Siemens s5 valdiklis

Turinys
1. Įvadas
2. Programuojami loginiai valdikliai (mikrokontroleriai)

2.1 Valdiklio konfigūracijos elementai

2.2 Tipinė valdiklio aparatūros schema

2.3 Valdiklio programinės įrangos struktūra

2.4 Įvedimas į dalykinę sritį

2.5 MK-sistemos valdymo struktūra

2.6 Gaminio paskirtis

2.7 Struktūrinė MK schema

2.8 MK darbo režimas

2.8.1 Programavimo sistema su lygiagrečia kontrole

2.8.2 Programavimo sistema su nuoseklia kontrole

2.8.3 Specifinės programavimo sistemos

2.9 Valdiklių programavimo ir jų atvirų komunikacijų IEC 1131 standartas

2.10 Paskirstytos automatizavimo sistemos

2.10.1 Centralizuotos automatizavimo sistemos struktūra

2.10.2 Funkcijų paskirstymas automatizavimo sistemose

2.11 Loginiai valdikliai SIMATIC S5
3. Darbo užduoties analizė

3.1 Sisteminių sprendimų taikymas

3.2Naudojamų komponentų analizė

3.3 Loginio valdiklio parinkimas

3.4 Siemens Simatic S5-100U loginio valdiklio sandara

3.5 Siemens Simatic S5-100U loginio valdiklio architektūra

3.6 AWL, FUP,KOP atvaizdavimai

3.7 Operandų žymėjimas

3.8 OB,PB,SB,FB,DB – blokai – programos struktūrizavimo blokai
4. Teorinio informacinio modelio sudarymas ir annalizė

4.1 Duomenų srautų judėjimas

4.2 Įėjimai, išėjimai ir atmintis

4.3 Analoginių įėjimo modulių apdorojimo būdas

4.3.1 Įėjimo modulis

4.3.2 Valdymo ir loginių signalų suderinimas

4.3.4 Simatic S5 valdikliuose

4.4 Išmatuotos reikšmės skaitmeniniai parodymai

4.5 Analoginio išėjimo modulio darbo principas

4.6 Signalų keitimasis tarp kompiuterio ir modulių Siemens S5 valdikliuose

4.7 Skaitmeninis analoginių reikšmių vaizdavimas Siemens S5 valdikliuose

4.8 Programos atminties naudojimas
5. Linijos projektavimas

5.1 Įėjimo / išėjimo signalų priskyrimas

5.2 Įėjimo signalai ir numatomi loginiai veiksniai

5.3Išėjimo signalai ir numatomi loginiai veiksmai
6. Testavimas ir testavimo rezultatų analizė

6.1 Linijos atskirų blokų testavimas:

6.2 Laiko relių pasirinkto laiko testavimas ir testavimo rezultatų analizė

6.3 Lentučių skaičiavimo akių testavimas ir testavimo reikšmių analizė

6.4 Naujai suumontuotų avarinio stabdymo jungiklių testavimas

6.5 Bendro linijos darbo testavimas
7. Parengtų programų dokumentacija

7.1 Programos dokumentacija vartotojui

7.2 Programos dokumentacija programuotojui

7.3 Įėjimo signalai ir numatomi loginiai veiksniai

7.4 Išėjimo signalai ir numatomi loginiai veiksmai
2. Programuojami loginiai valdikliai (mikrokontroleriai)

Mikrokontroleriai – tai vienkristaliai prietaisai, turintys savyje visus įrenginius, būtinus minimalios konfigūracijos valdymo schemai su

ukurti: procesorių duomenų atmintį, komandų atmintį, taktinių impulsų generatorių, programuojamas įvedimo ir išvedimo schemas ir t.t.
2.1 Valdiklio konfigūracijos elementai

Kad geriau suprastume automatizavimo sistemos konfigūravimo ir programavimo uždavinį, pirmiausia nagrinėsime valdiklio konfigūravimo elementus.

Kiekviename valdiklyje be maitinimo šaltinio, yra centrinis procesorius ir atmintis. Priklausomai nuo taikomojo uždavinio, valdiklio atmintį gali sudaryti nebuferiuota operatyvioji atmintis bei pastovioji atmintis. Šalia centrinio procesoriaus dar gali būti naudojami specialios paskirties procesoriai, pvz., pozicionavimui, reguliavimui arba vizualizavimui.

Centriniame procesoriuje esanti realaus laiko operacinė sistema valdo taikomųjų programų vykdymą. Norint vykdyti duomenų mainus tarp valdiklių, operacinė sistema dažnai papildoma specialiais programiniais funkciniais blokais. Konkretesnę valdiklių konfigūraciją sunku pateikti, nes skirtingų firmų valdiklių vidinė struktūra labai įvairi.

Taikomųjų uždavinių programavimui gamintojai pateikia standartines funkcijų ir funkcinių blokų bibliotekas. Be standartinių, dažnai paateikiamos bibliotekos, skirtos tam tikros grupės (pvz., reguliavimo, pozicionavimo) arba tam tikros pramonės šakos (pvz., cemento pramonės) uždaviniams programuoti. Kartu su valdikliais gamintojai pateikia jų programavimo sistemas, dažniausiai instaliuojamas standartiniuose PC kompiuteriuose. Pagrindinės programavimo sistemos dalys: redaktoriai, kompiliatoriai, debugeriai, modeliavimo ir imitavimo priemonės, komunikacijų programinė įranga, tarnybinės programos, pvz., vartotojo sukurtų funkcinių blokų jungimui į sistemą.
2.2 Tipinė valdiklio aparatūros schema

IEC1131 standartas nustato tipinę valdiklio struktūrą (2.2 pav.), kurioje valdiklis vaizduojamas konkrečias užduotis vykdančiais funkciniais blokais.

Kiekvieno valdiklio branduolį sudaro signalų perdirbimo funkcijos. Operacinės sistemos va

aldoma taikomoji programa, naudodama įvedamų signalų ir tarpinių skaičiavimų reikšmes, valdiklio atmintyje suformuoja išvedamų į vykdiklius signalų reikšmes. Signalų įvedimoišvedimo funkcijos pakeičia daviklių signalus į formą, tinkamą tolesniems apskaičiavimams, ir apskaičiuotas valdymo signalų reikšmes pakeičia į formą, tinkamą išvedimui į vykdiklius. Komunikacijų funkcijos – tai valdiklio duomenų mainai su išoriniais prietaisais (PC, robotais, aptarnavimo pultais ir t.t.) bei kitais valdikliais. Žmogaus – mašinos interfeisas leidžia operatoriui stebėti ir, keičiant parametrus, atlikti valdomojo proceso korektūras. Norėdamas atlikti pakeitimus taikomojoje programoje, operatorius turi pasinaudoti programavimo, derinimo ir testavimo priemonėmis.
2.3 Valdiklio programinės įrangos struktūra

Laiko požiūriu centriniame procesoriuje sprendžiami tokie uždaviniai:
Uždaviniai, vykdomi valdiklio ciklo metu;
Laiko intervalais valdomi uždaviniai;
Įvykiais valdomi uždaviniai.

Norėdami nustatyti uždavinių vykdymo tvarką, daugelis gamintojų juos priskiria atitinkamiems programų organizaciniams funkciniams blokams. Tokiu būdu sukuriami organizaciniai blokai nuolatiniam cikliniam vykdymui nustatytais laiko intervalais (pvz., kas 500 ms), arba vykdymui, atėjus pertraukimo signalui.

Funkciniu požiūriu ir vykdymo laiku susieti uždaviniai informatikoje vadinami užduotimis (tasks). Tik nedaugelis gamintojų visiškai realizuoja užduočių valdymo mechanizmą, nors užduočių pakeitimas organizaciniais blokais turi keletą esminių trūkumų:
Vienu metu galima operuoti tik vienu programų organizaciniu bloku;
Organizacinis blokas dirba tik su vieno procesoriaus funkciniais blokais; jei operuojama su kintamaisiais, naudojamais keleto procesorių, kreipinys į juos valdymas paliekamas programuotojo atsakomybei;
Nėra įrankio aiškiai aprašyti uždavinių vykdymo laikus, nes tai programuojama tik per blokų numerius ar
rba vardus.

IEC 1131 standartas nepateikia jokių nurodymų apie programavimo sistemą. Jis tik nustato, kokia turi būti taikomosios programos sintaksė. Kad standartas nenustato įrankių architektūros – tai jo privalumas. Antraip tai stabdytų valdiklių technikos pažangą. Tačiau standarto trūkumas tas, kad jis nenustato programų saugojimo formato, kuriuo skirtingų tipų valdikliai galėtų keistis programomis. Siekdama pašalinti šį programų mobilumo stabdį, PLCopen organizacija kuria bendrą failų mainų formatą.

2.4 Įvedimas į dalykinę sritį

Paprasčiausias serijos 1816 mikrokontroleris MK48 turi krikštole (Didelės Integralinės Schemos korpuse) sekančius aparatūros dalis: procesorių 1 baito skilties; Ištrinamąjį programuojamąjį nuolatinį įsiminantį programų įrenginį 1 Kbaito talpumo; Operatyvinį įsiminantį duomenų įrenginį 64 baitų talpumo; Programuojamąjį 8 bitų taimerį/skaitiklį; Programuojamas įvedimo/išvedimo (24 linijos) schemas; Vektorinio nutraukimo nuo dviejų šaltinių bloką; Generatorių; Sinchronizacijos ir valdymo schemas.

Daug sudėtingesnis ir išvystytas MK51 turi savo sudėtyje tokias dalis: Procesorių, į kuriuo sudėtį įeina 1-baito Aritmetinis-Loginis įrenginys ir aparatūrinio dauginimo ir dalybos komandų realizacijos schemos; Ištrinamąjį nuolatinį įsiminantį programų įrenginį 4 Kbaitų talpumo; Operatyvinį įsiminantį duomenų įrenginį 128 baitų talpumo; Du 16-bitų taimerius/skaitiklius; Programuojamas įvedimo/išvedimo (32 linijos) schemas; Dviejų lygių vektorinio nutraukimo nuo penkių šaltinių bloką; Dupleksinio nuoseklaus informacijos įvedimo/išvedimo 375 Kbitų per sekundę greičiu, asinchroninį kanalą; Generatorių; Sinchronizacijos ir valdymo schemą.

Mikrokontroleriai serijos 1816 reikalauja vieno elektros maitinimo šaltinio su 5V + – 10 % sklaido apie 1,5 W galingumą ir dirba temperatūrų diapazone nuo 0 iki 70 laipsnių C.

Mikrokontroleris MK48 gali di

irbti sinchronizacijos dažnių diapazone nuo 1 iki 6 MHz, o minimalus komandos vykdymo laikas sudaro 2,5 ms.

Mikrokontroleris MK51 gali dirbti dažnių diapazone nuo 1,2 iki 12 MHz, tuo tarpu minimalus komandos vykdymo ciklas yra lygus 1 ms, o veikimo greitis lygus vienam milijonui trumpų operacijų per sekundę.

Iš tokios trumpos charakteristikos MK serijos 1816 matom, kad šie prietaisai turi dideles funkcines-logines galimybes ir yra efektyvi įvairių objektų ir procesų kompiuterizacijos priemonė.

Pagrindinė MK serijos 1816 požymių analizė rodo, jog MK48 ir MK51 tikslinga naudoti bandymo-konstravimo paruošimų ir sistemų derinimo etape, o taip pat mažaserijiniuose gaminiuose (dirbiniuose). Mikrokontroleriai, kurie neturi rezidentinės programų atminties, naudojami, kaip taisyklė, ne baigtiniuose (galutiniuose) dirbiniuose (gaminiuose), o autonominiuose derinimo įrenginiuose ir daugiafunkciniuose programuojamuose kontrolieriuose, kur kaip programų ir duomenų atmintis yra naudojamos išorinės Didelės Integralinės schemos ir yra programų pakrovimo prietaisai.
2.5 MK-sistemos valdymo struktūra

Tipinė MK-sistemos valdymo struktūra susideda iš valdymo objekto, mikrokontrolerio ir jų tarpusavio ryšio aparatūros.

Vž – valdantieji žodžiai, žž – žinybiniai žodžiai, VS – valdymo signalai, BS – būvio signalai, SAK – skaitmeniniai-analoginiai keitikliai, SF – signalų formuotuvai, ASK – analogo-skaitmeniniai keitikliai.

Mikrokontrolerio žinybinis žodis periodinės apklausos keliu, generuojamas atitinkamai su valdymo algoritmo, valdančių žodžių seka. Žinybiniai žodžiai, tai objekto būvio signalai, suformuoti objekto valdymo davikliais, ir paženklinami (žymelės). Išeinamieji daviklių signalai, savo skirtingos fizinės prigimties pasekoje , gali pareikalauti tarpinio pertvarkymo (pakeitimo) analogo – skaitmeniniuose keitikliuose arba signalų formuotuvų schemose, kurie dažniausiai atlieka galvaninės atomazgos (atrišimo) ir dvejetainių signalų TTL standarto formavimo funkcijas.

Reikalingo periodiškumo mikrokontroleris atnaujina valdančius žodžius savo išeinamuosiuose dalyse. Dalis valdančiojo žodžio yra integruojama, kaip tiesinių dvejetainių valdymo signalų visuma, kuri iš signalų formuotuvų schemų (galingumo stiprintuvai, relė ir t. t.) ateina į vykdymo mechanizmus ir indikacijos įrenginius. Kita valdančiojo žodžio dalis yra įpakuoti dvejetainiai kodai, kurie per skaitmeninius – analoginius keitiklius veikia analoginio tipo vykdymo mechanizmus. Jeigu valdymo objektas naudoja skaitmeninius daviklius ir skaitmeninius vykdymo mechanizmus, tai skaitmeninių – analoginių keitiklių ir analogo – skaitmeninių keitiklių buvimas sistemoje nėra būtinas.

Į aparatūrinio ryšio, kuris kaip taisyklė statomas TTL serijos integralinėse schemose, sudėtį įeina paženklinimų (žymelis) registras, kuriame yra fiksuojami kai kurie, kaip valdymo objekto, taip ir kontrolerio darbo proceso specifikuoti požymiai. Šis žymelio registras yra naudojamas kaip aparatūrinio mechanizmo abipusės (palyginamai lėtų ir tikimybinių valdymo procesų objekte ir greitų procesų kontrolieriuje) sinchronizacijos ir realizavimo srityse. Registras yra prieinamas kaip kontroleriui, taip ir davikliams. Šio pasekoje, jis yra patogi signalų PASIRUOŠĘS/LAUKIMAS perdavimo su kvitavimu arba signalų ATVYKIMO IŠKVIETIMAS/PATVIRTINIMAS fiksavimo vieta, objektui atvykimo rėžime. Jeigu MK – sistema turi daugialygę pertraukimo sistemą, tai žymelis-registras turi prioritetų sutvarkymo schemą.

Aparatūriniam laikinų užtrūkimų realizavimui, reikiamo dažnio ir santykinio retumo signalų formavimuisi į aparatūrinio ryšio sudėtį įjungiami programuojamieji intervalų taimeriai tuo atveju, jeigu jų nėra MK sudėtyje arba jų skaičius nepakankamas.

MK valdymo sistemos funkcionavimo nuostatos visapusiškai nustatomos taikomąja programa, kuri yra rezidentinėje MK programų atmintyje. Kitais žodžiais , tipinės struktūros kontrolerio specializacija konkretaus objekto valdymo uždavinių sprendimui vykdoma MK taikomųjų programų ir MK aparatūrinio ryšio su davikliais ir objekto vykdymo mechanizmais.
2.6 Gaminio paskirtis

Mikrokontroleris yra skirtas cikliniam dvipoziciniam manipuliatorių ir technologinių įrenginių valdymui.
Mikrokontroleris yra skirtas eksploatavimui uždaroje patalpoje esant temperatūros diapazonui nuo +5 iki +40 laipsnių C, oro drėgnumui nuo 40 iki 80 procentų esant 25 laipsnių C temperatūrai ir atmosferos slėgiui nuo 83,5 iki 106 kPa (nuo 630 iki 800 mm givsidabrio stulpelio).

2.7 Struktūrinė MK schema

MK tai mikroprocesorių įrenginys, kuris atsižvelgia į programinio – loginio ir ciklinio- technologinio įrengimų valdymo uždavinių problemas. MK darbo algoritmas nustatomas programos, kuri yra įvedama į jo atmintį.
MK sudėtyje galima išskirti:
Procesoriaus modulį;
Atminties sistemą, kuri įjungia į save atminties modulį ir energonepriklausomo įsiminančio įrenginio modulius;
Įvedimo/išvedimo sistemą, kuri aprūpina tam tikrų modulių pagalba procesoriaus ryšį su valdymo pultu ir kuri valdo aukščiausio rango EVM ir išorinį technologinį įrengimą;
Elektros maitinimo sistemą;

Procesoriaus modulis, padarytas didelės integralinės mikroschemos bazėje, vykdo informacijos rinkimą, skaitmeninį apdirbimą ir išvedimą atitinkamai su vykdymo programa, įrašyta į perprogramuojamąjį pastovų atminties modulio įsiminantį įrenginį.

Vykdomoji programa yra neatskiriama mikrokontrolerio dalis, kuri yra nematoma ir nepasiekiama vartotojui. Jos paskirtis – instrukcijų pertvarkymas, kurios yra išskirtos operatoriumi, valdymo pulto pagalba arba ateina iš valdymo programos, į mašininių MK kalbos kodų seką, kuri realizuoja šias instrukcijas.

Valdančioji programa – tai programa parašyta vartotojo MK įvedimo kalbos komandų kodais ir aprūpinanti užduoto išorinio įrengimo valdymo algoritmo vykdymą. Ji randasi energonepriklausomo įsiminančio įrenginio moduliuose ir išsaugoma išjungiant MK pirminį maitinimą elementų baterijos naudojimo dėka. Baterija randasi energonepriklausomajame maitinimo modulyje.

Diskretinių signalų įvedimo ir išvedimo moduliai yra skirti MK ryšiui su išoriniu technologiniu įrengimu – elektropneumokeitikliais, rele, signalizacijos elementais, įrengimo būklės davikliais, (kontaktiniais ir nekontaktiniais), vykdymo įrenginiais ir t. t. Jie aprūpina lygių pakeitimą į galvaninę signalų atomazgą, o taip pat kiekvieno MK įvedimo ir išvedimo indikaciją.

Nuoseklaus interfeiso modulis yra skirtas informacijos pasikeitimui tarp MK ir aukščiausio rango valdančiojo skaičiavimo komplekso, pastatytų pagal hierarchinį principą. Nuoseklaus interfeiso modulis keičia lygiagretų duomenų formatą į nuoseklų duomenų išvedimo iš MK metu. Atvirkštinis pakeitimas vykdomas įvedimo metu. Nuoseklaus formato naudojimas leidžia iš esmės sumažinti ryšio linijos sąnaudas ir padidinti jos atsparumą trukdžiams.

MK elektros maitinimo sistema keičia pirminę maitinančio tinklo įtampą į antrines stabilizuotas įtampas 5 V; 12 V didumo, kurios reikalingos modulių maitinimui. Būvio daviklių maitinimą aprūpina, pagal stabilumą ir galingumą, technologinio komplekso srovės šaltinis.
2.8 MK darbo režimas

Kiekvieną laiko momentą MK gali dirbti viename iš penkių darbo režimų – automatiniu, rankiniu, žingsniniu, programos įvedimo ir programos peržiūrėjimo

PROGRAMOS ĮVEDIMO rėžimas yra naudojamas valdančios programos komandų kodų užrašymui energonepriklausančiame įsiminančiame įrenginyje. Reikalingą komandą operatorius renka valdymo pulto klaviatūroje arba prisijungęs asmeninį kompiuterį. Procesorius nuskaito paspaustų klavišų kodus, formuoja iš jų komandos kodą ir persiunčia į energoneproklausantį įsiminantį įrenginį, kad nustatytų komandų skaitiklį, kuris randasi atminties modulio operatyviniame įsiminančiame įrenginyje. Kiekvienos komandos persiuntimo pabaigoje komandų skaitiklio sudėtis padidėja vienetu.

MK techninių priemonių struktūra PRORGAMOS PERŽIŪRĖJIMO rėžime yra analogiška PROGRAMOS ĮVEDIMO rėžimui, tačiau, informacijos praėjimo kryptis yra atvirkštinė. Energonepriklausančio įsiminančio įrenginio celės adresas, užrašytas komandų skaitiklyje, procesoriaus yra nuskaitomas ir turima šioje celėje informacija yra išvedama. Komandų skaitiklio sudėtis yra modifikuojama, ir procesorius pereina į klaviatūros paspaudimo laukimo režimą. Režimas yra naudojamas valdančiosios programos operatoriaus kontrolei, kuri saugojama MK atmintyje.

Rankinio valdymo rėžime, procesorius sąveikauja su valdymo pultu taip pat, kaip ir PROGRAMOS ĮVEDIMO rėžime, tačiau, suformuotas komandos kodas nėra užrašomas į energonepriklausomą įsiminantį įrenginį, o vykdomas. Komandų skaitiklio turinys (jeigu tai nėra numatyta įvykdytos komandos) nesikeičia.

Automatinis darbo režimas yra pagrindinis ir skiriamas technologinio įrengimo valdymui kartu su algoritmu, realizuotu kaip valdančioji programa. Saugomas energonepriklausančiame įsiminančiame įrenginyje. Tokiu būdu, energonepriklausomas įsiminantis įrenginys yra komandų šaltinis procesoriui, kuris atranką vykdo komandų skaitikliu nustatytu adresu. Valdymo pulto ir procesoriaus ryšis šiuo režimu yra apribotas tiktai MK darbo rėžimo pakeitimo galimybe. Klaviatūra komandų įvedimui yra užblokuota.

Efektyvi valdančiųjų programų derinimo priemonė yra žingsninis MK darbo rėžimas, kuriame procesorius vykdo atranką iš operatyviojo įsiminančio įrenginio, vėliau modifikuoja komandų skaitiklio turinį ir pereina į įvedimo iš klaviatūros laukimo rėžimą. Kiekvienas klaviatūros paspaudimas, jeigu jis nesusijęs su darbo režimo pakeitimu, inicijuoja procesorių sekančio programos žingsnio vykdymui. Šiame režime operatorius turi galimybę įvykdyti valdančiosios programos vykdymą jam reikiamu tempu.

Vertinant egzistuojančias valdiklių programavimo sistemas, galima išskirti tris pagrindinius jų tipus:

2.8.1 Programavimo sistema su lygiagrečia kontrole

Šio tipo sistemose integruotas duomenų bankas, kuriame saugomi duomenų tipai ir jų atributai. Pvz., čia saugoma kintamųjų duomenų tipas – ar jis skirtas duomenų įvedimui, ar išvedimui. Be to, šiose sistemose yra duomenų bankas, kuriame saugomi funkcijų ir funkcinių blokų prototipai, į kuriuos darbo metu galima nuolat kreiptis. Tokios sistemos, taikomosios programos rašymo metu, nuolat tikrina sintaksės ir logikos teisingumą. Išvedami perspėjimai, pasirinkus nedeklaruotus kintamuosius arba nenaudojant deklaruotų kintamųjų. Taipogi išvedami klaidų pranešimai, naudojant ne tuos kintamųjų duomenų tipus arba funkcinių blokų sujungimus.

2.8.2 Programavimo sistema su nuoseklia kontrole

Šio tipo programavimo sistemos programos ruošimo metu netrikdo programuotojo perspėjimų arba klaidų pranešimais. Pvz., jos leidžia naudoti dar nedeklaruotus kintamuosius arba funkcinius blokus. Tačiau apie programoje esančią klaidą sistema praneša per daug vėlai, todėl ją ištaisyti yra sunkiau ir sugaištama daugiau laiko. Tekstinių ir grafinių programų kontrolės būdas praktiškai nesiskiria.
2.8.3 Specifinės programavimo sistemos

Yra nemažai programavimo sistemų grupių, kurios nesiderina prie tarptautinių standartų ir dažniausiai naudojamos tik vieno gamintojo arba tik vieno tipo valdiklio programavimui. Šio tipo sistemos dažniausiai orientuojamos į vieną pramonės šaką arba gaminių grupę.
2.9 Valdiklių programavimo ir jų atvirų komunikacijų IEC1131 standartas

Pramonei automatizuoti vis plačiau naudojami programuojamieji valdikliai, nes programinis algoritmų realizavimas, palyginti su aparatūriniu, pigesnis ir lankstesnis. Kartu su programavimo įranga šiandienos valdikliai realizuoja labai sudėtingas valdymo funkcijas, kurias anksčiau atlikdavo aukštesnio sistemų hierarchijos lygmens kompiuteriai.

Duomenų mainams tarp valdiklių, valdiklio duomenų mainams su kompiuteriu arba prietaisu, turinčiu daugelį parametrų, naudojamos įrenginių valdymo magistralės. Tačiau duomenų mainų tarp atskirų prietaisų programavimui programavimo sistemoje turi būti sukurtos atitinkamos komunikacijų funkcijos. Siekiant harmonizuoti ir komunikacijų sritį, sukurta IEC1131-5 standarto dalis (dar nepatvirtinta), kuri kilo iš tarptautinio projekto “MMS – companion standard for programmable controllers” (ISO/IEC 9506-5).
2.10 Paskirstytos automatizavimo sistemos

Projektuojant automatizavimo sistemas, galimi du valdymo funkcijų instaliavimo būdai:
Valdymo funkcijas atlieka vienas centrinis prietaisas (kompiuteris arba programuojamasis valdiklis);
Valdymo funkcijas atlieka paskirstyti prietaisai, tarpusavyje sujungti komunikacijos funkcijomis.
Realaus laiko operacinės sistemos bazėje kompiuteris arba valdiklis atlieka dvi pagrindines automatizavimo funkcijas:
Įveda ir išveda proceso duomenis;
Perdirba proceso duomenis;

Be automatizavimo funkcijų, prietaiso komunikacijų kontroleryje atliekamos tokios komunikacijų funkcijos:
Proceso duomenys perduodami (data transmission);
Programos perduodamos ir aptarnaujamos (program invocation);
Perduodamos atminties sritys (domain transmission).

Pasirinktas valdymo funkcijų instaliavimo būdas reikalauja atitinkamo naudojamos operacinės sistemos palaikymo. Globalus automatizavimo uždavinys prietaisuose struktūrizuojamas į dalinius valdymo procesus. Centraliose automatizavimo sistemose tokie daliniai valdymo procesai su operacine sistema sujungiami per parametrus.
2.10.1 Centralios automatizavimo sistemos struktūra
Paskirstytoje automatizavimo sistemoje tokie daliniai valdymo procesai sujungiami per komunikacijų funkcijas. Kad būtų galima skirstyti valdymo funkcijas į atskirus prietaisus, operacinė sistema turi būti išplėsta komunikacijos funkcijomis ir papildyta procesų sinchronizavimo mechanizmais, t.y. ji turi būti paskirstyta.

2.10.2 Funkcijų paskirstymas automatizavimo sistemose

Pagrindinis automatizavimo sistemos tikslas – realizuoti kompleksinius valdymo uždavinius. Jei valdymo uždavinio apimtis viršija atskiro prietaiso galimybes arba dėl struktūrinių ar technologinių priežasčių tikslinga valdymo funkcijas decentralizuoti, valdymo uždavinys paskirstomas į keletą modulių. Skirstant valdymo uždavinius galimos dviejų tipų struktūros:

Plokštumos struktūra ;

Hierarchinė struktūra .
2.11 Loginiai valdikliai SIMATIC S5

Išsivysčius mikroprocesorinei technikai procesų valdyme taip pat įvyko kokybiškas šuolis. Sudėtingus, nepatikimus ir brangius aparatūrinius technologinių procesų reguliatorius baigia išstumti programuojamieji reguliatoriai , tenkinantys aukščiausius vartotojų reikalavimus.

Panaudojus programavimo kalbos STEP5 instrukcijas , gali būti sukurtos mišrios valdymo sistemos su diskretine ir analogine dalimis.

Programuojami reguliatoriai, lyginant su realizuotais aparatūriškai, turi šiuos privalumus:
Labai paprasta reguliatoriaus struktūros modifikacija, nedarant aparatūrinių pasikeitimų;
Reguliatoriaus parametrai lengvai priderinami prie proceso reikalavimų;
Galimybė vykdyti daugiakontūrį valdymą vienu procesoriumi;
Didelis lankstumas, nes galima praplėsti jau realizuotas valdiklyje SIMATIC valdymo sistemas .

3. Darbo užduoties analizė

3.1 Sisteminių sprendimų taikymas

Taigi naujos linijos valdymo programos parinkimas yra vienas iš sudėtingiausių uždavinių. Programoje neturi būti klaidų, ja būtų lengva naudotis ir ji būtų nebrangi. Teisingiausia būtų pritaikyti šiam uždavinio sprendimui etapinį kūrimo modelį.

● Darbo užduoties analizė, uždavinio aprašymas

● Teorinio informacinio modelio projektavimas, sprendimų pagrindimas

● Programinės realizacijos projektavimas ir priimtų sprendimų įgyvendinimas

● Testavimas. Rezultatų analizė ir įjungimas į atitinkamą aplinką

3.2 Naudojamų komponentų analizė

Pagrindiniai reikalavimai kurie keliami linijos modernizavimui yra sklandus darbas ir našumas. Sklandaus linijos darbo užtikrinimui ir saugumui , visus atskirų linijos komponentų paleidimo jungiklius pasirinkau normaliai atvirais kontaktais, naudojama įtampa 24V. Optinės akys taipogi pasirinktos normaliai atvirais kontaktais. Naudojama įtampa taipogi 24V. Elektromagnetiniai vožtuvai , valdantys pneumatinius cilindrus, yra aktyvuojami 220V įtampa. Siekiant paspartinti linijos darbą reikia atsižvelgti į medžio rūšių įvairovę. Šiuo metu naudojamos 12 skirtingos kietmedžio rūšys. Daroma išvada , kad su skirtinga žaliava linijos darbo našumas bus kintantis. Taigi transporterių variklių darbo kontrolei naudosime programuojamus dažnio keitiklius Altivar 28. Tai užtikrins reguliuojamą pagal poreikius transporterių sukimosi greitį. Trejos naujos staklės turi savo paleidimo aparatūras ir valdymo programas. Jas valdo Siemens S7 loginiai valdikliai. Programavimo kalba Simatic Step 7 . Viena iš užduočių yra sėkmingai integruoti staklių autonomines valdymo sistemas į bendrą linijos darbą. Staklių integravimui yra palikti išoriškai aktyvuojami kontaktai. Atskirų staklių ir linijos susiejimui naudosime „sausus“ kontaktus turinčias relės.

3.3 Loginio valdiklio parinkimas

Atsižvelgiant į sukauptos informacijos apie naudojamus įrengimus turinį ir techninius reikalavimus manau , kad šiam linijos modernizavimui labiausiai tiktų firmos Siemens S5-100U loginis programuojamas valdiklis.
Siemens S5-100 nėra pigiausi valdikliai , tačiau yra patikimiausi ir pritaikyti darbui ekstremaliomis sąlygomis. Kadangi linija apdoroja medžio ruošinius, manau , kad neišvengiamai bus dulkių , pjuvenų intervencijos į loginio valdiklio instaliacijos spintą. Taipogi linija dirba 24 valandas per parą , 6 paras per savaitę. Tai reikalauja gan ekstremalių loginio valdiklio resursų.

3.3 Siemens Simatic S5-100U loginio valdiklio sandara

Siemens Simatic S5-100U yra ekonominės klasės paprastiems ir vidutinio sudėtingumo procesams pritaikytas loginis valdiklis. S5-100U susideda iš:

● Centrinio modulio

● Šinuotės modulių

● Periferinių modulių kurie tvirtinasi ant šinuotės modulių

● Maitinimo bloko

● Pajungimo modulių

Centrinis modulis, šinuotės modulis, periferinis modulis, maitinimo blokas ir pajungimo moduliai tvirtinasi ant standartinio profilio šinuotės.
Periferiniai moduliai susideda iš:

● Skaitmeninio / įvedimo išvedimo modulio

● Analoginio įvedimo /išvedimo modulio

● Daviklių pajungimo ir realizavimo modulio, skirto darbui pavojingose aplinkose

● Išorinių laikmačių modulio

● Signalų apdorojimo modulio

● Diagnostikos modulio, skirto periferinio modulio testavimui

● Imitacijos modulio, skirto programos tikrinimui

● Greitaeigių procesų apdorojimo intelektualių modulių

3.5 Siemens Simatic S5-100U loginio valdiklio architektūra.

Visiems Siemens Simatic S5 loginiams valdikliams buvo sukurta Step5 programavimo kalba. Step5 programavimo kalboje egzistuoja 3 operacijų tipai:

● Pagrindinės operacijos

● Papildomos operacijos

● Sisteminės operacijos
Pagrindines operacijas galima naudoti AWL, FUP, KOP režimuose, o tuo tarpu papildomas ir sistemines operacijas tik AWL režime.

3.6 AWL, FUP,KOP atvaizdavimai.

AWL operacijų sąrašas
FUP funkcinė schema
KOP kontaktinis planas

3.7 Operandų žymėjimas

Step 5 apjungia šiuos operandų tipus
E – įėjimas – interfeisas iš proceso į kompiuterį
A -išėjimas – interfeisas iš kompiuterio į procesą
M -žymeklis – dvejetainių rezultatų atmintis
D -duomenys – skaitmeninių signalų atmintis
T – laikmačiai – funkcinių laikmačių realizacijos atmintis
Z -skaitikliai – funkcinių skaitiklių realizacijos atmintis
P -periferija – interfeisas iš proceso į kompiuterį

3.8 OB,PB,SB,FB,DB – blokai – programos struktūrizavimo blokai

OB- organizacijos blokai. Jie apdoroja valdymo programą.
PB- programiniai blokai. Šiuose blokuose yra valdymo programa, kuri suskaidyta pagal funkcinius ir technologinius požymius.
SB- žingsniniai blokai. Žingsniniai blokai yra specialūs programiniai blokai, skirti žingsniniam programavimui. Jie apdorojami taip pat kaip ir programiniai blokai.
FB- funkciniai blokai. Funkciniai blokai yra specialūs programavimo blokai. Dažniausiai pasikartojančios arba labai sudėtingos programos dalys programuojasi funkcinių blokų pavidalu. Taipogi galima parametrizuoti ir naudoti šiems blokams , išplėstus komandų rinkinius.
DB- duomenų blokas. Duomenų blokuose saugosi duomenys, reikalingi valdymo programos išpildymui. Duomenimis gali būti , pavyzdžiui, užduotos reikšmės, kritinės reikšmės arba tekstas.

4. Teorinio informacinio modelio sudarymas ir analizė

4.1 Duomenų srautų judėjimas

Mes turime instaliuoti ir numatyti duomenų srauto skleidimo ir priėmimo įrenginius, atsižvelgiant į linijos darbo specifiką ir keliamus reikalavimus. Duomenų srautus sudaro įtampos kitimas. Jei yra valdymo signalas 1 – įtampa teka, jei nėra signalo 0- įtampos nėra (signalo siuntėjo atveju). Jei signalas gaunamas 1 – (signalo gavėjo atveju) vadinasi galinukas aktyvuojamas jei nėra 0- galinukas normalioje būsenoje.
Taigi visa duomenų srautą sudaro priėmimo ir siuntimo galinukai. Dauguma galinukų yra maitinami 24V įtampa. Specialūs galinukai valdomi 220 V įtampa (elektromagnetiniai vožtuvai naudojami pniaumatiniams cilindrams valdyti ). Kadangi Siemens S5-100U loginio valdiklio įėjimo išėjimo komutacinėse schemose naudojama 24V įtampa , tai norint išgauti arba priimti 220V įtampos signalus turime naudoti tarpines reles , kurios veikia „sausų“ kontaktų principu. „Sausi “ kontaktai pasirinkti General Elektric firmos.

Taipogi mes generuosime variklių paleidimo mechanizmus 2 principais. Išėjimo valdymo signalas – dažnio keitiklis – šiluminė relė – variklis arba Išėjimo valdymo signalas – šiluminė relė – variklis. Kadangi visi varikliai naudoja 220V įtampą , šiluminės relės turi savyje integruotas „sauso“ kontakto reles. Šios relės atskiria skirtingus maitinimo šaltinius.

Ryšys gali būti aktyvuojamas tiek iš vienos pusės(24V) , tiek iš kitos pusės(220V) įtampos. Tai priklauso nuo kontaktoriaus nustatymo .

„Sauso“ kontaktoriaus veikimo principas:
Jei atsiranda maitinimo srovė 24V valdymo kontūre tai jis sujungia ir 220V valdymo kontūrą. Arba atvirkščiai.
Visi duomenų skleidimo ir priėmimo šaltiniai su įėjimo / išėjimo moduliu yra sujungti laidais. Laidai bus klojami instaliaciniais loveliais. Kadangi turime 24V ir 220V įtampas reikia atskirti laidais tekančių įtampų instaliacinius lovelius. 220V instaliacinis lovelis yra žymimas . Tai daroma saugaus eksploatavimo užtikrinimui.
Siemens S5 – 100U loginių valdiklių įėjimų/išėjimų moduliai komutuoja 24V. Valdymo programoje pagal IEC 1131-3 standartą tiesiogiai adresuoti galima tik valdiklio įėjimus, išėjimus ir jo atmintį. Tiesioginis adresavimas šiuo atveju reiškia, kad programoje, bet kuris valdiklio įėjimas, išėjimas ar atminties elementas gali būti veikiamas tiesiogiai, o ne aplinkiniu keliu, per tam tikrą simbolinį kintamąjį. Taipogi
IEC 1131-3 standartas pripažįsta ir kitus resursus, tai taimerius ir skaitiklius. Siekiant garantuoti kuo didesnį valdymo programų mobilumą , tarp skirtingų valdymo sistemų, pastarieji yra apiforminami kaip funkcijos ar funkciniai blokai.

4.2 Įėjimai, išėjimai ir atmintis

Svarbiausios valdiklio sudedamosios dalys yra jo įėjimai, išėjimai ir atmintis. Tik per savo įėjimus valdiklis gali priimti informaciją iš procesus atliekančių daviklių. Taipogi tik per savo išėjimus , naudodamas sukauptą informaciją, valdiklis gali sąlygoti tolimesnę proceso eigą.
Analoginis įėjimo modulis apdoroja analoginius signalus į skaitmenines reikšmes, kurios savo ruožtu apdorojamos kompiuterio centrinio procesoriaus. Analoginiai išėjimo moduliai atlieka atvirkštinę funkciją.

4.3 Analoginių įėjimo modulių apdorojimo būdas

4.3.1 Įėjimo modulis

Programuojamo loginio valdiklio modulis- tai modulis, prie kurio jungiami jutikliai , kurių signalus reikia perduoti centriniam valdymo įtaisui. Svarbiausios (taikymo požiūriu) įėjimo modulio funkcijos:

● Patikimas signalo išskyrimas;

● Įtampų lygio (valdymo signalų su loginių signalų lygiais) suderinimas;

● Elektroninių schemų apsauga nuo išorinių įtampų;

● Signalų ekranavimas;

Įėjimo modulio blokinė schema

Pagrindinė šiuolaikinių įėjimo modulių dalis, atitinkanti šiuos reikalavimus, yra optinė pora.

Optinė pora šviesos signalu perduoda jutiklio signalą, elektrikai atskiria valdymo ir logines grandines ir apsaugo jautrią elektroniką nuo neleistinų išorinių įtampos signalų. Šiuolaikinės tobulos optinės poros garantuoja apsaugą maždaug iki 5 kV įtampos ir atitinka pramonines reikmes.

4.3.2 Valdymo ir loginių signalų suderinimas

Kai valdymo įtampa 24V , suderinti galima naudojant diodines-rezistorines atskyrimo grandines. 220V kintamosios įtampos grandinėse nuosekliai jungiamas lygintuvas.

Įvairūs loginių programuojamų valdiklių gamintojai , siekdami patikimai išskirti signalus, naudoja arba papildomus nuosekliai įjungtus slenkstinius detektorius (stabilitronus) , arba atitinkamą kiekį iškraunančių diodų ir optinių porų. Tikslios išskiriamų signalų reikšmės apibrėžtos DIN19240 standarte.

Jutikliais suformuotų signalų ekranavimas – labai svarbi priemonė pramoninės automatikos sistemose. Pramonėje laidinėse linijose indukuojamos įtampos, formuojančios impulsus visose signalinėse grandinėse. Signalinės grandinės turi būti apsaugotos , naudojant kabelius su ekranuojančiais apvalkalais, arba galimas alternatyvus sprendimas – kai programuojamuose loginiuose įrenginiuose , įėjimo modulyje filtravimas atliekamas uždelsiant signalą.

Šiuo atveju naudingas signalas turi veikti pakankamai ilgą laiką, t.y. tol, kol jis bus pripažintas įėjimo signalu. Kadangi indukuotieji impulsai yra trumpalaikiai , jiems nufiltruoti pakanka palyginti nedidelio, kelių milisekundžių trukmės įėjimo signalo uždelsimo.

Įėjimo signalo uždelsimui gauti, dažniausiai taikomos įėjime įjungtos RC grandinės. Atskirais atvejais reguliuojamą signalo uždelsimą galima gauti ir programinėmis priemonėmis.

Įvairių gamintojų ir tipų valdikliams apytikrė įėjimo signalo uždelsimo trukmė būna nuo 1 iki 20 milisekundžių. Dauguma gamintojų , specialiems tikslams pateikia ypač greitus įėjimo kanalus, kuriems toks įėjimo signalo uždelsimas gali būti pernelyg didelis, trukdantis priimti reikiamus signalus.

Jutikliai prie programuojamų loginių įrenginių įėjimų prijungiami 2 būdais – pozityviuoju ir negatyviuoju . Kitaip tariant, įėjimai skirstomi į srovės imtuvus ir srovės šaltinius. Pagal VDI2880 standartą (galioja Vokietijoje) dažniausiai taikomas pozityvus prijungimo būdas, nes jis leidžia naudoti apsauginį įžeminimą. Pozityvus prijungimas reiškia , kad valdiklio įėjimas yra srovės imtuvas. Jutiklis į valdiklio įėjimą teikia darbo ar valdymo įtampą, kuri priimama kaip “1“ signalas.

Kai kuriose šalyse paplitęs yra negatyvusis jutiklių prijungimo būdas, kai valdiklio įėjimai veikia kaip galios šaltiniai. Tokiais atvejais, siekiant išvengti, kad įvykus trumpam jungimui signalo linijoje, valdiklio įėjime nebūtų suformuotas “1“ signalas, reikia naudoti apsaugines priemones (įžeminimas, izoliacijos kontrolė ir t.t.).

4.3.4 Simatic S5 valdikliuose

Priskirtas skaičiukas (0 arba 1) perkeliamas į duomenų atmintį pačio modulio. Tada jie gali būti perduodami centriniam procesoriui tolimesniam apdorojimui. Centrinis procesorius skaito žodines FB 250 bloko komandas (“L PW) arba paleidžiamasias (“L PB“) komandas . Šių komandų pagalba nuskaitomos skaičiukų pavidalo reikšmės iš atminties modulio. Pačiame kompiuteryje saugomos bendros reikšmės (2 baitai).

4.4 Išmatuotos reikšmės skaitmeniniai parodymai

Po pervertimo , skaitmeninis signalas perkeliamas į RAM-modulio atmintį. Atskiri bitai abiejų baitų turi sekančias reikšmes.

4.5 Analoginio išėjimo modulio darbo principas

Kompiuteris skleidžia skaitmeninius išėjimo signalus, kurie bus perverčiami ,analoginio išėjimo modulio, į reikiamas įtampos ir srovės reikšmes. Skirtingi potencialiai- atrišti moduliai perdengia atskiras įtampos ir srovės sritis. Išėjimo moduliai atlieka tikias funkcija:

● Suderina įtampų lygius (loginių signalų lygius su valdymo signalų lygiais);

● Apsaugo elektronines grandines nuo valdiklyje suformuotų antįtampių;

● Sustiprina galią iki reikiamo galiniams valdymo sistemų elementams valdyti lygio;

● Apsaugo išėjimo modulius nuo trumpųjų jungimų ir perkrovų;
Šie tikslai įgyvendinami 2 iš esmės skirtingais būdais: reliniu arba elektroniniu.

Optinė pora yra svarbiausias galios elektronikos elementas, padedantis realizuoti elektronines grandines ir suderinti įtampas.

Apsaugines diodų grandines, nuo įtampos šuolių, apsaugo galios tranzistorius. Šiuolaikiniuose moduliuose apsaugos nuo trumpųjų jungimų , nuo perkrovų ,bei galios stiprintuvų funkcijas atlieka integriniai moduliai. Apsauga nuo trumpųjų jungimų įgyvendinama matuojant srovę, tekančią per galios rezistorių ir išjungiant maitinimą, įvykus trumpajam jungimui. Temperatūros jutiklis naudojamas apsaugai nuo perkrovų realizuoti. Darlingtoto arba galios tranzistoriais išėjimo kaskadas, garantuoja reikiamą išėjimo galią.

Nurodant išėjimo modulio leistinąją išėjimo galią , išskiriama leistina atskiro išėjimo galia ir leistina modulio komutavimo galia. Komutuojamoji modulio galia visada yra žymiai mažesnė už atskirų komutatorių galią, nes galios tranzistoriai šildo vienas kitą.

Naudojant išėjimo grandinėse reles, šios realizuoja praktiškai visas išėjimo modulio funkcijas. Relės kontaktai ir jos ritė yra izoliuoti vieni nuo kitų. Relė yra geras galios stiprintuvas , taipogi ji yra labai atspari perkrovoms , tačiau saugumui didinti naudojami ir papildomi saugikliai. Nuosekliai į relių grandines jungiamos optinės poros, lengvinančios relių darbą. Relių išėjimų privalumas yra tas , kad gali veikti esant skirtingoms išėjimų įtampoms. Tačiau elektroninės grandinės pasižymi daug didesniu perjungimo greičiu ir ilgesniu darbo amžiumi.

4.6 Signalų keitimasis tarp kompiuterio ir modulių Siemens S5 valdikliuose

Kompiuterio centrinis procesorius perduoda skaitmenines reikšmes , pagal nurodytus adresus į atminties modulį. Perdavimas iš vartotojo pusės pasileidžia per : Funkcinį bloką FB251 komandomis “T PB“ arba “ T PW“.

4.7 Skaitmeninis analoginių reikšmių vaizdavimas Siemens S5 valdikliuose

Kompiuteris pateikia išėjimo kanalams 2 baitų reikšmes. Prie to atskiri bitai turi sekančias reikšmes.
4.8 Programos atminties naudojimas

Kiekvienam uždaviniui vykdyti sukurta programa laikoma jai skirtoje atminties srityje, iš kurios centrinis vykdymo įtaisas ją cikliškai skaito.

Reikalavimai tokiai atminčiai yra tokie:

● Paprasta galimybė pasinaudoti programavimo įtaisais kompiuteryje, modifikuoti ar iš naujo sukurti ir įrašyti programą;

● Numatytos programą išsaugančios priemonės, veikiančios dingus maitinimui ar kitaip sutrikus įtampai;

● Programinė atmintis turi būti ekonomiška kainos atžvilgiu;

● Pakankamai greita, kad nestabdytų centrinio valdymo įtaiso darbo;

Šiuo metu praktiškai naudojami 3 skirtingi atminties tipai :

● RAM

● EPROM

● EEPROM

RAM- tai skaitymo ir rašymo atmintis. Ji lengvai modifikuojama ir programuojama. Pagrindinis trūkumas- tai išsivalanti atmintis, t.y. išnykus maitinimo įtampai, įrašyta į RAM programa yra prarandama.

EPROM- programuojama tik skaitoma atmintis. Atminties turinys išlieka ir dingus įtampai.
Atminčiai išvalyti reikia specialaus įtaiso, o jai programuoti specialaus programavimo įrenginio.

EEPROM- elektriškai išvaloma programuojama atmintis, į kurią vėliau galima vėl įrašyti.
Siemens S5 turi visas šias tris atmintis integruotas savyje. Priklausomai nuo procesoriaus galingumo , skiriasi ir atminties kiekis.

EPROM būna nuo 8 iki 128 K baitų. Naudojamas kietai suprogramuotoms reikšmėms saugoti. Galima į jį įrašyti naudojant specialų programatorių PG615/635/670/675/685/695.
Norint ištrinti atminties turinį būtina naudoti ultravioletinių spindulių pagrindu veikiantį įtaisą.

EEPROM būna nuo 8 iki 16 K baitų. Naudojamas kietai suprogramuotoms reikšmėms saugoti. Galima į jį įrašyti ir ištrinti naudojant specialų programatorių PG615/635/670/675/685/695.

RAM būna nuo 8 iki 32 K baitų. Naudojam programos saugojimui ir jos derinimui darbo metu. Į 2 K baitus telpa 1000 Step5 komandų.

5. Linijos projektavimas

Siekiant palengvinti linijos programavimą yra svarbu sudaryti gerą realizacijos atžvilgiu projektą. Projekte yra numatomos jutiklių (daviklių) vietos, linijos atskirų dalių paleidimo jungiklių vietos. Ryšys su projekto užsakovu Pav.5.1a , užtikrina keliamų reikalavimų ir sėkmingo galutinio rezultato sėkmę. Projektavimo dalis yra grandinė tarp užsakovo ir galutinio programos teksto.

Taipogi yra svarbu numatyti linijos darbo eiliškumo blokiruotes. Blokiruotės įvedamos siekiant išvengti linijos laužymo ir neteisingo naudojimo atvejams. Svarbu parinkti teisingas linijos avarinio stabdymo jungiklių padėtis. Jas parinkinėjant reikia atsižvelgti į tai , kad atsitikus nenumatytam atvejui (staklių gedimui, žmogaus sužalojimui), bet kuris darbuotojas iš savo darbo vietos pamatęs įvykį galėtų sustabdyti visą linijos darbą.

Visas linijos projektavimas pradedamas nuo esminių faktorių, tik vėliau pereinama prie atskirų linijos dalių. Mechaninės dalies surinkimas ir instaliacija yra visų pirma projektuojami popieriuje, atsižvelgiant į turimą erdvę ir išdėstymo patogumą bei funkcionalumą. Žaliavos padavimo ir galutinio produkto gavimo vietos turi būti lengvai pasiekiamos ir funkcionaliai išdėstytos.

Sudarius detalų mechaninės dalies linijos projektą yra atliekami instaliacijos darbai. Instaliacijos kabeliai yra klojami loveliuose ir tiesiami iki valdymo spintų. Jei įrenginys turi savo autonominį valdymą, tai dažniausiai kaip taisyklė jis turi ir atskirą valdymo spintą, kuri yra netoli jo. Mūsų projektuojamoje linijoje 3 staklės turi autonominį valdymą. Bet visą įtampą jos gauna iš pagrindinės valdymo spintos.

Visas darbas prasideda nuo žaliavos padavimo, o galutinis produktas gaunamas ties rūšiavimo stalais. Kadangi visa linija yra pilnai autonominė , joje dirba vienu metu 13 darbuotojų. 1 darbuotojas krauna žaliavą ant padavimo transporterio, 6 rūšiuotojai skirsto medį pagal rūšis , 3 darbuotojai dėlioja galutinį produktą į padėklus, 1 staklininkas pastoviai tikrina produkcijos išmatavimų atitikimą ir registruoja žurnale (prireikus reguliuoja stakles), 1 rūšiuotojas aptarnauja defektų išpjaustymo stakles, 1 krautuvo vairuotojas aptarnauja liniją (atveža žaliavą iš sandėlio , išveža produkciją į sandėlius).

Lygiagrečiai šiems darbams yra projektuojamas ir loginis linijos planas. Visiems jutikliams (davikliams),jungikliams, elektromagnetiniams vožtuvams , elektriniams varikliams, dažnio keitikliams ir t.t. yra priskiriami signalų pavadinimai. Visiems įėjimo ir išėjimo signalams projektuoti yra numatyti STEP5 programos žymėjimai (Įėjimas E , išėjimas A). Vienas įėjimo ar išėjimo blokas turi 8 pozicijas. Instaliuojant blokus pagal jų vietas šinuotėje yra suteikiamas bloko pavadinimas. PVZ. A0 , A10, A19, E1, E5, E25 blokai. A0 bloką sudaro 8 išėjimai A0.0-A0.7, E5 sudaro 8 įėjimai E5.0-E5.7.

Priklausomai nuo instaliuoto procesoriaus, loginiame valdiklyje yra ribojamas galimų išėjimų , įėjimų , laikmačių, tarpinių relių , skaitiklių skaičius (laikmačiai, tarpinės relės, skaitikliai yra tik vidiniai ir realaus ryšio su išoriniu pasauliu neturi ).

Žymėjimas CPU941 CPU942/943/944

E 0.0.63.7 0.0.127.7

A 0.0.63.7 0.0.127.7

M 0.0.255.7 0.0.255.7

T 0.127 0. 127

Z 0.127 0.127

Šioje linijos dalyje vietoj senų galų nupjaustymo staklių buvo pastatytos modernios. Transporteriai po šių staklių liko savo vietose. Jiems buvo papildomai sumontuoti dažnio keitikliai. Taip siekiama padidinti transporterių sukimosi greitį. Greitis beje dabar yra keičiamas reostato principu veikiančiu davikliu.

Skėlimo staklės buvo taipogi pakeistos naujesnėmis, jų visas valdymas pajungtas į bendrą spintą.

Visa ši linijos dalis, išskyrus paskutinio perobliavimo stakles ( jos buvo pakeistos greitesnėmis) ir 1 defektų išpjaustymo stakles (jos liko savo vietoje), buvo visiškai naujai sukurta. Visi nauji valdymo signalai, bus kontroliuojami Siemens Simatic S5 loginio valdiklio. Kitos defektų išpjaustymo staklės buvo nukopijuotos ir sumontuotos imant pagrindu jau veikiančias stakles.

Literatūros sąrašas
1. В. В. Сташин, А. В. Усов, О. Ф. Мологонцева. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах.
2. Денисенко Т.А, Михайлов Е.П и др. “Локальные системы автоматики”, ОГПУ, 1997
3. Денисенко Т.А, Тихончук С.Т “Методические указания по применению контроллеров семейства SIMATIC S5”, ОГПУ, 1998
4. Napalys Ezerskis. Programuojamieji valdikliai. Kaunas *Technologija* 1998.

5. http://www.automation-drives.ru/as/products/simatic_s5/90/index.php

6. http://www.automation-drives.ru/as/products/doc.php?l1=Программируемые%20контроллеры%20SIMATIC%20S5&l2=S5-90/95/100/115/135/155&l3=doc

7. http://www.digidome.nl/siemens.htm

8. http://www.ad.siemens.de/simatic/portal/index_76.htm

9. http://www.sea.siemens.com/automat/product/plc/s5/aus5dl.html

Iš šių internetinių puslapių buvo surinkta visa Siemens Simatic S5 loginių valdiklių dokumentacija.

Leave a Comment