книги / Программирование задач автоматического управления объектами на различных алгоритмических языках
..pdf1. Включить на лицевой панели стенда в верхнее положение тумблер К2 (см. рис. 5.3). При этом элемент Liqht (с именем Lamp) на рабочем поле проекта Stend меняет свой цвет с красного на зеленый, что свидетельствует о передаче по каналу связи сигнала ввода от модуля ADAM-4050 ктегу Lamp вInTouch-программес именем Stend.
2. При переключении этого тумблера в нижнее исходное положение цвет лампы индикатора Lamp вновь будет красным.
Управление выводом дискретных сигналов
Для вывода дискретного сигнала в режиме анимации из программного проекта Stend в модуль ADAM-4050 необходимо:
1.Установить курсор на поле кнопки дискретного ввода с сигнальной лампой (элемент Round Panel Pushbuttons), расположенной на рабочем поле проекта Stend, и нажать левую клавишу мыши. При этом сформируется единичный сигнал вывода, а цвет кнопки изменится на красный. При этом напанели стенда загорится светодиодL1.
2.Повторное нажатие указанной кнопки стенда восстанавливает ее первоначальный (зеленый) цвет и приводит к отключению светодиода L1, при этом формируется нулевой сигнал вывода.
Управление вводом аналоговых сигналов
Для ввода аналогового сигнала в режиме анимации через четвертый канал модуля ADAM-4017 к элементу Meter в проекте Stend необходимо:
1.Переключатель 2KL на лицевой панели стенда установить
вположение 3 (четвертый канал ввода).
2.Потенциометром R3 на этой панели по показанию стрелочного вольтметра стенда установить определенное напряжение в пределах от –10 до +10 В. При этом сформируется аналоговый сигнал, который передастся впроектStend на стрелочный элементMeter.
3.Стрелка элемента Meter на рабочем поле проекта Stend бу-
дет точно соответствовать положению стрелки вольтметра на лицевой панели стенда, реагируя не только на величину вводимого сигнала, но и на его знак. Таким образом, реальное напряжение на вхо-
151
де четвертого канала модуля ADAM-4017 будет передано виртуальному прибору Meter в программном проекте Stend.
Управление выводом аналоговых сигналов
Для вывода аналогового сигнала в режиме анимации от элемента Slider программного проекта Stend на стрелочный вольтметр стенда через модуль ADAM-4021 стенда необходимо:
1.Переключатель 2KL на лицевой панели стенда установить
вположение 6 (прибор).
2.На рабочем поле проекта Stend установить курсор на движке элемента Slider и переместить его вверх. При этом виртуально сформируется определенный уровень аналогового сигнала вывода, который передастся на модуль ADAM-4021 стенда.
3.На стрелочном вольтметре стенда положение стрелки будет точно соответствовать положению красного движка элемента Slider.
5.3.1.6.Программирование анимационных эффектов
впрограммном пакете InTouch
Для программирования анимационных эффектов в InTouch-про- граммах используются специальные подпрограммные модули Scripts, с помощью которых переменные, обеспечивающие эти эффекты, взаимодействуютмежду собойв программномпакетеInTouch.
Подпрограммные модули Scripts делятся на следующие типы:
–Application Scripts – подпрограммы, привязанные к общей программе;
–Window Scripts – подпрограммы, привязанные к определенному окну;
–Key Scripts – подпрограммы, привязанные к определенной кнопке;
–Comdition Scripts – подпрограммы, привязанные к определенному условию;
–Data Change Scripts – подпрограммы, привязанные к определенному тегу или группе тегов.
152
В программе проекта Stend необходимость применения подпрограммных модулей Scripts появляется в том случае, если требуется обеспечить анимационное взаимодействие некоторых переменных отдельных операционных блоков. Примером этому может послужить условие следующей задачи.
Задача: При нажатии кнопки с именем Kay запустить в работу подпрограмму, по которой циклически увеличивается до заданного предела значение параметра Reostat, определяющего положение виртуального движка объектного модуля Slider. При превышении значения этого параметра выше заданного предела его величина циклически снижается до исходного значения в обратном порядке.
Значение параметра Reostat при передачечерез модуль ADAM-4021 настрелочныйвольтметрстендабудетменятьположениеегострелки.
Заданный анимационный эффект можно обеспечить с помощью двух подпрограммных модулей типов Application Scripts и Data Change Scripts.
Для составления этих подпрограмм в главном меню InTouchпрограммы раскрываем позицию Special, в которой выбираем позицию Scripts. При раскрытии этой позиции нужно последовательно выбрать сначала подпрограмму Application Scripts, а после ее соответствующего оформленияаналогично вызвать подпрограмму Data Change Scripts.
При раскрытии окна Application Scripts на его рабочем поле нужно записать текст подпрограммы, показанный на рис. 5.14. По этой про-
грамме, пока |
кнопка Kay |
не нажата, |
переменным |
Reostat, predel и up присваи-
ваются исходные значения. После нажатия кнопки Kay проверяется условие, по которому при истинности параметра up параметр Reostat увеличивает свое значение.
153
При этом лампа на панели стенда не горит. Как только параметр up становится ложным, параметр Reostat снижает свое значение до нуля, при этом лампа на панели стенда загорается.
Текст подпрограммы Data Change Scripts, представленной на рис. 5.15, привязан к параметру (тегу) Reostat, значение которого зависит от значения параметра predel, величина которого, в свою очередь, определяет значение параметра up.
При одновременном выполнении программ этих скриптов стрелка вольтметра на лицевой панели стенда будет перемещаться по циферблату воз- вратно-поступательно в соответствии с изменением параметра Reostat. Одновременно по той же причине будет перемещаться виртуальный движок объектного модуля Slider на рабочем поле программного проекта Stend.
154
6. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ЗАДАЧ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ ПО ЗАДАННОМУ АЛГОРИТМУ НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ СЕРИИ «ОВЕН»
Лабораторная работа № 5
6.1. Цель работы
Целью лабораторной работы является знакомство студентов с микропроцессорными устройствами типа ОВЕН, предназначенными для автоматического управления объектами через распределенную сеть с протоколами связи физического и канального уровней, и принципами программирования задач автоматического управления объектами на языках программного пакета CoDeSys.
6.2. Описание стенда
Микроконтроллер ОВЕН ПЛК-150 (производитель НПО «ОВЕН»), входящий в состав стенда по протоколу RS-232, связан с персональным компьютером стенда, а связь его с исполнительными модулями организована по протоколу RS-485.
Кроме указанного контроллера, в состав стенда входят:
–модуль дискретного ввода-вывода ОВЕН МДВВ;
–импульсный счетчик СИ8;
–датчик импульсов РТМ18-08N с приводом;
–эмулятор нагревательной печи с датчиком температуры;
–прибор измеритель-регулятор ТРМ-201;
–кнопки К1–К14 задания сигналов дискретного ввода;
–источник постоянного напряжения в 24 В;
–регулирующие потенциометры задания аналоговых сигналов;
–стрелочные амперметры.
Внешний вид лицевой панели этого стенда показан на рис. 6.1.
155
Рис. 6.1. Внешний вид лицевой панели стенда для управления объектами с помощью микроконтроллеров серии «ОВЕН»
Модуль дискретного ввода-вывода ОВЕН МДВВ, импульсный счетчик СИ8 и измерительный прибор ТРМ-201 соединены с контроллером ОВЕН через информационную сеть по принципу веду- щий-ведомый. Для этой цели используется протокол RS-485.
Принципиальная схема стенда показана на рис. 6.2. Контроллер ОВЕН ПЛК-150 имеет шесть каналов дискретного
ввода типа DI, к которым подключены кнопки К1–К6. Кроме того, этот контроллер имеет четыре канала аналогового ввода типа AI, сигналы к которым подаются от источника постоянного напряжения в 24 В через регулируемые потенциометры. Величина каждого из этих сигналов контролируется стрелочным миллиамперметром, который подключается к каждому из этих каналов через переключатель П2, контролируя величину входного сигнала в пределах от 4 до 20 мА.
156
Рис. 6.2. Принципиальная схема стенда для программирования управления объектами с помощью контроллера ОВЕН
Выходные сигналы контроллера ОВЕН ПЛК-150 формируются на четырех каналах типа DO порта дискретного вывода и на двух каналах типа АО порта аналогового вывода. Каналы порта дискретного вывода этого контроллера являются каналами релейного типа, каждый из которых может включать соответствующую лампу (L1, L2, L3, L4) или устройство, подключенное к одному из них. Эти устройства вместо соответствующих ламп подключаются к каналам переключателями К17 и К18. Каналы аналогового вывода подключены через переключатель П1 к миллиамперметру, который также контролирует величину выходного сигнала в пределах от 4 до 20 мА.
Модуль дискретного ввода-вывода типа ОВЕН МДВВ, входящий в состав стенда, имеет 12 каналов дискретного ввода и восемь каналов дискретного вывода. Этот модуль управляется командами контроллера ОВЕН ПЛК-150, которые подаются по сети через его порт RS-485. Сигналы дискретного ввода формируются кнопками К7–К14, подключенными к соответствующим каналам этого модуля.
157
Сигналом канала дискретного вывода D05 этого модуля включается двигатель привода датчика импульсов РТМ18-08N. Каналы D06, D07 этого модуля запрограммированы на импульсный режим работы (режим ШИМ), который используется для организации работы счетчиков. Все остальные каналы этого модуля работают в дискретном режиме. При этом канал D06 аппаратно подключен
кпятому каналу порта дискретного входа контроллера ОВЕН ПЛК-150, а его канал D07 также аппаратно подключен к входу обратного счета импульсного счетчика СИ8.
Прибор ТРМ-201 предназначен для измерения величины стандартного аналогового сигнала в диапазоне от 4 до 20 мА. На лицевой панели этого прибора расположено два цифровых индикатора, с помощью которых прибор может быть запрограммирован кнопками на определенный режим работы. На входы 9, 10, 11 этого прибора подается сигнал с датчика температуры нагревателя эмулятора печи. Нагреватель этого эмулятора подключается к сети через третий релейный канал порта дискретного вывода контроллера ОВЕН ПЛК-150.
Информация об уровне температуры нагрева печи с прибора ТРМ-201 передается по сети через порт RS-485 к контроллеру, который программно может запускать вентилятор, подключенный ко второму релейному каналу его порта дискретного вывода.
Универсальный программируемый восьмиразрядный счетчик импульсов СИ8 фирмы «ОВЕН» предназначен для контроля количества импульсов, поступающих на его вход. Этот счетчик может работать в режиме как прямого, так и обратного счета.
Прибор имеет три входа, два из которых предназначены для подачи импульсов прямого (вход 1) и обратного счета (вход 2). Импульсы, которые подаются на вход 1, формируются датчиком РТМ18-08N. На вход 2 этого счетчика импульсы поступают с первого канала порта дискретного выхода модуля МДВВ. Информация
осостоянии этого счетчика через порт RS-485 по сети передается
кконтроллеру ОВЕН ПЛК-150.
158
6.3. Программирование задач автоматического управления объектами на базе контроллеров типа ОВЕН
в программном пакете CoDeSys
Программирование задач на базе контроллеров типа ОВЕН производится в среде программного пакета CoDeSys.
Запуск в работу этого пакета (файл CoDeSys.exe) производится пиктограммой, расположенной на рабочем столе компьютера стенда. После двойного щелчка мыши по этой пиктограмме произойдет раскрытие этого программного пакета. В результате этого появится его рабочее окно этого пакета, в верхней части которого расположено главное меню (рис. 6.3), которое содержит следующие позиции: File, Edit, Project, Insert, Extras, Online, Window и Help. Ниже этого меню размещены основные функциональные кнопки этого пакета.
Рис. 6.3. Часть рабочего окна программного пакета CoDeSys
Рабочее поле программного пакета CoDeSys делится на две части. Слева находится поле, информирующее об общей структуре программы (проекта) POU, а справа помещено поле рабочего окна, на котором затем помещаются (записываются) сама программа POU
159
и ее структурные блоки. Внизу информационной части этого поля расположены кнопки (1, 2, 3 и 4) (см. рис. 6.3), отражающие состояние структурного поля программы.
Кнопкой 1 отображается общая структура программы POU. Кнопкой 2 отображается структура параметров проекта, при этом он получает название Data types. Кнопка 3 переводит проект в режим визуализации (Visualization). Кнопкой 4 производится вызов режима (Resuorcs) отображения всех ресурсов (возможностей) пакета
CoDeSys.
При раскрытии позиции File главного меню открывается подменю с позициями: New (Новый), Open (Открыть), Close (Закрыть) ит.д.
Позиция New используется для создания нового файлаприложения (программы). Позиция Open используется для открытия существующего проекта, а из позицииClose этотпроектзакрывается.
Сохранить новый проект можно из позиции Save или Save as. А из позиции Print проект можно распечатать, позиция Exit позволяет закрыть весь проект.
Перед началом программирования задач управления объектами средствами микропроцессорных систем, объединенных в любую открытую сеть управления, необходимо произвести конфигурацию этой сети.
Конфигурация элементов сети управления, созданной на базе контроллеров типа ОВЕН в среде программного пакета CoDeSys, выполняется последовательно для каждого элемента этой сети.
6.3.1. Конфигурация сети управления для контроллеров ОВЕН в среде программного пакета CoDeSys
Первоначально сконфигурируем контроллер ОВЕН ПЛК-150 как основной элемент нашей системы управления. Для этого кнопками File, New раскроем всплывающее меню Target Setting, где в строке Configuration появится надпись None (т.е конфигурация не установлена). Клавишей выбора ▼ заменим эту надпись на PLC 150 I-L, в результате этого окно меню расширится для уточнения параметров выбранного контроллера. Не изменяя установленных пара-
160