Příklady PLC - STR Autoři: Ing. Josef Kovář a) Ing. Zuzana Prokopová b) Ing. Ladislav Šmejkal, CSc. Partneři projektu: Rostra s.r.o. Trimill, a.s. Výukový materiál byl vytvořen v rámci projektu Implementace programování PLC automatů dle evropské normy IEC 61 131 do výuky žáků středních škol, reg. č. CZ.1.07/1.1.08/01.0016. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Příklady PLC STR - 2-1. příklad: Signál STOP vrtačka je v chodu v případě, že není stisknut spínač STOP. 2. příklad: Hlídání skladů a. Siréna zazní v případě, že jeden nebo druhý senzor přítomnosti dává při poplachu signál l. b. Siréna zazni v případě, že jeden nebo druhý senzor přítomnosti dává při poplachu signál 0. c. Siréna zazní v případě, že jeden i druhý senzor přítomnosti dává při poplachu signál l. d. Siréna zazní v případě, že jeden i druhý senzor přítomnosti dává při poplachu signál l. 3. příklad: Zásobníky se sypkým materiálem a. Tři zásobníky se plní nezávisle na sobě. Navrhněte program pro bezpečnostní obvod, který vytvoří signál H v případě, že některý snímač maximální výše úrovně dá při zaplnění signál l. b. Tři zásobníky jsou plněny nezávisle na sobě. Navrhněte program pro bezpečnostní obvod, který vytvoří signál H v případě, že některý snímač maximální úrovně materiálu dá při zaplnění signál 0. c. Tři zásobníky jsou propojeny do společné výpusti. Stav každého zásobníku je hlídán senzorem, který v přítomnosti sypkého materiálu dává log. l. Navrhněte program, který bude signalizovat, že už zbývá jen jeden plný zásobník. 4. příklad: Vypnutí strojního zařízení Strojní zařízení se v případě, že je stisknuto kterékoliv z bezpečnostních tlačítek B 1, B 2, B 3. 5. příklad: Signalizace výšky hladiny Výška hladiny je snímána dvěma senzory - horním S H a dolním S D, které dávají logickou 1 v případě detekce vody. Navrhněte logické funkce, které budou rovny jedné v případě: a. Y N - v nádrži poklesla voda pod dolní senzor, horní indikuje stav bez vody b. Y P - oba senzory indikují vodu c. Y S - hladina je mezi oběma senzory d. Y E - horní senzor indikuje vodu, dolní nikoliv 6. příklad: Dopravní linka Pohon dopravní linky, dostane signál l pro spuštění chodu v případě, že: a. jsou stisknuta obě tlačítka ručního ovládání nebo právě dva ze tří senzorů přísunu materiálu indikují přítomnost materiálu (log. l) b. jsou stisknuta obě tlačítka obouručního ovládání a zároveň senzor přítomnosti polotovaru dává signál l nebo právě dva ze tří senzorů přísunu materiálu indikují přítomnost materiálu (log. l) 7. příklad: Chod tří dopravníků Navrhněte a realizujte logickou funkci pro signalizaci chodu tří dopravníků. Signalizace svítí: a. je-li v chodu právě jeden (libovolný) dopravník ze tří b. jsou-li právě dva libovolné dopravníky v chodu c. jsou-li v chodu nejméně dva dopravníky
Příklady PLC STR - 3-8. příklad: Soustruh obrábí, je-li současně zapnut hlavní vypínač (a) a zároveň osvětlení stroje (b) a není současně buď nízký stav oleje (c) v převodovce nebo rozpojená spojka (d). 9. příklad: Jízda výtahu I Kabinka ve výtahu se pohybuje jestliže v kabince je alespoň jedna osoba A a sepnutím tlačítka B v kabince dá povel k spuštění motoru, nebo když není v kabince osoba A a někdo sepnutím tlačítka C výtah přivolá. 10. příklad: Ovládání světel auta Navrhněte program pro zapojení spínačů světel v osobním automobilu. V autě jsou čtyři spínače: pro zapínání světel: OB (obrysová), DT (dálková/tlumená), PM (přední mlhovky), ZM (zadní mlhovky). Dále jeden spínač PDT na přepínání tlumená/dálková světla. Spínače ovládají světla obrysová Y OB, tlumená Y T, dálková Y D, přední mlhovky Y PM, zadní mlhovky Y ZM. Žádná světla nelze rozsvítit bez zapnutí obrysových světel, zadní mlhovky lze rozsvítit jen současně s předními, přední mlhovky lze rozsvítit i bez dálkových či tlumených světel. Varianta pro pokročilé: ve skutečném autě je navíc další spínač pro ovládání světelné houkačky (dálková světla), která musí fungovat nezávisle na všech spínačích. 11. příklad: Obvod pro indikaci chodu zařízení Pro indikaci chodu zařízení navrhněte program, kde stále dokola bude rotovat jedna dioda (dvě, tři). 12. příklad: Jízda výtahu II Motor výtahu se rozběhne v případě, že stiskneme některé ze tří tlačítek T 1, T 2, T 3 výběru patra, není-li přitom stisknuto tlačítko STOP a dává-li snímač zavření dveří D signál l. 13. příklad: Řízení dopravních pásů V hale jsou 3 pásy na sobě vzájemně závislé. Každý pás je ovládaný samostatně pomocí tlačítka START a STOP. Navržený program musí zajistit blokování dopravníků tak, aby zadní dopravníky nešly spustit, pokud neběží dopravníky přední. Při vypnutí předního dopravníku se musí zadní dopravníky zastavit. 14. příklad: Jízda výtahu III Napište program pro ovládání stavebního výtahu tak, že v daném okamžiku jej lze zapnout pouze jedním směrem (při jízdě jedním směrem jej nelze přepnout). K ovládání jízdy v obou směrech slouží dvě tlačítka. 15. příklad: Provoz dopravníku Navrhněte program pro ovládání dopravníku, který se uvádí do chodu stiskem tlačítka START. Dopravník se zastavuje pomocí dvou koncových spínačů A a B. K zastavení dojde pouze v případě, kdy se sepne nejprve spínač A a následně spínač B. 16. příklad: Přepínač hvězda trojúhelník Navrhněte program pro ovládání motoru s přepínáním HVĚZDA TROJÚHELNÍK. Pro ovládání se používají tlačítka A rozběh do hvězdy, B chod v trojúhelníku. Pro vypnutí tlačítko S. Princip činnost: Po stisku tlačítka A se sepne stykač pro zapnutí do hvězdy. Do trojúhelníku lze motor přepnout až po vypnutí hvězdy tlačítkem S, kterým lze kdykoliv vypnout oba stykače. Pokud motor běží v trojúhelníku, nelze jej tlačítkem B přepnout do hvězdy.
Příklady PLC STR - 4-17. příklad: Spínání dopravníků pro přesun materiálu Máme 4 dopravníky, které se spínají jeden za druhým vždy po časové prodlevě 2s. Princip činnosti: Sekvence zapínání začne po stisku tlačítka START. Každý z dopravníků se dá samostatně vypnout tlačítkem STOP1 až STOP4. Protože je chod dopravníků na sobě navzájem závislý, musí při vypnutí jednoho z dopravníků dojít i k vypnutí dopravníků následujících. (Např.: při vypnutí dopravníku 2 se musí vypnout i dopravníky 3 a 4). 18. příklad: Jízda výtahu s reverzací s časovou prodlevou a prodlevou po stisku STOP Pro zapnutí slouží tlačítka VPŘED a ZPĚT. Pro vypnutí tlačítko STOP. Princip činnosti: Po stisku VPŘED se sepne 1. stykač a výtah se rozjede směrem nahoru. Pokud je stisknuto tlačítko ZPĚT, 1. stykač se rozpojí, ale 2. stykač pro chod dolů se sepne až po 5s, kdy se předpokládá, že výtah již stojí. Výtah lze kdykoliv vypnout tlačítkem STOP. Po stisku tohoto tlačítka nelze zapnout výtah po dobu 5s. Celá sekvence platí i pro chod opačný. 19. příklad: Ovládání stolu brusky Po stisknutí tlačítka Pohyb stolu zapnout" se má stůl brusky začít pohybovat střídavě vlevo až do polohy dané levým koncovým spínačem a pak vpravo až do polohy dané pravým koncovým spínačem. Po stisknutí tlačítka Pohyb stolu vypnout" se má pohyb stolu okamžitě zastavit. Navrhněte řízení pomocí PA a napište program. VSTUPY A VÝSTUPY - označení proměnných a definice významů jejich logických hodnot Vstupní proměnná Označení 20. Význam log. Konc.spínač levý SL Stůl vlevo: hodnoty SL=1 Konc.spínač pravý SP Stůl vřavo: SP=1 Tlačítko zapnout ZAP Stisknuto: ZAP=1 Tlačítko vypnout VYP Stisknuto: VYP=1 Výstupní proměnná Motor stolu doleva MOTL MOTL=1: stůl doleva Motor stolu doprava MOTP MOTL=1: stůl doprava
Příklady PLC STR - 5 - Blokové schéma 21. příklad: Čerpadlo topného oleje pro olejový hořák může být spuštěno a vypnuto dvěma různými tlačítky ze dvou míst. Čerpadlo lze ovšem spustit jen tehdy, hoří-li pomocný plamének, což indikuje bimetalické čidlo. Navrhněte program pro PA. VSTUPY A VÝSTUPY označení proměnných a definice významů jejich logických hodnot Vstupní proměnná Označení Význam log. hodnoty označení proměnných SI Stisknuto: SI změní hodnotu Spínač č.2 S2 Stisknuto: S2 změní hodnotu Čidlo plaménku PP Plamének hoří: PP=1 Výstupní proměnná J Čerpadlo C C=l: spustit motor čerpadla Blokové schéma
Příklady PLC STR - 6-22. příklad: Agregát je chlazen dvěma ventilátory. Kontrola jejich funkce probíhá pomocí senzorů proudu vzduchu. PA má realizovat následující kontrolní a indikační funkce: při výpadku libovolného ventilátoru se má rozsvítit optická signalizace při výpadku obou ventilátorů se má navíc rozezvučet akustická signalizace. Obě hlášení jsou realizována jen tehdy, je-li spuštěn agregát, což je též signalizováno opticky. Navrhněte pro tuto úlohu program v jazyku mnemokódů pro PA. 23. příklad: Ve vodárně jsou instalována tři čerpadla, dvě malá, Cl o výkonu QC1 a C2 o výkonu QC2 a jedno velké C3 o výkonu QC3. Tato čerpadla jsou určena pro běžný provoz. Dále je ve vodárně připraveno jedno záložní čerpadlo CR. Toto záložní čerpadlo se má uvést do provozu tehdy, jestliže dojde k poruše nčkterého z čerpadel a fungující čerpadla nedodávají minimální výkon. Provoz všech provozních čerpadel má být signalizován kontrolkou a spuštění záložního čerpadla ohlášeno zvukovou signalizací. Minimální výkon pokryje současný provoz obou malých čerpadel nebo provoz velkého a jednoho z malých čerpadel, ale nepokryje jej provoz samotného velkého čerpadla. Platí: QC1<QC2<QC3
Příklady PLC STR - 7 - Navrhněte blokové schéma řízení, sestavte pravdivostní tabulku. Určete logické funkce pro požadované řídicí funkce. Navrhněte přiřazení proměnných vstupům a výstupům programovatelného automatu, napište program pro PA. Vstupní proměnná Označení Význam log. hodnoty Motor čerpadla C1 Cl Běží: Cl-1 Motor čerpadla C2 C2 Běží: C2=l Motor čerpadla C3 C3 Běží:C3=l Výstupní proměnná I Motor záložního čerpadla MR MR-M:Spustit Kontrolka čerpadla C1 Kl Kl = l: Svítí=Motor čerpadla Cl běží Kontrolka čerpadla C2 K2 K2=1: Svítí=Motor čerpadla C2 běží Kontrolka čerpadla C3 K3 K3=l: Svítí=Motor čerpadla C3 běží Kontrolka čerpadla CR ZR ZR=1: Svítí=Motor čerpadla CR běží Akustická signalizace ALMA ALMA=1: Zní=motor čerpadla CR běží 24. příklad: Zboží na válečkové trati má být přesunuto pneumotorem na další kolmý úsek válečkové trati. Protože obsluhující personál má na starosti více podobných pracovišť rozmístěných po dílně, může vydat pokyn k přesunutí ze tří různých stanovišť. Pokyn k přesunutí je realizován přepínačem VÝJEZD. Po přepnutí do polohy l se pneumotor vysune a přesune zboží na další trať. Při přepnutí do polohy 0 se pneumotor vrátí zpět.
Příklady PLC STR - 8 - Pneumotor je ovládán monostabilním elektropneumatickým rozvaděčem. Pokud je vydán pokyn k přesunu z jednoho stanoviště, rozsvítí se na ostatních stanovištích kontrolky ZÁKAZ (manipulace). Případné povely k přesunu z dalších stanovišť musí být ignorovány. Nakreslete blokové schéma řízení manipulace na válečkové trati. Sestavte pravdivostní tabulku. VSTUPY A VÝSTUPY označení proměnných a definice významů jejich logických hodnot Vstupní proměnná Označení Význam log. hodnoty Přepínač Výjezd na stanovišti 1 SI Poloha 1:S1 = 1 Přepínač Výjezd na stanovišti 2 S2 Poloha 1:S2=1 Přepínač Výjezd na stanovišti 3 S3 Poloha 1: S3=l Výstupní proměnná Elektromag. ventil Yl Yl=l: Přesunout zboží Kontrolka na stanovišti 1 Kl Kl = l: svítí=zákaz manipulace Kontrolka na stanovišti 2 K2 Kl=2: svítí=zákaz manipulace Kontrolka na stanovišti 3 K3 Kl=3: svítí=zákaz manipulace 25. příklad: V třídicím automatu jsou testovány rozměry těles tvaru kvádru oproti dorazům. Je přitom snímána hloubka f, šířka b a výška h. Dalším snímačem je snímána zmagnetizovatelnost materiálu těles (remanentní magnetická indukce). Sledované signály mají tento význam:
Příklady PLC STR - 9 - hloubka: f =1 rozměr je velký, f = 0 rozměr není velký šířka: b = 1 rozměr je velký, b = 0 rozměr není velký výška: h = 1 rozměr je velký, h = 0 rozměr není velký m = 1 zmagnetizovatelné, m = 0 nezmagnetizovatelné (těleso) Po odměření jsou výrobky tříděny nejprve výhybkou x a pak zdvojenou výhybkou y do jednoho ze čtyř zásobníků 1, 2, 3 nebo 4 (viz obr). Každá z výhybek má dvě polohy a je elektricky řízená. V klidovém bezproudovém stavu jsou výhybky nastaveny doprava. Tělesa by měla být tříděna podle těchto kritérií: do zásobníku 1 tělesa, která mají velký jen jeden rozměr. Všechna plochá tělesa (se dvěma velkými rozměry a jedním nevelkým rozměrem) a zároveň zmagneti-zovatelná by měla směřovat do zásobníku 2. Ostatní tělesa by měla směřovat do zásobníku 4 a zásobník 3 by měl zůstat prázdný. Sestavte úplnou pravdivostní tabulku pro signály t, b, h, m, připište do tabulky polohy x, y výhybek a čísla cílových zásobníků. Nalezněte pomocí Karnaughových map minimální výstupní funkce pro řídicí proměnné x, y Napište program logického řízení třídicího automatu. 26. příklad: Manipulátor pro podávání polotovarů do lisu může uchopený plech natočit do správné polohy otočením kolem příčné osy o 180 po řídicím signálu w = 1 a (nebo) otočením kolem podélné osy o 180 po řídicím signálu d = '\. Otáčení kolem obou os může být spuštěno současně. Polotovary mají být podávány do lisu ve stálém taktu v poloze 1 (obr. 1). Pokud se dostane polotovar ze zásobníku do manipulátoru v nesprávné poloze, je tato poloha indikována třemi signály a, b, c ze tří bezkontaktních snímačů, a poloha musí být nastavena správně. Bezkontaktní snímač dává signál 0, není-li proti němu výřez. Je třeba navrhnout logický kombinační obvod, který vyhodnocuje signály a, b, c ze tří snímačů a na základě jejich hodnot dává buď povely k otáčení, nebo povel s = 1 k zastavení zařízení, neodpovídá-li kombinace signálů a, b, c přítomnosti správného polotovaru v manipulátoru. Sestavte úplnou (s osmi řádky) pravdivostní tabulku a přiřaďte potřebné výstupní signály a slovní popis stavu. Nalezněte pomocí Karnaughových map minimální výstupní funkce pro výstupní proměnné w, d, s. Napište program logického řízení otáčení manipulátoru a zastavení.
Příklady PLC STR - 10-27. příklad: Napište program pro řízení automatické linky dle následujících zadání K2 Přesun2 Přesun1 PÁS2 K5 K3 K4 PÁS1 K6 V1 120cm K7 PÁS3 V2 V3 K8 K1 K9 V4 START STOP I. Pás2 se vypne po najetí na K5.
Příklady PLC STR - 11 - II. Dojezdem na K4 se pás na 4s zastaví a opět rozjede. Pás2 se vypne po najetí na K5. III. Po projetí Zav1 se spustí čítač a zastaví se po projetí Zav2. Z počtu impulzů se vyhodnotí rychlost a vypíše na displeji Dojezdem na K4 se pás na 4s zastaví a opět rozjede. Pás2 se vypne po najetí na K5. IV. Po projetí Zav1 se spustí čítač a zastaví se po projetí Zav2. Z počtu impulzů se vyhodnotí rychlost a vypíše na displeji Po najetí na K4 se Pás2 zastaví a obrobek se ohřívá zapne se Topení Po ohřátí indikace vstupem OHREV se Topení vypne, Pás2 se opět rozjede Pás2 se vypne po najetí na K5. V. Po projetí Zav1 se spustí čítač a zastaví se po projetí Zav2. Z počtu impulzů se vyhodnotí rychlost a vypíše na displeji Po najetí na K4 se Pás2 zastaví a obrobek se ohřívá zapne se Topení Doba, po kterou se obrobek ohřívá se zadává na displeji. Po ohřátí se Topení vypne, Pás2 se opět rozjede Pás2 se vypne po najetí na K5. VI.
Příklady PLC STR - 12 - Po projetí Zav1 se spustí čítač a zastaví se po projetí Zav2. Z počtu impulzů se vyhodnotí rychlost a vypíše na displeji Po najetí na K4 se Pás2 zastaví a obrobek se ohřívá zapne se Topení Teplota, na kterou se má obrobek ohřát se zadává na displeji (max. 90 C). Porovnává se s teplotou, která je snímána přes analogový převodník na vstupech x1.0 až x1.3 jako číslo 0 až 15 (15 odpovídá 90 C). Po ohřátí se Topení vypne, Pás2 se opět rozjede Pás2 se vypne po najetí na K5. VII. Po projetí Zav1 se spustí čítač a zastaví se po projetí Zav2. Z počtu impulzů se vyhodnotí rychlost a vypíše na displeji Po najetí na K4 se Pás2 zastaví a obrobek se ohřívá zapne se Topení Doba, po kterou se obrobek ohřívá se zadává na displeji. Po ohřátí se Topení vypne, Pás2 se opět rozjede Dojezdem na K5 se zapne Přesun2, rozběhne se Pás3 a Pás2 se vypne. Přesun2 se vypne po 2s Obrobek, podle zadaného typu (na ID panelu) pokračuje na jeden z koncových spínačů K6 až K9 Odpovídající vyhazovák jej vyhodí do příslušného koše Pás3 se zastaví a program najede na bod 2. Linka se zastaví a uvede do počátečního stavu tlačítkem STOP Použitá literatura : Příklady č. 40 44 jsou převzaty z knihy PLC a automatizace 1, autoři : Ladislav Šmejkal, Marie Martinásková, nakladatelství BEN; Příklady č. 45 47 jsou převzaty z knihy Řízení a regulace pro strojírenství a mechatroniku, autoři Dietmar Schmid a kol., nakladatelství Europa Sobotáles cz. S. r. o.;
Příklady PLC STR - 13 -