PrefaŃă

Controlul proceselor a evoluat de-a lungul timpului. Cândva, în trecut, oamenii erau principala metodă pentru a controla un sistem. Acum, electricitatea este folosită pentru control, iar acest control este bazat pe relee. În mod obişnuit se folosesc aceste relee pentru a realiza decizii simple logice. Dezvoltarea tehnologiei şi implicit a calculatoarelor, ce au cost scăzut, a dus la revoluŃionara apariŃie a automatelor programabile (PLC- Programmable Logic Controller). Progresele tehnologiei la scară foarte largă au dus la posibilitatea simulării în timp real a multor aplicaŃii din domeniul industrial. Simulările în timp real sunt foarte utile atunci când are loc programarea unui proces tehnologic, acestea prevenind sau îndepărtând eventualele defecŃiuni şi/sau blocaje ale sistemului ce pot distruge sau afecta temporar componentele acestuia. Tocmai din acest motiv are loc reducerea costurilor cu implementarea oricărui proces tehnologic automatizat, fie el simplu sau complex, deoarece verificarea prin simulare nu implică un consum masiv de materiale pentru diversele testări iniŃiale. Este evident faptul că se vor obŃine costuri mult mai mici atunci când se folosesc simulări în timp real a schemelor electrice, drept pentru care în prezentarea de faŃă se accentuează foarte bine cum are loc simularea programului folosit pentru monitorizare.

Automatizările ocupă un cadru foarte larg în industrie şi nu numai. PLC-urile au apărut la sfârşitul anilor `60 în industria de automobile şi astfel s-a ajuns la performanŃa schimbării schemelor de comandă de la aproape o lună la câteva zile. ApariŃia microprocesoarelor şi utilizarea acestora în construcŃia PLC-urilor a dus la dezvoltarea funcŃionalităŃii acestora odată cu reducerea preŃului de cost, îmbunătăŃindu-se cu această ocazie şi gabaritul şi consumul de energie necesar.

În anul 1990 existau mai mult de o mie de producători de PLC-uri, fiecare dintre ei având implementat limbajul Ladder Diagram şi nu numai. Cele mai cunoscute firme producătoare de automate programabile sunt Mitsubishi Electric, Siemens, Moeller, Schneider, Telemecanique, Omron, General Electric, ABB, AEG, etc.

În această lucrare se face referire la automate programabile şi medii de programare de la Mitsubishi Electric. Acestea au elemente comune cu alte automate şi medii de programare, dar şi unele particularităŃi.

Cuprins PrefaŃă ........................................................................................................................................................................ 3 Cuprins ....................................................................................................................................................................... 4 1. Automate programabile ........................................................................................................................................... 6

1.1 Arhitectura automatelor programabile ................................................................................................................ 8 1.1.1. Conectarea senzorilor la intrările digitale. ................................................................................................... 9 1.1.3. Conectarea ieşirilor digitale ...................................................................................................................... 11 1.1.4. Modulele de intrare analogice................................................................................................................... 12 1.1.5. Modulele de ieşire analogice .................................................................................................................... 14

1.2 Module de extensie pentru intrare/ieşire ........................................................................................................... 14 2. Utilizarea programului de simulare pentru automate programabile din seria FX......... Error! Bookmark not defined.

A.3 Exemplu de aplicaŃie.......................................................................................... Error! Bookmark not defined. B OperaŃii de bază ................................................................................................... Error! Bookmark not defined.

B1 OperaŃii de intrare şi ieşire............................................................................... Error! Bookmark not defined. B2. Ieşire cu memorare ......................................................................................... Error! Bookmark not defined. B3. Interblocarea ieşirilor...................................................................................... Error! Bookmark not defined. B4. Citirea intrărilor pe front................................................................................. Error! Bookmark not defined.

C. Temporizare şi numărare...................................................................................... Error! Bookmark not defined. C1. AcŃionarea cu întârziere a unei porŃi................................................................ Error! Bookmark not defined. C2. Variantă de acŃionare a unei porŃi utilizând temporizări ................................... Error! Bookmark not defined. C3. Lumină intermitentă la un semafor.................................................................. Error! Bookmark not defined. C4. Numărare obiecte ........................................................................................... Error! Bookmark not defined.

D. Teste de nivel scăzut ............................................................................................ Error! Bookmark not defined. D1. Comandă cu avertizare luminoasă................................................................... Error! Bookmark not defined. D2. Detector cu barieră optică ............................................................................... Error! Bookmark not defined. D3. Semafor ......................................................................................................... Error! Bookmark not defined. D4. Sortare obiecte după trei mărimi ..................................................................... Error! Bookmark not defined. D5. Programare după specificaŃii de control .......................................................... Error! Bookmark not defined. D6. Programare benzi rulante în conformitate cu semnalele date de senzori ........... Error! Bookmark not defined.

E. Teste de nivel mediu ............................................................................................ Error! Bookmark not defined. E1. Semafor pietoni .............................................................................................. Error! Bookmark not defined.

Relee speciale ............................................................................................... Error! Bookmark not defined. Regiştrii speciali ........................................................................................... Error! Bookmark not defined. InstrucŃiunea de comparare............................................................................ Error! Bookmark not defined.

E2. Sortare după două mărimi ............................................................................... Error! Bookmark not defined. E3. Preluare de obiecte de pe banda rulantă cu ajutorul unui braŃ robotic................ Error! Bookmark not defined. E4. Găurire obiecte şi sortare ................................................................................ Error! Bookmark not defined. E5. Introducerea unui număr de obiecte într-o cutie............................................... Error! Bookmark not defined. E6. Programarea unei benzi rulante după un anumit algoritm................................. Error! Bookmark not defined.

F. Teste de nivel ridicat ............................................................................................ Error! Bookmark not defined. F1. Uşă automată .................................................................................................. Error! Bookmark not defined. F2. AcŃionare cortină şi podium ............................................................................ Error! Bookmark not defined. F3. Sortare obiecte pe trei dimensiuni.................................................................... Error! Bookmark not defined. F4. Găurire obiecte şi sortare piese defecte ............................................................ Error! Bookmark not defined. F5. Sortare obiecte de trei mărimi ......................................................................... Error! Bookmark not defined. F6. Lift folosit pentru sortare pe trei mărimi .......................................................... Error! Bookmark not defined. F7. Linie de distribuŃie.......................................................................................... Error! Bookmark not defined.

3. Programarea automatelor programabile..................................................................... Error! Bookmark not defined.

3.1 Limbajul de programare de tip Ladder Diagram ................................................ Error! Bookmark not defined. 3.1.1 Exemplu de realizare a unui program ..................................................... Error! Bookmark not defined. 3.1.2. Contactele................................................................................................... Error! Bookmark not defined. 3.1.3. Bobinele ..................................................................................................... Error! Bookmark not defined.

MĂSURI DE SIGURANłĂ ......................................................................... Error! Bookmark not defined. 3.1.4. Relee .......................................................................................................... Error! Bookmark not defined. 3.1.5. Regiştrii ...................................................................................................... Error! Bookmark not defined.

3.1.6. Temporizatoarele ........................................................................................ Error! Bookmark not defined. 3.1.7. Numărătoarele............................................................................................. Error! Bookmark not defined. 3.1.8 Blocurile funcŃionale .................................................................................... Error! Bookmark not defined. 3.1.9 Introducerea instrucŃiunilor aplicate.............................................................. Error! Bookmark not defined. 3.1.10 RestricŃii în scrierea programelor orientate pe scheme de contacte............... Error! Bookmark not defined.

4. Exemple de aplicaŃii cu automatul FX-1S.................................................................. Error! Bookmark not defined.

4.1 AcŃionarea în două sensuri a unui motor de curent continuu................................. Error! Bookmark not defined. 4.2 Măsurarea turaŃiei ............................................................................................... Error! Bookmark not defined. 4.3 Sortarea obiectelor mari şi mici pe o bandă rulantă .............................................. Error! Bookmark not defined.

4.3.1 Programul pentru automat ............................................................................ Error! Bookmark not defined. 4.3.2 Programul pentru interfaŃa grafică ................................................................ Error! Bookmark not defined.

4.4 Optimizarea comenzii a două lifturi utilizând automat programabil...................... Error! Bookmark not defined. 4.4.1 Conexiunile automatului programabil ........................................................... Error! Bookmark not defined. 4.4.2 Algoritmul de comandă ................................................................................ Error! Bookmark not defined. 4.4.3 InterfaŃa grafică a lifturilor ........................................................................... Error! Bookmark not defined.

5. Terminale de operare grafice .................................................................................... Error! Bookmark not defined.

5.1 InterfaŃa grafică GT1155-QSBD ......................................................................... Error! Bookmark not defined. 5.2 Programarea interfeŃei grafice ............................................................................. Error! Bookmark not defined.

5.2.1 AplicaŃie pentru monitorizarea turaŃiei.......................................................... Error! Bookmark not defined. 5.2.1.1 Crearea programului interfeŃei grafice în GT Designer2...................... Error! Bookmark not defined. 5.2.1.2 Utilizarea programului GT SoftGOT1000 .......................................... Error! Bookmark not defined.

5.2.2 Monitorizarea unei fabrici de bere ................................................................ Error! Bookmark not defined. 5.2.2.1 Crearea ecranelor multiple ..................................................................... Error! Bookmark not defined.

Ecranul 1 - pagina principală ......................................................................... Error! Bookmark not defined. Ecranul 2 - fermentare................................................................................... Error! Bookmark not defined. Ecranul 3 - umplere sticle.............................................................................. Error! Bookmark not defined. Ecranul 4 - transport...................................................................................... Error! Bookmark not defined.

5.2.2.2 Programul pentru automatul programabil în GX Developer .................... Error! Bookmark not defined. 5.2.2.3 Simularea funcŃionării automatului programabil şi a interfeŃei grafice..... Error! Bookmark not defined.

6. Automatul programabil Alpha 2................................................................................ Error! Bookmark not defined.

6.1 Utilizarea programului Mitsubishi ALVLS.......................................................... Error! Bookmark not defined. 6.2 Fereastra diagramei funcŃiei bloc (FBD).............................................................. Error! Bookmark not defined.

6.2.1 Tipurile de blocuri........................................................................................ Error! Bookmark not defined. 6.3 Ecranul de monitorizare al sistemului................................................................. Error! Bookmark not defined. 6.4 Exemplu de scriere a unui program folosind funcŃii bloc...................................... Error! Bookmark not defined. 6.5 Exemplul 2 - Pornirea unui motor ....................................................................... Error! Bookmark not defined. 6.6 Exemplul 3 – Realizarea unei temporizări şi numărări ......................................... Error! Bookmark not defined. 6.7 Exemplul 4 – Utilizarea intrărilor analogice ........................................................ Error! Bookmark not defined. 6.8 AplicaŃie pentru numărarea persoanelor care intră şi ies printr-o poartă de acces .. Error! Bookmark not defined.

6.8.1 Scrierea programului în FBD........................................................................ Error! Bookmark not defined. 6.8.2 Vizualizarea în monitor ................................................................................ Error! Bookmark not defined.

6.9 Reglarea intensităŃii luminoase........................................................................... Error! Bookmark not defined. 6.9.1 Program reglaj automat ................................................................................ Error! Bookmark not defined. 6.9.2 Program reglaj de la tastatura automatului programabil ................................. Error! Bookmark not defined. 6.9.3 Program reglaj automat şi de la tastatură....................................................... Error! Bookmark not defined.

6.10 Alarme şi comenzi prin intermediul mesajelor de tip SMS................................. Error! Bookmark not defined. 6.10.1 Programul pentru alarme şi comenzi ........................................................... Error! Bookmark not defined. 6.10.2 Setările modemului MAM GM6 din softul VLS ( Visual Logic Software) ... Error! Bookmark not defined.

6.11 Compensarea factorului de putere utilizând condensatoare comutate.................. Error! Bookmark not defined. 6.11.1 Algoritmul de comandă .............................................................................. Error! Bookmark not defined.

Bibliografie.................................................................................................................. Error! Bookmark not defined.

1. Automate programabile Un automat programabil (AP) este un calculator industrial care a fost adaptat din punct de

vedere al hardware-lui şi al software-lui pentru a fi utilizat în anumite aplicaŃii specifice. Automatele programabile funcŃionează in timp real, adică asigura o limita maxima pentru durata procesului de achiziŃie, prelucrare şi redare a informaŃiilor. Organizarea modulară permite atât o flexibilitate crescută în configurarea AP în funcŃie de necesităŃile utilizatorului cât şi o depanare şi o întreŃinere mai uşoară.

Fig. 1.1 Exemple de automate programabile

Automatele programabile (Fig1.1) au apărut la sfârşitul anilor 60 în industria de automobile

iar in evoluŃia lor timpii necesari schimbării schemelor de comandă, a scăzut de la o lună la câteva zile.

Avantajele automatelor programabile:

• Flexibilitatea • UşurinŃă în modificarea programului şi corectare a erorilor • Număr mare de resurse • Cost redus • Costuri reduse de punere în funcŃiune • Posibilitatea vizualizării funcŃionării chiar înainte de a fi pus în funcŃiune • Metode diferite de programare • Simplitatea achiziŃiei sistemului de comandă • Modificarea funcŃionalităŃii schemei de comandă • Automatele programabile elimină necesitatea realizării cate unei scheme de comandă pentru

fiecare sistem de acŃionare • Cu un singur tip de AP pot fi implementate scheme de comandă diferite • Pe un singur AP pot fi implementate mai multe scheme de comandă. • Ceea ce diferă la două AP care implementează scheme de comandă diferite este programul

stocat în memoria fiecăruia. • UşurinŃă în modificarea programului şi corectare a erorilor fără costuri suplimentare • Se reduc costurile necesare punerii în funcŃiune a schemei de comandă deoarece este

posibilă scrierea programului de aplicaŃie, testarea acestuia, simularea şi efectuarea modificărilor în laborator, înainte de a fi realizată fizic schema.

• Viteza de baleiere a programului este de ordinul milisecundelor. • Prin utilizarea dispozitivelor electronice, siguranŃa în funcŃionare a schemelor de comandă

realizate cu AP este mai ridicată decât a celor clasice ce utilizează relee mecanice.

ÎntreŃinerea dispozitivelor electronice este mai uşoară iar cheltuielile de reparaŃii sunt şi ele reduse.

• Programul de aplicaŃie prin care AP urmează să implementeze schema de comandă, poate fi listat la o imprimantă.

• Prin achiziŃionarea AP sunt de fapt achiziŃionate simultan releele cu contacte, numărătoarele, temporizatoarele necesare realizării schemei de comandă care poate fi implementată prin program. De obicei, numărul acestora este mai mare decât necesarul real, ele sunt deja disponibile prin program şi nu este necesară comanda lor.

• FuncŃii de calcul, memorare, codificare, incrementare, regiştri de deplasare,

Dezavantajele schemelor de comandă clasice:

• Atunci când sunt necesare modificări ale schemei sau corectarea erorilor trebuiesc refăcute legăturile fizice dintre elementele schemei

• Uneori, este necesară modificarea chiar a structurii schemei de comandă prin adăugarea de noi elemente ce implică costuri suplimentare

• Modificarea structurii şi refacerea legăturilor fizice necesită timp de lucru destul de mare şi un număr mare de resurse

• Abilitate din partea tehnicianului în urmărirea acestor legături. • Buna funcŃionare putea fi verificată doar după ce este realizată fizic schema cu relee pentru

a fi apoi testată şi verificată • Datorită inerŃiei părŃilor mecanice în mişcare a elementelor (contactoare, relee), viteza de

funcŃionare a acestora este limitată şi pentru anumite aplicaŃii inacceptabilă • Modificări ale schemei de comandă, fizic realizate în circuitul electric, nu sunt de obicei

operate şi în schema electrică din documentaŃie. După mai mulŃi ani documentaŃia poate să lipsească sau să fie incompletă

1.1 Arhitectura automatelor programabile

Arhitectură tipică a unui automat programabil este prezentată în figura. 1.2

Fig. 1.2 Arhitectura unui automat programabil

Se observa rolul important al intrărilor/ieşirilor logice şi analogice şi al posibilităŃilor de

extensie. Unitatea centrală de prelucrare conŃine unul sau mai multe microprocesoare ce realizează calcule aritmetice şi logice, comunicaŃia şi interacŃiunea dintre celelalte componente. Ceasul de timp real, este util în programe de tip agenda, el livrează data, ora, minutul, secunda şi pentru a funcŃiona în permanenŃă are nevoie de o baterie pentru a nu pierde datele la întreruperea tensiunii de alimentare a automatului programabil. Memoria:

ROM - această memorie este utilizată pentru stocarea sistemului de operare al AP; RAM - este împărŃită în mai multe blocuri având fiecare o utilizare specifică. Aici sunt păstrate:

-imaginile ieşirilor şi intrărilor AP, -valorile prestabilite şi actuale ale temporizatoarelor şi contoarelor, -zona de lucru a procesorului, -zona de stocare a programului, -alte zone de memorie având destinaŃie specială.

Memoria RAM îşi pierde conŃinutul la întreruperea sursei de alimentare de aceea, pentru menŃinerea programului şi a datelor stocate în aceasta, AP trebuie să aibă prevăzută o sursă de alimentare auxiliară (baterie). Controlerul port serial RS 232, este folosit pentru a programa automatul programabil. Pot fi şi alte porturi pentru programare cum ar fi de exemplu RS 422. Pentru comunicare se mai folosesc RS 485, Ethernet, ASI, CCLink, Profibus, Modbus, CAN,

Modulele de intrare digitale (logice) Aceste module permit unităŃii centrale a AP să efectueze o citire a stării logice a traductoarelor sau senzorilor care îi sunt asociaŃi. Modulele pot avea 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 intrări. Fiecărei intrări îi corespunde o cale care prelucrează semnalul electric pentru a elabora o informaŃie binară, bitul de intrare care este memorat. Ansamblul de biŃi de intrare formează cuvântul de intrare. Periodic, procesorul automatului adresează (citeşte modulul), conŃinutul cuvântului de intrare este astfel copiat în zona de date ale automatului. Fiecare cale este filtrată împotriva paraziŃilor şi a contactelor imperfecte şi izolate electric pentru a mări fiabilitatea şi securitatea sistemului (izolare galvanică). Un modul de intrare este definit în principal prin numărul de intrări pe care le are şi caracteristicile electrice acceptate (tensiune, tipul curentului etc.). Valorile nivelelor de intrare pot fi: - "0"logic = 0V - "1" logic = 5 Vcc, 12 Vcc, 24 Vcc, 48 Vcc, 12Vca, 24Vca, 120 Vca, 240 Vca SpecificaŃiile de intrare pentru 24V, la automatul programabil FX1S Mitsubishi sunt prezentate in tabelul 1.1

FX1S

X0 - X7 X10-X17

Tensiune de intrare 24V DC+10%- 15%

Curent de intrare 24V DC, 7mA 24V DC, 5mA

Curent de intrare la comutare

OFF ^ ON >4.5mA >3.5mA

ON ^ OFF <1.5mA

Timpul de răspuns 10ms

Circuit de izolare Optocuplor

Indicator luminos LED

Tabelul 1.1 AP FX1S Mitsubishi. SpecificaŃii de intrare

1.1.1. Conectarea senzorilor la intrările digitale.

În figura 1.3 este dat de exemplu automatul FX-1S de la Mitsubishi, care este alimentatat la tensiune continuuă de 24V, cu nivele logice 0 şi 24Vcc. După cum se observă există doua modalităŃi de conectare:

Fig. 1.3 Conectarea senzorilor la intrările digitale

• Intrările X0-Xn primesc semnalul de nivel logic 1 direct de la sursa de alimentare de 24V sau printr-un tranzistor PNP. Intrarea comună de referinŃă S/S este legată la 0V

• Intrările X0-Xn primesc semnalul de nivel logic 1 direct de la sursa de alimentare de 0V sau printr-un tranzistor NPN. Intrarea comună de referinŃă S/S este legată la 24V

ObservaŃie: Circuitul tranzistorului poate fi alimentat de la o altă tensiune decât cea din automatul programabil, după cum se poate vedea în figura 1.4.

Fig. 1.4 Conectarea senzorilor alimentaŃi de la sursa separată, cu ieşire open colector

1.1.2. Modulele de ieşire digitale (logice)

Un modul de ieşire permite automatului programabil să acŃioneze asupra elementelor de acŃionare. Acesta realizează corespondenŃa: stare logică – semnal electric. Periodic, procesorul adresează modulul de ieşire şi realizează înscrierea biŃilor unui cuvânt de memorie pe căile de ieşire ale modulului. Elementele de comutaŃie ale modulului sunt: -electronice (tranzistoare şi triacuri) -electromecanice (contacte de relee interne modulului).

Ieşirile cu tranzistoare sunt utilizate în cazul comenzii dispozitivelor de c.c, ieşirile cu triacuri sunt folosite pentru comanda dispozitivelor de c.a. iar ieşirile cu relee pot fi utilizate atât pentru comanda dispozitivelor de c.c. cât şi a celor de c.a. Modulele care au număr mare de ieşiri au avantajul că prin utilizarea lor se ocupă mai puŃine locuri pe magistrala automatului dar au dezavantajul că nu pot furniza un curent mare de comandă pentru ieşiri. SpecificaŃiile de ieşire la automatul programabil FX1S Mitsubishi sunt prezentate in tabelul 1.2

Descriere Ieşiri pe releu Ieşiri pe tranzistor

Tensiune de comutare < 240V AC, < 30V DC 5 - 30V DC

Curent/ieşire 2A/1 ieşire, 8A/COM 0.5A/1 ieşire, 0.8A/COM

Sarcină inductivă maximă 80VA, 120/240 VAC,

12W/24VDC

Sarcină maximă bec incadescent 100W (1.17A/85V AC, 0.4A/250V AC)

0.9W/24V DC

Răspuns (approx.)

OFF ^ ON 10ms < 0.2ms; <5|is (Y0,Y1 only)

ON ^ OFF 10ms < 0.2ms (I > 0.2 A); <5us (Y0,Y1 doar)

Circuit de izolare Releu Optocuplor

Indicare luminoasă LED

ProtecŃie Intern Nu

Fuzibil extern

În funcŃie de sarcină

Tabelul 1.2 AP FX1S Mitsubishi. SpecificaŃii pentru ieşiri

1.1.3. Conectarea ieşirilor digitale

Exista mai multe posibilităŃi de conectare a ieşirilor digitale la un automat programabil. In fig. 1.5 este prezentat un exemplu de conectare a ieşirilor digitale pe releu la un AP FX1S Mitsubishi. SemnificaŃia dispozitivelor de ieşire din schema este indicata in tabelul 1.3

Fig. 1.5 Conectarea ieşirilor pe releu, FX1S Mitsubishi

1 Neconectat

6 R= 100-200Ω, C=100nF

2 Fuzibil 7 Sarcina inductivă 3 Dioda 8 Bec 4 Contacte interblocate mecanic 9 Sursă cc 5 Buton STOP de urgenŃă 10 Sursă ca

Tabelul 1.3 SpecificaŃie dispozitivelor de ieşire corespunzătoare fig 1.5

In fig. 1.6 este prezentat un exemplu de conectare a ieşirilor digitale pe releu la un AP FX1S Mitsubishi

Fig. 1.6 Conectarea ieşirilor pe tranzistor, FX1S Mitsubishi

1.1.4. Modulele de intrare analogice

Având în vedere că AP sunt dispozitive numerice, modulele analogice trebuie să realizeze o corespondenŃă între mărimi analogice (curenŃi sau tensiuni) şi valori numerice. Dintre cele mai importante caracteristici ale unui astfel de modul sunt rezoluŃia (cea mai mică valoare de curent sau tensiune) care este dată de numărul de biŃi utilizaŃi pentru codificarea numerică si respectiv viteza de conversie. Există două tipuri de module de intrare analogice: -intrări analogice care realizează detectarea depăşirii unui prag de tensiune sau curent, -intrări analogice de măsură. Modulele de intrare analogice cu detecŃie de prag

Intr-un modul cu detecŃie de prag tensiunea de intrare Vi este aplicată unui comparator de tensiune cu prag reglabil (fig 1.7).

Fig 1.7 Schema bloc a căii de semnal pentru o intrare analogică cu detecŃie de prag

Vi Izolare

Memorare interfaŃare

Modulele de intrare analogice de măsură

Modulele de intrare analogice de masură sunt prevăzute cu circuite de conversie analog numerică (A/N). Modulele de tensiune pot fi : -unipolare: primesc la intrare numai tensiuni pozitive (în general 0-10V) -bipolare: primesc la intrare tensiuni negative şi pozitive (în general -10V+10V). Modulele de curent sunt unipolare şi primesc la intrare curenŃi în general în gama 4-20mA. Există posibilitatea reglării atenuării sau amplificării semnalului de intrare ceea ce permite mărirea domeniului de măsură. Un astfel de modul poate sau nu să efectueze o serie de operaŃiuni de liniarizare a semnalului de intrare înainte de a fi scris cuvântul de intrare în memorie. În tabelul 1.4 sunt prezentate specificaŃiile pentru intrările analogice ale automatului programabil Alpha 2 de la Mitsubishi.

Descriere SpecificaŃii intrari analogice

6(I01 –I06) : AL2- 10MR-D Număr de intrări

8 (I01 – I08) : AL2 – 14MR – D,AL2 – 24MR – D

Domeniu ieşire 0-500

RezoluŃie 9 bit, 20mV(10000/500mv)

Viteză de conversie 8ms

Tensiune de intrare 0-10V DC

ImpedanŃă de intrare 142kQ±5%

AcurateŃe ± 5% (0.5V DC)

Tabelul 1.4 SpecificaŃiile pentru intrările analogice la automatul Alpha 2 Mitsubishi

Automatele programabile sunt însoŃite adesea de module de extensie. Acestea se conectează, in funcŃie de aplicaŃie conform specificaŃiilor. In figura 1.8 este prezentat modulul de extensie pentru măsurări de temperatură, AL2-2PT-ADP al automatului programabil Alpha 2 de la Mitsubishi

Fig. 1.8 Modulul de extensie AL2-2PT-ADP pentru AP Alpha 2- Mitsubishi

1.1.5. Modulele de ieşire analogice

Fiecare ieşire este imaginea analogică a valorilor numerice codificate pe un grup de biŃi (8 sau 12) definit de program. Modulele analogice de ieşire permit conectarea AP la elemente de preacŃionare (variatoare de putere, variatoare de viteză,...) pentru a realiza funcŃii de comandă şi de reglare. Aceste module conŃin convertoare numeric-analogice. Fiecare ieşire este definită prin natura semnalului furnizat şi prin limitele sale (0-10V, 4-20 mA). În tabelul 1.5 sunt prezentate specificaŃiile pentru ieşirile analogice ale modulului AL2-2DA pentru automatul programabil Alpha AL2-14MR de la Mitsubishi.

SpecificaŃii

Tensiune Curent

Domeniu de

ieşire analog

0-10V DC (Rezistenta de sarcina externa 5k ~ 1MQ)

4 - 20mA (Rezistenta de sarcina externa <500Q)

Valori numerice 0 la 4000 0 la 2000

RezoluŃie 2.5mV (10V/4000) 8uA ((20-4)mA / 2000)

AcurateŃe +/- 1% Capăt de scala (0-10V : +/-0.1V) +/-1% Capăt de scala (4-20mA : +/-0.16mA)

Timp conversie

D/A

20ms (10msx2ch)

Izolare optocuplor

Caracteristica de

intrare

Tabelul 1.5. SpecificaŃiile pentru ieşirile analogice ale modulului AL2-2DA (pentru AP Alpha AL2-

14MR –Mitsubishi)

1.2 Module de extensie pentru intrare/ieşire

Modulele de numărare de mare viteză

În general, in aplicaŃiile cu AP, pentru operaŃiile de numărare se pot folosi intrările digitale

şi contoarele interne. În acest caz apare o limitare în sensul că frecvenŃa impulsurilor de intrare este limitată în jur de 30 Hz. În cazul în care frecvenŃa impulsurilor este mai mare se pot folosi module externe care pot funcŃiona până la frecvenŃe de ordinul zecilor de KHz.

Module pentru controlul poziŃiei

Aceste module sunt utilizate în cadrul aplicaŃiilor care necesită poziŃionarea spaŃială a unor elemente componente prin intermediul unor elemente de acŃionare. Modulele pot fi utilizate pentru controlul poziŃiei în sisteme în: -buclă deschisă -buclă închisă.

Module de poziŃionare în buclă deschisă

În această categorie intră modulele de control a poziŃiei bazate pe utilizarea motoarelor pas cu pas (MPP). Acestea asigură o serie de funcŃii, în special de accelerare şi încetinire. Este mult uşurată comanda MPP cu ajutorul AP în aplicaŃii ce implică poziŃionarea precisă în două sau trei axe. Acest tip de module pot asigura si alte funcŃii: -poziŃionare a sistemului într-o poziŃie iniŃială -protecŃie a sistemului prin limitarea cursei anumitor elemente mobile. Module de poziŃionare în buclă închisă

Aceste module sunt utilizate pentru comanda maşinilor cu comandă numerică, linii de asamblare automate sau robotică. Cele mai întâlnite aplicaŃii presupun poziŃionarea unei mese mobile care este acŃionată de motoare de c.c. sau de c.a. Pentru închiderea buclei, în cazul controlului poziŃiei se utilizează un encoder. Pentru reglajul vitezei, închiderea buclei este realizată cu ajutorul unui tahometru. Module video Aceste module sunt folosite în special în aplicaŃiile care necesită realizarea unor operaŃii de inspecŃie în cadrul procesului de fabricaŃie. Se poate face un reglaj automat al procesului pentru eliminarea pieselor fabricate necorespunzător. Module cititoare pentru codurile de bare

Utilizarea codurilor de bare pentru identificarea automată a devenit o practică curentă în cadrul liniilor de asamblare automată. Modulele dedicate sunt folosite pentru a codifica informaŃia referitoare la diverse etape ale procesului de producŃie/asamblare, pentru a urmări traseul şi evoluŃia anumitor produse în cadrul fluxului tehnologic. Acestea permit Ńinerea evidenŃei exacte a stocurilor existente şi a celor care sunt în curs de a fi finalizate. Ele de asemenea îmbogăŃesc capacitatea unui AP cu funcŃii ce permit citirea informaŃiilor astfel codificate pentru a fi ulterior folosite în comanda instalaŃiei.

Modulele de comunicare Modulele de comunicare sunt folosite în cazul în care instalaŃia comandată prin intermediul AP este formată din mai multe echipamente care sunt amplasate în locuri diferite aflate la o anumită distanŃă unul faŃă de celălalt şi faŃă de AP. Aceste module prezintă o serie de caracteristici: -calea prin care este transmisă informaŃia -distanŃa de la care se realizează această transmisie. Transmisia informaŃiei se face prin intermediul unei legături prin: -cablu torsadat (distanŃe de sute de metri) -cablu cu fibre optice (distanŃe de kilometri). Acesta este utilizat datorită imunităŃii crescute la perturbaŃii.

Cea mai utilizată legătură pentru dialog între AP şi elementele periferice (terminale de programare sau exploatare, imprimante, ...), este cea serie. Acest mod de comunicare permite schimbul de caractere compuse din biŃi transmişi unul după altul pe linia de comunicare. Viteza de transmisie se exprimă în biŃi pe secundă (bauds).

Module pentru reglajul automat

Automatele programabile AP pot fi utilizate in reglajul automat al unor procese în cazul în care nu se urmăreşte aplicarea unor algoritmi de complexitate ridicată. Pentru acest tip de aplicaŃii exista ca variante: -utilizarea unor module de prelucrare speciale; -utilizarea modulelor de intrare/ieşire obişnuite şi materializarea prin program a algoritmilor de reglaj. Cele mai utilizate module pentru reglajul automat sunt cele care implementează algoritmii de tip PID. Ajustarea sistemului se realizează prin reglarea potenŃiometrelor care stabilesc parametrii buclelor de reacŃie proporŃională, diferenŃială şi integrală. Invertoarele de frecvenŃă, de exemplu, asigura reglajul turaŃiei motoarelor asincrone în anumite limite.

Dispozitive de intrare/ieşire pentru interfaŃa om-maşină

InterfaŃa om-maşina (HMI-Human Machine Interface) reprezintă un dispozitiv (terminal) de interfaŃare a utilizatorului cu sistemul de control al unui proces industrial. Acest dispozitiv asigura o vizualizare a sistemului de monitorizare si control al procesului. In ceea ce priveşte utilizarea unei interfeŃe HMI cu un automat programabil, aceasta poate asigura următoarele funcŃii: -(principală) cea de programare a AP. -monitorizarea funcŃionării AP, -verificarea programului înscris în memoria AP -depanarea circuitului

Prin intermediul acestor terminale, operatorul uman poate introduce sau modifica programul unui AP la locul în care acesta se află, fără a mai fi nevoie de alte dispozitive sau aparate ajutătoare. Prin cuplarea terminalului, comportarea AP poate fi examinată în timpul funcŃionării. Dimensiunile acestora pot varia de la câteva linii de caractere până la un ecran. În primul caz, dispozitivul de afişare va fi mai ieftin însă nu va permite decât afişarea unei porŃiuni mici din programul AP şi un număr restrâns de informaŃii legate de starea AP. InformaŃiile către AP pot fi introduse de către operatorul uman prin intermediul: -unor butoane, -a tastaturii, -a ecranelor sensibile la atingere, -a calculatorului personal (PC) Datorită creşterii numărului de calculatoare personale disponibile, acestea au devenit în ultimul timp unul dintre cele mai folosite dispozitive de interfaŃă om maşină prezentând o serie de avantaje: -permit programarea oricărui tip de AP cu condiŃia să existe pachetul de programe corespunzător; -în cazul în care calculatorul personal este de tip portabil, acesta permite programarea şi depanarea AP în locul de funcŃionare; -asigură o suprafaŃă de afişare a informaŃiei mare alb-negru sau color; -permit păstrarea unor copii ale programului şi realizarea de verificări periodice pentru a vedea dacă programul în memoria AP nu s-a modificat datorită unor semnale perturbatoare; -permit documentarea programelor prin adăugarea de comentarii la liniile de program -permit imprimarea documentaŃiei -permit simularea funcŃionării AP în vederea depanării programului -asigură accesul la o gamă largă de dispozitive şi baze de date -permit utilizarea unor nume simbolice pentru intrări, ieşiri, variabile interne, temporizatoare sau numărătoare uşurând astfel înŃelegerea programului AP; -permit realizarea unor pachete de programe care să ofere informaŃii legate de stare a de funcŃionare a automatului programabil în procesul de depanare - preŃul unui calculator este de obicei mai mic decât al unei interfeŃe grafice (HMI).