Řadič automatického kotle Domovská URL dokumentu: http://dce.felk.cvut.cz/lsy/cviceni/pdf/radickotle.pdf Zdrojové kódy LOGO! programu http://dce.felk.cvut.cz/lsy/cviceni/zip/radickotle.zip Obsah ŘÍZENÍ AUTOMATICKÉHO KOTLE... 2 A) ŘEŠÍME JAKO ŘADIČ... B) REALIZACE ŘÁDIČE V LOGO!...4 C) REALIZACE V LOGICE...5 Princip dekompozice...5 Elektromechanická analogie...5 Elektronická realizace řadiče pomocí dekompozice...6 ŘÍZENÍ AUTOMATICKÉHO KOTLE S POJISTKOU PROTI ÚNIKU VODY... 7 A) ŘADIČ S VĚTVENÍM...8 B) SCHÉMA PRO LOGO!...9 C) ÚPRAVA PŘEDCHOZÍ REALIZACE PRO LOGIKU...10 ŘÍZENÍ AUTOMATICKÉHO KOTLE JAKO AUTOMAT NA GALU...11 1 X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha
Řízení automatického kotle Navrhněte řídicí obvod, který automaticky napustí kotel po stisknutí tlačítka START a ohřeje jeho obsah. Když se voda začne vařit, řídicí obvod vypne topení a zvonkem přivolá obsluhu. Když obsluha potvrdí svůj příchod tlačítkem CLOVEK, řízení přejde do výchozího stavu a opět čeká na signál START. Vstupy: START PLNY VAR CLOVEK zahájení cyklu kotel napuštěný voda se vaří konečně přišla obsluha Výstupy: VODA OHEN ZVON napouštění vody topíme pod kotlem zvonek na obsluhu 2 X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha
a) Řešíme jako řadič =0 =0 Var=0 =0 =1 =1 Var=1 1 2 =1 Řadič představuje speciální případ automatu, který většinou přechází do následujícího stavu, a to na základě splnění jedné z mnoha podmínek na svém vstupu, či jejich kombinace. V každém stavu může generovat i několik výstupních signálů, resp. jejich posloupnost. Pro zápis řadiče se obvykle používá následující syntaxe: Podmínka Stav Výstup1 Výstup2 1 2 Var 4 X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha
b) Realizace řádiče v LOGO! 1 2 Var 4 Uvedené řetězení SR obvodů (Q i1 zapojené na R i ) zaručuje, že v jednom kroku bude nahozený nový bit stavu a současně s tím zrušený starý bit stavu, takže nikdy nebudou současně nastavené dva stavové bity. Všimněte si inicializace detekcí náběžné hrany logické jedničky nastane pouze při prvním spuštění (scanu) programu. X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha 4
c) Realizace v logice Princip dekompozice Složitější úlohu s výhodou dekomponujeme na jednodušší celky. blokování hodin Multiplexor START PLNÝ VAR ČLOVĚK čítej Čítač = paměť Dekodér VODA OHEŇ 1 z n ZVONEK Elektromechanická analogie Automatická pračka, orloj a jiné. Relé Výběr kontaktu, který má právo pootočit motorkem Var Podmínkové kontakty Nestabilizovaný (střídavý) zdroj ek Výstupní kontakty Sepnutí vybraného výstupu 5 X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha
Elektronická realizace řadiče Hodiny Var D0 D1 D2 D D4 D5 D6 D7 W Y A B C D QA QB QC QD A B C G "1" 7402 UP DN LOAD CLR 7419 CO BO "1" 74151 G2B G2A G1 C B A Y0 Y1 Y2 Y Y4 Y5 Y6 Y7 74LS18 6 X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha
Řízení automatického kotle s pojistkou proti úniku vody Navrhněte řídicí obvod, který automaticky napustí kotel po stisknutí tlačítka START a ohřeje jeho obsah. Když se voda začne vařit, řídicí obvod vypne topení a zvonkem přivolá obsluhu. Pokud během ohřevu poklesne hladina vody, topení se okamžitě vypne a doplní se stav vody na maximum, teprve poté se pokračuje v ohřevu. Když obsluha potvrdí svůj příchod tlačítkem CLOVEK, řídicí obvod přejde do výchozího stavu a opět čeká na signál START. Vstupy: START PLNY VAR CLOVEK zahájení cyklu kotel napuštěný voda se vaří konečně přišla obsluha Výstupy: VODA OHEN ZVON napouštění vody topíme pod kotlem zvonek na obsluhu 7 X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha
a) Řadič s větvením Skoky připravují řadič o jeho jednoduchost. Jeden, dva skoky se dají realizovat, při větší složitosti se už může vyplatit návrh ve formě synchronního automatu. Var=1 & =0 =0 Var=0 =0 =0 1 2 =1 =1 Var=1 & =1 =1 1 2 OK OK=Var & 4 8 X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha
b) Schéma pro LOGO! 1 2 OK OK=Var & 4 9 X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha
c) Úprava předchozí realizace pro logiku Pro větvení využijeme vstup Load synchronního čítače 19 přidané obvody jsou vyznačené červenou barvou: Hodiny Var "1" A B C D QA QB QC QD D0 D1 D2 D D4 D5 D6 D7 A B C G W Y "1" 7402 UP DN LOAD CLR 7419 CO BO "1" 74151 U? G2B G2A G1 C B A Y0 Y1 Y2 Y Y4 Y5 Y6 Y7 74LS18 Poznámka: Pokud bychom navíc potřebovali zpozdit přechod mezi nějakými stavy X a Y o předvolený čas, pak ve stavu X vygenerujeme pomocný výstup jako povel pro spuštění časovače a podmíníme přechod do stavu Y uplynutím nastaveného času. Časovač lze ve stavebnici vytvořit tím, že uvolníme nulování čítače, nejlépe asynchronního dekadického čítače 90, u něhož lze dekódovat dosažení maximální stavu bez hazardů. LOGO! přímo obsahuje potřebné časovače. X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha 10
Řízení automatického kotle jako automat na GALu I když schéma automatu bude hodně složité, mnohdy stačí i jeden obvod (při vhodné součástkové základně...) více přednášky nebo podrobný návod http://dce.felk.cvut.cz/lsy/cviceni/pdf/galnavod.pdf Použití balíčku souborů ORCAD_GAL http://dce.felk.cvut.cz/lsy/cviceni/zip/orcad_gal1.zip 1) Soubory musí být rozbalené do adresáře G:\ORCAD. Pokud si chcete přece jenom zvolit svůj vlastní adresář, musíte v MSDOSu překonfigurovat výchozí cesty uložené v PLD.EXE, spuštěním programu s parametrem /C a vhodně vyplnit údaje LP a MP (pozn. konfigurace se nedá provést pod Windows NT, 2k, XP, protože v nich není možné přepisovat spuštěné EXE soubory). 2) Svoje vlastní PLD soubory si uložte do G:\ORCAD, kde se nacházejí už ukázkové příklady. Ty si můžete prostudovat a využít je jako podklady pro vlastní návrhy. Zdrojové texty musí bezpodmínečně mít příponu *.PLD a lze je vytvářet jakýmkoliv textovým editorem, nejlépe takovým, který dovoluje spouštění jiných programů s parametry. ) Překlad spustíte dávkovým příkazem PLD.BAT, za nímž následuje jméno souboru bez přípony předpokládá se *.pld, např. PLD KOTEL. Ladění programem VECTORS zavoláte dávkovým příkazem VEC.BAT, např. VEC KOTEL. Opět se nezadává žádná přípona. 4) Výsledek překladu se vám uloží do *.JED a *.LST a výsledek krokování do *.LOG. Pokud vám bude fungovat simulace, tak vám přítomní asistenti vypálí váš GAL z dat v souboru *.JED. 5) Můžete pochopitelně GALy překládat i jinými PLD službami, nebo v síťovém ORCA Du, nicméně řádkové příkazy bývají rychlejší a pružnější 6) Pokud se nám obvod nevejde do jednoho GALU, proveďte vhodnou dekompozici úlohy do 2 GALů (max. povolený počet v úloze), případně do 12 GALů a dalších pomocných obvodů z logické stavebnice... X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha 11
1) Popíšeme přechodovou tabulku automatu v textovém souboru KOTEL.PLD GAL16V8 in:(reset,start,plny,var,clovek), io:(q[0..1],voda,ohen,zvon), enable: EN, clock: CL Low: RESET Registers: CL // Q[0..1] Conditioning: EN?? Q[0..1] Procedure: RESET, Q[0..1] { pokud potřebujeme, lze přiřadit stavům i naše kódy, ty jinak přiděli překladač States: Stav=0, Stav=1, StavOhen=2, Stav= Stav.START? > Stav > Stav Stav.VODA=1 PLNY? > StavOhen > Stav StavOhen.OHEN=1 VAR? > Stav PLNY'? > Stav > StavOhen Stav.ZVON=1 CLOVEK? > Stav > Stav } 12 X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha
2) Přidáme i testovací sekci na konec souboru KOTEL.PLD Vectors: { Display Q[0..1], " : ", START, PLNY, VAR, CLOVEK, " > ",VODA,OHEN,ZVON Clear EN Test CL,RESET, START, PLNY, VAR, CLOVEK Set EN Set RESET Test CL = 0,1 Clear RESET Set START, PLNY, VAR, CLOVEK = 1000 Set START, PLNY, VAR, CLOVEK = 0100 Set START, PLNY, VAR, CLOVEK = 0000 Set START, PLNY, VAR, CLOVEK = 0100 Set START, PLNY, VAR, CLOVEK = 0010 Set START, PLNY, VAR, CLOVEK = 0001 Set START, PLNY, VAR, CLOVEK = 1000 Set START, PLNY, VAR, CLOVEK = 0100 Set START, PLNY, VAR, CLOVEK = 0010 Set START, PLNY, VAR, CLOVEK = 0001 Set RESET Test CL = 0,1 End } ) Soubor přeložíme příkazem: G:\ORGAD\PLD.BAT KOTEL 4) Podíváme se na výpis KOTEL.LST, jeli překlad v pořádku 5) Spustíme simulaci G:\ORGAD\VEC.BAT KOTEL 6) Prohlédneme si výsledek simulace v KOTEL.LOG 7) Necháme si vypálit KOTEL.JED 1 X5LOR a 5LSY Logické (systémy pro) řízení, Katedra řídicí techniky, ČVUTFEL Praha