Példa egy teherfelvonó elektromos áramkörének korszerűsítésére programozható vezérlővel (PLC)

Az utóbbi időben egyre népszerűbbé vált a különféle technológiai folyamatok automatizálásának témája a programozható vezérlők (PLC) segítségével. Ennek ellenére nagyon kevés gyakorlati cikk található az interneten, valódi példákkal arra, hogyan lehet ezeket a PLC-ket programozni. Ez a téma nagyon érdekes, mert az elektromos berendezések, az elektronika és a programozás találkozásánál található. A PLC programok írásának megtanulása anélkül lehetséges, hogy rendelkezne velük. Az emulációs mód, amely minden modern szoftvercsomagban elérhető, sokat segít ebben.

Ebben a cikkben példát mutatok arra, hogy a relékészülékekre (indítókra, relékre) épített elektromos áramkört olyan programra fordíthatjuk, amely a vezérlőn működik. Azonnal el kell mondanom, hogy ez csak egy kis oktatási projekt, és nem állítja magát, hogy csak a PLC programozás alapelveinek egy konkrét példával történő magyarázatával jár.

Teherrelé relé

A projekt kezdeti vázlata egy teherfelvonó (teherfelvonó) viszonylag egyszerű vázlata, emelőkarral két emeleten. Az ábrát az alábbi ábra mutatja.

Városi elektromos emelőkosár egy motorral két megállónál

Csak egy motor van az áramkörben, amely megemeli és csökkenti a felvonót két emelet között. Ez egy megfordítható háromfázisú aszinkron motor, 380 V fázisú rotorral, az indító ellenállások és három elektromágneses indító érintkezői a motor forgórészéhez vannak csatlakoztatva, lehetővé téve a motor 3 lépésben történő indítását. Ez a megoldás lehetővé teszi a motor indításának folyamatában, hogy csökkentse az indítási áramot és növelje az indítási nyomatékot.

A motor indulása három gyorsítórelé (1RU - 3RU) segítségével automatizálódik. Ezek a hagyományos 24 voltos DC időzítők. Teljesítményükhöz van egy lekapcsoló transzformátor és egyenirányító.

A motor kapcsaihoz háromfázisú blokk elektromágneses fék van csatlakoztatva, amely feszültség alá helyezve a motort fékezi meg a tengelyét, és amikor a feszültség eltűnik, a motor tengelyét azonnal rögzítik és rögzített helyzetben rögzítik.

Motor hátramenet két elektromágneses indító érintkezőivel (a B. és a H ábrán). Az áramot az áramkör megszakítóján (a megszakítón - WU) és a megszakítón (1A) keresztül táplálják.

A felvonó munkájába való bevonás csak feszültség jelenlétében lehetséges. Ezt egy feszültségrelé (PH) vezérli, amely az áramkör bal oldalán található. Vannak olyan aljzatok és csengő, amelyek bármilyen helyről bekapcsolhatók a kar hívásához.

A tengely és a fülke ajtajai kézzel nyithatók és záródnak. A felvonót a kar kapcsolóval három helyzetbe lehet irányítani - "Fel", "Le" és "Nulla".

Amikor a fogantyút az egyik szélső helyzetbe mozgatják, a felvonó elkezdi mozogni, és amikor a kívánt padlót elérik, a fogantyút mechanikusan "nulla" helyzetbe mozgatják. Ebben az esetben a kapcsolóáramkör érintkezői megszakadnak, az indítótekercs feszültségmentes, a motort lekapcsolják a hálózatról, a forgórészének áramköre érintkezői nyitva vannak és a lift leáll. Ezután elindíthatja a felvonó ellentétes irányú mozgását.

A teherfelvonó nagy kockázatú eszközökhöz tartozik, és áramkörében (mint bármely felvonó vázlatában) nagyszámú különféle retesz van végállás kapcsoló érintkezői és a különféle védőeszközök érintkezői.

Ebben a sémában ezek kioldó (vég) kapcsolók, amelyek szabályozzák a kabin ajtajainak bezárását, az alsó és a felső emelet tengelyeit, a kabin emelését és leengedését a munka felső és alsó zónája fölött, a „emelőkötelek laza” érintkezői, amelyek a kábel gyengülésekor vagy meglazulásakor nyílnak meg. felvonókabin, a sebességkorlátozó, a rögzítő és a kábelfeszítő érintkezői. Összesen - 14 különálló érzékelő.

Amikor valamelyik felsorolt ​​érintkező kinyílik, a felvonómotornak azonnal ki kell kapcsolnia és le kell fékeznie, ezért az összes érzékelő, a feszültségrelé-érintkező és az „Általános leállítás” gomb sorba van kapcsolva a motort vezérlő elektromágneses működtetők tekercsköréhez.

PLC program létrehozása teherfelvonókhoz

A feladat az volt, hogy bármi megváltoztatása nélkül a készüléken, elvileg a felvonó működése és vezérlése irányítja az áramkört egy elavult relé nézetből egy opcióra egy programozható vezérlő segítségével.

A programforma előnye a telepítés ellenőrzésében az, hogy a jövőben, ha szükséges, a program könnyen módosítható, javíthatja a felvonó vezérlésének kényelmét, megváltoztathatja működésének logikáját, és javíthatja annak funkcionalitását. Ezeket a lépéseket azonban a felvonó kialakításának megváltoztatásával és más kiegészítő eszközök hozzáadásával kell kísérni az áramkörbe. Verziónkban ilyen feladatot nem jelentettek.

Ebben az esetben javaslatot tettek egy teherfelvonó elektromos berendezésének korszerűsítésére, annak irányítási rendszerének olyan megközelítéssel történő megváltoztatásával, hogy például egy ilyen mechanizmust üzemeltető személy számára semmi sem változna meg.

Ezért megmenti a felvonó fő vezérlőkészülékét - a kapcsolót és elhagyja az aszinkron motort a fázisrotorral háromfokozatú indításával, bár továbbra is szeretnénk kicserélni egy aszinkron motorra egy mókuskos rotorral, amelyet a lágyindítóval kapcsolunk be. De egyelőre ezt nem tesszük meg, mivel ez a megoldás jelentősen egyszerűsíti a felvonó elektromos áramkörét, ami nem túl bonyolult.

Tehát négy részre osztjuk sémánkat (lásd az ábrán a lift felépítését).

Az 1. zónában semmit sem fogunk megérinteni, mert ő felel a lift hanghívásáért és ellenőrzi a feszültség jelenlétét az áramkörben. A 2. zóna a motorral, az elektromágneses fékkel és az önindítók teljesítményérintkezőivel szintén nem változik. A 4. zónából az összes eszköz törölhető, mert az érintkezők beépítésének sorrendjét a motor forgórész-körében a szoftver időzítői vezérlik. A 3. zóna továbbra is fennáll. A fő modernizáció erre az adott zónára vonatkozik.

Vezérlőként a PLC Aries társaságot vesszük. A program neki lesz a nyelven CFC. Véleményem szerint ez a legkényelmesebb nyelv kezdőknek. Nagyon hasonló a funkcionális blokkok nyelvére FBDde a saját apró tulajdonságaival. Olyan sokan szeretnek egy másik nagy nyelvet - létra nyelv LD. Nincs semmi ellene, de tovább CFC Kényelmesebb számomra, hogy összeállítsam egy programot a PLC-hez, tehát ezt a nyelvet használtam, de itt mindenki mindenki számára elérhető. Az általunk használt program fordításához a csomag CoDeSys 2.3.

A program funkcionális blokkok halmaza (ÉS, VAGY, NEM, triggerek és időzítők). A teherfelvonó munkaprogramja nyelven CFC:

Eleinte blokkokra lesz szükségünk ÉS (elem és). Az elem kimeneten logikai egység van (a programban -"IGAZ") csak akkor, ha a logikai egységek is vannak minden bemeneten. Ha akár egy bemenet állapota eltér az egységtől, akkor a kimenet nullára áll (a programban - "HAMIS").

Ez az elem segít az összes összekapcsoló és biztonsági érintkező (diszkrét bemenet) megszervezésében, és amint emlékszel, 14 ilyen van (a programban ezek neve SQ1 - SQ14). A blokk bemenetéhez ÉS összekapcsoljuk a feszültségrelé érintkezőjét és az "Általános leállítás" gombot (SB1). Az egyszerűség kedvéért az összes érintkezőt 3 elemre készítettem ÉS, majd egy másikkal kombinálta őket egy láncba.

Alapértelmezés szerint, amikor hozzáadunk a programhoz, bármely funkcionális egységnek 2 bemenete van. Ha további bemenetet kell hozzáadnia, akkor az egérrel a blokkra kell mutatnia, nyomja meg a jobb oldali gombot, és válassza a „Bevitel blokkolása” lehetőséget. Így tetszőleges számú további bemenetet hozzáadhat a blokkhoz.

A kapcsolót két vezérlő bemenetre kell csatlakoztatni (a programban - "SA_verh" és "SA_niz"). A kapcsoló mindkét szélső helyzetében logikai egységet szolgáltat a kettő egyikéhez RS kiváltó ("RS_verh" vagy "RS_niz"). A ravasz egy indítótekercs analógja, amelynek blokkoló érintkezője van a relé vezérlő áramkörében.

Ennek engedélyezéséhez küldje el a logikai egységet a kapcsolattartónak "SET"letiltás - be"RESET". Trigger output "Q1"jelet továbbít az egyik vezérlő kimenetére -"KM1" vagy "KM2"amelyekhez kapcsolódik mágnestekercsek. Az önindítók érintkezőket kapcsolnak és vezérlik a motort.

A program háromlépcsős indítását a 2-es módszerrel rendezik meg időzítők "TON". Amikor logikai egységet alkalmaz az időzítő bemenetre "IN"megszámolja a bemeneten megadott időt"PT"és kapcsolja az időkésleltetést"Q"a logikai nulláról egyre. Miután az első időzítőt (T1) egy kimenő jele váltja ki, (Q), az idő a második időzítőn (T2) számolódik, és a PT bemeneten megadott idő elteltével a második időzítő logikai egységet küld a kimenetére (Q). .

Vezérlőkimenetekhez (a programban - KM3, Km4 és KM5) 3 elektromágneses indítótekercs van csatlakoztatva. Az elsõ a KM1 vagy a K bekapcsolásakor azonnal bekapcsolM2 és összeköti a maximális ellenállást a motor forgórészével, Km4 és KM5 kapcsolja be az időzítőt, és váltakozva váltson rövidre az indítási ellenállás részén. A motor beindítása után mind a három indító bekapcsolt helyzetben marad.

elem VAGY (logikai VAGY) A két főindító egyidejű egyszeri elindításához szükséges áramkörnek az a része, amely a háromlépcsős motor indításáért felelős, bekerült a munkába. Ha az elem egyik bemeneténél van logikai egység "VAGY", a logikai egységet továbbítja a kimenetére, vagyis működéséhez elegendő egy jel bármelyik bemeneten.

Időzítők és vezérlőkimenetek között ÉS az egyik inverz bemenettel (bemeneti kör). Ennek az elemnek a logikai egysége a kimeneten csak akkor jelenik meg, ha a logikai egység jelet egy normál bemenetre adják, a logikai nullát pedig egy inverzre.

Ugyanaz az elem, csak két inverz bemenettel, az "SA_verh" és "SA_niz" bemenetek mellett helyezkedik el, és jeleket fogad a kar kapcsolójáról. Ez annak biztosításához szükséges, hogy a kimeneten lévő összes indító kikapcsoljon, amikor a kapcsoló visszatér nullára, amikor mind a fel, mind a lefelé áramkör nyitva van.

Ha két logikai nulla van egy ilyen elem bemenetén ÉS logikai egységet ad az elem kimenetén. Ez a jel a programon keresztül jön be a triggerek bemenetére "RESET", a triggerek nullára állnak, és a kimenetek indítói le vannak tiltva ÉS egy inverz bemenettel az időzítők és a kimenetek között KM3 és Km4 válassza le ezeket a kimeneteket, és ennek megfelelően válassza le az indítókat, amelyek felelősek a forgórész-ellenállás ellenállásának megállításáért, amikor a motor leáll.

Inverz bemenet vagy kimenet beállításához el kell mozgatnia az egeret a funkcionális blokkba, válassza ki a kívánt bemenetet vagy kimenetet, nyomja meg a jobb egérgombot, és válassza az „Invertálás” lehetőséget. Hasonlóképpen, bármely inverz bemenet vagy kimenet normálra konvertálható.

elemek ÉS Az 5. és a 10. szám nem engedélyezi a "fel" és "le" motorok vezetéséért felelõs indítók egyszerre történõ bekapcsolását (védelem az indítók tápérintkezõi rövidzárlat ellen, miközben bekapcsolják). Bár ebben a karos kapcsolóval ellátott rendszerben ez nem lehetséges.Mivel azonban az ilyen típusú blokkoló érintkezők az eredeti reléáramkörben voltak, úgy döntöttek, hogy ezeket a PLC programjában megtartják.

És végül továbbra is biztosítani kell az elektromos motor azonnali leállítását, amikor a bemeneten bármelyik érintkezőt kinyitják. A triggerek jelenléte az áramkörben nem tette lehetővé ezt kezdetben. Annak érdekében, hogy az áramkör bármilyen vészhelyzetben helyesen működjön (biztonsági érintkezők, kioldókapcsolók érintkezői, feszültségrelé érintkező vagy az „Általános leállítás” gomb), egy áramkört adtak hozzá két elemlánc NEM és VAGY (4 és 7).

A NOT elem megelőzi a logikai egységet a bemenetnél a logikai nullához a kimenetnél és fordítva - a nullát az egység bemenetéhez a kimeneten. Meg tudja magyarázni, hogy a NEM és VAGY láncok hogyan működnek a programban? Írja meg a megjegyzéseket.

CFC program emuláció a CoDeSys-ben

A program létrehozása után ellenőrizheti azt CoDeSys emulációs módban. Ehhez válassza az "Emuláció mód" lehetőséget az "Online" lapon, kattintson a "Csatlakozás" gombra, majd állítsa be a logikai egységet minden bemenetre - "IGAZ", írja be ezeket az értékeket a programra a"Ctrl" + F7 és kattintson a gombra F5 kezdeni.

Emulációs mód -banCoDeSys:

A bemeneti váltás szimulálása ("IGAZ„És”HAMIS") megnézheti az áramkörök kék változását (jelút) és a kimenetek állapotának változását. A bemeneti állapot minden változtatása után ne felejtse el ezeket az értékeket a programba írni aCtrl" + F7. Az emulációs mód kikapcsolásához kattintson a "Stop", majd az "Online" lapon a "Disconnect" elemre, és törölje az "Emulációs mód" jelölést.

következtetés

Még egyszer szeretném megjegyezni, hogy ez a projekt kizárólag oktatási célokhoz kapcsolódott, és valódi programozható vezérlővel még nem tesztelték. Ha bármilyen kérdése van, és a fentiek bármelyike ​​nem egyértelmű, kérdezd meg a megjegyzésekben, megpróbálom megválaszolni őket. És nagyon fontos számomra is, hogy választ kapjak a kérdésre - folytatnom kellene-e cikkeket a témáról? Általában készen állok bármilyen konstruktív megjegyzés és javaslat meghallgatására.