categorieën: Beginnende elektriciens, Programmeerbare controllers
Aantal keer bekeken: 8010
Reacties op het artikel: 4
Een voorbeeld van het upgraden van het elektrische circuit van een goederenlift met behulp van een programmeerbare controller (PLC)
Onlangs is het onderwerp automatisering van verschillende technologische processen met behulp van programmeerbare controllers (PLC's) steeds populairder geworden. Desondanks zijn er zeer weinig praktische artikelen op internet met echte voorbeelden van het programmeren van deze PLC's. Dit onderwerp is erg interessant, omdat het is op het kruispunt van elektrische apparatuur, elektronica en programmering. Leren hoe PLC-programma's te schrijven is mogelijk zonder ze zelfs te hebben. De emulatiemodus, die beschikbaar is in alle moderne softwarepakketten, helpt hier veel bij.
In dit artikel zal ik een voorbeeld laten zien van het vertalen van een elektrisch circuit dat is gebouwd op relaisapparatuur (starters, relais) in een programma dat op de controller werkt. Ik moet meteen zeggen dat dit slechts een klein educatief project is en niet beweert iets meer te verklaren dan alleen de basisprincipes van PLC-programmering met een concreet voorbeeld uit te leggen.
Vrachtrelais Relais
Het initiële schema voor dit project is een relatief eenvoudig schema van een goederenlift (goederenlift) met hefboombediening over twee verdiepingen. Het diagram is weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Gemeentelijke elektrische takel met één motor en twee stops
Er is slechts één motor in het circuit, die de lift tussen twee verdiepingen verhoogt en verlaagt. Dit is een omkeerbare driefasige asynchrone motor met een 380 V-fase rotor. Startweerstanden en contacten van drie elektromagnetische starters zijn verbonden met de motorrotor, waardoor de motor in 3 fasen kan worden gestart. Met deze oplossing kan tijdens het starten van de motor de startstroom worden verlaagd en het startkoppel worden verhoogd.
De motor start wordt geautomatiseerd met behulp van drie versnellingsrelais (1RU - 3RU). Dit zijn conventionele 24 volt DC-timers. Voor hun kracht is er een step-down transformator en rectificator.
Een driefasige blok elektromagnetische rem is verbonden met de motorklemmen, die, wanneer spanning op de motor wordt toegepast, de as remt, en wanneer de spanning verdwijnt, wordt de motoras onmiddellijk vastgeklemd en in een vaste positie gefixeerd.
Motor achteruit met behulp van contacten van twee elektromagnetische starters (in diagram B en H). De stroomtoevoer naar het circuit wordt geleverd via een stroomonderbreker (op het circuit - WU) en een stroomonderbreker (1A).
Opname in het werk van de lift is alleen mogelijk met spanning. Het wordt bestuurd door een spanningsrelais (PH), dat zich aan de linkerkant van het circuit bevindt. Er zijn ook stopcontacten en een bel die vanaf elke locatie kan worden ingeschakeld om de geleider te bellen.
De deuren van de schacht en cabine openen en sluiten handmatig. De lift wordt bediend met behulp van de hendelschakelaar in drie standen - "Omhoog", "Omlaag" en "Nul".
Wanneer de hendel naar een van de uiterste standen wordt bewogen, begint de lift te bewegen en wanneer de gewenste vloer wordt bereikt, wordt de hendel mechanisch in de "nul" -positie gebracht. In dit geval worden de contacten in het schakelcircuit verbroken, wordt de startspoel uitgeschakeld, wordt de motor losgekoppeld van het netwerk, worden de contacten in het circuit van de rotor geopend en stopt de lift. Daarna kunt u de beweging van de lift in de tegenovergestelde richting starten.
De goederenlift behoort tot apparaten met een hoog risico en in het circuit (zoals in de schema's van eventuele liften) zijn er een groot aantal verschillende vergrendelingen eindschakelaar contacten en contacten van verschillende beveiligingsinrichtingen.
In dit schema zijn dit trip (eind) schakelaars die het sluiten van de cabinedeuren regelen, schachten op de onderste en bovenste verdiepingen, het omhoog en omlaag brengen van de cabine boven de werkende bovenste en onderste zones, de contacten van de "verslapping van de hijskabels" die openen wanneer de kabel wordt verzwakt of losgemaakt liftcabine, contacten van de snelheidsbegrenzer, vanger en kabelspanner. In totaal - 14 discrete sensoren.
Wanneer een van de vermelde contacten opent, moet de liftmotor onmiddellijk uitschakelen en remmen, daarom zijn alle sensoren, het spanningsrelaiscontact en de knop "Algemene stop" in serie verbonden met het spoelcircuit van de elektromagnetische actuatoren die de motor besturen.
Een PLC-programma maken voor een vrachtlift
De taak was dat, zonder iets in het apparaat te veranderen, in principe de werking en bedieningselementen van de lift, zijn circuit van een verouderde relaisweergave overzetten naar een optie met behulp van een programmeerbare controller.
Het voordeel van de programmavorm voor het besturen van de installatie is dat het programma in de toekomst desgewenst eenvoudig kan worden gewijzigd, het bedieningsgemak van de lift kan worden verbeterd, de logica van de werking kan worden gewijzigd en de functionaliteit kan worden verbeterd. Maar deze acties moeten gepaard gaan met een wijziging in het ontwerp van de lift en de toevoeging van andere extra apparaten aan het circuit. In onze versie was een dergelijke taak niet gesteld.
In dit geval is een optie voorgesteld om de elektrische uitrusting van een vrachtlift te moderniseren door het regelschema met een dergelijke aanpak te wijzigen dat bijvoorbeeld absoluut niets zou veranderen voor een persoon die een dergelijk mechanisme bedient.
Daarom zullen we het hoofdbesturingsapparaat voor de lift opslaan - de hendelschakelaar en de asynchrone motor verlaten met de faserotor met zijn drietrapsstart, hoewel we deze nog steeds willen vervangen door een asynchrone motor met een eekhoornkooirotor die via de softstarter wordt ingeschakeld. Maar voor nu zullen we dit niet doen, omdat deze oplossing het elektrische circuit van de lift aanzienlijk zal vereenvoudigen, wat niet erg ingewikkeld is.
We zullen ons schema dus in vier zones verdelen (zie het liftschema in de afbeelding).
In zone 1 zullen we niets aanraken, omdat zij is verantwoordelijk voor het geluid van de lift en controleert de aanwezigheid van spanning in het circuit. Zone 2 met de motor, elektromagnetische rem en vermogenscontacten van de starters verandert ook niet. Alle apparaten uit zone 4 kunnen worden verwijderd, omdat de volgorde van het opnemen van contacten in het rotorcircuit van de motor wanneer deze wordt gestart, wordt geregeld door softwaretimers. Blijft zone 3. De belangrijkste modernisering heeft invloed op deze specifieke zone.
Als controller nemen we het PLC-bedrijf Ram. Het programma voor hem zal zijn in de taal CFC. Naar mijn mening is dit de handigste taal voor beginners. Hij lijkt erg op elkaar in de taal van functionele blokken FBDmaar met zijn eigen kleine functies. Zoveel houden van een andere geweldige taal - ladder taal LD. Ik heb niets tegen, maar aan CFC Het is handiger voor mij om een programma voor PLC te compileren, dus ik gebruikte deze taal, maar hier is alles voor iedereen. Om het programma dat we gebruiken te compileren het pakket CoDeSys 2.3.
Een programma is een set functionele blokken (EN, OR, NIET, triggers en timers). Het werkprogramma van de goederenlift in de taal CFC:
In eerste instantie hebben we blokken nodig EN (element en). Aan de uitgang van het element staat een logische eenheid (in het programma -"TRUE") alleen wanneer logische eenheden ook op alle ingangen staan. Als de status van zelfs maar één ingang verschilt van eenheid, wordt de uitgang gereset naar nul (in het programma - "VALSE").
Dit element helpt ons om alle in elkaar grijpende contacten en veiligheidscontacten (discrete ingangen) te organiseren, en zoals u zich herinnert, zijn er 14 (in het programma worden ze aangegeven onder de naam) SQ1 - SQ14). Naar de invoer van het blok EN we verbinden ook het contact van het spanningsrelais en de knop "Algemene stop" (SB1). Voor het gemak heb ik alle contacten op 3 elementen gemaakt ENen vervolgens een andere gebruikt om ze in één keten te combineren.
Standaard heeft elke functionele eenheid bij het toevoegen aan het programma 2 ingangen. Als u een extra invoer moet toevoegen, moet u met de muis op het blok wijzen, erop drukken en de optie "Blokinvoer" selecteren. U kunt dus elk gewenst aantal extra ingangen aan het blok toevoegen.
De hendelschakelaar is verbonden met twee controlleringangen (in het programma - "SA_verh" en "SA_niz"). Een schakelaar in elk van de twee uiterste standen levert een logische eenheid aan een van de twee RS triggers ("RS_verh" of "RS_niz"). Een trigger is een analoog van een startspoel met een blokkeercontact in een relaisbesturingscircuit.
Om dit in te schakelen, dient u de logische eenheid in bij de contactpersoon "SET"uitschakelen - aan"RESET". Triggeruitgang "Q1"verzendt een signaal naar een van de controlleruitgangen -"KM1" of "KM2"waarmee is verbonden solenoïde spoelen. Starters schakelen contacten en regelen de motor.
De start in drie fasen in het programma is georganiseerd met behulp van 2 timers "TON". Bij het toepassen van een logische eenheid op de timerinvoer 'IN"hij telt de tijd die wordt gegeven bij de invoer"PT"en schakelt de vertragingsuitgang"Q"van logische nul tot één. Nadat de eerste timer (T1) wordt geactiveerd door een signaal van de uitgang (Q), begint de tijd te rekenen op de tweede timer (T2) en na een tijd die is opgegeven bij de PT-ingang, stuurt de tweede timer ook een logische eenheid naar de uitgang (Q) .
Naar controlleruitgangen (in het programma - KM3, KM4 en KM5) 3 spoelen van elektromagnetische starter zijn aangesloten. De eerste gaat meteen aan wanneer u KM1 of K inschakeltM2 en verbindt de maximale weerstand met de rotor van de motor, KM4 en KM5 inschakelen door timer en afwisselend kortsluiting van een deel van de startweerstand. Na het starten van de motor blijven alle drie starters in de aan-stand.
element OR (logisch OF) nodig om gelijktijdig een van de twee hoofdstarters te starten, werd het deel van het circuit dat verantwoordelijk was voor het opstarten van de drietraps motor in de werkzaamheden opgenomen. Als er een logische eenheid is aan een van de ingangen van het element "OR", wordt een logische eenheid verzonden naar zijn uitgang, dat wil zeggen dat voor zijn werking een signaal op een van zijn ingangen voldoende is.
Tussen timers en controlleruitgangen EN met een van de inverse ingangen (invoercirkel). Voor dit element verschijnt een logische eenheid aan de uitgang alleen wanneer een logisch eenheidssignaal wordt toegepast op een normale ingang en een logische nul wordt toegepast op een inverse.
Hetzelfde element, alleen met twee inverse ingangen, bevindt zich naast de ingangen "SA_verh" en "SA_niz" en ontvangt signalen van de hendel. Dit is nodig om ervoor te zorgen dat alle starters op de uitgangen worden uitgeschakeld wanneer de schakelaar terugkeert naar de nulstand, wanneer zowel de omhoog- als omlaagcircuits open zijn.
Als er twee logische nullen zijn bij de invoer van een dergelijk element EN geeft een logische eenheid aan de uitgang van het element. Dit signaal komt via het programma naar de ingang van triggers "RESET", worden de triggers op nul gezet en zijn de starters op de uitgangen uitgeschakeld. Elementen EN met één inverse ingang tussen timers en uitgangen KM3 en KM4 ontkoppel deze uitgangen en ontkoppel dienovereenkomstig de starters die verantwoordelijk zijn voor het rangeren van de weerstanden in het rotorcircuit wanneer de motor wordt gestopt.
Om een inverse invoer of uitvoer in te stellen, moet u de muis naar het functionele blok verplaatsen, de gewenste invoer of uitvoer selecteren, op de rechter muisknop drukken en "Omkeren" selecteren. Evenzo kan elke inverse invoer of uitvoer worden omgezet naar normaal.
elementen EN Nummers 5 en 10 staan niet toe dat starters die verantwoordelijk zijn voor het aansturen van de motor omhoog en omlaag tegelijkertijd worden ingeschakeld (bescherming tegen kortsluiting in de stroomcontacten van de starters terwijl ze worden ingeschakeld). Hoewel dit in dit schema met een hendelschakelaar niet mogelijk is.Maar omdat dergelijke blokkeercontacten in het oorspronkelijke relaiscircuit aanwezig waren, werd besloten deze in het programma voor de PLC te houden.
En tot slot blijft het een onmiddellijke uitschakeling van de elektromotor bij het openen van een van de contacten aan de ingang. Door de aanwezigheid van triggers in het circuit kon dit aanvankelijk niet worden gedaan. Om het circuit in elke noodsituatie correct te laten werken (activeren van veiligheidscontacten, contacten van de schakelaars, spanningsrelaiscontact of de knop "Algemene stop"), is een circuit toegevoegd twee ketens van elementen NIET en OR (4 en 7).
Het NOT-element gaat vooraf aan de logische eenheid bij de ingang tot de logische nul aan de uitgang en vice versa - de nul bij de ingang aan de eenheid aan de uitgang. Kun je uitleggen hoe de ketens van NIET en OF in het programma werken? Schrijf in de reacties.
CFC-programma-emulatie in CoDeSys
Nadat u het programma hebt gemaakt, kunt u het inchecken CoDeSys in emulatiemodus. Selecteer hiervoor "Emulatiemodus" op het tabblad "Online", klik op de knop "Verbinden" en stel vervolgens de logische eenheid in op alle ingangen - "TRUE", schrijf deze waarden naar het programma door te klikken op"Ctrl" + F7 en klik F5 om te beginnen.
Emulatie modus inCoDeSys:
Ingangsschakeling simuleren ("TRUE"En"VALSE") u kunt kijken naar de verandering van circuits in blauw (signaalpad) en de verandering in de status van de uitgangen. Vergeet niet om na elke verandering in de ingangstoestand deze waarden naar het programma te schrijven door op te drukken"Ctrl" + F7. Om de emulatiemodus uit te schakelen, klikt u op "Stop" en vervolgens op "Verbinding verbreken" op het tabblad "Online" en schakelt u de "Emulatiemodus" uit.
conclusie
Nogmaals wil ik opmerken dat dit project uitsluitend betrekking had op educatieve doelen en nog niet is getest op een echte programmeerbare controller. Als u vragen heeft en een van de bovenstaande punten niet duidelijk is, stel deze dan in de opmerkingen, ik zal proberen ze te beantwoorden. En het is ook heel belangrijk voor mij om een antwoord op de vraag te krijgen - moet ik doorgaan met het schrijven van artikelen over dit onderwerp? Over het algemeen ben ik bereid om naar constructieve opmerkingen en suggesties te luisteren.
Zie ook op electro-nl.tomathouse.com
: