PLC Siemens Simatic S7-1200, pokročilé bitové a logické funkcie

Mikrokontroléry
0

Námetom článku je realizácia bitových a logických operácií na PLC, realizácia samoprídržných kontaktov, klopných obvodov RS (Reset-Set), zachytávanie nábežnej a zostupnej hrany a taktiež ovládanie viacerých výstupov pomocou bitového poľa. Príklady sú ukázané na riadiacej jednotke Siemens Simatic S7-1200 a voľne nadväzuje na článok PLC – realizácia základných logických funkcií , kde sme ukázali realizáciu základných logických funkcií na PLC Siemens LOGO!

Všetky príklady sú ukázané vo videu



Aby ste vedeli, čo znamená označenie vstupu napríklad % I0.0, alebo označenie výstupu % Q0.0 tak najskôr vysvetlíme priradenie bitov vo vnútornej pamäti digitálnym vstupom a výstupom. Bity sú adresované prefixom % za ktorým nasleduje typ portu. Písmeno I znamená digitálny vstup a písmeno Q digitálny výstup. Písmenom M sa označujú bity internej pamäti. Štruktúra fyzickej adresy je

% typ  [číslo_bajt.číslo_bitu]

Číslovanie bajtov aj bitov začína od nuly. Napríklad digitálnemu vstupu 0 je implicitne priradený bit % I0.0

Základné bitové a logické funkcie ukážeme na priečkovom diagrame, ktroý sa niekedy nazýva aj rebríkový diagram – v originálnej terminológii Ladder Diagram.  Vo vývojovom prostredí Step 7 sa priečkový diagram označuje skratkou LAD. Druhý rozšírený spôsob grafického programovania PLC je diagram funkčných blokov (Function Block Diagram, skratka FBD). Vývojové prostredie umožňuje konverziu medzi týmito dvoma matódami grafického programovania.   

Pre začiatočníkov ešte vysvetlíme rozdiel medzi kontaktami typu NO (Normally Open) a NC (Normally Close). Kontakt NO je v kľudovom stave, čiže vtedy ak je na príslušnom vstupe FALSE, čiže logická 0 rozpojený. Kontakt je v kľudovom stave rozpojený. Zároveň je v pamäti na bite, ktorý je priradený príslušnému vstupu hodnota 0. Napríklad digitálnemu vstupu 0 je v pamäti PLC priradený bit I0.0. K zopnutiu virtuálneho kontaktu dôjde vtedy ak sa na príslušný vstup privedie úroveň logická 1. Kontakt NC funguje opačne. V kľudovom stave je zopnutý a rozpojí sa po privedení úrovne 1 na priradený vstup. Inak povedané ak fyzickému tlačidlu, alebo spínaču na vstupe priradíte kontakt NC, ak je tlačidlo rozpojené, takže na vstupe je logická 0, virtuálny kontakt je zopnutý. Po zopnutí fyzického kontaktu sa na vstup privedie logická 1 a NC kontakt sa rozpojí. Takže fyzické tlačidlo ovláda, či je na vstupe logická 0, alebo 1 a virtuálny kontakt v priečkovom diagrame na túto úroveň adekvátne reaguje. 

Ak pripojíte na digitálne vstupy tlačidlo, či iné zariadenie s fyzickými kontaktami, ich prirodzenou vlastnosťou sú zákmity. PLC má implementované ošetrenie zákmitov na digitálnych vstupoch. Implicitne je nastavená časová hodnota počas ktorej sa ignorujú zákmity 6,4 ms. Tento čas je možné zmeniť v hardvérovej konfigurácii PLC.

Najskôr ukážeme realizáciu ekvivalentu samoprídržného relé. Po zatlačení tlačidla typu NO na vstupe 1 sa zopne relé na výstupe a zostane zopnuté aj po uvoľnení tlačidla. Vypne sa až zatlačením tlačidla NC. Všimnite si že paralelne k vstupu_1 je pripojený kontakt výstup_1, takže keď sa výstup aktivuje, tento virtuálny kontakt zopne a bude udržiavať obvod zopnutý až kým ho neprerušíme kontaktom typu NC. 

Lepšie to pochopíte na sekvencii obrázkov. Vstup_1 je zopnutý, takže sa zopne výstup-1

Tlačidlo na vstupe uvoľníme, ale kontakt vystup_1 zostáva zopnutý

Kontaktom NC na vstupe-2 obvod rozpojíme

Rovnakú funkcionalitu dosiahneme aj pomocou výstupu SET – RESET. Urobte dvojklik na výstup a nastavte typ výstupu S, alebo R. V nasledujúcom príklade použijeme dva vstupy, obidva typu NO, pričom každý z nich je pripojený na výstup_1. Na priečkovom diagrame má výstup_1 dve inštancie, jednu typu S (SET) a druhú typu R (RESET) Tlačidlom na vstupe_1 výstup zopneme a tlačidlom na vstupe_2 rozpojíme.

Ak by sme potrebovali tlačidlami ovládať zároveň dva výstupy, pripojíme ich S a R inštancie paralelne na príslušné tlačidlá

Pre viac vstupov by to už bolo neprehľadné a preto je k dispozícii nastaviť Set, alebo RESET pre viac výstupov naraz pomocou bitového poľa. Pripomíname informáciu z úvodu, že vstupom a výstupom sú priradené bity v pamäti. Napríklad digitálnemu výstupu 0 je implicitne priradený bit %Q0.0, výstupu 1 bit %Q0.1 a tak ďalej až výstupu 7 %Q0.7. Pomocou typu výstupu SET_BF a RESET_BF, kde BF znamená Bit Field, čiže bitové pole môžete nastaviť koľko ďalších vstupov, počnúc aktuálnym sa zároveň zopne, alebo rozpojí. Udáva to číslo pod výstupom V nasledujúcom príklade číslo tri znamená že sa aktivuje, alebo rozpojí nielen výstup %Q0.0, ale tri výstupy počnúc označeným, čiže %Q0.0, %Q0.1 a %Q0.2

V ďalšom príklade ukážeme použitie klopného obvodu RS, čiže SET RESET. Vstupom S sa aktivuje logická 1 na výstupe, takže relé na výstupe sa zopne a vstupom R sa na výstup privedie logická 1 a relé na výstupe sa rozpojí. K dispozícii sú dve varianty RS a SR, podľa priority ak sú súčasne aktivované obidva vstupy. Prioritu má vstup, ktorý je v označení ako druhý. Takže v obvode SR bude mať prioritu signál RESET.

V príklade máme na vstup R pripojené paralelne dva spínače, jeden na prevádzkové a druhý na núdzové vypnutie. Keďže signálom RESET realizujeme núdzové vypnutie, musí mať prioritu, takže použijeme obvod SR.

To isté zapojenie v diagrame funkčných blokov

Tak ako je možné nastaviť viac typov výstupov, môžete nastaviť aj typy vstupov P a N. Tieto skratky znamenajú POSITIVE a NEGATIVE, čiže vstup reaguje na nábežnú (P), alebo zostupnú hranu signálu. Nábežná hrana znamená zmenu z logickej 0 na logickú 1, čiže pripojenie napätia 24 V na vstup. Zostupná hrana znamená prechod z logickej 1 do 0. Takže ak vstup N pripojíme na výstup typu R, tak po zatlačenia tlačidla sa nestane nič, pretože tento vstup reaguje až na zostupnú hranu, takže impulz sa vygeneruje až pri uvoľnení tlačidla. Situáciu vysvetľuje obrázok

Vstupy P a N po zachytení nábežnej, alebo zostupnej hrany vygeneruje krátky impulz. Ku každému vstupu tohoto typu je potrebné priradiť aj pamäťový bit napríklad %M0.0, %M0.1... kde za zapamätá predchádzajúci stav. Tento bit sa na dobu jedného cyklu obehu programu nastaví po zachytení hrany na hodnotu 1

V príklade sú na jeden výstup paralelne pripojené dva vstupy, jeden, ktorý zachytáva nábežnú a druhý zostupnú hranu.

V ďalšom príklade sú vstupy P a N pripojené na výstup typu R a S

Testovacia zostava

Predchádzajúce časti: 

PLC – UniPi 1.1 s Raspberry Pi pre smarthome a automatizáciu

PLC Siemens LOGO - RS klopný obvod a funkcie oneskorenia

PLC - Prístup cez webové rozhranie k riadiacej jednotke Siemens LOGO

PLC - programovanie Siemens Simatic S7-1200

PLC Siemens SIMATIC S7-1200

PLC – realizácia základných logických funkcií

PLC v Smarthome - pripojenie 1-wire senzorov k UniPi Axon M205

PLC – príklady pre smarthome automatizáciu s riadiacou jednotkou UniPi Axon M205

PLC – prípravky na testovanie a simulovanie vstupov a výstupov

PLC – príklady pre smarthome automatizáciu II.

PLC – príklady pre smarthome automatizáciu I.

Riadiaca jednotka UniPi Axon M205

Programovanie PLC – Siemens Logo! analógové vstupy a funkcie

PLC – programovanie riadiacej jednotky Siemens Logo! vo vývojovom prostredí

PLC Siemens Logo! pre domácu a malú firemnú automatizáciu, programovanie pomocou tlačidiel

PLC – spoľahlivé počítače pre priemyselnú či hobby automatizáciu aj pre inteligentné domy

Seriál pripravujeme v spolupráci s občianskym združením Technoland.

Zobrazit Galériu

Luboslav Lacko

Všetky autorove články
PLC Simatic S7-1200 TIA portal priemyselná automatizácia

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať