Разработка функции и функционального блока

На примере изученного в первой лабораторной работе объекта автоматизации - методической печи, необходимо осуществить управление согласно заданию, программу управления реализовать в виде функции и/или функциональных блоков

При составлении подобного рода программ рекомендуется соблюдать следующую последовательность действий:

- составить таблицу символов;

- программировать функции, начиная с таблицы описания блока;

- программировать организационный блок;

- составить таблицу переменных.

Участок транспортировки заготовок в методическую печь для их нагрева перед прокаткой(методическая печь):

В методической печи осуществляется нагрев заготовок постоянных геометрических размеров до температуры проката.

Вначале толкатель 3 находится в исходном (крайнем заднем) положении ПТО, заслонка 7 переднего окна печи закрыта (есть сигнал датчика ПЗЗ), заготовка перед печью отсутствует. При появлении заготовки 6 в положении ПРО подающего рольганга 4 (Р1) включается рольганг Р2 вперед (команда Рв) и заготовка движется к переднему окну печи. При достижении передним концом заготовки положения ПР1 осуществляется снижение скорости рольганга Р2 до ползучей скорости (есть команды Рв и Рм), с которой осуществляется движение заготовки до положения ПР2. Рольганг Р2 отключается. Если по инерции передний конец дошел до положения ПР3 или перешел его, то рольганг Р2 включается для движения назад на ползучей скорости (команды Рн и Рм), движение сразу прекращается, если заготовка уйдет из положения ПР3. Заготовка стоит перед печью до прихода сигнала (запрос) на выдачу заготовки из печи с выбранной кнопки на панели стенда. В этом случае включается толкатель вперед (команда Тв) и движется до положения ПТ1. В этом положении толкателя включается двигатель заслонки 7 на ее открытие(команда ЗО). Заслонка уходит из закрытого положения заслонки ПЗЗ и при достижении открытого положения заслонки ПЗО останавливается. Вновь включается толкатель для движения вперед. При своем движении толкатель сталкивает заготовку с рольганга и подает ее в печь 1, передвигая при этом все нагреваемые заготовки в печи. В режиме работы с полной загрузкой печи толкатель должен проделать путь, при котором крайняя заготовка выталкивается из печи и по склизу попадает на отводящий рольганг 8 (РЗ). При этом засвечивается фотоэлектрический датчик Ф, при срабатывании которого включается отводящий рольганг (РЗ), транспортируя заготовку к прокатному стану, а толкатель реверсируется (Тн) и движется в исходное положение. При прекращении засветки датчика Ф отводящий рольганг останавливается. Если идет еще только первоначальная загрузка печи и при движении толкателя вперед крайняя заготовка в принципе не может быть вытолкнута на отводящий рольганг, то толкатель реверсируется при достижении им положения ПТЗ. Когда толкатель при своем ходе назад (команда Тн) проходит положение ПТ2, формируется команда на закрытие (ЗЗ) заслонки. Она закрывается до тех пор, пока заслонка не придет в положение ПЗЗ. При остановке толкателя в положении ПТО возможна подача к печи очередной заготовки. Рольганг Р2 приводится в движение двигателем 5. Привод заслонки условно не показан. Привод отводящего рольганга приводится в движение двигателем 9. Толкатель приводится в движение двигателем, который условно не показан.

Для управления виртуальным объектом будет использован программа пульта управления (экрана) методической печью загруженная в сенсорный монитор во время выполнения первой лабораторной работы.

В приложении Г представлено соответствие буквенно-цифровых позиционных обозначений сигналов датчиков в описании с сигналами ПК, подаваемых в микроконтроллер, и с их адресом в микроконтроллере и аналогичная информация для команд (кнопок сенсорного экрана) управления исполнительными механизмами в виде таблицы символов.

Для реализации управления виртуальным объектом с экрана сенсорного монитора, необходимо добавить монитор в проект и установить двустороннюю связь с контроллером. Для этого после шага конфигурирования модулей контроллера, необходимо открыть окно Connections во вкладке CPU (рисунок 4.3).

 

Рисунок 4.3 - Вкладка CPU

 

В открывшемся окне, в меню выбора оборудования выбрать Simatic HMI Station и связь Industrial Ethernet (рисунок 4.4).

 

Рисунок 4.4 - Окно Connections

 

Варианты заданий:

Вариант 1. Необходимо автоматизировать работу двух механизмов - толкателя и задвижки. При поступлении кратковременной команды "Запрос оператора" с кнопки электропривод толкателя включается и из исходного положения ПТ0 толкатель движется к промежуточному положению ПТ1, где останавливается. В этот момент начинает открываться заслонка, и после ее открытия толкатель вновь движется вперед. При достижении толкателем положения ПТ3 происходит реверс и он возвращается в исходное состояние ПТ0. Как только толкатель при движении назад проходит положение ПТ2, заслонка закрывается. Цикл повторяется при повторном нажатии на кнопку"Запрос оператора".

Вариант 2. При наличии заготовки в положении ПР0 и нажатии на кнопку "Пуск" происходит включение рольганга Р2 и движение заготовки до положения ПР2, где и останавливается. По сигналу со выбранной кнопки осуществляется возвращение заготовки на повышенной скорости рольганга Р2 до воздействия на датчик ПР1. Происходит останов рольганга. Через 0.5с заготовка возвращается в положение ПР2. Формируется сигнал"Конец цикла".

Вариант 3. При наличии заготовки в положении ПР0 и нажатии кнопки "Пуск" включается подающий рольганг. При достижении заготовкой положения ПР2 рольганг останавливается, заслонка открывается и включается привод толкателя. При достижении толкателем положения ПТ1 проверяется условие полного открытия заслонки (т.е. достижения положения ПЗО). Если заслонка полностью открыта, то толкатель продолжает движение вперед до положения ПТ3. Если же заслонка еще не открыта, то толкатель останавливается, а затем после полного открытия заслонки продолжает движение до положения ПТ3. В положении ПТ3 привод толкателя реверсируется и толкатель возвращается в исходное положение ПТ0. При движении назад и проходе толкателем положения ПТ1 подается команда на закрытие заслонки.

 

4.3 Контрольные вопросы

1. Как создаётся функция?

2. Как происходит обмен информацией между основной программой и функцией?

3. Почему функцию называют блоком без параметров?

4. Как обозначены в функциях формальные и фактические параметры?

5. Сколько входных и выходных данных может содержать функция?

6. Какие соответствия должны быть между фактическими и формальными переменными?

7. Как передаются данные из основной программы в функциональный блок?

8. Чем отличаются переменные изображенные в программе со знаками # и “”? В какой области памяти они располагаются?

 

 

Приложение A

 

Таблица А.1 - Обозначение входы/выходы контроллера

Адрес	Назначение
Входа	I0.0	X0	Виртуальный объект
I0.1	X1
I0.2	X2
I0.3	X3
I0.4	X4
I0.5	X5
I0.6	X6
I0.7	X7
I1.0	X8
I1.1	X9
I1.2	X10
I1.3	X11
I1.4	X12/SA1	Виртуальный объект/Панель стенда
I1.5	X13/SA2
I1.6	X14/SВ3
I1.7	X15/SВ4
Выхода	Q 4.0	Y0	Виртуальный объект
Q 4.1	Y1
Q 4.2	Y2
Q 4.3	Y3
Q 4.4	Y4
Q 4.5	Y5
Q 4.6	Y6
Q 4.7	Y7
Q 5.0	Y8
Q 5.1	Y9
Q 5.2	Y10
Q 5.3	Y11
Q 5.4	VD1	Панель стенда
Q 5.5	VD2
Q 5.6	VD3
Q 5.7	VD4

 

Приложение Б

Таблица Б.1 - Обозначение адресов

Область операндов	Доступ через едини­цы следующей вели­чины:	Нота­ция S7	Описание
Отображение процесса на входах	Вход (бит) Входной байт Входное слово Двойное входное сло­во	I IВ IW ID	В начале каждого цикла CPU читает входы из модулей ввода и сохраняет значения в ото­бражении процесса на входах.
Отображение процесса на выходах	Выход (бит) Выходной байт Выходное слово Двойное выходное слово	Q QВ QW QD	В течение цикла программа рассчитывает значения для вы­ходов и сохраняет их в отобра­жении процесса на выходах. В конце цикла CPU записывает рассчитанные выходные значе­ния в модули вывода.
Маркеры	Маркер (бит) Маркерный байт Маркерное слово Двойное маркерное слово	М MB MW MD	Эта область предоставляет в распоряжение ячейки памяти для рассчитанных в программе промежуточных результатов.
Таймеры	Таймер (Т)	Т	В этой области предоставляют­ся в распоряжение таймеры.
Счетчики	Счетчик (Z)	Z	В этой области предоставляют­ся в распоряжение счетчики.
Блок данных	Блок данных, откры­ваемый с помощью "AUF DB": Бит данных Байт данных Слово данных Двойное слово данных	DB     DBX DBB DBW DBD	Блоки данных хранят инфор­мацию для программы. Они могут быть определены или так, что к ним могут обращать­ся все кодовые блоки (глобаль­ные DB), или они приписаны одному определенному FB или SFB (экземпляры DB).
	Блок данных, откры­ваемый с помощью "AUF DP: Бит данных Байт данных Слово данных Двойное слово данных	DI     DIX DIB DIW DID

Продолжение таблицы Б.1

Локальные данные	Бит локальных данных Байт локальных данных Локальное слово данных Двойное ло­кальное слово данных	L LB LW LD	Эта область памяти принимает временные данные блока на время обработки этого блока. L-стек предоставляет в распоряжение также память дли пе­редачи параметров блока и для хранения промежуточных ре­зультатов из сетей КОР.
Периферий ная область: входы	Периферийный входной байт Периферийное входное слово Периферийное входное двойное слово	РIВ   PIW   PID	Периферийные области входов и выходов разрешают прямой доступ к центральным и децентрализованным модулям ввода и вывода (DP, см. гл. 6.3.)
Периферий ная область: выходы	Периферийный выходной байт Периферийное выходное слово Периферийное выход­ное двойное слово	РQВ   PQW   PQD

 

 

Приложение В

Таблица В.1 - Список операций языка LAD

Описание	Мнемоника SIMATIC
Бит ошибки Недействительная операция	UO ---| |---
Бит ошибки Переполнение	OV ---| |---
Бит ошибки Переполнение с запоминанием	OS ---| |---
Бит ошибки ВIЕ-регистр	BIE ---| |---
Бит результата если больше 0	>0 ---| |---
Бит результата если больше или равно 0	>=0 ---| |----
Бит результата если меньше 0	<0 ----| | ----
Бит результата если меньше или равно 0	<=0 ----| | ----
Бит результата если не равно 0	<>0 ----| | ----
Бит результата если равно 0	==0 ---| |---
Включение Master Control Relay	---(MCR<)
Возврат	---(RET)
Вызов системного FB как блока	CALL_SFB
Вызов системного FC как блока	CALL_SFC
Вызов FB как блока	CALL_FB
Вызов FC как блока	CALL_FC
Вызов FC/SFC без параметров	----(CALL)
Выключение Master Control Relay	----(MCR>)
Вычитание целых чисел (16 бит)	SUB_I
Вычитание целых чисел (32 бита)	SUB_Dl
Вычитание чисел с плавающей точкой	SUB_R
Деление целых чисел (16 бит)	DIV_I
Деление целых чисел (32 бита)	DIV_Dl
Деление чисел с плавающей точкой	DIV_R
Загрузка результата логической операции в ВIЕ-регистр	----(SAVE)
Замыкающий контакт	---| |---
Запуск таймера в режиме задержки включен (SE)	S_EVERZ
Запуск таймера в режиме задержки включения (SE)	----(SE)
Запуск таймера в режиме задержки включения с запоминанием (SS)	S_SEVERZ
Запуск таймера в режиме задержки включения с запоминанием (SS)	----(SS)
Запуск таймера в режиме задержки выключения (SA)	S_AVERZ
Запуск таймера в режиме задержки выключения(SA)	-----(SA)
Запуск таймера в режиме удлиненного импульса (SV)	S_VIMP
Запуск таймера в режиме удлиненного импульса (SV)	----(SV)
Запуск таймера в режиме формирования импульса (SI)	S_IMPULS
Запуск таймера в режиме формирования импульса (SI)	----(SI)
Изменение знака числа с плавающей точкой	NEG_R
Инверсный бит ошибки Недействительная операция	UO ---| / |---
Инверсный бит ошибки Переполнение	OV ---| / |---
Инверсный бит ошибки Переполнение с запоминанием	OS ---| / |---
Инверсный бит ошибки ВIЕ-регистр	BIE ---| / |---
Инверсный бит результата, если больше 0	>0 ---| / |---
Инверсный бит результата, если больше или равно 0	>=0 ---| / |---
Инверсный бит результата, если меньше 0	<0 ---| / |---
Инверсный бит результата, если меньше или равно 0	<=0 ---| / |---
Инверсный бит результата, если не равно 0	<>0 ---| / |---
Инверсный бит результата, если равно 0	= =0 ---| / |---
Инвертирование результата логической операции	---| NOT |---
Катушка реле, выход	---()---
Коннектор	----(#)-----
Начало Master Control Relay	---(MCRA)---
Образование ближайшего большего целого числа из числа с плавающей точкой	CEIL
Образование ближайшего меньшего целого числа из числа с плавающей точкой	FLOOR
Образование дополнения до 1 целого числа (16 бит)	INV_I
Образование дополнения до 1 целого числа (32 бита)	INV_Dl
Образование дополнения до 2 целого числа (16 бит)	NEG_I
Образование дополнения до 2 целого числа (32 бита)	NEG_DI
Образование целого числа	TRUNC
Обратный счет	Z_RUECK
Обратный счет	----(ZR)
Округление числа	ROUND
Опрос фронта 0 1	---(P)---
Опрос фронта 1 0	---(N)---
Опрос фронта сигнала 0 1	POS
Опрос фронта сигнала 1 0	NEG
Открытие блока данных	---(AUF)
Передача значения	MOVE
Переход, если 0	---(JMPN)
Переход, если 1	---(JMP)
Получение остатка от деления (32 бита)	MOD
Поразрядное ИЛИ над 16 битами	WOR_W
Поразрядное ИЛИ над 32 битами	WOR_DW
Поразрядное И над 16 битами	WAND_W
Поразрядное И над 32 битами	WAND_DW
Поразрядное ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ над 16 битами	WXOR_W
Поразрядное ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ над 32 битами	WXOR_DW

Таблица В.2 - Список операций на STL

Наименование	Мнемоника
Абсолютное значение вещественного числа (32 бита)	ABS
Акк3→Акк4;Акк2→Акк3;Акк1→Акк2	PUSH
Акк3←Акк4;Акк2←Акк3;Акк1←Акк2	POP
Акк3→Акк2;Акк4→Акк3;	LEAVE
Акк3→Акк4;Акк2→Акк3;	ENT
Активизировать область мастер контроль реле	MCRA
Сложить Акк1 и Акк2 как двойные целые числа 32 бита	+D
Сложить Акк1 и Акк2 как целые числа 16 битов	+I
Сложить Акк1 и Акк2 как вещественные числа 32 бита	+R
Прибавить Акк1 к адресному регистру 1	+AR1
Прибавить Акк1 к адресному регистру 2	+AR2
Прибавить целую константу (8, 16, 32 бита)	+
И	A
Поразрядное И с двойными словами 32 бита	AD
И-НЕ	AN
И-НЕ с открытием вложения	AN(
И с открытием вложения	A(
Поразрядное И со словами 16 бит	AW
Арккосинус числа с плавающей точкой 32 бита	ACOS
Арксинус числа с плавающей точкой 32 бита	ASIN
Арктангенс числа с плавающей точкой 32 бита	ATAN
Присвоить	=
Преобразовать BCD в двойное целое число 32 бита	BTD
Преобразовать BCD в целое число 16 бит	BTI
Конец блока условный	BEC
Конец блока безусловный	BEU
Вызов блока	CALL
Изменить последовательность байтов в аккумуляторе1 (16 бит)	CAW
Изменить последовательность байтов в аккумуляторе1 (32 бита)	CAD
Очистить результат логической операции	CLR
Сравнить двойные целые числа 32 бита	==D
Сравнить двойные целые числа 16 битов	==I
Сравнить вещественные числа	==R
Условный вызов блока	CC
Косинус числа с плавающей точкой 32 бита	COS
Счетчик обратного счета	CD
Счетчик прямого счета	CU
Деактивизировать область мастер контроль реле	MCRD
Уменьшить Акк1 на 1	DEC
Разделить Акк2 на Акк1 как двойные целые числа 32 бита	/D
Разделить Акк2 на Акк1 как целые числа 16 бит	/I
Разделить Акк2 на Акк1 как вещественные числа 32 бита	/R
Остаток от деления двойного целого числа	MOD
Преобразовать двойное целое в BCD	DTB
Преобразовать двойное целое в вещественное	DTR
Отрицательный фронт	FN
Положительный фронт	FP
Разблокировать таймер или счетчик	FR
Обменять адресный регистр 1 с адресным регистром 2	CAR
Обменять глобальный блок данных и экземплярный блок данных	CDB
Исключающее ИЛИ	X
Поразрядное Исключающее ИЛИ с двойными словами 32 бита	XOD
Исключающее ИЛИ-НЕ	XN
Исключающее ИЛИ-НЕ с открытием вложения	XN(
Исключающее ИЛИ с открытием вложения	X(
Поразрядное Исключающее ИЛИ со словами 16 битов бита	XOW
Экспоненциальное значение числа с плавающей точкой 32 бита по основанию Е	EXP
Таймер –формирователь удлиненного импульса	SE
Увеличить аккумулятор на 1	INC
Преобразовать целое число 16 битов в BCD	ITB
Преобразовать целое число 16 битов в двойное целое число 32бита	ITD
Перейти, если результат =0	JZ
Перейти, если результат BR=0	JNBI
Перейти, если результат BR=1	JBI
Перейти, если результат <0	JM
Перейти, если результат <=0	JMZ
Перейти, если результат <>0	JN
Перейти, если OS=1	JOS
Перейти, если OV=1	JO
Перейти, если результат >0	JP
Перейти, если результат >=0	JPZ
Перейти, если RLO = 0	JCN
Перейти, если RLO = 0 с сохранением RLO в BR	JNB
Перейти, если RLO = 1	JC
Перейти, если RLO = 1 с сохранением RLO в BR	JCB
Перейти, если результат недействителен	JUO
Перейти по списку	JL
Перейти безусловно	JU
Загрузить в аккумулятор: Сnnn значение счетчика nnn, Т nnn значение таймера nnn, DILG длину экземплярного блока данных, DBLG длину глобального блока данных, DINO номер экземплярного блока данных, DBNO номер глобального блока данных, STW слово состояния,	L
Загрузить адресный регистр 1 из: аккумулятора, второго адресного регистра или двойным целым числом Р# область байта,бита.	LAR1
Загрузить адресный регистр 2 из: аккумулятора, второго адресного регистра или двойным целым числом Р# область байта, бита.	LAR2
Загрузить текущее значение счетчика или таймера в BCD	LC
Программный цикл	LOOP
Умножение Акк1 на Акк2 как двойное целое	*D
Умножение Акк1 на Акк2 как целое	*I
Умножение Акк1 на Акк2 как вещественные числа	*R
Натуральный логарифм числа с плавающей запятой	LN
Изменить знак вещественного числа	NEGR
Инвертировать результат логической операции	NOT
Вложение закрыто	)
Пустая операция 0	NOP 0
Пустая операция 1	NOP 1
Таймер, формирователь задержки выключения	SF
Таймер, формирователь задержки включения	SD
Дополнение до 1 двойного целого числа 32 бита	INVD
Дополнение до 1 целого числа 16 бит	INVI
Открыть блок данных	OPN
ИЛИ	O
Поразрядное ИЛИ с двойными словами	OD
ИЛИ-НЕ	ON
ИЛИ-НЕ с открытием вложения	ON(
ИЛИ с открытием вложения	O(
Поразрядное ИЛИ со словами	OW
Команда программирования изображения	BLD
Таймер – формирователь импульса	SP
Сбросить адрес, счетчик или таймер	R
Восстановить RLO и закрыть мастер контроль реле	)MCR
Таймер – формирователь задержки включения с запоминанием	SS
Выполнить циклический сдвиг Акк1 влево через бит переноса	RLDA
Выполнить циклический сдвиг Акк1 вправо через бит переноса	RRDA
Выполнить циклический сдвиг двойного слова влево 32 бита	RLD
Выполнить циклический сдвиг двойного слова вправо 32 бита	RRD
Округлить	RND
Округлить до ближайшего меньшего двойного целого числа	RND-
Округлить до ближайшего большего двойного целого числа	RND+
Сохранить результат логической операции RLO в бите BR	SAVE
Сохранить RLO в стеке MCR, начать MCR	MCR(
Установить область памяти или начальное значение счетчика	S
Установить RLO=1	SET
Сдвинуть влево двойного слово 32 бита	SLD
Сдвинуть влево слово 16 бита	SLW
Сдвинуть вправо двойного слово 32 бита	SRD
Сдвинуть вправо слово 16 бита	SRW
Сдвинуть двойного целое число со знаком 32 бита	SSD
Сдвинуть целое число со знаком 16 битов	SSI
Синус числа с плавающей точкой 32 бита	SIN
Квадрат числа с плавающей точкой 32 бита	SQR
Корень квадратный числа с плавающей точкой 32 бита	SQRT
Вычесть Акк1 из Акк2 как двойные слова 32 бита	-D
Вычесть Акк1 из Акк2 как целые числа 16 бит	-I
Вычесть Акк1 из Акк2 как вещественные числа 32 бита	-R
Тангенс числа с плавающей точкой 32 бита	TAN
Обменять Акк1 с Акк2	TAK
Передать Акк1	T
Передать адресный регистр 1	TAR1
Передать адресный регистр 2	TAR2
Округлить до целого отбрасыванием младших разрядов	TRUNC
Дополнение до 2 двойного целого числа 32 бита	NEGD
Дополнение до 2 целого числа 16 бит	NEGI
Безусловный вызов блока	UC

 

 

Приложение Г

 

 

Список литературы

 

1. Петров И.В. Программируемые контроллеры..стандартные языки и приемы прикладного проектирования/ Под ред. проф. В.П. Дьяконова. – М.: СОЛОН-Пресс, 2004. -256с.

2. Романчик А.Л., Рудакова Л.Н.. Автоматизация теплоэнергетических процессов. Учебное пособие. Алматы: АИЭС, 1994. - 72с.

3. Э.Парр. Программируемые контроллеры: руководство для инженера/ пер. с англ. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. -516с

4. Электронные версии документации к программному обеспечению Simatic Manager.

5. Техническое описание к лабораторному стенду «ПЛК-SIEMENS+».

 

 

Сводный план 2015 г., поз. 157

Акшолпан Ауелбековна Копесбаева

Зарина Варисовна Абдулина

 

Промышленные контроллеры

 

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов бакалавриата специальности

5В071600 – «Приборостроение»

 

Редактор Л.Сластихина

Специалист по стандартизации Н.К.Молдабекова

 

Подписано в печать ___	Формат 60х84 1/16
Тираж экз.	Бумага типографическая № 1
Обьем 3,1 3 уч.-изд. Л.	Заказ_____Цена ___ тг.

 

Копировально-множительное бюро

Некоммерческого акционерного общества

«Алматинский университет энергетики и связи»

050013, Алматы, Байтурсынова, 126