Curs 7 – Programarea PLC: Lovato,

Controllers Melsec-Mitsubishi

Ce este un PLC

Spre deosebire de sistemele convenţionale

de control bazate pe logica cablată, a

caror funcţiuni sunt determinate de

conexiunile fizice între componente,

funcţiunile automatului programabil

sunt definite prin program.

Chiar dacă legătura automatului programabil cu celelalte

componente dintr-un sistem se realizează tot prin cabluri,

conţinutul programului poate fi schimbat oricând şi poate

fi adaptat la diferite sarcini de control, fără a fi necesară

intervenţia la nivelul hardware.

Automatul programabil citeşte semnalele de intrare, le

procesează şi transmite comenzile către proces.

Modul de lucru al automatului programabil

cuprinde trei secvenţe:

procesarea intrărilor:

(semnalele de intrare sunt citite, procesate şi

plasate într-un buffer de memorie denumit imagine

a intrărilor).

procesarea programului:

(pe baza datelor de intrare programul este

procesat instrucţiune cu instrucţiune şi datele de

ieşire sunt plasate într-un buffer de memorie

denumit imagine a ieşirilor).

procesarea iesirilor:

(datele de ieşire sunt transferate din bufferul

imagine a ieşirilor la ieşirile fizice).

Cum se proceseaza programul PLC

Procesarea intrarilor

Programul PLC este procesat cu valorile din bufferele de

imagine a intrarilor si iesirilor, si nu cu valorile instantanee ale

intrarilor. Iesirile fizice sunt reactualizate in secventa de

procesare a iesirilor la sfarsit de program.

Cum se proceseaza programul PLC

Programul este procesat de sus în jos, de la pasul 0 la ultimul pas al

programului, în ordinea în care instrucţiunile sunt programate.

Rezultatele procesării unei anumite secvenţe de program sunt memorate

şi utilizate pe durata ciclului curent de scanare.

Cum se proceseaza programul

PLC Procesarea ieşirilor

Rezultatele operaţiilor logice relevante pentru ieşiri sunt stocate în bufferul

imagine a ieşirilor. Informaţia din bufferul de imagine a ieşirilor rămâne

nemodificată până la următoarea scriere. La sfârşit de program valorile sunt

transmise către ieşirile fizice, după care ciclul este reluat.

Diferenţe între modul de procesare al unui PLC şi sistemele de control

realizate în logica cablată.

Fiecare modificare a stării semnalului de intrare (logică cablată)

determină o modificare instantanee în starea semnalului de la ieşire.

În cazul unui PLC efectul apare la urmatorul ciclu de procesare de

dupa cauză (dupa modificarea intrarii). Acest dezavantaj este

minimizat prin creşterea vitezei de procesare a unitaţii centrale si

implicit prin reducerea duratei de procesare a programului. Durata

unui ciclu de scanare program depinde în principal de numărul şi tipul

instrucţiunilor executate.

Familia MELSEC FX

Unităţile centrale FX1N, FX2N si FX3U sunt extensibile cu

module de extensie digitale compacte şi modulare, cu

module de funcţii speciale, cu module de interfaţă si reţea,

facându-le potrivite în aceeaşi măsură şi pentru aplicaţii

complexe, ce necesită funcţii speciale. Toate aceste serii

fac parte din familia mai larga FX şi asigură un nivel ridicat

de compatibilitate.

MELSEC inseamna MITSUBISHI ELECTRIC

SEQUENCER. Automatele programabile din seria MELSEC

FX oferă soluţii economice şi flexibile pentru aplicaţii de

complexitate mică si medie în domeniul 10 – 256 puncte de

intrări / ieşiri (384 in cazul FX3U), pentru aplicaţii atât în

industrie cât şi în sisteme building management.

Lansarea în execuţie

Lansarea în execuţie

Ladder view

Instruction view

Comment view

Register view

Instruction

comment

settings

New Open

Apelul aplicaţiei şi setarea unităţii centrale PLC

Verificarea compatibilităţii

Reguli de bază pentru

configurarea sistemelor

Următoarele aspecte trebuie avute în vedere cand se

configurează un sistem cu unităţi de extensie pentru I/O

digitale şi module cu funcţii speciale:

• Capacitatea sursei de 5 Vcc de pe magistrală

• Capacitatea sursei de 24 Vcc

• Numărul total de puncte I/O trebuie să fie mai mic

decât numărul maxim suportat de unitatea de bază

utilizată (calcule pe grafice matriceale- în documentaţie).

Alocarea Intrarilor / Iesirilor

Modalitatea alocarii intrarilor / iesirilor digitale

Adrese module functii speciale

GX Developer

Avantaje ale pachetului GX-Developer

Instalarea mediului de programare GX-Developer

Crearea unui proiect

Exemple programare PLC (ExProg1)

Numarul de linie

Principiul de operare

3. GX Developer

Exemplele din aceste curs sunt create in mediul de programare si

monitorizare GX Developer.

GX-Developer este un pachet de software ce ruleaza sub Windows si

permite utilizatorilor editarea programelor pentru automatele

programabile Mitsubishi.

A fost dezvoltat de Mitsubishi Electric si este derivat din mediul mai

vechi, destul de popular, “MEDOC” ce rula sub DOS.

4. Crearea unui proiect

4.1 Examplu program PLC (Ex _Prog1)

Acest program permite comutarea ON/OFF a unei iesiri, de

exemplu Y0, cu o frecventa controlata, de exemplu 1 secunda ON,

1 secunda OFF. Iesirea Y1 va avea o stare inversa iesirii Y0. Cand

Y0 este OFF Y1 este ON si vice versa.

Programul PLC Ladder Diagram

4.1.1 Numarul de linie

In descrierile care urmeaza se vor face referiri la numerele de

linie. Un numar de linie este numarul pasului de program al

primului element al liniei respective.

Din acest motiv nu vor creste in mod consecutiv cu o pozitie de la

linia curenta la cea urmatoare si va depinde de numarul de pasi

de program utilizati de elementele liniei curente. Numarul de pasi

de program utilizati de fiecare element al liniei variaza in functie de automatul utilizat.

4.3 Simbolurile Ladder Diagram

• Contact normal deschis

• Contact normal închis

• Contact normal deschis - conexiune paralelă

• Linie (conexiune) verticala

• Linie (conexiune) orizontala

• Bobina

• Functie

Editarea programului in modul Ladder Diagram

se poate face fie:

• utilizand mouse-ul pentru selectarea

elementului necesar.

• utilizand tasata functionala

corespunzatoare elementului mecsar.

4.6 Editarea in modul Ladder

Diagram

- Introducerea primului contact, contact normal deschis X0

- Folosind mousul sau tasta “F5” se selecteaza

contactul normal deschis

- Se introduce de la tasatatura X0.

Output, Timer T0:

- Tasta functionala "F7"

- T0

- Spatiu

- K10

Similar se editeaza

si restul secventei

din imaginea alaturata.

5.2 Explicatii referitoare la

programarea in Instruction List

Inceperea unei linii de program (retea, rang de program)

Cand primul contact al unei linii de program este un

contact normal deschis, in modul de editare Instruction

List instructiunea echivalenta este:

- LD (Load).

Cand primul contact al unei linii de program este un

contact normal inchis, in modul de editare Instruction

List instructiunea echivalenta este:

- LDI (Load Inverse)

5.2 Explicatii referitoare la

programarea in Instruction List

Contacte in Serie

Cand sunt necesare mai multe contacte in serie pentru a obtine o

conditie de iesire, fiecare dintre acestea trebuie utilizate in variantele

corecte, mormal deschis sau normal inchis.

de ex. X0 ON, T1 OFF

Ca bobina T0 sa fie alimentata, intrarea X0 trebuie sa fie activa si

contactul T1 sa nu fie actionat. Aceasta secventa se transcrie in setul

de instructiuni astfel:

LD X0

ANI T0

Dupa contactul de inceput de linie, pentru orice alte contacte conectate

in serie se folosesc urmatoarele instructiuni:

AND pentru contacte normal deschise ANI pentru contacte normal inchise

8.4 Inserarea unei ramificatii

Se apasa butonul “Draw vertical line” sau direct de la

tasataura <Shift>+F9

Pasul 2. Apelul unei aplicaţii realizate

Pasul 3. PLC- conectat cablu serial PC

Pasul 4. Vizualizarea tranziţiilor pe monitor PC

(comunicaţia proces- calculator)

Pasul 5. Monitorizare acţionare senzori

PLC-Run, Proces automat oprit Etapa 5.1

◘ Identificarea platformei PLC-Mitsubishi+interfaţa

Input-Output- kit (funcţionare PLC)

PLC-Run, Proces oprit, acţionare LL1 manuală

(se obs. pe monitor dezactivarea intrării X002)

faţă de etapa 5.1

Etapa 5.2

PLC-Run, Proces oprit, acţionare LL2 manuală

(se obs. pe monitor dezactivarea intrării X003)

faţă de etapa 5.1

Etapa 5.3

Pasul 6 Monitorizare proces în ciclul manual

PLC-Run, proces oprit, acţionare manuală intrare

X000 (comutator fără reţinere), pornire proces

(activare iesiri Y000 şi Y002)

Etapa 6.1

Etapa 6.1 Acţionare manuală- pornire rotire stânga

Etapa 6.2 Acţionare manuală- stop rotire stânga

(prin acţionare senzor)

◘ PLC-Mitsubishi+interfaţa Input-

Output (externă)

PLC-Run, proces oprit, acţionare manuală intrare

X001 (comutator fără reţinere), pornire proces

rotire dreapta (activare iesiri Y001 şi Y003)

Etapa 6.3

Etapa 6.4 Acţionare manuală- stop rotire dreapta

(prin acţionare senzor)

?

Pasul 7 Monitorizare proces în ciclul automat

Monitorizare proces în ciclul manual X000- rotire (deplasare stânga)

sau X001- rotire (deplasare dreapta)

X000- rotire (deplasare stânga)

şi (simultan) X001- rotire (deplasare dreapta)

X000 şi X001

activare

secvenţială

(2 comutatoare)

X001 şi X000

activare

secvenţială

(2 comutatoare)

X001 şi X000

activare

simultană

(1 comutator

dublu)

(sigur) ! Rotire stânga

(sigur) ! Rotire dreapta

Pasul 6

◘ Utilizarea

platformei PLC-

Mitsubishi (kit-

“Proces

Automat

Reversibil”

varianta discretă.

Etapa 7.1 Acţionare comutator dublu, activarea

simultană a intrărilor X000 şi X001.

Etapa 7.2 Monitorizarea acţiunii din etapa 7.1:

Etapa 7.3 Monitorizarea acţiunii din etapa 7.1:

OBS: Acţionarea comutatorului dublu are efect

aleatoriu, care poate fi vizualizat în etapa 7.3

Etapa 7.4 Monitorizarea acţiunii de schimbare a sensului

deplasării (acţiune asupra senzorului X003)

Faza A:

◘ Proces Automat Reversibil (varianta discretă) în

funcţiune, output Y001 şi Y003 activate (rotire dreapta)

Faza B:

◘ Proces Automat Reversibil (varianta discretă) în

funcţiune, output Y001 şi Y003 activate (rotire stânga),

activare (cu revenire) pt. input X003 (tranziţia NÎ→ND),

comutarea pe output Y000 şi respectiv Y002.

Faza C:

◘ Proces Automat Reversibil (varianta discretă) în

funcţiune, menţinere output Y000 şi Y002 activate

(rotire stânga),

dezactivare input X003 (tranziţia ND→NÎ), NC→NO

◘ Proces Automat Reversibil (varianta discretă) în

funcţiune, output Y001 şi Y003 activate (rotire dreapta):

(input X003 pregătit pentru activare)

Faza A:

Faza B:

◘ iniţial, Proces Automat Reversibil (varianta discretă) în

funcţiune, output Y001 şi Y003 activate (rotire dreapta),

activare (cu revenire) pt. input X003 (tranziţia NÎ→ND),

comutarea pe output Y000 şi respectiv Y002.

◘ Proces Automat Reversibil (varianta discretă) în

funcţiune, menţinere output Y000 şi Y002 activate

(rotire stânga),

dezactivare input X003 (tranziţia ND→NÎ), NC→NO

Faza C:

Etapa 7.5 Monitorizarea acţiunii de schimbare a

sensului deplasării (acţiunea asupra

senzorului X002)

Etapa 7.6 Monitorizarea acţiunii de oprire

(continuare din etapa 7.5)

2.5 Alegerea configuratiei optime

Cateva considerente ce trebuie avute in

vedere la configurarea unui sistem:

Sursa de alimentare

surse disponibile: 24 Vcc sau 100 – 240 Vca

Intrari / Iesiri

– Nr. semnale (limitatori, butoane, senzori,

etc.)

– Inventarierea intrarile dupa tipul semnalelor

(sink, source, contact) si dupa functia

indeplinita (intrari normale, high speed,

intrerupere hardware externa, etc.

– Inventariere iesiri dupa marimea sarcinii,

tensiune de comanda, normale sau high

speed, etc.

Module functii speciale

– Numar maxim de module suportate de

sistem

– Necesitatea sursei de alimentare externa

2.6. Structura automatelor programabile

2.6.1 Circuitele de Intrari / Iesiri

2.6.2 Unitati de baza MELSEC FX1S

2.6.3 Unitati de baza MELSEC FX1N

2.6.4 Unitati de baza MELSEC FX2N

2.6.5 Unitati de baza MELSEC FX2NC

2.6.6 Unitati de baza MELSEC FX3U

2.7 Scheme de cablare

2.7.1 Sursa alimentare

2.7.2 Intrari

2.7.3 Iesiri

Toate automatele din seria FX se bazeaza pe

acelasi concept.

2.6.1 Circuitele de intrare/iesire

Intrarile sunt izolate galvanic fata de celelalte circuite ale automatului prin

optocuploare. Iesirile sunt disponibile pe releu sau tranzistor. Iesirile pe

tranzistor sunt de asemenea izolate galvanic fata de restul circuitelor PLC prin

optocuploare. Intrarile sunt in 24 Vcc si pot fi selectate global in logica sink sau

source. Ca sursa pentru intrari se poate utiliza sursa oferita de unitatea de

baza PLC. Sarcina maxima pentru iesirile pe releu este de 2A sarcina rezistiva

la 250Vca si 0.5A sarcina rezistiva pentru 24 Vcc.

2.6.6 Unitati de baza MELSEC FX3U

2.7 Conexiuni

Specificatii sursa alimentare

Impamantare

Unitatea de baza ca si celelalte module prevazute cu terminal de

impamantare trebuie legate la pamant.

Rezistenta de impamantare trebuie sa fie sub 100 Ω.

Punctul de impamantare trebuie sa fie cat mai aproape de aparat iar cablul

de impamantare cat mai scurt posibil.

Se recomanda asigurarea impamantarii independete pentru fiecare

componenta din configuratie.

2.7.1 Sursa de alimentare

2.7.2 Conectarea intrarilor

Conectarea semnalelor de tip sink si source

Unitatile de baza din seria FX pot fi utilizate atat in logica

sink cat si in logica source. Selectarea se face global, in

functie de potentialul la care se conecteaza terminalul de

selectie "S/S".

Conectarea

iesirilor pe

releu si

tranzistor in

logica sink /

source

Iesire pe releu

2.7.2 Conectarea

intrarilor

Interfaţa digitală de intrare

(pe modul bază PLC):

permite conectarea unor semnale digitale generate de senzori,

comutatoare sau întrerupătoare.

D.p.d.v modul

de conectare

intrări digitale: sursă de curent (eng. Source

input), pentru senzori de tip PNP

drenă de curent (eng. Sink input),

pentru senzori de tip NPN

tip drenă, în starea “cuplat/ închis” a senzorului, curentul circulă

dinspre intrare către senzor.

schema de principiu a unui senzor de tip NPN

conectat la intrarea de tip Sink a unui PLC.

în cazul unei intrări de tip sursă, în starea “cuplat/ închis”

senzorul generează un curent ce intră în dispozitivul PLC.

In interiorul senzorului,

tranzistorul

acţionează ca un

întrerupător (comutator)

Pentru schema de conectare a intrărilor PLC în cele două

cazuri:

Se observă că modul de cuplare a intrării S/S la 24V şi

respectiv la 0V determină configuraţia de drenă sau sursă a

intrărilor. De asemenea se observă că în cazul unei intrări

drenă un comutator simplu se leagă între 0V şi intrare,

iar în cazul unei intrări de tip sursă între 24V şi

intrare.

ATENTIE: CUPLAREA GREŞITĂ A SENZORILOR SAU A

COMUTATOARELOR POATE DUCE LA ARDEREA CIRCUITELOR DE

INTRARE

Interfeţele digitale de ieşire

În cazul de faţă ieşirile sunt de tip contact de releu.

Alimentarea elementului de execuţie sau a sarcinii se va

face de la o sursă externă de alimentare. Ieşirile se

notează cu Y000-Ynnn.

2.8 Extinderea numarului de Intrari / Iesiri

2.8.1 Module de extensie tip board

2.8.2 Unitati de extensie compacte

2.8.2 Unitati de extensie modulare

2.9 Module pentru functii speciale

2.9.1 Module analogice

2.9.2 Module si adaptoare numarare rapida

2.9.3 Module de pozitionare

2.9.4 Module de retea ETHERNET

2.9.5 Module de retea Profibus/DP

2.9.6 Module de retea CC-Link

2.9.7 Module de retea DeviceNet

2.9.8 Module de retea CANopen

2.9.9 Module de retea AS-Interface

2.9.10 Adaptoare si module de interfata

2.9.11 Adaptoare de magistrala

2.9.12 Placi setpoint cu semireglabili

2.10 Configrarea sistemelor FX

2.10.1 Conectarea modulelor tip adapter (numai pt. FX3U)

2.10.2 Reguli de baza pentru configurarea de sistem

2.10.3 Matricea de calcul sursa

2.10 Configurarea sistemelor

Un sistem FX minimal consta in unitatea de baza propriu-zisa; aceasta

include sursa, unitatea centrala si un numar de I/O, in functie de model.

Sistemul se poate extinde prin adaugarea de module de extensie I/O digitale

sau module pentru functii speciale. Optiunile disponibile sunt prezentate in

sectiunile 2.8 si 2.9.

Unitati de baza

Unitatile de baza sunt disponibile cu un numar diferit de I/O de la 10 la 128

de puncte. Configuratia maxima posibila in seria FX ajunge la 384 puncte in

cazul FX3U.

Unitati de extensie de tip board

Unitatile de extensie de tip board se instaleaza direct pe unitatile de baza,

nu ocupa spatiu suplimentar si nu ocupa puncte I/O in spatiul de adresare al

CPU-ului. Sunt disponibile pentru un numar redus de I/O (2 la 4) si pot fi

utilizate impreuna cu unitati de baza FX1S si FX1N. In acelasi format sunt

disponibile si module de interfata RS232 sau RS485.

2.10.1 Module tip adapter (ADP)

FX3U

Module de intrari / iesiri de tip adapter High-speed

La o unitate de baza FX3U pot fi conectate maxim doua module high-

speed de intrari FX3U-4HSX-ADP si maxim doua module high-seed de

iesiri FX3U-2HSY-ADP.

In cazul in care in partea stanga a unitatii de baza mai urmeaza sa se

monteze si alte tipuri de module, modulele I/O high-speed trebuie

conectate cu prioritate (primele). Un modul special high-speed I/O nu

trebuie montat in partea stanga a unui modul de comunicatie sau a unui

modul analogic.

Pana la 10 module de tip adapter pot fi instalate in partea stanga a

unitatilor de baza FX3U. Utilizarea modulelor de tip adapter trebuie sa

respecte urmatoarele reguli:

2.10.1 Module tip adapter (ADP)

FX3U

Lansare execuţie

FBD- Lovato

Lansare execuţie

Ladder- Lovato

Open- Lovato

Ex: comanda pornirea în trepte Ventilatoare uscător

lemne:

(programare simulare FBD-Lovato)

4.2 Procedura de incepere a unui program (setari initiale)

4.3 Elemente de editare Ladder Diagram

4.4 Structura de proiect (Project Data List)

4.5 Activarea / dezactivarea structurii de proiect

4.6 Schimbarea atributelor de culoare (Optional)

4.7 Editarea in modul Ladder Diagram (Ex_Prog1)

4.8 Conversia programului in modul lista instructiuni

4.9 Salvarea proiectului

5. Editarea programului in modul Instruction List (lista instructiuni)

5.1 Modul de editare Instruction List (Ex_Prog1)

5.2 Explicatii mod editare Instruction List

6. Functii de cautare

6.1 Cautarea pasului de program

6.2 Cautarea device-urilor

6.3 Cautarea unei instructiuni

6.4 Lista de aparitii in program a unui device

6.5 Lista de device-uri utilizate

7. Copierea proiectelor

7.1 Copierea proiectului Ex_Prog1

8. Modificarea programului in modul de editare Ladder Diagram

8.1 Modificarea proiectului Ex_Prog2

8.2 Inserarea unui nou contact

8.3 Schimbarea tipului sau adresei unui device

8.4 Inserarea unei ramificatii

8.5 Inserarea unei secvente noi de program

9. Functii de stergere

9.1 Consideratii generale

9.2 Stergerea unui contact

9.3 Stergerea unei ramificatii

9.4 Stergerea unei singure linii de program

9.5 Stergerea mai multor linii de program

10. Intocmirea documentatiei

10.1 Exemplu program: Ex_Prog4

10.2 Utilizarea in program a comentariilor

10.3 Comentariile pentru device-uri

10.4 Accesarea comentariilor din structura de proiect

10.5 Formatul comentariilor

10.6 Comentariile de bloc de program

11. Alocarea Intrarilor/Iesirilor

11.1 Verificarea domeniului de Intrari / Iesiri

12. Incarcarea unui proiect in PLC

12.1 Selectarea si setarea canalului de comunicatie

12.1.1 Selectarea canalului de comunicatie

12.2 Stergerea memoriei PLC

12.3 Inscrierea programului in PLC

12.4 Reducerea numarului de pasi transferati in PLC

13. Rularea programului

14. Functii de monitorizare

14.1 Monitorizarea programului Ex_Prog4

14.2 Ecranul de monitorizare Ex_Prog4

14.3 Fereastra de monitorizare device-uri (Entry Data Monitoring)

14.4 Monitorizarea simultana a programului si datelor

14.5 Functia Device Test

15. Verificarea programului

15.1 Verificarea exemplelor de program

16. Transferul programului din PLC - Upload

16.1 Exemplu transfer program din PLC - Upload

17. Modul de editare (SFC) Sequential Function Chart / succesiune de stari

17.1 Elementele unui program SFC

17.2 Reguli de comutare a starilor

17.3 Editarea proiectului

17.4 Transferul proiectului

17.5 Monitorizarea proiectului

18. Contoare

18.1 Exemplu program - Count1

18.2 Exemplu program - Count2

18.2.1 Count2

18.2.2 Modificarea programului Count2

19. Programarea On Line

19.1 Modificarea On Line a programului Count2

20. Instructiunile FROM / TO

20.1 Schimbul de date cu modulele de functii speciale

20.2 Instructiuni pentru accesul la buffer-ul de memorie

20.2.1 Citire Buffer Memorie (FROM)

20.2.2 Scriere Buffer Memorie (TO)

21. Bucle FOR - NEXT

21.1 Procesarea buclelor FOR – NEXT

21.1.1 Exemplu de program

21.2 Bucle FOR-NEXT imbricate

21.3 Operanzi pentru instructiunea FOR

22. Comunicatia Ethernet

22.1 Parametri de configurare ai modulului Ethernet FX3U

22.1.1 Configurarea PLC

22.2 Configurarea PC-ului pentru comunicatia Ethernet

22.3 Configurarea GX Developer pentru accesarea PLC-ului prin

Ethernet

22.4 Setarea terminalului HMI

22.5 Comunicatia prin MX Component