Automatul programabil

Automatul programabil

Aparitia microprocesoarelor si utilizarea acestora in constructia automatelor programabile a dus la dezvoltarea functionalitatii acestora. Odata cu reducerea pretului de cost, cu imbunatatirea performantelor componentelor microelectronice, s-au imbunatatit si performantele automatelor programabile:

gabaritul,

pretul de cost

consumul de energie

Avantajele automatelor programabile:

Flexibilitatea;

Usurita in modificarea programului si corectare a erorilor;

Numar mare de resurse;

Cost redus;

Costuri reduse de punere in functiune;

Posibilitatea vizualizarii functionarii;

Viteza de functionare;

Metode diferite de programare;

Siguranta in functionare;

Documentatia;

Simplitatea achizitiei sistemului de comanda;

Modificarea functionarii schemei de comanda;

Achizitionarea rapida a elementelor schemei de comanda;

Automatele programabile elimina necesitatea de a realiza o schema de comanda pentru fiecare sistem de actionare specific.

cu un singur tip de automat programabil pot fi implementate scheme de comanda diferite.

pe un singur AP pot fi implementate mai multe scheme de comanda

acestea pot sa comande in acelasi timp mai multe sisteme de actionare.

ceea ce difera la doua automate programabile care implementeaza schemele de comanda diferite este programul stocat in memoria fiecaruia.

Cu ajutorul automatului programabil, modificarea schemei de comanda si corectarea erorilor se poate face foarte simplu prin modificarea programului de aplicatie din memoria automatului cu ajutorul unei console de programare.

La schemele de comanda clasice, atunci cand sunt necesare modificari ale schemei sau corectarea erorilor

trebuiesc refacute legaturile fizice dintre elementele schemei.

uneori, este necesara modificarea chiar a structurii schemei de comanda prin adaugarea de noi elemente.

1 Diagrama interna a unui automat

Fig. 2.1 Diagrama interna a unui automat

Automatul programabil poate avea o executie ciclica. Ciclul de executie al automatului se prezinta astfel:

Fig. 2.2 Ciclul de execuție al automatului

Pentru monitorizarea ciclului exista un supraveghetor de ciclu numit Watchdog care la depasirea timpului stabilit semnalizeaza acest lucru si opreste executia programului prin aducerea automatului in modul STOP.

2 Tipuri de rack-uri

Rack standard

Este utilizat pentru a realiza o statie PLC limitata la un singur rack.

Fig. 2.3 Componentele unui rack

Rack extensibil

Este utilizat pentru a realiza o statie PLC formata din mai mule rack-uri.

Fig. 2.4

Spre deosebire de rack-ul standard, acesta este prevazut la pozitia 10 cu un micro-intrerupator ce codifica adresa de rack, iar la pozitia 11 cu un conector de 9 pini SUBD pentru extindere catre alte rack-uri.

Tipuri de rack-uri standard    Tipuri de rack-uri extensibile

Fig. 2.5

3 Tipuri de procesoare

Se utilizeaza doua tipuri de procesoare:

- procesoare care se pot aseza pe sloturile rack-urilor;

- procesoare care monteaza in interiorul calculatorului.

Procesoare montabile in rack

Aceste procesoare pot fi clasificate in doua grupe:

Fig. 2.6 Tipuri de procesoare

Prezentare procesor

Ambele tipuri de procesoare au aceleasi tipuri de componente. Amplasarea acestor componente este:

Fig. 2.7 Prezentarea componentelor unui procesor

Tipuri de statii

Statie TSX-P57-PLC

O statie TSX-P57-PLC este formata din un procesor de tip TSX si mai multe module de intrari si/sau iesiri.

In cazul in care se utilizeaza mai multe rack-uri se realizeaza o legatura de tip X-Bus intre rack-urile statiei.   

Fig. 2.8 Statie TSX-P57-PLC

O astfel de statie este formata din urmatoarele componente:

1. Sursa de alimentare dublu format;

2. Modulul procesor;

3. Modul de comunicatie;

4. Modul de intrare/iesire;

5. Modul sursa de alimentare standard;

6. Modul procesor;

7. Rack TSX RKY.

Rack-urile se conecteaza intre ele cu ajutorul unui cablu special prevazut la capete cu conectori de tip 9 pini SUB D.

Fig. 2.9 a) Conectarea rack-urilor

b) Tipuri de terminatori

In cazul rack-urilor extensibile este necesar a se monta in capetele libere ale rack-urilor terminatori precum in figura 2.9 b).

Surse

Sursele de rack pot fi simplu format, caz in care ocupa o singura locatie in rack sau dublu format cand ocupa doua locatii in rack .

a) b)

Fig. 2.10 a) Sursa simplu format

b) Sursa dublu format

5 Module de intrari/iesiri

Module de intrari

Aceste module sunt destinate pentru ca automatul programabil sa achizitioneze din proces diverse informatii care definesc starea procesului la un moment dat.

Pe aceste module pot fi conectate: butoane, selectoare, contacte de presostate, contacte de limitatori, contacte ale contactoarelor, etc.

Se pot intalni urmatoarele tipuri de module:

Codificare module intrari:

Adresare:

% I xy.i I = este o intrare

x = numar rack 0 - 7

y = pozitia in rack 00 - 10

I = numar canal 0 - 127

Exemplu de modul, folosit la realizarea lucrarii:

Modul TSX DEY 32D2K(32 canale de intrare pe tranzistor):

La acest modul conectarea firelor se face prin intermediul unui conector tip HE10. Celalalt capat al cablului poate fi echipat tot cu un conector HE10 sau pot fi fire libere care se pot conecta la o rigleta de conectori.

a) b)

Fig. 2.11 a) Modulul TSX DEY 32D2K

b) Modul de conectare

Se observa ca este nevoie de o sursa externa pentru alimentarea canalelor de intrari. Modulele sunt protejate pe alimentare (bornele 17,19 = + si 18,20 = -) de sigurante rapide

Module de iesiri

Aceste module sunt destinate comandarii unor elemente de executie sau semnalizare. Astfel pe aceste module pot fi conectate bobine de contactori sau relee, bobine de distribuitori, lampi de semnalizare, etc.

Se pot intalni urmatoarele tipuri de module

Codificare module

Adresare:   

Modul TSX DSY 32T2K (32 de canale de iesire pe transistor

a) b)

Fig. 2.12 a) Modulul TSX DEY 32D2K

b) Modul de conectare

La acest modul conectarea firelor se face prin intermediul unui conector tip HE10. Celalalt capat al cablului poate fi echipat tot cu un conector HE10 sau pot fi fire libere care se pot conecta la o rigleta de conectori.

Se observa ca este nevoie de o sursa externa pentru alimentarea canalelor de iesiri ele un protejate pe alimentare (bornele 17,19 = + si 18,20 = -) de sigurante rapide.

6 Modulul de comunicatie TSX IBY100

Prezentarea modulului:

Modulul de comunicatie TSX IBY 100 permite comunicarea intr-o arhitectura Interbus-S.

Acest modul ofera serviciile Interbus urmatoare:

canalul de parametri DP

serviciul de mesagerie PMS

preprocesarea (pretratamentul)

adresarea logica

segmentarea bus intre statii

podul Interbus-S / AS-i

Descrierea fizica:

Modulul TSX IBY 100 este un modul simplu format pentru introducerea in orice locatie a unui rack (raft) principal sau pentru extinderea unei statii automate TSR Premium.

Acest modul se compune din urmatoarele elemente:

Fig. 2.13 Modulul de comunicatie TSX IBY 100

Elemente:

Tabelul urmator descrie diferite elemente constructive ale modulului TSX IBY 100

Modul de punere in functiune:

Graficul urmator descrie modul de functiune al modulelor TSX IBY 100:

Fig. 2.14 Modul de functune al modulelor TSX IBY 100

Functionare:

Modulul Interbus-s este in mod RUN: datele se incarca pe bus.

Sarcina aplicativa este in mod RUN: intrarile/iesirile sunt actualizate.

Sarcina aplicativa este in mod STOP:

- intrarile sunt actualizate

- iesirile sunt in declin (mentinute sau resetate la 0)

Conectori:

Conectorul R5 232-C

Conexiunea intre modulul TSX IBY 100 si calculator (PC) este efectuata de un cablu de referinta 990 NAA 263 20.

Conexiunea de RS 232 - C a modulului este urmatoarea:

Conectorul RS 485

Conexiunea de RS 485 pentru conectarea modulelor la bus este urmatoarea:

Instalarea modulului

Premisa: - montarea si demontarea unui modul pot fi efectuate sub tensiune;

- inserarea/extragerea sub tensiune a unui modul trebuie facuta de tragerea/introducerea manuala cu scopul de a asigura o buna secventiere a conexiunii/deconexiunii semnalelor in Bus X;

Fig. 2.15 Montarea in rack a TSX IBY 100

Procedura de mai sus indica montarea unui modul TSX IBY 100 pe un rack.

Specificatii tehnice

Capitolul urmator prezinta specificatiile tehnice ale utilizarii unei comunicari Interbus-S cu modulul TSX IBY 100.

Modulul TSX IBY100 necesita utilizarea unui automat din familia Premium.

Tabelul prezinta modulele TSX IBY100 disponibile pentru procesor:

Modulul TSX IBY 100 poate gestiona:

254 sclavi maxim pentru modulele in versiunea inferioara celor V3.0

510 sclavi maxim pentru modulele de versiune V3.0 sau superioare

Modulul TSX IBY 100 este compatibil cu software-ul CMD Tool de versiune V4.0 sau superioare. Acest sofrware permite configurarea topologiei de cerere, efectuarea dezvoltarii si a diagnosticului de bus de camp Interbus-S.

Convertorul este compatibil cu software-urile PL7 incepand cu versiunea V3.0 si CMD Tool incepand cu versiunea V4.41.

Tabelul urmator prezinta numerele de cuvinte de intrare/iesire (%IW/%QW) schimbate intr-un ciclu automat in functiune a versiunii modulelor si a versiunii software-ului PL7:

Cuplajul de comunicare TSX IBY 100 este conform normelor si standardelor internationale urmatoare:

Cuplajul TSX IBY 100 este dezvoltat pentru a fi conform standardelor (normelor) urmatoare:

Germanischer Lloyd

Lloyds registers

Det Norsk Veritas

Bureau Veritas

Caracteristici electrice:

Alimentare software VCC: 5VDC furnizate de catre puterea de rack

Curent de operare de 5V: 400mA

Termeni de serviciu:

Temperatura ambianta de functionare: 0^oC pana la +60^oC

Umiditatea relativa: 10% pana la 95% (fara condensare)

Mecanica:

- imunitate la vibratii: conform standardului IEC 68-2-6

- imunitate la socuri: conform standardului IEC 68-2-27

Rezistenta la evacuarile electrostatic:

- imunitate la evacuarile electrostatice: conform standardului IEC 1000-4-2.

Tratament de protectie a automatelor: automatele Premiun raspund exigentelor tratamentului TC (TC: prelucrare cu orice clima).

Cerinte pentru transport si depozitare:

Aceste cerinte sunt conform cerintelor standardului IEC 1131-2:

Temperatura de depozitare: -25^oC la +70^oC

Umiditate relativa: 5% pana la 95% (fara condensare).

Pentru instalare in ateliere de productie industriala sau in atmosfera corespunzatoare tratamentului TH (TH: tratament la cald) si camasi de protectie minima IP54 conform cerintelor standardului IEC 664 si NFC 20 040.

Automatele Premium prezinta un indice de protectie IP 20. Deci, ele pot fi instalate fara camasi de protectie in locatii cu acces restrictionat, care sa nu depaseasca gradul de poluare 2(sala de control nu masina, nici activitati de productie in praf).

In cazul in care o pozitie nu este ocupata de modul, este necesara montarea unei capsule de protectie TSX RKA 02.