Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra

Ireneusz Mosoń
Sterowniki programowalne – zagadnienia wybrane
Politechnika Gdańska
Wydział Elektrotechniki i Automatyki
Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych
Ireneusz Mosoń
STEROWNIKI PROGRAMOWALNE – ZAGADNIENIA WYBRANE
Materiały pomocnicze do przedmiotu „Sterowniki programowalne”
Część I
Gdańsk, 31-01-2005
-1-
Ireneusz Mosoń
Sterowniki programowalne – zagadnienia wybrane
Spis treści
Wstęp ...................................................................................................................................... 3
1. Sterowanie procesami sekwencyjnymi ............................................................................. 5
1.1. Układy logiczne i ich rodzaje ................................................................................... 5
1.2. Metody opisu i realizacji algorytmów sterowania sekwencyjnego .......................... 7
1.3. Język GRAFCET i jego charakterystyka .................................................................. 8
1.4. Przykład wykorzystania języka GRAFCET ........................................................... 13
1.5. Modelowanie procesów sekwencyjnych za pomocą grafów skierowanych ........... 20
2. Strukturyzacja programów sterowania ............................................................................ 27
2.1. Wprowadzenie ........................................................................................................ 27
2.2. Strukturyzacja programów sterowania na pierwszym etapie .................................. 27
2.3. Możliwości strukturyzacji programów sterowania na drugim etapie ..................... 29
2.4. Strukturyzacja na trzecim etapie wynikająca z modelu oprogramowania według
normy IEC 61131-3 ................................................................................................ 35
2.5. Tworzenie funkcji i bloków funkcyjnych użytkownika ......................................... 37
2.6. Podsumowanie i wnioski ........................................................................................ 39
3. Praca sterowników programowalnych w sieci ................................................................ 42
3.1. Wprowadzenie ........................................................................................................ 42
3.2. Wzorcowy model łączenia systemów otwartych .................................................... 44
3.3. Charakterystyka sieci miejscowych ........................................................................ 46
3.4. Sieć miejscowa Suconet K ...................................................................................... 52
3.5. Praca w sieci sterowników programowalnych serii PS4-150 i PS4-200 ................ 54
4. Sterowanie cyklami pracy silnika liniowego na bieżni liniowej ..................................... 67
4.1. Wprowadzenie ........................................................................................................ 67
4.2. Budowa i zasada działania silnika indukcyjnego liniowego ................................... 67
4.3. Stanowisko laboratoryjne z silnikiem liniowym SL-5-270 .................................... 69
4.4. Przykładowe zadanie sterowania cyklami jazdy silnika liniowego ........................ 72
4.5. Programowanie sterowania cyklami jazdy silnika liniowego ................................. 73
4.6. Opis sterowania, obsługi i sygnalizacji ................................................................... 79
Zakończenie .......................................................................................................................... 82
Literatura ............................................................................................................................... 83
-2-
Ireneusz Mosoń
Sterowniki programowalne – zagadnienia wybrane
Wstęp
Projektowanie i budowę nowoczesnych systemów automatyki trudno sobie obecnie
wyobrazić bez szerokiego stosowania sterowników programowalnych (ang. Programmable
Logic Controllers - PLC). Od czasu, gdy zastosowano pierwsze proste sterowniki
programowalne w przemyśle samochodowym minęło już ponad trzydzieści lat, w ciągu
których sterowniki programowalne potwierdziły swoją przydatność w systemach automatyki
prawie we wszystkich gałęziach przemysłu. W tym czasie nastąpił ogromny rozwój w
konstrukcjach i możliwościach funkcjonalnych sterowników programowalnych - od prostych
sterowników wykonujących w sposób programowy funkcje sterowania logicznego
realizowane do tego czasu za pomocą układów sterowania stykowo-przekaźnikowych, do
nowoczesnych sterowników mogących pracować w sieci i realizujących nawet bardzo
złożone zadania sterowania.
Ponieważ sterowniki programowalne są obecnie podstawowymi urządzeniami w
oparciu o które projektuje się i buduje współczesne systemy automatyki, od absolwentów
uczelni technicznych kierunków elektrotechnika i automatyka oczekuje się, że będą posiadali
niezbędną wiedzę o sterownikach programowalnych i ich zastosowaniach, oraz umiejętność
tworzenia i uruchamiania programów sterowania [25,28].
Informacje
na
temat
sterowników
programowalnych
można
znaleźć
w
dokumentacjach technicznych konkretnych sterowników poszczególnych producentów
(często również i w ich witrynach internetowych), w normie międzynarodowej IEC 61131, w
artykułach w specjalistycznych czasopismach i w pozycjach książkowych. Dokumentacje
techniczne to podstawowe i najbardziej szczegółowe źródło informacji dotyczących
konkretnych sterowników. W normie IEC 61131 natomiast, zawarte są pojęcia i zagadnienia
wspólne (ogólne i szczegółowe) dotyczące sprzętu i programowania sterowników
programowalnych. W artykułach najczęściej omawiane są nowe rozwiązania sprzętowe i
programowe różnych sterowników oraz nowe możliwości ich zastosowań które z nich
wynikają, a także opisywane są przykłady konkretnych zastosowań sterowników
programowalnych w różnych dziedzinach. W książkowych pozycjach literatury zazwyczaj
przedstawiane są podstawy budowy, zasada działania i programowanie sterowników najczęściej na przykładach wybranych sterowników programowalnych różnych producentów.
W książkach często zawarte są również zagadnienia ogólne i szczegółowe z automatyki
związane ze stosowaniem sterowników programowalnych. Szczególnie cenne są zawarte w
niektórych pozycjach literatury wszelkie (wynikające z normy IEC 61131 i nie tylko)
-3-
Ireneusz Mosoń
Sterowniki programowalne – zagadnienia wybrane
uogólnienia i próby uogólnień, gdyż pozwalają one czytelnikowi na szersze spojrzenie i
usystematyzowanie wiedzy.
W przygotowanych materiałach ( Część I ), oprócz omówienia wybranych zagadnień,
dokonano również próby usystematyzowania materiału dotyczącego sterowania procesami
sekwencyjnymi i strukturyzacji programów sterowania. Rozdziały 1, 2 i 3 dotyczą zagadnień
omawianych w trakcie wykładów, a częściowo i zajęć laboratoryjnych (rozdział 3). Wybrane
wiadomości z tych rozdziałów i rozdział 4 w całości, powinny być przydatne podczas
wykonywania przez studentów zadania projektowego.
W spisie literatury zamieszczono zarówno te pozycje literatury do których znajdują się
odwołania w tych materiałach, jak również i inne wybrane pozycje przydatne do zrozumienia
i opanowania przez studentów materiału z wykładów, zajęć laboratoryjnych i projektu z
przedmiotu „Sterowniki programowalne” prowadzonego w Katedrze Energoelektroniki i
Maszyn Elektrycznych Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej.
-4-