Основы автоматизированных систем управления с использованием промышленных контроллеров SIEMENS: Методические указания к лабораторно-практическим работам

Основы автоматизированных систем управления с использованием промышленных контроллеров SIEMENS. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНО – ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ

Новокузнецк 2010

АВТОР: Романов В. П., преподаватель высшей квалификационной категории НОУ «РЦПП «Евраз - Сибирь» .

РЕЦЕНЗЕНТ:

Проректор «СИБГИУ» по инновационному развитию и общим вопросам, зав кафедрой «Автоматизации и информационных систем» доктор технических наук, профессор Кулаков С. М.

Методические указания разработаны в соответствии с рабочей программой курса «Сопровождение АСУ ТП построенных на основе программируемых контроллеров Simatic S7». Методические указания обеспечивают усвоение материала теоретических занятий, получение навыков в техническом обслуживании, сопровождении систем АСУ ТП построенных на основе программируемых контроллеров Simatic S7-300 и реализацию государственных требований к минимуму содержания и уровню практической подготовки специалистов.

СОДЕРЖАНИЕ Введение ..................................................................................................................................................... 4 Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ ........................................................ 4 Указания по технике безопасности ........................................................................................................... 5 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №16 ЗНАКОМСТВО С ПАКЕТОМ ПРОГРАММ STEP 7, СОЗДАНИЕ ПРОЕКТА....................................... 6 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №29 «КОНФИГУРИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ СТОЙКИ» ......................................................................... 9 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3 «КОНФИГУРИРОВАНИЕ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ ПЕРИФЕРИИ ДЛЯ PROFIBUS» .................. 11 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4 СОСТАВЛЕНИЕ ПРОСТЫХ ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ ТП ДЛЯ КОНТРОЛЛЕРОВ «S7-300».... 13 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5 СОСТАВЛЕНИЕ

ПРОГРАММ

УПРАВЛЕНИЯ

ТП

ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ

S7-300

C

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВРЕМЕННЫХ ЗАДЕРЖЕК ............................................................................... 15 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6 СОСТАВЛЕНИЕ

ПРОГРАММ

УПРАВЛЕНИЯ

ТП

ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ

S7-300

C

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЧЕТЧИКОВ ...................................................................................................... 17 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №7 СОСТАВЛЕНИЕ

ПРОГРАММ

УПРАВЛЕНИЯ

ТП

ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ

S7-300

C

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМАНД СРАВНЕНИЯ И АРИФМЕТИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ................... 19 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №8 СОСТАВЛЕНИЕ

ПРОГРАММ

УПРАВЛЕНИЯ

ТП

ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ

S7-300

C

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМАНД СДВИГА .......................................................................................... 21 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №9 СОСТАВЛЕНИЕ

ПРОГРАММ

УПРАВЛЕНИЯ

ТП

ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ

S7-300

C

C

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АНАЛОГОВЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ ........................................... 23 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №10 СОСТАВЛЕНИЕ

ПРОГРАММ

УПРАВЛЕНИЯ

ТП

ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ

S7-300

C

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ БЛОКОВ ДАННЫХ ................................. 25 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №11 СОСТАВЛЕНИЕ

ПРОГРАММ

УПРАВЛЕНИЯ

ТП

ДЛЯ

КОНТРОЛЛЕРОВ

S7-300

C

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЛОКОВ FC и FB ............................................................................................... 28 Литература ................................................................................................................................................ 29

Введение Лабораторный практикум (далее лабораторные работы) предназначен для усвоения материала теоретических занятий, изучения особенностей устройства и основных характеристик элементов АСУ, получения навыков в составлении программ управления технологическим процессом для программируемых логических контроллеров (ПЛК) фирмы Simens. В результате отработки лабораторных работ студент должен: Знать: - особенности архитектуры ПЛК различных типов; - основные инструкции языка программирования ПЛК - STEP 7; Уметь: - определять параметры элементов АСУ; - составлять и тестировать простейшие программы на языке STEP 7; Лабораторные работы выполняются после изучения студентом соответствующего теоретического материала (лекций), с целью практического усвоения и закрепления полученных теоретических знаний.

Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ Лабораторные работы выполняются в специальной лаборатории на конкретных стендах или компьютерах с использованием программ пакета STEP 7. Номера рабочих мест сообщает преподаватель. При проведении лабораторных работ необходимо следовать правилам работы в лаборатории и строго соблюдать правила техники безопасности. Лабораторные работы рекомендуется выполнять в следующей последовательности: 1 Этап Теоретическая подготовка к выполнению работы, в ходе которой необходимо изучить теоретический материал (лекции) и данные методические указания. В результате изучения теоретического материала студент должен Знать: Физические основы и принцип работы изучаемого устройства; Назначение основных элементов схемы устройства и их влияние на его характеристики; Основные инструкции языка программирования ПЛК - STEP 7. Уметь: Выполнять определение характеристик элементов АСУ. Составлять и тестировать простейшие программы на языке STEP 7. 2 Этап Подготовить к работе рабочую тетрадь (использовать готовую Приложение 2 или сделать самостоятельно) 3 Этап Непосредственное выполнение работы. Этапы 1и 2 выполняются накануне дня выполнения работы. Непосредственное выполнение лабораторной работы включает в себя: 1. Сбор данных или составление программы по заданному алгоритму работы установки; 2. Оформление отчета; 3. Защита лабораторной работы. 1. Сбор данных (согласно инструкции по выполнению работы). Инструкция по выполнению работы включает следующие разделы: № лабораторной работы, название, цель, оборудование, порядок выполнения Сбор данных выполняется в следующем порядке:

изучается инструкция по выполнению работы; уясняется цель работы и последовательность действий; уточняются у преподавателя непонятные моменты; подготавливаются необходимые таблицы; выполняются действия согласно пунктам раздела «Порядок выполнения…». Основные действия и выводы конспектируются. Данные конспектируются и затем заносятся в отчет в соответствии с п. 2. 2. Оформление отчета. Отчет оформляется индивидуально каждым студентом на листах формата А4, используя рабочую тетрадь (Приложение 1). Разрешается выполнять отчет вручную аккуратным почерком, используя выделения подчеркиванием и цветом, либо печатать отчеты на пишущей машинке или принтере. Отчет по каждой работе должен включать разделы: 1. № лабораторной работы (см. инструкцию по выполнению работ); 2. Название работы (см. инструкцию по выполнению работ); 3. Цель работы (см. инструкцию по выполнению работ); 4. Оборудование (используемое в данной работе); 5. Ход работы (упорядоченное изложение хода выполнения работы, выводы и данные по пунктам, заполненные таблицы). 3. Защита лабораторной работы Для защиты лабораторной работы студент должен: представлять цель и порядок выполнения работы; изучить практический и теоретический материал согласно вопросам к защите; ответить на контрольные вопросы к лабораторной работе, которые соответствуют уровню знаний на оценку «удовлетворительно» и дополнительные вопросы по данной теме для получения более высокой оценки («хорошо» или «отлично»). Защищенная лабораторная работа подписывается преподавателем с указанием даты защиты работы. Выполненные в полном объеме лабораторные работы являются допуском к зачету (экзамену). Студенты, не защитившие всех лабораторных работ, к зачету (экзамену) не допускаются.

Указания по технике безопасности При работе в лаборатории или компьютерном классе студент обязан строго выполнять установленные правила техники безопасности. Включать стенд, можно только с разрешения преподавателя, после проверки им правильности собранной схемы. Запрещается оставлять включенный стенд без присмотра. При работе в компьютерном классе студент обязан строго соблюдать гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы на них (СанПиН 2.2.2.542-96).

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1 ЗНАКОМСТВО С ПАКЕТОМ ПРОГРАММ STEP 7, СОЗДАНИЕ ПРОЕКТА Цель работы: Ознакомится с пакетом программ STEP 7 Simatic Manager, освоить методы составления и редактирования программ, представленных бесконтактным планом. Оборудование: Пакет программ STEP 7 Simatic Manager. Теоретические сведения В зависимости от степени сложности решаемых задач в контроллерах S7-300 может применяться 8 типов центральных процессоров: • CPU 312 IFM: компактный центральный процессор с набором встроенных входов и выходов для ввода-вывода дискретных сигналов, который может быть использован в качестве автономной системы автоматизации. • CPU 313: недорогой центральный процессор для построения небольших модульных систем автоматизации. • CPU 314 IFM: компактный центральный процессор с набором встроенных входов и выходов для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, который может использоваться в качестве автономных систем автоматизации с малым временем реакции и выполнением специальных функций обработки сигналов. • CPU 314: центральный процессор для построения модульных систем автоматизации с высокой скоростью обработки данных. • CPU 315/CPU 315-2 DP: центральные процессоры для построения систем автоматизации со средним или большим объемом программы, обслуживающих системы локального и распределенного ввода-вывода, подключаемые по PROFIBUS-DP. • CPU 316-2 DP: центральный процессор для построения модульных систем автоматизации со сложными алгоритмами обработки информации, использующих системы локального и распределенного ввода-вывода, подключаемые по PROFIBUS-DP. • CPU 318-2 DP: центральные процессоры для выполнения программ большого объема и обслуживания разветвленных конфигураций распределенного ввода-вывода через сеть PROFIBUS-DP. Основные технические характеристики центральных процессоров: • Высокое быстродействие. Время выполнения логической команды в CPU 312IFM и CPU 313 составляет 600нс, в CPU 314IFM … CPU 316 – 300нс, в CPU 318-2 – 100нс. • Объемы оперативной памяти, соответствующие классу решаемых задач: от 6 Кбайт в CPU 312IFM до 512 Кбайт в CPU 318-2. • Гибкие возможности расширения. CPU 312IFM и CPU 313 допускают подключение до 8 (однорядная конфигу- рация), остальные центральные процессоры – до 32 модулей (4-рядная конфигурация) ввода-вывода. Для создания программ для контроллеров S7-300 используется пакета STEP 7 Simatic Manager. Основными утилитами пакета STEP 7 Simatic Manager, которые доступны из папки SIMATIC - STEP 7, являются: • SIMATIC Manager; • LAD, STL, FDB – Programming S7; • Memory Card Parameter Assignment; • NetPro – Configuring Networks; • PID Control Parameter Assignment; • S7 SCL – Programming S7 Blocks; • S7-GRAPH – Programming Sequential Control System; • S7-PDIAG – Configuring Process Diagnostic; • S7-PLCSIM Simulating Modules; • Setting the PG-PC Interface; SIMATIC Manager – это графический интерфейс для редактирования объектов S7 (проектов, файлов пользовательских программ, блоков, оборудования станций и инструментов). Основное окно утилиты показано на рисунке 1.

Рисунок 1 - Меню и панель инструментов SIMATIC Manager

Рисунок 2 - Структура проекта в SIMATIC Manager

Рисунок 3 - Окно редактора LAD/STL/FBD

1. Порядок выполнения работы: 1.1. Загрузить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP с одним блоком ОВ1 и ознакомится с основными элементами окна программы. 1.2. Используя средства программы ввести следующую программу:

Нажав кнопку симуляция, проверить работу программы и составить таблицу истинности для схемы. Заменить элементы B001 и B002 на элементы И. Нажав кнопку симуляция, проверить работу программы и составить таблицу истинности для схемы. 1.3. Используя средства программы составить программу на бесконтактных элементах, реализующие следующие алгоритмы работы: 1.3.1. Лампа Е1 зажигается при замыкании любого из выключателей S1, S2

1.3.2.

1.4. Используя средства программы составить программу, реализующую следующую функцию:

FZ

a

d *b

z *c .

Проверить работу программы в режиме эмуляции. 2. Отчет должен содержать 2.1. Название работы 2.2. Цель работы 2.3. Перечень оборудования. 2.4. Элементы окна программы и их назначение. 2.5. Схемы и программы, реализующие их функцию. 2.6. Таблицы истинности для пункта 1.2 2.7. Вывод по работе. 3. Контрольные вопросы и задания. 3.1. Перечислите основные параметры ПЛК S7-300 3.2. Какова область применения ПЛК S7-300 3.3. Какие основные элементы окна программы вы знаете, каково их назначение.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 КОНФИГУРИРОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ СТОЙКИ Цель работы: Освоить методы конфигурирование центральной стойки при создании программ управления ТП. Оборудование: Пакет программ STEP 7 Теоретические сведения Создание аппаратной части начинается с добавления стойки (Rack), которая находится в соответствующем каталоге. Например, при создании станции SIMATIC 300 необходимо открыть каталог элементов SIMATIC 300 и из папки Rack-300 добавить элемент Rail. Добавление можно производить либо двойным щелчком, либо перетаскиванием по технологии «drag & drop». Основное правило Модули должны располагаться друг за другом без пропусков. Стойка 0: • Слот 1: Только блок питания (напр., 6Е57 307-...) или пустой • Слот 2: Только СР11 (напр., 6Е57 314-...) • Слот 3: Интерфейсный модуль (напр.. 6Е57 360-.../361-...) или пустой • Слоты с 4 по 11: Сигнальные или функциональные модули, коммуникационные процессоры или пустые Порядок выполнения работы: 1.1. Запустить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP и блоками ввода вывода и с одним блоком ОВ1. 1.2. Используя программу Hardwar выполнить конфигурирование аппаратной части проекта, выполнив установку следующих модулей: № п/п Тип модуля Маркировка Идентификационный номер 1 Блок питания PS 307 10A 6ES7 307-1KA00-0AA0 Модуль дискретно- SM321 2 6ES7 321-1BH81-0AA0 го ввода DI16xDC24V Модуль аналогово- SM331 3 6ES7 331-7KB01-0AB0 го ввода AI2x12Bit Модуль дискретно- SM322 4 6ES7 322-1BH00-0AA0 го вывода DO16xDC24V/0.5A Модуль аналогово- SM332 5 6ES7 332-5HB00-0AB0 го вывода AO2x12Bit 1.3. Используя созданную конфигурацию проекта выполнить следующие настройки параметров: Адрес ЦПУ в сети MPI равным 4 Запретить старт CPU при различии текущей (определяемо ОС) и заданной конфигурации. Установить максимальное время для получения сообщения о готовности модулей и передачи параметров в модули равным 700мс. Максимальное время цикла (250 ms) Коэффициент (К) увеличения времени цикла за счет коммуникационной нагрузки равным 30% Активировать и задать адрес байта синхронизации равным МВ10. Установить следующие значения для реманентрой память: Меркеры МВ0-МВ10 Счетчики С0-С10 Таймеры Т0-Т4 Компенсировать отставание системных часов 4сек за сутки Разрешить доступ к параметрам только для чтения

Выполнить изменение адресов входных и выходных модулей таким образом, чтобы адреса начинались с 124 и были непрерывны для всех модулей. 1.4. Выполнить проверку созданной конфигурации на корректность. 1.5. Загрузить конфигурацию в симулятор контроллера. 1.6. Проверить работы байта синхронизации, написав программу выполняющую мигание контрольной лампы в зависимости от входного сигнала (1,2,3) с частотой 0,5Гц, 1Гц и 2Гц. 1.7. Подключившись к контроллеру установки считать его конфигурацию и проверить ее на соответствие каталогу. 2. Отчет должен содержать 2.1. Название работы 2.2. Цель работы 2.3. Перечень оборудования. 2.4. Созданная конфигурация. 2.5. Конфигурация, считанная с ПЛК установки. 2.6. Вывод по работе. 3. Контрольные вопросы и задания. 3.1. Перечислите основные параметры ПЛК S7-300. 3.2. Какова область применения ПЛК S7-300? 3.3. Какая последовательность работы при конфигурировании ПЛК? 3.4. Как выполнить изменение адреса MPI и адресов модулей входа и выхода? 3.5. Могут ли входные и выходные модули иметь одинаковые адреса?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3 КОНФИГУРИРОВАНИЕ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ ПЕРИФЕРИИ ДЛЯ PROFIBUS Цель работы: Освоить методы составления и редактирования программ управления с использованием типовых логических элементов. Оборудование: Пакет программ STEP 7 Теоретические сведения Системы автоматизации с обычной конфигурацией имеют кабельные соединения сдатчиками и исполнительными устройствами, вставленные непосредственно в модули ввода/вывода центрального программируемого логического контроллера. Это часто означает использование значительного количества проводки. Используя децентрализованную конфигурацию, можно существенно сократить количество используемой проводки, помещая модули ввода и вывода вблизи датчиков и исполнительных устройств. Связь между программируемым логическим контроллером, модулями ввода/вывода и полевыми устройствами с помощью PROFIBUS DP. 1. Порядок выполнения работы: 1.1. Запустить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP , сетью PROFIBUS и блоками ввода вывода и с одним блоком ОВ1. 1.2. Используя программу Hardwar выполнить конфигурирование мастер - системы DP. 1.3. Используя программу Hardwar выполнить конфигурирование аппаратной части проекта, выполнив установку следующих модулей децентрализованной периферии: № Тип модуля Маркировка Идентификационный номер п/п Модуль дискретного 1 SM321 DI16xDC24V 6ES7 321-1BH81-0AA0 ввода Модуль дискретного 2 SM322 DO16xDC24V/0.5A 6ES7 322-1BH00-0AA0 вывода Модуль DP дискрет3 B-16DI 6ES7 131-0BH00-0XB0 ного ввода Модуль DP дискрет4 B-16DO 6ES7 132-0BH0.-0XB0 ного вывода интерфейсный мо5 IM153 6ES7 153-1AA00-0XB0 дуль DP 5а

Модуль дискретного ввода

SM321 DI16xDC24V

6ES7 321-1BH81-0AA0

5б

Модуль дискретного вывода

SM322 DO16xDC24V/0.5A

6ES7 322-1BH00-0AA0

1.4. Используя созданную конфигурацию проекта выполнить следующие настройки параметров: Выполнить изменение всех адресов входных и выходных модулей таким образом, чтобы адреса начинались с 124 и были непрерывны для всех модулей DP. 1.5. Выполнить проверку созданной конфигурации на корректность и сохранить ее. 1.6. Загрузить конфигурацию в симулятор контроллера. 1.7. Написав программу выполняющую считывание состояние входов модуля DP дискретного ввода B-16DI и мигание контрольных ламп, подключенных к модулю дискретного вывода SM322 интерфейсного модуля DP IM153 в зависимости от входного сигнала (1,2,3) с частотой 0,5Гц, 1Гц и 2Гц.

1.8. Подключившись к контроллеру установки с децентрализованной периферии считать его конфигурацию и определить адреса всех модулей. 2. Отчет должен содержать 2.1. Название работы 2.2. Цель работы 2.3. Перечень оборудования. 2.4. Созданная конфигурация. 2.5. Конфигурация, считанная с ПЛК установки. 2.6. Вывод по работе. 3. Контрольные вопросы и задания. 3.1. Перечислите основные параметры ПЛК S7-300. 3.2. В каких случаях оправдано применение децентрализованной периферии? 3.3. Какая последовательность работы при конфигурировании ПЛК с децентрализованной периферией? 3.4. Как выполнить изменение адреса MPI и адресов модулей DP входа и выхода? 3.5. Могут ли входные и выходные модули DP иметь одинаковые адреса?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4 СОСТАВЛЕНИЕ ПРОСТЫХ ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ ТП ДЛЯ КОНТРОЛЛЕРОВ «S7-300» Цель работы: Освоить методы составления и редактирования программ управления с использованием типовых логических элементов. Оборудование: Пакет программ STEP 7 Порядок выполнения работы: 1.9. Запустить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP и блоками ввода вывода и с одним блоком ОВ1 1.10. По заданиям 1-6 составить программы и запуская в режиме эмуляции проверить работоспособность программы и правильное выполнение заданного алгоритма работы. Задания: 1. Создать программу реализующая алгоритм работы схемы Рис.1 и управляющая ручным режимом управления освещением.

Рис. 1 2. Создать программу реализующая алгоритмы работы схем Рис.2 и Рис.3 и заменяющую их.

Рис.2 Рис.3 3. У входов в длинный проходной коридор установлены выключатели В1 и В2, обеспечивающие включение освещение коридора лампа Л1. Составить управляющую программ для ПЛК S7-300, программа должна обеспечивать не зависимое от состояния выключателей включение и выключение света с любого выключателя. 4. Разработать программу управления насосом подачи воды в бак. В баке установлены датчики нижнего и верхнего уровней. Программа должна обеспечивать автоматическое поддержание уровня воды в баке между нижним и верхним уровнями. 5. Разработать программу управления лентой транспортера, которая может приводиться в движение с помощью электродвигателя. В начале транспортера имеются две кнопки: S1 для запуска и S2 для останова. В конце транспортера тоже имеются две кнопки: S3 для запуска и S4 для останова. Транспортер можно запускать или останавливать с любого конца. Также датчик S5 останавливает транспортер, когда предмет, находящийся на ленте, достигает конца.

Рис.3 4. Отчет должен содержать 2.7. Название работы 2.8. Цель работы 2.9. Перечень оборудования. 2.10. Разработанные программы в бесконтактном плане. 2.11. Таблицы относительной адресации для каждой программы. 2.12. Вывод по работе. 5. Контрольные вопросы и задания. 3.6. Перечислите основные параметры ПЛК S7-300. 3.7. Какова область применения ПЛК S7-300? 3.8. Какая последовательность работы при составлении программы для ПЛК?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5 СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ ТП ДЛЯ КОНТРОЛЛЕРОВ S7-300 C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВРЕМЕННЫХ ЗАДЕРЖЕК Цель работы: Освоить методы составления и редактирования программ c использованием временных задержек (тамеров). Оборудование: Пакет программ STEP 7 Теоретические сведения Последовательность операторов для запуска таймера

1. Порядок выполнения работы: 1.1. Запустить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP и блоками ввода вывода и с одним блоком ОВ1. 1.2. По заданиям 1-4 составить программы и запуская в режиме эмуляции проверить работоспособность программы и правильное выполнение заданного алгоритма работы. Задания: 1. Создать программу обеспечивающая выдачу сигнала в течении 80 секунд после поступления управляющей команды. 2. Разработать программу для управления воротами въезда на территорию завода. Ворота управляются вручную. Требования к системе управления воротами: • Ворота открываются и закрываются нажатием на кнопку в помещении вахты. Одновременно вахтер может контролировать работу ворот по сигнальным лампочкам. Одновременное нажатие кнопок не изменяет состояния ворот. • Перемещение ворот может быть остановлено в любое время. • Мигающий предупреждающий сигнал включается за 5 секунд до начала перемещения ворот, и остается включенным, пока ворота находятся в движении (до срабатывания датчика конечного положения). • Предохранительная планка гарантирует, что при закрытии ворот никто не получит травму и ничто не будет зажато или повреждено при срабатывании ее контактов обеспечивается остановка движения ворот.

Рисунок 1 - Внешний вид ворот

3. Разработать программу для управления системой вентиляции цеха. Назначение вентиляционной системы состоит в том, чтобы подавать свежий воздух в помещение цеха и вытягивать застоявшийся воздух из помещения. Требования к системе вентиляции:

В помещении имеется вытяжной вентилятор и приточный вентилятор свежего воздуха рисунок 2. Оба вентилятора контролируются датчиком потока. В помещении никогда не должно возникать избыточное давление. Приточный вентилятор должен включаться только при условии, что датчик потока сигнализирует о надежной работе вытяжного вентилятора. Если после короткой задержки воздушный поток не регистрируется, то система выключается и выдается сообщение о неисправности. Если один из вентиляторов выходит из строя, то загорается предупреждающая лампа.

Рисунок 2 - Внешний вид системы вентиляции цеха

4. Разработать программу для управления установкой непрерывного литья (Рисунок 3). Установка представляет собой ленту транспортера с установленными на ней формами. При доставке формы в зону разлива в течение 60секунд осуществляется заливка в форму расплавленного материала. Требования к системе управления установкой: • В начале транспортера имеются две кнопки: S1 для запуска и S2 для останова. В конце транспортера тоже имеются две кнопки: S3 для запуска и S4 для останова. Транспортер можно запускать или останавливать с любого конца. Данный блок программы оформить в виде подпрограммы; • поступление формы в зону разлива фиксируется фотоэлектрическим датчиком. • на время разлива транспортер останавливается; • при завершении процесса разлива движение транспортера продолжается до поступления следующей формы; • при отсутствии поступления форм в зону разлива более 40секунд транспортер останавливается и выдается сигнал тревоги.

Рисунок 3 - Установка непрерывного литья

2. Отчет должен содержать 2.1. Название работы 2.2. Цель работы 2.3. Перечень оборудования. 2.4. Разработанные программы в бесконтактном плане. 2.5. Таблицы относительной адресации для каждой программы. 2.6. Вывод по работе. 3. Контрольные вопросы и задания. 3.1. Какой алгоритм использования таймера? 3.2. Какой алгоритм использования счетчика? 3.3. Какая последовательность работы при составлении программы для ПЛК?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №6 СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ ТП ДЛЯ КОНТРОЛЛЕРОВ S7-300 C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЧЕТЧИКОВ Цель работы: Освоить методы составления и редактирования программ c использованием счетчиков. Оборудование: Пакет программ STEP 7 Теоретические сведения Последовательность операторов для запуска счетчика

Каждый счетчик характеризуется следующими параметрами: Величина счета Для каждого счетчика резервируется 16-битовое слово в специальной области системной памяти данных. Оно используется для хранения в двоичном коде величины счета в диапазоне 0...999. Счет на увеличение Когда RLO на входе CU изменяется из “0” в “1”, текущее значение счетчика увеличивается на 1 (верхняя граница = 999). Счет на уменьшение Когда RLO на входе CD изменяется из “0” в “1”, текущее значение счетчика уменьшается на 1 (нижняя граница = 0). Установка счетчика Когда RLO на входе "S" изменяется из “0” в “1”, счетчик принимает значение, заданное на входе PV. Сброс счетчика Когда сигнал на входе “R” равен 1, счетчик устанавливается в 0. Если условие сброса выполняется, то не возможна ни установка счетчика, ни процедура счета. PV Значение для счетчика (0...999) задается на входе PV: • как константа (C#...) • как переменная в BCD - формате. BI / BCD Значение счетчика может быть загружено в аккумулятор как двоичное число или BCD число, а затем передано по другому адресу. Состояние счетчика может быть проверено через выход “Q”: • Счетчик = 0  Q=0 • Счетчик > 0  Q=1 Типы счетчиков • С_CU = Накапливающий (счет только “вверх”) • C_CD = Вычитающий (счет только “вниз”) • С_CUD = Реверсивный счетчик. Q

1. Порядок выполнения работы: 1.1. Запустить программу SIMATIC Manager, создать проект для CPU 315-2 DP и блоками ввода вывода и с одним блоком ОВ1. 1.2. По заданиям 1-4 составить программы и запуская в режиме эмуляции проверить работоспособность программы и правильное выполнение заданного алгоритма работы.

Задания: 1. Разработать программу реализующее устройство подсчета количества автомобилей на стоянке. Прохождение автомобилей фиксируется по сигналам оптических датчиков (вход и выход раздельно). 2. На рисунке показана лента транспортера, которая оснащена двумя фотоэлектрическими датчиками (РЕВ1 и РЕВ2), спроектированными для определения направления, в котором перемещается пакет на ленте. Каждый из фотодатчиков работает как нормально открытый контакт.

Рисунок Схема транспортера 3. Разработать программу реализующее устройство подсчета количества автомобилей на стоянке. Прохождение автомобилей фиксируется по сигналам оптических датчиков расположенных у въездных ворот на некотором расстоянии. (Направление движения автомобиля определяется очередностью появления фронтов сигналов на выходах датчиков) 4. Разработать программу реализующее устройство подсчета количества деталей прошедших обработку на двух различных рабочих местах. Прохождение фиксируется оптическими датчиками. Обеспечить хранение данных даже при выключении питания до получение команды «Обнуление» . 2. Отчет должен содержать 2.1. Название работы 2.2. Цель работы 2.3. Перечень оборудования. 2.4. Разработанные программы. 2.5. Таблицы относительной адресации для каждой программы. 2.6. Вывод по работе. 3. Контрольные вопросы и задания. 3.1. Какой алгоритм использования счетчика? 3.2. Какие типы счетчиков используются и каковы их особенности? 3.3. Как сохранить данные в счетчике при выключении питания с ПЛК? 3.4. Какая последовательность работы при составлении программы для ПЛК?

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №7 СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММ УПРАВЛЕНИЯ ТП ДЛЯ КОНТРОЛЛЕРОВ S7-300 C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМАНД СРАВНЕНИЯ И АРИФМЕТИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ Цель работы: Освоить методы составления и редактирования программ c использованием команд сравнения и арифметических операций. Оборудование: Пакет программ STEP 7 Теоретические сведения Функции сравнения программируются в соответствии со следующей общей схемой:

Например:

Можно использовать инструкции сравнения, чтобы сравнить два числа в следующих форматах: I сравнение двух чисел integer D сравнение двух чисел double integer R сравнение двух чисел real (IEEE -формат с плавающей запятой, 32 бит). Если результат сравнения "True“ (истина), то RLO равен "1". Если нет, "0". Величины на входах IN1и IN2 можно сравнить на соответствие следующим условиям : == IN1 равно IN2 IN1 не равно IN2 > IN1 больше IN2 < IN1 меньше IN2 >= IN1 больше или равно IN2