Использование свободно программируемых контроллеров в управлении пневматическим приводом циклического действия (120
..pdfДля входа в систему в корневом каталоге С:\Norton Commander следует открыть каталог FESTO. Для запуска системы FST 202С необходимо выделить и запустить исполняемый файл fst202c.exe, тогда откроется стартовое окно FST FESTO Software Tool FST 202С, V3.1 и пользователь может приступить к работе.
Выход из FST 202С осуществляется с помощью клавиш F8 и F10 (см. на экране нижнее горизонтальное меню NC).
2.2. Главное меню FST 202Си его функции
Рассмотрим основные пункты подменю главного меню FST 202С, используемые при составлении, редактировании и загрузке программы пользователя. Главное меню, представленное на экране дисплея, состоит из четырех ниспадающих подменю:
Ladder diagram — алгоритмический язык релейно-контактных схем (в данных методических указаниях не рассматривается);
AWL (или STL) — язык логического управления; Utilities — утилиты (вспомогательные функции системы); Project management — управление проектами.
Рассмотрим пункты ниспадающего подменю AWL. При написании, редактировании и загрузке AWL-программ используют следующие пункты:
AWL editor — редактирование (составление) новой программы;
AWL function keys — функциональные клавиши (своеобразный интерфейс составителя AWL-программы, адаптирующийся к текущим действиям программиста);
Syntax test — тест на синтаксис программы; Load program — загрузка отлаженной программы; Print program — печать программы;
Error list — список синтаксических ошибок.
Основными пунктами подменю Utilities (вспомогательные управляющие подпрограммы) являются следующие:
Global allocation — глобальный список занятости; Text editor — текстовый редактор;
Function key editor — редактор функциональных клавиш; Configuration — конфигурация.
11
Основными пунктами подменю Project management являются: Select project — выбор проекта (из библиотеки проектов поль-
зователя);
ENTEReate project — создание проекта; Delete project — удаление проекта;
Load project — загрузкапроекта/программы(в ОЗУ контроллера). Нижнее горизонтальное меню FST 202С представлено функциональными клавишами F1 и F8, функции которых обозначены в
соответствующих окнах.
2.3. Выбор, загрузка и исполнение AWL-программы
Рассмотрим последовательность действий пользователя в режиме выбора, загрузки и исполнения AWL-программы из библиотеки ранее созданных программ. Эта библиотека находится в меню
Project management («Управление проектами»), пункт Select project. Предположим, что необходимо исполнить программу под именем ROBOT3, имеющую машинный номер Р0.6. Для этого пользователь должен выполнить следующие действия:
1)в подменю Project management, Select project найти и выде-
лить программу ROBOT3; выбор завершается двойным нажатием клавиши ENTER;
2)перейти к подменю AWL, выполнить директиву AWL Editor, на экране будет отображен текст программы ROBOT3. В этом состоянии пользователь при необходимости может отредактировать программу (например, изменить ее машинный номер, имена входов или выходов ЦБ контроллера, изменить начальные условия и т. д.);
3)в подменю AWL выполнить директиву Syntax test — проверить программу на наличие синтаксических ошибок. Семантические ошибки пользователь выявляет и исправляет при анализе работы самой системы под управлением данной AWL-программы;
4)если AWL-тестирование не выявило синтаксических ошибок, то следует выйти из режима тестирования с помощью клавиши F8 (File operation), в нижнем правом углу экрана откроется диалоговое окно FILE OPERATION. Исполнить директиву Save quit editor — ENTER, затем в подменю AWL выделить и исполнить пункт Load program. В диалоговом окне подтвердить машинный
12
номер загружаемой программы и выполнить ее загрузку в ОЗУ ЦБ контроллера. По завершении загрузки в нижней строке экрана появится сообщение «Load program finished».
После загрузки AWL-программы на передней панели ЦБ загорается красный индикатор. Подготовка к запуску и непосредственный запуск системы осуществляются технологом-оператором с передней панели ЦБ контроллера. Для этого необходимо выполнить команду RUN. Красный светодиодный индикатор гаснет и загорается зеленый, свидетельствующий о том, что система готова
кнепосредственному запуску пусковой кнопкой системы.
2.4.Проектирование, загрузка и исполнение AWL-программы
Рассмотрим последовательность действий пользователя в режиме проектирования, загрузки и исполнения новой AWLпрограммы (проекта):
1)выбрать и исполнить пункт Project management, ENTEReate project. Через диалоговое окно ENTEReate project и Config (F1)
ввести имя пользователя AWL-программы;
2)войти в режим AWL editor. На экране дисплея клавишами F5, F7 вызвать текстовый курсор и приступить непосредственно к составлению текста AWL-программы. При этом необходимо строго придерживаться правил AWL-программирования.
Для ускорения процесса программирования следует использовать настраиваемый интерфейс пользователя (нижнее горизонтальное меню, функциональные клавиши F1—F8.
Затем последовательно выполнить действия, указанные в под-
разд. 2.3.
2.5. Проектирование программ управления двумя независимыми объектами
Свободно программируемый контроллер FPC 202С имеет операционную систему, способную работать в многозадачном режиме. Это означает, что одновременно могут выполняться две из восьми пользовательских программ, загруженных в ОЗУ ЦБ контроллера. Если один модуль доступен из каждой активной программы, то программы могут выполняться квазипараллельно.
13
Пусть первая программа (например, РОЛ) запускается командой RUN, вторая программа (например, Р0.4) может быть запущена из активной программы РОЛ. Обе пользовательские программы будут выполняться последовательно. Вторая программа запускается из первой программы соответствующей командой Set. Если из одной активной программы вызывается другая, то квазипараллельно будут выполняться вызывающая программа и вновь настроенная, а третья программа (из числа загруженных в ОЗУ) будет автоматически остановлена. Это «распараллеливание» достигается за счет пошаговой структуры AWL-программ.
3. АЛГОРИТМИЧЕСКИЙ ЯЗЫК AWL
Основные команды языка AWL, содержание команд и коды управляющего устройства приведены в таблице.
№ |
Содержание команды |
Команда |
Код PRG 32 |
Код PC |
|
п/п |
(кириллица) |
(латиница) |
|||
|
|
||||
1 |
Начало блока команд |
ШАГ № |
ШАГ № |
STEP |
|
2 |
Начало условной части |
ЕСЛИ |
ЕСЛИ |
IF |
|
3 |
Отрицание |
НЕТ |
Н |
N |
|
4 |
Суммирование |
ИЛИ |
ИЛИ |
OR |
|
5 |
Умножение |
И |
И |
AND |
|
6 |
Исключающее ИЛИ |
И. ИЛИ |
И.ИЛИ |
EXOR |
|
7 |
Начало исполнительной |
ТОГДА |
ТОГДА |
THEN |
|
8 |
части |
ИНАЧЕ |
ИНАЧЕ |
|
|
Начало альтернативной |
OUTRW |
||||
9 |
исполнительной части |
ВВЕСТИ |
ВВЕСТИ |
|
|
Загрузка констант |
LOAD |
||||
10 |
Адрес |
НА |
НА |
TO |
|
11 |
Включить |
ВКЛЮЧИТЬ |
ВКЛЮЧИТЬ |
SET |
|
12 |
Выключить |
СБРОСИТЬ |
СБРОСИТЬ |
RESET |
|
13 |
Пустая операция |
НУЛЬ ОПЕР. |
НУО |
NOP |
|
14 |
Переход на шаг № |
ПЕР. НА Ш. № |
ПЕН |
JMP TO |
|
15 |
ОБФБ «Вход» |
ВХОД |
В |
I |
|
16 |
ОБФБ «Выход» |
ВЫХОД |
Ы |
O |
|
17 |
ОБФБ «Память» |
ОТП |
ОТП |
M |
|
18 |
ОБФБ «Таймер» |
ТАЙМЕР |
Т |
T |
14
Окончание таблицы
№ |
Содержание команды |
Команда |
Код PRG 32 |
Код PC |
п/п |
|
|
(кириллица) |
(латиница) |
19 |
ОБФБ «Счетчик» |
СЧЕТЧИК |
С |
C |
20 |
ОБФБ «Программа» |
ПРОГРАММА |
П |
P |
21 |
ОБФБ «Процессор» |
ПРОЦЕССОР |
У |
Y |
22 |
ОБФБ «Преселектор» |
ПРЕСЕЛЕКТОР |
ПРЕ |
PR |
23 |
ОБФБ «Регистр» |
РЕГИСТР |
Р |
R |
24 |
МБФБ «Функциональ- |
ФУНКЦ. БЛОК |
ФБ |
FU |
25 |
ный блок» |
АТРИБУТ |
СОД |
|
Размерность времени |
WITH |
|||
26 |
Минута |
МИН |
МИН |
MIN |
27 |
Секунда |
СЕК |
СЕК |
SEC |
28 |
0,1 с |
0,1 С |
ТДС |
TSC |
29 |
0,01 с |
0,01 С |
ТСС |
HSC |
30 |
Константа |
КОНСТАНТА |
КОН |
V |
31 |
Преселектор таймера |
ТАЙМЕР ПРЕС. |
ТПРЕ |
TP |
32 |
Преселектор счетчика |
СЧЕТЧИК ПРЕС. |
СПРЕ |
CP |
33 |
Слово входа |
СЛОВО ВХОДА |
ВСЛ |
IW |
34 |
Слово выхода |
СЛОВО ВЫХОДА |
ЫСЛ |
OW |
35 |
Слово таймера |
СЛОВО ТАЙМЕРА |
ТСЛ |
TW |
36 |
Запуск ЦБ контроллера, |
ПУСК |
R |
RUN |
37 |
процессор, программа |
СТОП |
S |
END |
Останов ЦБ контроллера, |
||||
|
процессор, программа |
|
|
|
4. ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВОБОДНО ПРОГРАММИРУЕМОГО КОНТРОЛЛЕРА
В УПРАВЛЕНИИ ПНЕВМОПРИВОДОМ
На рис. 3 представлена схема пневмопривода, управление работой которого осуществляется контроллером. Соответствие условных обозначений входов контроллера (I1.0…I1.4) путевым выключателям (S10…S21), а выходов контроллера (O1.0…O1.3) катушкам электромагнитов (ЭМ1…ЭМ4) установлено согласно обозначениям, принятым на рис. 3.
15
На рис. 3 исходное положение штоков пневматических цилиндров (далее — пневмоцилиндров) показано в позиции «втянут», в рассмотренных ниже примерах исходная позиция задана в циклограммах.
|
|
Рис. 3. |
Схема пневмопривода |
На рис. 3 коммутация входов ивыходов контроллера принята в |
|||
следующем виде: |
|
||
|
Входы |
Выходы |
|
S10 |
— |
I1.0 |
ЭМ1 — O1.0 |
S11 |
— |
I1.1 |
ЭМ2 — O1.1 |
S20 |
— |
I1.2 |
ЭМ3 — O1.2 |
S21 |
— |
I1.3 |
ЭМ4 — O1.3 |
Пуск — |
I1.4 |
|
|
Пример 1. Алгоритм решения задачи управления по положению одним пневмоцилиндром
Задана циклограмма ТП (рис. 4), для управления которым составлена программа управления с комментариями.
16
Старт |
|
|
|
0 |
1 |
S2 |
2 |
S2 |
|
|
|
S1 |
|
|
|
Рис. 4. |
Циклограмма ТП |
|
|
Программа |
|
Комментарий |
|
|
|
|
|
STEP 1 |
|
Втягивание штока пневмоцилиндра в |
|
THEN SET |
O1.1 |
исходное положение посредством вклю- |
|
|
|
чения ЭМ2 |
|
STEP 2 |
|
Если есть сигнал от выключателя |
|
IF |
I1.0 |
S10, то выключается ЭМ2. Проверка ис- |
|
THEN RESET |
O1.1 |
ходного положения пневмоцилиндра |
|
STEP 3 |
|
Если есть сигнал от выключателя S10 |
|
IF |
I1.0 |
и от кнопки «Пуск», то включается ЭМ1 |
|
AND |
I1.4 |
и шток пневмоцилиндра выдвигается |
|
|
|||
THEN SET |
O1.0 |
|
|
STEP 4 |
|
Если есть сигнал от выключателя |
|
IF |
I1.1 |
S11, то выключается ЭМ1 и включается |
|
ЭМ2. Шток пневмоцилиндра втягивается |
|||
THEN RESET |
O1.0 |
||
SET |
O1.1 |
|
|
STEP 5 |
|
Если есть сигнал от выключателя |
|
IF |
I1.0 |
S10, то выключается ЭМ2. Программа |
|
THEN RESET |
O1.1 |
возвращается к шагуSTEP 3 |
|
JMP |
TO 3 |
|
17
Пример 2. Алгоритм решения задачи управления по положению и по времени одним пневмоцилиндром
Задана циклограмма ТП (рис. 5), для управления которым составлена программа управления с комментариями.
Старт |
|
τ |
5 с |
|
0 |
1 |
S2 |
2 |
|
S2 |
|
|
|
|
S1 |
|
|
|
|
Рис. 5. |
Циклограмма ТП |
|
||
Программа |
|
Комментарий |
|
|
|
STEP 1 |
|
Загрузка времени на таймер (в сотых |
THEN LOAD |
V500 |
долях секунды). Втягивание в исходное |
TO |
TP1 |
положение штока пневмоцилиндра по- |
THEN SET |
O1.1 |
средством включения ЭМ2 |
STEP 2 |
|
Если есть сигнал от путевого выклю- |
IF |
I1.0 |
чателя S10, то выключается ЭМ2. Про- |
THEN RESET |
O1.1 |
верка исходного положения пневмоци- |
|
|
линдра |
STEP 3 |
|
Если есть сигнал от путевого выклю- |
IF |
I1.0 |
чателя S10 и от кнопки «Пуск», то вклю- |
AND |
I1.4 |
чается ЭМ1 и шток пневмоцилиндра вы- |
двигается |
||
THEN RESET |
O1.0 |
|
STEP 4 |
|
Если есть сигнал от выключателя S11, |
IF |
I1.1 |
то выключается ЭМ1 и включается тай- |
THEN RESET |
O1.0 |
мер Т1 |
SET |
T1 |
|
18
|
|
Окончание таблицы |
|
|
|
Программа |
|
Комментарий |
|
|
|
STEP 5 |
|
Если сигнал таймера отсутствует, то |
IF NOT |
T1 |
включается ЭМ2 и шток пневмоцилиндра |
THEN SET |
O1.1 |
втягивается |
STEP 6 |
|
Если есть сигнал от выключателя S10, |
IF |
I1.0 |
то выключается ЭМ2 и программа воз- |
THEN RESET |
O1.1 |
вращается к шагуSTEP 2 |
JMP |
TO 2 |
|
|
Пример 3. Алгоритм решения задачи управления |
|
|||||||
|
|
по положению двумя пневмоцилиндрами |
|
|
|||||
Задана циклограмма ТП (рис. 6), для управления которым со- |
|||||||||
ставлена программа управления с комментариями. |
|
|
|||||||
S2 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Старт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 6. |
Циклограмма ТП |
|
|
|
||
Программа |
|
Комментарий |
|
|
|
STEP 1 |
|
Возвращение штоков пневмоцилинд- |
THEN SET |
O1.1 |
ров в исходное положение посредством |
SET |
O1.3 |
ЭМ2 и ЭМ4 |
STEP 2 |
|
Проверка исходного положения пнев- |
IF |
I1.1 |
моцилиндров |
AND |
I1.2 |
|
THEN RESET |
O1.1 |
|
RESET |
O1.3 |
|
19
|
|
Продолжение таблицы |
|
|
|
|
|
Программа |
|
Комментарий |
|
|
|
|
|
STEP 3 |
|
Если есть сигнал от путевых выключа- |
|
IF |
I1.2 |
телей S11 и S20 и от кнопки «Пуск», то |
|
AND |
I1.1 |
включается ЭМ3 и шток второго пневмо- |
|
цилиндра выдвигается |
|||
AND |
I1.4 |
||
|
|||
THEN SET |
O1.2 |
|
|
STEP 4 |
|
Если есть сигнал от путевого выклю- |
|
IF |
I1.3 |
чателя S21, то выключается ЭМ3 и вклю- |
|
THEN RESET |
O1.2 |
чается ЭМ4. Шток второго пневмоци- |
|
SET |
O1.3 |
линдра втягивается |
|
STEP 5 |
|
Если есть сигнал от выключателя S20, |
|
IF |
I1.2 |
то выключается ЭМ4 и включается ЭМ2. |
|
THEN RESET |
O1.3 |
Шток первого пневмоцилиндра втягивается |
|
SET |
O1.1 |
|
|
STEP 6 |
|
Если есть сигнал от выключателя S10, то |
|
IF |
I1.0 |
выключается ЭМ2 и включается ЭМ3. Шток |
|
THEN SET |
O1.2 |
второгопневмоцилиндра выдвигается |
|
STEP 7 |
|
Если есть сигнал от выключателя S21, то |
|
IF |
I1.3 |
выключается ЭМ3 и включается ЭМ1. Шток |
|
THEN RESET |
O1.2 |
первогопневмоцилиндра выдвигается |
|
SET |
O1.1 |
|
|
STEP 8 |
|
Если есть сигнал от выключателя S11, то |
|
IF |
I1.1 |
выключается ЭМ1 и включается ЭМ4. Шток |
|
THEN RESET |
O1.0 |
второгопневмоцилиндра втягивается |
|
SET |
O1.3 |
|
|
STEP 9 |
|
Если есть сигнал от выключателя S20, то |
|
IF |
I1.2 |
выключается ЭМ4 и включается ЭМ3. Шток |
|
THEN RESET |
O1.3 |
второгопневмоцилиндра выдвигается |
|
SET |
O1.2 |
|
|
STEP 10 |
|
Если есть сигнал от выключателя S21, то |
|
IF |
I1.3 |
выключается ЭМ3 и включается ЭМ4. Шток |
|
THEN RESET |
O1.2 |
второгопневмоцилиндра втягивается |
|
SET |
O1.3 |
|
20
