Andrzej Purczyński

Sterownik programowany

Sterowniki programowalne są coraz powszechniej używane w wielu gałęziach przemysłu. Stały się także nieodzownym elementem systemów nadzoru i sterowania w rozdzielnicach elektroenergetycznych. Do nich kierowane są sygnały zbierane za pomocą różnorodnych czujników: fotowyłączników, wyłączników zbliżeniowych indukcyjnych i pojemnościowych, przetworników impulsowo-obrotowych, paneli pomiarowych prądów AC i DC oraz napięć, czujników temperatury, liczników impulsów i in. Sygnały te są poddawane obróbce i wykorzystywane do sterowania wyłącznikami oraz przekaźnikami.

Sterownik programowalny CPM1 firmy Omron jest zaprojektowany do kontroli systemów zawierających do 50 sygnałów wejściowych i wyjściowych..Składa się on z:

• jednostki centralnej z wbudowanym zasilaczem i wyprowadzeniami sygnałów wejściowo-wyjściowych (10, 20, 30);
• modułu rozszerzającego umożliwiającego dołączenie dodatkowych 20 sygnałów wejściowo wyjściowych;
• filtru sygnałów wejściowych eliminującego zakłócenia trwające krócej od zadanego czasu (od 1 ms do 128 ms);
• wejść przerwaniowych (2 lub 4);
• szybkich wejść impulsowych, które wykorzystują te same adresy sterownika co wejścia przerwaniowe i umożliwiają rozpoznanie sygnałów o długości 0,2 ms niezależnie od czasu cyklu;
• przerwaniowego przekaźnika czasowego o nastawach od 0,5 do 319968 ms, który może być zaprogramowany do jednokrotnej lub powtarzalnej obsługi przerwań;
• szybkiego licznika liczącego z szybkością do 5 kHz, który w połączeniu z wejściami przerwaniowymi może obsługiwać szybkie procesy niezależnie od czasu cyklu;
• nastawników analogowych (dwa) regulowanych ręcznie bez konieczności zmian w programie sterownika, które pozwalają np. ustawić nastawy zaprogramowanych przekaźników czasowych;
• modułu komunikacyjnego łączącego z komputerem w standardzie Host Link (adaptery RS-232 i RS-422);
• modułu komunikacyjnego Link do łączenia z innym sterownikiem, który wykorzystuje obszar pamięci LR i adapter RS-232;
• złącza do konsoli programującej bez użycia komputera;
• wyjścia napięcia pomocniczego 24 V DC 300 mA, które może być wykorzystane jako napięcie obsługujące wejścia sterownika lub np. do zasilania programującej konsoli operatorskiej.

Organizacja wewnętrznej pamięci danych sterownika CPM1

Obszar adresowy składa się ze słów 16-bitowych.Można adresować dane w tym obszarze przez podanie słowa, jak również przez określenie bitu w danym słowie. Przykładowo:

• adres 0010 oznacza dziesiąte słowo z obszaru I/O (Wejścia/Wyjścia);
• adres DM 0098 oznacza 98 słowo z obszaru DM;
• adres 006.07 oznacza siódmy bit z szóstego słowa obszaru I/O;
• adres AR02.03 oznacza trzeci bit drugiego słowa z obszaru AR.

Podstawowe symbole stosowane w języku drabinkowym (LD)

Podstawowe funkcje sterownika CPM1 firmy Omron

SET (ustaw bit B)

B -ustawiany bit:xxx.xx
Obszary: IR, SR, AR, HR, LR

RSET (zeruj bit)

B-zerowany bit: xxx.xx, obszary: IR, SR, AR, HR, LR

KEEP (przerzutnik RS – set/reset)

B - zerowany bit: xxx.xx, obszary: IR, SR, AR, HR, LR

ADD (dodawanie BCD)

A1– pierwszy składnik sumy (BCD), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR, #
A2– drugi składnik sumy (BCD), obszary jw.
W– wynik, obszary: IR, SR, AR, DM, HR, LR
[A1]+ [A2] + [CY] = [CY][W]

SUB (odejmowanie)

M1 – odjemna (BCD), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR, #
M2 – odjemnik (BCD), obszary jw.
W – wynik, obszary: IR, SR, AR, DM, HR, LR
[A1] - [A2] - [CY] = [CY][W]

MUL (mnożenie)

M1 – mnożna (BCD), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR, #
M2 – mnożnik (BCD), obszary jw.
W – wynik, obszary: IR, SR, AR, DM, HR, LR
Słowo W zawiera młodszą część wyniku, a W+1 – starszą.

DIV (dzielenie)

D1 – dzielna (BCD), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR, #
D2 – dzielnik (BCD), obszary jw.
W – wynik, obszary: IR, SR, AR, DM, HR, LR
Słowo W zawiera część całkowitą wyniku, a W+1 – resztę.

CMP (porównanie)

C1 –pierwsze słowo, obszary: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR, #
C2 –drugie słowo porównywane z pierwszym, obszary jw.


Wynik porównania jest sygnalizowany ustawieniem odpowiedniego znacznika w obszarze SR:
    C1<C2 - ustawiany bit o adresie 255.07;
    C1=C2 - ustawiany bit o adresie 255.06;
    C1>C2 - ustawiany bit o adresie 255.05.

STC (ustaw przeniesienie)

Ustawiany jest bit SR255.04

CLC (zeruj przeniesienie)

Zerowany jest bit SR255.04

TIM (przekaźnik czasowy – timer)

Nr – numer timer’a (0-127), obszar #
C – słowo nastawy 0 – 9999 (BCD), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, LR, #
Timer odlicza co 0,1 s od wartości C do zera, przy której bit timer’a jest ustawiany.
Timer jest zerowany przez wymuszenie stanu niskiego napięcia na jego wejściu.

CNT (licznik)

Zlicza zmiany stanów na wejściu Z, zmniejszając każdorazowo wartość C, do chwili gdy osiągnie wartość zero, wtedy bit licznika jest ustawiany i zachowuje ten stan aż do podania sygnału na wejście R (reset).
Nr – nr licznika 0-127, obszar: #.
C – słowo nastawy (BCD), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, LR, #.
Z – wejście liczące.
R – reset.

BCD (zamiana kodu NKB na BCD)

S – słowo źródłowe (NKB), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, LR.
T – słowo wynikowe (BCD), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, LR.

BIN (zamiana kodu BCD na NKB)

S – słowo źródłowe (BCD), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR.
T – słowo wynikowe (NKB), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, LR.

DIFU (detekcja zbocza narastającego)

Wykrywa zbocze narastające impulsu i ustawia bit B wymuszający stan łącznika uaktywniającego DIFU na okres jednego cyklu programowego.
B – bit ustawiany, obszary: IR, SR, AR, HR, LR.

DIFD (detekcja zbocza opadającego)

Wykrywa zbocze opadające impulsu i ustawia bit B wymuszający stan łącznika uaktywniającego DIFD na okres jednego cyklu programowego.
B – bit ustawiany, obszary: IR, SR, AR, HR, LR.

JMP (skok JuMP)

Nr – nr skoku od 0 do 99, obszar: #.

JME (skok do JME-JuMp End)

Nr – nr skoku od 0 do 99, obszar: #.

XFER (przeniesienie bloku danych)

N – liczba słów (BCD), obszary: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR, #.
S – początkowe słowo źródłowe, obszary: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR.
T – początkowe słowo docelowe, obszary: IR, SR, AR, DM, HR, TC, LR.

SBS (wywołanie podprogramu)

N - nr podprogramu od 0 do 255

SBN (początek podprogramu)

N - nr podprogramu od 0 do 255

RET (powrót z podprogramu)

Program SYSWIN 3.4

Pracę z programem rozpoczynamy wybierając New project z menu File i ustawienia parametrów w oknie dialogowym Change Project Setup. Konfigurację programu można przeprowadzić także z menu Project. Wybieramy Project Setup i w pojawiającym się oknie dialogowym o nazwie Change Project Setup dokonujemy zmian tak aby okno miało wygląd przedstawiony na rysunku obok. W polu Series powinno być wybrane C, w polu PLC Type-Model, powinno być wpisane

CPM1/CPM1A, w polu Editor, wybieramy Ladder, a w polu Project Type zaznaczamy Program.

W przypadku gdy mamy podłączony sterownik do komputera należy sprawdzić parametry połączenia za pomocą okna dialogowego Serial Communications Settings, pojawiającego się po wybraniu z menu Project, a następnie Communications.

Dla sterownika CPM1 standardowymi nastawami są: Baud 9600, Protocol ASCII 7 bit Even parity 2 stop.

Klawiszem Test PLC wykonujemy test połączenia. Jeśli w polu Status pojawi się komunikat Connected; połączenie jest poprawne, jeśli będzie wyświetlony komunikat: Connect failed! – połączenie nie może być zrealizowane.

Tryb pracy sterownika jest ustalany po wybraniu z menu Online opcji Mode. Opcja ta jest dostępna o ile wcześniej uzyskano połączenie ze sterownikiem. Możliwe są trzy sposoby  (Mode) pracy: MONITOR, RUN i STOP/PRG. Program testujemy w trybie MONITOR.

Wybierając z menu Preferences uzyskujemy możliwość ustawienia parametrów wyświetlania okna programu.

Drawing – w przypadku wybranej wcześniej opcji Ladder ustawiamy Show both – pokazywanie adresów i symboli.

Editing – parametry redagowania wszystkie mogą być aktywne.

Window – w tym przypadku można aktywować wyświetlanie klawiszy funkcyjnych ułatwiających wybieranie symboli i opcji menu podręcznego. W przykładach wszystkie parametry mogą być ustawione za wyjątkiem Show Network Bar.

Options – tutaj wszystkie parametry należy aktywować.

Overview mode – pozwala określić rozdzielczość ekranu.

Funkcje i rozkazy programu są wprowadzane do szczebli logicznych tzw. Network’ów, które są pogrupowane w bloki, tzw. Main Blocks.

Kolejne Networki są wprowadzane przez wybieranie z menu  Block przez opcję Insert network. Usuwanie networków umożliwia opcja Delete network z menu Block. Odpowiadające tym opcjom ikony znajdują się na pasku narzędziowym.

Osadzanie poleceń i funkcji może odbywać się poprzez menu Function, lub przez menu narzędziowe znajdujące się po lewej stronie głównego okna. Miejsce osadzenia zawsze wskazuje aktualne ustawienie kursora w networku.

Elementy paska górnego i lewego menu narzędziowego są dostępne także za pomocą klawiszy funkcyjnych. W przypadku górnego paska dodatkowo należy przycisnąć klawisz Shift.