ROČNÍKOVÁ PRÁCE Z ŘÍDÍCÍCH...

GYMNÁZIUM A STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA

ROKYCANY

ROČNÍKOVÁ PRÁCE Z ŘÍDÍCÍCH SYSTÉMŮ

AUTOMATICKÁ VRTACÍ LINKA

Autor práce:

Jindřich Fremuth, 4.E 2014

- 2 -

Prohlášení

Prohlašuji, že jsem tuto ročníkovou práci vypracoval samostatně s drobnými rady

ostatních studentů a s použitím literatury a pramenů uvedené v přiloženém seznamu.

Dále prohlašuji, že k vypracování byl použit legálně získaný software.

V Rokycanech dne 23.3.2014 .………………

Podpis

- 3 -

Poděkování

Děkuji Paní učitelce Ing., Bc. Lence Likeové za poskytnutí potřebných hardwarových a

softwarových materiálů, spolu s tím i za získání základních znalostí práce s PLC

Siemens a TP177, také za výuku v programovacím prostředí STEP 7-MicroWIN,

WinCC flexible a za konzultaci ohledně této ročníkové práce. Dále děkuji Marku

Humlovi, svým příbuzným a přátelům za upřesnění informací pro přesnější

zformulování dokumentace.

- 4 -

Anotace

Tato ročníková práce je zaměřena na programování programovatelného automatu

Siemens SIMATIC S7-200 a dotykové obrazovky Siemens TP 177-micro. V tomto

dokumentu je uveden zjednodušený popis použitého PLC, dotykové obrazovky,

připojení k PC a k dotykové obrazovce pomocí rozhraní PPI, nahrávání programů,

základní konfigurace a programování ve vývojovém prostředí STEP 7-MicroWIN a

WinCC flexible 2007. Dokumentace dále obsahuje jednoduché využití PWM regulace,

popis vstupů a výstupů modelu představující kódovací linku a také popis pro něho

vytvořeného ovládacího programu, prezentující základní možnosti použitého PLC a

ovládací obrazovky, jako konfigurovatelná automatická vrtací linka se třemi procesy

naprogramovány v interním podprogramu (subroutine), reagující na kód vloženého

dřevěného kvádru.

- 5 -

Annotation

This project is focused on programming of a programmable logic controller Siemens

SIMATIC S7-200 and touch panel Siemens TP 177-micro. This document contains a

simplified description of PLC usage, touch panel, connection between PC and touch

screen or PC and PLC using PPI interface, program uploading, basic configuration and

programming in development environment STEP 7-MicroWIN and WinCC flexible

2007. Documentation also contains description of simple PWM light regulation, inputs

and outputs of a coding machine model and also description of a simple control

program created for presenting functions of PLC and touch panel like a configurable

automatic drill machine with three processes programmed in internal subroutines,

responsive on code of inserted item.

- 6 -

Obsah

Seznam obrázků .................................................................................................................. 8

Seznam tabulek ................................................................................................................ 10

Seznam symbolů a zkratek ................................................................................................ 11

Úvod ................................................................................................................................ 12

1 Robotické stavebnice FISHERTECHNIK ........................................................................ 13

1.1 Robotická stavebnice - Kódovací linka ........................................................................ 14

2 PLC – Siemens SIMATIC .............................................................................................. 15

2.1 Dělení řídících systémů Siemens SIMATIC .................................................................. 15

2.2 Blokové schéma PLC .................................................................................................... 16

2.3 Siemens SIMATIC S7 – 200 .......................................................................................... 17

2.3.1 Popis částí PLC SIMATIC S7-200 CPU 222 ............................................................ 18

2.3.2 Rozšiřující moduly ............................................................................................... 19

2.3.3 USB/PPI Multi-Master Cable (USB/RS 485) ......................................................... 20

2.3.4 RS 232/PPI Multi-Master Cable (RS 232/RS 485) ................................................ 20

3 Siemens TP177-micro (HMI) ....................................................................................... 21

3.1 MPI komunikační kabel mezi TP177 a S7-200 ............................................................. 21

4 Vývojové prostředí STEP 7-MicroWIN ......................................................................... 22

4.1 STEP 7 - Založení nového projektu a nastavení komunikace ...................................... 23

4.2 STEP 7 - Volba verze a typu CPU ................................................................................. 24

4.3 STEP 7 - Vytváření tabulek se symbolickými jmény .................................................... 24

4.4 STEP 7 - Programování v Ladder Code editoru ........................................................... 25

4.4.1 STEP 7 - Vytvoření Networku a přidávání řádků či sloupců ................................ 25

4.4.2 STEP 7 - Program block - Subroutine ................................................................... 26

4.5 STEP 7 - Přeložení a kontrola programu...................................................................... 27

4.6 STEP 7 - Přeposlání programu do PLC nastavení RUN/STOP ...................................... 27

4.7 STEP 7 - Program Status - sledování programu ........................................................... 28

4.7.1 STEP 7 - Program Status – úprava / držení hodnoty proměnné ......................... 28

5 Vývojové prostředí WinCC flexible 2007 ..................................................................... 29

5.1 WinCC flexible - Založení nového projektu ................................................................. 29

5.2 WinCC flexible - Nastavení komunikace TP s PLC ....................................................... 30

5.3 WinCC flexible - Nastavení Tagů (proměnných).......................................................... 31

5.4 WinCC flexible - Vkládání objektů ............................................................................... 32

- 7 -

5.5 WinCC flexible - Vložení a nastavení Button Tool ....................................................... 32

5.5.1 Button Tool - Tlačítko Transfer ............................................................................ 33

5.5.2 Button Tool - Tlačítko spínající / rozpínající bit ................................................... 33

5.5.3 Button Tool - Tlačítko pro přepnutí obrazovky ................................................... 33

5.6 WinCC flexible - Zobrazení / skrytí objektu dle podmínky .......................................... 34

5.7 WinCC flexible - Grafický / Textový list ....................................................................... 34

5.8 WinCC flexible - Zobrazení a nastavení vrstev ............................................................ 35

5.9 WinCC flexible - Download - Nahrávání programu do TP ........................................... 36

6 Program pro PLC a TP – Automatic Drill Machine ........................................................ 37

6.1 Popis jednotlivých procesů programů vrtací linky ...................................................... 39

6.2 Soupis informačních hlášení programu....................................................................... 40

6.3 Soupis chybových hlášení programu ........................................................................... 40

6.4 Program pro PLC ......................................................................................................... 41

6.4.1 Seznam použitých symbolických a POU jmen PLC .............................................. 41

6.4.2 Popis použitých instrukcí PLC .............................................................................. 46

6.4.3 PWM – Pulzní šířková modulace svítivosti majáku ............................................. 47

6.4.4 Popis jednotlivých Networků programu PLC....................................................... 48

6.5 Program pro TP (Touch Panel) .................................................................................... 58

6.5.1 Seznam použitých symbolických jmen TP ........................................................... 58

6.5.2 Popis jednotlivých stran TP ................................................................................ 61

7 Závěr ......................................................................................................................... 63

8 Soupis použité literatury a informačních zdrojů .......................................................... 66

- 8 -

Seznam obrázků

Obr. 1. Obal stavebnice Fishertechnik .................................................................................... 13

Obr. 2. DPS s relé ................................................................................................................... 13

Obr. 3. Kódovací linka - popis IO ........................................................................................... 14

Obr. 4. Kostka s magnetickým kódem .................................................................................... 14

Obr. 5. Logo Siemens SIMATIC ............................................................................................ 15

Obr. 6. Blokové schéma PLC ................................................................................................. 16

Obr. 7. Siemens SIMATIC S7-200 [1] ................................................................................... 17

Obr. 8. PLC SIMATIC S7-200 CPU 222 ................................................................................ 18

Obr. 9. Rozšiřující modul pro S7-200 ..................................................................................... 19

Obr. 10. USB/PPI Multi-Master Cable (zdroj: [2] + vlastní úprava) ...................................... 20

Obr. 11. RS232/PPI Multi-Master Cable - Konfigurace připojení [2] ..................................... 20

Obr. 12. SIMATIC TP177-micro [3] ....................................................................................... 21

Obr. 13. Ether-MPI-Profibus [4] .............................................................................................. 21

Obr. 14. MPI Cable [2] ............................................................................................................ 21

Obr. 15. Logo STEP7-MicroWIN ............................................................................................ 22

Obr. 16. Typy programování ve STEP 7-MicroWIN ................................................................ 22

Obr. 17. STEP 7 - MicroWIN - Communications .................................................................... 23

Obr. 18. STEP7 - Set PG/PC Interface ..................................................................................... 23

Obr. 19. STEP7 - Properties - PC/PPI cable(PPI) .................................................................... 23

Obr. 20. STEP7 - Volba CPU .................................................................................................... 24

Obr. 21. STEP7 - Okno pro zvolení CPU ................................................................................. 24

Obr. 22. STEP7 - Tabulka symbolických jmen ......................................................................... 24

Obr. 23. STEP7 - Vložení tabulky symbol. Jmen ..................................................................... 24

Obr. 24. STEP7 - Network ........................................................................................................ 25

Obr. 25. STEP7 - Vkládání instrukce ....................................................................................... 25

Obr. 26. STEP7 - Program block .............................................................................................. 26

Obr. 27. STEP7 - Použití Subroutine ........................................................................................ 26

Obr. 28. STEP7 - Nastavení I/O Subroutine ............................................................................. 26

Obr. 29. STEP7 - Download program to PLC .......................................................................... 27

Obr. 30. STEP7 - Program Status - sledování programu .......................................................... 28

Obr. 31. STEP7 - Write - úprava hodnoty................................................................................. 28

Obr. 32. WinCC flexible - logo ................................................................................................. 29

Obr. 33. WinCC - Výběr typu TP ............................................................................................. 29

Obr. 34. WinCC - záložka Connections .................................................................................... 30

- 9 -

Obr. 35. WinCC - Nastavení připojení zařízení ........................................................................ 30

Obr. 36. WinCC - záložka Tags ................................................................................................ 31

Obr. 37. WinCC - Nastavení a správa Tag listu ........................................................................ 31

Obr. 38. WinCC - Tools ............................................................................................................ 32

Obr. 39. WinCC - Text Button .................................................................................................. 32

Obr. 40. WinCC - Button Tool - Nastavení obrázku ................................................................. 32

Obr. 41. WinCC - Nastavení viditelnosti objektu ..................................................................... 34

Obr. 42. WinCC - Text list ........................................................................................................ 34

Obr. 43. WinCC - Vrstvy objektů ............................................................................................. 35

Obr. 44. WinCC - Nastavení viditelnosti vrstev ....................................................................... 35

Obr. 45. WinCC - Log výstupu překladače ............................................................................... 36

Obr. 46. TP - Transfer ............................................................................................................... 36

Obr. 47. WinCC - Nastavení rozhraní pro odeslání programu .................................................. 36

Obr. 48. PWM průběh ............................................................................................................... 47

Obr. 49. PWM ve STEP7 .......................................................................................................... 47

Obr. 50. TP – Primární okno ..................................................................................................... 61

Obr. 51. TP – Řízení režimu ..................................................................................................... 61

Obr. 52. TP – Rozšířené možnosti ............................................................................................ 61

Obr. 53. TP – Systém ................................................................................................................ 62

Obr. 54. TP – Kalibrace linky ................................................................................................... 62

Obr. 55. TP – Kontrola I/O ....................................................................................................... 62

- 10 -

Seznam tabulek

Tab. 1. IO ............................................................................................................................ 14

Tab. 2. Rozdělení a popis CPU PLC SIMATIC S7 - 200 ................................................... 17

Tab. 3. Popis procesů programu 1 a 2 ................................................................................. 39

Tab. 4. Popis procesů programu 3....................................................................................... 39

Tab. 5. Informační hlášení pro program 1 a 2 ..................................................................... 40

Tab. 6. Informační hlášení pro program 3 .......................................................................... 40

Tab. 7. Chybová hlášení pro program 1 a 2 ........................................................................ 40

Tab. 8. Chybová hlášení pro program 3 .............................................................................. 40

Tab. 9. Symbolická jména PLC – Vstupy / Výstupy .......................................................... 41

Tab. 10. Symbolická jména PLC – Globální víceúčelové proměnné ................................... 42

Tab. 11. Symbolická jména PLC – Time sets ....................................................................... 42

Tab. 12. Symbolická jména PLC – Režimové proměnné ..................................................... 42

Tab. 13. Symbolická jména PLC – Proměnné pro ovládání PWM indikátoru ..................... 43

Tab. 14. Symbolická jména PLC – Proměnné sdílené s obrazovkou ................................... 44

Tab. 15. Symbolická jména PLC – Proměnné pro systém pauzování .................................. 44

Tab. 16. Symbolická jména PLC – Subroutine symboly ...................................................... 45

Tab. 17. STEP7 - Popis použitých instrukcí PLC ................................................................. 46

Tab. 18. Symbolická jména TP – Globální tagy ................................................................... 59

Tab. 19. Symbolická jména TP – Vstupy / Výstupy ............................................................. 60

- 11 -

Seznam symbolů a zkratek

PLC ............... Programmable Logic Controller

Programovatelný Logický Automat.

PAC ............... Programmable Automation Controller

Programovatelný Řídící Automat.

LED ............... Light-Emitting Diode

Dioda emitující světlo.

RAM ............. Random-Access Memory

Paměť s přímým přístupem.

RTC ............... Real-Time Clock

Hodiny reálného času - udržují údaj o aktuálním čase.

MCU ............. Micro Controller Unit

Integrovaný programovatelný obvod.

EEPROM ...... Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

Paměť používaná k uložení některých informací v MCU.

LPT ................ Line Printer Terminal

Paralelní komunikační port.

I/O ................. In / Out

Vstup / Výstup

USB ............... Universal Serial Bus

Univerzální sériová sběrnice (flash disk, klávesnice, myš...)

PPI ................. Peer to Peer Interface

Peer to peer rozhraní

MPI ............... Multi Point Interface

Vícebodové rozhraní

COM ............. COMmunication port

Komunikační port

PC .................. Personal Computer

Osobní počítač

TP .................. Touch Panel

Dotykový panel/obrazovka

HMI ............... Human Machine Interface

Zařízení pro ovládání PLC prostřednictvím dotykového panelu

- 12 -

Úvod

Tato ročníková práce je zaměřena na popis PLC Siemens Simatic S7-200,

dotykové obrazovky Siemens TP 177-micro, základní práce ve vývojovém prostředí

Step 7-MicroWIN pro programování PLC a ve vývojovém prostředí WinCC flexible

2008 pro programování dotykové obrazovky. Dále popis samovolně vymyšleného

programu pro robotickou stavebnici Fishertechnik – Kódovací linka. Program stručně

popíši v následujícím odstavci.

Kódovací linka představuje automatickou vrtací linku dřevěných kvádrů

reagující na zvolené nastavení a na kódové označení kvádru. Je rozdělena na čtyři části

a sice manuální ovládání, vrtání magneticky neoznačených míst, označených míst a

vrtání dle volby uživatele. Linka je plně propojena s dotykovou obrazovkou, na které

lze zobrazit veškeré informace, data, časy, počítadla, nastavení programů, volba

programů a jejich stručný popis. Světelný maják je ovládán PWM regulací, pomocí

které lze nastavovat intenzitu světla majáku. Pro ovládání je vytvořené systematicky

uspořádané grafické prostředí, model částečně dynamický a troj-rozměrný. Systém

programu je ošetřen proti chybovým stavům, kde kvádr nedorazí z místa A do místa B

v daném časovém úseku. Dále je v programu ošetřené vykládání takovým způsobem,

aby kvádr z pásu nikdy nevypadl a nemohl se poškodit.

Detailní rozpis procesů programů, setkání s problémy a jejich řešení, rozpis

jednotlivých cyklů a networků je uveden v popisu vytvořeného programu, na konci

tohoto dokumentu.

- 13 -

1 Robotické stavebnice FISHERTECHNIK

Jedná se o robotické stavebnice

složeny z několika malých dílů.

Jednotlivé díly a celé stavebnice jsou

vyráběné v Německu firmou

Fishertechnik GmbH, která ,mimo jiné,

vyrábí nejen složitější robotické

stavebnice, ale také stavebnice pro děti.

Výhodou této stavebnice je její

kompatibilita s ostatními modely tohoto

výrobce, jejíž součásti lze libovolně kombinovat díky jednotnému drážkování a celé

rozměrové normalizaci dílů.

Modely je možno zakupovat jako celé stavebnice, nebo je možné zakoupit

jednotlivé díly a postavit si vlastní robotickou stavebnici, avšak cena jednotlivých dílů

je neúměrná ceně dílů zakoupené, už hotové, stavebnice.

Tyto stavebnice obsahují veškeré mechanické díly a elektronické díly

s propojovacími vodiči a konektory. Může také obsahovat i samotnou řídící jednotku,

avšak cena je pak mnohonásobně vyšší.

List dodatečných dílů obsahuje nepřeberné množství růžně tvarovaných

plastových dílků, mnoho druhů senzorů (ultrazvukové, infračervené, magnetické…),

tlačítek, snímačů (barvy, tepla, světla…), světelných závor, motorů, indikátorů a mnoho

dalšího. Ceny mechanických dílů se pohybují okolo 100,- až 300,- kč. Pro senzory, písty

a motory je cena výrazně vetší - okolo 500,- až 1 000,- kč. Cena jednodušší stavebnice

se může pohybovat okolo 5 000,- kč. Pro složitější stavebnice se může vztahovat cena

až 20 000,- kč.

Napájení komponent je většinou řešené 24V vstupním

napětím (elektromotory, indikátory…) nebo 9V napájením

(senzory, malé elektromotory…) což může zajišťovat integrovaný

stabilizátor napětí v případě, že je přivedeno napětí větší.

Elektromotory jsou většinou poháněné přímým zdrojem napětí,

nikoli však napětím výstupních svorek PLC. V tomto případě

jsou použita malá relé (obr. 2).

Obr. 1. Obal stavebnice Fishertechnik

Obr. 2. DPS s relé

- 14 -

1.1 Robotická stavebnice - Kódovací linka

1. I0.2

2. I0.5

3. I0.4

4. I0.0

5. I0.3

6. I0.1

7. I0.7

8. I0.6

9. Q0.3

10. Q0.2

11. Q0.0

12. Q0.1

13 Q0.4

Tab. 1. IO

Tato stavebnice představuje linku schopnou načítat kód zpracovávané kostky

(obr. 4) pomocí dvou magnetických senzorů umístěných v dráze dopravníkového pásu

(obr. 3. bod 3 a 2). Její pohyblivou částí je dopravníkový pás, který

se umí pohybovat ve směru vpřed a vzad. Podél pásu se nachází dva

magnetické senzory zaznamenávající polohu zpracovávané kostky a

dvě manuální tlačítka (obr. 3. bod 1;4;5;6). Další pohyblivou částí je

děrovací zařízení, které se umí pohybovat pouze ve vertikálním

směru nahoru a dolu. Na nosné části děrovacího zařízení je umístěn

červeně svítící indikátor (obr. 3. bod 13) a dva senzory maximální polohy děrovacího

zařízení.

Celá tato stavebnice je napájena napětím 24V. Motory, kvůli vyššímu odběru,

jsou napájeny přímo ze zdroje a spínány jsou přes relé, kde dochází i k přepínání směru

otáček motoru (tedy střídavého pohybu). Připojena je k PLC přes standardní LPT

konektor, který je na druhém konci napojen na svorkovnici vstupů a výstupů PLC.

Tento konektor není součástí stavebnice, je použit jako vlastní výroba pro rozšíření

kompatibility a rychlého přepojování různých typů PLC.

Obr. 3. Kódovací linka - popis IO

Obr. 4. Kostka s

mag. kódem

- 15 -

2 PLC – Siemens SIMATIC

Řídící systémy PLC Siemens SIMATIC

jsou velice spolehlivé a odolné. Už mnoho let se

jedná o vysoce využívané PLC v nejrůznějších

technologiích. Na trhu se poprvé nejvíce ujala

řada SIMATIC S5, na kterou opět s úspěchem

navázala řada SIMATIC S7, která poskytuje nejmodernější řešení technologických

aplikací a také je až do dnes častým držitelem zdokonalování v celém oboru průmyslové

automatizace. Jelikož se řešení automatizace stále posouvá dále a jsou kladeny vyšší

nároky, Siemens se neustále snaží o vývoj nových řídících prvků tak, aby co nejvíce

vyhověl novým potřebám, dnešní a stále vyvíjející se, technologie. Při tom se snaží

splňovat náročné podmínky efektivního projektování a přitom, aby tyto prvky splňovaly

a pracovaly ve spojitosti s již ověřenými principy.

2.1 Dělení řídících systémů Siemens SIMATIC

Jelikož byl použit ke zpracování této ročníkové práce PLC Siemens SIMATIC

S7–200, zaměřím se v tomto dokumentu na tento typ a rozepíši jej podrobněji. O

ostatních typech PLC se pouze zmíním pod tímto textem.

Dělení řídících systému Siemens SIMATIC dle velikosti:

- Siemens SIMATIC S7 – 200

o Řada malých PLC, určené pro řízení jednoduchých aplikací.

o Dostatečný výkon za nízkou cenu.


o Jeden z nejprodávanějších PLC firmy Siemens.

o Určen pro středně rozsáhlé automatizační úlohy.

o Rozdělen na typy CPU:

Standardní, kompaktní, bezpečnostní a technologické


o Především pro náročné úlohy velkého rozsahu.

o Vysoká rychlost systému a zpracování, rozsáhlé komunikační možnosti.

Obr. 5. Logo Siemens SIMATIC

- 16 -

2.2 Blokové schéma PLC

Obr. 6. Blokové schéma PLC

- 17 -

2.3 Siemens SIMATIC S7 – 200

S7 – 200 jsou řadou jednoduchých

a malých programovatelných logických

automatů, umějící řídit jednodušší

aplikace a řadí se do skupiny zvaných

mikrosystémy. Ukrývá v sobě výkonné

instrukce za relativně nízkou cenu a

obsahuje nejen široký instrukční soubor, ale je vybavený dominantními komunikačními

funkcemi a lze jej u převážné většiny typů CPU rozšířit až na několik rozšiřujících

modulů, kterými můžete PLC přidat o další funkce, nebo vstupy a výstupy.

SIMATIC S7 – 200 je dále rozdělen dle typu CPU:

CPU 221

- 6 vstupů a 4 výstupy - digitální

- Nerozšiřitelný na moduly

- 4 KB RAM

- Vysokorychlostní počitadlo 4 x 30 kHz

CPU 222

- 8 vstupů a 6 výstupů - digitální

- Rozšiřitelný až na 2 moduly

- 4 KB RAM


CPU 224


- Rozšiřitelný až na 7 modulů

- 8/12 KB RAM pro program | 8 KB RAM pro data


- Vestavěné hodiny reálného času

- Výstupy s posloupností impulsů 4 x 20 kHz

CPU 224 XP


- 2 vstupy a 1 výstup - analogové


- 12/16 KB RAM pro program



- Výstupy s posloupností impulsů 4 x 30 kHz a 1x 100 kHz

- Komunikační rozhraní 2 x RS-485

CPU 226


- 2 vstupy a 1 výstup - analogové


- 12/16 KB RAM pro program | 10 KB RAM pro data

- Komunikační rozhraní 2 x RS-485



- Výstupy s posloupností impulsů 4 x 20 kHz

Tab. 2. Rozdělení a popis CPU PLC SIMATIC S7 - 200

Obr. 7. Siemens SIMATIC S7-200 [1]

- 18 -

2.3.1 Popis částí PLC SIMATIC S7-200 CPU 222

Obr. 8. PLC SIMATIC S7-200 CPU 222

1. Svorkovnice výstupů

2. Indikátory výstupů

3. Svorkovnice digitálních vstupů + napájení PLC

4. Indikátory digitálních vstupů

5. Přepínač módu: RUN; TERM; STOP

6. Potenciometr pro analogové nastavení

7. Indikátory stavu CPU:

- SF/DIAG (Systémová porucha/diagnostika)

- RUN; STOP

8. Komunikační port RS 485

9. Kazeta pro:

- Rozšíření paměti

- Hodiny reálného času

- Baterii

10. Rozšiřovací port pro připojení přídavných modulů

- 19 -

2.3.2 Rozšiřující moduly

Moduly pro měření hmotnosti

Analogové moduly

Digitální moduly

Moduly polohovací

Komunikační moduly

Příklady modulů pro řady S7-200: (zdroj: www.cz.rs-online.com)

- Kombinovaný modul

o Rozšiřující digitální vstupy i výstupy

- Modul s digitálními vstupy

o Digitální vstupní kanály na 24V stejnosměrné

- Modul s digitálními výstupy

o Digitální výstupní kanály 24V stejnosměrné

- Modul se vstupem pro teplotní čidlo RTD

o Pro širokou řadu odporových teplotních čidel

- Modul se vstupem pro termočlánkové čidlo

- Modul s analogovými výstupy

o Výstup s 12bit rozlišením ±10V nebo výstupem s 11bit rozlišením

4-20mA

- CP243 AS-i Master

o Modul s rozhraním, který umožňuje připojení k síti AS-i.

- EM277 Profibus DP Slave

o Slouží jako rozhraní mezi procesorem a sítí Profibus DP. V režimu MPI

ho lze použít k připojení ovládacích panelů – př. TD200 nebo TP177

- Modul s modemem EM241

o Rozšíření pro vzdálenou komunikaci PLC.

- Pohybový modul EM253

o Generuje posloupnosti impulzů, použitých pro řízení otáček a polohy

s otevřenou smyčkou u krokových motorů.

- Ethernetový modul CP243-1

o Zprostředkovává TCP/IP komunikaci přes ethernet.

Obr. 9. Rozšiřující modul pro S7-200

- 20 -

2.3.3 USB/PPI Multi-Master Cable (USB/RS 485)

Jedná se o převodníkový kabel pro propojení PC se SIMATIC S7-200 nebo

TP177, obdobný jako RS 232/PPI Multi-Master Cable, s rozdílem, že převádí klasický

USB na PPI (RS 485). Převodník zprostředkovává komunikaci mezi PC a PLC/TP,

umožňuje tak nahrávat samotný program do zmíněné jednotky nebo sledování stavu a

jiné... Na adaptéru je také indikace odesílání a přijímání dat.

Obr. 10. USB/PPI Multi-Master Cable

(zdroj: www.siemens.com + vlastní úprava)

2.3.4 RS 232/PPI Multi-Master Cable (RS 232/RS 485)

Účelově se jedná o naprosto stejný kabel, s rozdílem, že tento neposkytuje

přenos pomocí, dnes už nejrozšířenějšího, USB rozhraní, ale pouze staršího sériového

portu RS 232 na PPI (RS 485). Poskytuje stejné funkce jako USB/PPI.

(viz. 2.3.3 USB/PPI Multi-Master Cable).

U tohoto adaptéru je nutná konfigurace přímo na adaptéru. Pro PLC S7-200 a

TP177 platí uvedené nastavení přepínačů (obr. 11).

Obr. 11. RS232/PPI Multi-Master Cable - Konfigurace připojení

(zdroj: www.siemens.com + vlastní úprava)

- 21 -

3 Siemens TP177-micro (HMI)

Dotykový panel TP177-micro je HMI

zařízení pro ovládání a komunikaci s PLC

Simatic S7-200. Obrazovka umožňuje zobrazovat

jednoduché číselné či textové informace a

grafické vizualizace formou vektorové nebo

bitmapové grafiky. Obrazovka je podsvícená a

poskytuje pouze čtyři odstíny modré barvy

(bereme v potaz i bílou barvu), dále poskytuje

zobrazení proměnných tlačítek, přepínačů a

grafů, které lze ovládat stiskem na samotném odporovém panelu

obrazovky. Rozlišení je pouhých 320x240 pixelů, což i přes klamné

zdání bohatě postačí pro zobrazení mnoha informací. To je však

omezené na pouhých 50 objektů na jednu stranu obrazovky.

Celková paměť dosahuje 256kB pro bitmapové obrázky a objekty

několika možných stran. Napájení je 24V stejnosměrné a

komunikační port RS 485 zprostředkovává jak

komunikaci s PLC přes MPI kabel, tak komunikaci

s PC, tedy nahrávání programu pomocí USB-

RS232/PPI převodníku. TP177 je možné propojit také přes Ethernet (obr. 13) nebo

s více PLC najednou pomocí specifických modulů připojených též přes již zmíněný

port. Vývojové prostředí pro programování a konfiguraci nese název WinCC flexible.

Více o konfiguraci a práce ve vývojovém prostředí WinCC flexible je uvedeno

v tomto dokumentu (viz. 5 - Vývojové prostředí WinCC flexible 2007).

3.1 MPI komunikační kabel mezi TP177 a S7-200

Tento komunikační kabel zprostředkovává komunikaci

mezi PLC S7-200 a dotykovým panelem TP177. Vnitřním

zapojením se podobá klasickému RS232.

Obr. 12. SIMATIC TP177-micro

(zdroj: www.thinhphatgroup.com)

Obr. 13. Ether-MPI-Profibus

(zdroj: shop.kontron-czech.com)

Obr. 14. MPI Cable

(zdroj: www.siemens.com)

- 22 -

4 Vývojové prostředí STEP 7-MicroWIN

Vývojové prostředí STEP 7-MicroWIN

slouží k vývoji programů pro PLC Siemens

SIMATIC S7-200 pro všechny typy CPU. Jde o

jednoduchý software podporován systémem

Windows 2000/XP a výše, nabízející možnost

programování ve třech standardních editorech,

konkrétně STL, Ladder, FBD (obr. 16).

Program podporuje PID řízení, možnost

symbolického programování a individuálního adresování přes ukazatele. Také

podporuje dálkové programování přes modem, testování, hledání a rozpoznání chyb

během překládání programu. Je zde dále možnost přidání nových konfigurací a

funkčních ukázkových příkladů pro přídavné moduly PLC nebo široká nápověda pro

ovládání programu. Při programování lze využít i podprogramů (subroutine) nebo

přerušení (interrupt), které jsou nezbytnou součástí každého pokročilejšího

programátora.

Obr. 16. Typy programování ve STEP 7-MicroWIN

Za běhu programu lze vždy změnit programovací editor v záložce „View“.

Obr. 15. Logo STEP7-MicroWIN

- 23 -

4.1 STEP 7 - Založení nového projektu a nastavení komunikace

Nový projekt vytvoříme kliknutím na ikonku „New Project“ v levém

horním rohu programovacího prostředí nebo v záložce „File / New“. Po vytvoření

nového projektu doporučuji jako první nastavit způsob připojení k PLC kliknutím na

ikonu „Communications“ v levém postranním navigačním panelu nebo přes záložku

„View / Component / Communications“. Otevře se konfigurační okno (obr. 17).

Obr. 17. STEP 7-MicroWIN - Communications

V okně „Communications“ klikneme na ikonu

„Set PG/PC Interface“ pro nastavení protokolu.

Otevře se nám další okno (obr. 18), ve kterém

zvolíme protokol (v našem případě „PC/PPI

cable“) a klikneme na ikonu „Properties…“.

Otevře se další a poslední okno „Properties -

PC/PPI cable (PPI)“ pro nastavení vybraného

komunikačního protokolu (obr. 19). V záložce

„Local Connection“ zvolíme typ připojení PPI

přes COM (sériovou linku) nebo USB a klikneme

na tlačítko „OK“. Posledním úkolem je dvojité

kliknutí na „Double-Click to Refresh“, což

načte připojené zařízení a zobrazí ho pod svým

názvem na místě v pravé části okna (obr. 17).

Pro potvrzení nastavení klikneme na tlačítko „OK“. Obr. 19. STEP7 - Properties -

PC/PPI cable(PPI)

Obr. 18. STEP7 - Set PG/PC

Interface

- 24 -

4.2 STEP 7 - Volba verze a typu CPU

V panelu instrukcí na levé straně

programovacího prostředí dvojitě klikneme na

položku představující PLC (obr. 20) nebo volbou

hlavní záložky „PLC / Type…“. Otevře se okno

„PLC Type“ ve kterém musíme zvolit typ PLC pro

který bude program určen (obr. 21). Po zvolení

připojení mezi PC a PLC

(„Communications…“) lze získat

typ a verzi CPU automaticky,

kliknutím na ikonu „Read PLC“.

Po zvolení typu a verze CPU

klikneme na tlačítko „OK“.

4.3 STEP 7 - Vytváření tabulek se symbolickými jmény

Tabulka symbolických jmen poskytuje přehledné uspořádání symbolických jmen

celého programu (obr. 22). Symbolická jména slouží k zpřehlednění adresování paměti.

Obr. 22. STEP7 - Tabulka symbolických jmen

Před začátkem programování doporučuji přidat tabulku již poskytovaných adres

našeho PLC pravým kliknutím na položku „Symbol Table / Insert / S7-200 Symbol

Table“ (obr. 23), ty se nám budou do

budoucna určitě hodit. Stejným

způsobem lze přidat vlastní tabulky

symbolických jmen volbou „New

Symbol Table“, kterou si následně

můžeme libovolně pojmenovat.

Obr. 20. STEP7 - Volba CPU

Obr. 21. STEP7 - Okno pro zvolení CPU

Obr. 23. STEP7-Vložení tabulky symbol. jmen

- 25 -

4.4 STEP 7 - Programování v Ladder Code editoru

Program je rozdělen vždy do jednotlivých „Networků“, které slouží

k propojování jednotlivých kontaktů, logických členů a také volání nejrůznějších funkcí

a především samotné práci s bitem či

manipulací s pamětí. Spojením několika

těchto networků vzniká celý programový

algoritmus.

Network si vždy zachovává svá

pravidla. V jednom networku lze

zapisovat na libovolný počet výstupů,

avšak musí se všechny pojit s jednou větví (obr. 24). Také lze vždy každý network

okomentovat kolonkou pod nebo napravo od jeho názvu a na jeho úplném konci

nalezneme shrnutí použitých symbolických jmen (obr. 24 - dolní část). Maximální počet

řádků jednoho networku je 32, pak už nelze network rozšiřovat.

Všechny logické funkce, funkce pro

práci s pamětí a jiné funkce nalezneme v levém

postranním panelu instrukcí. Z tohoto místa

vybranou instrukci jednoduše přetáhneme,

pomocí myši a vložíme do požadovaného

networku (obr. 25). Nedefinované parametry

jsou zvýrazněny červenými otazníky. Kliknutím na ně můžeme parametr upravovat.

4.4.1 STEP 7 - Vytvoření Networku a přidávání řádků či sloupců

Nový network vytvoříme kliknutím na ikonku „Insert Network“.

Naopak ho můžeme i smazat kliknutím na ikonku „Delete Network“ nebo

označením celého networku dvojitým kliknutím na název networku (př. Network 1) a

stiskneme tlačítko „Delete“ na klávesnici. Při označení jej lze i kopírovat do schránky

klávesovou kombinací Ctrl + C a následně jej použít ze schránky kombinací Ctrl + V.

Pro vytvoření nového řádku či sloupce v networku stačí kliknout na místo

požadované pravým tlačítkem myši a v kontextové nabídce zvolit „Insert /

Row/Column“, případně je v nabídce i vložení jiných částí.

Obr. 24. STEP7 - Network

Obr. 25. STEP7 - Vkládání instrukce

- 26 -

4.4.2 STEP 7 - Program block - Subroutine

Program pro PLC je skládán z programových

bloků, které nalezneme opět v panelu instrukcí na levé

straně programovacího prostředí (obr. 26). Bloků může

být i několik v závislosti na kapacitě paměti PLC. Hlavní a

sice výchozí programový blok je označen „MAIN (OB1)“.

V něm na networku 1 celý program po spuštění začíná.

Subroutine je vlastně podprogram, který můžeme volat stejným způsobem jako

instrukce (např. ADD_I). Jsou označovány jako „SBR“ v závorce za názvem. Jeho

vnitřní struktura a pravidla pro networky jsou naprosto totožné s již zmíněným program

blokem „MAIN (OB1)“ jen je zde rozdíl, že se program v nich nezpracovává při startu,

ale pouze po zavolání. Vytvořený subroutine se zobrazí ve složce „Call Subroutines“

jako použitelná funkce, kterou lze jednoduše přetáhnout myší do našeho programu.

Výhodou SBR je vlastní nastavení vstupních a

výstupních parametrů (obr. 27).

Nastavení těchto parametrů nalezneme po

otevření našeho podprogramu, v horní části, nad polem

s networky (obr. 28). Nastavení platí pro příkladový

subroutine „SBR_0“. Zvolená symbolická jména

v tomto nastavení jsou pouze lokální

a lze je využít stejným způsobem

jako globální symbolická jména, ale

pouze pro dotyčný podprogram.

Dále je možné využít kolonku

„TEMP“. Jak už název napovídá, jde

o dočasnou paměť, jejíž hodnota může být po vrácení z podprogramu změněna. Je to

dáno tím, že pro každý subroutine jsou adresy paměti naprosto stejné a při

několikanásobném využití SBR se hodnoty na těchto adresách přepisují.

Obr. 26. STEP7 -

Program block

Obr. 27. STEP7 - Použití

Subroutine

Obr. 28. STEP7 - Nastavení I/O Subroutine

- 27 -

4.5 STEP 7 - Přeložení a kontrola programu

Pro nahrávání programu do PLC je potřebné nejprve celý program přeložit. To

se vykoná kliknutím na ikonku „Compile All“ v horním panelu nástrojů nebo

kliknutím na hlavní záložku „PLC / Compile All“. Ve spodní části programovacího

prostředí nalezneme oblast s výsledkem překládání, kde můžeme zjistit, jsou-li, stručně

popsaná chybová hlášení.

4.6 STEP 7 - Přeposlání programu do PLC nastavení RUN/STOP

Po úspěšném přeložení projektu zbývá poslední krok, a sice nahrávání našeho

programu do PLC.

Jestliže je PLC připojené, klikneme na tlačítko „Download“ nebo stiskneme

klávesovou kombinaci Ctrl +

L. Otevře se hlavní okno pro

nastavení přeposílaných dat,

kde zvolíme všechny složky,

které se mají přesunout do

PLC (obr. 29). Poté klikneme

na tlačítko „Download to

PLC…“.

Úspěšné nahrání do

PLC zjistíme v dolní části

programu, kde byl zobrazen

výsledek překladu. Po úspěšném nahrání programu do PLC přepneme jeho režim do

RUN módu tlačítkem „RUN“ čímž zadáme příkaz k vykonávání běhu programu.

Tlačítkem „STOP“ uvedeme PLC do módu STOP a běh programu bude zastaven.

Obr. 29. STEP7 - Download program to PLC

- 28 -

4.7 STEP 7 - Program Status - sledování programu

Pro sledování děje programu je nutné, aby byl program v paměti PLC shodný

s programem otevřeným ve STEP 7. Pokud tomu tak není, je potřeba programy

porovnat - zobrazí se okno „Timestamp Mismatch“. V případě, že programy shodné

jsou, stačí kliknout na ikonku „Program Status“. Prostředí se stane needitovatelným

a v každém networku se zobrazí průchod signálu modrou čarou představující řídící

signál a další informace (hodnoty pamětí, funkce instrukcí atd.) (obr. 30).

Obr. 30. STEP7 - Program Status - sledování programu

4.7.1 STEP 7 - Program Status – úprava / držení hodnoty proměnné

Pokud máme PLC v RUN módu a máme zapnutý „Program Status“, je možné

upravovat hodnoty na adresách paměti. Klikneme pravým tlačítkem myši na zvolenou

adresu / symbolické jméno v networku a v

zobrazené kontextové nabídce zvolíme

„Write…“. Otevře se tabulka, do které

napíšeme požadovanou hodnotu zvolené

proměnné. Kliknutím na ikonku „Write“

potvrdíme zápis zvolené hodnoty.

Je možné naší požadovanou hodnotu nastavit jako neustále vnucenou zvolením

„Force…“ v kontextové nabídce. Zápis funguje stejně jako „Write“. Pokud je pro

proměnnou hodnota vnucena, objeví se u daného kontaktu ikonka . Volbou

„Unforce“ v kontextové nabídce se držení hodnoty zruší.

Obr. 31. STEP7 - Write - úprava hodnoty

- 29 -

5 Vývojové prostředí WinCC flexible 2007

WinCC flexible slouží pro vývoj

vizualizačního prostředí pro HMI několika druhů

dotykových panelů SIMATIC. Program

zprostředkovává nejen možnost vývoje, ale i

samotnou vizualizaci. Vývojové prostředí poskytuje

vkládání tlačítek, grafických polí, číselných a

textových polí nebo kreslení jednoduchých tvarů pomocí vektorové grafiky.

5.1 WinCC flexible - Založení nového projektu

Nový projekt vytvoříme kliknutím na ikonku „Create a New Project“ v hlavním

ovládacím panelu programu nebo v záložkách „Project / New…“. Otevře se okno pro

volbu typu obrazovky. V našem případě jde o „Micro Panels / 170 / TP 177micro“,

který zvolíme a klikneme na tlačítko „OK“ (obr. 33).

Obr. 33. WinCC - Výběr typu TP

Po zvolení typu by jsme se měli nacházet na hlavní vývojové ploše, konkrétně

na základní straně obrazovky. V levém postranním panelu nalezneme všechny možné

strany obrazovky, grafické a textové listy, nastavení připojení a mnoho dalších.

Opět bych jako první krok doporučil nastavil komunikaci mezi TP a PLC

(viz. 5.2 WinCC flexible - Nastavení komunikace TP s PLC).

Obr. 32. WinCC flexible - logo

- 30 -

5.2 WinCC flexible - Nastavení komunikace TP s PLC

Veškerá zařízení později připojená k TP se nastavují

v levém postranním panelu ve složce „Communication /

Connections“ (obr. 34). V nastavení se nachází prázdná

tabulka. My si kliknutím na políčko vytvoříme nové

připojení, které si libovolně pojmenujeme a zvolíme typ

PLC. Pod tabulkou se pod záložkou „Parameters“ nachází

už ona samotná konfigurace (obr. 35). V našem případě

volíme typ spojení PPI a „Baud rate“ rychlost komunikace 9600 kbps.

Obr. 35. WinCC - Nastavení připojení zařízení

Obr. 34. WinCC -

záložka Connections

- 31 -

5.3 WinCC flexible - Nastavení Tagů (proměnných)

Nastavení tagů se hodí pro sdílení paměti PLC

s obrazovkou nebo využití vnitřní paměti TP pro interaktivní

ovládání prostředí. Svým způsobem jde o jednu z

nejdůležitějších částí TP. Nalezneme je v místech jako

„Communication“ (obr. 36). Je možné si vytvořit více

tabulek s tagy pravým kliknutím myši na záložku „Tags“ a

volbou „Add Folder“. V otevřené tabulce tagů lze kliknutím na prázdné pole vytvořit

nový Tag, kde lze nastavovat jeho vlastnosti jako adresu, typ proměnné a ke kterému

připojení se vztahuje (obr. 37). Pokud chceme pracovat pouze s pamětí PLC, zvolíme

„Connection“ tagu na naše předdefinované zařízení, pro který doporučuji dle uvážení

nastavit nekratší dobu „Acquisition cycle“, což je cyklická doba aktualizace tagu s PLC.

Pokud chceme pracovat pouze s pamětí TP, stačí zvolit „Connection“ na „<Internal

tag>“, kterému se už automaticky přiřadí adresa.

Obr. 37. WinCC - Nastavení a správa Tag listu

Obr. 36. WinCC -

záložka Tags

- 32 -

5.4 WinCC flexible - Vkládání objektů

Objekty pro vytváření grafického prostředí se nachází na

pravé straně v panelu „Tools“ (obr . 38). Pro jejich použití a

vložení do obrazovky stačí na zvolený objekt kliknout a následně

vložit do prostředí obrazovky. Po vytvoření objektu jej můžeme

označit - tím se v dolní části programu ukáže nabídka s nastavením

onoho objektu.

Označené objekty jdou smazat stisknutím klávesy „Delete“

nebo je můžeme kopírovat do schránky kombinací kláves Ctrl + C a

následně vytvořit kopii kombinací kláves Ctrl + V. V editoru je

možné označit i několik objektů najednou a nastavovat jejich

pozice, mazat, kopírovat nebo vytvářet tzv. Group, což je seskupení

několika objektů v jeden.

5.5 WinCC flexible - Vložení a nastavení Button Tool

Jeden z nejvyužitelnějších nástrojů TP je

„Button tool“. V nastavení objektu v záložce

„General“ nastavujeme jeho text v nespuštěném stavu

a text ve stavu spuštěném (obr. 39).

Pokud budeme chtít grafické tlačítko, zvolíme

„Button mode - Graphic“ a zvolíme obrázek

v seznamu obrázků. Pro přidání nového obrázku

klikneme na tlačítko v levém horním rohu okna pro zvolení obrázku (obr. 40).

Pro potvrzení klikneme na tlačítko „Set“.

Obr. 40. WinCC - Button Tool - Nastavení obrázku

Obr. 38. WinCC -

Tools

Obr. 39. WinCC - Text Button

- 33 -

Nastavení akcí při stisknutí tlačítka je pod záložkou „Events“ kde zvolíme typ

stisknutí „Click“ - pouhý stisk (nedoporučuji používat pro ovládání PLC, komunikace

není dostatečně rychlá a může se stát, že tlačítko nezareaguje). Použil bych ho výhradně

pro práci s interními instrukcemi TP. Dále je zde „Press“ - akce při stisknutí tlačítka a

„Release“ - akce po puštění tlačítka. „Press“ přináší asi nejvíce možností, proto popíšu

událost na této akci. Po zvolení akce napravo máme tabulku funkcí. Kliknutím na šipku

v řádku se otevře nabídka dostupných instrukcí.

5.5.1 Button Tool - Tlačítko Transfer

Protože je vždy potřeba mít zpětné tlačítko pro přepnutí obrazovky na režim

„Transfer“ musíme ho vytvořit. V „Events / Press“ Zvolíme instrukci „Settings /

SetDeviceMode“. V tabulce se nám vždy pod instrukcí objeví nabídka nastavení. Pro

„SetDeviceMode“ můžeme vybrat „Operating mode“ ve vedlejší kolonce. Zvolíme

„Transfer“.

Nyní máme základní tlačítko pro možnost nahrávání programu do TP.

5.5.2 Button Tool - Tlačítko spínající / rozpínající bit

V instrukcích tlačítka při „Press“ najdeme pod záložkou „Edit bits / SetBit“,

„ResetBit“ nebo „SetBitWhileKeyPressed“ (sepnout bit pokud je tlačítko stisknuté).

V nastavení instrukce zvolíme předpřipravený tag v tabulce tagů.

5.5.3 Button Tool - Tlačítko pro přepnutí obrazovky

V instrukcích tlačítka pro „Press“ zvolíme „ActivateScreen“ a v jeho nastavení

zvolíme „Screen name“ a název našeho okna.

Také je možné nastavit přesun na obrazovku dle hodnoty tagu a identifikačního

čísla strany obrazovky instrukcí „ActivateScreenByNumber“. Identifikační číslo

obrazovky můžeme volit v jejím nastavení (pravý klik na obrazovku v nabídce a volba

„Properties“) - „Number“.

- 34 -

5.6 WinCC flexible - Zobrazení / skrytí objektu dle podmínky

Kliknutím na objekt zobrazíme nastavení. V záložce „Animations / Visibility“

zaškrtneme „Enabled“ (obr. 41). Dále zvolíme sledovaný tag a určíme co se má stát,

pokud bude zvolený tag v odpovídat zvolenému rozsahu. V našem případě je nastavená

viditelnost tlačítka v případě, že je hodnota „Tag_1“ v rozsahu od 5 do 10. Stejně to

funguje i s tagem typu bool, kdy ale logicky musí být nastaven rozsah od 0 do 0 nebo od

1 do 1.

Obr. 41. WinCC - Nastavení viditelnosti objektu

5.7 WinCC flexible - Grafický / Textový list

Grafický a textový list slouží jako pole obrázků / textů s přiřazeným ID. Dají se

následně využít pro proměnné zobrazování informací. Oba listy nalezneme v nabídce

projektu v levé části pod názvem „Text

and Graphic Lists“. Pro grafický a

textový list se vztahují stejná nastavení.

Zvolíme tedy jeden z listů a dostaneme

se do tabulky. Dvojitým kliknutím na

prázdný řádek se vytvoří list a zobrazí se

druhá tabulka (obr. 42). V druhé tabulce

už nastavujeme jednotlivé texty a k nim jejich vlastní čísla (index).

Pro využití nám slouží především „Graphics IO Field tool“ a „Symbolic IO

Fiels tool“, avšak využít je můžeme i v jiných nástrojích. Jejich nastavení si dokážeme

snad vyvodit samostatně na základě již zmíněných možností WinCC.

Obr. 42. WinCC - Text list

- 35 -

5.8 WinCC flexible - Zobrazení a nastavení vrstev

Pomocí vrstev se nastavuje pozice

objektu, dá se říct, v ose Z (dopředu /

dozadu). Čím vyšší číslo, tím více je objekt

v předu a naopak. Každý objekt své číslo

uchovává v jeho vlastním nastavení. Při

vytváření grafického prostředí obrazovky

lze jednotlivé vrstvy schovávat pro lepší

manipulaci a orientaci programátora (obr. 43).

Pozice (číslo) vrstvy objektu nalezneme v jeho nastavení pod záložkou

„Properties / Misc“ kde mimo zmíněné vrstvy „Layer“ můžeme nastavit i jméno a

informační popis objektu.

Ovládání vrstev (skrytí / zobrazení) najdeme v nastavení strany okna, avšak ne

v nastavení přes pravý klik, ale kliknutím do prázdného pole obrazovky a vybráním

„Properties / Layers“ v nastavení v dolní části programu (obr. 44).

Obr. 44. WinCC - Nastavení viditelnosti vrstev

Obr. 43. WinCC - Vrstvy objektů

- 36 -

5.9 WinCC flexible - Download - Nahrávání programu do TP

Před nahráváním do PLC bych doporučil nejprve celý program generovat

(přeložit) tlačítkem „Generate“ v horní části programu. Z neznámé příčiny posílání

programu do TP s automatickým přeložením občas selhalo. Ve výstupním logu

„Output“ uvidíme veškerá upozornění nebo informaci o úspěšném přeložení (obr. 45).

Obr. 45. WinCC - Log výstupu překladače

Po přeložení je systém připraven k odeslání

programu do obrazovky. Upozorním, že obrazovka TP

177micro musí být přepnuta do režimu „Transfer“, ještě

než dojde k odeslání z WinCC (obr. 46).

Nyní klikneme na ikonu „Transfer settings“,

otevře se hlavní okno pro nastavení odesílání (obr. 47).

V tomto nastavení vybereme cílové zařízení,

komunikační rozhraní, v případě, že nevyužíváme

„Overwrite password list“ (v našem případě nepoužíváme – jde o tabulku uživatelů),

tak ho odškrtneme a nakonec klikneme na tlačítko „Transfer“.

Obr. 47. WinCC - Nastavení rozhraní pro odeslání programu

Po odeslání nebo vyskytlé chybě bude opět záznam v „Output“ výstupním logu.

Obr. 46. TP - Transfer

- 37 -

6 Program pro PLC a TP – Automatic Drill Machine

Kódovací linka představuje automatickou vrtací linku dřevěných kvádrů

reagující na zvolené nastavení a na kódové označení kvádru. Celá linka je

naprogramována s nutností připojeného ovládacího dotykového panelu, který nabízí

veškerou obsluhu, informace a nastavení. Program je rozdělen na čtyři části. Manuální

ovládání, vrtání magneticky označených míst kvádru, vrtání magneticky neoznačených

míst kvádru a vrtání pouze na základě nastavení v pěti bodech kvádru jedné strany.

Programy na dotykové obrazovce lze ručně volit na straně „Výběr režimu“, avšak pouze

v případě, že není zvolený program aktivní. Na obrazovce výběru je také stručný popis

programu. Každý program má své individuální nastavení - podmínky vrtání

jednotlivých bodů (vynucené vrtání, vynechané vrtání, vrtání dle záznamu kódu),

nastavení počtu převrtání otvoru, doby vrtání otvoru a počtu cyklů. Mimo jiné, je zde

uvedený i celkový počet zpracovaných kvádrů dle jejich kódu.

Linka umožňuje globální nastavení časových podmínek pro zajištění zastavení

pásu při výskytu chyby přesunu kvádru a také kalibraci časovače pro posun kvádru mezi

body při vrtání. Všechny tyto informace se nacházejí na straně „Kalibrace linky / IO“,

kde se nachází i tlačítko pro přepnutí do manuálního ovládání se zobrazením

jednotlivých částí linky, její senzorů, které indikují jejich aktivitu / zaznamenání a

samotná tlačítka pro pohyb pásu, vrtačky a aktivaci indikačního majáku.

Program PLC zaznamenává veškeré informace o aktivitě linky. Celkový čas

linky v aktivním stavu, čas běhu motoru pásu a vrtačky, celkový počet zpracovaných

kvádrů a počet vývrtů. Veškeré tyto informace lze zobrazit na straně „Systém“, kde jsou

nejen již zmíněné informace, ale i nastavení jasu obrazovky a přepínání módu

obrazovky do režimu transfer – přenos programu obrazovky.

Ovládání a informace aktivního režimu jsou zobrazeny na straně „Řízení

režimu“, kde můžeme režim ovládat tlačítky START / POZASTAVIT / POKRAČOVAT

a STOP. Po spuštění programu tlačítkem START jej lze i nenávratně zastavit tlačítkem

STOP (přičemž vyskočí dialogové okno s potvrzením), nebo pouze pozastavit tlačítkem

POZASTAVIT a následně pokračovat tlačítkem POKRAČOVAT. Jelikož vrtačka dokáže

odvrtat pouze jednu stranu kvádru, protože má možnost manipulovat s kvádrem jen po

jedné ose (pomocí pásu), je nutné kvádr manuálně otočit k odvrtání druhé strany.

Obrazovka proto zobrazuje informativní kroky při nutné manipulaci se zpracovávaným

kvádrem (otočení kvádru, vložení kvádru atd.) a také dialogové zprávy s možností

- 38 -

volby ano / ne například v případě, že při otočení kvádru došlo k záměně kvádru za jiný,

obrazovka se zeptá, jestli chceme kvádr zpracovat jako nový nebo jestli má dojít

k návratu vloženého kvádru a následnému otočení předchozího zpracovávaného kvádru.

Pokud nedojde k otočení předchozího kvádru, systém kvádr opět navrátí zpět a vybídne

obsluhu k manuální otočení, zprávou na obrazovce. V případě dokončení zpracování

kvádru, linka jej vysune na okraj pásu, kde je kvádr připraven k odebrání. Vyložení je

zajištěné proti vypadnutí kvádru a zabraňuje to jeho poškození. Po dokončení cyklu se

zobrazí zpráva o jeho dokončení a nabídka pro zahájení nového cyklu. Pod zobrazeným

modelem linky se na obrazovce nachází také informace o právě probíhajícím procesu,

počet zpracovaných a zbývajících položek do konce cyklu a v neposlední řadě chybová

hlášení, která jsou v případě chyby zvýrazněna blikajícím pozadím.

Dvě obslužná fyzická tlačítka na lince představují tlačítka obsluhy a pozastavení.

Tlačítko obsluhy slouží pro příkaz potvrzení správného umístění kvádru a tlačítko

pozastavení funguje obdobně jako tlačítko POZASTAVIT na dotykové obrazovce,

nikoliv však jako tlačítko POKRAČOVAT. Jelikož tlačítko reaguje okamžitě bez

komunikačního opoždění, lze jej označit jako nouzové.

Světelný indikátor na vrtačce je ovládán PWM regulací, tím pádem je možno

měnit intenzitu svítivosti, čímž se rozšiřují možnosti významu blikání. Při výskytu

chyby světlo opakovaně zhasíná (plné rozsvícení a postupné zhasínání), při vrtání svítí

plnou intenzitou a při posunu kvádru světlo opakovaně pulzuje.

- 39 -

6.1 Popis jednotlivých procesů programů vrtací linky

Program 1 a 2 - Vrtání ne/označených míst kvádru

#1 Kontrola pozic pohyblivých částí linky.

#2 Čekání na vložení kvádru.

#3 Kontrola značení kvádru a zpracování dat.

#4 Vrtání otvoru 2.

#5 Kontrola zbývajících otvorů.

#6 Posun k otvoru 1.


#8 Posun k otvoru 3 s dvojitých časem.

#9 Posun k otvoru 3 s polovičním časem.


#11 Kontrola vrtání druhé strany kvádru.

#12 Navrácení kvádru k manuálnímu otočení.

#13 Čekání na otočení kvádru.

#20 Vykládání - výpočet doby vykládání.

#21 Vykládání - registrace hotového výrobku

#22 Vykládání - informace o dokončení cyklu.

#23 Vykládání - informace o dokončení výrobku.

#30 Zaregistrováno jiné značení kvádru.

#100 Proces pozastaven.

Tab. 3. Popis procesů programu 1 a 2

Program 3 - Vrtání otvorů dle nastavení

#1 Kontrola pozic pohyblivých částí linky.

#2 Čekání na vložení kvádru.

#3 Kontrola značení kvádru a zpracování dat.

#4 Uvedení kvádru do výchozí pozice.

#5 Nastavení podmínky vrtání.

#6 Vrtání otvoru.

#7 Posouvání k dalšímu otvoru.

#8 Kontrola vrtů před vyložením.

#20 Vykládání - výpočet doby vykládání.

#21 Vykládání - registrace hotového výrobku

#22 Vykládání - informace o dokončení cyklu.

#23 Vykládání - informace o dokončení výrobku.

#30 Zaregistrováno jiné značení kvádru.

#100 Proces pozastaven.

Tab. 4. Popis procesů programu 3

- 40 -

6.2 Soupis informačních hlášení programu

Informační hlášení pro program 1 a 2

#1 Vložte kvádr a stiskněte tlačítko obsluhy. monolog

#2 Kvádr umístěn. Stiskněte tlačítko obsluhy. monolog

#3 Otočte kvádr a stiskněte tlačítko obsluhy. monolog

#4 Byl vložen jiný kvádr, chcete ho zpracovat

jako nový? dialog

#5 Vložte předchozí otočený kvádr a stiskněte

tlačítko obsluhy. monolog

#6 Zpracování kvádru dokončeno.

Vložte nový kvádr. monolog

#7 Zadaný cyklus dokončen.

Chcete započít nový cyklus? dialog

Tab. 5. Informační hlášení pro program 1 a 2

Informační hlášení pro program 3

#1 Vložte kvádr a stiskněte tlačítko obsluhy. monolog

#2 Kvádr umístěn. Stiskněte tlačítko obsluhy. monolog

#3 Otočte kvádr a stiskněte tlačítko obsluhy. monolog

#4 Zpracování kvádru dokončeno.

Vložte nový kvádr. monolog

#5 Zadaný cyklus dokončen.

Chcete započít nový cyklus? dialog

Tab. 6. Informační hlášení pro program 3

6.3 Soupis chybových hlášení programu

Chybová hlášení pro program 1 a 2

#0 Žádné chyby

#1 Kvádr nedorazil k vrtačce v daném intervalu

#2 Kvádr nedorazil zpět na start k otočení v daném intervalu.

Tab. 7. Chybová hlášení pro program 1 a 2

Chybová hlášení pro program 3

#0 Žádné chyby

#1 Kvádr nedorazil k vrtačce v daném intervalu

Tab. 8. Chybová hlášení pro program 3

- 41 -

6.4 Program pro PLC

Řeší spínání jednotlivých výstupů PLC, tedy rozpohybování všech

mechanických částí linky, sleduje vstupy senzorů a zpracovává poměrně největší část

celého programu, například časovače, čítače. Tyto informace po zpracování odesílá do

dotykového panelu, který s nimi dále nakládá a který zároveň odesílá data zpět do PLC.

6.4.1 Seznam použitých symbolických a POU jmen PLC

Vstupy / Výstupy

Typ Symbolické jméno Address Popis

bool i_raz_bot I0.7 Senzor pro pozici vrtačky v dolní mezi

bool i_raz_top I0.6 Senzor pro pozici vrtačky v horní mezi

bool i_ss_bit_lev I0.4 Levý senzor kódu kvádru

bool i_ss_bit_prav I0.5 Pravý senzor kódu kvádru

bool i_ss_raznice I0.3 Senzor kvádru na pozici vrtačky

bool i_ss_start I0.2 Senzor vloženého kvádru na startu linky

bool i_tlc_end I0.1 Tlačítko pro rychlé pozastavení linky

bool i_tlc_start I0.0 Tlačítko obsluhy

bool o_indikace Q0.4 Světelný indikátor

bool o_pas_vpred Q0.0 Motor pásu vpřed

bool o_pas_vzad Q0.1 Motor pásu vzad

bool o_raz_down Q0.2 Motor vrtačky dolu

bool o_raz_up Q0.3 Motor vrtačky nahoru

Tab. 9. Symbolická jména PLC – Vstupy / Výstupy

Globální víceúčelové proměnné


cnt CLK_TIME C11 Nastavení času, kdy má dojít k sepnutí MUT

time CLOCK T32 Určuje, zda došlo k sepnutí MUT

word DISCHARGE_TIME VW51 Ukládá přepočítaný čas vyložení kvádru

word HELP_INT VW102 Pomocný mnohoúčelový integer

byte KOD0 VB0 Počáteční uložení kódu

byte KOD1 VB2 Prostor pro uložení kódu kostky

byte KOD2 VB5 Zrcadlově obrácený kód kostky

bool KONSTANT_INIT V40.2 Inicializace konstantních hodnot

cnt LINE C0 Číslo právě zachytávané řady kódu kvádru

bool LPAS_TIME V44.6 Spínací bit pro počítání času běhu pásu

bool LTOTAL_TIME V44.5 Spínací bit pro počítání času běhu linky

bool LVRT_TIME V44.7 Spínací bit pro počítání času běhu vrtačky

bool PAUSE V40.4 Pozastaví činnost vykonávaného procesu

word PROC1 VW33 Posloupnost procesu 1

- 42 -


time PROC_TIME T97 Časovač doby vykonávání procesů

byte REZIM VB32 Nastavení globálního režimu systému

bool RUN_CLK M10.0 Zapne MUT

bool SYS_INIT V40.7 Kompletní inicializace systému - obnovení konstant -

reset proměnných

byte VRT_LAST VB77 Číslo posledního vrtu

byte VRT_NUM VB67 Počet vrtů jednoho otvoru

byte VRT_PROC VB1 Určuje stav vrtačky

time VRT_TIME T36 Doba vrtání

Tab. 10. Symbolická jména PLC – Globální víceúčelové proměnné

Time sets


word K_LEN_TIMEI2 VW100 Doba pohybu pásu mezi 1. a 2. značením

word K_VYLOZENI VW20 Doba pohybu pásu při vykládání

word K_LEN_TIME VW24 Doba pohybu pásu pro vrt mezi dvěma nejbližšími

značkami

word K_MAX_ZPET_OTOC VW26 Doba možného pohybu pásu k otočení kvádru

word K_MAX_VRT VW28 Doba možného dopravení k vrtačce

word K_LEN_TIMEI10 VW55 Doba pohybu pásu pro vrt mezi dvěma nejbližšími

značkami v 10ms

word K_LEN_TIMEx2 VW38 Doba pohybu pásu mezi 1. a 3. značkou

Tab. 11. Symbolická jména PLC – Time sets

Režimové proměnné


word S_COUNT_BOX_A VW92 Počet všech dokončených A kostek

word S_COUNT_BOX_B VW94 Počet všech dokončených B kostek

word S_COUNT_BOX_C VW96 Počet všech dokončených C kostek

bool S_DEF_VRT_ENABLE V86.5 Udává, zda má dojít k vrtání daného otvoru

byte S_DEF_VRT VB99 Nastavení předdefinovaných vrtů

byte S_ITEMS_DONE VB45 Počet vyvrtaných kvádrů

byte S_MAX_ITEMS VB63 Nastavení maximálního počtu kvádrů

byte S_VRT_ALLOWED VB47 Nastavení povolených otvorů

byte S_VRT_ALLOWED_MIR VB68 Nastavení povolených otvorů - zrcadlené

byte S_VRT_COUNT VB46 Nastavený počet převrtání otvoru

byte S_VRT_PRIMAR VB48 Nastavení podmíněného vrtání

byte S_VRT_PRIMAR_MIR VB69 Nastavení podmíněného vrtání - zrcadlené

word S_VRT_TIME VW49 Nastavená doba vrtání otvoru

Tab. 12. Symbolická jména PLC – Režimové proměnné

- 43 -

Proměnné pro ovládání PWM indikátoru


byte INDICTR_MODE VB66 Určuje typ indikace

bool INDICTR_INCR V44.4 Určuje, zda se má zvyšovat / snižovat intenzita

indikátoru

word INDICTR_FREQ VW53 Udává frekvenci pulzování indikátoru

cnt INDICTR_INTENSITY C12 Intenzita pulzního indikátoru

time PULSE_TIME T34 Časovač pulzování indikátoru

time PWM_CLOCK T96 Časovač PWM

Tab. 13. Symbolická jména PLC – Proměnné pro ovládání PWM indikátoru

Proměnné sdílené s obrazovkou


time SCR_ERR_FLASH_TIME T35 Zajišťuje blikání chybového hlášení

bool SCR_SENS_PROTECT V40.0 Určuje aktivaci / deaktivaci senzorové ochrany

při manuálním ovládání

bool SCR_TOTAL_RESET V40.1 Určuje požadavek na resetování všech

informací systému

bool REZIM_RUN V40.3 Ukládá info, jestli je příslušný režim aktivní

bool SCR_TLC_START V40.5 Určuje stisk tlačítka start na obrazovce

bool SCR_TLC_STOP V40.6 Určuje stisk tlačítka stop na obrazovce

bool SCR_TLC_YES V44.0 Při procesní otázce - tlačítko ano

bool SCR_TLC_NO V44.1 Při procesní otázce - tlačítko ne

bool SCR_SHOW_YESNO V44.2 Požadavek pro zobrazení tlačítek ANO / NE

při procesní otázce

bool SCR_ERR_SHOW V44.3 Zobrazí zvýraznění chybové hlášky

bool SCR_TLC_IMG_0L V76.0 Stisknutí tlačítka při výběru priority vrtu

bool SCR_TLC_IMG_0R V76.1 Stisknutí tlačítka při výběru priority vrtu





bool SCR_RES_BOX_TYPES V98.0 Zajistí resetování čítače typů kvádrů

byte SCR_TLC_START_NAME VB37 Nastavuje zobrazení názvu tlačítka na

obrazovce

byte SCR_SCREEN VB41 ID zobrazené obrazovky

byte STAT_INFO VB42 Určuje poslední stavový status procesu

(informativní)

byte STAT_ERR VB43 Určuje poslední chybový status procesu

(informativní)

byte SCR_IMG_0L VB70 Typ zobrazení značky při výběru priority vrtu

byte SCR_IMG_0R VB71 Typ zobrazení značky při výběru priority vrtu




- 44 -


byte SCR_ITEM_POS VB78 Udává pozici kvádru na obrazovce

byte SCR_VRT_POS VB91 Udává pozici vrtačky (nahoře - střed- dole)

word SCR_PAS_TIME_H VW6 Čas pohybu pásu v hodinách

word SCR_PAS_TIME_M VW8 Čas pohybu pásu v minutách

word SCR_PAS_TIME_S VW10 Čas pohybu pásu v sekundách

word SCR_VRT_TIME_H VW12 Čas vrtání v hodinách

word SCR_VRT_TIME_M VW14 Čas vrtání v minutách

word SCR_VRT_TIME_S VW16 Čas vrtání v sekundách

word SCR_CNT_VRT VW18 Celkový počet vrtů

word SCR_CNT_ITEMS VW30 Celkový počet hotových výrobků

word SCR_TOTAL_TIME_S VW57 Čas běhu linky v sekundách

word SCR_TOTAL_TIME_M VW59 Čas běhu linky v minutách

word SCR_TOTAL_TIME_H VW61 Čas běhu linky v hodinách

Tab. 14. Symbolická jména PLC – Proměnné sdílené s obrazovkou

Proměnné pro systém zapauzování


word PE_PROC1 VW64 Ukládá stav PROC1

word PE_PROC2 VW79 Ukládá stav PROC2

word PE_CLOCK VW81 Ukládá stav CLOCK

word PE_VRT_TIME VW84 Ukládá stav VRT_TIME

word PE_LINE VW89 Ukládá stav LINE

word PE_PROC_TIME VW87 Ukládá stav PROC_TIME

bool PE_PAUSED V86.4 Ukládá stav PAUSED

bool PE_o_pas_vzad V86.3 Ukládá stav o_pas_vpred

bool PE_o_pas_vpred V86.2 Ukládá stav o_pas_vzad

bool PE_o_raz_up V86.1 Ukládá stav o_raz_up

bool PE_o_raz_down V86.0 Ukládá stav o_rad_down

Tab. 15. Symbolická jména PLC – Proměnné pro systém pauzování

- 45 -

Subroutine symboly


sbr VRT_CONTROL SBR0 Spravuje stav vrtání

sbr VRTEJ SBR1 Zadá příkaz k vrtání

sbr NEXT_PRC SBR2 Nastaví následující proces

sbr SETCLK SBR3 Nastaví počítání MUT

sbr SET_PROC SBR4 Nastaví proces na zadanou hodnotu

sbr REZIM_MANUAL SBR5 Hlavní režim pro správu manuálního ovládání

sbr REZIM12 SBR7 Hlavní režim pro správu programu 1 a 2

sbr REZIM3 SBR14 Hlavní režim pro správu programu 3

sbr REZIM_START SBR15 Počáteční konfigurace programů 1, 2 a 3

sbr REZIM_CONFIG SBR12 Spravuje nastavení PLC s obrazovkou

sbr MIR_B SBR8 Binárně zrcadlí celý byte

sbr PWM SBR9 Spravuje pulzní modulaci výstupního signálu

sbr INDICATOR_PRC SBR10 Spravuje příkaz indikace majáku

sbr INDIKUJ SBR11 Slouží pro zadání typu indikace majáku

sbr SCREEN_PRG SBR6 Spravuje obrazovkové příkazy a informace

ob MAIN OB1 Hlavní program, řeší volání podprogramů a

stará se o jejich zpracování.

sbr PROCES_PAUSE SBR13 Spravuje pauzování linky – ukládá data stavu

Tab. 16. Symbolická jména PLC – Subroutine symboly

- 46 -

6.4.2 Popis použitých instrukcí PLC

Standard contact

Kontakt sledující bitový

stav pravda / nepravda.

Pokud je pravdivý,

propustí signál.

Negovaný funguje

naopak

AND Byte

Přivedením signálu na

EN dojde k logickému

AND porovnání všech

bitů, přivedených bytů

IN1 a IN2. Výsledek je

zapsán na adresu OUT.

Output

Přivedením signálu,

zapíše na výstupní bit 1,

pokud signál není

přiveden, zapíše 0.

Invert Byte


EN dojde k negaci všech

bitů vstupního bytu.

Výsledek je zapsán na

adresu OUT.

Set / Reset

S – pokud je přiveden

signál, zapíše na

výstupní bit 1.

R – pokud je přiveden

signál, zapíše 0.

Label

Označuje pozici skoku

svým identickým číslem

„n“.

Používá se s instrukcí

JMP (Jump to label).

Word Move


EN přesune hodnotu z

adresy IN na adresu

OUT.

OUT = IN

Jump to label

Přivedením signálu dojde

k programovému skoku

na LABEL se zvoleným

identickým číslem.

Používá se s instrukcí

LBL (Label).

On-Delay Timer

Během přivedeného

signálu na IN, počítá čas

vzestupně až do dosažení

vstupní hodnoty PT.

Up / Down

counter

CU – navyšuje hodnotu

čítače Cxxx

CD – snižuje hodnotu.

R – resetuje hodnotu.

PV - Sepne čítač po

dosažení zadané hodnoty.

Int Addition


EN vykoná součet

hodnot z adres IN1 a IN2

a zapíše na adresu OUT.

OUT = IN1 + IN2

Multiplication


EN zapíše součin hodnot

z adres IN1 a IN2 na

adresu OUT.

OUT = IN1 * IN2

Int Substraction


EN zapíše rozdíl hodnot

z adres IN1 a IN2 na

adresu OUT.

OUT = IN1 – IN2

Division


EN zapíše podíl hodnot z

adres IN1 a IN2 na

adresu OUT.

OUT = IN1 / IN2

Byte Increment

Během přivedeného

signálu na EN, každý

cyklus programu přičte

k hodnotě adresy OUT

hodnotu adresy IN.

Int to Byte


EN přesune hodnotu

integeru IN na byte OUT.

Tab. 17. STEP7 - Popis použitých instrukcí PLC

- 47 -

6.4.3 PWM – Pulzní šířková modulace svítivosti majáku

PWM algoritmus pro S7-200 je velice jednoduchý. Samotné PLC nabízí

vyhrazený funkční blok pro PWM, avšak je ním možné spínat pouze bit výstupu Q0.0 a

Q0.1, což je pro model kódovací linky

nevyužitelné. Jde o opakované spínání

výstupního signálu na zvolenou dobu během

jedné periody (obr. 48).

Pro příklad, v úseku 100 milisekund (doba periody) bude výstup sepnutý 50

milisekund. 50ms udává intenzitu svícení (výstupní napětí). Poměrným výsledkem je

vlastně 50% svítivost. Snížením doby periody se zvyšuje nepatrnost blikání (řešeno

vložením elektrolytického kondenzátoru pro vyhlazení pulzujícího průběhu), avšak

naopak se snižuje časový rozsah a pro pomalejší či časově nestabilní procesory může

být kvalita PWM horší, až úplně nepoužitelná.

V mém programu je algoritmus řešen

milisekundovým časovačem, který se po

uplynutí zadané doby (PERIOD) neustále

resetuje. Následují podmínky vytvářející

časový interval. Neustále porovnáváme

hodnotu opakujícího časovače. Pokud je čas

větší než 0 a zároveň menší než doba sepnutí

(DUTY), zapíšu na výstupní proměnnou

hodnotu 1 (obr. 49).

Obr. 48. PWM průběh

Obr. 49. PWM ve STEP7

- 48 -

6.4.4 Popis jednotlivých Networků programu PLC

MAIN

Základní část programu, kde je začátek celého cyklu PLC, od kterého se odvíjí

podmínky volání podprogramů a jejich zpracování.

Network 1 – Inicializace

Při spuštění PLC je bit SYS_INIT roven 0, tím pádem se hlavní podmínka

splňuje a tím se inicializují základní proměnné, jinak řečeno, základní hodnoty

proměnných se nastaví na výchozí hodnotu. Bit pro senzorovou ochranu při manuálním

ovládání linky se nastaví téže do 1. Na konec se bit KONSTANT_INIT (pro inicializaci

konstant a kalibrace systému) a SYS_INIT nastaví do 1 a tím se zabrání další

inicializaci při následujícím cyklu.

Network 2 – Inicializace konstant

Pokračování základní inicializace, přičemž se nastaví všechny konstanty

kalibrace na výchozí hodnotu. Na prvním řádku dojde k přerušení opakované obnovy

nastavením hodnoty 0 do KONSTANT_INIT.

Network 3 – Řízení dat pro obrazovku

Nepřetržitě volá podprogram SCREEN_PRG.

Network 4 – Ovládání dat při pozastavení linky

Nepřetržitě volá podprogram PROCES_PAUSE.

Network 5 – Zpracování MUT (Multi Usable Timer)

V případě že je RUN_CLK v hodnotě 1, milisekundový časovač bude počítat. Je

využíván pro každý proces zvlášť a lze jej použít pouze 1x v každém z procesů.

Rozšiřuje využití milisekundového časovače a v tomto případě slouží k přesnému

umístění kvádru na bod vrtu.

Network 6 – Procesový časovač

Počítá dobu probíhajícího procesu od jeho počátku. Po přepnutí na další proces

se tento časovač resetuje a počítá dále.

- 49 -

Network 7 – Ovládání vrtačky

Ovládá funkci zdvižného zařízení vrtačky. V případě, že je VRT_PROC

v hodnotě 1 a výš, bude volán podprogram VRT_CONTROL.

Network 8 – Startovací podprogram režimů

Pokud se TP nachází na straně s ID 0 nebo 2 (konfigurace prg.), bude volán

podprogram REZIM_START, který zajistí pro všechny programy vždy stejný počátek.

Network 9 – Volání režimů 1 a 2

Pokud je vybrán REZIM 1 nebo 2 a TP se nachází na straně s ID 0 nebo 2

(konfigurace prg.), bude volán podprogram REZIM_12, který zajistí jejich funkci.

Podmínka SCR_SCREEN (ID) slouží k zabránění kolize jednoho programu s ostatními.

Network 10 – Volání režimu 3

Pokud je vybrán REZIM 3 a TP se nachází na straně s ID 0 nebo 2 (konfigurace

prg.), bude volán podprogram REZIM_3, který zajistí jeho funkci. Podmínka

SCR_SCREEN (ID) slouží k zabránění kolize jednoho programu s ostatními.

Network 11 – Řídí pulzující indikační maják

Pokud bude nastaven INDICTR_FREQ > 0, zavoláme podprogram

INDICATOR_PRC a následně hodnotu v INDICTR_FREQ vynulujeme, aby

nedocházelo k neustálému sepnutí indikátoru.

Network 12 – Volání manuálního režimu

Pokud bude TP na straně manuálního režimu s ID 3, zavoláme podprogram

REZIM_MANUAL. Podmínka SCR_SCREEN (ID) slouží k zabránění kolize jednoho

programu s ostatními.

Network 13 – Volání konfiguračního režimu programu

Pokud bude TP na straně konfigurace programu s ID 2, zavoláme podprogram

REZIM_MANUAL. Podmínka SCR_SCREEN (ID) slouží k zabránění kolize jednoho

programu s ostatními.

- 50 -

VRT_CONTROL

Algoritmus pro ovládání pohybu vrtačky. Zajišťuje i jeho počet. Podprogram je

propojen s podprogramem VRTEJ.

Network 1 – Spouštění vrtačky směrem dolu

Pokud je vrtačka nahoře a je VRT_PROC roven 1 nebo se vrtačka posouvá

směrem dolu a není na spodní mezi, tak se vrtačka spustí směrem dolů. Je zde použit

tzv. přídržní kontakt.

Network 2 – Přepnutí režimu vrtačky, pokud je dole

Pokud je vrtačka v dolní mezi, dojde k přepnutí VRT_PROC na hodnotu 2 a

zároveň se přičte celkový počet vývrtů a počet vrtů pro tento příkaz vrtání.

Network 3 – Kalkulace počtu vrtů

Zajistí přepnutí VRT_PROC na hodnotu 3 v případě, že už byl vykonán

nastavený počet vývrtů zadaného příkazu. Pokud není dosažen počet zadaných vývrtů,

dojde k přepnutí VRT_PROC na hodnotu 1 a vrtání se opakuje.

Network 4 – Spuštění vrtačky směrem nahoru

Pokud je VRT_PROC roven hodnotě 2, začne počítat časovač VRT_TIME. Po

dosažený zvoleného času dojde ke spuštění pohybu vrtačky nahoru.

VRTEJ

Jednoduchá příkazová instrukce předávající informace podprogramu

VRT_CONTROL. Slouží pro vykonání inicializace a začátku vrtání.

Network 1

Pokud je VRT_PROC v hodnotě 0 (vrtání neaktivní), dojde k aktivaci, tedy

přesunutí hodnoty 1 do VRT_PROC a resetování čítače vrtů pro daný příkaz.

- 51 -

NEXT_PRC

Jednoduchá příkazová instrukce předávající informace podprogramu

SET_PROC. Slouží k inkrementaci a inicializaci procesu.

Network 1 - Inkrementuje PROC1 o 1, volá funkci SET_PROC.

SET_PROC

Podprogram zajišťující reinicializaci procesu, tedy resetování časovače procesu,

zastavení a resetování MUT časovače, skrytí tlačítek YES / NO na obrazovce,

resetování VRT_PROC, nastavení PROC1 na hodnotu vstupního parametru.

SETCLK

Spustí MUT časovač a nastaví jeho dobu trvání (CLK_TIME).

VRT_CONTROL

Hlavní podprogram pro hlídání zabezpečující senzorové protekce proti

překonání horní či dolní maximální polohy vrtačky.

Network 1 – Hlídá spodní mez polohy vrtačky

Network 2 – Hlídá horní mez polohy vrtačky

SCREEN_PRG

Určuje polohy pohyblivých objektů linky na obrazovce, zpracovává veškeré

čítače a rozdělení časovačů na hodiny, minuty a sekundy. Zajišťuje blikání pozadí

informační chybové hlášky na obrazovce.

- 52 -

MIR_B

Svým způsobem vytvořené jako instrukční blok se vstupy. Slouží k zrcadlovému

převedení zvoleného počtu bitů v zadaném bytu. V našem případě jde o otočení kódu

kvádru.

Network 1 – Inicializace

Nastaví horní index na nulu a dolní index na zadanou hodnotu.

Network 2 – Udává pozici skoku pro instrukci JMP (while)

Network 3 – Získá stav právě zrcadleného bitu

Network 4 – Zrcadlí získaný stav bitu a uloží do #Ot

Network 5 – Nastaví výstup dle bitu #Ot.

Network 6 – Přepočte pozice zrcadlení a dle podmínek skočí na Label (while)

PWM

Opět jde o jakýsi instrukční blok spravující pulzní modulaci výstupu.

Network 1 – Neustálé počítání milisekundového časovače

Network 2 – Spínání výstupu

Spínání výstupu s podmínkou, zda se hodnota času nachází v zadaném intervalu.

Network 3 – Reset časovače, pokud dosáhne zvolené hodnoty pro periodu

INDIKUJ

Nastavuje mód a frekvenci pulzování majáku. Pracuje s podprogramem

INDICATOR_PRC.

- 53 -

INDICATOR_PRC

Ovládá PWM regulaci majáku dle potřeby zadané instrukcí INDIKUJ.

Network 1 – Nastavuje PWM regulaci a počítá pulzující svícení

Network 2 – Nastavuje stav pulzování majáku (snižovat)

Network 3 – Nastavuje stav pulzování majáku (zvyšovat) dle módu blikání

Network 4 – Čítá / odečítá intenzitu na základě stavu pulzování majáku

Network 5 – Resetuje hodnotu časovače indikátoru

PROCES_PAUSE

Podprogram pro ovládání pozastavení linky. Sleduje bit PAUSE.

Network 1 – Uložení stavu linky do zvláštních proměnných

Network 2 – Během pozastavení neustále drží časovače v konstantní hodnotě

Network 3 – Po odpauzování obnoví všechny proměnné ze zvláštních proměnných

- 54 -

REZIM_12

Hlavní podprogram pro zpracování režimu 1 a 2.

Network 1 – Zpracování získaných dat

Zpracuje získaný kód magnetického označení kvádru, uloží ho do KOD1 pro

pozdější použití a kód zrcadlí a uloží do KOD2 pro ověření při nutnosti otočení kvádru.

Pokud se řeší stav kdy mělo dojít ke vložení otočeného kvádru, zjišťuje se, jestli byla

kostka otočena, zda nebyla zaměněna a pokud nastane jedna z neočekávaných situací,

dojde k ohlášení na obrazovce. Pokud má dojít k vrtání, dojde zde k upravení kódu pro

zadání vrtaných otvorů dle nastavení uživatelem.

Network 2 – Vrtání otvoru 2

Zadání příkazu pro vrtání. Nastavení posledního vrtání kvůli zamezení

vypadnutí kvádru při vykládání.

Network 3 – Určení následujícího vrtu – přeskočení prvního vrtu

Network 4 – Posun k otvoru 1 pomocí MUT




Network 6 – Posun k otvoru 3 pomocí MUT s dvojitým časem

Pohyb z pozice vrtání otvoru 1 – proto se musí nastavit dvojitý čas posunu

k otvoru 3.

Network 7 – Posun k otvoru 3 pomocí MUT s jednotným časem

Pohyb z pozice vrtání otvoru 2 – proto se musí nastavit čas posunu k otvoru 3.




Network 9 – Kontrola druhé strany kvádru

Kontroluje, zda se musí vrtat i druhá strana kvádru. Pokud ano, přejdeme na

proces 20, pokud ne, pokračujeme na další proces.

- 55 -

Network 10 – Navrácení kvádru k manuálnímu otočení

Network 11 – Čekání na otočení kvádru

Čeká na otočení kvádru a stisknutí tlačítka obsluhy. Po stisknutí resetuje stavová

hlášení a nastaví PROCES1 na hodnotu 3 – načtení kódu kostky a nastaví PROC2 na

hodnotu 1 jako zadání, že jde o vrtání druhé strany kvádru.

Network 12 – Zaregistrován jiný typ kvádru při otočení

Odešle informaci TP o změně kvádru při otočení a čeká na zadání odpovědi ze

strany uživatele. Pokud stiskne ANO (chci zpracovat jako nový), resetujeme PROC2 a

pokračujeme se zadání nového značení kvádru. Pokud zvolíme ne, vrátíme proces na

návrat kvádru k otočení.

REZIM_3

Hlavní podprogram pro zpracování režimu 3. Funguje tu systém postupného

bitového posunu způsobem dělení hodnoty PROC2 číslem 2.

16 -10000; 8 – 01000; 4 – 00100; 2 – 00010; 1 – 00001.

10000 představuje první otvor a 00001 představuje poslední, pátý otvor.

Network 1 – Zaregistrování pozice kvádru u vrtačky

Nastavení hodnoty 16 (10000) PROC2 pro postupný posun bitu.

Network 2 – Nastavení kvádru na počátek vrtání (otvor 1)

Network 3 – Nastavení pozice vrtání

Převede číslo PROC2 na KOD2, který určuje bitovou pozici vrtaného otvoru.

Tento bit je následně porovnán s bity bytu S_DEF_VRT na stejné úrovni. Pokud bude

výsledek roven PROC2, dojde k odvrtání otvoru.

Příklad: 00100 a 01101 je 00100... z toho plyne, že bude následující otvor vrtán.

Naopak 00100 a 11010 je 00000... otvor vrtán nebude.

Network 4 – Vrtání otvoru

Network 5 – Posouvání k dalšímu otvoru

- 56 -

Network 6 – Zjištění, zda se má vrtat další otvor nebo se má vyložit

Pokud nebude PROC2 rovno 1, dojde k jeho dělení číslem 2 a k opakování

procesu – přesun na další otvor a další odvrtání. Pokud bude PROC2 roven 1, dojde

k vyložení.

REZIM_START

Řeší procesy pro všechny programy linky. Pozastavení, zastavení a pokračování

ve vykonávání programu, čtení kódu kostky atd...

Network 1 – Sleduje stisk tlačítka pozastavení pro pokračování

Pokud stiskneme tlačítko pro pozastavení programu, zruším stav pozastavení.

Network 2 – Sleduje stisk tlačítka pozastavení pro pozastavení

Pokud stiskneme tlačítko pro pozastavení programu, nastavím stav pozastavení.

Network 3 – Sleduje stisk tlačítka START a STOP

Po stisknutí tlačítka START nebo STOP dojde dle splněných podmínek

k celkové reinicializaci programu.

Network 4 – Po stisku tlačítka START na obrazovce jeho stav resetujeme

Network 5 – Po stisku tlačítka STOP na obrazovce jeho stav resetujeme

Network 6 – Nastavuje text tlačítka START na obrazovce pokud není pauza

Network 7 – Nastavuje text tlačítka START na obrazovce pokud je pauza

Network 8 – Kontrola pozic částí linky a jejich nastavení do výchozí polohy

Network 9 – Čekání na vložení kvádru

Čeká se na vložení kvádru. Dle vložení nastavuje text na obrazovce. Po vložení

kvádru a stisknutí obslužného tlačítka se rozjede pás vpřed.

Network 10 – Posouvá sledovanou řadu kostky dle zaznamenání senzoru

Network 11 – Zapisuje 1. řadu kódu dle záznamu senzorů do KOD0

- 57 -



Network 15 – Výpočet doby vykládání kvádru

Network 16 – Vykládání kvádru

Kalkulace celkového počtu dokončených výrobků, počtu výrobků na jeden

cyklus, zaznamenání počtu dle kódového označení a nakonec porovnání s nastavením

uživatele. Přesun na proces pro opakování cyklu nebo na proces pro vložení dalšího

kvádru.

Network 17 – Podání informace o dokončení cyklu

Zaznamená stav pro obrazovku s dotazem pro začátek nového cyklu. Čeká na

volbu. Částečně resetuje stav linky po zvolení možnosti ANO – chci začít nový cyklus.

Network 18 – Podání informace o dokončení zpracování kvádru

Čeká na vložení nového kvádru a podává informaci na TP. Po vložení nového

kvádru dojde k přepnutí na proces 2.

Network 19 – Ovládání majáku

Dle stavu linky ovládá příkazy pro PWM indikaci majáku.

- 58 -

6.5 Program pro TP (Touch Panel)

Zprostředkovává pouze vizuální část programu, upravuje nastavení PLC a celé

linky pomocí uživatele, který obsluhuje zařízení automatické vrtačky. Obrazovka

získává informace z PLC a následně je zobrazuje na určitých stranách pomocí číselných

oblastí, textových a grafických listů atd. Dále získává údaje stisknutých tlačítek na

obrazovce o jejichž stisknutí obrazovka odešle informaci zpět do PLC.

6.5.1 Seznam použitých symbolických jmen TP

Globální tagy


int Contrast - Hodnota nastaveného kontrastu

bool D0_1L V0.0 Kód 0 levý v 1. řadě

bool D0_1R V0.1 Kód 0 pravý v 1. řadě











word K_MAX_VRT VW28 Maximální čas

word K_MAX_ZPET_OTOC VW26 Doba možného pohybu pásu k otočení kvádru

word K_MOVE1 VW24 Doba pohybu pásu pro vrt mezi dvěma

nejbližšími značkami

word K_VYLOZENI VW20 Doba pohybu pásu při vykládání

bool KONSTANT_INIT V40.2 Inicializace konstantních hodnot



byte REZIM VB32 Nastavení globálního režimu systému

bool REZIM_RUN V40.3 Ukládá info, jestli je příslušný režim aktivní

byte S_ITEMS_DONE VB45 Počet vyvrtaných kvádrů

byte S_MAX_ITEMS VB63 Nastavení maximálního počtu kvádrů

word SCR_CNT_ITEMS VW30 Celkový počet hotových výrobků

word SCR_CNT_VRT VW18 Celkový počet vrtů

bool SCR_ERR_SHOW V44.3 Zobrazí zvýraznění chybové hlášky

byte SCR_ITEM_POS VB78 Udává pozici kvádru na obrazovce

word SCR_PAS_TIME_H VW6 Čas pohybu pásu v hodinách

- 59 -

word SCR_PAS_TIME_M VW8 Čas pohybu pásu v minutách

word SCR_PAS_TIME_S VW10 Čas pohybu pásu v sekundách

byte SCR_SCREEN VB41 ID zobrazené obrazovky

bool SCR_SENS_PROTECT V40.0 Určuje aktivaci / deaktivaci senzorové ochrany

při manuálním ovládání

bool SCR_SHOW_YESNO V44.2 Požadavek pro zobrazení tlačítek ANO / NE

při procesní otázce

bool SCR_TLC_NO V44.1 Při procesní otázce - tlačítko ne

bool SCR_TLC_START V40.5 Určuje stisk tlačítka start na obrazovce

byte SCR_TLC_START_NAME VB37 Nastavuje zobrazení názvu tlačítka na

obrazovce

bool SCR_TLC_STOP V40.6 Určuje stisk tlačítka stop na obrazovce

bool SCR_TLC_YES V44.0 Při procesní otázce - tlačítko ano

bool SCR_TOTAL_RESET V40.1 Určuje požadavek na resetování všech

informací systému

word SCR_TOTAL_TIME_H VW61 Čas běhu linky v hodinách

word SCR_TOTAL_TIME_M VW59 Čas běhu linky v minutách

word SCR_TOTAL_TIME_s VW57 Čas běhu linky v sekundách

byte SCR_VRT_POS VB91 Udává pozici vrtačky (nahoře - střed- dole)

word SCR_VRT_TIME_H VW12 Čas vrtání v hodinách

word SCR_VRT_TIME_M VW14 Čas vrtání v minutách

word SCR_VRT_TIME_S VW16 Čas vrtání v sekundách

bool ShowAuthor - Zobrazí tabulku s informací autora

bool ShowIOWarning - Zobrazí tabulku s upozorněním na vypnuté

senzorové omezení

bool ShowResBoxTypes - Zobrazí tabulku s potvrzením resetování čítače

typů kvádrů

bool ShowResCalib - Zobrazí tabulku s potvrzením resetování

kalibrace

byte ShowResSystem - Zobrazí tabulku s potvrzením resetování

systému

bool ShowStopProc - Zobrazí tabulku s potvrzením zastavení

procesu

byte STAT_ERR VB43 Určuje poslední chybový status procesu

(informativní)

byte STAT_INFO VB42 Určuje poslední stavový status procesu

(informativní)

bool STAT_INIT V40.7 Kompletní inicializace systému - obnovení

konstant - reset proměnných

Tab. 17. Symbolická jména TP – Globální tagy

- 60 -

Vstupy / Výstupy


bool i_raz_bot I0.7 Senzor pro pozici vrtačky v dolní mezi

bool i_raz_top I0.6 Senzor pro pozici vrtačky v horní mezi

bool i_ss_bit_lev I0.4 Levý senzor kódu kvádru

bool i_ss_bit_prav I0.5 Pravý senzor kódu kvádru

bool i_ss_raznice I0.3 Senzor kvádru na pozici vrtačky

bool i_ss_start I0.2 Senzor vloženého kvádru na startu linky

bool i_tlc_end I0.1 Tlačítko pro rychlé pozastavení linky

bool i_tlc_start I0.0 Tlačítko obsluhy

bool o_indikace Q0.4 Světelný indikátor

bool o_pas_vpred Q0.0 Motor pásu vpřed

bool o_pas_vzad Q0.1 Motor pásu vzad

bool o_raz_down Q0.2 Motor vrtačky dolu

bool o_raz_up Q0.3 Motor vrtačky nahoru

Tab. 18. Symbolická jména TP – Vstupy / Výstupy

- 61 -

6.5.2 Popis jednotlivých stran TP

Hlavní okno

Poskytuje základní nabídku. Ke každému tlačítku v

levé straně obrazovky je stručný popis. Přes

„Řízení režimu“ se dostaneme na hlavní nastavení

zvoleného režimu. „Kalibrace linky / IO“ slouží

k nastavení časovačů a nalezneme zde i manuální

ovládání linky. „Systém“ – zde se popisují veškeré

základní informace linky, nastavení kontrastu obrazovky a možnost přepnutí do Transfer

módu. „Výběr režimu“ a „Kalibrace linky“ jsou během aktivního programu

deaktivované.

Řízení režimu – ne/označená místa

Toto okno zobrazuje veškeré informace zvoleného

programu linky. „Zpracovávaný kvádr“ zobrazuje

kód právě zpracovávaného kvádru. „Zaznamenaný

kvádr“ zobrazuje kód kvádru, který byl zrovna

zaznamenán. „Možnosti režimu“ otevře nabídku

pro rozšířené možnosti nastavení režimu.

Rozšířené možnosti

„Podmínky děrování“ určují, zda se má otvor vrtat

dle značení kvádru nebo má či nemá dojít k vrtání

otvoru bez ohledu na značení. Klepnutím na

značky kvádru měníme jeho individuální nastavení

mezi těmito třemi možnostmi. „Čítače kvádrů“

zobrazují počet zpracovaných kvádru s konkrétním

označením. Nastavení nelze měnit v případě, kdy je program v aktivním stavu.

Obr. 50. TP – Primární okno

Obr. 51. TP – Řízení režimu

Obr. 52. TP – Rozšířené možnosti

- 62 -

Systém

Systémové okno nabízí možnost přepnutí TP do

Transfer módu, kalibrovat pozice dotyku nebo

nastavovat kontrast obrazovky. Tlačítkem

„Resetovat info“ vynulujeme všechny informace

běhu programu od počátku a tlačítkem

„Reinicializace systému“ nastavíme všechny

proměnné do výchozí hodnoty. Nedoporučuje se při aktivním programu linky.

Kalibrace linky

Zde se nastavují časové doby vzdálenosti a kritické

časovače, což udává dobu, po jejímž uplynutí má

nastat chybový stav a zastavení linky, případně jak

dlouho pojede pás pro vyložení. Hodnoty

kritických časovačů jsou udávány jako 10-násobky

milisekundy. (hodnota 1 je 10 milisekund).

Tlačítkem „Vstupy/Výstupy“ se dostaneme na obrazovku manuálního ovládání linky.

Kontrola vstupů a výstupů

Na této straně můžeme vidět stavy všech senzorů a

tlačítek. Aktivní části se zvýrazňují černou barvou.

V levém dolním rohu se nachází tlačítka pro

manuální ovládání a políčko „Senzorová ochrana“,

která slouží pro zamezení pohybu vrtačky nad její

kritickou mez.

Obr. 53. TP – Systém

Obr. 54. TP – Kalibrace linky

Obr. 55. TP – Kontrola I/O

- 63 -

7 Závěr

Cílem této ročníkové práce bylo navržení a naprogramování libovolně

vymyšleného programu pro zadanou stavebnici FISHERTECHNIC – Kódovací linka,

ovládaná PLC Siemens SIMATIC S7-200 CPU 222 a dále pro ni navržení a vytvoření

ovládacího prostředí pro dotykový panel Siemens SIMATIC TP-177micro.

Celým projektem se snažím o napodobení reálného chodu v průmyslovém

odvětví (v tomto případě dřevozpracující průmysl) a využití PLC a TP jakožto

„Automatická Vrtací Linka“ dřevěných kvádrů s magnetickým označením, udávající

pozice vrtů. Grafický dotykový panel zajišťuje její obsluhu, veškerá nastavení,

manuální ovládání a poskytuje mnoho informativních dat o průběhu linky a doby běhu

motorů. Poskytnuté informace mohou představovat relativně důležitý význam,

například kvůli odhadu doby životnosti jednotlivých částí zařízení a zamezení fatálním

následkům.

Prezentační program pro obrazovku obsahuje vyšší grafické prostředí, kde je

kladen důraz ne jen na široký obsah a širokou nabídku ovládání či nastavení, ale i na

grafické zpracování, které je v praktickém využití sice zanedbatelné, avšak v „chudším“

podání může přinést celkem pozitivní klad na orientaci v širokém obsahu. Nabídka se

může zdát přehnaně zahlcená informacemi, to je dáno především omezenou velikostí

obrazovky TP-177micro, které jsou využívané výhradně na jednoduché systémy. Pro

ovládání takového zařízení o tak širokém obsahu bych použil raději typ s větším

rozlišením. Avšak v případě uvedeného příkladového programu bereme v potaz

svobodomyslný styl zpracování, kde se snažím především o uplatnění co nejvíce

poskytnutých prostředků a tím také získání co nejvyššího rozsahu zkušeností nejen s TP,

ale i s PLC.

V programu PLC jsem se pokoušel o co nejvíce ochranných prostředků, avšak

vzhledem k tomu, že model linky obsahuje pouze omezené množství senzorů, nebylo

možné chybové nebo život-ohrožující situace dostatečně ošetřit. V praxi by byl použit

vyhrazený modul ochrany, například pro PLC SIMATIC S7-300 se žlutým označením.

V tomto programu je zajištěn pouze stav, kdy nedorazí vložený předmět do místa určení

v daném (nastavitelném) časovém intervalu. Na obrazovce se zobrazí chybové hlášení a

dojde k zastavení pohybu linky pro umožnění manuálního zásahu, kontrolu vzniku

problému a také zamezení neočekávané situace, kdy kvádr nebyl včas zaznamenán na

dané pozici.

- 64 -

Vykládání kvádru je opatřené proti jeho vypadnutí a případnému poškození.

Pokud je správně nastavena kalibrace a kritické časovače, kvádr by se měl zastavit těsně

na hraně pásu, kde čeká na odebrání. Jelikož opět není linka zajištěna dostatečným

množstvím senzorů, může dojít k situaci, kdy kvádr upadne, protože pás pokračuje ve

zpracování dalšího kvádru.

Byl jsem nucen, z nedostatku úložného prostoru PLC, celý program upravit tak,

aby se do rozsahu paměti vešel. To jsem vyřešil využitím více pomocných podprogramů

(subroutines) a nahrazením opakujících se částí programu, nebo využitím více-bytového

převodu, kdy jsem například shlukl dva MOV_I do jednoho MOV_DI, avšak to jen

v případech nulování paměti.

Dalším řešením bylo vytvoření vlastního podprogramu „MIR_B“ - „Mirror

Byte“, jako zrcadlení bytu. Pracuje tak, že celou řadu bitů ve zvoleném bytu zrcadlí,

takže poslední bit bude na pozici prvního a naopak. Využil jsem v něm, jako jediném,

skok „JMP“ a label „LBL“, díky čemu jsem vytvořil jednoduchý cyklický algoritmus

s volbou délky bitové řady.

Dalším problémem byl nedostatečný počet milisekundových časovačů pro

přesný posun mezi otvory kvádru a zároveň vytvoření PWM modulace, pro který je

časové rozlišení velice podstatné. PLC nabízí několik časovačů, avšak pouze dva

nejkratší a sice milisekundové časovače. Po přiřazení jednoho tohoto časovače pro

PWM zbyl pouze jeden pro posun mezi otvory kvádrů. Systém, který vyřešil tuto situaci

jsem nazval „MUT“, jako „Multi Usable Timer“, tedy více použitelný časovač, který

slouží pro několika-násobné sériové počítání času v milisekundách. Jde vlastně o jediný

časovač, který lze v libovolný úsek programu zapnout a zároveň sledovat jeho stav.

Protože se jedná o relativně složitý program, bylo vhodné vymyslet co

nejjednodušší a nejsystematičtější způsob programování. Zvolil jsem tedy cestu, kterou

bych nazval jako „Phasing System“ („Fázový Systém“), tedy postupné vykonávání

programu na základě daného indexu (rozčlenění programu na jednotlivé dílky). Jinak

řečeno, po zpracování jedné fáze, pokračuji na další. Mezi jednotlivými fázemi

programu lze libovolně přepínat. Například: „Teď vrtám otvor… teď posunu kvádr…

teď čekám“. Nejen, že bude program pro programátora přehlednější, ale umožní to

jednoduché rozšíření programu, třeba přidáním dalších dílků (fází).

Při vší složitosti pro takto malé PLC řazených do tzv. mikro systémů, je zde

zavedena PWM modulace pro ovládání svítivosti majáku, kterou poskytuje i samotná

instrukce PLC, avšak je vyhrazena pouze pro výstupy Q0.0 a Q0.1. Tyto výstupy nebylo

- 65 -

možné použít, protože zapojení světelného majáku na modelu linky není napojeno na

podporované dva výstupy. Tuto překážku jsem obešel využitím již zmíněného

milisekundového časovače a vytvořením své vlastní PWM modulace přesně pro výstup,

napojený na světelný maják. Pro PWM je nutná poměrně vysoká frekvence opakování

smyčky programu a PLC S7-200 s CPU 222 má značné problémy s rozsáhlým

programem, proto pulzování majáku pomocí této PWM modulace svůj úkol splňuje sice

dostatečně, ale pro mě jako programátora neuspokojivě.

V dokumentaci jsem uvedl veškeré informace, se kterými jsem se při

projektování a vyvíjení programu setkal. Svými slovy jsem se snažil stručně popsat

jednotlivé kroky konfigurace a práce ve vývojových prostředích WinCC flexible 2007 a

STEP 7-microWIN.

- 66 -

8 Soupis použité literatury a informačních zdrojů

[1] http://www.tienphat-automation.com/p25061-c1056-261-PLC-Siemen-S7-200.aspx

[2] http://www.siemens.com/

[3] http://www.thinhphatgroup.com/

[4] http://www.shop.kontron-czech.com/

[5] http://dspace.upce.cz/bitstream/10195/52306/2/PolakM_TvorbaUloh_JP_2013.pdf

[6] http://dspace.k.utb.cz/bitstream/handle/10563/4129/popelka_2007_dp.pdf

[7] http://www.conrad.cz/siemens-step-7-micro-win-v4-je.k198097

[8] https://cz.rs-online.com/web/generalDisplay.html?id=siemens-

industrial&file=products_8&cm_sp=MRO-_-siemens-industrial-_-products_8

http://www.tienphat-automation.com/p25061-c1056-261-PLC-Siemen-S7-200.aspx

http://www.siemens.com/

http://www.thinhphatgroup.com/

http://www.shop.kontron-czech.com/

http://dspace.upce.cz/bitstream/10195/52306/2/PolakM_TvorbaUloh_JP_2013.pdf

http://dspace.k.utb.cz/bitstream/handle/10563/4129/popelka_2007_dp.pdf

http://www.conrad.cz/siemens-step-7-micro-win-v4-je.k198097

https://cz.rs-online.com/web/generalDisplay.html?id=siemens-industrial&file=products_8&cm_sp=MRO-_-siemens-industrial-_-products_8

https://cz.rs-online.com/web/generalDisplay.html?id=siemens-industrial&file=products_8&cm_sp=MRO-_-siemens-industrial-_-products_8

Date post:	05-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	lamdung
View:	227 times
Download:	5 times

ROČNÍKOVÁ PRÁCE Z ŘÍDÍCÍCH...

Documents