A bütykös tengelytől a processzoros automatizálási platformokig IV.
2006/1-2. lapszám | netadmin | 2962 |
Figylem! Ez a cikk 19 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
A bütykös tengelytől a processzoros automatizálási platformokig IV. A lap 2005. évi utolsó számában, sorozatunk harmadik részében bemutattuk a PLC-programozás lehetőségeit. A PLC-k különböző nyelveken programozhatók. Utasításlista, gépi kódhoz ha...
A lap 2005. évi utolsó számában, sorozatunk harmadik
részében bemutattuk a PLC-programozás lehetőségeit.
A PLC-k különböző nyelveken programozhatók. Utasításlista, gépi kódhoz hasonló
nyelv, létradiagram, áramút-tervezéshez közeli nyelv, SFC, azaz a sorrendi
folyamatábra technológia szemléletű nyelv egyaránt szóba hozható.
A jelenlegi cikkben a PLC-k alkalmazásának területeit, lehetőségeit szeretnénk
megmutatni. Ezen túlmenően bemutatunk egy komplett "intelligens otthon" vezérlőprogramot.
A PLC-k alkalmazásának gyakorlatilag csak a fantázia szab határt.
Alapvetően ipari környezetre, ismétlődő és logikai feladatok megvalósítására
születtek a berendezések. A logikai feladatok az egészen egyszerű reteszfeltételektől
a komplex, több PLC-t és egyéb vezérlőt tartalmazó technológiai feltételekig
terjedhet. A PLC-k rugalmas programozási módjuknak és univerzális kialakításuknak
köszönhetően szinte minden esetben használhatók. Amennyiben a feladat két-három
időrelénél többet igényel, vagy vezérlőtábláknál tíznél több relére van szükség,
mindenképpen érdemes a PLC alkalmazásán elgondolkodni, mind ár, mind kábelezés
és egyszerű módosíthatóság tekintetében. A PLC-k megfelelő működéséhez alapvető
feltétel a jól megírt program. Jól megírt programok alapos és pontos feladatleírások
alapján készíthetők el!
A legegyszerűbb alkalmazások közé az alapvető időzítések magvalósítása tartozik.
Ilyen esetekben általában bizonyos időközönként kell ki-, bekapcsolni a szivattyúkat,
lámpákat, kompresszorokat vagy egyéb berendezéseket. Ezek a programok egyszerűek,
kevés logikai kapcsolat megvalósítását igénylik, és alacsony a különböző részfeladatok
egymásra hatásának száma. Ilyen típusú programok néhány óra alatt elkészíthetők.
Gyakori, egyszerű felhasználása a PLC-knek a sok logikai kapcsolatot feltételező
feladatok megvalósítása. Ezekben a feladatokban sok bemeneti állapotot kell
figyelni. Ilyen feladatok specifikációja főként ily módon kerül leírásra:
"ha a jobb oldali kapcsoló zárt, és a futószalag működik, de a közelítésérzékelő
nem jelez, akkor a sárga lámpa világítson stb". Ilyen feladatok kis, kompakt
PLC-ket igényelnek.
A közepes feladatok esetén általában szükséges valamilyen mennyiség mérése,
regisztrálása, és a mért eredmények figyelembevételével kell a megfelelő
vezérlési utat alkalmazni. Klaszszikusan megvalósított feladatok a hőmérséklet-szabályozás,
a tartályok kezelése, a szállítószalagok vezérlése. Ilyen esetekben nem csak
a kezelendő bemenetek és kimenetek számára, hanem az analóg értékek mérésére
is alkalmas modulok számával is kalkulálni kell és ehhez kell PLC-típust
választani.
Ezekben az esetekben gyakran előforduló követelmény a helyi megjelenítés,
illetve a mért adatok továbbítási lehetősége is, azaz kommunikáció használata.
Ha a rendszer sok I/O-ponttal rendelkezik, vagy sok kommunikációs módot kell
egy eszközben megvalósítani, illetve bonyolult számítási igények merülnek
fel a technológia részéről, akkor nagy PLC-ket kell használni. A PLC kiválasztását
alapvetően a kétállapotú ki- és bemenetek száma, az analóg jelek száma és
a feladat bonyolultsága határozza meg. Az előre látható I/O-pontokhoz érdemes
minden esetben kb. 10% biztonsági tartalékot számolni. Hiszen ez árban nem
jelent lényeges különbséget. A beüzemelés közbeni bővítésnek - ami szinte
minden egyes esetben előfordul - mind költségben, mind időben jelentős következményei
lehetnek.
Egyszerű automatizálási
feladat megoldása PLC-vel
Épületautomatizálási feladatokban egyre nagyobb jelentőséggel bírnak a PLC-k
és a vezérlőmodulok. Mindkét rendszer előnye, hogy a kiépítést követően könnyen
kezelhető. A vezérlőmodulok általában rendelkeznek saját alfanumerikus kijelzőegységgel,
amelyen megjeleníthető a hőmérséklet (vezérlési célokkal) és egyéb állapotkijelzések
(pl. kültéri világítás állapota, kerti kapu állapota stb.). Abban az esetben,
ha ezt PLC-vel valósítjuk meg, a megjelenítés és a beavatkozás egyik legszebben
kivitelezhető és egyedi része a HMI (Human-Machine Interface, ember-gép kapcsolat)
kezelői felület. Ezt teljesen grafikussá is tehetjük - például az ingatlant
akár lakóegységenként külön képernyőn is megjeleníthetjük -, és az esetleges
paramétermódosításokat is elvégezhetjük. A PLC nagy előnye a vezérlőmodullal
szemben, hogy lényegesen nagyobb számú kétállapotú és analóg jel kezelésére
kínál lehetőséget, így akár egyetlen processzor segítségével egy teljes társasház
automatizálását megvalósíthatjuk. Ebben az esetben célszerű az elosztott I/O-rendszerek
alkalmazása, hiszen a viszonylag nagy távolságok bekábelezése lényegesen egyszerűbbé
válik, ha a PLC I/O-moduljait ipari kommunikációs hálózaton keresztül osztjuk
el az épületen belül.
Most nézzük meg egy átlagos családi ház automatizálását, ahol az alábbi feladatokat
kell automatizálni:
1. garázskapu nyitása, zárása;
2. kerti öntözés;
3. kültéri világításvezérlés.
Vizsgáljuk meg, hogy milyen eszközökre és I/O-felületekre van szükség az adott
részfeladatok megoldásához. A feladat megoldásához nagyon fontos az I/O-felületek
PLC-s kiosztása, azaz az I/O-táblák elkészítése.
1. A garázskapu kétirányú mozgást végez, ez megoldható egy frekvenciaváltó
segítségével. Ehhez a PLC-ben 2 indítási kimenet szükséges. Ezenkívül ismerni
kell a kapu 2 végállását, melyet egyszerűen 2 végálláskapcsolóval tudunk figyelni.
A kapu kinyitásához alkalmazható egy rádiós jeladó szerkezet. Fontos, hogy
a kerti garázskapunk ne zárja rá a kaput a kocsinkra, ehhez a védelemhez szükséges
egy optikai érzékelő - lehetőleg fénysorompó, vagy polarizált tükör, reflexiós
kivitelben.
2. Kerti öntözés-vezérlés. A PLC egy kimeneti jele indítja a fúrt kútban lévő
szivattyút. Ezenkívül fontos, hogy senki se tartózkodjon a kertben az öntözés
ideje alatt, ezért a kertben elhelyezünk 3 mozgásérzékelőt (3 bemenet). Figyelnünk
kell arra is, hogy a kertet ne öntözzük túl, ezért alkalmazunk egy nedvességérzékelőt
(1 bemenet).
3. Érzékelnünk kell, ha a garázskapu kinyílt, ezért a kerti kiskapu állapot-ellenőrzéséhez
1 db végálláskapcsolót integrálunk. Ha sötét van, akkor bekapcsoljuk a kültéri
világítást 2 percre.
I/O-tábla
Bemenetek Kimenetek
I0: rádiós kapunyitó Q0: frekvenciaváltó nyitási irány
I1: végálláskapcsoló (garázskapu1) Q1: frekvenciaváltó zárási irány
I2: végálláskapcsoló (garázskapu2) Q2: szivattyú indítása
I3: opto érzékelő Q3: kerti világítás felkapcsolása
I4: nedvességérzékelő
I5: kerti mozgásérzékelő
I6: kerti mozgásérzékelő
I7: kerti mozgásérzékelő
I8: végálláskapcsoló (kiskapu)
Ezek ismeretében kell végig gondolni, hogy milyen és mekkora I/O-számú PLC-t
használjunk az alkalmazáshoz, szükségünk van-e valamilyen megjelenítő eszközre
(HMI), és az milyen kommunikáción kapcsolható össze a PLC-vel. Célszerű - az
esetleges bővítésekre előre felkészülve - legalább 10%-kal nagyobb I/O-számú
eszközt választani.
A kapu nyitási és zárási feladat megoldásában nagyon fontos szerepet játszik
a SET /-(S)-/, mely 1-es állapotba billenti a kimeneti bitet, a RESET/-(R)-/
pedig 0-ázza a kimeneti bitet.
A kerti öntözőrendszer és a kerti világítás vezérlésében nagyon fontos szerepe
van az ütemező blokknak, melyben beállítható egy adott feladat teljes éves
időbeni ütemezése. Hónap adott napjától egy hónap adott napjáig megadható a
feladat. Ezen blokk konfigurálása közben lehet beállítani, hogy mely napokon,
és pontosan mettől meddig tartson a feladat. Az adott blokkon látható, hogy
március 15-től november 15-ig tartson az öntözési periódus. Az öntözés napjai:
hétfő, szerda, szombat hajnal 5-től 5:30-ig. Az M0 belső memóriabitet, mint
az ütemező blokk kimenetét billegtetjük az adott ütemezett időszakban.
Nagylaki Csaba, Papp Géza
