Романов В.П. Методические указания к лабораторно-практическим работам. Основы автоматизированных систем управления с использованием промышленных контроллеров Siemens

Подождите немного. Документ загружается.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

КОНФИГУРИРОВАНИЕ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ

ПЕРИФЕРИИ ДЛЯ PROFIBUS

Цель работы: Освоить методы составления и редактирования программ управления с ис-

пользованием типовых логических элементов.

Оборудование: Пакет программ STEP 7

Теоретические сведения

Системы автоматизации с обычной конфигурацией имеют кабельные соединения сдатчи-

ками и исполнительными устройствами, вставленные непосредственно в модули ввода/вывода

центрального программируемого логического контроллера. Это часто означает использование

значительного количества проводки.

Используя децентрализованную конфигурацию, можно существенно сократить количество

используемой проводки, помещая модули ввода и вывода вблизи датчиков и исполнительных

устройств.

Связь между программируемым логическим контроллером, модулями ввода/вывода и по-

левыми устройствами с помощью PROFIBUS DP.

1. Порядок выполнения работы:

1.1. Запустить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP , сетью

PROFIBUS и блоками ввода вывода и с одним блоком ОВ1.

1.2. Используя программу Hardwar выполнить конфигурирование мастер - системы DP.

1.3. Используя программу Hardwar выполнить конфигурирование аппаратной части проекта,

выполнив установку следующих модулей децентрализованной периферии:

№

п/п

Тип модуля

Маркировка

Идентификационный номер

Модуль дискретного

ввода

SM321 DI16xDC24V

6ES7 321-1BH81-0AA0

Модуль дискретного

вывода

SM322 DO16xDC24V/0.5A

6ES7 322-1BH00-0AA0

Модуль DP дискрет-

ного ввода

B-16DI

6ES7 131-0BH00-0XB0

Модуль DP дискрет-

ного вывода

B-16DO

6ES7 132-0BH0.-0XB0

интерфейсный мо-

дуль DP

IM153

6ES7 153-1AA00-0XB0

5а

Модуль дискретного

ввода

SM321 DI16xDC24V

6ES7 321-1BH81-0AA0

5б

Модуль дискретного

вывода

SM322 DO16xDC24V/0.5A

6ES7 322-1BH00-0AA0

1.4. Используя созданную конфигурацию проекта выполнить следующие настройки парамет-

ров:

Выполнить изменение всех адресов входных и выходных модулей таким образом, что-

бы адреса начинались с 124 и были непрерывны для всех модулей DP.

1.5. Выполнить проверку созданной конфигурации на корректность и сохранить ее.

1.6. Загрузить конфигурацию в симулятор контроллера.

1.7. Написав программу выполняющую считывание состояние входов модуля DP дискретно-

го ввода B-16DI и мигание контрольных ламп, подключенных к модулю дискретного

вывода SM322 интерфейсного модуля DP IM153 в зависимости от входного сигнала

(1,2,3) с частотой 0,5Гц, 1Гц и 2Гц.

1.8. Подключившись к контроллеру установки с децентрализованной периферии считать его

конфигурацию и определить адреса всех модулей.

2. Отчет должен содержать

2.1. Название работы

2.2. Цель работы

2.3. Перечень оборудования.

2.4. Созданная конфигурация.

2.5. Конфигурация, считанная с ПЛК установки.

2.6. Вывод по работе.

3. Контрольные вопросы и задания.

3.1. Перечислите основные параметры ПЛК S7-300.

3.2. В каких случаях оправдано применение децентрализованной периферии?

3.3. Какая последовательность работы при конфигурировании ПЛК с децентрализованной

периферией?

3.4. Как выполнить изменение адреса MPI и адресов модулей DP входа и выхода?

3.5. Могут ли входные и выходные модули DP иметь одинаковые адреса?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

СОСТАВЛЕНИЕ ПРОСТЫХ ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ ТП ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ «S7-300»

Цель работы: Освоить методы составления и редактирования программ управления с ис-

пользованием типовых логических элементов.

Оборудование: Пакет программ STEP 7

Порядок выполнения работы:

1.9. Запустить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP и блоками

ввода вывода и с одним блоком ОВ1

1.10. По заданиям 1-6 составить программы и запуская в режиме эмуляции проверить

работоспособность программы и правильное выполнение заданного алгоритма работы.

Задания:

1. Создать программу реализующая алгоритм работы схемы Рис.1 и управляющая руч-

ным режимом управления освещением.

Рис. 1

2. Создать программу реализующая алгоритмы работы схем Рис.2 и Рис.3 и заменяю-

щую их.

Рис.2 Рис.3

3. У входов в длинный проходной коридор установлены выключатели В1 и В2, обеспе-

чивающие включение освещение коридора лампа Л1. Составить управляющую про-

грамм для ПЛК S7-300, программа должна обеспечивать не зависимое от состояния

выключателей включение и выключение света с любого выключателя.

4. Разработать программу управления насосом подачи воды в бак. В баке установлены

датчики нижнего и верхнего уровней. Программа должна обеспечивать автоматиче-

ское поддержание уровня воды в баке между нижним и верхним уровнями.

5. Разработать программу управления лентой транспортера, которая может приводиться

в движение с помощью электродвигателя. В начале транспортера имеются две кнопки:

S1 для запуска и S2 для останова. В конце транспортера тоже имеются две кнопки: S3

для запуска и S4 для останова. Транспортер можно запускать или останавливать с лю-

бого конца. Также датчик S5 останавливает транспортер, когда предмет, находящийся

на ленте, достигает конца.

Рис.3

4. Отчет должен содержать

2.7. Название работы

2.8. Цель работы

2.9. Перечень оборудования.

2.10. Разработанные программы в бесконтактном плане.

2.11. Таблицы относительной адресации для каждой программы.

2.12. Вывод по работе.

5. Контрольные вопросы и задания.

3.6. Перечислите основные параметры ПЛК S7-300.

3.7. Какова область применения ПЛК S7-300?

3.8. Какая последовательность работы при составлении программы для ПЛК?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ ТП ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ S7-300 C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВРЕМЕННЫХ

ЗАДЕРЖЕК

Цель работы: Освоить методы составления и редактирования программ c использовани-

ем временных задержек (тамеров).

Оборудование: Пакет программ STEP 7

Теоретические сведения

Последовательность операторов для запуска таймера

1. Порядок выполнения работы:

1.1. Запустить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP и блоками

ввода вывода и с одним блоком ОВ1.

1.2. По заданиям 1-4 составить программы и запуская в режиме эмуляции проверить работо-

способность программы и правильное выполнение заданного алгоритма работы.

Задания:

1. Создать программу обеспечивающая выдачу сигнала в течении 80 секунд после

поступления управляющей команды.

2. Разработать программу для управления воротами въезда на территорию завода.

Ворота управляются вручную.

Требования к системе управления воротами:

• Ворота открываются и закрываются нажатием на кнопку в помещении вахты. Одно-

временно вахтер может контролировать работу ворот по сигнальным лампочкам. Од-

новременное нажатие кнопок не изменяет состояния ворот.

• Перемещение ворот может быть остановлено в любое время.

• Мигающий предупреждающий сигнал включается за 5 секунд до начала перемеще-

ния ворот, и остается включенным, пока ворота находятся в движении (до срабатыва-

ния датчика конечного положения).

• Предохранительная планка гарантирует, что при закрытии ворот никто не получит

травму и ничто не будет зажато или повреждено при срабатывании ее контактов обес-

печивается остановка движения ворот.

Рисунок 1 - Внешний вид ворот

3. Разработать программу для управления системой вентиляции цеха.

Назначение вентиляционной системы состоит в том, чтобы подавать свежий воздух в

помещение цеха и вытягивать застоявшийся воздух из помещения. Требования к сис-

теме вентиляции:

В помещении имеется вытяжной вентилятор и приточный вентилятор свежего воздуха

рисунок 2. Оба вентилятора контролируются датчиком потока. В помещении никогда

не должно возникать избыточное давление. Приточный вентилятор должен включать-

ся только при условии, что датчик потока сигнализирует о надежной работе вытяжно-

го вентилятора. Если после короткой задержки воздушный поток не регистрируется,

то система выключается и выдается сообщение о неисправности. Если один из венти-

ляторов выходит из строя, то загорается предупреждающая лампа.

Рисунок 2 - Внешний вид системы вентиляции цеха

4. Разработать программу для управления установкой непрерывного литья (Рисунок

3). Установка представляет собой ленту транспортера с установленными на ней

формами. При доставке формы в зону разлива в течение 60секунд осуществляется

заливка в форму расплавленного материала.

Требования к системе управления установкой:

• В начале транспортера имеются две кнопки: S1 для запуска и S2 для останова.

В конце транспортера тоже имеются две кнопки: S3 для запуска и S4 для оста-

нова. Транспортер можно запускать или останавливать с любого конца. Дан-

ный блок программы оформить в виде подпрограммы;

• поступление формы в зону разлива фиксируется фотоэлектрическим датчиком.

• на время разлива транспортер останавливается;

• при завершении процесса разлива движение транспортера продолжается до по-

ступления следующей формы;

• при отсутствии поступления форм в зону разлива более 40секунд транспортер

останавливается и выдается сигнал тревоги.

Рисунок 3 - Установка непрерывного литья

2. Отчет должен содержать

2.1. Название работы

2.2. Цель работы

2.3. Перечень оборудования.

2.4. Разработанные программы в бесконтактном плане.

2.5. Таблицы относительной адресации для каждой программы.

2.6. Вывод по работе.

3. Контрольные вопросы и задания.

3.1. Какой алгоритм использования таймера?

3.2. Какой алгоритм использования счетчика?

3.3. Какая последовательность работы при составлении программы для ПЛК?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6

СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ ТП ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ S7-300 C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЧЕТЧИКОВ

Цель работы: Освоить методы составления и редактирования программ c использовани-

ем счетчиков.

Оборудование: Пакет программ STEP 7

Теоретические сведения

Последовательность операторов для запуска счетчика

Каждый счетчик характеризуется следующими параметрами:

Величина счета Для каждого счетчика резервируется 16-битовое слово в специальной

области системной памяти данных. Оно используется для хранения в двоичном коде величины

счета в диапазоне 0...999.

Счет на увеличение Когда RLO на входе CU изменяется из “0” в “1”, текущее

значение счетчика увеличивается на 1 (верхняя граница = 999).

Счет на уменьшение Когда RLO на входе CD изменяется из “0” в “1”, текущее зна-

чение счетчика уменьшается на 1 (нижняя граница = 0).

Установка счетчика Когда RLO на входе "S" изменяется из “0” в “1”, счетчик при-

нимает значение, заданное на входе PV.

Сброс счетчика Когда сигнал на входе “R” равен 1, счетчик устанавливается в 0. Если

условие сброса выполняется, то не возможна ни установка счетчика, ни процедура счета.

PV Значение для счетчика (0...999) задается на входе PV:

• как константа (C#...)

• как переменная в BCD - формате.

BI / BCD Значение счетчика может быть загружено в аккумулятор как двоичное чис-

ло или BCD число, а затем передано по другому адресу.

Q Состояние счетчика может быть проверено через выход “Q”:

• Счетчик = 0  Q = 0

• Счетчик > 0  Q = 1

Типы счетчиков

• С_CU = Накапливающий (счет только “вверх”)

• C_CD = Вычитающий (счет только “вниз”)

• С_CUD = Реверсивный счетчик.

1. Порядок выполнения работы:

1.1. Запустить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP и блоками

ввода вывода и с одним блоком ОВ1.

1.2. По заданиям 1-4 составить программы и запуская в режиме эмуляции проверить работо-

способность программы и правильное выполнение заданного алгоритма работы.

Задания:

1. Разработать программу реализующее устройство подсчета количества автомобилей на стоян-

ке. Прохождение автомобилей фиксируется по сигналам оптических датчиков (вход и выход

раздельно).

2. На рисунке показана лента транспортера, которая оснащена двумя фотоэлектрическими дат-

чиками (РЕВ1 и РЕВ2), спроектированными для определения направления, в котором пере-

мещается пакет на ленте. Каждый из фотодатчиков работает как нормально открытый кон-

такт.

Рисунок Схема транспортера

3. Разработать программу реализующее устройство подсчета количества автомобилей на стоян-

ке. Прохождение автомобилей фиксируется по сигналам оптических датчиков расположен-

ных у въездных ворот на некотором расстоянии. (Направление движения автомобиля опреде-

ляется очередностью появления фронтов сигналов на выходах датчиков)

4. Разработать программу реализующее устройство подсчета количества деталей прошедших

обработку на двух различных рабочих местах. Прохождение фиксируется оптическими дат-

чиками. Обеспечить хранение данных даже при выключении питания до получение команды

«Обнуление» .

2. Отчет должен содержать

2.1. Название работы

2.2. Цель работы

2.3. Перечень оборудования.

2.4. Разработанные программы.

2.5. Таблицы относительной адресации для каждой программы.

2.6. Вывод по работе.

3. Контрольные вопросы и задания.

3.1. Какой алгоритм использования счетчика?

3.2. Какие типы счетчиков используются и каковы их особенности?

3.3. Как сохранить данные в счетчике при выключении питания с ПЛК?

3.4. Какая последовательность работы при составлении программы для ПЛК?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №7

СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ ТП ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ S7-300 C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМАНД

СРАВНЕНИЯ И АРИФМЕТИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

Цель работы: Освоить методы составления и редактирования программ c использовани-

ем команд сравнения и арифметических операций.

Оборудование: Пакет программ STEP 7

Теоретические сведения

Функции сравнения программируются в соответствии со следующей общей схемой:

Например:

Можно использовать инструкции сравнения, чтобы сравнить два числа в следующих

форматах:

I сравнение двух чисел integer

D сравнение двух чисел double integer

R сравнение двух чисел real (IEEE -формат с плавающей запятой, 32 бит).

Если результат сравнения "True“ (истина), то RLO равен "1". Если нет, "0".

Величины на входах IN1и IN2 можно сравнить на соответствие следующим условиям :

== IN1 равно IN2

<> IN1 не равно IN2

> IN1 больше IN2

< IN1 меньше IN2

>= IN1 больше или равно IN2

<= IN1 меньше или равно IN2.

Программирование арифметических функции в производится в соответствии со сле-

дующей общей схемой:

Результат операции сохраняется в аккумуляторе accumulator 1.

Пример: Вычислить значение Resultl :=Value1 + Value2 - Value3

L Valuel;

L Value2;

+I; //СуммаValuel + Value2

L Value3;

-I; //Сумма - Value3

T Resultl;

1. Порядок выполнения работы:

1.1. Запустить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP и блоками

ввода вывода и с одним блоком ОВ1.

1.2. По заданиям 1-4 составить программы и запуская в режиме эмуляции проверить работо-

способность программы и правильное выполнение заданного алгоритма работы.

Задания:

1. Составить программу выполняющую расчет значения следующего уравнения:

MD4 = ((10+25) x 15) / 5

2. Составить программу выполняющую расчет среднего значения данных полученных от датчи-

ка в результате десяти последовательных измерений температуры и размещенных в последо-

вательных ячейках памяти начиная с MD 12, формат данных – двойное слово (D).

3. Составить программу масштабирования данных получаемых с датчика давления. Масштаби-

рование производится путем умножения полученных данных (размешенных в MD 30) на

масштабный коэффициент (MD 20) и вычитанием величины дрейфа нуля (MD 10).

4. Составить программу для зоны хранения представленную на рисунке, которая представляет

систему с двумя конвейерами и зоной временного хранения между ними. Конвейер 1 транспор-

тирует пакеты к зоне хранения. Фотодатчик в конце конвейера 1 рядом с зоной хранения опреде-

ляет, сколько пакетов доставлено в зону хранения.

Конвейер 2 транспортирует пакеты из зоны временного хранения к погрузочной площадке, где

грузовые автомобили забирают пакеты для доставки их клиентам.

Фотодатчик в конце конвейера 2 у зоны временного хранения определяет, сколько пакетов поки-

дает зону хранения для отправки на погрузочную площадку.

Информационное табло с пятью лампочками показывает уровень заполнения зоны временного

хранения.

2. Отчет должен содержать

2.1. Название работы

2.2. Цель работы

2.3. Перечень оборудования.

2.4. Разработанные программы.

2.5. Таблицы относительной адресации для каждой программы.

2.6. Вывод по работе.

3. Контрольные вопросы и задания.

3.1. Какой алгоритм использования операции сравнения?

3.2. Какой алгоритм использования математических операций?

3.3. Какие типы данных используются в разрабатываемых программах?

3.4. Как сохранить данные при выключении питания с ПЛК?

3.5. Какая последовательность работы при составлении программы для ПЛК?