1 Общие сведения по изучению промышленных контроллеров

Данное учебное пособие построено по принципу изучения процесса программирования промышленных контроллеров (программируемых логических контроллеров – ПЛК) «от простого к сложному». Пособие содержит набор задач с решениями, самостоятельное решение которых учащимися, позволяет изучить им основные приемы программирования ПЛК для решения конкретных задач и далее реализовать их в ходе лабораторного практикума.

Список команд, применяемых в программируемых логических контроллерах Siemens S7-200 с кратким описанием их работы, представлен в документе «Системное руководство «Программируемый контроллер S7-200» (в электронном виде на ноутбуке, файл «Системное руководство S7-200.pdf»). Все примеры программ представленных в данном учебном пособии написаны на языке программирования LD. Для просмотра этих программ на других языках необходимо открыть соответствующий проект в программе STEP7 и выбрать в ней интересующий язык программирования – перевод происходит автоматически.

Отработку задач по автоматическому управлению пневматическими системами следует проводить совместно с использованием учебных стендов серии СПУ в которых предусмотрено использование блока БПЛК. Сборку пневматических схем проводить в соответствии с указаниями руководства по эксплуатации и описанием лабораторных работ соответствующего стенда.

Внешний вид блока контроллера представлен на рис.1.1 и 1.2.

Рисунок 1.1. Внешний вид блока контроллера: 1, 3 – гнёзда подключения питания датчиков или кнопок (напряжение 24В постоянного тока); 2 – дискретные входы контроллера; 4 – светодиодные индикаторы состояния дискретных входов контроллера; 5 – светодиодные индикаторы состояния дискретных выходов контроллера; 6 – светодиодные индикаторы состояния контроллера; 7 – гнезда для подключения напряжения 24В постоянного тока; 8 – разъем для подключения кабеля для соединения с ПК; 9, 10 – дискретные выходы контроллера 24 В постоянного тока; 11 – аналоговые вход контроллера для управления пропорциональной аппаратурой; 12 – аналоговые выход контроллера для управления пропорциональной аппаратурой; 13 – аналоговый модуль расширения; 14 – программируемый контроллер (центральный процессор с дискретными входами/выходами);

Рисунок 1.2. Блока контроллера (БПЛК). Вид сбоку: 15 – разъем для подключения к ПК через стенд;

Основу блока программируемого логического контроллера (БПЛК) составляет контроллер семейства Simatic S7-1200. Контроллер встроен в блок, ориентированный по конструкции на обучение. Для подключения кабелей предусмотрены внешние разъемы. Для работы блока необходимо его подключить (разъемы 7) к источнику постоянного напряжения 24В (на панели управления блоками дискретной аппаратуры) проводами, соблюдая при этом полярность! Для управления элементами привода с контроллера через компьютер необходимо подключить его посредством разъема 8. Коммутация контроллера с ПК для создания конфигурации и программирования осуществляется через переходник на USB.

После этого на гнездах 1 и 3 появится напряжение 24В постоянного тока, которое необходимо при использовании датчиков или при добавлении в схему управляющих кнопок. При работе контроллера на выходах 9 появляется сигнал +24В относительно соответствующего гнезда 10. Аналоговый выходной сигнал с выхода контроллера можно получить и направить далее в систему (на БКУ) с использованием соответствующего кабеля (по схемам), подключаемого к разъему 12. Название этих выходов в программе STEP 7 AQW0 и AQW4 левый и правый соответственно. Аналоговый входной сигнал с аналоговых датчиков подключается к разъёмам 11. Название этих входов в программе STEP 7 AIW0, AIW2, AIW4, AIW6 верхние и AIW8, AIW10, AIW12, AIW14 нижние.

Программирование контроллера осуществляется с помощью программы STEP7-Micro/Win при его подключении кабелем РС-USB/PPI-RS485 - SIEMENS к компьютеру.

Одновременно блок БПЛК может быть подключен к блоку стенду через разъем 15 для записи на этот же компьютер информации о работе привода. Кабель с разъема 8 подключается к USB порту компьютера. Схемы соединений приведены далее в лабораторных работах.

При работе с аналоговыми сигналами с датчика перемещения и датчиков давления требуется дополнительная информация, приведенная в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Соответствие физических величин с числами АЦП.

1.Значения датчика давления: p = 0,0242АЦП - 129,99
0 кПа	5377 АЦП
600 кПа	30070 АЦП
2.Значения датчика перемещения ИМ1: y = 0,0022АЦП - 15,99
0 мм	7170
55 мм	31833
3.Значения датчика перемещения ИМ2: y = 0,0013АЦП - 2,1283
0 мм	1643
40 мм	32522
4.Значения датчика перемещения ИМ3: y = 0,0032x - 2,119
0 мм	663
100 мм	31952
5.Значения аналогового выхода ПЛК:
0В	0
10В	32000

Далее в описании лабораторных работ применены следующие обозначения в гидросхемах:

ВМ – вакуумметр; ВН – манометр; Н – насос; ГМ – гидромотор; РВД – рукав высокого давления с муфтами быстроразъемных соединений; ДР – дроссель с обратным клапаном; РР – регулятор расхода; ЕМ – емкость мерная (пополнительная); ТК – тройниковое соединение; КРС – крестовое соединение; БРС – быстроразъемное соединение; КП – клапан предохранительный; КР – клапан редукционный; Р – распределитель; ТРИ – трубка для исследования потерь давления по длине: ДП – делитель потока; РД – реле давления.