Исследование цифрового устройства управления двигателем

 

Режимы работы, перечисленные  в таблице, устанавливаются в  параметре Р1-01. При изменении  режима работы необходимо отключить, а  затем снова включить напряжение питания сервоусилителя. Только после  этого произойдет переключение режима работы. При отключении и включении  устройства соблюдайте правила безопасности по количеству включений напряжения питания (не более 1 раза в течение 10 мин) [6].

 

 

 

1.2.3 Схема подключения внешнего контроллера Delta DVP-EH

Схема подключения внешнего контроллера Delta DVP-EH представлена на рисунке 1.13.

 

Рисунок 1.13.

 

1.2.4 Спецификации сервопривода серии ASDA-B.

Спецификация сервоусилителей ASDA-B представлена в таблице 1.3 [2].

Таблица 1.3.-Спецификауия сервоусилителей.

 

 

2 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.  СРЕДА РАЗРАБОТКИ

 

 

2.1 Программирование ПЛК

 

2.1.1 Введение

 

ПЛК работают следующим образом:

шаг 1: чтение состояния внешних  входных устройств (переключатели, датчики, клавиатура);

шаг 2: обработка процессором  предварительно заданной программы  и установка нового состояния выходов.

Программа состоит из последовательности отдельных управляющих инструкций, которые определяют функции управления. ПЛК обрабатывает инструкции последовательно, т.е. одну за другой. Общий проход программы непрерывно повторяется. Время, необходимое для прохода программы называется временем цикла, а проходы программы – циклическим сканированием [2].

 

2.1.2 принципы работы релейно-контактных схем в ПЛК

 

Язык релейно-контактной логики в ПЛК (или лестничные диаграммы) является производной от релейно-контактной принципиальной электросхемы в упрощенном представлении. Релейно-контактные схемы в ПЛК имеют набор базовых компонентов, таких как нормально-открытый контакт, нормально-закрытый контакт, катушка (выход), таймер, счетчик и т.д., а также прикладные инструкции: математические функции, команды передачи, обработки данных и большое количество специальных функций и команд. Можно считать, что ПЛК - это сотни или тысячи отдельных реле, счетчиков, таймеров и память. Все эти счетчики, таймеры, и т.д. физически не существуют, а моделируются процессором и предназначены для обмена данными между встроенными функциями, счетчиками, таймерами и др.

Язык релейно-контактной логики в ПЛК по используемой символике  очень похож на принципиальные релейно-контактные электросхемы. В релейно-контактных схемах могут быть два типа логики: комбинационная, т.е. схема, состоящая из независимых друг от друга фрагментов, и последовательная логика, когда все шаги программы взаимосвязаны и схема не поддается распараллеливанию.

А. комбинационная логика:

Релейно-контактная электросхема представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1.

Релейно-контактная логика в ПЛК представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2.

Схема 1 состоит из одного нормально-открытого контакта Х0 и  катушки Y0, определяющей состояние выхода Y0. При разомкнутом состоянии (логический "0") контакта Х0, выход Y0 также будет разомкнут (логический "0"). При замыкании контакта Х0 выход Y0 также изменит свое состояние на замкнутое (логическая "1").

Схема 2 состоит из одного нормально-закрытого контакта Х1 и  катушки Y1, определяющей состояние выхода Y1. В нормальном состоянии контакта Х1, выход Y1 будет замкнут (логическая "1"). При изменении состояния контакта Х1 на разомкнутое, выход Y1 также изменит свое состояние на разомкнутое.

На схеме 3 состояние выхода Y2 зависит от комбинации состояний  трех входных контактов Х2, Х3 и Х4. Выход Y2 будет замкнут, когда Х2 выключен и Х4 включен или когда Х3 и Х4 включены.

Общая схема является комбинацией  трех схем, работающих независимо друг от друга.

Б. последовательная логика:

В схемах с последовательной логикой результат выполнения предыдущего  шага является начальным условием для последующего шага, т.е. выход в предыдущем шаге является входом в следующем шаге [2].

Релейно-контактная электросхема представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3.

Релейно-контактная логика в ПЛК представлена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4.

При замыкании контакта Х5, выход Y3 изменит свое состояние на замкнутое, однако при размыкании контакта Х5, выход Y3 сохранит свое замкнутое состояние до тех пор, пока не будет включен вход Х6. Контакт Y3 является самоблокировочным.

 

2.1.3 Операнды

 

Все внутренние объекты ПЛК, или операнды, подразделяются на различные  типы и имеют адреса. Каждый тип имеет свое обозначение и свой формат, который определяет количество занимаемого места в памяти контроллера. Так, например, входные реле обозначаются "Х" имеют однобитный формат, а регистры данных общего назначения обозначаются "D" и имеют 16-ти битный (1 слово) или 32-х битный (2 слова) формат [2].

При указании операнда определяется, с какой операцией (инструкцией) производится работа. Описания операндов представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.-Описания операндов

Тип и обозначение операнда		Описание
Вход	X	Входные реле. Определяют состояние  внешних битовых устройств, подключенных к входным клеммам ПЛК. Могут принимать  одно из двух состояний: 0 или 1. Адресация  ведется в восьмеричной системе: Х0, Х1, … Х7, Х10, Х11, …
Выход	Y	Выходные реле. Определяют состояние выходных клемм ПЛК, к которым подключается нагрузка. В программе могут быть как  контактами, так и катушками, и принимать  одно из двух состояний: 0 или 1. Адресация ведется в восьмеричной системе: Y0, Y1, … Y7, Y10, Y11, …
Меркер	M	Внутренние (вспомогательные) реле. Память для двоичных промежуточных результатов. В программе могут быть как контактами, так и катушками, и принимать одно из двух состояний: 0 или 1. Адресация ведется в десятичной системе: М0, М1, … М7, М8, М9, …
Состояние шага	S	Управляющие шаговые реле. Используются для программирования последовательного управляющего процесса. Могут принимать одно из двух состояний: 0 или 1. Адресация ведется в десятичной системе: S0, S1, … , S1023
Таймер	T	Реле времени. В программе  могут использоваться для хранения текущего значения таймера и иметь 16- ти битный формат, а также могут быть контактами, и принимать одно из двух состояний: 0 или 1. Адресация ведется в десятичной системе: T0, T1, …, T255
Счетчик	C	Используются для реализации счета. В программе могут использоваться для хранения текущего значения счетчика и иметь 16-ти или 32-х битный формат, а также могут быть контактами, и принимать одно из двух состояний: 0 или 1. Адресация ведется в десятичной системе: С0, С1, …, С255
Десятичная константа	K	Определение числа в десятичной системе отсчета
Шестнадцатеричная константа	H	Определение числа в шестнадцатеричной  системе отсчета
Регистр данных	D	Память данных. 16-ти или 32-х  битный формат. Адресация ведется в десятичной системе: D0, D1, …, D9999. В 32-х битном формате один регистр занимает две ячейки, например при обращении к D10, данные будут прочитаны из ячеек D10 и D11.
Файловый регистр		Используются для хранения данных, когда не хватает регистров данных. Для чтения и записи необходимо использовать специальные инструкции MEMR и MEMW. Операнд не имеет своего символа, а адресация ведется с помощью десятичных констант: К0, К1, …, К9999.
Индексный регистр	E, F	Память данных для промежуточных  результатов и индексной идентификации. 16-ти битный формат. Адресация: E0 – E7, F0 – F7
Указатель	P	Адрес для перехода к подпрограмме.
Указатель прерывания	I	Адрес обработки прерывания.
Номера вложенности	N	Используются для нумерации  вложенных схем исключения. N0 – N7.

 

2.1.4 Виды изображения управляющих инструкций

 

Релейно-контактная схема  состоит из одной вертикальной линии, расположенной слева и горизонтальных линий, отходящих вправо. Вертикальная линия называется шиной, а горизонтальная – командной линией или ступенькой. На командной линии располагаются символы условий, ведущие к командам (инструкциям), расположенным справа. Логические комбинации этих условий определяют, когда и как выполняются правосторонние команды. Командные линии могут разветвляться и снова соединяться [5].

В релейно-контактных схемах в основном применяется символика указанная в таблице 2.2.

Таблица 2.2.-Символика.

Символ	Пояснение	Команда	Операнд
	Символ для входного сигнала (нормально-открытого контакта a)	LD	X, Y, M, S, T, C
	Символ для входного сигнала (нормально-закрытого контакта b)	LDI	X, Y, M, S, T, C
	Символ для входного импульсного сигнала. (с опросом по переднему фронту)	LDP	X, Y, M, S, T, C
	Символ для входного импульсного сигнала. (с опросом по заднему фронту)	LDF	X, Y, M, S, T, C
	Символ для входного сигнала (шаговый управляющий контакт)	STL	S
	Символ для выходного сигнала (катушки)	OUT	Y, M, S
	Символ для прикладных инструкций	FK	Нет
	Символ логической инверсии	INV	Нет

Входные релейные контакты могут объединяться в последовательные, параллельные и комбинированные схемы (представлены на рисунке 2.5):

 

 

 

Команда AND   Команда OR     Команда ORI

 

 

 

Команда ANDP       Команда ANDF     Команда ORP

 

 

 

 

 

Команда ORF   Команда ANB   Команда ORB

 

 

 

 

Команды MPS, MRD, MPP

Рисунок 2.5.

Максимальное количество последовательных контактов в строке – 11. При необходимости использования большего количества, они будут автоматически перенесены на следующую строку. Пример переноса представлен на рисунке 2.6 [2].

Рисунок 2.6.

Сканирование программы  начинается от левого верхнего угла схемы  и заканчивается в правом нижнем углу. Следующий пример иллюстрирует последовательность выполнения программы. Она представлена на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7.

Символы входных сигналов с опросом по переднему фронту (при переходе сигнала с 0 на 1) и с опросом по заднему фронту (при переходе сигнала с 1 на 0) поясняются ниже (рисунок 2.8.):

 

Рисунок 2.8.

Команды логического блока ANB и ORB не соответствуют конкретным условиям на релейно-контактной схеме, а описывают отношения между блоками. Команда ANB производит операцию ЛОГОЧЕСКОЕ И над условиями исполнения, произведенными двумя логическими блоками. ЛОГИЧЕСКОЕ И представлено на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9.

Команда ORB производит операцию ЛОГОЧЕСКОЕ ИЛИ над условиями  исполнения, произведенными двумя логическими блоками. Представлена на рисунке 2.10.

 

Рисунок 2.10.

2.2 Программирование операторских панелей DOP

 

2.2.1 Запуск ScrEdit

 

Окно ScrEdit состоит из 5 основных частей.

1. Строка меню

Строка меню состоит из 9 элементов: File, Edit, View, Element, Screen, Tools, Options, Window, и Help.

2. Панели инструментов

Панель инструментов содержит элементы, имеющиеся в большинстве  приложений WINDOWS.

а Стандартная панель инструментов

б Панель масштабирования

в Панель инструментов текста

г Панель изображения

д Панель элементов

е Панель сборки

ж Панель компоновки

3. Окно свойств

Окно свойств позволяет  редактировать свойства выбранного элемента (объекта). См. главу 3 для детального описания.

4. Выходное окно

Здесь отображаются все действия и выходные сообщения при компиляции программы. Все обнаруженные при компиляции ошибки, будут отображаться в этом окне. Для перехода к объекту с ошибкой можно кликнуть мышкой по соответствующему сообщению в этом окне.

5. Рабочая область

Рабочая область – это  та область экрана, на которой должны размещаться все элементы редактируемого экрана прикладной программы и которая в последствие будет отображаться на дисплее операторской панели. Размер рабочей области будет зависеть от выбранной модели панели DOP. Ниже показан пример рабочей области для панели DOP-AE10THTD (Рис. 2.2.11) [5].

 

2.2.2 Описание объектов

 

ScrEdit предоставляет в распоряжению  пользователю различные типы  объектов для создания экранных форм, отвечающие различным требованиям и применениям. До начала создания новых объектов, прочитайте данную главу, что бы понять - как выбирать объекты и назначать им специальные функции и свойства.

Существует три метода выбора объектов:

1. Кликом правой кнопки  мыши на рабочей области экрана  можно вызвать контекстное меню, из которого можно выбрать  любой объект.

2. В строке меню можно  выбрать команду "Element".

3. На панели инструментов  есть значки всех объектов.

После выбора объекта, поместите  курсор на рабочей области экрана, нажмите левую кнопу мыши и, не отпуская её, перемещайте курсор вправо и вниз, тем самым, задавая место размещения и размеры нового объекта.

 

2.2.3 Блок управления и блок состояния

 

Для реализации двухсторонней  связи между панелью DOP и PLC с целью  управления различными функциями панели с контроллера и получения им информации о текущем её состоянии, можно назначить регистры, которые будут выполнять функции блока управления (control block) и блока состояния (status block) панели. HMI может управляться от PLC с помощью регистров, назначенных в блоке управления. Максимально блок управления может состоять из 8-ми последовательных регистров (слов). При задании размера блока надо руководствоваться функциями блока, которые вы собираетесь использовать. Например, минимальный размер блока управления при использовании функций рецептов должен быть 7 слов. Если размер блока управления задан 0, то работа блока управления будет запрещена. Если работа функций блока управления разрешена, то HMI может получать информацию о состоянии внешнего контроллера и выполнять его команды, непрерывно читая состояние регистров блока управления. PLC может получать информацию о текущем состоянии HMI с помощью регистров, назначенных в блоке состояния. Максимально блок состояния может состоять из 8-ми последовательных регистров (слов), начиная с Dm=D10 (размер 8 слов = D10-D17). Если размер блока управления задан 0, то работа блока управления будет запрещена. Если работа блока управления запрещена, работа блока состояния будет запрещена так же. Если работа функций блока состояния разрешена, то внешний контроллер, т.е. PLC может получать информацию о текущем состоянии HMI, читая регистры блока состояния [3].