1. Programuojamųjų
loginių valdiklių pagrindai
Tikslai:
1.
Suprasti programuojamųjų loginių valdiklių paskirtį, sudėtį ir darbo
principus.
2.
Atskirti dedamąsias valdiklio dalis konstrukcijoje.
3.
Išmanyti gamintojų ir jų siūlomų gaminių įvairovę.
4.
Suvokti pagrindinius automatizavimo sistemų komponentus ir jų sąveiką
su PLV.
Temos studijoms
reikalingas laikas:
Paskaitos
|
4 val
|
Praktika
|
2 val
|
Savarankiškas
darbas
|
6 val
|
1.1. PLV paskirtis,
sudėtis, veikimo principas
1.1.1. Bendros žinios
Programuojamieji
loginiai valdikliai (PLV) atlieka programoje nurodytas logines operacijas. Relinių
grandinių veikimą galima pavaizduoti Būlio algebros lygtimis, o sumodeliuoti –
loginiais elementais. Loginiai elementai vykdo šias funkcijas: „IR” (loginė
daugyba); „ARBA” (loginė sudėtis); „NE” (neigimo arba inversijos funkcija).
PLV
veikimas priklauso nuo įvestos programos. Pagrindinė PLV paskirtis – apdoroti
įvesties signalus taip, kad būtų suformuoti reikiami išvesties signalai. PLV
vykdo šią funkciją, cikliškai atlikdamas daugybę vidinių nuoseklių tarpusavyje
susijusių veiksmų.
PLV
branduolį sudaro centrinis procesorius ir operacinė sistema.
PLV,
kaip ir beveik visos šiuolaikines mikrokompiuterinės sistemos konstruojami magistralių sistemos principu. Adresų
magistralė naudojama prie magistralės prijungto įrenginio adresui nustatyti, o
duomenų magistralė - reikiamai informacijai perduoti.
1.1.2. Pagrindiniai
PLV darbo principai
PLV
sandaros schema parodyta 1.1 paveiksle.
1.1 pav.
PLV sandaros schema
Sąvoka
PLV apibūdina įrenginį, kuris, atsižvelgdamas į informaciją įėjime, valdo
įrenginį ar procesą pagal iš anksto įvestą programą. Duomenys į PLV įėjimus
turi būti siunčiami dvejetainiais kodais (t. y. įjungiant ir išjungiant įtampą,
atjungiant ar sujungiant kontaktus), o apdorojami pasitelkus elementarias Būlio
algebros funkcijas (IR, ARBA, NE).
Informacija
apdorojama centriniame procesoriuje (CP, angl. CPU). CP veikia pagal atmintyje
saugomą programą. Išėjimo grandinių valdymo signalai gali būti perskaityti ir
perduoti į vykdiklius.
CP
duomenis apdoroja nustatytu dažniu, kurį generuoja impulsų generatorius laikrodis
(angl. – clock). Veikimo sparta priklauso nuo laikrodžio (generatoriaus)
taktinio dažnio (angl. clock).
Per
vieną darbo ciklą perskaitoma įėjimo informacija, įvykdomi programoje nurodyti
veiksmai ir rezultatas nusiunčiamas į išėjimo grandines. Paskui ciklas vėl
kartojamas.
Kai
kurių PLV ciklo trukmė gali būti fiksuota, bet daugumos ji priklauso tik nuo
programos ilgio.
PLV
greitaveikos rodiklis rodo, per kiek laiko vidutiniškai CP įvykdo 1000 komandų.
Ši trukmė matuojama milisekundėmis.
Į
šį rodiklį būtina atsižvelgti, kai valdomi procesai yra sudėtingi (atliekama
daug įvairių veiksmų ir stebima daug parametrų) bei dirbama su labai sparčiais
įrenginiais. Ciklas vykdomas tam tikrais žingsniais.
1.2 pav. PLV darbo ciklas
Pirmasis
žingsnis
Ø Įvesties signalų „0” ir „1” perskaitymas.
Ø Signalų reikšmių fiksavimas įvesties registre (atmintyje).
Ø Ciklo pradžioje nustatytos įvesties reikšmės nesikeičia per visą ciklą.
Ø Įvesties duomenys keičiami tik pasibaigus konkrečiam ciklui.
Kiti žingsniai
Ø Programos vykdymas (t. y. įvestų komandų vykdymas viena po kitos).
Ø Įvykdžius programą, gaunami išvesties signalai, kurie priklauso nuo
įvesties signalų ir programos komandų.
Ø Kol vykdoma programa, išvedimo komanda saugoma pagalbiniame registre.
Paskutinis
žingsnis
Ø Išvesties komanda, saugota CPU atmintyje, siunčiama į išvesties
registrą.
Ø Išvesties registras kartu su atitinkamomis grandinėmis patikrina
išvesties prievadus ir pagal laikomą išėjimo registre informaciją juos įjungia.
Išvesties registro atminties bitų kiekis turi
būti ne mažesnis nei maksimalus išvesties išvadų skaičius.
1.1.3. Mikroprocesoriaus
architektūra
Pagrindinės mikroprocesoriaus dalys -
aritmetinis irenginys, valdymo itaisas ir keletas vidines atminties elementų,
vadinamų registrais.
Aritmetinis
irenginys - ALU (aritmetinis loginis itaisas) skirtas
su perduotais duomenimis vykdyti aritmetines logines operacijas.
Kaupiklis, sutrumpintai AC, - tai specialus registras tiesiogiai priklausantis
aritmetiniam loginiam įtaisui. Jame laikomi apdorojamieji duomenys ir
operacijos metu gautas rezultatas.
Komandų
registras saugo iš programos atminties iškviestą komandą tol, kol ji dekoduojama ir ivykdoma.
Komandą sudaro vykdančioji dalis ir adresų dalis. Vykdančioji dalis nurodo,
kokia loginė operacija turi būti įvykdyta. Adreso dalis nurodo operandus
(įėjimo signalus, žymes ir t.t.), su kuriais turi būti vykdoma loginė
operacija.
Programos
skaitiktis - tai registras, kur laikomos komandos,
kuri bus vykdoma kitu žingsniu, adresas. Toliau šis įtaisas bus išnagrinėtas
detaliau.
Valdymo
įtaisas nustato ir valdo loginę operacijų seką, pagal kurią turi būti vykdoma
komanda.
Centrinio valdymo įtaiso ciklas
Šiuolaikinės mikrokompiuterių sistemos
veikia vadinamuoju "fon-Neumann principu". Pagal ši principą
kompiuteris programą vykdo eilutė po eilutės. Paprastai kalbant, galima sakyti,
kad kiekviena PLV vartotojo programos
eilutė vykdoma nuosekliai, eilės tvarka.
Tai visiškai nepriklauso nuo
programavimo kalbos - tekstinės, pavyzdžiui, "statement listi" ar
grafinės, pavyzdžiui; "ladder diagram", - kuria programa parašyta.
Tai todel, kad šios isoriškai skirtingos programos kompiuteryje visada
pakeičiamos į tam tikrą vienodą mašininio kodo eilučių skaičių, kurios vykdomos
viena po kitos.
Paprastai programos eilutė - tai
komanda, kuri vykdoma dviem žingsniais:
Ø
komanda paimama iš programos
atminties;
Ø
komanda įvykdoma.
Programos atminties naudojimas
Konkrečiam uždaviniui vykdyti sukurta programa
laikoma jai skirtoje atminties srityje, iš kurios centrinis vykdymo įtaisas ją
cikliškai skaito.
Palyginti
lengva suformuluoti reikalavimus tokiai programų atmintinei:
Ø turi būti kuo paprastesnė galimybė, pasinaudojant programavimo itaisu
ar PC, modifikuoti ar iš naujo sukurti ir įrašyti programą;
Ø turi buti numatytos programą išsaugančios priemonės, veikiančios
išnykus maitinimui ar kitaip sutrikus įtampai;
Ø programinė atmintis turi buti ekonomiška kainos požiūriu;
Ø programinė atmintis turi būti pakankamai sparti, kad nestabdytų
centrinio valdymo įtaiso darbo.
RAM
(Random acces memory - laisvai prieinama atmintis) - tai greita ir labai
ekonomiškai efektyvi atmintis. Kadangi pagrindinį kompiuterio (kartu ir PLV)
atmintis sudaroma naudojant RAM, tokia atmintis gaminama dideliais kiekiais ir
dėl žemos kainos praktiškai neturi konkurencijos.
Pagrindinis jos trūkumas - tai išsitinanti atmintis, t.y. išnykus
maitinimo įtampai, įrašyta i RAM programa yra prarandama. Programos ir duomenys
gali būti apsaugoti šiais būdais:
Ø Visus duomenis saugomus įkėlimo, darbinėje atmintyje galima apsaugoti
naudojant atsarginę maitinimo bateriją ar akumuliatorių
Ø Programa gali būti saugoma flash tipo FEPROM (integruotoje arba atminties
kortelėje)
Ø Tam tikrą duomenų kiekį galima saugoti neištrinamos atminties srityje NVRAM.
1.1.4. PLV
konstrukciniai ypatumai
Kompiuterinės
sistemos dažniausiai skirstomos pagai konstrukcinius, firminius ir programinius
požymius. Tai pasakytina ir apie mikrokompiuteriniu pagrindu gaminamus PLV. PLV
konstrukciją sudaro šiuolaikiški
komponentai - spausdintojo montažo plokštes, integriniai lustai, jungtys, maitinimo šaltiniai,
korpusai ir kt.
Firminiai
valdiklio ypatumai pasireiškia per gamintojo pastoviam naudojimui instaliuotą
programinę įrangą. Tai pagrindinės sisteminės programos, reikalingos valdiklio
procesoriui, ijungus itampą, paleisti. Taip pat ir programuojamųjų valdiklių
operacinė sistema, kuri paprastai įrašoma į tik skaitymo atmintį - ROM
(read-only memory) arba į perprogramuojamąją tik skaitymo atmintį EPROM
(erasable programable read-only memory).
Galiausiai
- programinė iranga, tai valdiklyje įrašyta PLV vartotojo sukurtoji programa.
Vartotojo programos dažniausiai įrašomos į laisvai prieinamą atminties sritį -
RAM (random access memory), kur jas galima lengvai modifikuoti.
Kuriant,
derinant ir modifikuojant valdymo programas naudojamas programatorius. Tai yra
specializuotas nešiojamasis kompiuteris su PTP sąsaja.
Pav.
1.3 vaizduojama bazinė SIMATIC S7-214 valdiklio konstrukcija bei jo indikacijos
ir valdymo elementai.
1.3 pav. SIMATIC S7-214 valdiklio konstrukcija bei jo indikacijos ir valdymo
elementai.
Pav 1.4 parodyta,
kaip valdikliai montuojami ant konstrukcinio elemento - bėgio ir jungiami
tarpusavyje.
1.4 pav. Valdiklių montavimas ant bėgio
1.5 paveiksle
vaizduojama SIMATIC programuojamojo valdiklio pagrindiniai konstrukciniai
komponentai ir jų ryšys su valdomu
objektu.
1.5 pav. SIMATIC programuojamojo valdiklio pagrindiniai
konstrukciniai komponentai ir jų ryšys
su valdomu objektu
1.2. Pagrindiniai
valdiklių gamintojai ir jų gaminiai
Pasaulyje jau
seniai yra paplitę valdikliai. Gausi jų paklausa sąlygoja nemažą pasiūlą. Visos
didesnės šalys turi savo valdiklių gamintoją. Vieni jų užima didesnę rinkos
dalį, kiti mažesnę.
Žinomos pasaulyje
valdiklių gamintojos yra šios kompanijos: ABB, Alstom, Automation Direct, Fuji-Electric, GE-Fanuc, Hitachi, IDEC,
Keyence, LG Industrial, Matsushita, Mitsubishi,
Moeller Electric, Omron, Siemens, Thoshiba ir kt.
Europos
PLV gamintojai („Siemens”, „BBC”, „Merlin Gerin” ir kt.) orientuojasi į
komandomis programuojamų PLV gamybą. Nors, taikant tokius valdiklius, reikia
daugiau intelektinių išteklių, būtent jie turi platesnes galimybes ir yra
patogesni vartotojams. Tokiems PLV užrogramuoti naudojamos kompiuterinės
programavimo kalbos, pavyzdžiui, Industrial Basic ir kitos.
Lietuvos
įmonėse naudojama nemažai Alfa Laval,
MITSUBISHI, OMRON, SCHNEIDER AUTOMATION, SIEMENS, FESTO ir kitų firmų
programuojamųjų valdiklių.
Toliau
apžvelgsime kelių pasaulyje gerai žinomų firmų valdiklius, jų charakteristikas
bei ypatumus.
Moeller ELectric
Ši
kompanija nėra pradedančioji valdiklių rinkoje. Jos valdiklių asortimentas nėra
jau toks mažas. Moeller ELectric
kompanija pateikia tris grupes valdiklių. Tai Xsystem, PS 4 Compact PLC, bei
EASY Control Relay.
 |
1.6 pav. XC 600 valdiklis
|
Xsystem sistema, tai sistema,
skirta valdyti sudėtingesnius procesus, kurių negalėtų valdyti žemesnės klasės
valdikliai. Šią sistemą sudaro trys skirtingų galimybių valdikliai Xcontrol XC
100, Xcontrol XC 200, Xcontrol XC 600. Paveikslėliuose 1.6 ir 1.7 pavaizduoti XC
valdikliai. Valdiklius galima prijungti prie WEB serverių ir vizualizacijos priemonėmis
stebėti visų prie valdiklio prijungtų įrenginių darbą.
 |
1.7 pav. XC 100 ir XC 200 valdikliai
|
Šie
valdikliai tikrai galingi, galintys susidoroti ir su sudėtingomis užduotimis.
Vieno ciklo laikas trunka nuo 0,02 µs iki 0,5 µs.
Kita valdiklių grupė PS 4
Compact. Šie valdikliai priklauso žemesnei klasei. PS 4 valdikliai nėra tokie
galingi ir greiti kaip Xsystem valdikliai, bet puikiai atlieka savo darbą. Šie
valdikliai turi mažiau įėjimo ar išėjimo prievadų. Valdikliai daugiau skirti
lengvosios pramonės įmonėms, dirbančiomis su daug valdymo resursų
nereikalaujančiomis mašinomis.
Paskutinė EASY Contron Relay
sistema. Tai žemiausios klasės valdikliai. Jie turi daug mažiau elementų bei
funkcijų. Jie gali būti naudojami vienetinėms, nesudėtingoms mašinoms valdyti.
Omron
Šis
gamintojas žinomas ir Lietuvoje. Žiūrint statistinius duomenis matosi, kad ši
bendrovė yra tikrai ne paskutinėje vietoje. Jų gaminių sąraše yra ne vienas
valdiklis. Omron savo valdiklius padalino į tris klases: Compact PLC, Modular
PLC, Rack PLC. Taip pat gaminami skaitikliai, nutolę bei lokalūs praplėtimo
moduliai, komunikaciniai priedai.
Valdikliai
programuojami LAD kalba.
Kita
valdiklių klasė Modular PLC. Tai vidutinės klasės valdikliai. Šie valdikliai
gali turėti tikrai daug praplėtimo prievadų. Komandų vykdymo laikas apie 20 ns.
Rack
PLC. Tai aukštos klasės valdikliai. 5120 diskretiniai įėjimai/išėjimai leidžia
valdikliui valdyti sudėtingus įrenginius.
GE Fanuc
Lietuvoje
tai mažai girdėtas gamintojas. Jo gaminių gamoje yra ir valdikliai. Valdikliai
suskirstyti į keturias grupes. Tai VersaMax Nano & Micro, Series 90-30,
Series 90-70 ir Rx7i.
VersaMax
valdikliai skirti nesudėtingiems procesams ar objektams valdyti. Šie valdikliai
turi po 10 bei 14 įvesties prievadų.
1.8 pav. VersaMax valdikliai
|
Valdiklių
Series 90-70 pagrindas yra Intel mikroprocesorių technologijos. Kiekvienas
valdiklis naudoja du procesorius: pagrindinis procesorius, naudojamas atlikti
funkcijas, bei dvejetainis koprocesorius. Pagrindiniai parametrai: 512
įėjimo/išėjimo prievadų, 32KB atminties, I80186 procesorius. Taigi ši sistema
tikrai galinga ir galinti susidoroti net
su neeilinėmis užduotimis.
Rx7i valdikliai turi Pentium III
300MHz/700MHz procesorius, bei 10MB pilnai konfigūruojamos atminties. Prie šių
 |
1.9 pav. Rx7i sistema
|
valdiklių galima be problemų prijungti bet kurį
valdiklį iš Series 90-70 šeimos. Šiems valdikliams nėra neįveikiamų užduočių,
jų praplėtimo galimybės neribotos. Vaizdas paveikslėlyje 1.9.
Siemens
SIEMENS
– tai pasaulyje gerai žinoma kompanija. Jos veiklos sritys susijusios su elektronika.
Tai vieliniai bei mobilus telefonai, komunikacinės spintos, buities technika ir
kt. SIEMENS užsiima ir valdiklių gamyba.
Lietuvoje
gana sparčiai išaugo SIEMENS firmos valdiklių naudojimas. Didelį patogumą
sudaro tai, kad šį kompanija platina visą reikalingą aparatinę įrangą.
Pagrindinis trūkumas – didelės valdiklių ir programinė įrangos kainos.
1.3. Automatizavimo sistemų komponentai ir valdiklių šeimos
1.3.1. Gamybos procesų automatizavimas
Gamybos mechanizavimas sudaro
prielaidas jai automatizuoti. Automatizacija prasideda tuomet, kai dalį
kontrolės ar valdymo funkcijų atlieka specialūs įtaisai ar schemos, sumažindami
operatoriaus darbų apimti. Būdingas pavyzdys – ciklinių procesų automatizavimas
serijinėje ar masinėje gamyboje. Perdavus ciklinio proceso valdymo funkcijas
automatui, operatoriui tenka tik stebėtojo vaidmuo. Jis tik retkarčiais Įsiterpia į procesą jį
pakoreguodamas arba atlikdamas papildomas, neįeinančias į ciklą operacijas.
Automatizuojant procesus, iškyla automatizavimo laipsnio
parinkimo problema. Automatizavimo laipsnis kiekvienu atveju gali būti labai
nevienodas – nuo visiškai neautomatizuoto proceso, kai visas valdymo funkcijas
atlieka operatorius, iki visiškai automatizuoto – kai visos valdymo funkcijos
tenka automatui. Tačiau, net ir šiuolaikinės automatikos priemonės ne visur ir
ne visada gali pakeisti žmogų, antra vertus, yra objektų, kurių žmogus dėl savo
ribotų galimybių nebesugeba valdyti.
Automatas žmogų pralenkia
reakcijos ir informacijos apdorojimo greičiu, gali veikti žmogaus sveikatai
pavojingoje aplinkoje, gali neklysdamas atlikti vienodas, tūkstančius kartų
pasikartojančias operacijas, gali operuoti gausia sukauptų duomenų baze, gali
patikimai fiksuoti retai pasitaikančius reiškinius arba tuos, kurie reiškiasi
tokiomis energijos formomis, kurių žmogus nesugeba užfiksuoti.
Patyręs operatorius gali patikimiau atrinkti naudinga
informaciją didelių triukšmų fone, gali priimti geresni sprendimą, esant
nestandartinėms, netikėtoms situacijoms, gali priimti reikiamus valdymo
sprendimus naudodamasis sukaupta patirtimi ir surasti naujus problemos
sprendimo būdus.
Kuriant mechanizmų valdymo sistemas, visų pirma siekiama
automatizuoti jų paleidimo, stabdymo operacijas, automatiškai kontroliuoti
ribinius darbo režimo parametrus ir apsaugoti mechanizmus nuo avarinių
situacijų. Mechanizmų ar jų sistemų, veikiančių cikliniu režimu, efektyvumas
nepalyginamai padidėja šiuos ciklus automatizavus, t.y sukūrus tam tikrą
programą vykdančius automatus. Sekantis žingsnis – ciklo procesų
automatizavimas ir atskirų ciklų sujungimas į bendrą valdymo sistemą, taip
sudarant automatizuotos gamybos modulius, o jungiant tokius modulius galima
organizuoti automatizuotas lanksčios gamybos linijas.
Kuriant mechanizmų ar
technologijų automatizavimo sistemas, paprastai, pasiekiama nauja valdymo
kokybė, kurios pagrindinis privalumas plačiąja prasme yra didesnis efektyvumas.
1.3.2. Automatizavimo sistemos
Valdiklis
yra labai svarbiu automatizavimo sistemų elementu, tačiau jis negali
funkcionuoti be kitų automatizuoto valdymo sistemą sudarančių techninių ir
programinių priemonių.
Procesų
valdymo sistema apjungia
visus minėtus pilnai integruotos automatizavimo sistemos komponentus (1.1 pav.)
Pav. 1.10 pateikta procesų valdymo sistema
(SIMATIC PCS 7).
1.10 pav.
Procesų valdymo sistema (SIMATIC PCS 7).
Pilnai integruotoje
automatizavimo (Totally Integrated Automation) sistemoje integracija
pasiekiama:
Ø Valdant duomenis - kartą įvesti duomenys yra prieinami visiems, o
duomenų perdavimo klaidos yra sumažintos iki minimumo.
Ø Konfigūruojant, programuojant, testuojant ir diagnozuojant visus
sistemos komponentus, dalyvaujančius sprendžiant automatizavimo uždavinius,
kartu naudojant vieningą pilnai integruotą moduline sistemą.
Ø Kuriant komunikacijas, kurios bet kuriuo momentu gali būti nesunkiai
modifikuotos į skirtingo lygio tinklus.
Puikiu pilnai integruotos
automatizavimo sistemos pavyzdžiu yra SIMATIC sistema. Jei anksčiau SIMATIC
vardas buvo suprantamas kaip programuojamųjų loginių valdiklių (PLV) sinonimas,
tai dabar tuo vardu pradėta vadinti visą sistemą aparatūrinių ir programinių
komponentų, skirtų technologiniams procesams ir aparatams valdyti.
Pilnai integruotą
automatizavimo sistemą sudaro:
Ø Programuojamieji loginiai valdikliai ;
Ø Išskirstytų įėjimų ir išėjimų sistemos;
Ø Industrinė programinė įranga;
Ø Programavimo įtaisai;
Ø Industriniai personaliniai kompiuteriai;
Ø "Žmogus-mašina" sąsaja;
Ø Tinklai;
Nors ši sistema sukurta standartinių SIMATIC S7 komponentų pagrindu, nauji programų paketai ir kitos
tipinės valdymo funkcijos gali būti įjungtos į ją. Dėka šios sistemos, išnyksta
riba tarp kompiuterių ir PLV, tarp operatorinio valdymo bei vizualizavimo ir
uždaros reguliavimo sistemos, tarp centralizuoto ir išskirstyto automatizavimo,
tarp gamybos ir procesų valdymo, o bendros išlaidos jai įdiegti sumažėja apie
25%.
1.3.3. Išskirstytų įėjimų ir išėjimų
sistemos
Kaip žinoma, valdikliuose įėjimų ir išėjimų
moduliai yra prijungti tiesiogiai,
tačiau tai ne visada yra naudinga, nes:
Ø
Padidėja
technologinių parametrų keitiklių bei poveikio elementų prijungimo kabelių kaina;
Ø
Sumažėja
konfigūracijos keitimo lankstumas.
Ø
Todėl
buvo sukurta išskirstytų įėjimų ir išėjimų sistema ET200, leidžianti:
Ø
Įėjimų
ir išėjimų modulius instaliuoti šalia keitiklių ir poveikio elementų;
Ø
Technologinio
proceso signalus apdoroti vietoje;
Ø
PLV,
įėjimų ir išėjimų modulius ir kt. įtaisus sujungti tuo pačiu kabeliu.
1.3.4. Programavimo įtaisai
Tai daugiafunkciniai
programavimo įtaisai PG 720/740/760, leidžiantis programuoti ne tik visas
SIMATIC įtaisų funkcijas, bet ir naudoti juos kaip bendros paskirties
personalinius kompiuterius. Jų pasirinkimas gana platus: nuo portatyvių,
nepakeičiamų derinant programas realiose sąlygose, iki stacionarių įtaisų.
Displėjus gali būti monochrominis ar spalvotas, o diskinė atmintis - iki 160 GB.
Šie įtaisai yra papildomai apsaugoti nuo pramoninių trikdžių. Juose būna
instaliuoti baziniai STEP 7 bei standartiniai Windows paketai. Dar vienas jų
privalumas - jie turi MPI prievadą, todėl nereikia specialaus MPI adapterio,
skirto PK.
1.3.5. Industriniai personaliniai
kompiuteriai
Tai
įvairios komplektacijos, dizaino, skirtingo tvirtinimo personaliniai
kompiuteriai, be STEP 7 programinės įrangos, turintys savyje visą PK
priklausančią programine įrangą. Kadangi šie PK gali būti įmontuoti į valdymo
spintas, tai jie turi padidintą atsparumą įvairiems trikdžiams. Jie gali būti
integruoti į plataus profilio informacinę ir valdymo sistemą.
1.3.6. "Žmogus - mašina" sąsaja
Šie įtaisai ir programinė įranga skirti ryšiui tarp operatoriaus ir valdymo
sistemos (PLV). Prie jų priklauso:
Ø
Teksto
displėjus TD 200 naudojamas tik su S7-200, jungiamas per PTP interfeisą, ir leidžiantis rodyti iki 80 pranešimų
5 kalbomis 2 eilučių po 20 simbolių ekrane bei keisti diskretinius įėjimus ir
išėjimus;
Ø
Operatoriaus
paneliai (tekstinei ir grafinei informacijai),
leidžiantys vykdyti technologinių
procesų vizualizaciją ir galintys dirbti ne tik su SIEMENS, bet ir su kitų
firmų (Allen Bradley, Mitsubishi, AEG/Modicon, Telemechanique) valdikliais;
Ø
COROS
LS-B yra programinis
paketas, leidžiantis vizualizuoti technologinį procesą ir yra naudojamas su S5 valdikliais;
Ø
WinCC
yra atviras, plačių
galimybių programinis paketas, leidžiantis aptarnaujančiam personalui ne tik
stebėti technologinį procesą, bet
ir formuoti įvairaus rango pranešimus, modifikuoti kai kuriuos parametrus,
apdoroti duomenis, juos archyvuoti ir kt.
1.3.7. Komunikacijų tinklai
Gamybos našumas didele dalimi priklauso nuo naudojamų automatinių sistemų lankstumo. Lankstumas
labai padidėja, kai automatinės
sistemos yra išskirstytos į lokalines, sprendžiančias konkrečius automatizavimo uždavinius. Tačiau
išskirstytoms automatinėms sistemoms reikia gerų komunikacijų apsikeisti duomenimis. Tam yra kuriami lokaliniai tinklai (Local networks), kuriuos
galima tarpusavyje sujungti į didelius
tinklus. SIMATIC tinklas (SIMATIC NET) turi tokius privalumus:
Ø
Suderintas
su nacionaliniais ir tarptautiniais standartais;
Ø
Yra
atviras - kitų gamintojų automatikos komponentai gali būti įjungti į tinklus;
Ø
Pritaikytas
pramonės poreikiams.
SIMATIC NET siūlo keleto įvairaus lygio tinklų sistemų.
AS-Interface
 |
1.11 pav.
Valdiklių tinklas
|
Ši sąsaja skirtas dvejetainių jutiklių
(Sensors) ir poveikio elementų (Actuators) lokalinių
sistemų kūrimui. Tam naudojama neekranuota laidų pora, bendra visiems prie jos
prijungtiems elementams. AS
interfeisas dirba M-S principu. Pagrindinis (Master) modulis - PLV valdo kitus pagalbinius (Slave)
įtaisus, kurių gali būti iki 31.
PROFIBUS
PROFIBUS (Process Field Bus) yra vidutinio pajėgumo magistralės sistema, skirta:
Ø Didelės spartos komunikacijoms su
išskirstytų įėjimų ir išėjimų sistemoms
(PROFIBUS-DP);
Ø Universalioms komunikacijoms ir ypatingai
pavojingų procesų automatizavimui (PROFIBUS FMS).
Ryšiui gali būti naudojama tiek suvyta laidų pora - ilgis iki 1200 m, o
su kartotuvu – iki 9600 m, priklausomai nuo perdavimo spartos, tiek optinis
kabelis - iki 100 km.
Šiame tinkle gali būti iki 127 sujungimų mazgų (Nodes),
iš kurių 32 gali būti aktyvūs (PLV, PK ir kt.). Duomenų perdavimo sparta nuo
9,6 iki 1500 (PROFIBUS-DP-12000) kilobodų.
Industrial Ethernet
Tai aukščiausio lygio universali tinklo sistema,
atitinkanti ISO (IEEE 802.3)
standartus. Ryšiui gali būti pritaikyta speciali suvyta pora (Ethernet
Industrial Twisted Pair), koksalinis (50 omų) arba optinis kabelis. Tame pačiame tinkle gali būti panaudoti skirtingi
kabeliai.
1.12 paveikslėlyje
pateiktas vienas iš galimų valdiklių potinklių jungimo į tinklą būdų.
1.12 pav. Valdiklių potinklių jungimas į tinklą
Nauji S7 - 300 valdikliai palaiko E-Mail, HTML ir FTP
protokolus. E-Mail protokolą galime nustatyti valdiklio sukauptų duomenų
gavimui. HTML protokolu galima prisijungti prie valdiklio paprasta naršykle,
bei pažiūrėti arba pakeisti parametrus, galime įkrauti iš anksto sukurtą
programą. Per FTP protokolą galime atsiusti valdiklio surinktus duomenis. Ethernet
sąsajos privalumas yra tas, kad prie valdiklio galime prisijungti tiesiogiai iš
interneto arba lokalaus tinklo, norint per atstumą programuoti valdiklį, reikia
turėti įdiegta Step 7 programinę įranga. Neturint galimybių prisijungt per
Internetą, galime jungtis per telefono tinklą, tam reikia telefono linijos ir
paprasto modemo. Objektuose kur nėra nei interneto nei telefono linijos galime
naudot GSM modemus. Naudojant PROFIBUS tinklą galime apjungti keletą valdiklių,
vieną nustatyt kaip pagrindinį („Master“), kitus kaip papildomus („Slave“).
1.4. Valdiklių šeimos
Programuojamieji
loginiai valdikliai šiuo metų tapo pagrindine technologinių procesų
automatizavimo priemone, plačiai diegiama Lietuvos pramonėje. Kiekvienas
gamintojas paprastai vartotojams siūlo gana platų valdiklių spektrą. Tai
leidžia projektuotojams sprendžiant kiekvieną konkretų automatizavimo uždavinį
panaudoti efektyviausius darbo našumo/kainos santykio požiūriu sprendimus.
Išskirtinę vietą tarp šiuolaikinių valdiklių
užima naujausi firmos SIEMENS valdikliai SIMATIC S7, C7 ir M7. Jiems
programuoti naudojama STEP 7 kalba, kuri pilnai atitinka IEC 1131-3
standartą ir naudoja Windows aplinką. Ši valdiklių šeima yra išties unikali
savo įvairove ir itin plataus spektro vartotojų poreikių tenkinimo galimybėmis.
SIMATIC
valdikliai yra modulinės struktūros, todėl vartotojas gali pasirinkti tokią
modulių konfigūraciją, kuri tenkina reikalavimus automatizavimo sistemai,
vėliau ją modifikuoti, jungti į komunikacijų tinklus ir t.t. Programinė įranga
taip pat yra modulinė, t.y. bazinis STEP 7 programų paketas lengvai gali būti
papildytas kitais SIEMENS paketais. Lyginant su STEP 5, šis programų paketas
turi labai išplėstas “HELP” derinimo ir diagnostikos funkcijas.
SIMATIC valdiklių, kuriems programuoti naudojamas
STEP 7 programų paketas,
šeimą sudaro kelių tipų programuojamieji loginiai valdikliai (toliau - valdikliai arba PLV).
Valdiklių galimybės dažniausiai priklauso nuo centrinio procesoriaus (CP) techninių parametrų. Angliškai jis vadinamas CPU (Central Processing
Unit). Tai pagrindinis valdiklio modulis, kuriame yra saugoma, vykdoma
vartotojo programa ir kurį sudaro operacinė sistema, procesorius ir
komunikavimo interfeisas.
M7 valdiklių grupė.
Ją sudaro M7-300 bei M7-400 valdikliai. Šie valdikliai savo dizainu
beveik nesiskiria nuo S7-300 ir S7-400 valdiklių. Šių valdiklių privalumas tai,
kad jų centrinis procesorius yra tipinis personalinio kompiuterio procesorius
Pentium, bei valdikliai turi 32MB be praplėtimo pagrindinės atminties. Todėl jų
galimybės žymiai padidėja ypač realaus laiko sistemose. Šie valdikliai gali
spręsti ir bendrosios paskirties uždavinius: duomenų apdorojimas, skaičiavimas
pagal formules ir pan. Šiuos valdiklius galima programuoti ir aukšto lygio
kalbomis, kaip C/C++.
C7 valdiklių grupė.
 |
1.13
pav. C7-620
|
Tai įdomus valdiklių variantas.
Iš esmės tai S7-300 valdiklis ir operatoriaus panelė viename. C7 gali atlikti
ir S7-300 valdiklio ir operatoriaus panelės funkcijas. Šis valdiklis neturi
savyje integruotų įėjimų ir išėjimų, bet galima prie valdiklio prijungti S7-300
serijos praplėtimo modulius. Programuoti C7-620 valdiklius skirtas standartinis
STEP7 programinis paketas, bet dar naudojamas tik operatoriaus panelėms skirtas
programavimo paketas ProTool. Jame realizuota HMI sąsaja. Lentelėje 1.1
pateikti C7 parametrai ir paveikslėlyje 1.13 pavaizduotas pats valdiklis.
1.1 lentelė. C7 parametrai
Valdikliai
|
C7-613
|
C7-621
|
C7-633
|
C7-634/P
|
C7-635 Key
|
C7-636 Key
|
CPU
|
CPU
313C
|
CPU
314
|
CPU
315
|
CPU
315
|
CPU
314
C-2
DP
|
CPU
315-2 DP
|
CPU
atmintis
|
32KB
|
32KB
|
48KB
|
48KB
|
64KB
|
128KB
|
Operatoriaus panelis
|
-
|
OP3
|
OP7
|
OP17
|
OP170
|
OP270
|
I/O
prievadai
|
24DI/
16DO
4AI/
2AO
|
16DI/
16DO
4AI/
1AO
|
16DI/
16DO
4AI/
4AO
|
16DI/
16DO
4AI/
4AO
|
24DI/
16DO
4AI/
2AO
|
24DI/16DO
4AI/2AO
|
Komunikacinės sąsajos
|
MPI
|
MPI
|
MPI
|
MPI
|
MPI,
PROFIBUS
DP
|
MPI,
PROFIBUS
DP
|
S7 valdiklių grupė
Ši
grupė populiariausia. Jos funkcija spręsti vidutinio sudėtingumo uždavinius. Ji
skirstoma į dvi grupeles: S7-200 ir S7-300. Apie S7-300 šeimą pakalbėsime
kitame poskyryje.
S7-200 valdikliai
Tai palankaus kainos/naudos santykio mikrovaldikliai, išsiskiriantys
mažais gabaritais, tinkamumu naudoti mobilioje įrangoje ir turintys įvairių
papildomų funkcijų.
Pagrindinės šių valdiklių taikymo
sferos:
Ø Specialios paskirties įrenginiai;
Ø Maisto pramonė (minkymo ir pjaustymo įrenginiai bei granuliavimo ir
maišymo įtaisai);
Ø Laboratorijos (laboratoriniai maišytuvai, šildymo įtaisai, vakuuminiai
siurbliai, smulkintuvai);
Ø Žemės ūkis (melžimo ir šėrimo įranga bei pieno šaldymo talpos);
Ø Elektros įrangos pramonė;
Ø Siauros paskirties sferos: (apsaugos sistemos, siurbliai,
kompresoriai);
Ø Miško pramonė (lentpjūvės).
Nors tai ir tos pačios grupės
valdikliai, bet jie gerokai skiriasi nuo S7-300 serijos valdiklių. Juose
naudojami skirtingi programavimo paketai. S7-200 valdikliams (1.3 pav.)
reikalingas Micro/WIN programavimo paketas. Šiuo metu yra išleista nauja S7-200
valdiklių serija. Truputį pasikeitė valdiklių išvaizda ir galimybės. Pirma
peržvelgsim bazinius S7-200 valdiklius. Lentelėje 1.2 pateikti S7-200 valdiklių parametrai.
1.2 lentelė.
S7-200 valdikliai
Valdikliai
|
CPU 212
|
CPU 214
|
CPU 215
|
CPU 216
|
|
Matmenys
(IxPxA)
|
160x80x62
|
197x80x62
|
217.3x80x62
|
217.3x80x62
|
|
Programos
atmintis
|
1024
B
|
4096
B
|
8192
B
|
8192
B
|
|
Duomenų
atmintis
|
1024
B
|
4096
B
|
5120
B
|
5120
B
|
|
Atminties
atkūrimo laikas
|
50
h
|
50
h
|
50
h
|
50
h
|
|
Lokalūs
I/O
|
8/6
|
14/10
|
14/10
|
24/16
|
|
Praplėtimo
modulių skaičius
|
2
|
7
|
7
|
7
|
|
Didelio
greičio skaitiklių dažnis
|
2
kHz
|
2
kHz
7kHz
|
2
kHz
20
kHz
|
2
kHz
20
kHz
|
|
Išėjimų
dažnis
|
-
|
4
kHz
|
4
kHz
|
4
kHz
|
|
Real-time
laikrodis
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
Max.
I/O
|
128
(64/64)
|
||||
Komandos
vykdymo laikas
|
1,2
µs
|
0,8
µs
|
|||
Lentelėje 1.3. pateikti naujausių
S7-200 valdiklių parametrai.
1.3 lentelė. Naujausių S7-200 valdiklių parametrai
Valdikliai
|
CPU 221
|
CPU 222
|
CPU 224
|
CPU 226
|
CPU 226XM
|
Matmenys
(IxPxA)
|
90x80x62
|
90x80x62
|
120,5x80x62
|
190x80x62
|
190x80x62
|
Programos
atmintis
|
4096
b
|
4096
b
|
8192
b
|
8192
b
|
16384
b
|
Duomenų
atmintis
|
2048
b
|
2048
b
|
5120
b
|
5120
b
|
10240
b
|
Atminties
atkūrimo laikas
|
50
h
|
50
h
|
190
h
|
190
h
|
190
h
|
Lokalūs
I/O
|
6/4
|
8/6
|
14/10
|
24/16
|
2/16
|
Praplėtimo
modulių skaičius
|
0
|
2
|
7
|
7
|
7
|
Didelio
greičio skaitiklių dažnis
|
4...30kHz
2...20kHz
|
4...30kHz
2...20kHz
|
6...30kHz
4...20kHz
|
6...30kHz
4...20kHz
|
6...30kHz
4...20kHz
|
Išėjimų
dažnis
|
2...20kHz
|
2...20kHz
|
2...20kHz
|
2...20kHz
|
2...20kHz
|
Real-time
laikrodis
|
keičiamas
|
Keičiamas
|
Integruotas
|
Integruotas
|
Integruotas
|
Komunikacinė
jungtis
|
RS-485
|
RS-485
|
RS-485
|
RS-485
|
RS-485
|
Max.
I/O
|
256
(128/128)
|
||||
Komandos
vykdymo laikas
|
0,37
µs
|
||||
Iš lentelėse 1.2 ir 1.3 pateiktų
duomenų matosi, kad S7-200 naujosios serijos valdikliai skiriasi ne tik
dizainu. Buvo padidintas valdiklio vidinis dažnis, tai lėmė trumpesnį komandų
vykdymo laiką bei didesniu dažniu galinčius dirbti I/O prievadus. Sumažėjo
matmenys. Valdiklis CPU 226XM turi dvigubai daugiau atminties. Dėl šių pakeitimų
valdikliai tampa žymiai pajėgesni ir patrauklesni pirkėjui.
SIMATIC S7-300 valdikliai. Tai plataus taikymo modulinė mini PLV sistema,
lengvai pritaikoma paskirstytose struktūrose, išsiskirianti patogia vartotojui
sąsaja. Patikimi ir ekonomiški techniniai sprendimai sąlygoja plačias taikymo
sferas:
Ø specialios paskirties įrenginiai;
Ø tekstilės pramonė;
Ø pakavimo įranga;
Ø pagrindinės mechaninio apdorojimo sferos;
Ø valdymo sistemos;
Ø apdorojimo staklės;
Ø elektros įrangos pramonė;
Ø energetika.
Tai valdikliai
plačiausiai paplitę rinkoje. S7-300 šeimoje yra tikrai daug valdiklių. Jų
parametrų didėjimas bei galimybių augimas auga kartu su valdiklio numerio
didėjimu. Visa tai įgalina vartotojui pasirinkti otimalią taikymo sferai
konfigūraciją bei plėsti sistemą ateityje augant poreikiams.
Dauguma
valdiklių neturi integruotų įėjimų bei išėjimų prievadų, bet kai kurie - turi. Valdikliai
turintys integruotus funkcinius modulius žymimi papildomomis IFM raidėmis gale
valdiklio numerio.
S7-300 CPU 312. Šis valdiklis turi integruotą 16KB atmintį. Vieną dvejetainę
instrukciją įvykdo per 0,2 µs. Turi 128 skaitiklius bei 128 laiko registrus.
Neturi integruotų prievadų, bet galima praplėsti iki 256 diskretinių prievadų
bei 64 analoginių prievadų. Turi RS 485 sąsają ir jungiamas per MPI magistralę.
CPU 313 – 12 KB darbinės atminties, dvejetainės
instrukcijos vykdymo laikas 0,6 ms, bitinė atmintis 2048 KB, skaitikliai – 64,
taimeriai – 128, diskretiniai įėjimai ir išėjimai 128, analoginiai įėjimai ir išėjimai
32, keletas MPI jungčių, viename bėgyje galima sujungti iki 8 praplėtimo
modulių.
S7-300
CPU 314. Šis valdiklis turi daugiau atminties - 48KB. Dvejetainę
instrukciją įvykdo per 0,1 µs. Turi dvigubai daugiau skaitiklių ir laiko
registrų, nei CPU 312: 256 skaitikliai ir 256 laiko registrai. Taip pat neturi
integruotų įėjimo bei išėjimo prievadų. Praplėtimo galimybės - 1024
diskretiniai ir 256 analoginiai I/O prievadai. Turi RS 485 sąsają ir jungiamas
per MPI magistralę.
S7-300 315-2 DP. Valdiklio atminties
talpa 128KB. Dvejetainę instrukciją įvykdo taip pat per 0,1 µs. Skaitiklių
kiekis 256, laiko registrų taip pat 256. Maksimaliai galima adresuoti 16384
diskretinius įėjimo/išėjimo prievadus, bet lokalūs gali būti tik 1024
prievadai. Galima adresuoti 1024 analoginius prievadus, bet tik 256 iš jų gali
būti lokalūs. Komunikacijos: MPI, PROFIBUS DP. Šis valdiklis gali būti ir DP
master ir DP slave tipo jungiant jį į tinklą.
S7-300
317-2 DP. Valdiklis turi 512KB integruotos atminties. Instrukcijos įvykdymo
laikas 0,05 µs. Dvigubai daugiau skaitiklių ir laiko registrų. 512 skaitiklių
ir 512 laiko registrų. Su I/O prievadais dar didesnės galimybės. 65536
diskretiniai prievadai, bet, žinoma, tik 1024 iš jų gali būti lokalūs. 4096
analoginiai prievadai, iš jų 256 lokalūs. Kaip ir CPU 315-2 DP taip ir šis turi
MPI bei PROFIBUS DP magistrales. Šis valdiklis gali būti ir DP master ir DP
slave tipo jungiant juos į tinklą.
S7-300
317-2 PN/DP. Tai toks pats valdiklis kaip ir 317-2 DP, tik šis valdiklis
turi papildomą sąsają Ethernet bei bendrauja per PROFInet magistralę. Jos
pagalba valdiklis gali prisijungti dar daugiau papildomų įrenginių.
Paveikslėlyje
1.14 pateiktos valdiklių jungimo galimybės.
1.14
pav. Valdiklių jungimas į
tinklą
Kaip
jau buvo minėta poskyrio pradžioje, yra gaminami ir „compact“ klasės
valdikliai. Šie valdikliai pasižymi tuo, jog turi integruotus įėjimo bei
išėjimo prievadus. pažiūrėję jų vienos dvejetainės instrukcijos vykdymo laiką
pamatysime, kad šie valdikliai atlieka jas per dvigubai ilgesnį laiką. Reiškia
šie valdikliai dvigubai lėtesni. Lentelėje 1.4 pateikti „compact“ valdiklių
parametrai.
1.4 lentelė. „Compact“ valdiklių parametrai
Valdikliai
|
312C
|
313C
|
313C-2 PtP
|
313C-2 DP
|
314C-2 PtP
|
314C-2 DP
|
Integruota
atmintis
|
16
KB
|
32
KB
|
32
KB
|
32
KB
|
48
KB
|
48
KB
|
Praplečiama
atmintis
|
4
MB
|
8
MB
|
8
MB
|
8
MB
|
8
MB
|
8
MB
|
Lokalūs
I/O prievadai
|
10DI/
6DO
|
24DI
/16DO
4+1AI
/2AO
|
16DI/
16DO
4+1AI/
2AO
|
16DI/
16DO
4+1AI/
2AO
|
24DI/
16DO
4+1AI/
2AO
|
24DI
/16DO
4+1AI/
2AO
|
Skaitikliai
|
128
|
256
|
256
|
256
|
256
|
256
|
Laiko
registrai
|
128
|
256
|
256
|
256
|
256
|
256
|
Max.
I/O
|
256
|
1016
|
1008
|
8192
|
1016
|
8192
|
Komandos
vykdymo laikas
|
0,2
µs
|
0,1
µs
|
||||
Komunikacija
|
MPI
|
MPI
|
PtP
|
PROFIBUS
DP
|
PtP
|
PROFIBUS
DP
|
1.5. Santrauka
1.
Programuojamieji loginiai valdikliai
(PLV) atlieka programoje nurodytas logines operacijas.
2. PLV veikimas priklauso nuo įvestos
programos. Pagrindinė PLV paskirtis – apdoroti įvesties signalus taip, kad būtų
suformuoti reikiami išvesties signalai. PLV vykdo šią funkciją, cikliškai
atlikdamas daugybę vidinių nuoseklių tarpusavyje susijusių veiksmų.
3.
PLV branduolį sudaro centrinis
procesorius ir operacinė sistema.
4. PLV, kaip ir beveik visos
šiuolaikinės mikrokompiuterinės sistemos konstruojami magistralių sistemos principu.
5.
Duomenys į PLV įėjimus turi būti
siunčiami dvejetaine sistema (t. y. įjungiant ir išjungiant įtampą, atjungiant
ar sujungiant kontaktus), o apdorojami pasitelkus elementarias Būlio algebros
funkcijas (IR, ARBA, NE).
6. Pagrindines mikroprocesoriaus
dalys - aritmetinis įrenginys, valdymo įtaisas ir keletas vidinės atminties
elementų, vadinamų registrais. Aritmetinis įrenginys - ALU (aritmetinis loginis
įtaisas) skirtas su perduotais duomenimis vykdyti aritmetines logines
operacijas.
7. Kaupiklis, sutrumpintai AC, - tai
specialus registras tiesiogiai priklausantis aritmetiniam loginiam įtaisui.
Jame laikomi apdorojamieji duomenys ir operacijos metu gautas rezultatas.
8. Komandų registras saugo iš
programos atminties iskviestą komandą
tol, kol ji dekoduojama ir įvykdoma.
9. Komandą sudaro vykdančioji dalis
ir adresų dalis. Vykdančioji dalis nurodo, kokia loginė operacija turi būti
įvykdyta. Adreso dalis nurodo operandus (įėjimo signalus, žymes ir t.t.), su
kuriais turi būti vykdoma loginė operacija.
10.
Šiuolaikinės mikrokompiuterių
sistemos veikia vadinamuoju "fon-Neumann principu". Pagal ši principą
kompiuteris programą vykdo eilutė po eilutės. Tai visiškai nepriklauso nuo
programavimo kalbos - tekstinės, pavyzdžiui, "statement list " ar
grafinės, pavyzdžiui; "ladder diagram", - kuria programa parašyta.
11.
Paprastai programos eilutė - tai
komanda, kuri vykdoma dviem žingsniais: komanda paimama iš programos atminties;
komanda įvykdoma.
12.
Konkrečiam uždaviniui vykdyti
sukurta programa laikoma jai skirtoje atminties srityje, iš kurios centrinis
vykdymo įtaisas ją cikliškai skaito.
13.
Programinė atmintis turi būti
pakankamai sparti, kad nestabdytų centrinio valdymo įtaiso darbo.
14. PLV konstrukciją sudaro
šiuolaikiški komponentai - spausdintojo
montažo plokštės, integriniai lustai,
jungtys, maitinimo šaltiniai, korpusai ir kt.
15. Firminiai valdiklio ypatumai
pasireiškia per gamintojo pastoviam naudojimui instaliuotą programinę įrangą.
Tai pagrindinės sisteminės programos, reikalingos įjungus įtampą paleisti valdiklio
procesoriui.
16.
Kuriant, derinant ir modifikuojant
valdymo programas naudojamas programatorius. Tai yra specializuotas
nešiojamasis kompiuteris su PTP sąsaja.
17.
Žinomos pasaulyje valdiklių
gamintojos yra šios kompanijos: ABB, Alstom, Automation Direct, Fuji-Electric,
GE-Fanuc, Hitachi, IDEC, Keyence, LG Industrial, Matsushita, Mitsubishi, Moeller Electric, Omron, Siemens, Thoshiba ir
kt.
18.
Lietuvos įmonėse naudojama nemažai Alfa Laval, MITSUBISHI, OMRON,
SCHNEIDER AUTOMATION, SIEMENS, FESTO ir kitų firmų programuojamųjų valdiklių.
19.
Gamybos mechanizavimas sudaro
prielaidas jai automatizuoti. Automatizacija prasideda tuomet, kai dalį
kontrolės ar valdymo funkcijų atlieka specialūs įtaisai ar schemos, sumažindami
operatoriaus darbų apimtį.
20.
Valdiklis yra labai svarbiu
automatizavimo sistemų elementu, tačiau jis negali funkcionuoti be kitų
automatizuoto valdymo sistemą sudarančių techninių ir programinių priemonių.
21.
Pilnai integruotoje automatizavimo
(Totally Integrated Automation) sistemoje integracija pasiekiama: valdant
duomenis (kartą įvesti duomenys yra prieinami visiems, o duomenų perdavimo
klaidos yra sumažintos iki minimumo), konfigūruojant, programuojant, testuojant
ir diagnozuojant visus sistemos komponentus, dalyvaujančius sprendžiant
automatizavimo uždavinius, kartu naudojant vieningą pilnai integruotą moduline
sistemą.
22.
Puikiu pilnai integruotos
automatizavimo sistemos pavyzdžiu yra SIMATIC sistema. Jei anksčiau SIMATIC
vardas buvo suprantamas kaip programuojamųjų loginių valdiklių (PLV) sinonimas,
tai dabar tuo vardu pradėta vadinti visą sistemą aparatinių ir programinių
komponentų, skirtų technologiniams procesams ir aparatams valdyti.
23.
Pilnai integruotą automatizavimo
sistemą sudaro: programuojamieji loginiai valdikliai; išskirstytų įėjimų ir
išėjimų sistemos; industrinė programinė įranga; programavimo įtaisai;
industriniai personaliniai kompiuteriai; žmogus-mašina" sąsaja; tinklai.
24.
Naudojant PROFIBUS tinklą galime
apjungt keletą valdiklių, vieną nustatyt kaip pagrindinį („Master“), kitus kaip
papildomus („Slave“).
25.
Išskirtinę vietą tarp šiuolaikinių
valdiklių užima naujausi firmos SIEMENS valdikliai SIMATIC S7, C7 ir M7. Jiems
programuoti naudojama STEP 7 kalba, kuri pilnai atitinka IEC 1131-3
standartą ir naudoja Windows aplinką. Ši valdiklių šeima yra išties unikali
savo įvairove ir itin plataus spektro vartotojų poreikių tenkinimo galimybėmis.
26.
SIMATIC S7-200 valdikliai - tai
palankaus kainos/naudos santykio mikrovaldikliai, išsiskiriantys mažais
gabaritais, tinkamumu naudoti mobilioje įrangoje ir turintys įvairių papildomų
funkcijų. Pagrindinės šių valdiklių taikymo sferos: specialios paskirties
įrenginiai; maisto pramonė (minkymo ir pjaustymo įrenginiai bei granuliavimo ir
maišymo įtaisai); laboratorijos (laboratoriniai maišytuvai, šildymo įtaisai,
vakuminiai siurbliai, smulkintuvai); žemės ūkis (melžimo ir šėrimo įranga bei
pieno šaldymo talpos) ir kt.
27.
SIMATIC S7-300 šeimoje yra tikrai daug
valdiklių. Jų parametrų didėjimas bei galimybių augimas auga kartu su valdiklio
numerio didėjimu. Visa tai įgalina vartotojui pasirinkti otimalią taikymo sferai
konfigūraciją bei plėsti sistemą ateityje augant poreikiams.
28.
SIEMENS valdikliai išlieka tarp
lyderių tiek techninėmis charakteristikomis, tiek išvystyta jiems skirta
programine įranga ir ypač tuo, kad Siemens siūlo pilnai integruotų
automatizavimo sistemų kompleksą, kas gerokai paspartina ir palengvina
projektuotojų ir sistemų diegėjų darbą.
1.
Kas tai yra programuojamasis
loginis valdiklis?
2.
Kokios yra pagrindinės PLV
funkcijos?
3.
Kokiu principu projektuojami
valdikliai?
4.
Kas tai yra valdiklio darbo
ciklas?
5.
Kada į PLV įvedami duomenys ir
išvedami rezultatai?
6.
Kam skirtas valdiklio ALU?
7.
Kam skirtas valdiklio kaupiklis?
8.
Kam skirtas valdiklio komandų
registras?
9.
Koks yra pagrindinis valdiklio
greitaveikos rodiklis?
10.
Per ką pasireiškia firminiai valdiklio
ypatumai?
11.
Kokius žinote PLV gamintojus ir jų
gaminius?
12.
Kuo pasižymi SIMATIC valdikliai?
13.
Kas tai yra pilnai integruota
automatizavimo sistema?
14.
Kokios pagrindinės dalys sudaro
pilnai integruotą automatizavimo sistemą?
15.
Kas tai yra valdiklių tinklas?
16.
Apibūdinkite S7-300 ir S7-200 serijų valdiklių taikymo sferas ir ypatumus.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą