Vzdálené ovládání modelu v laboratoři

Transkript

1 KONTAKT 2011 Vzdálené ovládání odelu v laboratoři Autor: Bc.. Jaroslav Pecka peckajar@fel fel.cvut.czcz Vedoucí: Ing. Pavel Burget, Ph.D. pavel.burget burget@fel.cvut.czcz Katedra řídicí techniky FEL ČVUT Praha

2 Vzdálené ovládání odelu v laboratoři Model pneuatických výtahů Obr 1: Model 3 fyz.. systéy papírového válečku pohybujícího se ve vertikálně uístěné trubce UZ senzor pro sníání polohy kabiny polohu řídíe proude vzduchu ventilátorů provedena identifikace ARX odelu, navrhnut PD regulátor realizována vzorová řídící aplikace zastavení v ezipatře při požadavku na jízdu stejný sěre kooperace výtahů k x T x g + F A F G c u Rov 1: Pohybová rovnice systéu F (u) V = 0 F T Obr 2: Fyzikální systé

3 L2 P1 R1 L1 F Vzdálené ovládání odelu v laboratoři Zapojení řídícího systéu Bezpečnostní (FailSave( FailSave) ) část Siatic 315F-2 2 DP/PN - bezpečnostní PLC ET200 - FailSafe IO - tlačítko - zdvojené relé pro připojení technologie k napájení SCALANCE W PRO - průyslový AP Mobile Panel 277F IWLAN - SIMENS HMI - tlačítko - dvojice spouštěcích tlačítek - vizualizace Připojení technologie Wago 750/753 - všechny ostatní IO 24V ET200 K1 230V CPU 315F-2 PN/DP K2 K3 tlačítko nouzového zastavení SCALANCE W780-1 PRO odel pneuatických výtahů Wago WiFi - 5GHz Wago 750/753 řízená technologie MP 277F IWLAN Obr 3: Zapojení řídícího systéu

4 Vzdálené ovládání odelu v laboratoři Vzdálený přístup k odelu LabLink - server pro podporu vzdálené výuky - rezervační systé - vzdálená plocha pro práci s odele - poocí přío připojen k PLC Coand Interface - knihovna funkcí prograu STEP7 nahrávání HW konfigurace nahrávání/azání prograových bloků - podporuje vyšší prograovací jazyky (VB, C#, ) student INTERNET LabLink vzdálená plocha CPU 315F-2 DP/PN Obr 4: Vzdálený přístup k odelu

5 Vzdálené ovládání odelu v laboratoři Autor:: Bc. Jaroslav Pecka Autor peckajar@fel.cvut.cz Vedoucí: Ing. Pavel Burget, Ph.D. pavel.burget@fel.cvut.cz Model pneuatických výtahů Na obrázku 1 je odel pneuatických výtahů uístěný v laboratoři řídících systéů a distribuovaných řídících systéů s109. s109 Model je určen pro výuku studentů katedry řídící techniky, předevší pak předětu Řídící systéy. Model je složen ze tří vertikálně uístěných trubek z plexiskla, které reprezentují výtahové šachty. Uvnitř každé z trubic se volně pohybuje papírový váleček, který je nadnášen proude vzduchu ventilátoru. Tyto válečky představují kabiny výtahu a jejich poloha je ěřena ultrazvukovýi senzory vzdálenosti. Požadavky pro zastavení výtahu jsou uschovány ve speciální tabulce, jejíž procházení se vyhodnocuje kde á výtah zastavit. Tento způsob uožňuje zastavování v ezipatrech při požadavku na jízdu stejný sěre a při spojení tabulek požadavků dohroady i kooperaci výtahů. INTERNET LabLink CPU 315F-2 DP/PN student vzdálená plocha Obrázek 3: Vzdálený přístup k odelu Vzdálený přístup k odelu V laboratoři s109 je uístěn server LabLink. Jedná se o server pro podporu vzdálené výuky. Na toto serveru běží vzdálená plocha, ke které se ohou h studenti t d ti skrze k rezervační č í systé té připojit. ři jit Server je poocí Profinetu IO propojen přío s PLC a tudíž lze s odele pracovat. V ráci této DP byl realizován progra v prog. jazyce C#, který prostřednictví knihovny Coand Interface využívá funkce prograu Step7 a uožňuje připojení k PLC a nahrání HW konfigurace a jednotlivých částí prograu do PLC. odel pneuatických výtahů 230V Obrázek 1: Model pneuatických výtahů K3 ET200 Nejprve je identifikován fyzikální systé válečku pohybujícího se ve vertikálně uložené trubici (obrázek 2) poocí ARX odelu systéu. Pro identifikovaný systé je navrhnut PD regulátor, který řídí polohu válečků v trubici. K1 c kt x& g + u = 0 Wago 750/753 Rovnice 1: Pohybová rovnice fyzikálního systéu řízená technologie FT F L1 R1 P1 ž á vzorová á aplikace lk ří řízení í Navržená výtahů už jen nastavuje vhodné referenční hodnoty regulátorů a FV (u) čeká na příjezd kabiny do žádaného patra, který je detekován Obrázek 2: optickýi čidly uístěnýi v jedidentifikovaný notlivých patrech. fyzikální systé L2 FG K2 Wago &x& Bezpečnostní prvky obilního operátorského panelu Mobilní panel MP 277F podporuje další bezpečnostní stavy technologie, než jen pouhé odstavení. K obilníu panelu jsou dodávány vysílače, které výsílají do svého blízkého okolí unikátní identifikační kód. Tyto vysílače se uístí k různý distribuovaný částe technologie a MP podle vysílaného id pozná u které části technologie se operátor vyskytuje. K technologii se následně opeátor usí přihlásit. Teprve poto jsou aktivní bezpečnostní prvky obilního panelu (tlačítko nouzového zastavení je aktivní vždy). Podporované bezpečnostní stavy jsou následující. Bezpečnostní progra PLC 24V FA Model je řízen bezpečnostní PLC SIMATIC 315F-2 DP/PN. Všechny vstupy a výstupy používané pro řízení odelu jsou připojeny k IO odulu Wago 750/753. Tento odul je připojen poocí průyslové sběrnice. Na sběrnici je dále připojen bezpečnostní IO odul ET200, ke ktekteréu jsou připojeny všechny bezpečnostní prvky odelu. Jedná se o tlačítko nouzového zastavení a předevší o zdvojené relé, které celý odel připojuje k napájení. Vizualizace procesu běží na obilní panelu MP 277F IWLAN rodiny odin zařízení aří ení HMI. HMI Tento obilní panel kounikuje prostřednictví průyslové WiFi sítě s průyslový AP SCALANCE W780-1 Pro. Tento panel také podporuje bezpečnostní (FailSafe) kounikaci a je vybaven bezpečnostníi prvky. Jedná se o další tlačítko nouzového zastavení a o dvojici spouštěcích tlačítek, která slouží k uvedení technologie zpět do provozního stavu. Eergency stop spouští operátor tlačítke Shutdown spouští FCPU, chyba kounikace, závislé na přihlášené zóně Local rapdown opuštění zóny bez odhlášení Global rapdown spouští FCPU, chyba kounikace, nezávislé na přihlášené zóně tlačítko nouzového zastavení Identifikace a řízení systéu Zapojení bezpečnostního řídícího systéu WiFi - 5GHz CPU 315F-2 PN/DP Obrázek 4: SCALANCE W780-1 PRO MP 277F IWLAN Zapojení bezpečnostního řídícího systéu Bezpečnostní progra je uístěn v chráchrá něné části paěti bezpečnostního PLC. V realizované bezpečnostní prograu áe nadefinovanou jednu zónu poocí vysílače uístěného u odelu. Pro spuštění odelu je zapotřebí se k technologii přihlásit. Teprve poto je dvojice spouštěcích tlačítek na obilní panelu aktivována a lze její stisknutí spustit technologii. Z podporovaných bezpečnostních stavů využíváe pouze stav Eergency stop. Po jeho aktivaci stiske jednoho z tlačítek nouzového zastavení je technologie odpojena od napájení. Ke znovuaktivaci technologie opět souží dvojice spouštěcích tlačítek. Technolgie je připínána k napájení poocí dvou paralerně zapojených relé. Každé disponuje dvojicí kontaktů, takže poocí druhé dvojice bezpečnostní progra kontroluje ve zpětné vazbě správné sepnutí.