Составление логических функций
Рассмотрим следующее задание.
Автоматизировать работу механизма управления крышкой нагревательных колодцев. В ручном режиме тележка устанавливается в положение НП, П0. При подаче сигнала «Пуск» (с кнопки на экране сенсорного монитора) открывается крышка колодца до положения ВП, где через 3 с происходит реверс. В положении ПС тележка переходит на малую скорость и возвращается в исходное состояние ПН. Крышка колодца закрывается, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Теперь рассмотрим задание более подробно: перед началом работы в ручном режиме необходимо установить тележку в положение НП, П0. При нажатии оператором на кнопку «Пуск» (с кнопки сенсорного монитора) формируется команда на движение крышки до положения ВП. Как только крышка достигла положения ВП таймер начинает отсчитывать 3 с. После того как таймер отсчитал 3 с формируется команда на движение крышки вниз, крышка движется вниз пока не достигнет положения НП, при этом, проходя через положение ПС формируется команда на замедление скорости движения. Цикл повторяется до тех пор, пока оператор не нажмет на кнопку «Стоп». Так же необходимо запрограммировать работу всех используемых в задании команд в ручном режиме.
Из описания приведенного выше видно, что для реализации задания нам необходимо выполнение следующих команд: движение крышки «Вверх», движение крышки «Вниз», команда на замедление скорости при движении вниз, промежуточная переменная для повторения цикла.
Исходя из проанализированного задания, составим таблицу (табл.5) входов и выходов контроллера с адресацией команд и сигналов. Все адреса команд и сигналов находятся в Приложении А.
Таблица 5. Адреса входов и выходов контроллера
|
Входные сигналы |
Выходные сигналы | ||||
|
Обозначение |
Адрес в ПК |
Обозначение |
Адрес в ПК | ||
|
ВП |
IR000.00 |
Вверх |
IR010.00 | ||
|
ПС |
IR000.01 |
Вниз |
IR010.01 | ||
|
НП |
IR000.02 |
Мк |
IR010.02 | ||
|
П0 |
IR000.04 |
|
| ||
|
Входные сигналы с сенсорного монитора |
Промежуточные переменные | ||||
|
Обозначение |
Адрес в ПК |
Обозначение |
Адрес в ПК | ||
|
Авт |
IR004.00 |
Гот |
IR031.06 | ||
|
Руч |
IR004.01 |
|
| ||
|
Пуск |
IR022.02 |
|
| ||
|
Стоп |
IR022.03 |
|
| ||
|
ВвРуч |
IR005.00 |
|
| ||
|
ВнРуч |
IR005.01 |
|
| ||
|
Внм |
IR022.01 |
|
| ||
|
|
| ||||
|
|
| ||||
|
|
| ||||
|
Таймеры | |
|
Обозначение |
Адрес в ПК |
|
Т1 |
TIM000 |
Вверх – движение крышки вверх;
Вниз – движение крышки вниз;
Мк – команда на движение крышки на медленной скорости;
Авт – кнопка перехода в автоматический режим;
Руч – кнопка перехода в ручной режим;
Пуск – кнопка запуска исполнения программы;
Стоп – кнопка остановки исполнения программы;
ВвРуч – кнопка движения крышки вверх в ручном режиме;
ВнРуч – кнопка движения крышки вниз в ручном режиме;
Внм – кнопка движения крышки вниз на медленной скорости в ручном режиме;
Гот – промежуточная переменная, готовность к работе в автоматическом режиме.
Рассмотрим команды подробнее, составим их содержательное описание.
Перед нами стоит задача сделать так, чтобы в автоматическом режиме процесс повторялся непрерывно, т.е. ввести такую переменную, которая содержала бы условия включения и выключении. Назовем переменную «Гот», что означает готовность к работе в автоматическом режиме. Эта переменная сформируется тогда, когда крышка будет находиться в положении НП, П0 и будет нажата кнопка «Пуск» на экране сенсорного монитора, и будет продолжаться до тех пор пока не поступит сигнал «Стоп» или оператор переключится из автоматического режима в ручной. Получаем следующую логическую функцию:
Команда «Вверх» формируется тогда, когда крышка находится в положении НП, П0, и продолжается до тех пор пока не достигнет положения ВП, П0. В ручном режиме команда возникает при наличии команд ВвРуч, сохраняется пока не достигнет положения ВП. Этому описанию команды «Вверх» соответствует следующая логическая функция:
Команда «Вниз» формируется тогда, когда крышка находится в положении ВП и таймер отсчитал 3с и продолжается до тех пор пока не сработает датчик П0. В ручном режиме она возникает при наличии команд ВнРуч или Внм, сохраняется пока не достигнет положения НП. Этому описанию команды «Вниз» соответствует следующая логическая функция:
Команда на замедление скорости тележки в автоматическом режиме формируется только тогда, когда тележка движется вниз. Она появляется при наличии сигнала ПС и сохраняется, пока существует команда «Вниз». В ручном режиме возникает при наличии команды Внм, сохраняется пока не достигнет положения НП:
Нам осталось только записать условие, при котором будет включаться таймер. Таймер включается когда крышка достигает положения ВП, П0. Соответственно логическая функция будет иметь вид:
После того как мы составили словесное описание всех команд, составим диаграммы состояния входов и выходов в автоматическом режиме (рис.21):
Рис.21. Диаграммы состояния входов и выходов в автоматическом режиме
Предварительно перед составлением программы перепишем логические уравнения в адресах программируемого контроллера CPM2A.
В соответствии с вышеизложенными функциями на рис.22 представлена программа контроллера СРМ2А на языке лестничных диаграмм.
Рис.22. Программа контроллера СРМ2А на языке лестничных диаграмм
Требования к отчету
Отчет должен содержать:
цель работы;
описание последовательности действий, выполняемых объектом согласно заданию;
таблицу, содержащую обозначения используемых сигналов и команд при управлении объектом, их непосредственные адреса в контроллере CPM2A;
содержательное описание формирования промежуточных переменных и выходных команд контроллера CPM2A и составленные на основе содержательного описания соответствующие логические функции;
диаграммы состояния входов и выходов в автоматическом режиме;
логические функции в адресах программируемого контроллера CPM2A;
программу для контроллера CPM2A на языке лестничных диаграмм;
результаты проверки правильности работы реализуемой системы;
выводы по работе.
Задания для самостоятельного решения
Для всех вариантов необходимо запрограммировать контроллер на работу объекта в автоматическом и в ручном режиме.
Вариант 1
Объект 4. Сортировка листов.
Требуется автоматизировать процесс перемещений тележки раскладывателя. Исходное положение тележки П7, КВ. При нажатии на кнопку «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) тележка из положения П7 движется в положение П1, от положения П2 тележка на малой скорости, где через 6 сек. происходит реверс обратно к положению П7, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 2
Объект 4. Сортировка листов.
Требуется автоматизировать процесс перемещений тележки раскладывателя. Исходное положение тележки КЛ, КВ. При нажатии на кнопку «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) тележка движется в положение КП, от положения КП двигается влево на медленной скорости к положению П4, где стоит 2 сек., затем продолжает свое движение влево, но уже на обычной скорости, к положению КЛ, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 3
Объект 4. Сортировка листов.
Требуется автоматизировать процесс перемещений подъемника. Исходное положение тележки КЛ, КВ. При нажатии на кнопку «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) подъемник движется вниз в положение ПМ, где через 3 сек. происходит реверс обратно к положению КВ, при достижении положения ПС подъемник переходит на медленную скорость, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 4
Объект 5. Участок транспортировки труб.
Требуется автоматизировать процесс перемещений тележки. Исходное положение тележки П9. При нажатии на кнопку «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) тележка из положения П9 движется в положение П6, при достижении положения П7 тележка переходит на медленную скорость. Из положения П6 через 5 сек. происходит реверс обратно к положению П9, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 5
Объект 5. Участок транспортировки труб.
Требуется автоматизировать процесс загрузки трубы. Исходное положение тележки П9, имеется сигнал С1, т.е. на рольганге Р3 находится труба. При нажатии на кнопку «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) труба на рольганге Р3 перемещается до положения П3. Через 3 сек. Включается рольганг Р3 и рольганг Р0, труба движется до положения П0, на этом процесс перемещений прекращается.
Вариант 6
Объект 5. Участок транспортировки труб.
Требуется автоматизировать процесс перемещений тележки. Исходное положение тележки П6. При нажатии на кнопку «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) тележка из положения П6 движется в положение П7 на медленной скорости, через 5 сек. продолжает движение (пройдя через положение П8 переходит на медленную скорость) к положениям П9 или П10, в зависимости от того на каком из рольгангов Р3 или Р4 имеется труба, после достижения одного из положений процесс прекращается.
Вариант 7
Объект 6. Сверлильный станок.
После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) происходит вращение шпинделя на быстрой скорости, одновременно шпиндельная бабка из верхнего положения П0 движется до положения П3, пройдя через П2 переходит на медленную скорость. В положении П3 через 2 сек. происходит реверс, шпиндельная бабка возвращается в П0, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 8
Объект 6. Сверлильный станок.
После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) происходит вращение шпинделя на быстрой скорости, через 3 сек. шпиндельная бабка из верхнего положения П0 движется до положения П4, где через 2 сек. вращение шпинделя прекращается и шпиндельная бабка возвращается обратно к положению П0, затем процесс повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 9
Объект 6. Сверлильный станок.
После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) происходит вращение шпинделя на быстрой скорости, затем шпиндельная бабка из верхнего положения П0 движется до положения П3, вращение шпинделя прекращается, затем через 5 сек. вращение шпинделя включается на медленной скорости и шпиндельная бабка возвращается обратно к положению П0, затем процесс повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 10
Объект 7. Химическая линия.
В ручном режиме тележка устанавливается в положение П4, подъемник в положение КВ. После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) подъемник из положения КВ движется до положения КН, здесь происходит включение барабана, он вращается 3 сек., затем выключается. После этого происходит реверс, подъемник возвращается в КН, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 11
Объект 7. Химическая линия.
В ручном режиме тележка устанавливается в положение ПС, подъемник в положение КВ. После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) подъемник из положения КВ движется до положения КН, здесь происходит включение сушилки, через 4 сек. сушилка выключается. После этого происходит реверс, подъемник возвращается в КН, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 12
Объект 7. Химическая линия.
В ручном режиме тележка устанавливается в положение П1, подъемник в положение КВ. После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) подъемник из положения КВ движется до положения КН, здесь происходит включение барабана, он вращается 7 сек., затем выключается. После этого происходит реверс, подъемник возвращается в КН, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 13
Объект 8. Участок упаковки.
Автоматизация захвата. Исходное положение: захват разжат и находится в положении П1, тележка – в положении П3. После нажатия кнопки «Пуск» (на экране сенсорного монитора) захват перемещается вниз в положение П2, далее происходит его зажим. После паузы в 2 сек. захват разжимается и поднимается до верхнего положения П1. Далее цикл работы непрерывно повторяется до нажатия кнопки «Стоп» (на экране сенсорного монитора).
Вариант 14
Объект 8. Участок упаковки.
Автоматизация захвата. Исходное положение: захват разжат и находится в положении П1, тележка – в положении П3. После нажатия кнопки «Пуск» (на экране сенсорного монитора) захват перемещается вправо в положение П4, далее происходит его зажим. После паузы в 3 сек. захват перемещается влево до положения П3, где происходит его разжим. Далее цикл работы непрерывно повторяется до нажатия кнопки «Стоп» (на экране сенсорного монитора).
Вариант 15
Объект 8. Участок упаковки.
Автоматизация захвата. Исходное положение: захват разжат и находится в положении П1, подъемник в положении КН. После нажатия кнопки «Пуск» (на экране сенсорного монитора) подъемник перемещается вверх в положение КВ, далее происходит зажим захвата. После паузы в 4 сек. захват разжимается и подъемник опускается до положения КН. Далее цикл работы непрерывно повторяется до нажатия кнопки «Стоп» (на экране сенсорного монитора).
Вариант 16
Объект 9. Лифт.
В ручном режиме лифт устанавливается в положение Д2, двери закрыты. После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) лифт из положения Д2 движется до положения Д1, пройдя через Д1в переходит на медленную скорость. В положении Д1 через 5 сек. происходит реверс, лифт возвращается в положение Д2, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 17
Объект 9. Лифт.
В ручном режиме лифт устанавливается в положение Д3, двери закрыты. После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) лифт из положения Д3 движется до положения Д1, пройдя через Д1в переходит на медленную скорость. В положении Д1 через 3 сек. происходит реверс, лифт возвращается в Д3, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 18
Объект 9. Лифт.
В ручном режиме лифт устанавливается в положение Д2, двери закрыты. После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) лифт из положения Д2 движется до положения Д3, пройдя через Д3н переходит на медленную скорость. В положении Д3 через 4 сек. происходит реверс, лифт возвращается в Д2, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 19
Объект 1. Роботизированный комплекс.
Необходимо автоматизировать работу двух механизмов – привода подъема манипулятора и привода выдвижения руки. В ручном режиме управления манипулятор устанавливается в положения К1, К4. В автоматическом режиме по команде «Пуск» с кнопки сенсорного монитора происходит перемещение только по одной координате: по горизонтали до положения К5, по вертикали до положения К3, здесь происходит задержка на 2 сек., затем по горизонтали до положения К4, по вертикали до положения К1 и далее повтор. Таким образом, манипулятор описывает по часовой стрелке в пространстве прямоугольник с задержкой в координатах К3, К5 на 2 секунды. При нажатии кнопки «Стоп» манипулятор останавливается.
Вариант 20
Объект 1. Роботизированный комплекс.
Необходимо автоматизировать работу двух механизмов – привода выдвижения руки манипулятора и схвата. В ручном режиме управления манипулятор устанавливается в положения К2, К4, схват разжат. В автоматическом режиме по команде «Пуск» с кнопки сенсорного монитора происходит перемещение вправо до положения К5 и затем зажать схват, через 5 сек. схват разжать и рука манипулятора перемещается влево до положения К4 и так далее. При нажатии кнопки «Стоп» манипулятор останавливается.
Вариант 21
Объект 1. Роботизированный комплекс.
Необходимо автоматизировать работу двух механизмов – привода подъема манипулятора и привода выдвижения руки. В ручном режиме управления манипулятор устанавливается в положения К1, К5. В автоматическом режиме по команде «Пуск» с кнопки сенсорного монитора происходит перемещение только по одной координате: по горизонтали до положения К4, с задержкой в 3 сек. перемещается по вертикали до положения К3, затем возвращается обратно: по вертикали до положения К1, по горизонтали до положения К5, и далее повтор. При нажатии кнопки «Стоп» манипулятор останавливается.
Вариант 22
Объект 2. Методическая печь.
При наличии заготовки в положении ПР0 и нажатии на экране сенсорного монитора кнопки «Пуск» происходит включение рольганга Р2 и движение заготовки до положения ПР2, где и останавливается. Включается рольганг Р3 и работает 5с, после этого отключается и включается рольганг Р2, заготовка возвращается в положение ПР0, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» на экране сенсорного монитора процесс прекращается.
Вариант 23
Объект 2. Методическая печь.
При наличии заготовки в положении ПР0 и нажатии на экране сенсорного монитора кнопки «Пуск» включается рольганг Р2. При достижении заготовкой положения ПР3 рольганг совершает реверс через 4 сек. Движется на медленной скорости от датчика ПР2, и возвращается в положение ПР0, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» на экране сенсорного монитора процесс прекращается.
Вариант 24
Объект 2. Методическая печь.
Необходимо автоматизировать работу толкателя. В ручном режиме открывается заслонка печи. При поступлении с экрана сенсорного монитора команды «Пуск» электропривод толкателя включается, толкатель движется вперед до положения ПТ1, где происходит задержка на 2 сек., затем толкатель продолжает двигаться вперед. При достижении положения ПТ3, толкатель через 3 сек. возвращается до положения ПТ0, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» на экране сенсорного монитора процесс прекращается.
Вариант 25
Объект 3. Нагревательный колодец.
Автоматизировать работу механизма управления тележкой нагревательных колодцев. В ручном режиме тележка устанавливается в положение ВП, П0. При подаче сигнала «Пуск» (с кнопки на экране сенсорного монитора) тележка движется вправо до П2, где через 5 с происходит реверс. В положении П1 тележка переходит на малую скорость и возвращается в исходное состояние П0, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 26
Объект 3. Нагревательный колодец.
Автоматизировать работу механизма управления крышкой и тележкой нагревательных колодцев. В ручном режиме тележка устанавливается в положение НП, П0. При подаче сигнала «Пуск» (с кнопки на экране сенсорного монитора) открывается крышка колодца до положения ВП, после этого движется вправо до П2, где через 4 с происходит реверс до положения П0, затем повторяется цикл перемещений по горизонтали. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 27
Объект 3. Нагревательный колодец.
Автоматизировать работу механизма управления тележкой нагревательных колодцев. В ручном режиме тележка устанавливается в положение ВП, П0. При подаче сигнала «Пуск» (с кнопки на экране сенсорного монитора) с паузой в 1с тележка движется вправо до П2, где через 2 с происходит реверс, тележка возвращается в исходное состояние П0, затем цикл повторяется. Движение тележки влево от П1 происходят на медленной скорости. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 28
Объект 4. Сортировка листов.
Требуется автоматизировать процесс перемещений подъемника. Исходное положение тележки П4, КВ. При нажатии на кнопку «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) подъемник движется вниз в положение ПМ, где включается электромагнит и через 2 сек. выключается, затем подъемник движется обратно к положению КВ, после этого цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 29
Объект 6. Сверлильный станок.
После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) происходит вращение шпинделя на медленной скорости, одновременно шпиндельная бабка из верхнего положения П0 движется до положения П3, пройдя через П2 переходит на медленную скорость. В положении П3 через 4 сек. происходит реверс, шпиндельная бабка возвращается в П0, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.
Вариант 30
Объект 9. Лифт.
В ручном режиме лифт устанавливается в положение Д1, двери закрыты. После кратковременного появления команды «Пуск» (кнопка на экране сенсорного монитора) лифт из положения Д1 движется до положения Д3, пройдя через Д3н переходит на медленную скорость. В положении Д3 через 7 сек. происходит реверс, лифт возвращается в Д1, затем цикл повторяется. При нажатии на кнопку «Стоп» процесс прекращается.