Selected master. Nadać modułowi adres 1,

oraz nazwę.

Rys. 12 Dodawanie urządzenia typu master.

7. Dodać kolejne stacje za pomocą Insert->Slave. Z listy wybrać stację XI/ON XN-GW-

PBDP-1.5MB, nadać jej adres 2, nazwę XION oraz dodać moduł komunikacyjny

przemiennika częstotliwości DE5-NET-DP. Nadać mu adres 5, nazwę Falownik.

22

Rys. 13 Dodawanie urządzeń typu slave.

8. Konfiguracja stacji XI/ON. Dwukrotnie kliknąć lewym klawiszem myszy w

urządzenie XION, które pokazało się w głównym oknie CFG-DP. Z listy pośrodku

klikając dwukrotnie klawiszem myszy dodać następujące moduły:

- T-XN-BR-24VDC-D - Elektroniczny moduł przetwarzający napięcie zasilania 24 V DC

na 5 V DC.

- T-XN-2DI-24VDC-P - Dwa wejścia cyfrowe, do których zostały dołączone czujniki

bistabilne w postaci przełączników, zasilanych napięciem 24 V DC.

- S-XN-2DO-R-NO - Moduł dwóch normalnie otworzonych wyjść cyfrowych, które

uruchamiają dwie diody świecące zasilane napięciem 24V DC.

- T-XN-1AI-U(-10/0..+10VDC) - Napięciowe wejście analogowe, zasilane z

potencjometrycznego dzielnika napięcia (0-10V DC).

23

Rys. 14 Dodawanie modułów stacji XI/ON

9. Konfiguracja falownika. Dwukrotnie kliknąć lewym klawiszem myszy w Falownik, w

głównym oknie CFG-DP. Z listy pośrodku klikając dwukrotnie klawiszem myszy dodać

moduł Basic Parameters, jest to zestaw komend i parametrów dostępnych w 4

wejściowych i 4 wyjściowych słowach. Znaczenie poszczególnych słów i bitów

przedstawiono poniżej.

Tab. 3 Parametry ustawiane za pomocą sieci w falowniku:

wielkości poniżej są wielkościami wyjściowymi zapisywanymi na wyjścia o odpowiednich adresach. Numer słowa Nazwa Funkcja

0 Komendy Komendy określające stan falownika 1 Częstotliwość zadana Ustawiona częstotliwość w rozdzielczości 1/100 Hz 2 Czas przyśpieszenia 0,1 -3000,0 s rozdzielczość 1/10 s 3 Czas opóźnienia 0,1 -3000,0 s rozdzielczość 1/10 s

Słowo 0, komendy określające stan falownika Bit Nazwa Funkcja 0 Start w przód 0 = stop

1 = ruch zgodnie ze wskazówkami zegara 1 Start w tył 0 = stop

1 = ruch przeciwnie do wskazówek zegara

24

2 - Zarezerwowany 3 - Zarezerwowany 4 Net Ctrl 0 = start przez sygnał z terminala

1 = start przez sygnał z sieci Profibus 5 Inv Ref 0 = ustawianie parametrów z wejść terminala

1 = ustawianie parametrów za pomocą falownika 6 Net Ref 0 = ustawianie parametrów z wejść terminala

1 = ustawianie parametrów poprzez sieć Profibus 7 Reset 0 -> 1 resetowanie błędów

8-13 - Zarezerwowane 14 Utrata połączenia 0 = zatrzymanie falownika przy błędzie sieci lub połączenia 15 Zapisanie 0 -> 1 zapisanie ustawień do pamięci EEPROM, czas zapisu 5s.

Tab. 4 Parametry wysyłane przez moduł DE5-NET-DP w celu określenia stanu falownika: wielkości poniżej są wielkościami wejściowymi zapisywanymi na wejścia o odpowiednich adresach.

Numer słowa Nazwa Funkcja 0 Status Słowo określające status falownika 1 Częstotliwość wyjściowa Ustawiona częstotliwość w rozdzielczości 1/100 Hz Prąd wyjściowy Rozdzielczość 1/100 A

3 Tryb pracy Kod określający aktualny tryb pracy Słowo 0, komendy określające status falownika

Bit Nazwa Funkcja 0 Ruch w przód 1 = ruch zgodnie ze wskazówkami zegara 1 Ruch w tył 1 = ruch przeciwnie do wskazówek zegara 2

Identyfikacja trybu

3 Identyfikacja trybu

Identyfikacja trybu pracy w którym wystąpił błąd.

Bit 3 Bit 2 0 0 Inny stan 0 1 Podczas przyśpieszania 1 0 Podczas hamowania 1 1 W statycznej operacji

4 Net Ctrl 0 = start przez sygnał z terminala 1 = start przez sygnał z sieci Profibus

5 Inv Ref 0 = ustawianie parametrów z wejść terminala 1 = ustawianie parametrów za pomocą falownika

6 Net Ref 0 = ustawianie parametrów z wejść terminala 1 = ustawianie parametrów poprzez sieć Profibus

7 Reset 0 = brak sygnału błędu 1 = wystąpił błąd

8-13 - Występujące błędy 14 Utrata połączenia 0 = zatrzymanie falownika przy błędzie sieci lub połączenia 15 Zapisanie 1 zmiana parametrów zapisanych w pamięci falownika.

Kod [Hex] Tryb pracy – Słowo 3 00 Normalne zatrzymanie 01 Normalna operacja 02 Bieg 03 Wolny start / stop 04 Hamowanie stałym prądem 05 Restart 06 Stop przez pośrednie zasilanie 07 Restart 08 Restart 09 Błąd rejestru podczas zapisu 0A Błąd 0B Za niskie napięcie sieci –oczekiwanie na normalne napięcie

25

Ustawienie opcji wszystkich modułów kończy konfigurację topologii sieci, skonfigurowane

ustawienia zapisać do pliku i załadować konfigurację do modułu LE4-504-BS1 (punkt 6,

strona 10).

10. Uruchomić program Sucosoft S40,

11. Wybierając Project->New utworzyć nowy projekt, nazwać go i zapisać w katalogu

C:\Program Files\Moeller Software\Sucosoft 5.0\Projects

Rys. 16 Tworzenie nowego projektu

Rys. 17 Nadawanie nazwy projektowi i określanie katalogu domowego dla projektu.

26

12. Wybrać Tools->Topology Configurator. Uruchomione zostanie narzędzenie Topology

Configurator. W oknie tego programu wybrać Configuration->New. Nadać nazwę

projektowi, a z menu rozwijanego PLC Type wybrać PS4-341-MM1

Rys. 18 Dodawanie sterownika do topologii sieci

13. Wybrać z menu Edit->Local Expansion lub wcisnąć klawisz F3, a następnie z listy

dostępnych modułów rozszerzeń lokalnych wybrać LE4-504-BS1, kliknąć OK.

Rys.19 Dodawanie modułu rozszerzeń lokalnych LE4-504-BS1

Następnie kliknąć dwukrotnie lewym klawiszem myszy w moduł komunikacyjny LE4-504-

BS1. Sprawdzić czy adres modułu jest równy jeden, odszukać plik konfiguracyjny sieci

stworzony w programie CFG-DP i podać ścieżkę dostępu do tego pliku.

27

Rys. 20 Zapisywanie topologii sieci w module LE4-504-BS1

Zapisać gotową topologię (CTRL+S)

14. Zamknąć okno aplikacji Topology Configurator. W oknie Nawigatora wybrać Tools-

>POU Editor

Rys.21 Uruchamianie aplikacji POU Editor

Wybrać File->New POU->Program

Rys. 23 Uruchamianie nowego programu.

28

Na podstawie wcześniejszych konfiguracji sieci i topologii, automatycznie generowana jest

lista adresów każdego uczestnika systemu. Proces ten odbywa się podczas uruchomienia

nowego projektu i wymaga od użytkownika potwierdzenia (Rys. 23).

Rys. 23. Automatyczne generowanie zmiennych

Zmienne zostaną wygenerowane na podstawie pliku stworzonego w Topology Configurator.

Należy odszukać ten plik i podać jak źródło dla POU Editor’a do tworzenia zmiennych.

Każda automatycznie utworzona zmienna ma odpowiadający jej adres, są to zmienne

globalne. Dodatkowo w razie takiej potrzeby istnieje możliwość dodania innych zmiennych

o znaczeniu globalnym, bądź lokalnym. Interfejs programu podzielony jest na trzy panele

(Rys. 24), najwyżej znajdziemy zmienne, w środku jest edytor właściwego kodu programu

dla sterownika, a na samym dole znajduje się okno statusu.

Rys. 24. POU Edytor.

29

Programowanie sterownika PLC możliwe jest na kilka sposobów, do wyboru mamy cztery

języki programowania :

- IL, lista instrukcji

- FDB, bloki funkcyjne

- LD, schemat drabinkowy

- ST, tekst strukturalny.

Wyboru odpowiedniego języka dokonujemy za pomocą menu, wybierając Options ->

Programming Language -> …

15. Tworzenie prostego programu. Program będzie realizował startowanie silnika oraz

jego zatrzymywanie za pomocą sterownika po przez sieć Profibus. Wyjście cyfrowe stacji

XI/ON będzie pokazywało załączenie lub wyłączenie silnika. W tym celu należy

odpowiednio ustawić bity, które spowodują, że falownik będzie sterowany po przez sieć

Profibus. Pożyteczna w tym celu będzie tabela 2.

Zadeklarować zmienne lokalne

- „start” o adresie %Q2.5.0.0.0, - start silnika w prawo

- „net_ref” o adresie %Q2.5.0.0.4 - start przez sygnał z sieci Profibus

- „net_ctrl” o adresie %Q2.5.0.0.6 - ustawianie parametrów poprzez sieć Profibus

- „ruch” o adresie %I2.5.0.0.0 –odczyt kierunku ruch silnika w przód

- „wyjście” o adresie %Q2.2.2.0.0 – zmienna ta odnosi się do wyjścia cyfrowego stacji

XI/ON

Rys 25. Deklarowanie zmiennych lokalnych.

30

Zadeklarować zmienną globalną „wejscie1” o adresie %I0.0.0.0.0. Wykorzystać w tym celu

zmienną wygenerowaną przez POU Editor.

Rys 26. Deklarowanie zmiennych globalnych.

Tak zaadresowana zmienna „wejscie1” będzie odnosiła się do wejścia cyfrowego I0

sterownika, za pomocą, którego bedziemy startowali silnik.

Napisać kod programu: ld 1

st net_ctrl

ld 1

st net_ref

ld wejscie1

st start

ld ruch

Sprawdzić składnie programu za pomocą opcji Syntax Check. Lokalizacja przycisku Syntax

Check została pokazana na rysunku 27.

Rys. 27. Syntax Check

Jeśli nie wystąpiły błędy w składni programu, skompilować program za pomocą Code

Generation. Lokalizacja przycisku Code Generation została pokazana na rysunku 28.

31

Rys. 28 Code Generation

Potwierdzić stworzenie nowego pliku wykonalnego.

Rys. 29 Tworzenie pliku wykonalnego

Wybrać stworzone wcześniej pliki w POU Editor i Topology Configurator do tworzenia

pliku wykonalnego.

W oknie Navigatora wybrać Generate->Generate Program Code. Zostanie wygenerowany

kod programu zrozumiały dla sterownika, który następnie należy przesłać do niego za

pomocą narzędzia Test and Commissioning.

Wybrać Tools->Test and Commissiong. Zostanie uruchomiona aplikacja służącą do

załadowanie napisanego już programu do pamięci sterownika. Przesyłanie skompilowanego

programu rozpoczyna się od wyboru odpowiedniego portu szeregowego (PC), do którego

podłączony jest sterownik PLC. Połączenia dokonujemy wciskając Enter. Aby wysłać

program do sterownika, należy kliknąć (Rys. 30) przycisk transferu do sterownika.

Rys. 30. Okno transferu programu

32

Jeżeli sterownik PLC w chwili wgrywania programu znajduje się w trybie RUN, program

zapyta się czy ma zatrzymać pracę aktualnego programu i rozpocząć ładowanie nowego.

Podobnie po załadowaniu programu, zostanie wywołane okno z pytaniem o uruchomienie

wgranego już nowego programu. Za pomocą programu Test and Commissioning możliwe

jest także sprawdzenie stanu pracy sterownika oraz programu. Wybierając z menu Device

pozycję CPU Status (Ctrl+B) można uruchomić zakładkę, która monitoruje stan pracy

sterownika (Rys. 31).

Rys. 31. Okno statusu sterownika PLC

33

3. Literatura.

1. Ge Fanuc, „Informator techniczny nr 3”, kwiecień 2003, 2. Krzysztof Sacha, „Sieci miejscowe PROFIBUS", Wydawnictwo Mikom 19, 3. Moeller, „Communication MI 4 – PLC via SUCOM-A, Suconet K, PROFIBUS-DP

AWB-C 27-1303 GB”, 09/99,

4. Moeller, „Hardware and Engineering LE 4-504-BS1, Master LE 4-504-BT1, Slave Network LE for PROFIBUS-DP AWB 2700-1368 GB”, 09/99,

5. Moeller, „Hardware and Engineering PS 4-300 AWB 2700-1311 GB”, 04/99, 6. Moeller, „Instrukcja obsługi przetwornic częstotliwości serii DF5” 7. Moeller, „Language Elements for PS4-150/-200/-300 AWB2700-1306-GB”, 07/01, 8. Moeller, „User Interface Sucosoft S 40 Programming Software AWB 2700-1305 GB”,

07/99,

9. Moeller, „XI/ON The modular I/O System NK2725-1042 GB”, kwiecień 2001.

34

WYKORZYSTANIE STEROWNIKÓW PLC MOELLER I SIECI PROFIBUS DP W