Пример программы на языке FBD

Требуется разработать на языке FBD программу управления установкой для смешивания двух жидкостей.

На рис. 2.11 приведен общий вид установки, на котором показаны:

К1, К2, К3 – электромагнитные клапаны;

ДУ1, ДУ2, ДУ3 – датчики уровня (при достижении жидкостью уровня установки датчика с него снимается сигнал лог. 1);

ДТ – датчик температуры (диапазон измерения температуры 0 – 100^оС, диапазон изменения выходного сигнала 4 – 20 мА);

ЭН – электронагреватель;

М – электродвигатель, на валу которого закреплена мешалка.

На рис. 2.12 приведена схема подключения датчиков и выходных устройств к ПЛК, на которой показаны следующие элементы:

- кнопка «Пуск» с нормально разомкнутым контактом и с самовозвратом, кратковременное нажатие на которую запускает установку из исходного состояния;

- кнопка «Стоп» с нормально замкнутым контактом и с запоминанием замкнутого состояния, нажатие на которую останавливает установку;

- ДУ1, ДУ2 и ДУ3 – контакты одноименных датчиков уровней;

- ДТ – датчик температуры;

- К1, К2 и К3 – электромагниты одноименных клапанов;

- КМ – электромагнит контактора включения электродвигателя;

- ЭН – электронагреватель;

- U_п1 и U_п2 – напряжения источников питания.

Кнопки «Пуск», «Стоп» и датчики уровней ДУ1…ДУ3 подключаются соответственно к входам 1…5 модуля дискретных входов ПЛК. Датчик температуры подключается к входу 1 модуля аналоговых входов ПЛК. Электромагниты клапанов К1…К3, катушка контактора КМ включения электродвигателя М и нагреватель подключаются соответственно к выходам 1…5 модуля релейных выходов ПЛК.

При изменении температуры в диапазоне 0…100^оС выходной ток датчика температуры линейно изменяется в пределах 4…20 мА. При этом выходной код аналого-цифрового преобразователя (АЦП) модуля ПЛК изменяется в диапазоне 6400…32000. Для удобства обработки сигнала датчика температуры в программе необходимо предусмотреть приведение диапазона 6400…32000 к диапазону 0…100.

Установка должна работать следующим образом.

1. В исходном состоянии бак пуст, электромагнитные клапаны К1, К2 и К3 закрыты, электродвигатель М и электронагреватель ЭН отключены.

2. После кратковременного нажатия на кнопку «Пуск» открывается электромагнитный клапан К1 и в бак поступает жидкость Ж1.

3. При срабатывании датчика уровня ДУ2 электромагнитный клапан К1 закрывается, открывается электромагнитный клапан К2 и включается электродвигатель М – в бак поступает жидкость Ж2, которая смешивается с жидкостью Ж1.

4. После срабатывания датчика уровня ДУ3 электромагнитный клапан К2 закрывается и включается электронагреватель ЭН.

5. При достижении температуры смешиваемой жидкости значения 70^оС, электронагреватель ЭН отключается.

6. Начинается отсчет времени (10 с), по окончании которого отключается электродвигатель М и включается электромагнитный клапан К3, при этом жидкость выливается из бака.

7. После поступления сигнала с датчика уровня ДУ1 электромагнитный клапан К3 закрывается и установка возвращается в исходное состояние.

В пунктах 2-6 при нажатии на кнопку «Стоп» выходные устройства должны отключаться, а при отжатии – включаться.

Анализ работы установки показывает, что программа управления установкой должна реализовать конечный автомат, имеющий три состояния: 0 – исходное состояние установки; 1 – заполнение бака; 2 – выливание жидкости из бака.

В табл. 2.7 приведено объявление переменных.

На рис. 2.13 приведен возможный вариант программной реализации системы управления установкой.

FFB 1.1…1.3 реализуют приведение значения 6400…32000 выхода АЦП (DTemp) к значению 0…100. На выходе FFB 1.4 появляется 1, если температура жидкости станет равной или выше 70^оС.

На выходе FFB 1.4 появляется 1, если температура жидкости станет равной или выше 70^оС.

Для реализации трех состояний конечного автомата используются FBI 1.5 и FBI 1.12 (RS-триггеры с доминирующим сбросом). В исходном состоянии установки состояние триггеров – 00.

	Таблица 2.7
Объявление переменных
Имя переменной	Тип данных	Адрес данных	Комментарии
К1	BOOL		Управление электромагнитным клапаном 1
К2	BOOL		Управление электромагнитным клапаном 2
К3	BOOL		Управление электромагнитным клапаном 3
КМ	BOOL		Управление контактором вкл/откл. электродвигателя
Nagr	BOOL		Управление электронагревателем
Start	BOOL		Пуск установки
Stop	BOOL		Аварийный останов установки
DU1	BOOL		Сигнал с датчика уровня ДУ1
DU2	BOOL		Сигнал с датчика уровня ДУ2
DU3	BOOL		Сигнал с датчика уровня ДУ3
DTemp	UINT		Выходной код АЦП (данные температуры)
SA1	BOOL		Индикация 2-го состояния конечного автомата
SA2	BOOL		Индикация 3-го состояния конечного автомата
TUp	BOOL		Сигнал сравнения - температура жидкости выше 70^оС

После кратковременного нажатия на кнопку «Пуск» состояние триггеров станет 10 и разрешается управление электромагнитными клапанами К1…К2, контактором КМ и нагревателем. Если бак будет заполнен и температура жидкости станет равной или больше 70^оС, то значение выхода FBI 1.12 станет равным 1, значение выхода FBI 1.5 станет равным 0. При этом FBI 1.15 (таймер TON) отсчитывает выдержку времени (10 c), по окончании которой выход FBI 1.15 становится равным 1 и разрешается управление клапаном К3. Если сигнал датчика уровня ДУ1 станет равным лог. 0, то значение выхода триггера FBI 1.12 станет равным 0 и автомат возвращается в исходное состояние.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите основные элементы языка FBD.

2. В чем заключается различие между элементарной функцией, элементарным функциональным блоком и пользовательским функциональным блоком?

3. Для чего предназначены фактические и формальные параметры?

4. Для чего предназначен вход EN и выход ENO в FFB?

5. Перечислите элементарные функции, входящие в группу «Arithmetic», и опишите их назначение.

6. Перечислите элементарные функции, входящие в группу «Comparison», и опишите их назначение.

7. Назовите назначение формальных параметров в суммирующем, вычитающем и реверсивном счетчиках.

8. Опишите функции, выполняемые элементарными функциональными блоками R_TRIG и F_TRIG.

9. Перечислите элементарные функции, входящие в группу «Logic», и опишите их назначение.

10. В чем заключается различие между триггерами RS и SR?

11. Назовите назначение формальных параметров в элементарных функциональных блоках TON, TOF и TP.

12. Перечислите элементарные функции, входящие в группу «Numerical», и опишите их назначение.

Дата добавления: 2015-11-14