Primjer nadogradnje električnog kruga teretnog dizala pomoću programabilnog regulatora (PLC)

U posljednje vrijeme sve je popularnija tema automatizacije različitih tehnoloških procesa pomoću programabilnih regulatora (PLC-a). Unatoč tome, na Internetu postoji vrlo malo praktičnih članaka sa stvarnim primjerima programiranja ovih PLC-ova. Ova je tema vrlo zanimljiva, jer nalazi se na spoju električne opreme, elektronike i programiranja. Naučiti kako napisati PLC programe moguće je bez da ih uopće imate. Način emulacije koji je dostupan u svim modernim softverskim paketima puno pomaže u tome.

U ovom ću članku pokazati primjer prevođenja električnog kruga izgrađenog na relejnim uređajima (starteri, releji) u program koji će raditi na regulatoru. Moram odmah reći da je ovo samo mali obrazovni projekt i ne pretvara se da objašnjava ništa više od samo objašnjavanja osnovnih principa PLC programiranja konkretnim primjerom.

Teretni relej releja

Početna shema za ovaj projekt je relativno jednostavna shema teretnog dizala (teretnog dizala) s upravljačkom ručicom na dvije etaže. Dijagram je prikazan na slici ispod.

Općinska električna dizalica s jednim motorom na dva zaustavljanja

U krugu je samo jedan motor koji podiže i spušta lift između dva kata. Ovo je reverzibilni trofazni asinhroni motor s faznim rotorom 380 V. Pokretajući otpornici i kontakti tri elektromagnetska pokretača spojeni su na rotor motora, čime se motor može pokrenuti u 3 stupnja. Ovo rješenje omogućava u postupku pokretanja motora smanjenje njegove početne struje i povećanje početnog momenta.

Pokretanje motora automatizirano je pomoću tri releja za ubrzanje (1RU - 3RU). To su konvencionalni 24-voltni istosmerni tokovi. Za njihovu snagu postoji padajući transformator i ispravljač.

Na terminale motora spojena je trofazna blok-elektromagnetska kočnica koja, kada se napon primi na motor, koči osovinu, a kada napon nestane, osovina motora se odmah steže i fiksira u fiksnom položaju.

Povratak motora pomoću kontakata dva elektromagnetska pokretača (u dijagramu B i H). Napajanje u krug napaja se prekidačem (na krugu - WU) i prekidačem (1A).

Uključivanje u rad dizala moguće je samo uz prisutnost napetosti. Upravlja se naponskim relejem (PH) koji se nalazi na lijevoj strani kruga. Postoje i utičnice i zvono koje je moguće uključiti s bilo kojeg mjesta da bi se pozvalo dirigenta.

Vrata osovine i kabine otvaraju se i zatvaraju ručno. Liftom se upravlja prekidačem poluge u tri položaja - "Gore", "Dolje" i "Nula".

Kada se ručica pomakne u jedan od ekstremnih položaja, dizalo se počinje pomicati i kad se dostigne željeni pod, ručica se mehanički premješta u položaj "Nula". U tom slučaju su kontakti u prekidačkom krugu prekinuti, zavojnica startera je ispražnjena, motor je isključen iz mreže, kontakti u krugu njegovog rotora se otvaraju i lift se zaustavlja. Nakon toga možete pokrenuti kretanje dizala u suprotnom smjeru.

Teretno dizalo pripada visoko rizičnim uređajima i u njegovom krugu (kao u shemama svih dizala) postoji veliki broj različitih zaključavanja kontakti s krajnjim prekidačem te kontakte raznih zaštitnih uređaja.

U ovoj su shemi to putni (krajnji) prekidači koji kontroliraju zatvaranje vrata kabine, osovine na donjim i gornjim katovima, podizanje i spuštanje kabine iznad radne gornje i donje zone, kontakti „labavih podiznih užadi“ koji se otvaraju kada je kabel oslabljen ili labavljen kabina dizala, kontakti ograničenja brzine, hvatač i zatezač kabela. Ukupno - 14 diskretnih senzora.

Kad se otvori bilo koji od navedenih kontakata, motor dizala mora se odmah isključiti i kočiti, zbog čega su svi senzori, kontakt releja napona i tipka „Općenito zaustavljanje“ serijski povezani na krug svitka elektromagnetskih aktuatora koji upravljaju motorom.

Izrada PLC programa za teretni lift

Zadatak je bio da, bez ikakvog mijenjanja uređaja u principu rada i upravljanja dizalom, svoj krug prebaci iz zastarjelog relejnog prikaza u opciju pomoću programibilnog regulatora.

Prednost programskog oblika za kontrolu instalacije je u tome što se u budućnosti program po želji može lako izmijeniti, poboljšati praktičnost upravljanja dizalom, promijeniti logiku njegovog rada i poboljšati njegovu funkcionalnost. Ali te radnje moraju biti popraćene promjenom dizajna dizala i dodavanjem drugih dodatnih uređaja u krug. U našoj verziji takav zadatak nije bio postavljen.

U ovom je slučaju predložena opcija modernizacije električne opreme teretnog dizala promjenom njegove sheme upravljanja takvim pristupom da se, na primjer, apsolutno ništa ne bi promijenilo za osobu koja upravlja takvim mehanizmom.

Stoga ćemo za podizanje spremiti glavni upravljački uređaj - prekidač poluge i ostaviti asinhroni motor s faznim rotorom s trostupanjskim pokretanjem, iako ga i dalje želimo zamijeniti asinhronim motorom s roto-kaveznim rotorom, koji se uključuje preko mekog startera. Ali za sada to nećemo učiniti, jer će ovo rješenje uvelike pojednostaviti električni krug dizala, što nije baš komplicirano.

Dakle, našu shemu ćemo podijeliti u četiri zone (vidi sliku dizala na slici).

U zoni 1 nećemo ništa dirati, jer odgovorna je za zvučni poziv dizala i kontrolira prisutnost napona u krugu. Zona 2 s kontaktom motora, elektromagnetske kočnice i napajanjem pokretača također se ne mijenja. Svi se uređaji iz zone 4 mogu izbrisati jer redoslijed uključivanja kontakata u krug rotora motora kad se pokreće upravljat će softverski timeri. Ostaje zona 3. Glavna modernizacija utjecati će na ovu zonu.

Kao kontroler uzimamo PLC tvrtku Aries. Program za njega bit će na jeziku CFC, Po mom mišljenju, ovo je najpovoljniji jezik za početnike. Vrlo je sličan na jezik funkcionalnih blokova FBDali sa svojim malim značajkama. Tako mnogi vole još jedan sjajan jezik - jezik ljestvi LD, Nemam ništa protiv, ali na CFC Pogodnije mi je sastaviti program za PLC, pa sam koristio ovaj jezik, ali ovdje je sve za svakoga. Za sastavljanje programa koji koristimo paket CoDeSys 2.3.

Program je skup funkcionalnih blokova (I, ILI, NE, okidači i timeri). Program rada teretnog dizala na jeziku CFC:

U početku će nam trebati blokovi I (element I), Na izlazu elementa je logična jedinica (u programu -"TRUE") samo kad su logičke jedinice također na svim ulazima. Ako se stanje čak i jednog ulaza razlikuje od jedinstva, tada se izlaz vraća na nulu (u programu - "NETOČNO").

Ovaj element će nam pomoći organizirati sve međusobno povezane kontakte i sigurnosne kontakte (diskretni ulazi), a kao što se sjećate njih je 14 (u programu su naznačeni pod imenom SQ1 - SQ14), Na ulaz bloka I također povezujemo kontakt naponskog releja i tipku "Opće zaustavljanje" (SB1). Radi praktičnosti, sve kontakte sam uspostavio na 3 elementa I, a zatim je upotrijebio drugi da ih kombinira u jedan lanac.

Prema dodavanju u program, svaka funkcionalna jedinica ima 2 ulaza. Ako želite dodati dodatni ulaz, trebate mišem usmjeriti prema bloku, pritisnuti desni gumb na njemu i odabrati "Blokiranje unosa". Na taj način možete dodati bilo koji potrebni broj dodatnih ulaza u blok.

Prekidač poluge spojen je na dva ulaza regulatora (u programu - "SA_verh" i "SA_niz"). Prekidač u svakom od dva njegova krajnja položaja dovodi logičku jedinicu u jedno od dva RS okidači ("RS_verh" ili "RS_niz"). Okidač je analogni namotaj startera s blokirajućim kontaktom u upravljačkom krugu releja.

Da biste ga omogućili, logičku jedinicu pošaljite kontaktu "SET"onesposobiti - uključeno"RESET". Izlazni okidač "Q1"odašilje signal na jedan od izlaza regulatora -"KM1" ili "km2"na koje su povezani solenoidne zavojnice, Starteri prebacuju kontakte i upravljaju motorom.

Početak programa u tri etape organiziran je pomoću 2 tajmeri "TON", Prilikom primjene logičke jedinice na tajmer ulaz "U"broji vrijeme dano na ulazu"PT"i prebacuje izlaz vremenskog kašnjenja"P"od logičke nule do jedne. Nakon što prvi signal (T1) pokrene signal s njegovog izlaza (Q), vrijeme počinje odbrojavati drugi tajmer (T2), a nakon vremena određenog na ulazu PT, drugi tajmer također šalje logičku jedinicu na svoj izlaz (Q) ,

Za izlaze kontrolera (u programu - km3, KM4 i KM5) Spojene su 3 zavojnice elektromagnetskog startera. Prva se uključuje odmah kada uključite KM1 ili KM2 i spaja maksimalni otpor na rotor motora, KM4 i KM5 uključite tajmer i naizmjenično kratki spoj dijela početnog otpora. Nakon pokretanja motora, sva tri pokretača ostaju u uključenom položaju.

element ILI (logično ILI) potreban da bi se istovremeno pokrenuo jedan od dva glavna pokretača, dio kruga odgovoran za pokretanje motora s tri stupnja uključen je u rad. Ako postoji logična jedinica na jednom od ulaza elementa "ILI", logička jedinica se prenosi na njegov izlaz, to jest, za njegov rad dovoljan je signal na bilo kojem od njegovih ulaza.

Između tajmera i izlaza regulatora I s jednim od inverznih ulaza (ulazni krug). Za ovaj se element logička jedinica na izlazu pojavljuje samo kad se signal logičke jedinice primijeni na normalan ulaz, a logička nula primijeni na inverzni.

Isti element, samo s dva inverzna ulaza, nalazi se pored ulaza "SA_verh" i "SA_niz", prima signale iz prekidača poluge. To je potrebno kako bi se osiguralo da su svi pokretači na izlazima isključeni kad se prekidač vrati u nulti položaj, kada su i krugovi gore i dolje otvoreni.

Ako na ulazu takvog elementa postoje dvije logičke nule I daje logičku jedinicu na izlazu elementa. Ovaj signal dolazi kroz program do ulaza okidača "RESET", okidači se vraćaju na nulu, a pokretači na izlazima su onemogućeni I s jednim inverznim ulazom između tajmera i izlaza km3 i KM4 isključite ove izlaze i, u skladu s tim, isključite startore koji su odgovorni za aktiviranje otpora u krugu rotora kada se motor zaustavi.

Za postavljanje inverznog ulaza ili izlaza, trebate pomaknuti miš na funkcionalni blok, odabrati željeni ulaz ili izlaz, pritisnite desnu tipku miša i odaberite "Invert". Slično tome, bilo koji obrnuti ulaz ili izlaz može se pretvoriti u normalu.

elementi I Brojevi 5 i 10 ne dopuštaju istovremeno pokretanje pokretača odgovornih za pogon motora gore i dolje (zaštita od kratkog spoja u kontaktima napajanja startera dok ih uključite). Iako je u ovoj shemi s prekidačem poluga to nije moguće.No budući da su blokiranje kontakata ove vrste prisutno u izvornom relejnom krugu, odlučeno je da se oni zadrže u programu za PLC.

I na kraju, preostaje osigurati trenutno isključivanje elektromotora prilikom otvaranja bilo kojeg kontakta na ulazu. Prisutnost okidača u krugu nije omogućila da se to u početku učini. Da bi krug ispravno radio u bilo kojem hitnom slučaju (aktiviranje sigurnosnih kontakata, kontakata putnih sklopki, kontakta releja napona ili gumba "Općenito zaustavljanje"), dodan je krug dva lanca elemenata NE i ILI (4 i 7).

Element NOT nadjačava logičku jedinicu na ulazu na logičku nulu na izlazu i obrnuto - nulu na ulazu u jedinicu na izlazu. Možete li objasniti kako lanci tvrtke NOT i OR rade u programu? Pišite u komentarima.

Emulacija CFC programa u CoDeSysu

Nakon kreiranja programa, možete ga prijaviti CoDeSys u načinu emulacije. Da biste to učinili, odaberite "Emulacijski način" na kartici "Online", kliknite gumb "Poveži", a zatim postavite logičku jedinicu na sve ulaze - "TRUE", te vrijednosti upišite u program klikom na"ctrl" + F7 i kliknite F5 za početak.

Emulacijski način uCoDeSys:

Simuliranje prebacivanja ulaza ("TRUE„A”NETOČNO") možete pogledati promjenu krugova plavom bojom (signalni put) i promjenu stanja izlaza. Nakon svake promjene stanja ulaza, nemojte zaboraviti upisati ove vrijednosti u program pritiskom na"ctrl" + F7, Da biste onemogućili način emulacije, kliknite "Zaustavi", a zatim "Prekini vezu" na kartici "Online" i isključite "Emulacijski način".

zaključak

Želim još jednom napomenuti da se ovaj projekt odnosio isključivo na obrazovne ciljeve i još uvijek nije testiran na stvarnom programabilnom kontroleru. Ako imate bilo kakvih pitanja, a neka od navedenog nije jasna, pitajte u komentarima, pokušat ću odgovoriti na njih. A za mene je također vrlo važno dobiti odgovor na pitanje - trebam li nastaviti pisati članke o ovoj temi? Općenito, spreman sam poslušati sve konstruktivne komentare i prijedloge.