مثال على ترقية الدائرة الكهربائية لمصعد الشحن باستخدام وحدة تحكم قابلة للبرمجة (PLC)

في الآونة الأخيرة ، أصبح موضوع أتمتة العمليات التكنولوجية المختلفة باستخدام وحدات التحكم القابلة للبرمجة (PLCs) ذو شعبية متزايدة. على الرغم من ذلك ، هناك عدد قليل جدًا من المقالات العملية على الإنترنت مع أمثلة حقيقية حول كيفية برمجة هذه PLCs. هذا الموضوع مثير جدا للاهتمام ، لأنه هو عند تقاطع المعدات الكهربائية والإلكترونية والبرمجة. تعلم كيفية كتابة برامج PLC ممكن حتى دون الحصول عليها. يساعد وضع المحاكاة ، المتوفر في جميع حزم البرامج الحديثة ، كثيرًا في هذا.

في هذه المقالة سأعرض مثالاً على ترجمة دائرة كهربائية مبنية على أجهزة الترحيل (البداية ، التبديلات) إلى برنامج يعمل على وحدة التحكم. يجب أن أقول على الفور أن هذا مجرد مشروع تعليمي صغير ولا يدعي أنه يشرح أي شيء أكثر من مجرد شرح المبادئ الأساسية للبرمجة PLC مع مثال ملموس.

ترحيل الشحن التقوية

المخطط الأولي لهذا المشروع هو مخطط بسيط نسبيًا لمصعد الشحن (مصعد الشحن) مع التحكم في الذراع على طابقين. يظهر الرسم في الشكل أدناه.

يرفع رافعة البلدية الكهربائية مع محرك واحد في محطتين

هناك محرك واحد فقط في الدائرة ، مما يرفع ويخفض المصعد بين طابقين. إنه محرك غير متزامن ثلاثي الطور قابل للانعكاس مع دوار ذي طور 380 فولت ، ويتم توصيل مقاومات بدء التشغيل وتلامس ثلاث مشغلات كهرومغناطيسية بدوار المحرك ، مما يسمح بتشغيل المحرك في 3 مراحل. يسمح هذا الحل في عملية بدء تشغيل المحرك بتقليل تيار بدء التشغيل وزيادة عزم الدوران.

يتم تشغيل المحرك تلقائيًا باستخدام ثلاث مرحلات تسريع (1RU - 3RU). هذه هي التقليدية 24 فولت العاصمة الموقتات. لقوتهم هناك محول التنحي و مقوم.

يتم توصيل الفرامل الكهرومغناطيسية ثلاثية الأطوار بالمحطات الطرفية للمحركات ، والتي عندما يتم تطبيق الجهد على المحرك ، تقوم بمكابح عمودها ، وعندما يختفي الجهد ، يتم تثبيت عمود المحرك على الفور وتثبيته في وضع ثابت.

عكس المحرك باستخدام اتصالات اثنين من البداية الكهرومغناطيسية (في الرسم البياني B و H). يتم توفير الطاقة إلى الدائرة من خلال قاطع الدائرة (على الدائرة - WU) وقاطع الدائرة (1A).

التضمين في عمل المصعد ممكن فقط في حالة وجود توتر. يتم التحكم فيه بواسطة مرحل الجهد (PH) ، والذي يقع على الجانب الأيسر من الدائرة. هناك أيضًا مآخذ وجرس يمكن تشغيلهما من أي موقع لاستدعاء الموصل.

أبواب الفتحة والكابينة تفتح وتغلق يدويًا. يتم التحكم في المصعد باستخدام مفتاح ذراع إلى ثلاثة أوضاع - "أعلى" ، "أسفل" و "صفر".

عندما يتم نقل المقبض إلى أحد المواضع المتطرفة ، يبدأ المصعد في التحرك وعندما يتم الوصول إلى الأرضية المرغوبة ، يتم نقل المقبض آليًا إلى موضع "الصفر". في هذه الحالة ، يتم كسر جهات الاتصال الموجودة في دائرة التبديل ، ويتم إلغاء تنشيط ملف بدء التشغيل ، ويتم فصل المحرك عن الشبكة ، كما يتم فصل جهات الاتصال في دائرة دوارها وتوقف المصعد. بعد ذلك ، يمكنك بدء حركة المصعد في الاتجاه المعاكس.

ينتمي مصعد الشحن إلى الأجهزة عالية الخطورة وفي دائرته (كما في مخططات أي مصاعد) يوجد عدد كبير من التعشيقات المختلفة الاتصالات الحد التبديل والاتصالات من مختلف الأجهزة الواقية.

في هذا المخطط ، هذه هي مفاتيح الرحلة (النهاية) التي تتحكم في إغلاق أبواب المقصورة ، مهاوي في الطابقين العلوي والسفلي ، رفع المقصورة وخفضها فوق مناطق العمل العلوية والسفلية العاملة ، ملامسات "الركود في حبال الرفع" التي تفتح عندما ينفجر الكبل أو يتحرر ، كابينة المصعد ، اتصالات من محدد السرعة ، الماسك وموتر الكابل. في المجموع - 14 أجهزة استشعار منفصلة.

عند فتح أي من جهات الاتصال المدرجة ، يجب أن يوقف محرك المصعد والفرامل على الفور ، وبالتالي فإن جميع المستشعرات ، واتصال مرحل الجهد ، وزر "التوقف العام" متصلان بشكل متسلسل بدائرة الملف في المشغلات الكهرومغناطيسية التي تتحكم في المحرك.

إنشاء برنامج PLC لمصعد الشحن

كانت المهمة أنه بدون تغيير أي شيء في الجهاز ، من حيث المبدأ ، تشغيل وضوابط المصعد ، قم بنقل دائرته من عرض ترحيل قديم إلى خيار باستخدام وحدة تحكم قابلة للبرمجة.

ميزة نموذج البرنامج للتحكم في التثبيت هي أنه في المستقبل ، إذا رغبت في ذلك ، يمكن تعديل البرنامج بسهولة ، وتحسين راحة التحكم في الرفع ، وتغيير منطق تشغيله ، وتحسين وظائفه. ولكن يجب أن تكون هذه الإجراءات مصحوبة بتغيير في تصميم المصعد وإضافة أجهزة إضافية أخرى إلى الدائرة. في نسختنا ، لم يتم طرح مثل هذه المهمة.

في هذه الحالة ، تم اقتراح خيار لتحديث المعدات الكهربائية لمصعد الشحن من خلال تغيير نظام التحكم الخاص بها مع هذا النهج ، على سبيل المثال ، لن يتغير شيء على الإطلاق بالنسبة لشخص يقوم بتشغيل هذه الآلية.

لذلك ، سوف نحفظ جهاز التحكم الرئيسي للرافعة - مفتاح الرافعة ونترك المحرك غير المتزامن مع دوار الطور مع بدء التشغيل ثلاثي المراحل ، على الرغم من أننا نود استبداله بمحرك غير متزامن مع دوار قفص السنجاب ، يتم تشغيله عبر جهاز بدء التشغيل الناعم. لكن في الوقت الحالي ، لن نفعل ذلك ، لأن هذا الحل سوف يبسط إلى حد كبير الدائرة الكهربائية للمصعد ، وهو أمر غير معقد للغاية.

لذلك ، سنقسم مخططنا إلى أربع مناطق (انظر مخطط الرفع في الشكل).

في المنطقة 1 ، لن نلمس أي شيء ، لأنه هي المسؤولة عن الاتصال الصوتي للمصعد والتحكم في وجود الجهد في الدائرة. المنطقة 2 مع المحرك ، والفرامل الكهرومغناطيسية والاتصالات السلطة للمبتدئين أيضا لا يتغير. يمكن حذف جميع الأجهزة من المنطقة 4 ، لأن سيتم التحكم في ترتيب إدراج جهات الاتصال في دائرة الدوار للمحرك عند بدء تشغيله بواسطة مؤقتات البرنامج. المنطقة المتبقية 3. سيؤثر التحديث الرئيسي على هذه المنطقة بالذات.

كوحدة تحكم ، نأخذ شركة PLC Aries. البرنامج بالنسبة له سيكون في اللغة CFC. في رأيي ، هذه هي اللغة الأكثر ملاءمة للمبتدئين. انه مشابه جدا في لغة الكتل الوظيفية FBDولكن مع ميزاته الصغيرة الخاصة. الكثيرون يحبون لغة عظيمة أخرى - لغة سلم LD. ليس لدي شيء ضد ، ولكن على CFC من الأسهل بالنسبة لي أن أجمع برنامجًا لـ PLC ، لذلك استخدمت هذه اللغة ، لكن هنا كل شيء مناسب للجميع. لتجميع البرنامج الذي نستخدمه الحزمة CoDeSys 2.3.

البرنامج عبارة عن مجموعة من الكتل الوظيفية (و, OR, NOT، مشغلات وأجهزة ضبط الوقت). برنامج عمل مصعد الشحن في اللغة CFC:

في البداية سنحتاج الكتل و (عنصر و). في إخراج العنصر هو وحدة منطقية (في البرنامج -"TRUE") فقط عندما تكون الوحدات المنطقية موجودة أيضًا على جميع المدخلات. إذا كانت حالة إدخال واحد يختلف عن الوحدة ، فسيتم إعادة ضبط المخرجات إلى صفر (في البرنامج - "FALSE").

سيساعدنا هذا العنصر في تنظيم جميع جهات الاتصال المتشابكة وجهات الاتصال الخاصة بالسلامة (مدخلات منفصلة) ، وكما تتذكر ، هناك 14 منهم (في البرنامج يشار إليهم تحت الاسم) SQ1 - SQ14). إلى مدخلات الكتلة و نحن أيضا ربط الاتصال من تتابع الجهد وزر "التوقف العام" (SB1). للراحة ، لقد أجريت جميع الاتصالات على 3 عناصر و، ثم استخدم آخر لدمجها في سلسلة واحدة.

بشكل افتراضي ، عند إضافة إلى البرنامج ، أي وحدة وظيفية لديها 2 المدخلات. إذا كنت بحاجة إلى إضافة مدخلات إضافية ، فأنت بحاجة إلى الإشارة إلى الفأرة باستخدام الماوس ، واضغط على الزر الأيمن عليها واختر "حظر الإدخال". وبالتالي ، يمكنك إضافة أي عدد مطلوب من المدخلات الإضافية إلى الكتلة.

يتم توصيل مفتاح ذراع إلى اثنين من المدخلات من وحدة تحكم (في البرنامج - "SA_verh" و "SA_niz"). يوفر المفتاح في كل موقع من مواضعه القصوى وحدة منطقية لأحدهما RS مشغلات ("RS_verh" أو "RS_niz"). المشغل هو تناظرية لفائف بداية مع اتصال مانع في دائرة التحكم في التتابع.

لتمكينه ، أرسل الوحدة المنطقية إلى جهة الاتصال "SET"لتعطيل - على"RESET". الناتج الزناد "Q1"ينقل إشارة إلى أحد مخرجات وحدة التحكم -"KM1" أو "KM2"التي ترتبط لفائف الملف اللولبي. مبتدئين تبديل الاتصالات والتحكم في المحرك.

يتم تنظيم بداية ثلاث مراحل في البرنامج باستخدام 2 مؤقتات "TON". عند تطبيق وحدة منطقية لإدخال الموقت "IN"يحسب الوقت المعطى عند المدخلات"PT"وتبديل إخراج تأخير الوقت"Q"من الصفر المنطقي إلى واحد. بعد تشغيل الموقت الأول (T1) بإشارة من خرجه (Q) ، يبدأ الوقت في الاعتماد على الموقت الثاني (T2) وبعد وقت محدد في دخل PT ، يرسل الموقت الثاني أيضًا وحدة منطقية إلى خرجه (Q) .

للتحكم في المخرجات (في البرنامج - KM3, KM4 و KM5) ترتبط 3 لفائف من بداية الكهرومغناطيسية. يتم تشغيل أولهم على الفور عند تشغيل KM1 أو KM2 ويربط المقاومة القصوى إلى دوار المحرك ، KM4 و KM5 تشغيل بواسطة الموقت وجزء دائرة قصيرة بالتناوب من بداية المقاومة. بعد بدء تشغيل المحرك ، تظل جميع مشغلات التشغيل الثلاثة في وضع التشغيل.

عنصر OR (منطقي أو) مطلوب من أجل البدء في وقت واحد من اثنين من المبتدئين الرئيسيين ، تم تضمين جزء من الدائرة المسؤولة عن بدء المحرك ثلاث مراحل في العمل. إذا كان هناك وحدة منطقية في أحد مدخلات العنصر "OR"، يتم إرسال وحدة منطقية إلى ناتجها ، أي لتشغيلها ، إشارة في أي من مدخلاتها كافية.

بين الموقتات والمخرجات تحكم و مع واحد من المدخلات معكوس (دائرة الإدخال). بالنسبة لهذا العنصر ، لا تظهر وحدة منطقية عند الإخراج إلا عند تطبيق إشارة وحدة منطقية على إدخال عادي ، ويتم تطبيق صفر منطق على إشارة عكسية.

يقع العنصر نفسه ، فقط مع اثنين من المدخلات العكسية ، بجانب المدخلات "SA_verh" و "SA_niz" ، تلقي إشارات من التبديل رافعة. يعد ذلك ضروريًا لضمان إيقاف تشغيل جميع المبتدئين في المخرجات عند إرجاع المفتاح إلى موضع الصفر ، عندما تكون كلتا الدورتين العلوية والسفلية مفتوحة.

إذا كان هناك اثنين من الأصفار المنطقية في إدخال مثل هذا العنصر و يعطي وحدة منطقية في إخراج العنصر. تأتي هذه الإشارة من خلال البرنامج إلى مدخلات المشغلات "RESET"، يتم إعادة تعيين المشغلات إلى صفر ويتم تعطيل المشغلات في المخرجات. العناصر و مع إدخال معكوس واحد بين الموقتات والمخرجات KM3 و KM4 قم بإيقاف تشغيل هذه النواتج ، وبناءً على ذلك ، قم بإيقاف تشغيل المبتدئين المسؤولين عن تحويل المقاومة في دائرة الدوار عند إيقاف المحرك.

لتعيين الإدخال أو الإخراج العكسي ، تحتاج إلى تحريك الماوس إلى الكتلة الوظيفية ، وتحديد الإدخال أو الإخراج المطلوبين ، واضغط على زر الماوس الأيمن واختر "عكس". وبالمثل ، يمكن تحويل أي إدخال أو إخراج معكوس إلى منتظم.

عناصر و لا يسمح الرقمان 5 و 10 للمبتدئين المسؤولين عن تشغيل محركات "Up" و "Down" في نفس الوقت (حماية ضد ماس كهربائى في جهات اتصال الطاقة للمبتدئين أثناء تشغيلها). على الرغم من أنه في هذا المخطط مع مفتاح ذراع ، هذا غير ممكن.ولكن نظرًا لأن حظر جهات الاتصال من هذا النوع كان موجودًا في دائرة الترحيل الأصلية ، فقد تقرر الاحتفاظ بها في برنامج PLC.

وأخيراً ، يبقى توفير إيقاف تشغيل فوري للمحرك الكهربائي عند فتح أي من جهات الاتصال عند الإدخال. وجود المشغلات في الدائرة لم يسمح بذلك في البداية. من أجل أن تعمل الدائرة بشكل صحيح في أي حالة طوارئ (تحريك جهات الاتصال الخاصة بالسلامة أو جهات اتصال مفاتيح الرحلة أو جهة اتصال ترحيل الجهد أو زر "التوقف العام") ، تمت إضافة دائرة سلسلتين من العناصر NOT و OR (4 و 7).

يتجاوز العنصر NOT وحدة منطقية عند الإدخال إلى صفر منطقي في الإخراج والعكس بالعكس - صفر عند الإدخال إلى وحدة في الإخراج. هل يمكنك شرح كيف تعمل السلاسل من NOT و OR في البرنامج؟ اكتب في التعليقات.

مضاهاة برنامج CFC في CoDeSys

بعد إنشاء البرنامج ، يمكنك التحقق منه CoDeSys في وضع مضاهاة. للقيام بذلك ، حدد "وضع المحاكاة" في علامة التبويب "متصل" ، انقر فوق الزر "اتصال" ، ثم اضبط الوحدة المنطقية على جميع المدخلات - "TRUE"، اكتب هذه القيم للبرنامج بالنقر فوق"السيطرة" + F7 وانقر فوق F5 للبدء.

وضع مضاهاة فيCoDeSys:

محاكاة تبديل الإدخال ("TRUE"و"FALSE") يمكنك إلقاء نظرة على تغيير الدوائر باللون الأزرق (مسار الإشارة) والتغيير في حالة المخرجات. بعد كل تغيير في حالة الإدخال ، لا تنس أن تكتب هذه القيم إلى البرنامج عن طريق الضغط على"السيطرة" + F7. لتعطيل وضع المحاكاة ، انقر فوق "إيقاف" ، ثم "قطع الاتصال" في علامة التبويب "متصل" وقم بإلغاء تحديد "وضع المحاكاة".

استنتاج

مرة أخرى ، أود أن أشير إلى أن هذا المشروع مرتبط حصريًا بالأهداف التعليمية ولم يتم اختباره حتى الآن على وحدة تحكم قابلة للبرمجة حقيقية. إذا كان لديك أي أسئلة ولم يكن أي مما سبق واضحًا ، فاطرح في التعليقات ، وسأحاول الإجابة عليها. كما أنه من المهم جدًا بالنسبة لي الحصول على إجابة على السؤال - هل يجب أن أواصل كتابة مقالات حول هذا الموضوع؟ بشكل عام ، أنا مستعد للاستماع إلى أي تعليقات واقتراحات بناءة.

Comments

[#1 سيرج]

بالطبع ، تابع ، شخصيًا بالنسبة لي ، كهربائي ، هذه هي دائمًا معلومات قيمة ، حتى لا تنسى ملفك الشخصي.

[#2 Ilai]

إنه لأمر رائع ، في رأيي ، أن الموضوعات ذات الصلة حقًا ، فقط ملف المثال مع برنامج plc مفقود ، وبدون ذلك ، أنا آسف لقيادة مثل هذه المجموعة بيديك ، لكنني أريد اختبار البرنامج. وذلك في رأيي واحد من الإصدارات الأكثر فائدة. شكرا جزيلا لك ممتاز فقط ، نحن في انتظار المزيد.

[#3 فاليرا]

مقالة رائعة ، تحتاج حقًا إلى متابعة كتابة المقالات حول موضوع برمجة PLC. شكرا جزيلا للمؤلف على المعرفة المكتسبة في هذه المقالة.

[#4 جينادي سيمينوف]

بكل سرور أقرأ كل مقالاتك. على المضي قدما ، وهذه المادة هي مثيرة جدا للاهتمام.