Príklad modernizácie elektrického obvodu nákladného výťahu pomocou programovateľného radiča (PLC)

V poslednej dobe sa stáva čoraz obľúbenejšou téma automatizácie rôznych technologických procesov pomocou programovateľných radičov (PLC). Napriek tomu existuje na internete veľmi málo praktických článkov s reálnymi príkladmi, ako programovať tieto PLC. Táto téma je veľmi zaujímavá, pretože ide o spojenie elektrických zariadení, elektroniky a programovania. Naučiť sa písať programy PLC je možné bez toho, aby ste ich mali. Emulačný režim, ktorý je k dispozícii vo všetkých moderných softvérových balíkoch, s tým veľmi pomáha.

V tomto článku ukážem príklad preloženia elektrického obvodu zabudovaného na reléových zariadeniach (štartéry, relé) do programu, ktorý bude pracovať na regulátore. Hneď musím povedať, že je to iba malý vzdelávací projekt a nepredstierať, že by som vysvetlil viac, než len vysvetlením základných princípov programovania PLC konkrétnym príkladom.

Relé pre nákladnú dopravu

Počiatočná schéma tohto projektu je pomerne jednoduchá schéma nákladného výťahu (nákladného výťahu) s pákovým ovládaním nad dvoma poschodiami. Schéma je znázornená na obrázku nižšie.

Mestský elektrický kladkostroj s jedným motorom na dvoch zastávkach

V okruhu je iba jeden motor, ktorý zdvíha a spúšťa výťah medzi dvoma poschodiami. Jedná sa o reverzibilný trojfázový asynchrónny motor s výkonom 380 V. Toto riešenie umožňuje pri štartovaní motora znížiť jeho štartovací prúd a zvýšiť štartovací moment.

Štartovanie motora je automatizované pomocou troch akceleračných relé (1RU - 3RU). Jedná sa o bežné 24 voltové DC časovače. Pre ich výkon je tu zostupný transformátor a usmerňovač.

Na svorky motora je pripojená trojfázová bloková elektromagnetická brzda, ktorá, keď je na motor privedené napätie, zabrzdí jeho hriadeľ a keď napätie zmizne, hriadeľ motora sa okamžite upne a zafixuje v pevnej polohe.

Spätný chod motora pomocou kontaktov dvoch elektromagnetických štartérov (v diagrame B a H). Napájanie do obvodu sa dodáva prostredníctvom ističa (na okruhu - WU) a ističa (1A).

Zahrnutie do práce výťahu je možné iba za prítomnosti napätia. Je riadený napäťovým relé (PH), ktoré je umiestnené na ľavej strane obvodu. Existujú tiež zásuvky a zvonček, ktorý sa dá zapnúť z ľubovoľného miesta, aby sa zavolal dirigent.

Dvere hriadeľa a kabíny sa otvárajú a zatvárajú ručne. Výťah sa ovláda pákovým prepínačom do troch polôh - „Hore“, „Dole“ a „Nula“.

Keď sa rukoväť posunie do jednej z krajných polôh, výťah sa začne pohybovať a keď sa dosiahne požadovaná podlaha, rukoväť sa mechanicky posunie do polohy „nulová“. Súčasne sú kontakty v spínacom obvode prerušené, štartovacia cievka je bez napätia, motor je odpojený od siete, kontakty v okruhu jeho rotora sú otvorené a výťah sa zastaví. Potom môžete začať pohyb výťahu v opačnom smere.

Nákladný výťah patrí k vysokorizikovým zariadeniam a vo svojom okruhu (ako v obvodoch akýchkoľvek výťahov) existuje veľké množstvo rôznych blokovaní kontakty koncového spínača a kontakty rôznych ochranných zariadení.

V tejto schéme sú to vypínače (koncové), ktoré ovládajú zatváranie dverí kabíny, hriadeľov v dolných a horných poschodiach, zdvíhanie a spúšťanie kabíny nad pracovnou hornou a dolnou zónou, kontakty „uvoľnenia zdvíhacích lán“, ktoré sa otvárajú, keď sa lanko zlomí alebo uvoľní, na ktorom váži. kabína výťahu, kontakty obmedzovača rýchlosti, zachytávača a napínača lana. Celkom - 14 diskrétnych senzorov.

Keď sa niektorý z uvedených kontaktov otvorí, motor výťahu sa musí okamžite vypnúť a zabrzdiť, preto sú všetky senzory, kontakt napäťového relé a tlačidlo „Všeobecné zastavenie“ sériovo zapojené do cievkového obvodu elektromagnetických ovládačov ovládajúcich motor.

Vytvorenie programu PLC pre nákladný výťah

Úlohou bolo, že bez toho, aby sa v zariadení nič zmenilo, prevádzka a ovládanie výťahu v zásade prevádza obvod z neaktuálneho pohľadu na relé pomocou voliteľného programovateľného ovládača.

Výhoda programového formulára na riadenie inštalácie je, že v budúcnosti, ak je to potrebné, môže byť program ľahko modifikovaný, zvyšuje pohodlie ovládania výťahu, mení logiku jeho prevádzky a zlepšuje jeho funkčnosť. Tieto činnosti však musia byť sprevádzané zmenou konštrukcie výťahu a pridaním ďalších doplnkových zariadení do obvodu. V našej verzii takáto úloha nebola predložená.

V tomto prípade bola navrhnutá možnosť modernizácie elektrického zariadenia nákladného výťahu zmenou jeho systému riadenia s takým prístupom, že sa napríklad pre osobu, ktorá takýto mechanizmus prevádzkuje, nezmení nič.

Z tohto dôvodu uložíme hlavné ovládacie zariadenie výťahu - pákový spínač a ponecháme asynchrónny motor s fázovým rotorom s jeho trojstupňovým spustením, aj keď ho stále chceme nahradiť asynchrónnym motorom s rotorom veveričkovej klietky, ktorý sa zapína pomocou mäkkého štartéra. Ale zatiaľ to neurobíme, pretože toto riešenie výrazne zjednoduší elektrický obvod výťahu, čo nie je príliš komplikované.

Takže rozdelíme našu schému do štyroch zón (pozri schému výťahu na obrázku).

V zóne 1 sa ničoho nedotkneme, pretože je zodpovedná za zvukové volanie výťahu a riadi prítomnosť napätia v obvode. Zóna 2 s motorom, elektromagnetickou brzdou a silovými kontaktmi štartérov sa tiež nemení. Všetky zariadenia zo zóny 4 môžu byť vymazané, pretože poradie zaradenia kontaktov do okruhu rotora motora pri jeho štarte sa bude riadiť softvérovými časovačmi. Zostáva zóna 3. Hlavná modernizácia ovplyvní túto konkrétnu zónu.

Ako kontrolér berieme spoločnosť PLC Aries. Program pre neho bude v jazyku CFC, Podľa môjho názoru je to najvýhodnejší jazyk pre začiatočníkov. Je veľmi podobný do jazyka funkčných blokov FBDale s vlastnými malými vlastnosťami. Toľko miluje ďalší skvelý jazyk - rebrík LD, Nemám nič proti, ale ďalej CFC Je pre mňa pohodlnejšie zostaviť program pre PLC, takže som použil tento jazyk, ale tu je všetko pre každého. Na zostavenie programu, ktorý používame balenie CoDeSys 2.3.

Program je sada funkčných blokov (A, OR, NOT, spúšťače a časovače). Pracovný program nákladného výťahu v jazyku CFC:

Najprv budeme potrebovať bloky A (prvok A), Na výstupe prvku je logická jednotka (v programe -"TRUE") iba ak sú logické jednotky tiež na všetkých vstupoch. Ak sa stav jedného vstupu líši od jednoty, výstup sa vynuluje (v programe - "FALSE").

Tento prvok nám pomôže zorganizovať všetky blokovacie kontakty a bezpečnostné kontakty (diskrétne vstupy), a ako si pamätáte, ich je 14 (v programe sú uvedené pod menom SQ1 - SQ14), Na vstupe bloku A pripojíme tiež kontakt napäťového relé a tlačidlo „Všeobecné zastavenie“ (SB1). Pre väčšie pohodlie som nadviazal všetky kontakty na 3 prvkoch A, a potom ich použil na ďalšie spojenie do jedného reťazca.

V predvolenom nastavení má každá funkčná jednotka pri pridávaní do programu 2 vstupy. Ak potrebujete pridať ďalší vstup, musíte ukazovať myšou na blok, stlačte pravé tlačidlo a vyberte „Blokovať vstup“. Do bloku tak môžete pridať ľubovoľný požadovaný počet ďalších vstupov.

Pákový spínač je pripojený na dva vstupy regulátora (v programe - "SA_verh" a "SA_niz"). Spínač v každej z jeho dvoch krajných polôh dodáva jednej z týchto dvoch logických jednotiek RS spúšťače („RS_verh“ alebo „RS_niz“). Spúšťač je analóg štartovacej cievky s blokovacím kontaktom v riadiacom obvode relé.

Aby to bolo možné, odošlite logickú jednotku kontaktu “SET„zakázať - zapnuté“RESET". Spúšťací výstup “Q1„vysiela signál na jeden z výstupov regulátora -“KM1" alebo „KM2msgstr "ku ktorému sú pripojené solenoidové cievky, Štartéry spínajú kontakty a ovládajú motor.

Trojfázový začiatok programu je organizovaný pomocou 2 časovače „TON“, Pri použití logickej jednotky na vstup časovača "IN„počíta čas daný pri vstupe“PT„a prepne výstup oneskorenia“Q„z logickej nuly na jednu. Po spustení prvého časovača (T1) signálom z jeho výstupu (Q) sa čas začne odpočítavať od druhého časovača (T2) a po uplynutí času určeného na vstupe PT druhý časovač vyšle tiež logickú jednotku na svoj výstup (Q). ,

Na riadenie výstupov (v programe - KM3, KM4 a KM5) Pripojené sú 3 cievky elektromagnetického štartéra. Prvá z nich sa zapne okamžite po zapnutí KM1 alebo KM2 a pripája maximálny odpor k rotoru motora, KM4 a KM5 zapnite časovačom a striedavo skratujte časť štartovacieho odporu. Po naštartovaní motora zostanú všetky tri štartéry v zapnutej polohe.

element OR (logicky ALEBO) Potrebné na súčasné spustenie jedného z dvoch hlavných štartérov bola do práce zahrnutá časť okruhu zodpovedná za trojstupňové štartovanie motora. Ak existuje logická jednotka na jednom zo vstupov prvku “OR"je na jeho výstup prenášaná logická jednotka, to znamená, že signál na ktoromkoľvek z jej vstupov je dostatočný na jej fungovanie."

Medzi výstupmi časovačov a kontrolérov A s jedným z inverzných vstupov (vstupný kruh). Pre tento prvok sa logická jednotka na výstupe objaví iba vtedy, keď je signál logickej jednotky aplikovaný na normálny vstup a logická nula je použitá na inverzný.

Rovnaký prvok, iba s dvoma inverznými vstupmi, sa nachádza vedľa vstupov "SA_verh" a "SA_niz", ktoré prijímajú signály z pákového prepínača. Je to potrebné na zaistenie toho, aby boli všetky štartéry na výstupoch vypnuté, keď sa spínač vráti do nulovej polohy, keď sú otvorené obvody nahor aj nadol.

Ak sú na vstupe takého prvku dve logické nuly A poskytuje logickú jednotku na výstupe prvku. Tento signál prechádza programom na vstup spúšťačov “RESET", sú spúšťače resetované na nulu a štartéry na výstupoch sú deaktivované. Prvky A s jedným inverzným vstupom medzi časovačmi a výstupmi KM3 a KM4 vypnite tieto výstupy a podľa toho vypnite štartéry zodpovedné za posun odporov v obvode rotora, keď je motor zastavený.

Ak chcete nastaviť inverzný vstup alebo výstup, musíte presunúť myš do funkčného bloku, vyberte požadovaný vstup alebo výstup, stlačte pravé tlačidlo myši a vyberte možnosť „Invertovať“. Podobne akýkoľvek inverzný vstup alebo výstup možno previesť na normálny.

prvky A Čísla 5 a 10 nedovoľujú, aby sa štartéry zodpovedné za riadenie motora hore a dole zapínali súčasne (ochrana proti skratu v napájacích kontaktoch štartérov pri ich zapnutí). Aj keď v tejto schéme s pákovým prepínačom to nie je možné.Ale pretože blokovacie kontakty tohto typu boli prítomné v pôvodnom reléovom obvode, bolo rozhodnuté ponechať ich v programe pre PLC.

Nakoniec zostáva zaistiť okamžité vypnutie elektromotora pri otvorení ktoréhokoľvek z kontaktov na vstupe. Prítomnosť spúšťačov v obvode neumožňovala to urobiť pôvodne. Aby obvod správne fungoval v každom prípade núdze (spustenie bezpečnostných kontaktov, kontakty vypínačov, kontakt napäťového relé alebo tlačidlo „Všeobecné zastavenie“), bol pridaný obvod dva reťazce prvkov NOT a OR (4 a 7).

Element NOT predchádza logickej jednotke na vstupe logickej nule na výstupe a naopak - nule na vstupe do jednotky na výstupe. Môžete mi vysvetliť, ako fungujú v reťazci reťazce NOT a OR? Napíšte komentáre.

Emulácia CFC programu v CoDeSys

Po vytvorení si ho môžete skontrolovať CoDeSys v emulačnom režime. Na karte „Online“ vyberte „Emulačný režim“, kliknite na tlačidlo „Pripojiť“ a potom nastavte logickú jednotku na všetky vstupy - „TRUE", zapíšte tieto hodnoty do programu kliknutím na"ctrl" + F7 a kliknite na tlačidlo OK F5 začať.

Emulačný režim vCoDeSys:

Simulácia prepínania vstupu („“TRUE"A"FALSE") môžete pozerať na zmenu obvodov modrou farbou (signálna cesta) a zmenu stavu výstupov. Po každej zmene vstupného stavu nezabudnite tieto hodnoty zapísať do programu stlačením"ctrl" + F7, Ak chcete vypnúť režim emulácie, kliknite na tlačidlo „Stop“, potom na kartu „Odpojiť“ na karte „Online“ a zrušte začiarknutie políčka „Režim emulácie“.

záver

Ešte raz chcem poznamenať, že tento projekt súvisel výlučne so vzdelávacími cieľmi a ešte nebol testovaný na skutočnom programovateľnom kontrolórovi. Ak máte akékoľvek otázky a niektoré z nich nie sú jasné, opýtajte sa na pripomienky, pokúsim sa na ne odpovedať. Je pre mňa veľmi dôležité získať odpoveď na otázku - mám pokračovať v písaní článkov na túto tému? Vo všeobecnosti som pripravený počúvať akékoľvek konštruktívne pripomienky a návrhy.

Comments

[#1 Serž]

Samozrejme, pokračujte, osobne pre mňa, elektrikára, toto sú vždy cenné informácie, aby ste nezabudli na svoj profil.

[#2 Ilai]

Je to jednoducho úžasné, podľa môjho názoru, skutočne relevantné témy, chýba iba vzorový súbor s programom plc, bez toho je mi ľúto, že sa týmto poľom riadim rukami, ale chcem program otestovať. A tak podľa môjho názoru jedno z najužitočnejších vydaní. Ďakujem veľmi pekne. Výborne, čakáme na ďalšie.

[#3 Valera]

Skvelý článok, naozaj musíte pokračovať v písaní článkov na tému programovania PLC. Ďakujem autorovi za znalosti získané v tomto článku.

[#4 Gennady Semenov]

S veľkým potešením som si prečítal všetky vaše články. Pokračujte a tento článok je veľmi zaujímavý.