3. Методические указания МУ ПА-OMRON (1). Методические указания для проведения занятий по повышению квалификации на базе лабораторного стенда промышленная автоматика omron
 Скачать 5.4 Mb.
|
|
Простые битовые операции. На рис. 23 приведен пример использования команд лестничной диаграммы (AND, ANDLD, ANDNOT, LD, LDNOT, OR, ORLD, ORNOT) на языке РКС, а в табл. 21 представлена та же программа на язы- ке инструкций. Ограничений по количеству использования любой из этих команд или порядка их применения нет, если программа вмещается в отведенную память. Рис. 23. Пример программы на языке LD Таблица 21 Шаг Команда Операнд Шаг Команда Операнд 0 LD 0.00 6 LD 0.04 1 LDNOT 0.01 7 ANDNOT 0.06 2 OR 0.02 8 LD 0.06 3 ANDLD 9 ANDNOT 0.07 4 ANDNOT 0.03 10 ORLD 5 OUT 100.00 11 OUT 100.01 43 При вводе команд лестничной диаграммы (AND, ANDLD, ANDNOT, LD, LDNOT, OR, ORLD, ORNOT, OUT, OUTNOT) появляется окно, например, как на рис. 24, в котором необходимо ввести адрес новой переменной и задать соответ- ствующие параметры. Для задания области памяти перед адресом пишется со- кращенное название нужной области (например, CIO, D и т.д.). Если перед адре- сом ничего нет, то по умолчанию воспринимается как адрес в области CIO. Также в этом окне можно выбрать фронт сигнала, по которому будет срабатывать кон- такт («Различать фронт»). Рис. 24. Окно выбора параметров команд релейно-контактной схемы Далее нужно нажать «OK» для подтверждения или «Отмена» – для отмены. Далее появляется окно, в котором можно ввести комментарий к выбранному кон- такту или выходу. После этого необходимо опять нажать «OK» для подтвержде- ния своих действий или «Отмена» – для их отмены. 2) Команда MOV. Рассмотреть использование данной команды можно на примере создания следующей программы: входной сигнал должен включить со- ответствующий ему выход, например вход 0.00 (адрес CIO0.00) – выход 100.00 (CIO100.00), вход 0.01 (CIO0.01) – выход 100.01 (CIO100.01), вход 0.02 (CIO0.02) – выход 100.02 (CIO100.02) и т.д. Т.е. необходимо состояние слова CIO0 полно- стью перенести в слово CIO100. Для этого можно воспользоваться функцией пе- ремещения MOV: 1) в новой ступени установить контакт и открывшемся окне в выпадающем списке выбрать тэг «P_On» – флаг «Всегда включен»; 2) выбрать на панели инструментов «Создать команду» и установить ко- манду после ранее установленного контакта. В открывшемся окне в выпадающем списке выбрать команду MOV (необходимо ввести либо имя инструкции, либо соответствующий цифровой код) и нажать кнопку «Подробности». В поле «Опе- ранды» вводятся переменные для инструкции. В верхней строке необходимо ука- зать адрес источника – 0 (CIO0), во второй строке сверху – адрес приемника – 100 (CIO100) (рис. 25а). Кроме того, при необходимости ввода константы, перед числом необходимо установить символ «#».С помощью «Команда поиска» также можно ввести необ- ходимую инструкцию. Для этого надо найти ее в списке, и нажать кнопки «ОК» или «Отмена». Здесь также можно ввести необходимый комментарий. Краткую справку по инструкции можно получить, нажав кнопку «Справка по команде». 44 После ввода всех необходимых параметров нужно нажать кнопку «ОК». После этого программа примет следующий вид (рис. 25б). а) б) Рис. 25. Использование команды MOV 3) Команды TIM (таймер) и CNT(счетчик). В качестве примера использо- вания данных команд можно рассмотреть решение следующей задачи: при вклю- чении входа ПЛК 0.00 (адрес CIO0.00) на 5 с и более включается выход 100.00 (CIO100.00). При наличии 10 включений входа 0.00 (адрес CIO0.00) включается выход 100.01 (CIO100.01). Сброс счета происходит при включении входа 0.01 (адрес CIO0.01). Программа разрабатывается в следующей последовательности: − в первой ступени программы установить команду таймера TIM, в поле операндов указать номер таймера – 0000 и уставку – #50 (5 с); − для включения таймера в работу на вход таймера установить контакт 0.00; − во второй ступени выход таймера T0000 подключить к катушке 100.00; − в третьей ступени программы установить команду счетчика CNT, в поле операндов указать номер счетчика – 0000 и уставку – #10 (10 включений); − на счетный вход счетчика подключить контакт 0.00, на сбросовый – кон- такт 0.01; − в четвертой ступени выход счетчика С0000 подключить к катушке 100.01. На рис. 26 представлены временные диаграммы и разработанные программы. В табл. 22 представлены те же программы на языке IL. Область операндов таймера и счетчика содержит два значения: номер тайме- ра или счетчика N (может задаваться только в числовом формате) и уставка или заданное значение SV (может задаваться как в числовом формате, так и косвенно, словом из области данных CIO, W, H, A, T, C, D) . При этом каждый номер тайме- ра или счетчика в диапазоне 0…4095 можно использовать в качестве определите- ля только для одного таймера или счетчика. 45 Таблица 22 Шаг Команда Операнд Шаг Команда Операнд 0 LD 0.00 5 LD 0.01 0000 6 CNT 0000 1 TIM #50 #10 2 LD T0000 7 LD C0000 3 OUT 100.00 8 OUT 100.01 4 LD 0.00 а) б) Рис. 26. Временные диаграммы и примеры использования таймера и счетчика на языке РКС 4) Команды математической обработки +(400), *(420), /(430). В качестве примера можно рассмотреть вычисление выражения вида С В А Х ⋅ + = ) 15 ( и вывод результат а вычисления на выходы CIO100.00…CIO100.07. В данном случае А=15, В= 10, С=5 (все числа в десятичном формате): − командами MOV(21) засылаются в ячейки памяти D100…D102 значения А, В и С; − командой +(400) производится двоичное сложение со знаком без переноса числа А с десятичной константой &15, результат записывается в D110; 46 − командой *(420) производится двоичное умножение результата вычисле- ния предыдущей операции на число В. Результат записывается в D110; − командой /(430) производится двоичное деление результата вычисления предыдущей операции на число С. Результат записывается в D110; − командой MOV(21) результат вычисления пересылается в выходное слово CIO100. На рис. 27 представлена разработанная программа, реализующая вычисления. В табл. 23 эта же программа представлена на языке инструкций. 47 Рис. 27. Пример использования команд математических вычислений Таблица 23 Шаг Команда Операнд Шаг Команда Операнд 0 LD P_First_Cycle_Task D110 &15 D101 1 MOV(021) D100 6 *(420) D110 &10 D110 2 MOV(21) D101 D102 &5 7 /(430) D110 3 MOV(21) D102 D110 4 LD 0.00 8 MOV(021) 100 D100 &15 5 +(400) D110 1.3.6 Дополнительные возможности при редактировании программ При редактировании программы можно производить следующие операции: а) можно выделять необходимые области программы и производить с ними действия (через контекстное меню, появляющейся при нажатии правой кнопки мыши или через панель инструментов), представленные в табл. 17-20; б) при перемещении объекта с нажатой левой клавишей мыши происходит его перемещение (не копирование) на новое место; в) есть возможность отменять предыдущие действия. Для удаления какого-либо элемента программы необходимо его выделить и выбрать в выпадающем меню «Редактировать» пункт «Удалить». Для отмены предыдущего действия необходимо выбрать в выпадающем меню «Редактиро- вать» пункт «Отменить». Также для этих действий можно воспользоваться «горя- чими клавишами» или соответствующими инструментами на панели инструмен- тов. При необходимости можно изменить любые параметры ранее установленных элементов программы, нажав на него два раза левой кнопкой мыши. Выделение части программы производится курсором мыши при нажатой её левой кнопке. Для удаления какого-либо элемента необходимо выделить его, нажав на него один раз левой кнопкой мыши и нажать клавишу «Delete». Для удаления строки программы целиком нужно увести курсор до предела влево и нажать клавишу «Delete». Для сохранения проекта служат кнопки Save и Save as… в меню File. Таким образом, редактирование программы в CX-Programmer в этом смысле ничем не отличается от работы в любом офисном пакете. 48 1.3.7 Компиляция и загрузка проекта в память ПЛК После завершения программирования необходимо произвести компиляцию и загрузку разработанной программы в память ПЛК. Компиляция и загрузка программы в память ПЛК осуществляется в следую- щей последовательности: − для компиляции программы необходимо нажать кнопку «Компилиро- вать программы ПЛК» или «горячую» клавишу F7. В нижней части экрана появится лог компиляции, отображающий ход процесса (рис. 28). По завершению компиляции в логе отобразится итоговая информация. В случае наличия ошибок и предупреждений, все они будут отображены, и двойным кликом левой клавиши мыши можно перейти к ступени программы, которая содержит ошибку или пре- дупреждение и отредактировать эту ступень. Если предупреждений и ошибок в проекте нет, то будет отображаться строка такого вида: НовыйПЛК1 – 0 ошибок, 0 предупреждений. Рис. 28. Лог компиляции − перед загрузкой программы необходимо обеспечить физическую связь ПЛК с ПК (ноутбуком) посредством стандартного сетевого кабеля, подключенно- го к порту Ethernet ПК и порту коммутатора; − далее в закладке «Параметры» (см. рис. 17б) необходимо установить Ад- рес ПЛК (192.168.0.130, маска 255.255.255.0); − для подключения к контроллеру необходимо нажать кнопку «Работать в режиме онлайн» . При этом появляется окно, в котором предлагается связаться с ПЛК. Нажав «Да», мы переходим в режим связи с контроллером. При этом фон программы меняется на серый и активизируются дополнительные панели инстру- ментов (табл. 24); − Таблица 24 Пиктограмма Описание Пиктограмма Описание Передать в ПЛК Режим программирования Считать из ПЛК Режим отладки Сравнить с ПЛК Режим мониторинга Начать редактирование в ре- жиме онлайн Отправить изменения редак- тирования в режиме онлайн Отменить редактирование в режиме онлайн Перейти к редактированию ступени в режиме онлайн Режим выполнения 49 − для записи программы и установок в контроллер необходимо нажать «Передать в ПЛК». При этом появится окно, в котором будет предложено вы- брать то, что необходимо отправить (рис. 29), и нажать кнопку «ОК». После этого в следующем окне, если контроллер находится в режиме отличном от режима программирования необходимо нажать ОК для продолжения процедуры загрузки программы в ПЛК; Рис. 29. Окно выбора параметров загрузки − после этого появится окно, показывающее степень загрузки проекта в ПЛК (рис. 30а). Когда загрузка завершится, окно сменит вид (рис. 30б); а) б) Рис. 30. Процесс загрузки программы в ПЛК − далее будет предложено вернуться в режим работы, который был до со- единения с ПЛК. 50 В случае установки неправильных параметров связи или параметров ПК и ПЛК или неправильных действий пользователя связь с контроллером не будет ус- тановлена и появится окно предупреждения (рис. 31). В нём предложено повто- рить операцию связи, а также перечислены возможные причины ошибки связи (нет питания у ПЛК, не совпадает тип ПЛК с типом, выбранным в проекте, нет связи между ПК и ПЛК). Рис. 31. Окно ошибки связи Для переключения обратно в режим редактирования, нужно опять нажать кнопку «Работать в режиме онлайн» Чтобы получить данные из контроллера, необходимо нажать кнопку «Считать из ПЛК» . При этом в окне редактирова- ния должна появиться программа, которая была записана в памяти ПЛК. Также можно сравнить программу, набираемую в данный момент, с данными, находя- щимися в контроллере. Для этого нужно нажать «Сравнить с ПЛК» Также при использовании программы CX-Programmer в режиме онлайн поль- зователю доступен режим мониторинга (рис. 32), в котором можно наблюдать за изменением состояния компонентов программы. Включенное состояние контак- тов и катушек подсвечивается зеленым цветом, а блоках команд отображаются реальные текущие значения параметров. Для редактирования программы без останова контроллера необходимо на- жать «Начать редактирование в режиме онлайн» . При этом осуществляется переход в режим редактирования онлайн. Далее можно внести какие-то измене- ния в программу, а потом отправить эти изменения в контроллер, нажав «Отпра- вить изменения редактирования в режиме онлайн» или отменить сделанные ранее изменения. В конце редактирования необходимо нажать «Отменить редак- тирование в режиме онлайн» , чтобы выйти из режима редактирования. Рис. 32. Режим мониторинга 51 1.3.8 Дополнительные пользовательские функции Ниже представлены некоторые дополнительные функции, которые предлага- ет пользователю программа CX-Programmer (табл. 25). Чтобы увидеть программу в виде мнемоник необходимо нажать «Показать в виде мнемоники» Кнопкой «Отчет о перекрестных ссылках» можно вызвать окно, в котором выдается информация об областях памяти контроллера; Таблица 25 Пиктограмма Описание Пиктограмма Описание Переключить рабочую область проекта Отчет о перекрестных ссылках Переключить окно вывода Просмотр локальных симво- лов Переключить окно таблицы мониторинга Просмотр лестничной диа- граммы Показать справочник по при- менению адресов Показать в виде мнемоники Включить средство просмотра экземпляров функциональных блоков Комментарий ввода-вывода Показать свойства Кнопкой «Просмотр лестничной диаграммы» активизируется основное окно, в котором ведется программирование, а редактируемая программа пред- ставлена на языке релейно-контактных схем. Также есть возможность просмотреть информацию о входах/выходах, ис- пользуемых в программе. Для этого нужно активизировать окно, нажав «Коммен- тарий ввода-вывода» Кнопкой «Переключить рабочую область проекта» можно активизировать проектное окно. В этом окне можно выбрать окна программ, изменить некоторые параметры проекта и основные установки контроллера (с помощью пункта «Set- ting»). Кнопкой «Переключить рабочую область проекта» активизируется окно сообщений, в котором можно просмотреть информацию, появляющуюся при компиляции программы, а кнопкой «Переключить окно таблицы мониторин- га» – окно, в котором можно просмотреть информацию о выбранных контактах, входах и выходах. Также кнопкой «Показать справочник по применению адре- сов» можно активизировать окно, в котором есть возможность увидеть информа- цию о выбранном адресе. Нажав на «Показать свойства» , можно увидеть свой- ства любого выбранного элемента, находящегося в различных окнах программы. Также есть возможность вывода программы в виде лестничных диаграмм на печать. Для этого необходимо нажать «Печать» . После этого появится окно выбора параметров печати (рис. 33). 52 В этом окне можно выбрать печатать все строки программы или определён- ные пользователем строки. Далее появляется окно настройки печати принтера, в котором пользователь сам выбирает установки принтера. Рис. 33. Окно выбора параметров печати Для проверки правильности функционирования разработанной программы пользователю предлагается воспользоваться блоком трехпозиционных тумлеров, имеющих одно нейтральное (выключенное) положение и два положения включе- ния – с фиксацией (верхнее) и без фиксации (нижнее), что позволяет достаточно удобно подавать сигналы управления на входы ПЛК. Также доступна подача сиг- налов управления через блок гнезд DI0-DI7. С помощью описанных органов управления необходимо подавать сигналы управления на входы ПЛК и контроли- ровать состояние выходов ПЛК. Контроль за состояниями выходов осуществляет- ся с помощью светодиодных индикаторов на лицевой панели ПЛК. 1.4 Основы работы с аналоговыми сигналами 1.4.1 ПЛК имеет два встроенных аналоговых входа, характеристики которых представлены в соответствующем разделе данного методического пособия. Кроме того, в соответствующее гнездо установлена плата расширения аналоговых вхо- дов/выходов. Подача сигналов по напряжению 0…10 В на аналоговые входы осуществля- ется от внешних источников через гнезда AI0 и AI1 при использовании внешних источников сигнала, например, встроенного потенциометра RP1 или выхода из- мерителя OMRON K3HB-V. Вывод аналоговых сигналов по напряжению 0…10 В на какие-либо исполнительные устройства, например, преобразователь частоты OMRON MX 2 или индикатор PV1, осуществляется через гнезда АО0 и АО1. В табл. 26 приведены сводные характеристики используемых входов и выхо- дов. 53 Таблица 26 Значение Аналоговые входы Аналоговые выходы Параметр AI0 AI1 AI2* AI3* AO0 AO1 Физическое расположение Встроенные анало- говые входы Плата расширения аналоговых вхо- дов/выходов МАВ221 Тип Напряжение, 0…10 В Напряжение, 0…10 В, ток 4…20 мА Напряжение, 0…10 В Разрешение 1/1000 1/4000 (напр.) 1/2000 (ток) 1/4000 Диапазон преобразова- ния данных 0000h…03E8h 0000h…0FA0h (напр.) 0000h…07D0h (ток) 0000h…0FA0h Адрес в памяти ПЛК А642 А643 CIO2980 CIO2981 CIO2985 CIO2986 * входы не подключены и в работе не используются Входные аналоговые сигналы преобразуются в цифровую форму. Соотноше- ния между диапазонами входных сигналов и диапазонами цифровых значений для встроенных аналоговых входов и аналоговых входов платы расширения пред- ставлены на рис. 34а и 34б соответственно. а) б) Рис. 34. Диапазоны входных сигналов по напряжению встроенных аналоговых входов (а) и аналоговых входов платы расширения (б) Соответственно, уровень выходного аналогового сигнала зависит от выбран- ного диапазона выходного сигнала. На рис. 35 представлено соотношение между диапазонами цифровых значений и диапазонами выходных сигналов для аналого- вых выходов платы расширения. Рис. 35. Диапазоны выходного сигнала по напряжению 54 Таким образом, в данном стенде пользователю для работы доступно два встроенных аналоговых входа А642 и А643 и два аналоговых выхода CIO2985 и CIO2986. Аналоговые входы CIO2980 и CIO2981 на плате расширения не под- ключены и в заданиях не используются. 1.4.2 В качестве примера использования аналоговых входов и выходов ПЛК пользователю предлагается следующая задача: необходимо реализовать прямую передачу сигнала с аналогового входа AI0 (адрес А642), напряжение на котором задается потенциометром RP1, на аналоговый выход AO0 (адрес CIO2985), под- ключенный на вход вольтметра PV1, на котором осуществляется индикация на- пряжения. При этом необходимо масштабировать входной сигнал таким образом, чтобы на выходе получить аналоговый сигнал 0…10 В. Для решения поставленной задачи необходимо разработать для ПЛК управ- ляющую программу, выполняя следующую последовательность действий: 1) запустить программу CX-Programmer и создать новый проект; 2) в сегменте программы набрать простую программу, представленную на рис. 36. Команда *(420) производит умножение числа, содержащегося в ячейке А642 (аналоговый вход AI0) на десятичную константу &4 и передает результат операции в ячейку по адресу CIO2985 (аналоговый выход AO0). Использование операции умножения связано с разным разрешением входного (1/1000) и выход- ного (1/4000) сигналов и применяется для согласования уровней напряжений на входе AI0 и выходе AO0. Рис. 36. Программа передачи аналогового значения с входа на выход 3) Скомпилировать программу и загрузить ее в память ПЛК. 4) для проверки правильности работы программы потенциометр RP1 под- ключить к аналоговому входу AI0, аналоговый выход AO0 подключить ко входу вольтметра PV1. Плавно вращая ручку потенциометра изменять напряжение на аналоговом входе AI0 и наблюдать изменение значения регистрируемого напря- жения на вольтметре PV1. Также за работой программы можно наблюдать в ре- жиме мониторинга на экране ПК. 1.4.3 В качестве варианта подключения модуля расширения предлагается пример использования модуля аналогового ввода/вывода CP1W-MAD11, который включает в свой состав 2 аналоговых входа и 1 аналоговый выход и подключен непосредственно к разъему расширения с правой стороны модуля ЦПУ. Поэтому в соответствии с правилом распределения адресов модулей расширения (см. рис. 10) входы аналогового модуля имеют адреса CIO 2 и CIO 3, а выход – CIO 102. Краткие технические характеристики модуля MAD11 представлены в табл. 27. 55 Таблица 27 Значение Параметр Аналоговые входы Аналоговый выход Тип напряжение, 0…5, 1…5, 0…10, -10…10 В, ток 0…20, 4…20 мА (настраивается) Разрешение 1/6000 (напр.) Общая точность ток – 0,4% (25 °С) / 0,8% (0…55 °С) Напряжение – 0,3% (25 °С) / 0,6% (0…55 °С) 0,4% (25 °С) / 0,8% (0…55 °С) Диапазон преобразования данных F448h…0BB8h (для сигнала -10…10 В) 0000h…1770h (для остальных сигналов) Время преобразования 2 мс на канал (всего 6 мс) Функция усреднения DIP-переключатель - Адрес в памяти ПЛК Зависит от положения модуля в конфигурации ПЛК (см. рис. 10) Для использования модуля аналогового ввода/вывода необходимо выполнить следующую последовательность действий: 1) Подключить модуль к ПЛК. 2) Настроить тип входных и выходных сигналов. Для этого необходимо за- писать конфигурационное слово по адресу CIO n+1, где n+1 – адрес аналогового выхода. По адресу n+1 записывается конфигурационное слово в соответствии с табл. 28 и рис. 37а. Таблица 28 Код Диапазон входного сигнала 0 Диапазон входного сигнала 1 Диапазон выходного сигнала 0 000 -10…10 В -10…10 В -10…10 В 001 0…10 В 0…10 В 0…10 В 010 1…5 В / 4…20 мА 1…5 В / 4…20 мА 1…5 В 011 0…5 В / 0…20 мА 0…5 В / 0…20 мА 0…20 мА 100 – – 4…20 мА а) б) Рис. 37. Состав конфигурационного слова Пример фрагмента программы, реализующей процедуру настройки типа двух входных и одного выходного сигналов, приведен на рис. 38. В данном случае конфигурационное слово записывается по адресу CIO 102. В соответствии с табл. 1 необходимо настроить следующие входы/выходы: − аналоговый вход 0 – 4…20 мА (код 010); − аналоговый вход 1 – 0…10 В (код 001); − аналоговый выход 0 – 0…10 В (код 001). 56 Конфигурационное слово в данном случае в бинарном коде имеет вид, представленный на рис. 37б. После перевода конфигурационного слова в шестнадцатеричный формат получается следующее значение: #804A. Полученный результат необходимо записать командой MOV(021) в ячейку памяти CIO 102 Далее необходимо данные с аналоговых входов с адресами CIO 2 и CIO 3 переписать в ячейки памяти D0 и D1 соответственно. А данные, находящиеся по адресу D10 выдать на аналоговый выход CIO 102. Рис. 38. Фрагмент программы настройки типов входных и выходных сигналов 3) Подключить аналоговые сигналы к входам и выходам модуля. Подать пи- тание на модуль ЦПУ и записать созданную программу в память контроллера. Примечания: 1. Аналоговый модуль не будет выполнять аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование до тех пор, пока не будет записано конфигурационное слово, определяющее тип входных и выходных сигналов. До этого на входах будут значения 0000, а на выходах – 0 В или 0 мА. 2. При включенном питании модуля ЦПУ изменение конфигурационного слова невозможно. Для того, чтобы изменить конфигурационное слово необходимо выключить питание модуля ЦПУ и заново его включить. |