background image

LABORATORIUM – AUTOMATYKA i ROBOTYKA 

Inne funkcje sterownika PLC – część 2 

 

1. 

Wstęp 

Niektóre sterowniki PLC poza wejściami binarnymi („zerojedynkowymi”) dysponują wejściami analogowymi. Te które 

takich wejść nie mają zazwyczaj można rozszerzyć dodając moduł wejść analogowych. Przykładem sterownika z wejściami 

analogowymi jest sterownik 

Siemens LOGO!. Zapoznajmy się więc z częścią jego możliwości w tym zakresie. 

Wejść (styków) analogowych jest 8: 

 

Styku  takiego  nie  można  łączyć  bezpośrednio  z  połączeniami  binarnymi  (symbolizowane  jest  to  pogrubieniem 

połączenia - rysunek). 

Ćwiczenie ma na celu pokazanie sposobu ich wykorzystania w przykładowej aplikacji sterownika LOGO!. 

 

2. 

Opis funkcji analogowych sterownika LOGO! 

Do przetwarzania wielkości analogowych służą bloki z grupy Analogi. Właściwości wybranych bloków z tej grupy 

pokazano poniżej: 

 

Komparator analogowy: 

 

Jak widać blok ten ma dwa wejścia. Służy on do porównania podanych na nie wielkości. Oznacza to że wyjście 

tego  układu  (czyli  styk  SF001)  zewrze  się  (w  układzie  skonfigurowanym  jak  na  rysunku)  w  momencie  gdy  stan 

wejścia  pierwszego  będzie  większy  od  drugiego  o  200,  natomiast  rozewrze  się  gdy  różnica  między  wejściem  

pierwszym a drugim zmniejszy się poniżej 100. 

 

 

Progowy przełącznik analogowy: 

 

Blok ten ma jedno wejście. Działa ona w taki sposób, że po przekroczeniu pewnej progowej wartości (w układzie 

skonfigurowanym  jak  na  rysunku  będzie  to  500)  styk  sterowany  tym  blokiem  (czyli  SF002)  zewrze  się.  Gdy 

wielkość wejściowa wróci poniżej 500 - styk się rozewrze. Jak widać, podobnie jak w komparatorze, zależnie od 

„kierunku zmian” styk może zwierać i rozwierać się przy różnej wartości wejścia, czyli np. może się zewrzeć przy 

500, ale już rozewrzeć przy 300 (wystarczy że na taką wartość ustawimy parametr Off). 

 

background image

 

Wzmacniacz analogowy: 

 

Ten blok jest blokiem czysto analogowym. Ustawiając parametr Gain wpływamy na wzmocnienie. Oznacza to że 

np.  jeżeli Gain  ustawimy  na  5  i  na  wejściu  układu  (oczywiście  analogowym)  pojawi  się  wartość  30,  to  na  styku 

(analogowym!) sterowanym tym blokiem pojawi się wartość 5x30=150. 

 

 

Watchdog analogowy: 

 

Blok ten ma dwa wejścia, jedno analogowe, jedno cyfrowe. Może on być wykorzystany np. jako zabezpieczenie 

(alarm w układzie). Działa on w sposób następujący: 

W momencie gdy na wejściu cyfrowym pojawi się jedynka, układ zapamiętuje jaka jest w tym momencie wartość 

na  jego  wejściu  analogowym.  Od  tego  momentu,  przechowuje  on  tę  wartości  w  pamięci  i  styk  sterowany  tym 

blokiem (czyli styk SF004) zwiera się w momencie, gdy (jeśli układ jest skonfigurowany jak na rysunku) wartość 

wejściowa przekroczy wartość zapamiętaną o 50 w górę, lub o 100 w dół. 

 

 

Progowy przełącznik analogowy ze strefą: 

 

Blok ten służy do zwierania określonego styku (w tym przypadku SF005) w momencie gdy wartość na jego wejściu 

znajduje się w określonym zakresie, co w tym przypadku oznacza że styk SF005 będzie zwarty w momencie gdy 

na wejściu znajdzie się wartość z zakresu 100-109 (ponieważ: Off=100, Delta=10). 

 

background image

 

Multiplekser analogowy: 

 

Układ  ten  służy  do  sterowania  stykiem  analogowym  (w  tym  przypadku  SF006),  poprzez  przełączanie  tam  albo 

określonej  sztywno  wartości  albo  wyjścia  któregoś  z  bloków/styków  analogowych  znajdujących  się  w  układzie. 

Wejścia są 3, wszystkie są cyfrowe. Na wejście pierwsze (En czyli Enable) musi być podana 1, aby multiplekser 

działał, jeżeli będzie tam zero, na wyjściu SF006 będzie 0. Dwa pozostałe wejścia (S1 i S2) służą do wyboru „co 

podać na wyjście”. Działa to tak: 

 

jeżeli S1=0, S1=0 wtedy SF006=V1, 

 

jeżeli S1=0, S1=1 wtedy SF006=V2, 

 

jeżeli S1=1, S1=0 wtedy SF006=V3, 

 

jeżeli S1=1, S1=1 wtedy SF006=V4. 

Wartości V1, V2, V3, V4 można konfigurować wewnątrz bloku multipleksera. 

 

 

Arytmetyka: 

 

Blok  ten  jak  sama  nazwa  wskazuje  służy  do  wykonywania  prostych  działań  matematycznych  (dodawanie, 

odejmowanie,  mnożenie,  dzielenie).  Można  mu  skonfigurować  do  4  wielkości  wejściowych  na  których  ma  on 

wykonać  do  3  operacji  arytmetycznych  w  określonej  (konfigurowalnej)  kolejności. W  podanym  przykładzie  układ 

będzie  podawał  na  styk  analogowy  SF009  wielkość  która  wyniknie  z  operacji:  ((V1+V2)*V3)-V4,  gdzie:  V1  to 

wielkość na styku SF3+, V2=1, V3=20 i V=5.  

 

Dodatkowo do przetwarzania i wykorzystywania przebiegów analogowych służą bloki: Generator rampyRegulator 

PI i PWM (Pulse Width Modulation).  

Można sobie o nich poczytać w helpie:) 

 

Kilka uwag: 

 

Praktycznie  każdą  wartość  w  danym  bloku  analogowym  można  wyświetlić  na  wyświetlaczu  (blok 

Komunikaty). 

 

Jak widać każdy z opisanych bloków ma parametr Point. Decyduje on o dokładności wyświetlania 

wartości analogowej na wyświetlaczu, jest równy „ilości miejsc po przecinku”. 

 

background image

Dla treningu spójrzmy na układ na rysunku poniżej: 

 

Jak działa? 

Popatrzmy, 

 

blok SF001 to komparator analogowy, 

 

blok SF002 to przełącznik progowy ze strefą, 

 

blok SF003 to blok sterowania wyświetlaczem sterownika, 

 

no i są 3 wejścia do układu, 2 analogowe (AI1 i AI2) i jedno cyfrowe (I1). 

Więc: 

 

styki  skonfigurowane  jako  SF001  zewrą  się  w  momencie  gdy  wartość  wejścia  AI1  będzie  o  100  większa  niż 

wartość na wejściu AI2. 

 

styk  skonfigurowany  jako  SF002  zewrze  się  w  momencie  gdy  wartość  wejścia  AI1  będzie  znajdować  się  w 

zakresie od 200 do 249. 

A skoro tak, to: 

 

wyjście Q1 zaświeci się w momencie gdy wartość wejścia AI1 będzie o 100 większa niż wartość na wejściu AI2. 

 

wyjście Q2 w momencie gdy wartość wejścia AI1 będzie o 100 większa niż wartość na wejściu AI2 

gdy wartość 

na wejściu AI1 zmieści się między 200 a 250. 

A co z wyświetlaczem? W momencie gdy zewrzemy styk I1 załączy się i wyświetli skonfigurowane dla niego wartości. 

background image

3. 

Przebieg ćwiczenia 

 
3.1. 

Wykorzystując sterownik LOGO! i jego funkcje analogowe zrealizuj następujący układ:

 

 

Niech układ ma 3 wejścia analogowe (AI1, AI2, AI3), do których przyłączone są czujniki temperatury dające sygnał z 

zakresu  0-10V  (co  w  sterowniku  jest  równoznaczne  z  wartościami  0-1000),  przy  czym  sygnał  jest  proporcjonalny  do 

temperatury na zasadzie: 0V to -30oC, 10V to 70 oC. 

 

Najpierw więc należy przeliczyć wartości z wejść na wartości temperatury . Najłatwiej jest to zrobić podając wejścia 

na bloki Wzmacniacz analogowy i w nich odpowiednio ustawiając parametry Gain (wzmocnienie) i Offset (przesunięcie). 

 

Warto też od razu wstawić wyświetlacz (Komunikaty) i na nim wyświetlać każdą z 3 temperatur (z opisem która jest 

która i jednostką - oC). 

 

No i dodatkowo: 

 

Obliczyć  i  wyświetlić  na  wyświetlaczu  wartość  średnią  temperatury  (najłatwiej  to  zrobić  korzystając  z  bloku 

Arytmetyka). 

 

Zaświecić wyjściem Q1 w momencie gdy średnia temperatura przekroczy 50 oC (najłatwiej to zrobić korzystając 

z bloku Progowy przełącznik analogowy). 

 

Zaświecić Q2 w momencie gdy dowolna z temperatur spadnie poniżej 0 oC. 

 

3.2. 

W  protokole  należy umieścić  zrzut  ekranu  ze  zrealizowanego  systemu  plus  ewentualnie  nasuwające  się 
wnioski. Jak ktoś ma chęć na plusa to może dorzucić do systemu dodatkowe funkcje. 

 
4. 

Literatura 

1)  Chochowski A., Cieślak H., Laskowski P., Mirski T., „Laboratorium automatyki”, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 1999 

2)  Flaga S., „Programowanie sterowników PLC w języku drabinkowym”, Wydawnictwo btc, Legionowo 2010 

3)  Kiczkowiak  T.,  Ociepa  Z.,  Tarnowski  W.,  Wachowicz  E.,  Wachowicz  M.,  „Laboratorium  z  podstaw  automatyki”, 

Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 1999 

4)  Kwaśniewski J., „Sterowniki PLC w praktyce inżynierskiej”, Wydawnictwo btc, Legionowo 2008 

5)  Nowakowski W., „LOGO! w praktyce”, Wydawnictwo btc, Warszawa 2006 

 

Opracowanie ćwiczenia: Seweryn Lipiński