Česká zemědělská univerzita v Praze

Česká zemědělská univerzita v Praze Technická fakulta Použití kompaktních PLC (PA) k měřícím aplikacím bakalářská práce Vedoucí práce: prof. Ing. Zdeněk Bohuslávek, CSc. Autor práce: Tomáš Burda PRAHA 2012

Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatně pod vedením prof. Ing. Zdeňka Bohuslávka, CSc. a uvedl jsem všechny literární prameny a publikace, ze kterých jsem čerpal. V Praze dne 16.4.2012

Děkuji vedoucímu bakalářské práce prof. Ing. Zdeňku Bohuslávkovi, CSc. za cenné rady, připomínky a metodické vedení práce.

Abstrakt Cílem této bakalářské práce je zjistit v jaké míře lze využít kompaktní PLC pro měřící aplikace. V kapitole Programovatelné automaty je popsána základní funkce a struktura automatů. Následující kapitola uvádí stručný výčet vyráběných řad kompaktních PLC různými výrobci a která jsou využitelná pro měřící aplikace. S vybraným automatem je provedeno měření a následné zhodnocení výsledků měření. V posledních kapitolách je popsáno využití automatu a navržena vzorová aplikace. Klíčová slova: programovatelný automat (PA), měření The use of compact programmable controllers (PLC) for measuring applications Summary The aim of this thesis is to determine the extent to which one can use compact PLC technology for measurement applications. The first chapter "Programmable Logic Controllers" describes the basic functions and structure of PLC. The next chapter provides a brief list of compact PLC series produced by different manufacturers which are usable for measurement applications. With the selected automat I performed some measurement and present an evaluation of the results. The last chapter describes the use of the selected PLC and the designed sample application. Key words: programmable logical controler (PLC), measuring

Obsah 1 Úvod... 1 2 Programovatelné automaty... 2 2.1 Historie... 3 2.2 Blokové schéma PLC... 3 2.3 Zpracování programu v PLC... 4 2.4 Programovací jazyky... 4 2.4.1 Textové jazyky... 4 2.4.2 Grafické jazyky... 4 2.5 Rozdělení automatů... 6 2.5.1 Mikro PLC... 6 2.5.2 Kompaktní PLC... 7 2.5.3 Modulární PLC... 7 3 Přehled a charakteristika kompaktních PLC... 9 3.1 Crouzet Millenium 3... 9 3.2 Eaton (Moeller) EASY... 11 3.3 Siemens LOGO!... 12 3.4 Tecomat FOXTROT... 13 4 Výběr vhodného PLC pro měřící aplikace... 14 4.1 Analýza analogových vstupů... 14 4.1.1 Hardwarové řešení analogových vstupů... 16 4.1.2 Parametry AD převodníku procesoru ATmega128... 17 4.2 Laboratorní měření... 18 4.2.1 Přesnost převodu... 18

4.2.2 Rychlost odezvy PLC... 20 4.2.3 Rozlišení AD převodníku... 21 4.2.4 Vyhodnocení naměřených údajů... 22 5 Přehled příkladů užití k provoznímu měření... 23 5.1 Měření tlaku... 23 5.1.1 Funkční blok PRESSURE GAIN... 23 5.1.2 Funkční blok FLOW... 24 5.1.3 Funkční blok LEVEL... 25 5.2 Měření teploty... 26 5.2.1 Funkční bloky CTN... 26 5.2.2 Funkční blok DEFROST... 26 5.2.3 Funkční blok HEAT CURVE... 27 5.3 Analogový PID regulátor... 27 6 Návrh na realizaci měřící aplikace... 29 6.1 Popis zadání... 29 6.2 Přiřazení vstupů a výstupů PLC... 30 6.3 Popis funkce programu... 30 6.3.1 Ruční ovládání závlahy... 31 6.3.2 Vypouštění nádrže... 31 6.3.3 Automatická regulace výšky hladiny... 31 6.3.4 Automatická zálivka... 31 6.3.5 STOP... 32 6.3.6 Makro OUT... 32 6.4 Testování navržené aplikace... 32

7 Závěr... 33 8 Seznam použitých zdrojů... I 9 Seznam zkratek... II 10 Seznam použitých symbolů... III 11 Seznam obrázků... IV 12 Seznam tabulek... VI 13 Seznam příloh... VII

1 Úvod Tato bakalářská práce se zabývá možnostmi využití kompaktních programovatelných automatů pro měřící účely. V dnešní době se kompaktní PLC používají nejenom pro průmyslové odvětví, ale také pronikají do domácností, kde fungují jako řídící systém domácí automatizace. Je to systém jednoduchý a nenáročný. Mezi jejich velké výhody patří nízká pořizovací cena, jednoduchá instalace a nenáročné programování či následné ovládání. Mnoho z těchto automatů má možnost využít některé svoje vstupy jako analogové. Tedy k automatu můžeme připojit např. senzor teploty a měřit jím teplotu v místnosti. Ale co lze od těchto automatů očekávat? Odpovědí je obsah této bakalářské práce. Jejím cílem je prozkoumat trh a několik vybraných automatů blíže představit. Následně vybrat jeden automat, který podrobně popíši. S tímto automatem provést měření a získané výsledky vyhodnotit. Podle nich navrhnout adekvátní vzorovou aplikaci. V kapitole 2 je vysvětleno, co to jsou programovatelné automaty, jak fungují, jak se programují a jejich základní členění. Kapitola 3 ukazuje stručný přehled často používaných automatů od čtyř různých výrobců. Tyto automaty jsou vyráběny v několika řadách, jejichž základní parametry uvádím v tabulkách. Kapitola 4 popisuje vybraný automat, kde se zabývám jeho konstrukcí a parametry měřících vstupů. Dále je zde vyhodnoceno provedené laboratorní měření. V kapitole 5 ukazuji využitelnost automatu v měřících aplikacích. Jsou zde popsány funkce, kterými se tento automat příznivě odlišuje od konkurenčních přístrojů. V poslední kapitole je uvedena vzorová aplikace, která odpovídá závěrům zjištěným v předchozích kapitolách. 1

2 Programovatelné automaty Automaty jsou hardwarová zařízení, která podle nějakého programu automaticky vykonávají nespojitou řídící činnost. Také obsahují analogovou část proo řízení analogových procesů. Řídící algoritmy mohou být vykonávány dvěma způsoby: a) Paralelně program je hardwarové uspořádání logickýchh obvodů. schéma paralelního řídícíhoo systému je na Obr. 1. Blokové Obr. 1 Paralelní zpracování (1) b) Sériově program je řešen postupným vykonáváním sekvencí instrukcí. Blokové schéma tohoto systému je tedy jednodušší než v předchozím případě a je znázorněno na Obr. 2. Obr. 2 Sériové zpracování (1) Programovatelné logické automaty (Programmable Logical Controler PLC) jsou elektronické systémy určené pro průmyslové prostředí. Využívají programovatelnou paměť pro provádění specifických funkcí (logické, sekvenční, časové,, apod.) za účelem řízení strojů nebo různých procesů. K tomuto účelu využívají digitální, analogové vstupy a výstupy. Automaty jsou konstruovány tak, aby bylo zajištěno snadné začlenění do systémů průmyslového řízení. (1) 2

2.1 Historie PLC bylyy vyvinuty koncem 60. let 20. století pro automobilový průmysl v Americe. Před nástupem PLC byla výroba řízena pomocí reléovéé logiky, vačkových časovačů a mnoha dalších elektromechanických systémů. Takže jakákoliv změna či aktualizace řídícího systému znamenala přepojení mnoha prvků. To bylo finančně a časově velmi náročné. (2) V 80. letech dochází k prvním pokusům o standardizaci v komunikaci, zmenšování velikosti automatů. Začíná se též postupně prosazovat programování symbolické programování pomocí osobních počítačů. Do této doby se PLC programovali pomocí programovacích terminálů nebo ručních programátorů. Začátkem 90. let dochází k postupnému snižování počtu protokolů a k modernizaci fyzických vrstev. V poslední době je j snahou sjednotit programování automatů do mezinárodního standartu, kterým se zabývá norma IEC 1131 3. (3) jednoho 2.2 Blokové schéma PLC Obecná struktura PLC je znázorněna blokovým schématem uvedeným na Obr. 3. Automat je s řízeným systémem propojen pomocí vstupů a výstupů, které mohou být jak digitální, tak i analogové. Program uložený v paměti je zpracováván procesorem automatu. Většinou je automat osazen nějakým komunikačním rozhraním (např. RS232, RS485, Ethernet, apod.). (1) Obr. 3 Blokové schéma PLC (1) 3

2.3 Zpracování programu v PLC Program v automatu se periodicky opakuje v uzavřeném cyklu scanu. To zna následně se sériově zpracují podle nahraného programu a po jeho doběhnutí se všechny mená, že se paralelně načtou do paměti stavy všech vstupů v (vzorkování systému), výsledné stavy předají paralelně na výstupy. Scan je proto výhodný, že při zpracovávání programu udržuje konstantní stavy vstupů a výstupů. Tím se eliminují nežádoucí účinky při běhu programu, kdy by mohlo docházet k neurčitým stavům (hazardům) na výstupech. Automat, díky své rychlosti, se tedy jeví jako paralelní systém, ale zpracování programu je sériové. Tok informací při zpracování programu je grafickyy znázorněnn na Obr. 4. Obr. 4 Tok informací v PLC (1) 2.4 Programovací jazyky Programovací jazyky lze rozdělit na textové jazyky FBD, SFC). (1) (IL, ST) a grafické jazyky (LD, 2.4.1 Textové jazyky Seznam instrukcí (Instruction List IL) programování je na úrovni assembleru. Strukturovaný text (Structured Text ST) pro programování se využívají algoritmické jazyky např. Pascal, C, atd. 2.4.2 Grafické jazyky Příčkové diagramy (Ladder Diagram LD) vychází z liniových schémat s a graficky připomíná žebřík (příčky). Mnohdy se též nazývá jako žebříčkové, liniové, reléové schéma. Kreslí se zleva doprava a pořadí vykonávaných 4

funkcí postupuje shora dolů. Na Obr. 5 je tímto jazykemm znázorněnn příklad dvoutlačítkového ovládání spotřebiče. Obr. 5 Dvoutlačítkové ovládání spotřebiče v LD (1) Bloková schémata (Function Block Diagram FBD) program je eprezentechniky. t Dvoutlačítkové ovládání spotřebiče, ukázané na Obr.. 6, je realizováno logickou funkcí. tován jako blokové schéma. Nejčastěji se využívá bloků z číslicové Obr. 6 Dvoutlačítkové ovládání spotřebiče v FBD (1) Sekvenční blokové schéma (Sequential Function Chart SFC) ) zde se využívá dvou hlavních prvků krok a přechod. Krokyy reprezentují akci, jsou vykonávány paralelně. Přechody představují podmínky, které jsou nutné pro splnění dalšího kroku. Dvoutlačítkové ovládání spotřebiče je znázorněno Obr. 7,, kde obdélníky představují kroky a silné čáry přechody. Obr. 7 Dvoutlačítkové ovládání spotřebiče v SFC (1) 5

2.5 Rozdělení automatů Pro možnost co nejlepšího přizpůsobení PLC danému řízenému systému se automaty vyrábějí v různých konfiguracích. Základní rozdíl mezi jednotlivými typy je hlavně ve velikosti systému a možnosti následné rozšiřitelnosti. (4) 2.5.1 Mikro PLC Tyto systémy jsou nejmenší kompaktní PLC a tudíž i nejlevnější na trhu. Ceny se pohybují v řádech tisíců Kč. Mají pevný počet vstupů a výstupů, většinou v binárním provedení. Obvyklé počty vstupů a výstupů jsou 4 4, 8 8, 12 12, atd. Tento počet se nedá nijak navýšit. Obvykle nemají žádné komunikační rozhraní a jejich programové možnosti jsou redukovány na základní úroveň. Typickým použitím mikro PLC je realizace logických funkcí jednoduchých strojů či systémů, které se v minulosti řešili např. reléovou logikou. V poslední době se tyto automaty začínají hodně využívat i pro domovní automatizaci. Typický zástupce mikro PLC je automat Moeller EASY 500 (Obr. 8). Obr. 8 MikroPLC Eaton (Moeller) EASY 500 (5) 6

2.5.2 Kompaktní PLC Kompaktní automat tvoří základní modul s obdobným počtem vstupů a výstupů jako u mikro PLC. Tento základ lze dodatečně rozšířit různými moduly. Většinou se jedná o vstupně výstupní moduly (digitální nebo analogové), komunikační moduly (RS232, RS485, Ethernet, Modbus, Profibus, atd.) nebo speciální moduly, které každý výrobce nabízí jiné. Typicky maximálně dosažitelný počet je cca 40 vstupů a výstupů. Obvyklé využití kompaktních PLC je pro jednoúčelové stroje, menší výrobní linky, zpracovávání naměřených hodnot z analogových snímačů a předání zpracovaných hodnot pomocí komunikačního rozhraní. Kompaktní PLC jsou tedy nejrozšířenějším systémem, vzhledem k jejich univerzálnosti a možnosti následného rozšíření například při rozšiřování řízeného systému. Jeden z mnoha výrobků je Crouzet Millenium 3 (Obr. 9). Obr. 9 Crouzet Millenium 3 (6) 2.5.3 Modulární PLC Jedná se o nejrozsáhlejší systém mezi programovatelnými automaty. Ve většině provedení se modulární systém sestavuje z jednotlivých modulů. To znamená, že k základnímu modulu, který se sestává z CPU a paměti, se připojují další moduly se vstupy (digitální, analogové), výstupy (digitální, analogové), komunikační rozhraní, zobrazovací moduly, moduly čítačů, moduly PWM či řídící jednotky pro motory a mnoho dalších modulů. 7

Tyto PLC lze tedy chápat jako nejuniverzálnější automaty a tím pádem jako i nejdražší výrobky. Jejich vysoká cena je vyvážena vysokou využitelností a všestrannými možnostmi. Jsou schopny řídit rozsáhlé výrobní linky, různé technologické procesy, zpracovávat velké množství informací. V mnoha ohledech je tedy těžké rozlišit hranice z hlediska programových funkcí mezi PLC a průmyslovými řídícími počítači. Asi nejznámějším modulárním automatem je Siemens SIMATIC S7 400 (Obr. 10). Obr. 10 Siemens SIMATIC S7 400 (7) 8

3 Přehled a charakteristika kompaktních PLCC Kompaktní PLC dnes vyrábí mnoho předních světových výrobců Allen Bradley, Crouzet, Eaton (Moeller),, Mitsubishi Electric, Siemens, Teco a.s. (česká společnost) a mnoho dalších. 3.1 Crouzet Millenium 3 Crouzet je francouzský výrobce komponent pro automatizaci, které využívá jak průmysl, tak i letecká doprava a mnoho dalších odvětví. Millenium 3 je již třetí vývojová řada automatu ohoto výrobce. PLC se vyrábí ve dvou hlavních kategoriích (Obr. 11) ) Millenium 3 Essential a Millenium 3 Smart. (6) Obr. 111 Millenium 3 Essential a Smart (8) Každá kategoriee má mnoho různýchh provedení a výrobce též dodává velké množství různých rozšiřujících modulů a příslušenství. Přehled základních typů Millenium 3 Essential je uveden v následující tabulce (Tab. 1). 9

Tab. 1 Přehled typů PLC Crouzet Millenium 3 Essential (8) TYP Napájecí napětí Vstupy Výstupy Nerozšiřitelná řada s LCD displejem CD12 24V DC 8 digitálních (4 analogové) 4 x 8A reléové 24V DC 8 digitálních (4 analogové) 4 x 0,5A tranzistorové (1x PWM) 100V 240V AC 8 digitálních 4 x 8A reléové 24V AC 8 digitálních 4 x 8A reléové 12V DC 8 digitálních (4 analogové) 4 x 8A reléové CD20 24V DC 12 digitálních (6 analogových) 8 x 8A reléové 24V DC 12 digitálních (6 analogových) 8 x 0,5A tranzistorové (4x PWM) 100V 240V AC 12 digitálních 8 x 8A reléové 24V AC 12 digitálních 8 x 8A reléové 12V DC 12 digitálních (6 analogových) 8 x 8A reléové bez LCD displeje CB12 24V DC 8 digitálních (4 analogové) 4 x 8A reléové 100V 240V AC 8 digitálních 4 x 8A reléové 24V AC 8 digitálních 4 x 8A reléové 12V DC 8 digitálních (4 analogové) 4 x 0,5A tranzistorové (1x PWM) CD12 24V DC 12 digitálních (6 analogových) 8 x 8A reléové 24V DC 12 digitálních (6 analogových) 8 x 0,5A tranzistorové (4x PWM) 100V 240V AC 12 digitálních 8 x 8A reléové 24V AC 12 digitálních 8 x 8A reléové Rozšiřitelná řada s LCD displejem XD10 24V DC 6 digitálních (4 analogové) 4 x 8A reléové 24V DC 6 digitálních (4 analogové) 4 x 0,5A tranzistorové (1x PWM) 100V 240V AC 6 digitálních 4 x 8A reléové 24V AC 6 digitálních 4 x 8A reléové XD26 24V DC 16 digitálních (6 analogových) 8 x 8A, 2 x 5A reléové 24V DC 16 digitálních (6 analogových) 10 x 0,5A tranzistorové (4x PWM) 100V 240V AC 16 digitálních 8 x 8A, 2 x 5A reléové 24V AC 16 digitálních 8 x 8A, 2 x 5A reléové 12V DC 16 digitálních (6 analogových) 8 x 8A, 2 x 5A reléové 12V DC 16 digitálních (6 analogových) 10 x 0,5A tranzistorové (4x PWM) bez LCD displeje XB10 24V DC 6 digitálních (4 analogové) 4 x 8A reléové 24V DC 6 digitálních (4 analogové) 4 x 0,5A tranzistorové (1x PWM) 100V 240V AC 6 digitálních 4 x 8A reléové 24V AC 6 digitálních 4 x 8A reléové XB26 24V DC 16 digitálních (6 analogových) 8 x 8A, 2 x 5A reléové 24V DC 16 digitálních (6 analogových) 10 x 0,5A tranzistorové (4x PWM) 100V 240V AC 16 digitálních 8 x 8A, 2 x 5A reléové 24V AC 16 digitálních 8 x 8A, 2 x 5A reléové 12V DC 16 digitálních (6 analogových) 8 x 8A, 2 x 5A reléové PLC je možné programovat dvěma jazyky jazykem blokových schémat a příčkovými diagramy. V programové nabídce je mnoho funkčních bloků, které značně zjednodušují prováděné programy. 10

3.2 Eaton (Moeller) EASY Moeller je od roku 2008 součástí společnosti EATON Corporation. Společnost vyrábí prvky pro distribuci energie, automatizaci, monitorování a řízení energetických systémů. (5) Obr. 12 Eaton (Moeller) EASY 800 (5) Automaty EASY zasahují řadou EASY 500 i do mikro PLC. Řady EASY 700 a EASY 800 (Obr. 12) jsou plnohodnotná kompaktní PLC. Výrobce nabízí mnoho variant, v tabulce Tab. 2 je blíže rozvedena řada EASY 800. Tab. 2 Eaton (Moeller) EASY800 (5) TYP Napájecí napětí Vstupy Výstupy s LCD displejem EASY819 24V DC 12 digitálních (4 analogové) 6 x 10A reléové 100V 240V AC 12 digitálních 6 x 10A reléové EASY820 24V DC 12 digitálních (4 analogové) 6 x 6A reléové, 1 analogový EASY821 24V DC 12 digitálních (4 analogové) 8 tranzistorových, 1 analogový EASY822 24V DC 12 digitálních (4 analogové) 8 tranzistorových bez LCD displeje EASY819 24V DC 12 digitálních (4 analogové) 6 x 10A reléové 100V 240V AC 12 digitálních 6 x 10A reléové EASY820 24V DC 12 digitálních (4 analogové) 6 x 6A reléové, 1 analogový EASY821 24V DC 12 digitálních (4 analogové) 8 tranzistorových, 1 analogový EASY822 24V DC 12 digitálních (4 analogové) 8 tranzistorových Automat podporuje všechny standartní programovací jazyky uvedené v kapitole 2.4 Programovací jazyky. 11

3.3 Siemens LOGO! Siemens je globální elektrotechnický koncern, který působí v mnoha průmyslových odvětvích, energetice, zdravotnictví a v mnoha dalších. Obr. 13 Siemens LOGO! 230RCC (7) automatů je uveden vtab. 3. (7) TYP PLC Siemens LOGO! (Obr. 13) je vyráběno ve více verzích, jejichž hlavním rozdílem r je napájecí napětí. Základní verze PLC lze rozšířit pomocí vstupně/výstupních modulů na maximální počet 24 digitálních vstupů, 8 analogových vstupů, v 16 digitálních výstupů a 2 analogové výstupy. Další rozšiřující moduly jsou určeny pro komunikaci. Přehled Tab. 3 Siemens LOGO! (7)( Napájecí napětí s LCD displejem LOGO! 12/24RC 12V / 24V DC LOGO! 24 24V DC LOGO! 24RC 24V AC/DC LOGO! 230RC 115/230V AC/DC bez LCD displeje LOGO! 12/24RCo 12V / 24V DC LOGO! 24o 24V DC LOGO! 24RCo 24V AC/DC LOGO! 230RCo 115/230V AC/DC Vstupy 8 digitálních (2 analogové) 8 digitálních (2 analogové) 8 digitálních 8 digitálních 8 digitálních (2 analogové) 8 digitálních (2 analogové) 8 digitálních 8 digitálních Výstupy 4 x 10A reléové 4 x 0, 3A tranzistorové 4 x 10A reléové 4 x 10A reléové 4 x 10A reléové 4 x 0, 3A tranzistorové 4 x 10A reléové 4 x 10A reléové LOGO! lze programovat pouze některými grafickými jazyky j FBDD a LD. 12

3.4 Tecomat FOXTROT Společnost TECO a.s. je český výrobce PLC, HMI operátorských panelů, komunikačních a dalších modulů pro řízení procesů. Obr. 14 Tecomat FOXTROT CP 1018 (9) Tecomat FOXTROT je výrobcem nabízen ve dvou základních provedeních s LED displejem nebo s LCD displejem (viz. Obr. 14 Tecomat FOXTROT CP 1018). Základní provedení je vyráběno v mnoha variantách, které lze následně rozšířit velkým počtem rozšiřujících modulů. Obecné rozdělení základních provedení je uvedeno v Tab. 4 Tecomat FOXTROT. Každý automat obsahuje komunikační sběrnici (např. Ethernet, RS 232, CIB, apod.). Podrobný popis automatu FOXTROT CP 1018 je uveden v příloze 1. (9) Tab. 4 Tecomat FOXTROT (9) TYP Napájecí napětí Vstupy Výstupy Základní řada CP 1000 24V DC 4 digitální (4 analogové), 2 x 230V AC 2 x 3A reléové CP 1004 24V DC 8 digitálních (4 analogové) 6 x 3A reléové (rozděleno na 2 skupiny) CP 1005 24V DC 6 digitálních (6 analogových) 6 x 3A reléové (rozděleno na 2 skupiny), 2 analogové (0 10V) CP 1006 24V DC 13 digitálních (13 analogové), 1 x 230V AC 10 x 3A reléové, 2 x 1A SSR CP 1008 24V DC 10 digitálních (12 analogových), 1 x 230V AC 4 x 3A reléové (rozděleno na 2 skupiny), 1 x 10A reléový, 1+1 x 3A reléový (přepínací), 2 x 0,7A SSR, 2 x 4A SSR, 4 analogové (0 10V) s LCD displejem CP 1014 24V DC 8 digitálních (4 analogové) 6 x 3A reléové (rozděleno na 2 skupiny) CP 1015 24V DC 6 digitálních (6 analogových) 6 x 3A reléové (rozděleno na 2 skupiny), 2 analogové (0 10V) CP 1016 24V DC 13 digitálních (13 analogové), 1 x 230V AC 10 x 3A reléové, 2 x 1A SSR CP 1018 24V DC 10 digitálních (12 analogových), 1 x 230V AC 4 x 3A reléové (rozděleno na 2 skupiny), 1 x 10A reléový, 1+1 x 3A reléový (přepínací), 2 x 0,7A SSR, 2 x 4A SSR, 4 analogové (0 10V) PLC lze programovat všemi jazyky uvedenými v kapitole 2.4 Programovací jazyky. 13

4 Výběr vhodného PLC pro měřící aplikace Pro praktickou aplikaci jsem vybral rozšiřitelný automat Crouzet Millenium 3 Essential XD26S (typové označení výrobce 88 970 162). Tento automat má k dispozici šestnáct binárních vstupů, z nichž šest (IB IG) lze využít jako analogové vstupy. Deset výstupů je řešeno tranzistory s parametry 24VDC/0,5A. Z celkového počtu výstupů je možné čtyři výstupy nakonfigurovat na PWM výstupy. Napájení automatu je možné 24VDC, PLC má maximální spotřebu 2,4W. Úplný popis automatu je v příloze 2. 4.1 Analýza analogových vstupů Výrobce udává základní parametry analogových vstupů Tab. 5. Tab. 5 Parametry analogových vstupů (8) Měřený rozsah 0 10V nebo 0 napájecí napětí Vstupní impedance 12kΩ Vstupní napětí max 30VDC Hodnota LSB 29mV, 4mA Rozlišení 10 bit Doba převodu Závislé na čase scanu Přesnost při 25 C ± 5% Přesnost při 55 C ± 6,2% Opakovatelná přesnost při 55 C ± 2% Maximální délka vodičů 10m, stíněný vodič Ochrana proti přepólování Ano Potenciometr 2,2kΩ/0,5W; max 10kΩ Pro zjištění hardwarového řešení analogových vstupů jsem se rozhodl automat rozebrat. Rozebrání automatu je velmi jednoduché a spočívá v rozcvaknutí plastového krytu, odpojení modulu LCD s tlačítky od základní desky. Všechny díly automatu jsou vyfoceny na Obr. 15. 14

Obr. 15 Díly PLC Crouzet Millenium 3 Po bližším prozkoumání základní desky, jsem zjistil, že automat je založen na mikroprocesoru Atmel AVR ATmega128. V tuto chvíli lze tedy konstatovat, že všechny vlastnosti automatu jsou dány právě tímto procesorem. Na desce jsem identifikoval základní strukturu PLC, která je popsána na fotografii Obr. 16. Obr. 16 Základní deska PLC Crouzet Millenium 3 15

Legenda pro Obr. 16 Základní deska PLC Crouzet Millenium 3: 1. Napájecí obvody 2. Konektor pro připojení LCD modulu 3. Programovací konektor 4. Obvody analogových vstupů 5. Mikroprocesor Atmel AVR ATmega128 6. Konektor pro připojení rozšiřujících modulů 7. Bloky výstupních tranzistorů 8. Baterie pro zálohu napájení paměti 4.1.1 Hardwarové řešení analogových vstupů Jako analogové vstupy automatu (IB IG) jsou využity vstupy integrovaného AD převodníku (ADC2 ADC7) mikroprocesoru ATmega128. Zakreslením a následným orientačním proměření použitých součástek se mi podařilo sestavit schéma analogového vstupu (Obr. 17). Obr. 17 Schéma analogového vstupu PLC Crouzet Millenium 3 16

4.1.2 Parametry AD převodníku procesoru ATmega128 Mikroprocesor je vybaven integrovaným 10 bitovým AD převodníkem s postupnou aproximací. V datasheetu procesoru (10) lze najít tyto údaje: 10 bitové rozlišení 0,5 LSB nelinearita Absolutní přesnost ±2LSB Konverzní čas 13 260µs Až 76,9kSPS (do 15 ksps při maximálním rozlišení) Podrobný popis AD převodníku použitého v mikroprocesoru je v příloze 3. AD převodník s postupnou aproximací je přímý, kompenzační převodník porovnávající měřené napětí U M s kompenzačním napětím U K. Blokové schéma je vyobrazeno na Obr. 18. Obr. 18 Blokové schéma AD převodníku (1) Algoritmus převodu spočívá ve skokovém spínání váhových odporů a následným porovnáváním s měřeným napětím. Při shodě měřeného a kompenzačního napětí se získaný stav (binární číslo) zapíše do paměti, převodník se vynuluje a měření začne znovu. Kompenzační napětí má tvar schodovité křivky (Obr. 19) ze které plyne, že převod tímto 17

algoritmem je náročný na čas. Z tohoto důvodu se využívají složitější algoritmy, spočívající v půlení měřené hodnoty apod. (1) Obr. 19 Průběh kompenzačního napětí (1) 4.2 Laboratorní měření Cílem laboratorního měření je zjištění přesnosti převodu, maximální možné rychlosti reakce automatu na vstup (analogový i binární) a rozlišení převodníku. Protokol z celého měření je přiložen v příloze 4. 4.2.1 Přesnost převodu Přesnost převodu jsem změřil ve dvou režimech analogového vstupu, který lze v automatu nastavit. Prvním měřeným režimem byl 0 10V, druhý je režim Potenciometr. Režim 0 10V se využívá pro připojení čidel, převodníků, které mají napěťový výstup v rozsahu napětí 0 10V. Měřením jsem zjistil, že automat měří s chybou do 0,02V. Po vypočtení korekce, která se dá následně přímo dodat do programu, se naměřené hodnoty posunou o 0,01V k reálným hodnotám. Graf naměřených hodnot je na Obr. 20. 18

Obr. 20 Přesnost AD Převodníku PLCC (0 10V) V režimu potenciometr je naa analogový vstup připojen jezdec potenciometru, který je napojen na napájecí napětí. Využití je především pro možnost plynulého nastavení hodnot v programu PLC. Schéma zapojení je na obr. Měření proběhloo pomocí posuvného rezistoru. Napětí na vstupu se tedy pohybuje v rozmezí 0 24V ( napájecí napětí automatu), ale změřená hodnota je v rozsahu 0 1023. Tato hodnota vychází ze skutečnosti, že se jedná o 10 bitový převodník. Proto všechny změřené hodnoty jsem následně přepočítal na hodnoty odpovídající měřenému rozsahu napětí. Graf naměřených hodnot je na Obr. 21. Zvlnění naměřených křivek v rozmezí 20 30cm polohy jezdce je způsobeno pravděpodobně použitím posuvného rezistoru s hodnotou 18,2kΩ místo 10kΩ. 19

Obr. 21 Přesnost AD převodníku PLC (Potenciometr) Z těchto dvou základních měření lze tedy usoudit, že ž přesnostt měření automatu je plně dostačující pro jednodušší aplikace, kde není vyžadována vysoká přesnost. Je li potřeba dosáhnout vyšší přesnosti, výrobce dodává analogový rozšiřující modul XA04. Bohužel tento modul nemám k dispozici, proto se jím nebudu dále zabývat. 4.2.2 Rychlost odezvy PLC Odezva automatu je v první řadě dána velikostí vykonávaného programu. Tedy čas potřebný pro načtení vstupů, zpracování programu a předání výsledků na výstup (scan). Protoo lze toto měření uskutečnit jenom na binárních vstupech a výstupech. V měření jsem tedy použil nejjednodušší možné varianty programů. Tímtoo jsem tedyy dosáhl nejkratších časů,, kterých se v reálném využití nedá prakticky dosáhnout. Při programu, který má dle ovládacího softwaru čas scanu 25ms (40Hz), má smysl měřit signály s frekvencí nižší než je 40Hz. Při frekvencích vyšších než je frekvence scanu (40Hz) je měření zbytečné. Dochází k náhodnému načítání vstupů, takže odezva výstupu na vstup je pokaždé odlišná. Podle naměřených hodnot lze stanovit průměrný čas pro scan na hodnotu 19,3ms. Tedy reálně automat běží o 5,7ms rychleji než je předpokládáno. Průběh signálů na vstupu (žlutý průběh) a výstupu (modrý průběh) je zobrazen na Obr. 22. 20

Obr. 22 Rychlost odezvy výstupu na vstup (10Hz, 70Hz) Pro ověření naměřených hodnot jsem provedl obdobné měření, tentokráte s využitím analogového vstupu a PWM výstupu. Jako vstupní signál jsem zvolil pilový průběh o frekvenci 5Hz. Změna výstupu oproti vstupu je opět ovlivněna odezvou PLC, kterou program uvádí na 21ms. Graf zobrazený na Obr. 23 ukazuje zpožděnou reakci výstupu (modrý průběh) na vstupní signál (žlutý průběh). Zde lze odečíst čas zpoždění 28ms, který je tedy větší než předpokládá software. Obr. 23 Odezva PWM výstupu na analogový vstup 4.2.3 Rozlišení AD převodníku Posledním měřeným parametrem je rozlišení analogového vstupu automatu. Měření spočívalo v postupném zvyšování vstupního napětí na analogovém vstupu a při skokové změně zobrazovaného údaje automatem jsem tyto hodnoty odečetl. Rozdílem mezi odečtenými hodnotami jednotlivých přístrojů lze získat dvě hodnoty napěťových kroků. Průměrná změna vstupního napětí je 0,032V a měřící krok automatu je 0,03V. Z tohoto měření tedy vyplývá, že hodnoty menší než 0,03V automat nezaznamená. 21

Při proměřování rozlišení vstupů, jsem dále zjistil přibližnou maximální měřitelnou hodnotu na analogovém vstupu automatu. Poslední měřený údaj je 9,947V, který automat zobrazuje jako 10,19V. Následující údaj je už zobrazen maximálním údajem měřícího rozsahu, tedy 9,974V odpovídá 10,23V na PLC. Vyšší vstupní napětí je indikováno jako hodnota 10,23V, tedy tuto hodnotu už není možné považovat za naměřený údaj. 4.2.4 Vyhodnocení naměřených údajů Z předešlých měřících bodů lze vyvodit několik závěrů. Pro přímé a přesné měření napětí je automat nevhodný. V aplikacích kde tedy není nutná vysoká přesnost (kolísání údajů v řádech setin a s rozlišením 0,03V) a vyšší rychlost převodu lze automat jako voltmetr použít. V případě připojení libovolného čidla, které má výstup 0 10V, se předešlé nevýhody dají částečně odstranit. Při tomto využití je závislost na přesnosti měření odstraněna kalibrací celého měřícího systému. Tedy automat měří hodnoty, které mohou být o nějaký rozdíl posunuty, ale měří je pokaždé stejně (při zanedbání chyby měření). Kalibrace spočívá v přiřazení určitých naměřených hodnot automatem k měřeným hodnotám. Například při připojení ultrazvukového čidla pro měření vzdálenosti odpovídá určité vzdálenosti naměřená hodnota napětí. Celkově bych automat doporučil pro nenáročná měření nebo při využití analogového vstupu v režimu potenciometr pro spojité nastavování potřebných číselných hodnot. Potenciometry, jakožto ovládací prvky, dodává přímo výrobce automatu, společnost Crouzet. 22

5 Přehled příkladů užití k provoznímu měření Vybraný automat má široké spektrum využitelnosti, od automatizace domů, zahrad, až po průmyslové využití. Lze využít pro danou aplikaci až šest analogových vstupů, na které je možno připojit libovolný snímač s unifikovaným výstupem 0 10V. Takto získané hodnoty lze zpracovat různými bloky, které jsou určeny pro práci s analogovými hodnotami. Pro určité aplikace lze využít výrobcem připravené speciální funkční bloky, které řídící program značně zjednoduší a zefektivní. Právě těmito bloky se automaty společnosti Crouzet značně odlišují od svých konkurentů. V následujícím přehledu využití se tedy zaměřím na tyto specifické funkce v souvislosti s analogovými vstupy (případně výstupy). (11) 5.1 Měření tlaku 5.1.1 Funkční blok PRESSURE GAIN Tento blok tvoří rozhraní mezi senzorem a automatem. Pracuje ve dvou základních modech automatický a manuální. Automatický mód lze využít při použití výrobcem dodávaných senzorů. V dialogovém okně (Obr. 24) již pak stačí vybrat potřebný rozsah, ve spodní části je pak zobrazen příslušný typ senzoru. Obr. 24 Automatický mód (11) 23

Manuální mód představuje možnost připojení libovolného senzoru tlaku. V dialogovém okně (Obr. 25) lze nastavit jednotlivé parametry rovnice zisku a měřený rozsah. Obr. 25 Manuální mód (11) 5.1.2 Funkční blok FLOW Blok FLOW je využitelný pro měření tlaku ve vedení. V nastavení bloku (Obr. 26) je nutno nastavit typ snímacího prvku a poté parametry vedení. Vlastní snímání tlaku je zajištěno snímači tlaku, dodávané jako příslušenství výrobcem, jejichž signál je přiveden na analogové vstupy a upraven pomocí bloku PRESSURE GAIN. Praktické využití je například pro regulaci konstantního průtoku vedením a následná PWM regulace čerpadla. Obr. 26 Funkční blok FLOW (11) 24

5.1.3 Funkční blok LEVEL Měření výšky hladiny v nádrži specifikuje blok LEVEL. Ve vlastnostech bloku (Obr. 27) je možné nastavit čtyři varianty snímání, které nejlépe vyhovují reálné situaci. Lze volit mezi otevřenou/uzavřenou nádrží a mezi známou (stálou) nebo neznámou (nestálou) hustotou média v nádrži. Po výběru typu následují upřesňující informace jako je hustota, výška minimální hladiny a případně výška třetího snímače. Jako snímače jsou zde opět využity snímače tlaku, dodávané jako příslušenství výrobcem, připojené na tři libovolné vstupy automatu. Praktické využití je velmi široké, jedná se prakticky o jakýkoliv typ zásobníku. Obr. 27 Funkční blok LEVEL (11) 25

5.2 Měření teploty 5.2.1 Funkční bloky CTN Při využití teplotních senzorů (např. Pt100) je možno využít tři bloky CTN, které se liší měřenými rozsahy. Parametry funkčních bloků jsou uvedeny v Tab. 6. Tab. 6 Parametry funkčních bloků CTN (11) Blok Rozsah měření Korekce Výstup CTN1 25 C +85 C CTN2 35 C +120 C 1/10 C C x 100 CTN3 0 C +200 C 5.2.2 Funkční blok DEFROST Další blok související s měřením teploty je funkce DEFROST. Funkčně se jedná o spínač řízený teplotou. V nastavení bloku lze nastavit provozní dobu v minutách (čas t), kdy na konci se spouští rozmrazování. Dále dobu odmrazování, nastavitelnou v minutách. Poslední parametry jsou maximální teplota ve C (nad tuto hodnotu se odmrazování zastaví) a minimální teplota ve C (pod touto hodnotou se měří čas t). Funkce bloku je zobrazena graficky na Obr. 28. Obr. 28 Časový průběh funkce DEFROST (11) 26

5.2.3 Funkční blok HEAT CURVE Tato funkce je navržena pro řízení ohřevu vody pro vytápění. Využívá se automatické regulace v závislosti na teplotě vyhřívaných prostor (teplotní křivky). Tedy při změně venkovní teploty regulace upraví teplotu vody podle dané teplotní křivky. Takto je zajištěna optimální teplota vytápění a účinností. Vstupem bloku jsou měřené vnitřní a vnější teploty, teplota ohřívané vody a další údaje specifikující především časy a limitní hodnoty systému. 5.3 Analogový PID regulátor Funkční blok ANALOG PID REGULATOR umožňuje automat využít jako regulátor. Ve vlastnostech bloku (Obr. 29) lze nastavit veškeré parametry obecného PID regulátoru (K P, T I, T D ). Obr. 29 Základní nastavení analogového PID regulátoru (11) Všechny nastavované parametry vycházejí z přechodové charakteristiky (Obr. 30) regulovaného systému. 27

Obr. 30 Přechodová charakteristika regulovaného systému (11) Poměrem doby zpoždění a časové konstanty lze stanovit jednoduchými výpočty hodnoty konstant v tabulce přiložené ke grafu. Je li poměr větší než 0,5, regulátor již nelze pro daný systém využít. Výstup bloku je realizovatelný ve dvou variantách, a to analogově nebo jako PWM modulace. 28

6 Návrh na realizaci měřící aplikace Pro měřící aplikaci, s přihlédnutím k výsledkům z předcházejících kapitol, navrhuji jednodušší aplikaci v podobě řízení závlahového systému zahrady u rodinného domu. Kompletní program s popisem všech funkčních bloků je v příloze 5. 6.1 Popis zadání Pro potřeby závlahového systému je na zahradě vytvořena podzemní nádrž o objemu 10m 3. Primárním zdrojem vody pro závlahu je dešťová voda, která je svedena ze střech domu, garáže a terasy. Jako sekundární (záložní) zdroj vody je studna, ze které je voda do nádrže čerpána čerpadlem. Do závlahového systému je voda dodávána čerpadlem. Výška hladiny je měřena snímačem tlaku umístěným u dna nádrže. Z bezpečnostních důvodů je nádrž vybavena přelivem, který při dosažení maximální výšky hladiny další vodu odvádí do kanalizace. V případě potřeby lze nádrž vypustit vypouštěcím potrubím, které je vyvedeno do kanalizace. Systém je schematicky zobrazen na Obr. 31. Obr. 31 Závlahový systém Celý systém lze ovládat z řídícího panelu (Obr. 32), kde lze závlahu zapnout/vypnout manuálně, vypustit nádrž. Dále jsou zde přepínače pro volbu 29

automatické regulace výšky hladiny, tzn. při poklesu hladiny pod nastavenou potenciometrem nastavenou výšku se automaticky spustí čerpadlo, které dočerpá vodu do nádrže. Druhým přepínačem je možnost zapnutí automatické zálivky. Ta je řízená dle časového rozvrhu v PLC. Poslední ovladač na panelu je tlačítko stop, které kdykoliv vypne a přenastaví systém do klidového stavu. Obr. 32 Ovládací panel 6.2 Přiřazení vstupů a výstupů PLC Je využito šest digitálních a dva analogové vstupy z celkových 16 vstupů. Výstupy jsou použity tři z deseti využitelných. Přiřazení vstupů a výstupů je popsáno v Tab. 7. Tab. 7 Přiřazení vstupů a výstupů Svorka Popis Vstupy I1 Zapnuto I2 Vypnuto I3 Vypustit nádrž I4 Automatická regulace výšky hladiny I5 Automatická zálivka I6 STOP IB Snímač tlaku, 0 10V IC Nastavení výšky hladiny, Potenciometr Výstupy O1 O2 O3 Vypouštěcí ventil Čerpadlo napouštění Čerpadlo zálivka 6.3 Popis funkce programu Program je naprogramován v softwaru dodávaným výrobcem Crouzet využívajícím jazyk FBD. Program a podrobný popis všech funkčních bloků je v příloze. 30

6.3.1 Ruční ovládání závlahy Tlačítkem start (I1) se spouští čerpadlo (I2), které čerpá vodu z nádrže do rozvodů zavlažovacího systému. Dojde li při vypnutém automatickém dopouštění nádrže k poklesu hladiny pod 50cm, automatická zálivka se samočinně vypne, aby se předešlo poškození čerpadla. Tlačítkem vypnout (I2) lze zavlažování vypnout. 6.3.2 Vypouštění nádrže Nádrž lze vypustit tlačítkem vypustit nádrž (I3), které spíná RS blok B42. Tento blok vypíná a blokuje oba výstupy pro čerpadla, dále otvírá vypouštěcí ventil O1. Vypouštění je vypnuto signálem level fault, který je generován blokem level (B10). 6.3.3 Automatická regulace výšky hladiny Automatické dopouštění vody ze studny do nádrže se aktivuje přepínačem na vstupu I4. Je li tento vstup v aktivním stavu, jsou v činnosti komparační bloky, které stanovují podmínky zapnutí a vypnutí čerpadla pro napouštění vody (O2). Výška hladiny je snímána snímačem tlaku umístěným na dně nádrže. Vstupní analogová hodnota (vstup IB) je v rozsahu 0 1023 je upravena blokem pressure gain B09, který získané hodnoty přepočte na tlak v mbar. Výška hladiny je počítána ze získaného tlaku blokem level B10, kde jeho výstupem je signál level fault (pokles hladiny pod 20cm) a hodnota udávající výšku hladiny v nádrži (hodnota v cm). Druhý použitý analogový vstup (IC) je potenciometrem nastavená hodnota, která udává výšku hladiny, od které se začíná dočerpávat voda do nádrže. Blokem gain B16 se přepočítá získaný údaj na výšku hladiny (v cm). Tento údaj blok omezuje v rozmezí 200cm až 450cm. Zapnutí čerpadla (O2) vyhodnocuje komparační blok (B33), který porovnává aktuální výšku hladiny s nastavenou hladinou, při poklesu pod nastavenou mez sepne výstup O2. Při dosažení hladiny vyšší než 450cm, blok B34 porovnávající aktuální s nastavenou výškou hladiny výstup O2 vypne. 6.3.4 Automatická zálivka Automatická zálivka je spínána přepínačem na vstupu I5. Podmínkou pro aktivaci funkce, musí být v aktivním stavu vstup I4. Závlaha je řízena časovým rozvrhem, který je nastaven v bloku time prog B51. 31

6.3.5 STOP Úplné zastavení systému je možné tlačítkem stop zapojeným na vstup I6. Toto tlačítko je nutné po stisknutí ručně odblokovat do funkční polohy. Je li aktivní vstup I6, jsou všechny výstupy nastaveny do neaktivního stavu. 6.3.6 Makro OUT V bloku makro (M01,M03,M04) je umístěn blok RS se čtyřvstupými bloky OR na vstupech R a S. Toto zapojení je použito vícekrát v programu, proto je vloženo jako makro, tedy jako jeden funkční blok. 6.4 Testování navržené aplikace Program jsem nejprve pomocí softwaru odsimuloval a poté nahrál do automatu. Na vstupy jsem připojil jednotlivá tlačítka. Čidlo tlaku je simulováno potenciometrem. Stavy výstupů jsou signalizovány kontrolkami. Jednotlivé provozní stavy a nastavení jsou vypisovány na displej automatu. Celá testovací sestava je na Obr. 33. Obr. 33 Testovací sestava 32

7 Závěr V této práci jsem se zabýval možnostmi využití kompaktního PLC pro měřící aplikace. Vybral jsem si pro bližší zkoumání automat francouzské společnosti Crouzet Millenium 3 Essential. Tyto automaty v naší republice nejsou zatím příliš známé, ale postupně se dostávají do širšího povědomí odborné veřejnosti. Během práce jsem zjistil, že automaty převyšují konkurenci v hardwarovém uspořádání a softwarovými možnostmi. Výsledky získané z laboratorního měření ukazují, že automat je použitelný pro nenáročné aplikace. Tedy při využití pro domácnosti nebo jednoduché průmyslové zařízení, kde není vyžadována vysoká přesnost a rychlost měření. Tam je automat plně postačující. Jako výhoda, na kterou bych rád poukázal, je možnost přímého připojení potenciometru na analogový vstup. Tímto potenciometrem lze nastavovat jakoukoliv číselnou hodnotu v programu PLC a tím dosáhnout výrazného zjednodušení ovládání celého systému. Návrh měřící aplikace jsem směřoval do oblasti domácností. Automat řídí jednoduchý systém závlahy zahrady. Pro takovéto okruhy využití je kompaktní PLC nejvhodnějším systémem. Myslím si, že v budoucnosti se budeme moci setkat s kompaktním automatem, který bude oproti stávajícím automatům měřit rychleji a přesněji. V posledním roce lze u několika výrobců tento trend již pozorovat. Například společnost Crouzet nabízí rozšiřující analogový modul s 12 bitovým AD převodníkem. Český výrobce Teco se svojí řadou kompaktních PLC FOXTROT též nabízí velice zajímavé řešení pro měřící aplikace. Nelze tedy od kompaktních PLC zatím očekávat to, co od měřících systémů či větších modulárních automatů. Kompaktní automaty jsou většinou založeny na mikroprocesorech. Využívají tak jejich vestavěné AD převodníky. Ale s rychlým vývojem mikroprocesorů lze očekávat výrazné zlepšení použitelnosti kompaktních automatů v měřících aplikacích. 33

8 Seznam použitých zdrojů 1. Beneš, Pavel, a další, a další. Automatizace a automatizační technika III: Prostředky automatizační techniky. Brno : Computer Press, 2003. 80 7226 248 3. 2. Programmable logic controller. Wikipedia. [Online] 3. únor 2012. [Citace: 20. únor 2012.] http://en.wikipedia.org/wiki/programmable_logic_controller. 3. PLC History. PLC Manual. [Online] 2012. [Citace: 20. únor 2012.] http://www.plcmanual.com/plc history. 4. Šmejkal, Ladislav a Martinásková, Marie. PLC a automatizace: 1. Základní pojmy, úvod do programování. Praha : BEN technická literatura, 2009. 978 80 86056 58 6. 5. Řídicí relé EASY a MFD Titan. Eaton. [Online] Eaton Elektrotechnika s.r.o., 2010. [Citace: 3. březen 2012.] 6. Millenium 3 logic controller. Crouzet. [Online] Crouzet, 4. březen 2012. [Citace: 5. březen 2012.] http://www.crouzet.com/english/products/micro control/millenium 3 logic controller/millenium 3 logic controller.htm. 7. LOGO! a SIMATIC S7 200. Logický modul LOGO! [Online] březen 2008. [Citace: 5. březen 2012.] http://www1.siemens.cz/ad/current/content/data_files/automatizacni_systemy/mikrosy stemy/_prospekty/brochure_micro_03_2008_cz.pdf. 8. Millenium 3 Standart & Custom. Katalog. France : Crouzet Automatismes SAS, 2009. 9. TECOMAT FOXTROT. [Online] 2009. [Citace: 5. březen 2012.] http://www.tecomat.com/index.php?a=cat.308. 10. ATmega 128. [Online] 2011. [Citace: 27. březen 2012.] http://www.atmel.com/images/doc2467.pdf. 11. Crouzet Logic Software M3. [Programovací software] místo neznámé : Crouzet, 2002. I

9 Seznam zkratek FBD... Function block diagram HMI... Human machine interface IL... Instruction listopad LD... Ladder diagram LSB... Least significant bit Nejméně významný bit OR... Logický součet PA (PLC)... Programovatelný automat (Programmable Logical Controller) PID... Proporcionálně integračně derivační RS... Blok Set Reset SFC... Sequential function chart SPS... Sampling per second Vzorky za sekundu ST... Structured text II

10 Seznam použitých symbolů AC... Střídavé napětí cm... Jednotka délky DC... Stejnosměrné napětí mbar... Jednotka tlaku V... Jednotka napětí III

11 Seznam obrázků Obr. 1 Paralelní zpracování (1)... 2 Obr. 2 Sériové zpracování (1)... 2 Obr. 3 Blokové schéma PLC (1)... 3 Obr. 4 Tok informací v PLC (1)... 4 Obr. 5 Dvoutlačítkové ovládání spotřebiče v LD (1)... 5 Obr. 6 Dvoutlačítkové ovládání spotřebiče v FBD (1)... 5 Obr. 7 Dvoutlačítkové ovládání spotřebiče v SFC (1)... 5 Obr. 8 MikroPLC Eaton (Moeller) EASY 500 (5)... 6 Obr. 9 Crouzet Millenium 3 (6)... 7 Obr. 10 Siemens SIMATIC S7 400 (7)... 8 Obr. 11 Millenium 3 Essential a Smart (8)... 9 Obr. 12 Eaton (Moeller) EASY 800 (5)... 11 Obr. 13 Siemens LOGO! 230RC (7)... 12 Obr. 14 Tecomat FOXTROT CP 1018 (9)... 13 Obr. 15 Díly PLC Crouzet Millenium 3... 15 Obr. 16 Základní deska PLC Crouzet Millenium 3... 15 Obr. 17 Schéma analogového vstupu PLC Crouzet Millenium 3... 16 Obr. 18 Blokové schéma AD převodníku (1)... 17 Obr. 19 Průběh kompenzačního napětí (1)... 18 Obr. 20 Přesnost AD Převodníku PLC (0 10V)... 19 Obr. 21 Přesnost AD převodníku PLC (Potenciometr)... 20 Obr. 22 Rychlost odezvy výstupu na vstup (10Hz, 70Hz)... 21 Obr. 23 Odezva PWM výstupu na analogový vstup... 21 IV

Obr. 24 Automatický mód (11)... 23 Obr. 25 Manuální mód (11)... 24 Obr. 26 Funkční blok FLOW (11)... 24 Obr. 27 Funkční blok LEVEL (11)... 25 Obr. 28 Časový průběh funkce DEFROST (11)... 26 Obr. 29 Základní nastavení analogového PID regulátoru (11)... 27 Obr. 30 Přechodová charakteristika regulovaného systému (11)... 28 Obr. 31 Závlahový systém... 29 Obr. 32 Ovládací panel... 30 Obr. 33 Testovací sestava... 32 V

12 Seznam tabulek Tab. 1 Přehled typů PLC Crouzet Millenium 3 Essential (8)... 10 Tab. 2 Eaton (Moeller) EASY800 (5)... 11 Tab. 3 Siemens LOGO! (7)... 12 Tab. 4 Tecomat FOXTROT (9)... 13 Tab. 5 Parametry analogových vstupů (8)... 14 Tab. 6 Parametry funkčních bloků CTN (11)... 26 Tab. 7 Přiřazení vstupů a výstupů... 30 VI

13 Seznam příloh Příloha 1... Tecomat FOXTROT CP 1018 Příloha 2... Crouzet Millenium 3 Essential Příloha 3... AD převodník ATmega128 Příloha 4... Protokol z měření Příloha 5... Vzorový program VII

Příloha 1 Tecomat FOXTROT CP 1018 Zdroj: TECOMAT FOXTROT CP 1018. [Online] 2009. [Citace: 6. duben 2012.] http://www.tecomat.com/wpimages/other/docs/cze/prints/cat_foxtrot CZdatasheets/Foxtrot CZ CP 1008.pdf.

TC LINE 24 V DC CIB LINE CH1/RS-232 CH2 OPT. SUBMODULE (e.g. RS-232, RS-485) DIGITAL/ANALOG INPUTS AN. OUTPUTS DIGITAL/ANALOG INPUTS DIGITAL OUTPUTS DIGITAL OUTPUTS DIGITAL OUTPUTS D. INPUT PLC TECOMAT FOXTROT základní moduly Základní modul s 28 I/O pro použití v MaR Typ DI DO/RO AI AO Comm CP-1008 CP-1018 1 230V 4 SSR 7 RO Základní charakteristiky Programovatelný automat (PLC) dle standardu IEC 61131 Výjimečná integrace řídicího systému s novými IT a telekomunikačními technologiemi. Výkonná centrální jednotka s integrovanými převážně univerzálními (binárními nebo analogovými) vstupy a s analogovými, reléovými a SSR výstupy. Vestavěný displej 4 20 znaků s 6 klávesami (jen typ CP-1018). Dostupné kódování: ASCII, CP1250 (Central Europe), CP1251 (Cyrilic), CP1252 (West Europe), CP1253 (Greek). Každý z 10 univerzálních vstupů lze alternativně využít jako analogový nebo binární vstup. 4 z těchto 10 univerzálních vstupů lze použít jako proudové vstupy 4(0) až 20 ma, rozsah se volí propojkou. Ostatní vstupy se mohou nastavit na jeden z rozsahů Ni1000, Pt1000, OV1000. Rozsah měření se nastavuje v uživatelské konfiguraci. Další 2 čistě analogové vstupy lze použít pro připojení termočlánků, event. pro měření napětí v rozsahu 0-2 V. 6 standardních 3 A reléových výstupů a jeden nadstandardní 10 A 4 SSR (Solid State Relay) výstupy využitelné pro pulsní řízení (PWM) Rozšiřitelná paměť SD/SDHC/MMC kartami, vestavěný souborový systém FAT32. Vestavěné hodiny a kalendář Rozšíření počtu I/O až na 149 připojením až 10 periferních modulů na sériové sběrnici TCL2 (345 kbit/s) Rozšíření I/O přes dvoudrátovou elektroinstalační sběrnici CIB (19.2 kbit/s); rozšíření počtu větví CIB na max. 9 10 AI/DI 2 AI 4 Ethernet 10/100, RS232, 1 volitelný interface, TCL2,CIB, Na svorkách CIB+ acib- již sběrnice s napájením (pro menší výkon není třeba osazovat oddělovací modul BPS2-01M) Možnost vytvořit síť více PLC TECOMAT v síti LAN Ethernet nebo na sběrnici RS485 Volně programovatelný dle normy IEC EN 61131-3 Programování za chodu (on-line programming) Programování a komunikace (LAN, WiFi, WAN, Internet) po Ethernet (100Mbit/s), nastavitelná pevná IP adresa nebo přidělená od DHCP. 2 sériové kanály, jeden RS232, druhý s volitelným rozhraním z řady MR-01xx (až 345kbit/s), nastavitelný UART Volitelně připojení RFox Master RF-1131 přes TCL2 radiový kanál 868,35 MHz Vestavěný PROFIBUS DP Master, Modbus RTU/TCP slave, BACnet slave na Ethernetu Vestavěný web server, volná tvorba uživatelských web stránek na paměťové kartě (XML technologie) Umožňuje vytvořit web stránku libovolného připojeného řízeného objektu Možno využít jako programovatelný převodník komunikačních protokolů Možno využít jako nezávislý programovatelný datalogger pro libovolné měřené nebo vnitřní veličiny s časovou značkou Kompaktní rozměry vhodné do standardizovaných elektroinstalačních rozvaděčů, montáž na DIN lištu CP-1008 CP-1018 Příklad zapojení + + + + + OUTPUT 24 V DC / 2 A + PS50/24 230 V AC U N A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 TCL2+ TCL2- GND +24V CIB+ CIB- RxD TxD RTS AI0 DI0 AI1 DI1 AI2 DI2 AI3 DI3 AGND AO0 AO1 AO2 AO3 AI4 DI4 AI5 DI5 AI6 DI6 AI7 DI7 AI8 DI8 AI9 DI9 AGND AI10 AI11 GNDS RTS BT- BT+ RxD TxRx+ TxD TxRx- COM1 DO0 DO1 COM2 DO2 COM3 DO3 DO4 DO5 COM4 DO6 COM5 DO7 COM6 DO8 DO9 DO10 COM7 COM8 DI10 D1 E1 F1 D2 E2 F2 D3 E3 F3 D4 E4 F4 D5 E5 F5 D6 E6 F6 D7 E7 F7 D8 E8 F8 D9 E9 F9 L N PE 230 VAC +24 V 0 V 24 VDC SELV M 3 M 3 Charakteristiky centrální jednotky CPU 32 bit RISC procesor Doba cyklu PLC 0.2 ms/1k instrukcí Hodiny reálného času (RTC) Ano Zálohováni RAM a RTC 500 h bez baterie 20 000 h s baterií Paměť pro uživatelský program 192+64 kb a tabulky Zálohování paměti programu Ano Interní paměť pro data DataBox 0.5 MB Paměť pro archivaci celého 2MB projektu Slot pro paměťové karty Ano, MMC/SD, SDHC Paměť pro proměnné 64kB/32kB remanentních Komunikace Ethernet; podporované protokoly Sériové kanály Systémová I/O sběrnice Komunikace přes rozšiřovací moduly Sběrnice pro elektroinstalaci 1x 100/10Mbit/s; TCP/IP, UDP/ IP, HTTP; SMTP ; MODBUS/TCP, BACnet 1x RS232;1x volný slot, volitelné rozhraní (viz submoduly MR-0xxx) 1x TCL2 (RS485, 345kbit/s) 8x CIB, 4 RFox, MPbus, Opentherm, GSM/SMS, GPRS 1x CIB (19,2kbit/s) (Common installation bus) 16 www.tecomat.cz Teco a.s., Havlíčkova 260, 280 58, Kolín 4, Česká republika teco@tecomat.cz www.tecomat.com

Universální vstupy (DI0/AI0-DI9/AI9) Počet vstupů 4 + 6 Volitelná funkce vstupu Měření napětí/ měření odporu/ měření proudu Binární vstup viz samostatná tabulka Společný vodič minus (AGND) Galvanické oddělení Ne Měřené rozsahy Napětí Vstupní odpor Měřicí rozsah Maximální chyba při 25 C Dovolené trvalé přetížen Proud Vstupní odpor Měřicí rozsah Maximální chyba při 25 C Dovolené trvalé přetížení Detekce rozpojeného vstupu Odporové snímače Vstupní odpor Měřicí rozsah Maximální chyba při 25 C Dovolené trvalé přetížení Detekce odpojeného čidla typ. 5 kω 0.. +2 V ±0,3 % plného rozsahu ±35 V (mezi AI a AGND) 100Ω 0 až 20 ma (AI4-AI9) 4 až 20 ma (AI4-AI9) ± 0,4 % plného rozsahu +50 ma (mezi AI a AGND) ano ve stavovém slově typ. 5 kω Pt1000 1,385 ( 90 až +270 C) Pt1000 1,391 ( 90 až +2700 C) Ni1000 1,617 ( 60 až +155 C) Ni1000 1,500 ( 60 až +155 C) KTY81-121 (-55 až +125 C) NTC 12k (-40 až +125 C) (pouze AI4-AI9) 0 až 2000 Ω 0 až 200 kω (pouze AI4-AI9) ± 0,5 % plného rozsahu ±35 V (mezi AI a AGND) ano, ve stavovém slově SSR výstupy (Solid State Relay) (DO0 DO1) Počet výstupů 2 Galvanické oddělení ano (i skupiny navzájem) Typ výstupu Polovodičový spínač Řiditelný, spínání v 0 Spínané napětí max. 250 V AC Spínaný proud min. 5 ma; max. 0,7 A Krátkodobá přetížitelnost výstupu max. 1 A Proud společnou svorkou max. 2 A Doba sepnutí/ rozepnutí kontaktu typ. 1 us Frekvence spínání bez zátěže max. 400 sepnutí/ min. Reléové výstupy (DO2-DO5) Počet výstupů/skupin 4/2 (1+3) Galvanické oddělení ano (i skupiny navzájem) Typ kontaktu/ výstupu Spínací relé, nechráněný výstup Spínané napětí min. 5 V; max. 250 V Spínaný proud min. 100 ma; max. 3 A Krátkodobá přetížitelnost výstupu max. 4 A Proud společnou svorkou max. 10 A Doba sepnutí/ rozepnutí kontaktu typ. 10 ms/ 4 ms Mezní hodnoty spínané zátěže pro odporovou zátěž max. 3 A při 30 V DC nebo 230 V AC pro induktivní zátěž DC13 max. 3 A při 30 V DC pro induktivní zátěž AC15 max. 3 A při 230 V AC Frekvence spínání bez zátěže max. 300 sepnutí/ min. Frekvence spínání se jmenovitou max. 20 sepnutí/ min. zátěží Mechanická/ Elektrická životnost min. 5 mil./ 100 tis. cyklů při maximální zátěži Ochrana proti zkratu Není Ošetření induktivní zátěže Vnější. (RC člen, varistor, dioda) Izolační napětí 3750 V AC (podrobněji viz dokumentace TXV 004 11) Foxtrot Funkce Analogové vstupy (AI10-AI11) Rozlišení 12 bit Doba převodu 100 μs/1 vstup Opakování měření 5 ms Typ ochrany integrovaná, přepěťová Měřené rozsahy Napětí Vstupní odpor Měřicí rozsah Maximální chyba při 25 C Dovolené trvalé přetížen typ. 100 kω 0.. +2 V 0.. +1 V -20.. +100 mv -20.. +50 mv ±0,8 % plného rozsahu ±35 V (mezi AI a AGND Reléové výstupy (DO6) Galvanické oddělení ano Typ kontaktu/ výstupu Spínací relé, nechráněný výstup Spínané napětí min. 5 V; max. 250 V Spínaný proud min. 100 ma; max. 16 A Krátkodobá přetížitelnost výstupu max. 160 A / 20 μs Doba sepnutí/ rozepnutí kontaktu typ. 10 ms/ 10 ms Frekvence spínání bez zátěže max. 60 sepnutí/ min. Frekvence spínání se jmenovitou max. 6 sepnutí/ min. zátěží Mechanická/Elektrická životnost min. 3 mil./ 100 tis. cyklů při maximální zátěži Ochrana proti zkratu Není Ošetření induktivní zátěže Vnější. (RC člen, varistor, dioda) Izolační napětí 3750 V AC (podrobněji viz dokumentace TXV 004 11) Funkce Binární vstupy (DI0-DI9) Min. odpor vstupního obvodu pro 1500 Ω log. 0 (U L ) Max. odpor vstupního obvodu pro 100 Ω log. 1 (U H ) Vstupní proud při log. 1 (I H ) typ. 2 ma Zpoždění 0 > 1/ 1 > 0 1ms/1ms Binární vstup 230V AC (DI10) Galvanické oddělení Ano, 4 kv Vstupní napětí pro log.0 (U L ): max. 80 V AC Vstupní napětí pro log.1 (U H ): min. 160 V AC Vstupní proud při log.1 (I H ): typ. 5 ma Zpoždění 0 -> 1/1 -> 0: 10 ms/10 ms SSR výstupy (Solid State Relay) (DO7, DO8) Počet výstupů 2 Galvanické oddělení ano (podrobněji viz dokumentace TXV 004 11) Typ výstupu Polovodičový spínač, Řiditelný, spínání v 0 Spínané napětí max. 250 V AC Spínaný proud min. 5 ma; max. 2 A Krátkodobá přetížitelnost výstupu max. 2 A Doba sepnutí/ rozepnutí kontaktu typ. 1 μs Analogové výstupy (AO0-AO3) Počet výstupů 4 Společný vodič minus (AGND) Galvanické oddělení Ne Rozlišení 8 bitů Doba převodu 10 μs/výstup Max. výstupní proud 10 ma Výstupní rozsah 0 až +10 V Max. chyba při 25 C ±2 % plného rozsahu Typ ochrany integrovaná přepěťová Trvalé přetížení ±20 V (AI proti AGND) www.tecomat.cz Teco a.s., Havlíčkova 260, 280 58, Kolín 4, Česká republika teco@tecomat.cz www.tecomat.com 17

Reléové výstupy (DO9, DO10) Počet výstupů 1+1 přepínací Galvanické oddělení ano (podrobněji viz dokumentace TXV 004 11) Typ kontaktu/ výstupu Přepínací relé, nechráněný výstup Spínané napětí min. 5 V; max. 250 V Spínaný proud min. 100 ma; max. 3 A Krátkodobá přetížitelnost výstupu max. 5 A Doba sepnutí/ rozepnutí kontaktu typ. 10 ms/ 4 ms Frekvence spínání bez zátěže max. 300 sepnutí/ min. Frekvence spínání se jmenovitou max. 20 sepnutí/ min. zátěží Mechanická/ Elektrická životnost min. 5 mil./ 100 tis. cyklů při maximální zátěži Ochrana proti zkratu Není Ošetření induktivní zátěže Vnější (RC člen, varistor, dioda) Provozní a instalační podmínky Pracovní teplota: -20.. +55 C Skladovací teplota: 25.. +70 C Elektrická pevnost: dle EN 60950 Stupeň krytí IP IEC 529: IP 10B Kategorie přepětí: II Stupeň znečištění ČSN EN 61131-2: 2 Pracovní poloha: vertikální na DIN lištu Instalace: Připojení Konektory šroubovací Průřez vodičů: max. 2,5 mm2 Rozměry a hmotnost Rozměry: Hmotnost: 90 160 65 mm 250g Napájení Jmenovité napětí (SELV) Tolerance Мax. příkon Galvanické oddělení Zálohování pamět +24 V DC 15% +25% (20.4.. 30V DC) 10W Ne, pouze reléové výstupy, DI10 a CH2 Vestavěný Li-Ion akumulátor (500hodin). Držák na lithiovou baterii CR2032 (20 000h) Objednací údaje TXN 110 08 CP-1008, CPU, ETH100/10, 1xRS232, 1xSCH, 10 AI/DI, 2 AI, 1 DI, 4 AO, 7 RO, 4 SSR, 1xCIB, prg. MOSAIC TXN 110 18 CP-1018, CPU+LCD4 20, ETH100/10, 1xRS232, 1xSCH, 10 AI/DI, 2 AI, 1 DI, 4 AO, 7 RO, 4 SSR, 1xCIB, prg. MOSAIC 18 www.tecomat.cz Teco a.s., Havlíčkova 260, 280 58, Kolín 4, Česká republika teco@tecomat.cz www.tecomat.com

Příloha 2 Crouzet Millenium 3 Essential Zdroj: Crouzet Millenium 3 Essential. [Online] 2012. [Citace: 6. duben 2012.] http://www.crouzet.com/english/catalog/millenium 3 logic controller millenium 3 essential expandable range with display xd26 Part%20number 88970161.htm.

21/03/2012 www.crouzet.com "Expandable" range with display XD26 Part number 88970162 "High-performance" expandable solution with display Extended memory: 120 lines in LADDER language and up to 700 "typical" blocks in FBD language LCD with 4 lines of 18 characters and configurable backlighting Selective parameter setting: You can choose the parameters that can be adjusted on the front panel Analogue inputs 0-10 V DC or 0-20 ma/pt 100 with converters (see page 50) Open to XN network communication extensions and digital I/O or analogue extensions General environment characteristics for CB, CD, XD, XB, XR and XE product types Certifications Conformity to standards (with the low voltage directive and EMC directive) Conformity with the EMC directive Earthing UL, CSA GL: except for 88 970 32x (pending) In accordance with 73/23/EEC: EN (IEC) 61131-2 (Open equipment) In accordance with 89/336/EEC: EN (IEC) 61131-2 (Zone B) EN (IEC) 61000-6-2, EN (IEC) 61000-6-3 (*) EN (IEC) 61000-6-4 (*) Except configuration (88 970 1.1 or 88 970 1.2) + (88 970 250 or 88 970 270) + 88 970 241 class A (class B: using in metallic cabinet) None Protection rating In accordance with IEC/EN 60529: IP40 on front panel IP20 on terminal block Overvoltage category 3 in accordance with IEC/EN 60664-1 Pollution Degree: 2 in accordance with IEC/EN 61131-2 Max operating Altitude Operation: 2000 m Transport: 3,048 m Mechanical resistance Immunity to vibrations IEC/EN 60068-2-6, Fc test Immunity to shock IEC/EN 60068-2-27, Fa test Resistance to electrostatic discharge Immunity to ESD IEC/EN 61000-4-2, level 3 Resistance to HF interference Immunity to radiated electrostatic fields IEC/EN 61000-4-3, Immunity to fast transients (burst immunity) IEC/EN 61000-4-4, level 3 Immunity to shock waves IEC/EN 61000-4-5 Radio frequency in common mode IEC/EN 61000-4-6, level 3 Voltage dips and breaks (AC) IEC/EN 61000-4-11 Immunity to damped oscillatory waves IEC/EN 61000-4-12 Conducted and radiated emissions Class B (*) in accordance with EN 55022/11 group 1 (*) Except configuration (88 970 1.1 or 88 970 1.2) + (88 970 250 or 88 970 270) + 88 970 241 class A (class B in metallic cabinet) Operating temperature -20 +55 C (+40 C in a non-ventilated enclosure) in accordance with IEC/EN 60068-2-1 and IEC/EN 60068-2-2 Storage temperature -40 +70 C in accordance with IEC/EN 60068-2-1 and IEC/EN 60068-2-2 Relative humidity 95% max. (no condensation or dripping water) in accordance with IEC/EN 60068-2-30 Mounting On symmetrical DIN profile, 35 x 7.5 mm and 35 mm x 15 or panel (2 x 4 mm Ø) Screw terminals connection capacity Flexible wire with ferrule = 1 conductor: 0.25 to 2.5 mm 2 (AWG 24...AWG 14) 2 conductors 0.25 to 0.75 mm 2 (AWG 24...AWG 18) Semi-rigid wire = 1 conductor: 0.2 to 2.5 mm 2 (AWG 25...AWG 14) Rigid wire = 1 conductor: 0.2 to 2.5 mm 2 (AWG 25...AWG 14) 2 conductors 0.2 to 1.5 mm 2 (AWG 25...AWG 16) Tightening torque = 0.5 N.m (4.5 lb-in) (tighten using screwdriver diam. 3.5 mm) Processing characteristics of CB, CD, XD & XB product types LCD display Programming method Program size Program memory Removable memory Data memory CD, XD: Display with 4 lines of 18 characters Ladder or function blocks/sfc (Grafcet) Ladder: 120 lines Function blocks: CB, CD: typically 350 blocks XB, XD: typically 700 blocks Flash EEPROM EEPROM 368 bits/200 words Unless otherwise specified, the characteristics given are applicable to all or part of the product range selected

21/03/2012 www.crouzet.com Back-up time in the event of power failure Program and settings in the controller: 10 years Program and settings in the plug-in memory: 10 years Data memory: 10 years Cycle time Ladder: typically 20 ms Function blocks: 6 90 ms Response time Input acquisition time + 1 to 2 cycle times Clock data retention 10 years (lithium battery) at 25 C Clock drift Drift < 12 min/year (at 25 C) 6 s/month (at 25 C with user-definable correction of drift) Timer block accuracy 1% ± 2 cycle times Start up time on power up < 1,2 s Characteristics of products with AC power supplied Supply Nominal voltage 24 V AC 100 240 V AC Operating limits -15% / +20% or 20.4 VAC 28.8 VAC Supply frequency range 50/60 Hz (+4% / -6%) or 47 53 Hz/57 < 63 Hz -15% / +10% or 85 VAC 264 VAC 50/60 Hz (+4% / -6%) or 47 53 Hz/57 < 63 Hz Immunity from micro power cuts 10 ms (repetition 20 times) 10 ms (repetition 20 times) Max. absorbed power CB12-CD12-XD10-XB10: 4 VA CB20-CD20: 6 VA XD10 with extension - XD26-XB26: 7.5 VA XD26-XB26 with extension: 10 VA CB12-CD12-XD10-XB10: 7 VA CB20-CD20: 11 VA XD10-XB10 with extension-xd26-xb26: 12 VA XD26-XB26 with extension: 17 VA Isolation voltage 1780 V AC 1780 V AC Inputs Input voltage 24 V AC (-15% / +20%) 100 240 V AC (-15% / +10%) Input current 4,4 ma @ 20,4 V AC 0,24 ma @ 85 V AC 5,2 ma @ 24,0 V AC 0,75 ma @ 264 V AC 6,3 ma @ 28,8 V AC Input impedance 4.6 kω 350 kω Logic 1 voltage threshold 14 V AC 79 V AC Making current at logic state 1 >2 ma >0.17 ma Logic 0 voltage threshold 5 V AC 20 V AC ( 28 V AC: XE10, XR06, XR10, XR14) Release current at logic state 0 <0.5 ma <0.5 ma Response time with LADDER programming 50 ms State 0 1 (50/60 Hz) Response time with function blocks programming Configurable in increments of 10 ms 50 ms min. up to 255 ms State 0 1 (50/60 Hz) Maximum counting frequency In accordance with cycle time (Tc) and input response time (Tr) : 1/ ( (2 x Tc) + Tr) Sensor type Contact or 3-wire PNP Contact or 3-wire PNP Input type Resistive Resistive Isolation between power supply and inputs None None Isolation between inputs None None Protection against polarity inversions Yes Yes Status indicator On LCD screen for CD and XD On LCD screen for CD and XD Characteristics of relay outputs common to the entire range Max. breaking voltage 5 30 V DC 24 250 V AC Breaking current CB-CD-XB10-XD10-XR06-XR10: 8 A XD26-XB26: 8 x 8 A relays, 2 x 5 A relays XE10: 4 x 5 A relays XR14: 4 x 8 A relays, 2 x 5 A relays Electrical durability for 500 000 operating cycles Usage category DC-12: 24 V, 1.5 A Usage category DC-13: 24 V (L/R = 10 ms), 0.6 A Usage category AC-12: 230 V, 1.5 A Usage category AC-15: 230 V, 0.9 A Max. Output Common Current 12A for O8,O9,OA Minimum switching capacity 10 ma (at minimum voltage of 12 V) Minimum load 12 V, 10 ma Maximum rate Off load: 10 Hz At operating current: 0.1 Hz Mechanical life 10,000,000 operations (cycles) Voltage for withstanding shocks In accordance with IEC/EN 60947-1 and IEC/EN 60664-1: 4 kv Response time Make 10 ms Release 5 ms Built-in protections Against short-circuits: None Against overvoltages and overloads: None Status indicator On LCD screen for CD and XD Characteristics of product with DC power supplied Supply Nominal voltage 12 V DC 24 V DC Operating limits -13% / +20% or 10.4 V DC < 14.4 V DC (including ripple) -20% / +25% or 19.2 V DC < 30 V DC (including ripple) 50 ms State 0 < 1 (50/60 Hz) Configurable in increments of 10 ms 50 ms min. up to 255 ms State 0 1 (50/60 Hz) In accordance with cycle time (Tc) and input response time (Tr) : 1/ ( (2 x Tc) + Tr) Immunity from micro power cuts 1 ms (repetition 20 times) 1 ms (repetition 20 times) Max. absorbed power CB12 with solid state outputs: 1.5 W CD12: 1.5 W CD20: 2.5 W XD26-XB26: 3 W CB12-CD12-CD20 with solid state outputs - XD10-XB10 with solid state outputs: 3 W XD10-XB10 with relay outputs: 4 W XD26-XB26 with solid state outputs: 5 W CB20-CD20 with relay outputs-xd26 with relay outputs: 6 W Unless otherwise specified, the characteristics given are applicable to all or part of the product range selected

21/03/2012 www.crouzet.com XD26-XB26 with extension: 5 W XD26 with solid state outputs: 2.5 W Protection against polarity inversions Yes Yes Digital inputs (I1 to IA and IH to IY) XD10-XB10 with extension: 8 W XD26-XB26 with extension: 10 W Input voltage 12 V DC (-13% / +20%) 24 V DC (-20% / +25%) Input current 3,9 ma @ 10,44 V DC 4,4 ma @ 12,0 V DC 5,3 ma @ 14,4 VDC 2,6 ma @ 19,2 V DC 3,2 ma @ 24 V DC 4,0 ma @ 30,0 VDC Input impedance 2.7 kω 7.4 kω Logic 1 voltage threshold 7 V DC 15 V DC Making current at logic state 1 2 ma 2.2 ma Logic 0 voltage threshold 3 V DC 5 V DC Release current at logic state 0 <0.9 ma <0.75 ma Response time 1 2 cycle times + 6 ms 1 2 cycle times + 6 ms Maximum counting frequency I1 & I2: Ladder (1 khz) & FBD (Up to 6 khz) I3 to IA & IH to IY: in accordance with cycle time (Tc) and input response time (Tr) : 1/ ( (2 x Tc) + Tr) Sensor type Contact or 3-wire PNP Contact or 3-wire PNP Conforming to IEC/EN 61131-2 Type 1 Type 1 Input type Resistive Resistive Isolation between power supply and inputs None None Isolation between inputs None None Protection against polarity inversions Yes Yes Status indicator On LCD screen for CD and XD On LCD screen for CD and XD Analogue or digital inputs (IB to IG) CB12-CD12-XD10-XB10 4 inputs IB IE 4 inputs IB IE CB20-CD20-XB26-XD26 6 inputs IB IG 6 inputs IB IG Inputs used as analogue inputs I1 & I2: Ladder (1 khz) & FBD (Up to 6 khz) I3 to IA & IH to IY: in accordance with cycle time (Tc) and input response time (Tr) : 1/ ( (2 x Tc) + Tr) Measurement range (0 10 V) or (0 V power supply) (0 10 V) or (0 V power supply) Input impedance 14 kω 12 kω Input voltage 14.4 V DC max 30 V DC max Value of LSB 14 mv 29 mv Input type Common mode Common mode Resolution 10 bit at maximum input voltage 10 bit at maximum input voltage Conversion time Controller cycle time Controller cycle time Accuracy at 25 C ± 5% ± 5% Accuracy at 55 C ± 6.2% ± 6.2% Repeat accuracy at 55 C ± 2% ± 2% Isolation between analogue channel and power supply None None Cable length 10 m maximum, with shielded cable (sensor not isolated) 10 m maximum, with shielded cable (sensor not isolated) Protection against polarity inversions Yes Yes Potentiometer control Inputs used as digital inputs 2.2 kω/0.5 W (recommended) 10 kω max. 2.2 kω/0.5 W (recommended) 10 kω max. Input voltage 12 V DC (-13% / +20%) 24 V DC (-20% / +25%) Input current 0,7 ma @ 10,44 VDC 0,9 ma @ 12,0 VDC 1,0 ma @ 14,4VDC 1,6 ma @ 19,2 VDC 2,0 ma @ 24,0 V DC 2,5 ma @ 30,0 VDC Input impedance 14 kω 12 kω Logic 1 voltage threshold 7 V DC 15 VDC Making current at logic state 1 0.5 ma 1.2 ma Logic 0 voltage threshold 3 V DC 5 V DC Release current at logic state 0 0.2 ma 0.5 ma Response time 1 2 cycle times 1 2 cycle times Maximum counting frequency In accordance with cycle time (Tc) and input response time (Tr) : 1/ ( (2 x Tc) + Tr) Sensor type Contact or 3-wire PNP Contact or 3-wire PNP Conforming to IEC/EN 61131-2 Type 1 Type 1 Input type Resistive Resistive Isolation between power supply and inputs None None Isolation between inputs None None Protection against polarity inversions Yes Yes Status indicator On LCD screen for CD and XD On LCD screen for CD and XD Characteristics of relay outputs common to the entire range Max. breaking voltage 5 30 V DC 24 250 V AC Max. Output Common Current 12A (10A UL) for O8,O9,OA Breaking current CB-CD-XD10-XB10-XR06-XR10: 8 A XD26-XB26: 8 x 8 A relays, 2 x 5 A relays XE10: 4 x 5 A relays XR14: 4 x 8 A relays, 2 x 5 A relays Electrical durability for 500 000 operating cycles Usage category DC-12: 24 V, 1.5 A Usage category DC-13: 24 V (L/R = 10 ms), 0.6 A Usage category AC-12: 230 V, 1.5 A Usage category AC-15: 230 V, 0.9 A Minimum switching capacity 10 ma (at minimum voltage of 12 V) Minimum load 12 V, 10 ma Maximum rate Off load: 10 Hz At operating current: 0.1 Hz In accordance with cycle time (Tc) and input response time (Tr) : 1/ ( (2 x Tc) + Tr) Unless otherwise specified, the characteristics given are applicable to all or part of the product range selected

21/03/2012 www.crouzet.com Mechanical life Voltage for withstanding shocks Response time Built-in protections Status indicator Digital / PWM solid state output PWM solid state output* 10,000,000 operations (cycles) In accordance with IEC/EN 60947-1 and IEC/EN 60664-1: 4 kv Make 10 ms Release 5 ms Against short-circuits: None Against overvoltages and overloads: None On LCD screen for CD and XD CB12: O4 XD26: O4 O7 CD12-XD10-XB10: O4 CD20-XD26-XB26: O4 O7 * Only available with "FBD" programming language * Only available with "FBD" programming language Breaking voltage 10.4 30 VDC 19.2 30 VDC Nominal voltage 12-24 V DC 24 V DC Nominal current 0.5 A 0.5 A Max. breaking current 0,625 A 0,625 A Voltage drop 2 V for I = 0.5 A (at state 1) 2 V for I = 0.5 A (at state 1) Response time Built-in protections Make 1 ms Release 1 ms Against overloads and short-circuits: Yes Against overvoltages (*) : Yes Against inversions of power supply: Yes (*) In the absence of a volt-free contact between the output of the logic controller and the load Make 1 ms Release 1 ms Against overloads and short-circuits: Yes Against overvoltages (*) : Yes Against inversions of power supply: Yes (*) In the absence of a volt-free contact between the output of the logic controller and the load Min. load 1 ma 1 ma Maximum incandescent load 0,2 A / 12 V DC 0,1 A / 24 V DC 0,1 A / 24 V DC Galvanic isolation No No PWM frequency 14.11 Hz 56.45 Hz 112.90 Hz 225.80 Hz 451.59 Hz 1806.37 Hz 14.11 Hz 56.45 Hz 112.90 Hz 225.80 Hz 451.59 Hz 1806.37 Hz PWM cyclic ratio 0 100% (256 steps for CD, XD and 1024 for XA) 0 100% (256 steps for CD, XD and 1024 for XA) PWM accuracy at 120 Hz < 5% (20% 80%) load at 10 ma < 5% (20% 80%) load at 10 ma PWM accuracy at 500 Hz < 10% (20% 80%) load at 10 ma < 10% (20% 80%) load at 10 ma Status indicator On LCD screen for CD and XD On LCD screen for CD and XD Type Description Code M3 SOFT Multilingual programming software containing specific library functions (CD-ROM) 88970111 PA EEPROM memory cartridge 88970108 PA 3 m serial link cable: PC Millenium 3 88970102 PA 3 m USB link cable: PC Millenium 3 88970109 PA Millenium 3 Bluetooth interface (class A 10 m) 88970104 Comments * to be marketed 1 st quarter 2006 Dimension Diagram : XD26 Unless otherwise specified, the characteristics given are applicable to all or part of the product range selected