Программное управление технологическим оборудованием

Соответственно изменят свои выходные сигналы элементы 2-И-НЕ. На базы транзисторов VT1–VT3 поступают соответственно «0», «1», «0».

Транзисторы VТ1 – VТ3 выполняют функцию ключей. При поступлении высокого уровня напряжения на базу транзистора происходит его открытие и на соответствующей линии, а следовательно и на обмотке двигателя, напряжение будет равно 0. При низком уровне напряжения на базе транзистора последний будет закрыт, и все напряжение будет подаваться на соответствующую обмотку двигателя.

371

F E D

Рис. 16.5 – Схема управления шаговым двигателем

372

Как видим, в любой момент времени напряжение будет подано на 2 из 3 обмоток двигателя, причем обмотки, переключаясь, заставят двигатель вращаться с частотой в 3 раза меньшей, чем частота входных импульсов.

Временные диаграммы работы схемы при частоте 200 Гц показаны на рисунке 16.6.

U,B 10mS

UDD1,B t

UDD3,B

ножка 3 t

UDD3,B

ножка 11 t

U,B

обмотка 2 t

Рис. 16.6 – Временные диаграммы работы схемы при частоте 200 Гц

Первый график отображает вид импульсов на выходе распределителя импульсов DD1. Второй и третий графики отображают вид импульсов на ножках 6 и 9 микросхемы DD2. Следующие три графика отображают импульсы на выходе микросхемы DD3 на ножках 3, 11 и 8 соответственно. Последние 3 графика отображают импульсы на выходе транзисторов VТ1 – VТ3.

373

Предложенная в лабораторной работе схема управления шаговым двигателем питается напряжением 5 В от универсального источника питания ИПГ8В, двигатель и контролер питаются напряжением 24 В от источника питания постоянного тока Б5-49.

Частота управления ШД лежит в диапазоне 170-230 Гц.

Задание

1.Изучить систему управления ШД на базе электронного блока и получить навыки работы с шаговым приводом, изменяя частоту управляющих импульсов от генератора.

2.Используя временные диаграммы работы схемы управления ШД (см. Рис. 16.6), разработать управляющую программу ШД с учетом следующих условий:

–режим управления фазами ШД – полношаговый с одновременно включенными двумя фазами «two-phase-on" full step mode;

–длительность импульсов, подаваемых на обмотку ШД 30мс;

–длительность паузы 15 мс.

Для задания требуемой длительности импульсов и пауз необходимо использовать специальные таймеры Т32–Т55 с таймерным временем дискретизации 10ms, тогда как у таймеров Т0–Т31, которые использовались в предыдущих лабораторных работах, время дискретизации 100ms. Активация таймеров Т32-Т55 осуществляется при включенном специальном меркере М8028. Теоретические сведения о специальных меркерах приведены в разделе 11 «Язык релейно-контактных схем (LD)» главе 2 «Программирование внутреннего реле», а также в разделе 12 «Инструкции процесса отработки программы» главе 4 «Ввод прерывания программы (IRET, EI, DI)» первой части учебнометодического пособия [23].

3.Произвести тестирование работы управляющей программы в режиме off-line посредством программы Ladder Logic Test.

4.Убедившись в выполнении программой заданных условий, записать ее в память контроллера и продемонстрировать работу ШД на стенде.

5.Реализовать программно реверс направления вращения двигателя.

Контрольные вопросы

1.Опишите известные Вам способы управления фазами ШД, поясняя ответ временными диаграммами? Какой способ управления используется в лабораторной работе?

2.Расскажите, поясняя ответ временной диаграммой, принцип работы D- триггера с динамическим управлением.

3.Объясните по схеме принцип работы распределителя импульсов.

4.Для чего предназначены диоды VD3-VD5 на схеме управления ШД (см. Рис.

16.5)?

5.В чем основное отличие в управлении ШД от контроллера и от электронной схемы?

374

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №17

Управление светофорами регулируемого перекрестка

Цель работы

Разработка программы управления светофорами регулируемого перекрестка на основе заданного алгоритма в пакете GX Developer.

Краткие теоретические сведения

Для написания управляющей программы следует изучить следующие разделы 1 части данного издания:

11.1.6 Команды SET(Установить)/RST(Сбросить);

11.2Программирование внутреннего реле (меркер);

11.3Программирование счетчика;

11.4Программирование таймера;

11.5Программирование одиночных импульсов. Команды (PLF) и (PLS); Для программирования мерцания, которое применяется при

организации работы светофоров в ночном режиме и при переключении светофоров, целесообразно использовать вспомогательное реле M8013 (постоянное мерцание с интервалом в 1 секунду).

Пример:

Рис. 17.1 – Пример реализации мерцания

Как только M6 переходит в ON, меркер M5 создает мерцание на выходе 3 раза с интервалом в 1 секунду и выход отключается. Обнулив счетчик с помощью команды RST, можно заново организовать мерцание.

Перекресток, на котором организуется движение транспортных средств с помощью светофоров, показан на рисунке 17.2.

375

Рис. 17.2 – Перекресток

376

Алгоритм движения на перекрестке определяется правилами дорожного движения.

При описании алгоритма работы и принципиальной схемы системы управления движением используются следующие обозначения:

A,B,C,D,E – светофоры (смотри рисунки 17.2-17.4);

Переключатель SW1(T3) (Пуск/Останов программы);

Переключатель SW2(T2) (Специальный режим);

Переключатель SW3(T1) (Дневной/ночной режим);

Кнопка PB1 и PB2 (Включается разрешающий сигнал светофора для пешеходов);

Кнопка PB3 (Имитация сигнала датчика подсчета въезжающих в паркинг автомобилей);

Кнопка PB4 (Имитация сигнала датчика подсчета выезжающих из

паркинга автомобилей);

Кнопка PB5 (Резервная);

X0-X7 – входы ПЛК;

Внешний источник питания (Uп= +24 В, I=0,6 A);

Y0,Y1,Y2,Y3 – выходные реле ПЛК для подачи сигналов красной(1),

желтой(2), зеленой(3), зеленой(4) на лампы светофора А (смотри Рис. 17.4) и т.д.

Схемы подключения входов/выходов ПЛК приведены на рисунках 17.3, 17.4. Более подробно о подключении входов/выходов контроллера Mitsubishi FX0S 30MR-DC,который используется в лабораторной работе, изложено в 1 части данного издания:

3.4Подключение источника питания;

3.5Подключение входов;

3.6Подключение выходов.

377

Рис. 17.3. Схема подключения входов ПЛК

378

Рис. 17.4. Схема подключения выходов ПЛК

379

Алгоритм управления светофорами

1)При включении схемы переключателем S1 включаются светофоры A3,B3,C1,D1,E2 (смотри Рис. 17.2), при этом разрешается движение с Запада на Восток и с Востока на Запад, по главной дороге поворот на паркинг со стороны Востока, если при въезде в паркинг горит зеленый (E2); Разрешен выезд с паркинга на Запад, при отсутствии движущейся машины с левой стороны.

2)При включении желтого сигнала светофоров A2,B2,C2, гаснут A3, B3, продолжают гореть D1, C1, E2, нужно закончить движение транспортным средствам в различных направлениях, находящимся в пределах перекрестка, а приближающимся к нему остановиться у светофора, или, кому горел красный, (пешеходам или на выезде с паркинга) подготовиться к движению.

3)При включении красного сигнала светофора (загораются A4,A1,B1,C3; гаснут A2,B2,C2,C1; продолжают гореть D1,E2) на главной дороге (Восток – Запад) запрещается движение с Востока на Запад и наоборот, а разрешается выезд с паркинга на Восток, выезд с паркига на Запад, заезд на парковку с Запада, при наличии зеленого сигнала светофора при въезде в паркинг, предварительно пропустив все транспортные средства, которые могут создать помеху движения, т. е выезжающим с паркинга.

4)Загораются светофоры A2,B2,С2; гаснут: A4, C3; горят A1, B1, E2, D1

5)Разрешен выезд с паркинга на Запад, при отсутствии движущейся машины с левой стороны (загораются светофоры: A3,B3,С1; гаснут A1,A2,B1,B2,C2; горят: D1, E2;), то есть цикл повторяется.

6)Переключатель SW2 включает специальный режим – все светофоры включают запрещающий сигнал. По выключению этого переключателя цикл работы светофора должен начаться с начала (пункт 1).

7)Предусмотреть переход светофоров в режим работы в ночное время (переключатель SW3) – светофоры переходят в режим мигания желтого

сигнала. По выключению этого переключателя цикл работы светофора должен начаться с начала (пункт 1).

8)Пешеходы кнопкой PB1 или PB2, включают разрешающий сигнал светофоров D2. Разрешающий сигнал светофора D2 загорается после нажатия кнопки PB1 или PB2 когда включаются лампы A1 и B1.

Внимание. При организации программы предусмотреть ограничение включения пешеходного светофора не более одного раза за полный цикл работы перекрестка.

9)Нажатием кнопки PB3 имитируется сигнал датчика контроля въезжающих в паркинг автомобилей. Одно нажатие кнопки PB3 – плюс 1 автомобиль в паркинге. Общее число мест парковки – 10. При отсутствии свободных мест, включается красный сигнал светофора Е1, запрещающий въезд на парковку. Нажатием кнопки PB4 имитируется выезд автомобилей из паркинга - счетчик количества занятых мест обнуляется.

Примечание: перед переключением светофоров A,B,C с зеленого сигнала на желтый обеспечить мерцание зеленого 3 раза с интервалом в 1 секунду.

380