[Промышленное программирование, Электроника для начинающих] Система автоматического сброса на промышленном программируемом реле
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Имеется транспортёр, на котором установлен датчик дефектов и исполнительное устройство - сбрасыватель. По транспортёру движутся объекты, задача - производить сброс в случае обнаружения дефекта. Длина объекта от 1,5 до 7 метров, во избежание различных интересных эффектов сброс необходимо производить в момент прохождения центра объекта мимо сбрасывателя. Пройденное объектом расстояние измеряется при помощи датчика перемещения (инкрементального энкодера), наличие объекта определяется датчиком наличия (фотодатчиками). Обработав данные с этих датчиков, можно измерить длину объекта и вычислить необходимое перемещение до точки сброса.Это история об использовании простого программируемого реле в реальной задаче промышленной автоматизации. Но такое ли оно простое? Добро пожаловать в программирование без единой строчки кода!Для решения этой задачи используем имеющееся в наличии программируемое реле Siemens LOGO 6 серии. Подобные реле есть у многих производителей, они как правило имеют небольшие размеры и размещаются на стандартной DIN-рейке. Я попытаюсь на примере LOGO рассказать, что они из себя представляют и чем отличаются от ПЛК.
Базовый модуль имеет несколько входов, выходов, разъём для программирования, дисплей и кнопки управления (есть более дешёвые модели без кнопок и дисплея). Более новые серии (начиная с 7) имеют слот для SD карты и Ethernet. Питание бывает как низковольтное, так и 230 Вольт. К базовому модулю могут подключаться модули расширения - входные, выходные, коммуникационные. Максимальная конфигурация - 24 входа и 16 выходов, программа может содержать до 200 элементов (до 400 начиная с 7 серии).
Отличие от ПЛК: входы и выходы подключаются на неразъёмный клеммник, нет индикации их состояния, программа не может меняться во время исполнения и перезаписывается только целиком. Для программирования могут использоваться только два языка из стандарта МЭК 61131-3: LAD (релейно-контактная логика) и FBD (функциональные блоки).
Это одна и та же программа, слева FBD, справа LADНу и, разумеется, более ограниченные ресурсы - меньше входов и выходов, нет возможности структурировать программу (хотя с 7 версии появилась возможность выделять часть программы в пользовательскую функцию), нет сложной математики. С другой стороны, более низкая цена при наличии хорошей функциональности, надёжности, удобной среды программирования и отладки делают их привлекательными для решения несложных задач. Насколько несложных? В примерах использования обычно приводят примитивные кейсы вроде управления освещением, климатом или автоматическими дверями. Но иногда приходится задействовать все ресурсы этого миниатюрного контроллера.
Это первый набросок, когда казалось что главная проблема это определить точку сбросаКак оказалось, датчик дефектов - довольно сложное устройство и имеет свой ленточный транспортёр, в связи с этим разместить фотодатчики наличия объекта удалось только на расстоянии 3 метров от него. Как следствие - во время его срабатывания датчики наличия могут видеть совсем другой объект. Расстояние от датчиков наличия до сбрасывателя составило 9 метров, на таком расстоянии могут разместиться до 6 объектов одновременно - их все придётся отслеживать. Сбрасыватель тоже непрост, его исходное положение необходимо контролировать для подтверждения удачного сброса и чтобы исключить ситуацию когда он завис поперёк транспортёра. Сбрасыватель установлен на выходном транспортёре, который управляется из другого места - от нас нужен сигнал разрешения его работы. Инкрементальный энкодер также установлен на выходном транспортёре. Ну и для удобства отладки и диагностики я решил добавить возможность настройки расстояний через дисплей и индикацию типа нештатной ситуации с помощью количества миганий лампы "Помеха". Уже в процессе разработки пришла идея добавить на дисплей текущее значение скорости транспортера, измеренной длины объекта и счетчики нештатных ситуаций. Также добавил мигание лампы в момент прохождения точки сброса каждым объектом - это в дальнейшем сильно упростило отладку.
РекурсияПрограмма в ПЛК выполняется циклически - читается состояние входов, производится их обработка согласно программе, выставляется состояние выходов. Исключение составляют только высокоскоростные входы и таймеры - они обрабатываются по прерываниям. Если какая-то переменная изменилась, её новое значение не может использоваться во влияющих на неё расчетах в этом же цикле - можно только запомнить и использовать в следующем цикле.
Программный счётчик имеет функцию включения/выключения выходного сигнала при достижении заданных пороговВ качестве порогов могут выступать значения других счётчиков или результаты вычислений.
Математика простая - 4 действияАлгоритм работы системы: при поступлении сигнала от датчика дефектов он проходит линию задержки на одном из счётчиков расстояний ДД и привязывается к имеющемуся объекту, при этом горит лампа "Обнаружен дефект". Затем начинается отслеживаемое одним из счётчиков сброса движение объекта к точке сброса, лампа при этом мигает. Измерение длины объекта производится счётчиком длины, измеренное значение фиксируется в блоке вычислений соответствующего канала сброса и используется для вычисления точки сброса. При её достижении транспортёры останавливаются и производится сброс объекта. После возврата сбрасывателя в исходное положение транспортёры запускаются. Входной транспортёр имеет задержку запуска 4 секунды для компенсации времени разгона остальных транспортёров, которые управляются частотными преобразователями. Возможные нештатные ситуации - срабатывание датчика без объекта, отсутствие исходного положения сбрасывателя, отсутствие реакции сбрасывателя на сигал сброса, превышение габаритов объекта (датчик на входе), превышение длины объекта в результате нахлёста или неисправности датчика наличия. Также контролируется готовность датчика дефектов и частотных преобразователей привода движения.Больше всего при разработке программы напрягали логические элементы без возможности расширения количества входов, прямо как старые добрые ЛА3. В старших контроллерах входы элемента можно наращивать по мере необходимости. Ещё если к выходу элемента подключен десяток входов и вдруг понадобилось добавить в разрыв ещё элемент - перерисовывать придётся все 10 линий. Особенно это доставляет, когда они идут на другие страницы - не помешало бы сделать повторители. Все выходы элементов нужно куда-то подключать, даже если они не нужны - придётся использовать открытый коннектор, без этого можно запустить симуляцию, но нельзя загрузить программу в контроллер. Этих коннекторов ограниченное количество, если не хватает - нужны логические элементы для объединения бесполезных сигналов. Ну и пользовательские функции для повторяющихся блоков - у меня их не было, но даже если бы я взял более новую модель LOGO - это бы не помогло, не влез в ограничения. Ну ладно, я знал на что иду - это же просто программируемое реле, и подобное его использование скорее исключение.Программа в графическом виде разместилась на 8 листах А4, тут я привожу её в виде двух картинок (осторожно, они большие).Картинка 1
Картинка 2
Это реальный проект, работающий в железе уже пятый год с небольшими доработками - добавлена светозвуковая индикация запуска входного транспортёра, были эксперименты со сбросом без остановки (добавлено как отключаемая опция).
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [C, Программирование микроконтроллеров] АЦП преобразования в указанные моменты времени на STM32
- [Open source, Разработка под Linux, Программирование микроконтроллеров, Софт] Поскольку на Raspberry Pi Pico не встанет Linux, умелец портировал на плату Fuzix
- [Схемотехника, Производство и разработка электроники, Физика, DIY или Сделай сам, Электроника для начинающих] Эксперименты с карбидом кремния (SiC): замедление переключения SiC-MOSFET
- [Assembler, Программирование микроконтроллеров] Assembler Editor Plus: Добавление нового микроконтроллера
- [Промышленное программирование, Бизнес-модели, Искусственный интеллект, IT-компании] Huawei начнет внедрять ИИ-технологии на свинофермах и в шахтах
- [Assembler, Программирование микроконтроллеров] Assembler Editor Plus: Использование модулей
- [Assembler, Программирование микроконтроллеров] Assembler Editor Plus: Первый проект
- [Assembler, Программирование микроконтроллеров] Assembler Editor Plus: Установка
- [Программирование микроконтроллеров, Разработка для интернета вещей, Разработка под Arduino, Компьютерное железо, DIY или Сделай сам] ESP32-C3: первое знакомство. Заменим ESP8266?
- [Работа с 3D-графикой, Big Data, Промышленное программирование, Разработка для интернета вещей] Вебинар «Умное решение для повышения эффективности термообработки»
Теги для поиска: #_promyshlennoe_programmirovanie (Промышленное программирование), #_elektronika_dlja_nachinajuschih (Электроника для начинающих), #_plk (плк), #_kontroller (контроллер), #_siemens_logo, #_promyshlennoe_programmirovanie (
Промышленное программирование
), #_elektronika_dlja_nachinajuschih (
Электроника для начинающих
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 23:42
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
|
Имеется транспортёр, на котором установлен датчик дефектов и исполнительное устройство - сбрасыватель. По транспортёру движутся объекты, задача - производить сброс в случае обнаружения дефекта. Длина объекта от 1,5 до 7 метров, во избежание различных интересных эффектов сброс необходимо производить в момент прохождения центра объекта мимо сбрасывателя. Пройденное объектом расстояние измеряется при помощи датчика перемещения (инкрементального энкодера), наличие объекта определяется датчиком наличия (фотодатчиками). Обработав данные с этих датчиков, можно измерить длину объекта и вычислить необходимое перемещение до точки сброса.Это история об использовании простого программируемого реле в реальной задаче промышленной автоматизации. Но такое ли оно простое? Добро пожаловать в программирование без единой строчки кода!Для решения этой задачи используем имеющееся в наличии программируемое реле Siemens LOGO 6 серии. Подобные реле есть у многих производителей, они как правило имеют небольшие размеры и размещаются на стандартной DIN-рейке. Я попытаюсь на примере LOGO рассказать, что они из себя представляют и чем отличаются от ПЛК. Базовый модуль имеет несколько входов, выходов, разъём для программирования, дисплей и кнопки управления (есть более дешёвые модели без кнопок и дисплея). Более новые серии (начиная с 7) имеют слот для SD карты и Ethernet. Питание бывает как низковольтное, так и 230 Вольт. К базовому модулю могут подключаться модули расширения - входные, выходные, коммуникационные. Максимальная конфигурация - 24 входа и 16 выходов, программа может содержать до 200 элементов (до 400 начиная с 7 серии). Отличие от ПЛК: входы и выходы подключаются на неразъёмный клеммник, нет индикации их состояния, программа не может меняться во время исполнения и перезаписывается только целиком. Для программирования могут использоваться только два языка из стандарта МЭК 61131-3: LAD (релейно-контактная логика) и FBD (функциональные блоки).  Это одна и та же программа, слева FBD, справа LADНу и, разумеется, более ограниченные ресурсы - меньше входов и выходов, нет возможности структурировать программу (хотя с 7 версии появилась возможность выделять часть программы в пользовательскую функцию), нет сложной математики. С другой стороны, более низкая цена при наличии хорошей функциональности, надёжности, удобной среды программирования и отладки делают их привлекательными для решения несложных задач. Насколько несложных? В примерах использования обычно приводят примитивные кейсы вроде управления освещением, климатом или автоматическими дверями. Но иногда приходится задействовать все ресурсы этого миниатюрного контроллера.  Это первый набросок, когда казалось что главная проблема это определить точку сбросаКак оказалось, датчик дефектов - довольно сложное устройство и имеет свой ленточный транспортёр, в связи с этим разместить фотодатчики наличия объекта удалось только на расстоянии 3 метров от него. Как следствие - во время его срабатывания датчики наличия могут видеть совсем другой объект. Расстояние от датчиков наличия до сбрасывателя составило 9 метров, на таком расстоянии могут разместиться до 6 объектов одновременно - их все придётся отслеживать. Сбрасыватель тоже непрост, его исходное положение необходимо контролировать для подтверждения удачного сброса и чтобы исключить ситуацию когда он завис поперёк транспортёра. Сбрасыватель установлен на выходном транспортёре, который управляется из другого места - от нас нужен сигнал разрешения его работы. Инкрементальный энкодер также установлен на выходном транспортёре. Ну и для удобства отладки и диагностики я решил добавить возможность настройки расстояний через дисплей и индикацию типа нештатной ситуации с помощью количества миганий лампы "Помеха". Уже в процессе разработки пришла идея добавить на дисплей текущее значение скорости транспортера, измеренной длины объекта и счетчики нештатных ситуаций. Также добавил мигание лампы в момент прохождения точки сброса каждым объектом - это в дальнейшем сильно упростило отладку.  РекурсияПрограмма в ПЛК выполняется циклически - читается состояние входов, производится их обработка согласно программе, выставляется состояние выходов. Исключение составляют только высокоскоростные входы и таймеры - они обрабатываются по прерываниям. Если какая-то переменная изменилась, её новое значение не может использоваться во влияющих на неё расчетах в этом же цикле - можно только запомнить и использовать в следующем цикле.  Программный счётчик имеет функцию включения/выключения выходного сигнала при достижении заданных пороговВ качестве порогов могут выступать значения других счётчиков или результаты вычислений.  Математика простая - 4 действияАлгоритм работы системы: при поступлении сигнала от датчика дефектов он проходит линию задержки на одном из счётчиков расстояний ДД и привязывается к имеющемуся объекту, при этом горит лампа "Обнаружен дефект". Затем начинается отслеживаемое одним из счётчиков сброса движение объекта к точке сброса, лампа при этом мигает. Измерение длины объекта производится счётчиком длины, измеренное значение фиксируется в блоке вычислений соответствующего канала сброса и используется для вычисления точки сброса. При её достижении транспортёры останавливаются и производится сброс объекта. После возврата сбрасывателя в исходное положение транспортёры запускаются. Входной транспортёр имеет задержку запуска 4 секунды для компенсации времени разгона остальных транспортёров, которые управляются частотными преобразователями. Возможные нештатные ситуации - срабатывание датчика без объекта, отсутствие исходного положения сбрасывателя, отсутствие реакции сбрасывателя на сигал сброса, превышение габаритов объекта (датчик на входе), превышение длины объекта в результате нахлёста или неисправности датчика наличия. Также контролируется готовность датчика дефектов и частотных преобразователей привода движения.Больше всего при разработке программы напрягали логические элементы без возможности расширения количества входов, прямо как старые добрые ЛА3. В старших контроллерах входы элемента можно наращивать по мере необходимости. Ещё если к выходу элемента подключен десяток входов и вдруг понадобилось добавить в разрыв ещё элемент - перерисовывать придётся все 10 линий. Особенно это доставляет, когда они идут на другие страницы - не помешало бы сделать повторители. Все выходы элементов нужно куда-то подключать, даже если они не нужны - придётся использовать открытый коннектор, без этого можно запустить симуляцию, но нельзя загрузить программу в контроллер. Этих коннекторов ограниченное количество, если не хватает - нужны логические элементы для объединения бесполезных сигналов. Ну и пользовательские функции для повторяющихся блоков - у меня их не было, но даже если бы я взял более новую модель LOGO - это бы не помогло, не влез в ограничения. Ну ладно, я знал на что иду - это же просто программируемое реле, и подобное его использование скорее исключение.Программа в графическом виде разместилась на 8 листах А4, тут я привожу её в виде двух картинок (осторожно, они большие).Картинка 1  Картинка 2  Это реальный проект, работающий в железе уже пятый год с небольшими доработками - добавлена светозвуковая индикация запуска входного транспортёра, были эксперименты со сбросом без остановки (добавлено как отключаемая опция). =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Промышленное программирование ), #_elektronika_dlja_nachinajuschih ( Электроника для начинающих ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 23:42
Часовой пояс: UTC + 5