рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Состав контроллера, связь с объектом, виды сигна­лов

Состав контроллера, связь с объектом, виды сигна­лов - Курсовой Проект, раздел Философия, Микроконтроллеры в системах управления Из Блок – Схемы Системы Управления Некоторым Объектом (Рис. 1.1), Являющимся ...

Из блок – схемы системы управления некоторым объектом (рис. 1.1), являющимся локальной подсистемой некоторого техноло­гического процесса, можно хотя бы предварительно установить функции, которые выполняет ПЛК в качестве управляющего уст­ройства, из чего он должен состоять и какое это может оказать влияние на особенности программирования и применения.

1.2.1. Структура контроллера.

Связь контроллера с окружающей средой осуществляется че­рез устройства ввода и вывода. Через первые в контроллер вводятся сигналы о параметрах и характеристиках объекта управления, через вторые – выводятся управляющие воздействия на включение / вы­ключение исполнительных устройств. Для прохождения сиг­налов через порты ввода / вывода эти устройства реализуются не про­граммно, они должны быть физически существующими.

 
 

Множество внутренних реле, счётчиков, таймеров, необходи­мых для составления и работы программы, физически не сущест­вуют, они моделируются центральным процессором (ЦП) контроллера. Именно благо­даря этому удалось в ограниченном объёме «разместить» огромное количество блоков, каждый из которых предназначен для имитации выполнения некоторой вполне конкретной задачи. Более подробно состав и взаимодействие отдельных компонентов внутренней струк­туры ПЛК раскрываются на рис. 1.2.

Рис. 1.2

Тот факт, что внутренняя структура ПЛК основывается на множестве программно моделируе­мых функционально законченных блоков, совершенно иначе ставит вопрос о технике программирования задач для ПЛК. В какой бы форме ни обращались данные внутри контроллера, очевидно, что среда программирования позволяет программисту работать без не­обходимости обращаться к Ассемблеру, а на некотором упрощенном языке. С точки зрения пользователя несущественными становятся углублённые представления о работе микропроцессорных уст­ройств, о составе компонентов и объединении их в единую систему. Это значительно сглаживает требования к уровню квалификации пользова­телей и в немалой степени способствует росту привлекательности использования логических контроллеров.

Успешность применения ПЛК для задач управления зависит от того, насколько подробно и правильно в контроллер вводится ин­формация о состоянии и поведении объекта. Чтобы грамотно встроить ПЛК в разрабатываемую систему управления (СУ), достаточно выполнить несколько очевидных, но, тем не ме­нее, очень важных правил, основные из которых следующие:

- информация о наиболее важных параметрах и характеристи­ках объекта, определяющих особенности управления в данной за­даче, должна быть введена в контроллер;

-форма представления сигналов должна быть такой, которую контроллер в состоянии правильно воспринять.

В связи с этим надо хотя бы в краткой форме дать характери­стику наиболее часто встречающимся видам сигналов, тому, в какой форме они могут быть заданы, и какие схемы сопряжения микроконтрол­лера с источниками сигналов при этом используются.

1.2.2.Виды сигналов.

1. Дискретные (DC) сигналы характеризуются наличием только двух состояний: включено / выключено, которые часто обо­значаются как ONиOFF. Контроллер по этому сигналу может отменить выполнение какого – либо действия или активизировать выполнение другого.

Условимся считать, что формирование уровней напряжения DC сигналов выполняет источник сигнала (датчик, кнопка, тумблер), т.е. сигнал поступает уже в виде, пригодном для ввода его в кон­троллер.

2. Сигнал типа « СУХОЙ КОНТАКТ » характеризуется тоже наличием двух состояний « включено / выключено », но это означает лишь смысловое содержание сигнала - нахождение контактов в лю­бом из этих состояний, но пока ещё не уровни сигналов на входе ПЛК. Просто в какой-то части схемы что-то произошло, и контактная группа переключилась из одного состояния в другое. Чтобы кон­троллер мог отреагировать на изменение коммутационного состоя­ния реле, надо от некоторого источника при замыкании контакта подать на вход ПЛК напряжение, а при размыкании – снять его.

Иными словами, при выполнении входной цепи типа « сухой контакт » обеспечение требуемого уровня электрического сигнала на входе контроллера должен предусматривать разработчик на этапе проектирования схемы. Можно считать, что этим только и отлича­ются два только – что рассмотренные виды входных сигналов.

Сформировать требуемый уровень напряжения на входе кон­троллера при отработке сигнала типа «сухой контакт» можно либо подачей сигнала от некоторого стороннего источника, либо исполь­зуя напряжение питания контроллера (рис.1.3).

3.Аналоговые (AC) сигналы представляют собой очень ши­рокий и чрезвычайно важный тип входных сигналов контроллера. Без них невозможно было бы вводить и отслеживать при управлении текущие значения плавно изменяющихся параметров, задавать плав­ные управляющие воздействия и изменяемые числовые уставки па­раметров программы и управляемого процесса.

Напомним, что внутри контроллера все операции над данными ведутся программно. Следовательно, ни о каких действиях над то­ками и напряжениями речи быть не может из-за отсутствия физиче­ской реализации блоков, поэтому естественно, что форма представ­ления токов и напряжений при вводе в контроллер должна способ­ствовать такой работе.

В контроллерахα – серии фирмы MITSUBISHI ELECTRIC ис­пользуется блок для ввода аналоговых сигналов, который пред­полагается как аналого – цифровой преобразователь (АЦП) с диапазоном преобразования 10 B и числом разрядов m = 8. При та­ких условиях внутри диапазона преобразования удаётся определить (2m - 1) = 255 равноотстоящих друг от друга уровней напряжения. В реально существующих АЦП эти уровни представляются кодами от 00000000 до 11111111, но для логических контроллеров такое ото­бражение величин напряжения неудобно. Это вызвано тем, что рас­смотрение ПЛК, выполняемое в данном пособии, ограничено наибо­лее функционально «лёгкими» моделями, которые, как правило, не оперируют кодами.

Рассматриваемый способ ввода аналоговых сигналов является общеупотребляемым, почти универсальным, и его легко пояснить следующим образом. Максимальное напряжение 10 B соответствует сумме 255 минимальных дискретных значений (дискрет). Поэтому напряжению 2 B соответствует число дискрет в пять раз меньшее, т. е. равное 51. Подобным образом любое значение напряжения N в ин­тервале от 0 до 10 B может быть приближенно заменено вполне оп­ределённым числом дискрет, вычисляемым через простейшую про­порцию: 10 B ----- 255 дискрет

N B ----- X дискрет, значит X = 255 • N / 10.

Это число вводится в ПЛК, и там с ним можно выполнять опе­рации сравнения, счёта, арифметических преобразований, по­зво­ляющих, как правило, решать достаточно сложные задачи управ­ле­ния.

4. Токовые сигналы. У контроллеровα - серии, LOGO!, да и других тоже ввод аналоговых сигналов выполняется через порты, работающие в формате 0…10 B. Эти контроллеры не имеют токового (0 … 20 mAили4 … 20 mA) входа, хотя датчиков и дру­гих сопрягаемых устройств с токовым выходом очень много, и, вполне возможно, даже больше, чем в формате 0 …10 B. Как и во всех датчиках, изме­ряемый параметр преобразуется датчиком в изменяемую величину выходного сигнала, которым в данном случае является не напряже­ние, а ток. При токовом выходе передающей средой является пара проводов, по которым течёт ток, величина которого в каждый момент времени соответствует текущему значению измеряемого параметра.

Схемотехнический приём, позволяющий преобразовать токо­вый выход датчика к параметрам аналогового ввода контроллеров по постоянному напряжению, чрезвычайно прост. Для этого обычно к токовой линии подключают внешний резистор R номиналом 500 Ом (рис. 1.4), падение напряжения на котором от протекания тока 20 миллиампер равно 10 вольтам, и тем самым весь диапазон изменения тока в сигнальной цепи переводится на стороне контроллера в формат 0…10 B.

Рис. 1.4

5. Иногда встречается необходимость аналогового ввода дискретных сигналов.Допустим, что DC сигнал, подаваемый на вход ПЛК, может принимать значения только от 0 до 5 вольт, а вход кон­троллера, рассчитанный на работу с сигналами 0 …24 B, распознаёт значения ON и OFF на уровне примерно 12-14 вольт.

Это означает, что фактически подаваемый сигнал будет слишком мал для того, чтобы контроллер мог распознать уровни включенного и выклю­ченного состояний.

 
 

Чтобы обеспечить нормальные условия для ввода и таких сиг­налов, можно рекомендовать использование промежуточного фор­мирователя на основе чувствительных пороговых устройств. Такими устройствами могут быть компаратор или триггер Шмитта, функ­циональные блоки которых предусмотрены практически во всех средах программирования. На рис. 1.5 средствами α -Programming показано, как работают эти блоки при различных значениях вводимых величин.

 

а б

 

 

в

Рис. 1.5

 

В первом со­стоянии (рис.1.5, а) через блоки аналогового ввода DC выставлены значения сигналов I 02 и I 03, характеризуемые числом 52, т.е. это сигнал чуть-чуть больше 2 вольт, тогда как количественные значения уста­вок на включение блоков B01 и B03 одинаковы и равны 51. Тем не ме­нее, ни один из блоков не перешел в состояние ON, так как с входа I 01 не был подан сигнал разрешения на срабатывание. Синим цветом отображается состояние «выключено», т.е. OFF. Соответственно этому красным цветом – обозначается состояние « включено », т.е. ON.

Ри­сунок 1.5, б показывает переход обоих пороговых элементов в ON (вы­ходы B 01 и B 03) после получения разрешающего уровня I 01, а по­следний (рис. 1.5, в) – их возвращение в выключенное (OFF) состояние из-за уменьшения величины входного сигнала ниже заданного порога пе­реключения.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Микроконтроллеры в системах управления

Лекции часов.. лабораторные работы часов.. курсовой проект i назначение логических контроллеров..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Состав контроллера, связь с объектом, виды сигна­лов

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Характерные черты и сферы применения контроллеров
Потребность в применении программируемых логических кон­троллеров (ПЛК) обозначилась в 60 – х годах прошлого века. Для многих технических задач применяемые средства автоматиза­ции строились преимущ

Исполнение выходных цепей датчиков сигналов
Этот вопрос важен для того, чтобы выполнить физическое подключение датчиков к контроллеру, так как при этом всегда встают вопросы о необходимом числе проводов, цепей, которые надо использовать, и ч

Коммуникационные порты контроллера
Применение контроллеров для различного рода задач управления [4,5] невозможно без выполнения физических соединений между компонентами схемы. Эти вопросы рассматриваются на примере a

Подключение питающих напряжений
Контроллеры серии a в зависимости от модели могут быть запитаны от источников постоянного или переменного напряжения, но правила их подключения остаются неизменными: а) ли

Подключение источников сигналов
Входными сигналами переменного тока могут быть срабатывания некоторых контактов релейного типа – в этом случае их ввод выполняется простым соединением соответствующего входа

Списка инструкций (СИ)
Перед программированием на языке релейно-контактных схем нужно выполнить несколько предварительных этапов. · Надо переопределить все составляющие оборудования в символы, понятные для контр

Команда ANI- отрицание логического умножения, так она названа. Но не следует воспринимать её как отрицание конъюнкции
    Убедиться в том, что команда ANI и логическая функция “отрицание к

Как это работает в нашем случае?
- Уровень воды ниже X0. Датчики X0 и X1 включены, реле М1 сработало, поэтому выход Y0 (насос) включен. - Вода между уровнями X0 и X1. Датчики X1=1, X0=0, но реле М1 останется включенным че

Программирование на языке
функционально – блоковых диаграмм ФБД (FBD)   ФБД – это язык программирования, который по способу формирования программы контроллера напоминает процесс соста

Среда программирования Alpha-Programming
1. Блок FLICKER – генератор. Он предназначен для получения последовательно

Астное.8 отдельно отображается ения десятичного с дробью числа, а типовой для него формат вывода может представиться неудобным
Рис. 3.13   Как это всё будет выглядеть на экране, показано на иллюстрации:

См ÷ X дискрет
легко определяется число дискрет, соответствующее уровню 50см: N= 50 ∙ 240 / 3000 = 4. В результате подстановки в решаемое блоком уравнение Y= (A/B)+C получается:

Ms - для α
Особенности использования блока DELAY: Задержка на включение не может быть больше времени включенного состояния I 01(рис.3.15).

А. Программирование работы гирлянды, работающей в режиме бегущей волны
Построение многоцветной гирлянды, работающей в режиме «бегущая волна», основывается на использовании нескольких цепочек с последовательно соединёнными одноцветными лампами. Эти цепочки организуются

Б. Освещение подъезда
Этот пример приводится не как предложение его повсеместного применения, а как одна из возможных областей, до

Описание работы установки для приготовления смесей и программирование контроллеров
Установка дозирования, изучаемая в ходе выполнения лаборатор­ного занятия, работает следующим образом[1]. Пр

А. Язык программирования – ФБД (FBD)
На рис. 4.2 приведена программа, написанная на языке ФБД в среде LOGO! Soft – Comfort [1], и обеспечивающая выполнение всех действий, составляющих работу схемы рис.4.1. Входные сигналы контроллера

Б. Язык программирования – РКС (LAD)
Представление работы дозатора (рис. 4.1) в формате языка програм­мирования РКС может быть получено в той же среде программирования простым переключением кнопки

Alpha – Programming
Среда программирования Alpha – Programming использу­ется при составлении программ только на языке ФБД для логиче­ских контроллеров " - серии фирмы MITSUBISHI

Способы обеспечения плавного изменения регулируемых параметров
  В предыдущих главах приводились сведения о том, что логические контроллеры даже малых, наиболее лёгких моделей, могут иметь средства для аналогового управления параметрами нагрузки.

Регулирование расхода газообразных или жидких сред
Регулировать расход, т.е. скорость потребления продукта в массовом или объёмном выражении (m / dt или V / dt), приходится при управлении такими технологическими пр

Средства и способы плавного регулирования в приводных системах
  А. Устройства плавного (мягкого) пуска(УПП) эффективно приме­нять при эксплуатации компрессоров, насосов, конвейеров, вентиля­торов и нагнетателей,

Некоторые элементы систем автоматизации
1. В тех задачах автоматизации, которые связаны с регулированием или поддержанием на определённом уровне температурно – влажностных режимов (автоматизация теплиц, обеспечение комфо

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги