Automatizacija

1. 1
Fakultet elektrotehnike i računarstva
Zavod za elektrostrojarstvo i automatizaciju
AUTOMATIZACIJA INDUSTRIJSKIH
POSTROJENJA
http://www.fer.hr/predmet/aip
Uvod u PLC-ove
Igor Erceg (igor.erceg@fer.hr)
Toni Šimić (toni.simic@fer.hr)

2. 2
Sadržaj
„ Što je PLC
„ Gdje se koristi PLC
„ Moduli, način rada, memorija i način
izvođenja programa PLC-a
„ Simatic STEP 7

3. 3
Što je PLC?
„ PLC - Programibilni logički kontroler
(eng. Programmable Logic Controller)
„ PLC-ovi su modularni sklopovi koji se
koriste za automatizaciju postrojenja i
procesa

4. 4
Gdje se koriste PLC-ovi?
„ Najčešće u industriji (industrijski
uvjeti)
„ Gdje se zahtijevaju brzi, pouzdani
i robusni elektronički uređaji za
automatizaciju, nadzor i
upravljanje

5. 5
Gdje se koriste PLC-ovi?

6. 6
PLC-ovi u hijerarhijskoj strukturi
industrijskih automatiziranih sustava
Nivo nadgledanja, upravljanja,
akvizicije podataka (SCADA)
Nivo procesuiranja upravljačkih
naloga (PLC, PC)
Nivo povezivanja
PLC-a s izvršnim
članovima
Izvršni
članovi
postrojenja

7. 7
Moduli PLC-a

8. 8
Način rada PLC-a
„ STOP – PLC ne izvršava program
„ RUN – PLC izvršava program,
jednosmjerna komunikacija (PLC->PC)
„ RUN-P – PLC izvršava program,
dvosmjerna komunikacija (PLC<->PC)
„ MRES – brisanje memorije PLC-a

9. 9
Memorija PLC-a
„ Memorija PLC-a podjeljena je na:
„ Ulaze (input) – I, IB, IW, ID
„ Izlaze (output) – Q, QB, QW, QD
„ Markere (marker) – M, MB, MW, MD
„ Periferijalni ulazi (peripherial input) – PIB, PIW,
PID
„ Periferijalni izlazi (peripherial output) - PQB,
PQW, PQD
„ Podatkovni blokovi (data block) – DBX, DBB,
DBW, DBD

10. 10
Način izvođenja programa u
PLC-u
„ PLC izvršava program ciklički
1. Pokretanje programa
2. Čitanje ulaznih vrijednosti (I) s modula i spremanje u
ulaznu tablicu
3. Izvođenje korisničkog programa
4. Prebacivanje vrijednosti iz izlazne tablice (Q) na module
5. Ponavljaj korake od 2 do 4 sve dok se ne prekine
izvođenje programa
„ Iznimka: analogni ulazi i izlazi se čitaju/postavljaju pri
svakom pozivu u korisničkom programu

11. 11
Način izvođenja programa u
PLC-u
Korisnički
program
...
A I 2.0
Ulazi
PLC-a
Byte0
Byte1
Memorijski prostor CPU-a
....
PII
Izlazi
PLC-a
Byte0
Byte1
Memorijski prostor CPU-a
....
PIQ
= Q 4.3
...
Q 4.3

12. 12
Način izvođenja programa u
PLC-u
„ Prethodno opisani način izvođenja programa
osigurava istovjetnost ulaznih podataka
tijekom izvođenja jednog ciklusa korisničkog
programa.
„ Imati na umu ukoliko se sadržaj neke
varijable obrađuje na nekoliko mjesta u
programu

13. 13
Simatic STEP 7
„ Simatic STEP 7 je programski paket,
tvrtke Siemens, za programiranje
Siemens-ovih PLC-ova serije S400 i S300

14. 14
Simatic STEP 7
„ Glavni prozor:

15. 15
Simatic STEP 7
„ Kreiranje projekta:
Ime projekta

16. 16
Simatic STEP 7
„ Dodavanje CPU-a u kreirani projekt:

17. 17
Simatic STEP 7
„ Hardware Configuration:

18. 18
Simatic STEP 7
„ Hardware Configuration dodavanje šine:

19. 19
Simatic STEP 7
„ Hardware Configuration dodavanje izvora napajanja:

20. 20
Simatic STEP 7
„ Hardware Configuration dodavanje CPU-a:
„ Dodati (ako je
potrebno)
komunikacijsku
mrežu
(PROFIBUS,
MPI...)

21. 21
Simatic STEP 7
„ Hardware Configuration dodavanje CPU-a:

22. 22
Simatic STEP 7
„ Hardware Configuration dodavanje izlaznih i ulaznih modula:

23. 23
Simatic STEP 7
„ Hardware Configuration dodavanje pretvarača na PROFIBUS
komunikacijsku mrežu:

24. 24
Simatic STEP 7
„ Hardware Configuration spremanje, kompajliranje i spuštanje
konfiguracije u PLC:
Spremi i
kompajliraj
Sppuussttii uu PLLC

25. 25
Simatic STEP 7
„ Stanje PLC-a nakon spuštanja HW Config-a:
„ Greška kod konfiguracije ili
spajanja
„ Greška u mrežnoj
konfiguraciji
„„ Naččiin rrada PLC--a

26. 26
Simatic STEP 7
„ Dodavanje objekata za programiranje PLC-a:

27. 27
Simatic STEP 7
„ Struktura programa PLC-a:

28. 28
Simatic STEP 7
„ Najčešće korišteni objekti u programu:
„ OB – organizacijski blokovi,
„ FB – funkcijski blokovi,
„ FC – funkcije,
„ SFB – sistemski funkcijski blokovi,
„ SFC – sistemske funkcije,
„ DB – podatkovni blokovi.

29. 29
Simatic STEP 7
„ Organizacijski blokovi OB:
„ Operacijski sustav poziva OB u kojem se nalazi korisnički
program (operacijski sustav poziva OB, a OB poziva FC,
FB...)
„ OB1:
„ Operacijski sustav izvršava OB1 pri pokretanju
„ Izvršava se ciklički
„ Maksimalno vrijeme jednog ciklusa tvornički je postavljeno
na 150ms, ali se ono može promijeniti
„ Ako OB1 premaši maksimalno vrijeme jednog ciklusa,
operacijski sustav poziva OB80
„ Ako OB80 nije u programu PLC-a, PLC prelazi u STOP
mod

30. 30
Simatic STEP 7
„ Organizacijski blokovi OB:
„ OB10 do OB17:
„ Omogućuju pokretanje programa u točno vrijeme
dana određenog datuma
„ Program se može izvršavati:
ƒ Jednom,
ƒ Svake minute,
ƒ Svakog sata,
ƒ Dnevno,
ƒ Tjedno,
ƒ Mjesečno,
ƒ Godišnje.

31. 31
Simatic STEP 7
„ Organizacijski blokovi OB:
„ OB30 do OB38:
„ Program se izvodi u točno specificiranim
vremenskim intervalima
„ Vremenski intervali izvršavanja programa
se specificiraju u HW Config-u

32. 32
Simatic STEP 7
„ Funkcijski blokovi FB i funkcije FC:
„ FB i FC se pozivaju iz organizacijskih blokova
„ FB-u se pridjeljuje memorijski prostor (DB) pa je
potrebno definirati tipove varijabli s kojima se radi
(popunjava se deklaracijska tablica)
„ FC za svoj rad ne koristi DB; koristi definirane
ulazne/izlazne varijable (procesuira podatke)
„ FC se koristi za proračunavanje matematičkih
jednadžbi ili za neko jednostavnije upravljanje

33. 33
Simatic STEP 7
„ Sistemski funkcijski blokovi SFB i
sistemske funkcije SFC:
„ Neke radnje nije potrebno programirati jer
su one predefinirane u PLC-u s SFC i SFB
objektima

34. 34
Simatic STEP 7
„ Podatkovni blokovi DB:
„ Služe za smještanje podataka koje koristi
korisnički program
„ Podaci ostaju u blokovima i onda kada se ti
blokovi ne izvršavaju

35. 35
Simatic STEP 7
„ Dodavanje podataka u DB:

36. 36
Simatic STEP 7
„ Tablica varijabli VAR:
„ Služe za online promatranje trenutačnih
stanja/vrijednosti ulaza (I), izlaza (Q),
markera (M) i podataka (DB)
„ Ne mogu se promatrati stanja/vrijednosti
perifernih jedinica (PQ, PI)

37. 37
Simatic STEP 7
„ Programiranje PLC-a:

38. 38
Simatic STEP 7
„ Programski jezici PLC-a:
„ STL (Statement List) – najsličniji
asembleru
„ LAD (Ladder Diagram) – relejni prikaz;
prikladno za inženjere naučene na relejnu
logiku
„ FBD (Function Block Diagram) – blokovski
prikaz

39. 39
Primjer STL
„ Simbolični program
O I S1
O I S3
S Motor_on
O I S2
O I S4
ON S5
R Motor_on
„ Apsolutni program
O I 1.1
O I 1.3
S Q 4.0
O I 1.2
O I 1.4
ON I 1.5
R Q 4.0
Mirni kontakt
(zaštite)

40. 40
Primjer LAD

41. 41
Primjer FBD

42. 42
Simatic STEP 7
„ Osnovne naredbe STL-a:
„ Bitovne
„ A And
„ AN And Not
„ O Or
„ ON Or Not
„ X Exclusive Or
„ XN Exclusive Or Not
„ O And before Or
„ = Assign
„ R Reset
„ S Set

43. 43
Simatic STEP 7
„ Osnovne naredbe STL-a:
„ Load i Transfer naredbe
„ L Load – Učitava sadržaj zadane lokacije u
ACCU1 (postoji i ACCU2)
Kada se “Load” naredba ponovi 2 puta za redom,
sadržaj ACCU1 premješta se u ACCU2, a u
ACCU1 se učitava sadržaj zadane lokacije
(princip stoga)
„ T Transfer – Premješta sadržaj ACCU1 na
zadanu lokaciju

44. 44
Simatic STEP 7
„ Osnovne naredbe STL-a:
„ Timer-i:
„ FR Enable Timer (Free)
„ L Load Current Timer Value into ACCU 1 as Integer
„ LC Load Current Timer Value into ACCU 1 as BCD
„ R Reset Timer
„ SD On-Delay Timer
„ SE Extended Pulse Timer
„ SF Off-Delay Timer
„ SP Pulse Timer
„ SS Retentive On-Delay Timer

45. 45
Simatic STEP 7

46. 46
Simatic STEP 7
„ Spremanje i spuštanje programa u PLC:
Spremi
program
Spusti u
PLC

47. 47
Simatic STEP 7
„ Pokretanje PLC-a:
„ Prebaciti preklopku u
RUN ili RUN-P

48. 48
Simatic STEP 7
„ Dodavanje varijabli za promatranje u VAR:

49. 49
Simatic STEP 7
„ Online promatranje u VAR:

50. 50
Siemens Support
„ https://support.automation.siemens.com

51. 51
Siemens Support
„ https://support.automation.siemens.com