Губарев А.П., Левченко О.В. (сост.) Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу Програмовані контролери в системах керування гідропневмоавтоматики. Частина 1

Подождите немного. Документ загружается.

Устройства: 1 – вкладывание денег;

2 – счетчик;

3 – упаковочное устройство;

Выражения команд:

xxY

⇐

;

⇐

;

xY ⇐

;

⇐

;

xxY

⇐

; .

xY ⇐

Рис. 3.13. Функциональный граф к примеру аппарата упаковки купюр

Контактная схема – программирование счетчика прямого счета (рис.

3.14) тесно связана с выражением команд. Для примера рассмотрим выраже-

ние команды

xxY ⇐

. В программе данная команда описывается цепью то-

ка 3 (счет вперед). Для того, чтобы счетчик начал счет вперед при помощи

исполнительной команды (ZV), необходимо: вложить деньги в аппарат

(сигнал Е0.4 – деньги вложены) и подать сигнал на вход (Е0.1 – сиг-

нал подан), на котором будет осуществляться подсчет банкнот.

- операция инициализации в программе

Элементы и обозначения в тексте программы:

100

Счетчик

Е0.4 – сигнал на вкладывание денег;

(А0.1) и (А0.0) выходы контроллера;

Е0.1 – вход, на котором осуществляется подсчет банкнот;

(ZV) - операция счет счетчика;

ZWO

| > | - операция сравнения (больше).

K100

Цепь тока проводит единичный сигнал, если слово счетчика располо-

жено над условием (здесь ZWO) больше, чем константа (здесь число 100),

расположенная под условием.

Используемые сигналы и переменные:

А0.5 – упаковочное устройство.

Е0.5 – вход, на котором производится сброс фактического значения счетчика

на «0».

Счетчик ZO

( S ) – установка счетчика на «0».

ZO – опрос счетчика.

Е0.2 – сигнал на изъятие пачки с деньгами.

Е0.0 – сигнал на отключение устройства упаковки.

МI – маркер инициализации.

Рис. 3.14. Контактная схема – программирование счетчика прямого счета

В следующем, как и в этом примере, с помощью маркера инициализа-

ции МI обеспечено, что сразу после включения контроллера счетчик стано-

вится активным. В ином

случае (для второго примера) условие цепи тока 4

выполнялось бы сразу же после включения и устройство А0.5 было бы вклю-

чено (МI принимает значение логической «1» только один раз при первом

цикле программы).

3.4. Пример программирования счетчика обратного счета

Программирование счетчика обратного счета рассмотрим на системе

размотки рулона ткани (размотка ткани).

Для счетчика обратного счета фактическое значение (слово счетчика)

нельзя сбрасывать в «0», а следует начинать от выбранного числа. Состояние

счетчика в этом случае принимает значение логического «0» сразу после дос-

тижения «0». Для примера рассмотрим станок по размотке и отрезке ткани.

Рис. 3.15. Иллюстрация к примеру 3.4

При включении станка, устройство 1 начинает разматывать рулон ма-

терии. Счетчик 2 отсчитывает заданное (предварительно установленный ZV)

количество метров. Отрезка осуществляется устройством 3.

Устройства: 1 – размотка мотка;

2 – счетчик;

3 – отрезка ткани.

Выражения команд:

⇐

;

⇐

;

xY ⇐

;

xxY

⇐

;

⇐

;

xxY ⇐

По выражениям команд составляем про-

грамму для примера 3 (программирование

счетчика обратного счета, рис. 3.17). На-

пример, выражение команды в про-

грамме описывается цепью тока 3 (обрат-

ный счет).

xY ⇐

Размотка Отрезка

Рис.3.16. Функциональный

граф к примеру 3.4

Для того, чтобы счетчик начал вести обратный счет, при помощи исполни-

тельной команды

(ZV), необходимо подать сигнал на обратный счет

счетчика (Е0.1).

Рис. 3.17. Контактная схема – программирование счетчика обратного

счета, МI – маркер инициализации

В данном случае, так как речь идет о счетчике обратного счета, то его сброс

нельзя осуществлять простой командой «сброса». Используют блок для за-

грузки в слово счетчика стартового (начального

значения).

- загрузка слова счетчика

Обозначения сигналов и переменных в тексте программы:

Е0.4 – сигнал на размотку рулона материи;

ZO – опрос счетчика;

А0.1 – размотка рулона материи;

Е0.1 – сигнал на обратный счет счетчика;

(ZR) – обратный счет счетчика;

Е0.0 – сигнал на отрезку ткани;

А0.5 – отрезка ткани;

Е0.2 – вход, на котором слово счетчика устанавливается на 15;

Е0.5 – сигнал на выключение устройства отрезки материи.

Лабораторная работа № 4

Программирование временных параметров, таймер

Цель работы: изучение правил программирования таймеров на языке

РКС в среде FESTO и приобретение навыков использования таймеров при

составлении управляющих программ для систем приводов.

4.1. Назначение, основные функции и правила описания таймера

Современные системы управления с программированием от запоми-

нающего устройства (ЗУ) поставляются с элементами времени. Элементы

времени -

таймеры – представляют собой счетчики, которые отсчитывают

внутренний такт времени. В системах управления Festo FPC каждый процес-

сорный модуль содержит несколько элементов времени, все они отсчитыва-

ют время с тактом в 10 мс, т.е. 0,01 с. Этот такт совершенно не зависит от

процесса и начинает отсчитываться сразу же, как только процессорный мо-

дуль подключается к сетевому напряжению.

При программировании времени используют

цифровой отсчет време-

ни:

1) на счетчик предварительной установки устанавливается нужное число;

с каждым тактом счетчик производит счет в направлении 0;

когда 0 достигнут, это означает, что время истекло.

Этот принцип счета работает очень хорошо и широко распространен (ана-

логично работают кварцевые часы – счетчик отсчитывает тактовые импульсы

кварца), но цифровой отсчет времени обладает и некоторой минимальной

ошибкой. Эта ошибка возникает из-за того, что такт времени не зависит от

процесса.

Тактовые импульсы

Входной сигнал

Слово

счетчика

= 3 2 1 0

Рис. 4.1. Диаграмма действия счетчика в таймере

На рис.4.1 счетчик производит счет на каждом падающем фронте такто-

вого импульса. Т.к. входной сигнал переходит в активное состояние (логиче-

ская 1) в любой момент, то до истечения времени отсчитывается не ровно три

такта, а может пройти всего около двух тактов. Таким образом, эта ошибка,

обусловленная системой, при отсчете времени может составлять максимум

один такт. При этом минимальное время, которое можно задать с помощью

элемента времени, составляет два такта, т.е. 0,02 с, а возможная ошибка при

этом может достичь 50%.

Каждый элемент времени надо запускать, а затем опрашивать.

Если система управления программируется в контактной схеме, то

запуск

элемента времени

осуществляется в блоке таймера, который располагается

на месте выхода с контроллера (рис.4.2).

Условие Таймер № 0

Т0

] [ 500

(5 с)

Рис. 4.2. Цепь тока включения таймера в программе

Опрос счета времени располагается на месте входа в контроллер

(рис.4.3).

Цепь 1

Таймер № 0

Т0 Исполнение

] / [ ( )

Цепь 2

Т0 Исполнение

] [ ( )

Рис. 4.3. Примеры использования таймера в программе

При опросе времени контакт таймера изображается нормально-

замкнутым, если установленное время истекло, таймер отключен или не за-

пущен.

Информационно каждый таймер состоит из слова таймера ТW, значе-

ния предварительной установки таймера ТV и бита состояния таймера Т.

Слово таймера ТW содержит действительное отсчитываемое время.

Оно представляет собой счетчик с показанием целого числа в диапазоне от 0

до 65535 (сотых долей секунды). Через каждую сотую долю секунды из слова

таймера вычитается 1 и остаток сравнивается с 0. При достижении 0 таймер

автоматически выключается, что проявляется в обнулении состояния тайме-

ра. Включение таймера сопровождается записью в слово таймера ТW пред-

варительно установленного значения.

Предварительно установленное значение таймера ТV определяет

длительность счета элемента времени в сотых долях секунды. Его содержа-

ние сохраняется и при отключении напряжения питания (при наличии ис-

правной батареи).

Бит состояния таймера Т может быть опрошен на предмет содержа-

ния в нем логического 0 или 1. Его состояние можно устанавливать и сбра-

сывать. Установка в Т логической 1 вызывает новый запуск таймера с ис-

пользованием того значения времени, которое было выбрано для предвари-

тельной установки таймера ТV. Сброс Т (установка в нем логического 0)

приводит к остановке таймера, так, как будто время на нем истекло.

Программное обеспечение Festo различает три типа таймеров:

таймер с задержкой включения (ТЕ);

таймер с задержкой выключения (ТА);

импульсный таймер(Т).

В системе управления FPC 404 имеются только импульсные таймеры.

Они реагируют на положительный фронт условия. Если условие выполнено,

то на таймере происходит истекающий счет. При невыполненном условии

слову таймера ТW постоянно присваивается предварительно установленное

значение ТV.

В отличие от импульсного, таймер с задержкой выключения ведет счет,

если условие находится в состоянии логического «0», а таймер с задержкой

включения отсчитывает установленное время, если условие находится в со-

стоянии логической «1».

Различие в работе трех типов таймеров видно из рис.4.4.

Состояние условия

Импульсный таймер

Таймер с задержкой

выключения

Таймер с задержкой

включения

ТV=3144 ТV=3144

I II III IV V VI VII

Рис. 4.4. Схемы действия таймеров

Импульсный таймер:

1) точка I соответствует выполненному условию (положительный

фронт). В этот момент таймер становится активным (Т=1), значение слова

таймера ТW (равное значению предварительной установки, например,

TV=3144), начинает убывать;

2) в точке III условие снова выполняется, таймер остается активным

(Т=1), но здесь слову таймера ТW еще раз присваивается предварительно ус-

тановленное значение ТV=3144. Значение слова опять убывает и время исте-

кает до точки IV;

3) в точке IV слово таймера получает значение ТW=0;

начиная с точки IV таймер становится неактивным (Т=0).

Таймер с задержкой выключения:

1) на участке между точками I и II условие выполнено (уровень логиче-

ской 1). Таймер становится активным (ТА=1) и его слову ТW постоянно при-

сваивается предварительно установленное значение ТV=3144;

2) на участке от точки II до точки III условие не выполняется и время

на таймере начинает истекать, но в точке III слово ТW еще не равно 0 – тай-

мер остается активным (ТА=1);

3) в зоне между точками III и V условие опять выполняется и слову

таймера ТW заново присваивается значение предварительной установки

TV=3144;

4) начиная с точки V условие опять не выполняется и значение слова

таймера TW убывает от 3144 до 0 (точка VI);

в точке VI счет на таймере истек и таймер перешел в неактивное со-

стояние.

Таймер с задержкой включения:

1) на участке от точки I до точки II условие выполняется (уровень ло-

гической 1). Таймер остается активным (здесь ТЕ=0) и ведет счет;

2) между точками II и III условие не выполняется и слову таймера TW

присваивается значение предварительной установки TV=3144 . Таймер оста-

ется активным;

3) в зоне III-V условие снова выполняется и таймер, оставаясь актив-

ным (ТЕ=0), опять ведет отсчет от предварительно установленного значения

(TW=3144) до момента времени IV , когда счет на таймере полностью истек

(TW=0);

4) в точке IV таймер переходит в неактивное состояние и ему вновь

присваивается значение предварительной установки TV=3144.

Типичным примером по задержке времени может служить задержка

включения лампы. Так, лампа должна загораться, если нажатие на клавишу

длится 5 с. Лампа не должна гореть, если клавиша не нажата.

Программирование с использованием импульсного таймера представ-

лено на рис. 4.5.

Цепь1: при нажатии на клавишу Е0.0 происходит запуск таймера № 0,

который начинает отсчет времени 5 с (ТW0 от 500 до 0).

Цепь 2: здесь производится опрос таймера: «Время на таймере ис-

текло?». Если время истекло (ТW0=0), то проверяется, нажата ли еще клави-

ша Е0.0. Если она нажата, включается лампа.

Цепь 1. Запуск таймера

Клавиша Таймер № 0

E0.0 Т0

] [ 5 с

Таймер

Цепь 2. Опрос времени, переключение выхода

Клавиша Таймер № 0 истек

E0.0 T0 A0.0

] [ ] / [ ( )

Рис. 4.5. Пример фрагмента программы с использованием таймера

Рассмотрим отдельные примеры практического применения таймеров.

4.2. Пример применения таймера в управляющей программе

В качестве примера рассмотрим систему приводов управления раз-

движными дверьми, которая (вид сверху) представлена на рис. 4.6.

На определенном расстоянии перед раздвижными дверьми 2 установ-

лен датчик 1, реагирующий на появление человека перед дверьми.

Рис. 4.6. Схема системы управления раздвижными дверьми

Сигналы Х1, Х

⎯ 1 датчика 1 приводят к автоматическому открытию и

закрытию дверей 2. При этом закрытие дверей должно осуществляться толь-

ко через 5 с после появления сигнала Х

⎯ 1 . Для получения задержки време-

ни включаем в систему элемент времени 3.

Функциональный граф примет следующий вид (рис 4.7).

Выражения команд согласно графу:

⎯ 1 ⇐ Х2⋅ Х⎯ч (4.1) У⎯2 ⇐ Х 3 (4.3) У⎯3 ⇐ Х⎯2 (4.5)

1 ⇐ Х⎯3 ⋅ Х⎯2 ⋅ Х Ч (4.2) У2 ⇐ Х 1 (4.4) У 3 ⇐ Х⎯ 1 ⋅Х 2 (4.6),

где Х

Ч – сигнал о появлении человека перед дверьми.

Этот сигнал (Х

Ч) приводит к срабатыванию датчика 1. Соответственно, сиг-

нал Х

⎯ч (отсутствие человека у дверей) приводит к отключению датчика 1.

Программирование процесса приведено на рис.4.8 и рис. 4.9.