1 / 52

Programiranje industrijskih kontrolera

Programiranje industrijskih kontrolera. Programiranje industrijskih kontrolera. Smer: Elektronska kola i sistemi Semestar: VII Fond: 2 + 2 + 1 Predmetni nastavnik: Goran Lj. Đorđević Asistent: Milica Jovanovi ć Konsultacije: 306ž 1ž (u prizemlju). Ocenjivanje.

Download Presentation

Programiranje industrijskih kontrolera

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Programiranje industrijskih kontrolera Programiranje industrijskih kontrolera

  2. Programiranje industrijskih kontrolera • Smer: Elektronska kola i sistemi • Semestar: VII • Fond: 2 + 2 + 1 • Predmetni nastavnik: Goran Lj. Đorđević • Asistent: Milica Jovanović • Konsultacije: • 306ž • 1ž (u prizemlju) Programiranje industrijskih kontrolera

  3. Ocenjivanje • Domaći zadaci i mini-projekti 40% • Završni ispit 60% Programiranje industrijskih kontrolera

  4. PLC • Industrijski kontroler ili PLC od Programmable Logic Controller - programabilni logički kontroler • Digitalni elektronski uređaj koji poseduje programabilnu memoriju za smeštanje instrukcija kojim se realizuju specifične funkcije, kao što su logičke i aritmetičke operacije, redosledno izvršenje različitih akcija, odmeravanje vremenskih intervala, prebrojavanje događaja itd, a sve u cilju upravljanja različitim mašinama i procesima putem digitalnih i/ili analognih ulazno/izlaznih jedinica. Programiranje industrijskih kontrolera

  5. PLC • Namenski elektronski uređaj, zasnovan na mikroprocesoru, koji je u mogućnosti da obavlja brojne tipove upravljačkih funkcija različitog nivoa složenosti. • Industrijski računar čiji su hardver i softver posebno prilagođeni radu u industrijskim uslovima, a koji se može lako programirati i ugrađivati u nove i postojeće industrijske sisteme Programiranje industrijskih kontrolera

  6. PLC • PLC - (Programmable) - mogućnost programiranja. • Program rada se unapred priprema i puni u permanentu memoriju PLC kontrolera. • PLC program se razvija u jeziku lestvičastih (ladder) dijagrama, koji je nastao po ugledu na tzv. relejne šeme. • PLC - (Logic) - glavna osobina PLC kontrolera je mogućnost obavljanja logičkih (bulovih) funkcija. • Generiše diskretne (digitalne) izlazne signale u funkciji (logičkoj) diskretnih ulaznih signala • Karakteristično za prvobitne tipove PLC kontrolera. • Savremeni PLC-ovi, pored logičkih mogu da obavljaju: aritmetičke operacije, odmeravaju vremenske intervale, prebrojavaju događaje, a prihvataju i generišu, pored diskretnih, i analogne signale. Programiranje industrijskih kontrolera

  7. PLC • PLC (Controller)- Glavna primena u industriji (proizvodnoj) gde se koristi kao upravljačka jedinica za automatsko upravljanje procesima • Prati ključne parametre procesa (posredstvom priključenih senzora i davača, i shodno memorisanom programu, generiše pobudu kojom deluje na proces (posredstvom aktuatora) Programiranje industrijskih kontrolera

  8. PLC v.s. računar opšte namene • PLC nema spoljnu memoriju (diskove), kao i niz standardne ulazno/izlazne opreme • Operativni sistem PLC-a je jednostavniji i pruža komparativno manje mogućnosti od računara opšte namene. • PLC je koncipiran i projektovan za relativno uzak i jasno definisan obim poslova vezanih za nadzor i upravljanje pojedinim uređajima, mašinama i procesima • Rezultat - izuzetna fleksibilnost i jednostavnost. Programiranje industrijskih kontrolera

  9. PLC v.s. mikroračunar • Područje primene PLC kontrolera isto je kao i za specijalizovane mikroračunarske kontrolere ili signal procesore • Razlika: PLC-a ne zahteva od korisnika gotovo nikakvo predznanje o arhitekturi mikroračunarskih sistema i programiranju. • Korisnik PLC-a je u najvećoj meri oslobođen rešavanja različitih problema vezanih za čisto računarski aspekt, i može da se u punoj meri skoncentriše na projektovanje same aplikacije Programiranje industrijskih kontrolera

  10. Izgled tipičnog PLC sistema Programiranje industrijskih kontrolera

  11. Primer - garaža Programiranje industrijskih kontrolera

  12. Primer - hemijski proces Programiranje industrijskih kontrolera

  13. Klasično rešenje - relejni sistem • Relejni panel - mnoštvo povezanih releja, relejnih tajmera i drugih elektromehaničkih sklopova • Mnoštvo problema: • Promena logike rada zahteva fizičko prepovezivanje • Teško pronalaženje i otklanjanje kvarova • Niska pouzdanost • Visoka cena • . . Programiranje industrijskih kontrolera

  14. Savremeno rešenje - PLC • Kompaktniji. • Laka promena logike rada - reprogramiranje • Niža cena • Veća pouzdanost • Veće mogućnosti • ... Programiranje industrijskih kontrolera

  15. Istorijat PLC-a • Nastali kasnih 60’ i ranih 70’ godine prošlog veka. • Prvobitna primena u automobilskoj industriji (u fabrikama automobila) • Težna da se smanji vreme zastoja prilikom promene proizvodnog procesa (novi model automobila). • Prvi PLC-ovi su se programirali kao konvencionali računari tog vremena - previše složeno za industrijske inženjere tog vremena • Uvođenje mikroprocesora 80’ god. - prekretnica u razvoju i ekspanzija u širenju PLC-ova • Praćeno napretkom u načinu programiranja (olakšano programiranje i korišćenje) • Širenje oblasti primene: • Ne samo ON/OFF upravljanje već i složenije funkcije • Specijalizacija za pojedine zahtevne zadatke upravljanja • Mogućnost komunikacije sa drugim PLC-ovima ili računarima Programiranje industrijskih kontrolera

  16. Prednosti PLC-a • Fleksibilnost • U prošlosti, svaka električno-upravljna mašina za proizvodnju zahtevala je svoju sopstvenu upravljačku jedinicu; u pogonu sa 15 mašina, postojalo je 15 različitih, namenski projektovanih, upravljačkih jedinica. Danas je moguće isti model PLC-a koristiti za upravljanje bilo kojom od 15 mašina. Uz to, verovatno neće biti potrebe za 15 PLC-ova, jer jedan PLC lako može da opsluži više različitih mašina, tako što će, konkurentno, za svaku priključenu mašinu izvršavati poseban, namenski program. • Laka promena programa i korekcija grešaka • Kod tradicionalih, relejnih panela, svaka promena programa zahtevala je značajno vreme za prepovezivanje panela i uređaja. Sa druge strane, kod PLC-a, promena programa je laka i brza. Novi program se preko tastature ili na neki drugi način učitava u PLC, a prepovezivanje obično nije potrebno, tako da celokupna aktivnost ne traje duže od nekoliko minuta. Takođe, uočene nepravilnosti u radu sistema, koje su posledica greške u programu se mogu lako i brzo ispraviti Programiranje industrijskih kontrolera

  17. Prednosti PLC-a • Laka promena programa i korekcija grešaka Relejni sistem PLC sistem Programiranje industrijskih kontrolera

  18. Prednosti PLC-a • Veliki broj kontakta • PLC možemo zamisliti kao mnoštvo ˝virtuelnih˝, nepovezanih relea (kontakta), tejmera, brojača i drugih složenijih komponenti, koje se programiranjem ˝povezuju˝ na željeni način. • Implementaciona moć zavisi isključivo od količine raspložive memorije • Rele = 1 bit • Tajmer, brojač = 24 bita • Memorija tipičnog PLC je reda više desetina KB Programiranje industrijskih kontrolera

  19. Prednosti PLC-a • Niska cena • Napredak poluprovodničke tehnologije → povećanje mogućnosti uz pad cene • Danas je moguće, po ceni ispod 100$, nabaviti PLC sa ogromnim brojem interno-raspoloživih ˝virtuelnih˝ relea, tajmera, brojača, sekvencera i drugih funkcija (od kojih neke nemaj pandam u ˝relejnom˝ svetu). Programiranje industrijskih kontrolera

  20. Prednosti PLC-a • Mogućnost probnog rada • Rad PLC-a se može ispitati u laboratoriji, pre ugradnje u proizvodni pogon. • Program se piše, testira, analizira i, ako je nophodno, modifikuje sve do trenutka kada se proceni da su sve zahtevane funkcije korektno realizovane. • Tek tada se program prenosi u PLC koji se instalira (ili je već instaliran) u proizvodni pogon. • Velika ušteda skupog ˝fabričkog˝ vremena (nema zastoja u proizvodnji). • Nasuprot tome, testiranje konvencionalnih relejnih sistema se može obaviti samo u fabričkoj hali, što može biti veoma vremenski neracionalno. Programiranje industrijskih kontrolera

  21. Prednosti PLC-a • Mogućnost vizuelnog praćenja rada : • Rad PLC-a se može direktno pratiti na ekranu monitora - na pogodan način se u grafičkom obliku prikazuju stanja ulaza i izlaza PLC-a uz ˝osvetljeno˝ prikazivanje logičkih putanja koje su trenutno aktivne i ispisivanje obaveštenja o evetualnom neispravnom radu sistema ili o nastanku nekih izuzetnih situacija Programiranje industrijskih kontrolera

  22. Prednosti PLC-a • Brzina rada • Vreme od trenutka kada se promeni stanje ulaza PLC-a do trenutka kada PLC-a reaguje postavljajući svoje izlaze nije duže od nekoliko do nekoliko desetina milisekundi • PLC-ovi su brži od relejnih sistema • Brzina rada određena periodom sken ciklusa PLC-a Programiranje industrijskih kontrolera

  23. Prednosti PLC-a • Leder programiranje • Za programiranje PLC kontrolera koristi se jezik lestvičastih logičkih dijagrama (ili leder dijagrama - ladder diagram),. • Dugi niz godina u upotrebi u industriji pri projektovanju logičkih i sekvencijalnih relejnih uređaja • Lako razumljiv industrijskim inženjerima. • Industrijski inženjeri ne moraju biti eksperti za programiranje da bi u svojim sistemima koristili PLC-ove Programiranje industrijskih kontrolera

  24. Leder dijagram (program) Programiranje industrijskih kontrolera

  25. Prednosti PLC-a • Pouzdanost i lakoća održavanja • Poluprovodničke komponente, od kojih je PLC sačinjen, su, generalno, pouzdanije od mehaničkih sistema ili relea i tajmera • Troškovi održavanja upravljačkih sistema zasnovanih na PLC-u su niži, a vreme zastoja kraće Programiranje industrijskih kontrolera

  26. Prednosti PLC-a • Jednostavnost naručivanja komponenti upravljačkog sistema : • PLC je jedan urađaj • Kada naručeni PLC stigne u industrijski pogon, svi brojači, relei, i druge ˝virtuelne˝ komponente ˝sadržane˝ u PLC-u su takođe stigle • Relejni sistem se sklapa od raznorodnih, fizičkih komponeti Programiranje industrijskih kontrolera

  27. Prednosti PLC-a • Dokumentacija. • Leder dijagrami, kako grafički prikazi, su u toj meri samo-deskriptivni da obično nije neophodna neka dodatna dokumentacija koja bi upotpunjavala opis rada PLC-a i načina na koji su realizovane njegove funkcije. • Ne postoji opasnost da dokumentacija bude neažurna, što je često slučaj sa dijagramima i šemama relejnih panela (kada inženjer nakon učinjene intervencije ne unese izmenu u relejnu šemu). Programiranje industrijskih kontrolera

  28. Prednosti PLC-a • Bezbednost. • Program PLC-a se ne može promeniti pre nego što je PLC ˝otključan˝ • Brzo reprogramiranje • Otvara mogućnost za postizanje neke vrste adaptivnog proizvodnog procesa, gde se program rada menja shodno karakteristikama svakog pojedinačnog prizvoda ili čestim varijacijama u procesu proizvodnje Programiranje industrijskih kontrolera

  29. Nedostaci PLC-a • Nova tehnologija • Nije lako promeniti način razmišljanja industrijskih inženjera sa relejne logike na PLC koncept • Jednostavna instalacija • Aplikacije sa fiksim programom • Pojedine aplikacije zasnovane su na samo jednoj funkciji koja se veoma retko ili nikada ne menja • Zamena postojeće opreme PLC-om ne donosi veliki dobitak, jer se glavna osobenost PLC-a – mogućnost reprogramiranja – praktično ne koristi • PLC je najbolje rešenje kada su neophodne periodične promene u načinu rada Programiranje industrijskih kontrolera

  30. Nedostaci PLC-a • Uslovi rada. • PLC nije pogodno rešenje za ekstremne uslove rada, kao što su: visoka temperatura, vlažnost, vibracije, električne smetnje, a koji su karakteristični za pojedine proizvodne procese • Bezbednost u radu • Kod relejnih sistema uvek postoji tzv. STOP prekidač, kojim se u bilo kom momentu može trenutno prekinuti rad sistema (isključenjem napajanja). • Relejni sistem se automatski ne resetuje kada se napajanje uključi, već zadržava stanje u kome je bio kada je napajanje isključeno • STOP prekidač povezan na ulaz PLC-a nije bezbedno rešenje - šta ako PLC otkaže ? Programiranje industrijskih kontrolera

  31. PLC sistem Programiranje industrijskih kontrolera

  32. Konstrukcija PLC-a • Kompaktni PLC Programiranje industrijskih kontrolera

  33. Kompaktni (mikro PLC) • Measures 4.72”x 3.15” x 1.57”. • 32 I/O points • Standard RS 232 serial communication port Programiranje industrijskih kontrolera

  34. Konstrukcija PLC-a • Modularni PLC: Programiranje industrijskih kontrolera

  35. Proizvođači PLC-ova • ALLEN-BRADLEY • GE • MODICOM - GOULD • SQUARE-D • etc. Programiranje industrijskih kontrolera

  36. CPU i PM Programiranje industrijskih kontrolera

  37. CPU • Konektori za povezivanje sa PM i drugim PLC-ovima. • Backup baterija • Ključ: • OFF - sistem nije operativan niti se može programirati • RUN - sistem je operativan (radi), ali se ne može programirati. • DISABLE - Isključuje sve izlaze, tj. postavlja ih u neaktivno stanje. • MONITOR - uključuje ekran na kome će se prikazivati trenutne operativne informacije • RUN/PROGRAM - Sistem je operativan, a modifikacije programa su dozvoljene. Ovaj način rada se mora oprezno koristiti, jer se svaka modifikacija programa trenutno manifestuje u radu sistema. • PROGRAM - sistem nije operativan, ali se može programirati ili reprogramirati Programiranje industrijskih kontrolera

  38. PM - Programator/monitor Programiranje industrijskih kontrolera

  39. Ulazni i izlazni PLC moduli • PLC pribavlja informacije iz okruženja posredstvom ulaznih, a predaje informacije okruženju putem izlaznih modula CPU + U/I moduli Programiranje industrijskih kontrolera

  40. Ulazni i izlazni PLC moduli • Modul može imati 4, 8, 12 ili 16 terminala (pristupnih tačaka). • Ulazni, izlazni ili kombinovani moduli (sa podjednakim ili različitim brojem ulaznih i izlaznih terminala, npr. 12 ulaza i 8 izlaza). • Kod većih PLC sistema, ulazni i izlazni moduli su smešteni u posebne rekove koji su sa CPU-om povezuju pomoću odgovarajućeg višežičnog kabla. • Svaki U/I modul ima jedinstvenu adresu • Karakteristike U/I modula: • Opseg napona ili struje • DC ili AC • Proizvođači PLC sistema nude palete ulaznih i izlaznih modula deklarisanih za različite opsege • Diskretni U/I moduli - prihvataju i generišu diskretne - digitalne, tj. ON/OFF signala • Analogni U/I moduli - prihvataju i generišu analogne signale. (Poseduju ugrađene A/D, odnosno D/A konvertore.) • Udaljeni U/I moduli -sprega sa CPU nije direktna, već komuniciraju prenosom podataka Programiranje industrijskih kontrolera

  41. Uređaji sa kojima se PLC povezuje • Ulazni ON/OFF uređaji • Ulazni analogni uređaji • Izlazni ON/OFF uređaji • Izlazni analogni uređaji Programiranje industrijskih kontrolera

  42. Ulazni ON/OFF uređaji • Prekidači i tasteri Programiranje industrijskih kontrolera

  43. Ulazni ON/OFF uređaji • Normalno otvoren (NO) i normalno zatvoren (NC) kontakt. NO NC Programiranje industrijskih kontrolera

  44. Prekidači L o c k i n g N o n - l o c k i n g N o r m a l l y O p e n N o r m a l l y C l o s e d DPST P 1 SPDT P 2 M u l t i p l e P o l e M u l t i p l e T h r o w Programiranje industrijskih kontrolera M a k e - b e f o r e - b r e a k B r e a k - b e f o r e - m a k e

  45. Granični prekidači Programiranje industrijskih kontrolera

  46. Ulazni analogni uređaji • Ulazni analogni uređaji generišu promeljive električne signale koji se vode na odgovarajuće (analogne) PLC ulazne module. potenciometri ugljeni žičani Programiranje industrijskih kontrolera

  47. LVDT • Linearni varijabilni diferencijalni transformator (LVDT) • Naizmenični (AC) izlazni napon LVDT-a varira, kako se jezgro pomera (uvlači/izvlači) • Koristiti za indikaciju pozicije nekog mehaničkog sklopa koji je fizički spojen sa jezgrom Programiranje industrijskih kontrolera

  48. Termopar • Spoj dva metala. • Između spojeva se generiše napon koji zavisi od razlike temperatura spojeva. • Napon je obično veoma mali (reda nekoliko desetina uV/0C), • Zavisnost napona od temperature nije linearna. Programiranje industrijskih kontrolera

  49. Izlazni ON/OFF uređaji - Solenoid • Elektromehanički aktuator, čijim radom se upravlja pomoću elektromagnetne sile proizvedene u namotaju. • U zavisnosti od smera struje, menja se i smer sile magnetnog polja koja privlači gvozdeno jezgro ka centru namotaja ili ga odbija od centra. jednosmerni dvosmerni Programiranje industrijskih kontrolera

  50. Izlazni ON/OFF uređaji - Rele • Struja koja protiče kroz kalem stvara magnetno polje koje prilači kotvu i zatvara (ili otvara) kontakt, koji, dalja upravlja nekim drugim urađajem. Rele obično ima, ne samo jedan, više kontakta od kojih su neki NO, a drugi NC tipa. Kontakti relea su električno izolovani od PLC modula Kroz kontakte relea može proticati veća struja, a kontakt može prekidati više napone nego kontakt izlaznog modula Programiranje industrijskih kontrolera

More Related