online kép - Fájl  tubefájl feltöltés file feltöltés - adja hozzá a fájlokat onlinefedezze fel a legújabb online dokumentumokKapcsolat
  
 

Letöltheto dokumentumok, programok, törvények, tervezetek, javaslatok, egyéb hasznos információk, receptek - Fájl kiterjesztések - fajltube.com

Online dokumentumok - kep
  
felso sarok kategória jobb felso sarok
 

Biológia állatok Fizikai Földrajz Kémia Matematika Növénytan Számítógépes
Filozófia
Gazdaság
Gyógyszer
Irodalom
Menedzsment
Receptek
Vegyes

 
bal also sarok   jobb also sarok
felso sarok   jobb felso sarok
 




































 
bal also sarok   jobb also sarok

PLC-K KIVÁLASZTÁSA, BEÜZEMELÉSE, ÜZEMELTETÉSE

számítógépes





felso sarok

egyéb tételek

jobb felso sarok
 
VoIP technológia
Windows XP (magyar) új kapcsolat létrehozasa
Halózatok kapcsolastechnikaja
Egyenaramú halózatok
A Paint Shop Pro grafikai program hasznalata
A VOIP TECHNOLÓGIA ÁTTEKINTÉSE
A levelezőprogramok alapszolgaltatasai: (OUTLOOK EXPRESS)
Az SQL lekérdezőnyelv hasznalata
Adatok tömörített tarolasa - előnyök, hatranyok
PLC-K KIVÁLASZTÁSA, BEÜZEMELÉSE, ÜZEMELTETÉSE
 
bal also sarok   jobb also sarok

PLC-K KIVÁLASZTÁSA, BEÜZEMELÉSE, ÜZEMELTETÉSE

A PLC-k alkalmazásának egyik legnagyobb előnye, hogy nagymértékben lerövidítik a beru-

házási időt a huzalozott logikájú vezérlésekhez képest. Ez abból adódik, hogy a technológiai

fejlesztéssel egyidejűleg a PLC programozható és tesztelhető, így a beüzemelési idő nagymér-

tékben lecsökkenhet.

A PLC-k alkalmazásának szempontjai:

technikai jellemzők, amelyek az adott folyamatirányítás feltételeit kielégítik;



gazdaságossági szempontok, amelyek az automatizált technológiára vonatkoznak, és

amelyek a termék minőségi, mennyiségi jellemzőinek figyelembevételétől a balesetvédelmi

szempontokig figyelembe veendők.


9.1. PLC-k kiválasztásának szempontjai

A megfelelő PLC kiválasztásának számos szempontja lehetséges: gazdasági, műszaki, szak-

ember-ellátottság stb. Ezen szempontok nem függetlenek egymástól, ezért csak a komplex

szemlélet megfelelő eredményű.

A műszaki követelmények követik a PLC-k felépítését. Ennek megfelelően beszélhe-

tünk a CPU, a memóriára, a be/ki vonalak (PLC be/ki egységei) és az informatikai rendszer

kialakításának követelményeiről, valamint az ember-gép kapcsolat igényeiről.

a) CPU követelményei

A CPU követelmény 656f55g ei egyrészt az utasításkészletre, másrészt a valós idejű feldolgo-

zásra, ill. a rendkívüli események feldolgozására csoportosíthatók. A PLC-k utasításkészlete

igen eltérő lehet a néhány utasítástól (6-8) a nagyszámú utasításig (~ 140). Az összetettebb

funkciókat tartalmazó (szubrutinhívás, aritmetika, PID funkció stb.) utasításkészletes PLC-kel

hatékonyabban (kevesebb memória, rövidebb végrehajtási idő) valósítható meg az irányítási

feladat.

Az utasításkészlet minősítésének szempontjai:

− csak Boole-műveletek;

− adat szó/bájt műveletek: olvasás, írás, analóg értékek kezelése stb.;

szorzás/osztás/összeadás/kivonás műveletek (gyakran analóg vagy időzítési adato-

kon, pl. 16 bites integer: - 32768-tól 32767-ig);

− adatbázis-kezelő műveletek;

− lebegőpontos matematikai műveletek, amelyek a +, −, Η és : -on kívül a trigonomet-

riai,    gyökvonási, statisztikai műveleteket is tartalmaznak;

− szubrutinhívási lehetőség, programmegszakítási lehetőség;

− adatkonverzió (pl. bin/BCD, ill. BCD/bin) lehetősége;

− soros kommunikációkezelés;

− taszkkezelési lehetőség;

− PID algoritmushívások lehetősége;

− hálózatkezelésre vonatkozó utasítások.

A CPU értékelésének szempontjai a program végrehajtásával kapcsolatos jellemzők, a

ciklusidő, a taszkszervezés lehetősége, valamint a rendkívüli események feldolgozási jellem-

zői, a megszakításkérések száma, jellege stb. A CPU működésének szempontjai a PLC ellen-




őrzési (önteszt, watch-dog stb.) funkcióinak megléte, valamint a biztonsági PLC-k kialakítá-

sának lehetősége.

b) Memóriával kapcsolatos követelmények

A PLC-kben RAM és EPROM (EEPROM stb.) modulok biztosítják a program végre-

hajtását. A memóriaegységek egy része rendszerint a CPU-val van összeépítve. Fontos szem-

pont, hogy rendelkezik-e a PLC memóriabővítési lehetőséggel. Bár a végleges programot az

EPROM memóriában célszerű tárolni és ilyenkor jóval nagyobb EPROM memóriára van

szükség, mint RAM memóriára, mégis szükség lehet az EPROM-mal azonos méretű RAM-ra

a programbeüzemelés, a tesztelés idején. A program tesztelését a könnyen módosítható RAM

memóriával célszerű elvégezni, mert ez         gyors prototípus-fejlesztést (rapid prototyping) tesz

lehetővé. A szükséges programmemória mérete a programtól függ, ez pedig összefügg az I/O

vonalak számával, az elvégzendő funkciókkal, azok bonyolultságával és a PLC utasításkész-

letével. A PLC kiválasztásánál a hardverkonfiguráció meghatározásának fontos lépése a szük-

séges memóriakapacitás, azaz a RAM, ill. EPROM memóriakapacitásának meghatározása.

A program méretének becslését az alábbi algoritmus szerint végezhetjük el.

1. lépés: számoljuk meg a szükséges be/ki vonalak számát.

2. lépés: becsüljük meg a program bonyolultsága alapján, hogy egy I/O vonal hány

utasítást igényel. (Ez kellő gyakorlatot igénylő szubjektív érték).

3. lépés: szorozzuk meg a 2. lépésben becsült számot az 1. lépésben meghatározott I/O

számmal. Az így kapott bájtszám olyan esetekben használható, ha csak Boole jellegű funkci-

ók vannak. Ellenkező esetben a 4. lépést kell elvégezni.

4. lépés: az analóg I/O vonalak mintegy 200 bájtot igényelnek vonalanként. Adjuk

hozzá az analóg vonalak számával megszorzott 200 bájtot a 3. lépés eredményéhez.

5. lépés: a különböző programfunkciók további memóriaigény-növelést jelentenek:

− kézi/automatikus átkapcsolás további ~ 25 %;

− automatikus restart sorrend további ~ 25 %;

− diagnosztika hiba üzenetek további ~ 25-30 %.

6. lépés: adatmanipulációs funkciók memóriaigényének becslése (bájt jellegű adatok

száma szorozva a bájtok számával).

7. lépés: operátor display kezelés memóriaigénye: 20 bájt/üzenet.

8. lépés: a naplózás memóriaigénye.

9. lépés: a kommunikáció memóriaigénye.

c) Be/ki vonalak követelményei

A PLC-k be/ki egységeinek követelményei:

− a szükséges I/O vonalak száma;

− a be/ki vonalak optoizolált leválasztása;

− a be/ki vonalak feszültség- és áramszintje, zavarvédettsége;

− távoli I/O kezelés szükségessége, hálózati I/O kezelés szükségessége;

− a speciális be/ki egységek igénye:

− nagy sebességű számlálók;

− időzítők;

− I/O bővítők, analóg be/ki modulok, fuzzy modulok stb.;

− a be/ki egységek tápfeszültség-ellátása;




− speciális jelfeldolgozó modulok szükségessége;

− biztonsági (hibatűrő) I/O vonalak kialakítása.

d) Informatikai rendszer kialakításával kapcsolatos szempontok és követelmények:

− pont-pont kommunikációval kapcsolatos adatok (vonalak száma, átviteli sebesség,

protokoll stb.);

− hálózati kommunikációval kapcsolatos adatok (hardverkialakítás, terepi busz típusa,

buszhozzáférési mód, valós idejű működés, protokollok stb.);

− többszintű informatikai rendszer kialakításával kapcsolatos szempontok (hardverfel-

tételek, átjárók, ETHERNET-csatoló, érzékelő/beavatkozó szervek hálózati kezelése, proto-

kollok stb).

e) Ember-gép kapcsolatra vonatkozó igények:

− adatbeviteli/kiviteli eszközök (numerikus, alfanumerikus, terminál stb.);

− folyamatvizualizálással kapcsolatos szoftverek, ill. SCADA rendszer igénye.


9.2. Beüzemelés (installálás)

A programozható vezérléseknél mindenki a program elkészítését tekinti elsődlegesnek, de

legalább ilyen fontos a következő hardverkövetelmények betartása is:

− a feszültség, áram, terhelési viszonyok előírásainak betartása;

− a specifikált kábelméretek betartása;

− a rendszer kialakítására vonatkozó cégajánlások betartása;

a földelési pontok szakszerű kialakítása (kis impedancia, valamennyi részegység

azonos földpotenciálon, csomópontszerűen).

A PLC-k elhelyezésének szempontjai:

− a PLC-k mechanikailag biztonságos elhelyezése, valamint az illetéktelen program-

módosítás megakadályozása, a javítás, modulcsere könnyű elvégzésének biztosítása;

megfelelő védettséggel a biztonságos üzemvitel garantálása (korróziót okozó közeg-

től való védelem, mágneses, sztatikus és nagyfrekvenciás zavarok elleni védelem);

− a teljesítménykapcsolók (relé, mágneskapcsoló, tirisztor) helyi elkülönítése a vezér-

lőszekrényekben.

Az installálás az adott PLC gépkönyvében előírt csatlakoztatások után az ún. "set up"

tábla kitöltésével indul. Ez a PLC rendszer konfigurációtól függő kiindulási adatainak beállí-

tását jelenti. A "set up" tábla az egyes programozóvezérlők adottságaitól függ. Példaként az

Omron CPM középkategóriájú PLC beállítási funkcióit adjuk meg.

Beállítási funkciók:

- indítási funkciók, üzemmód kijelölése (20 szó);

- ciklusidőre vonatkozó beállítások (5 szó): RS 232C portkiszolgálási idő, ciklusidő-

felügyelet beállítása, ciklusidő-felügyelet beállítási ideje;

- I/O és megszakításkezelés beállítása (19 szó);

- gyorsszámlálók beállítása (4 szó);

- RS 232C port beállítása (5 szó): port, a kommunikáció módja, adatátviteli sebesség

és adatformátum beállítása, a start kód meghatározása;

- további kommunikációs portok beállítása (5 szó);

- hibanaplózás beállítása (1 szó).

A teljes beállítási terület az Omron CPM típusú PLC esetén 56 szó. A program fejlesz-



tésére rendszerint a IEC-1131 szabványt támogató           grafikus editorok állnak rendelkezésre



(LAD editor, FBD editor). A szerkesztett programot a PLC RAM-jába, ill. EEPROM-jába

kell betölteni. A vezérlő működése szempontjából kiemelkedő fontosságú az adatok és a

program megfelelő tárolása és a tápfeszültség kimaradása elleni védekezés.

A következőkben a Siemens S7-200 PLC hasonló lehetőségeit mutatjuk be. A RAM és

az EEPROM funkcionális felosztását szemlélteti a 9.1. ábra [2].





















9.1. ábra. A RAM és EEPROM funkcionális területei


Az ábrán a nagy tárkapacitású RAM teleppel védett és tartalmazza a felhasználói

programot, a CPU-konfigurációt, a változók memóriaterületét (V), az ún. bit memóriaterületet

(M) és az időzítők, számlálók aktuális értékét tároló memóriaterületet. Az EEPROM-ban

ugyanezen funkcióknak van területük. Programletöltéskor a számítógép átküldi a felhasználói

programot, a CPU-konfigurációt és a V memória tartalmát a RAM-ba. A PLC CPU-ja az át-

vett adatokat az EEPROM-ban tárolja (9.2.ábra) [2].



































9.2. ábra. Programletöltés a PLC-be

Az S7-200 lehetőséget nyújt az előző három típusú adatblokk visszatöltésére a fejlesz-

tőrendszerbe a 9.3. ábra szerint [2].





































9.3. ábra. Adatok automatikus mentése tápfeszültség-csökkenéskor


A tápfeszültség csökkenésének detektálása esetén a V jelű memóriaterület tartalma au-

tomatikusan áttöltődik az EEPROM memória fenntartott területére a 9.4. ábrának megfelelően






















9.4. ábra. Adatmentés tápfeszültség-csökkenéskor


Tápfeszültség-bekapcsoláskor az S7-200 automatikusan áttölti a CPU konfigurációs

adatokat és a felhasználói programot a RAM-ba a 9.5. ábra szerint [2].






















9.5. ábra. RAM-feltöltés a tápfeszültség bekapcsolásakor

A tápfeszültség bekapcsolásakor a teljes RAM-tartalom feltöltésére is lehetőség van

(9.6. ábra) [2].






















9.6. ábra. A RAM teljes feltöltése az EEPROM-ból


Az EEPROM mellett a tartós adattárolás céljára ma már a memóriakártya is használa-

tos. Az S7-200 a 9.7. ábra szerinti adatok mágneskártyára töltését biztosítja.



























9.7. ábra. Adatok letöltése mágneskártyára


A mágneskártyán tárolt program és adatok visszatöltését szemlélteti a 9.8. ábra [2]. A

feltöltési folyamat bekapcsoláskor, ill. installáláskor automatikusan végrehajtható.































9.8. ábra. Memóriafeltöltés mágneskártyáról



9.3. Tesztelés


A PLC programok tesztelését installálás előtt szimulált, majd installálás után valós

be/kimenetekkel célszerű elvégezni. Installálás előtt a szimulált be/kimenettel történő teszte-

lés igen fontos a be/kimenetek összerendelése és a program funkcionális tesztelése szempont-

jából. Minél hatékonyabban végezzük a tesztelést az installálás előtt, annál kevesebb problé-

ma adódik installálás után. Az installálás előtti tesztelést szemlélteti a 9.9. ábra.















9.9. ábra. Programtesztelési mód szimulált hardver be/kimenetekkel

Egyes cégek ún.     statikus diagnosztikai szoftvereket is ajánlanak a teszteléshez. Ezek

révén a program formai hibái könnyen felismerhetők (9.10. ábra) [1].




































9.10. ábra. Diagnosztikai módszer grafikus szoftverrel




Az ilyen szoftver lehetőséget nyújt a kontaktusok állapotának változtatására,

MERKER funkció tesztelésére stb.

Léteznek ún. dinamikus monitorozást segítő szoftverek is. Ezek a grafikus program

egyes elemeinek szoftveres vizsgálatát teszik lehetővé. A dinamikus monitorozás lehetőséget

nyújt az időzítések, számlálók, összetettebb funkciók ellenőrzésére is.

Az installálás utáni tesztelés egyik célja a hardveregységek tesztelése, a kábelezések

ellenőrzése stb. Fontos, hogy installáció utáni tesztelésnél már előzőleg a szoftverfunkciókat

teszteljük, mert a technológiában ez vagyonbiztonsági és balesetvédelmi problémát okozhat.


9.4. PLC-rendszer karbantartása, üzemeltetése

A programozható vezérlők nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket (kivéve a bemeneti, ill.

beavatkozószerveket), így hosszú élettartamra vannak tervezve. Rendszerint robosztus kivite-

lűek, a mechanikai hatásoktól védettek. A be/kimenetek optoleválasztásúak, így a külső zava-

rok nem juthatnak a készülékbe. A RAM jellegű memóriák teleppel védettek, ami a tápfe-

szültség-kiesés elleni védelmet biztosítja. A PLC-k időbeli meghibásodási aránya a 8.2. ábrán

bemutatott élettartamgörbe szerinti.

Az ábra szerint a meghibásodások az üzemelés első periódusában (ami lehet néhány

óra, ill. nap) jelentkeznek kiemelkedően magas százalékban. Ezt egy átlagos meghibásodási

arány követi. A PLC élettartamának végén a meghibásodások aránya ismét emelkedik. Emiatt

a nagy megbízhatósági zónában kell üzemeltetni a PLC-ket.

A PLC-k üzemvitelének jellemzői:

− MTBF, meghibásodás közötti átlagos idő;

− MTTF, hiba kiesésre jutó átlagos idő;

− MTTR, javításra fordított átlagos idő, ahogyan erről a 8. fejezetben volt szó.

A PLC üzem közben rendszerint önteszttel ellenőrzi a legfontosabb funkciókat.

A GEM 80 PLC kilenc öntesztfunkcióval ellenőrzi önmagát és háromjegyű számkód-

dal jelzi ki a hibát. Ilyen tipikus öntesztfunkciók: az EPROM, a RAM, a logikai és a Watch-

dog teszthiba. A felsorolt önteszteket rendszerint a bekapcsolás után futtatják le. Emellett a

felhasználó is építhet tesztfunkciókat a rendszerbe.

Belső teszthiba esetén a rendszert (CPU-t) le lehet állítani HALT állapotba vagy visz-

sza lehet állítani a kiinduló állapotba. Gyakran a kimeneti eszközök aktiválását (tápfeszültség-

ellátását) egy relével engedélyezik. Teszthiba esetén azonnal letiltják az összes kimenetet a

relével. A mikroprocesszor bázisú PLC-ket rendszerint watch-dog áramkörrel is ellátják. A

9.11. ábra szerint a kimeneti eszközök tápfeszültségét a watch-dog relé kapcsolja [1]. Amikor

a PLC-t bekapcsolják és az hibátlanul elindul, akkor watch-dog relé működik. Hibadetektálás

esetén a watch dog relé elejt és a PLC nem tudja működtetni a kimeneteket. Az egyes gyártók

egyre speciálisabb watch-dog modulokat fejlesztenek ki.





















9.11. ábra. Watch-dog funkció

A PLC működésének biztonságát a 8. fejezetben leírt módszerekkel növelhetjük.

Az üzem közbeni állapotok szoftveres ellenőrzéséhez a CPU operációs rendszere

fenntartott RAM területre teszi azokat az adatokat, amelyek a hibajelzést, nyomkövetést segí-

tik. Ezek flag-ek, bájtok vagy szavak lehetnek. Az Omron CPM típusú PLC-k operációs rend-

szere kétszer 24 szó területen tárolja a legfontosabb jelzőbiteket és szavakat.

A teljesség igénye nélkül felsorolunk néhány jellegzetes funkciót:

− RS 232C kommunikációs kód (3 bit): normális átvitel, paritáshiba, formátumhiba,

túlcsordulás;

− RS 232C hibaflag, amely 1-be billen, ha a hiba bekövetkezett;

− RS 232C vételszámláló;

− gyorsszámláló-tartomány figyelése;

− impulzuskimenetet figyelő bit;

− PLC ciklusidő-hibafigyelés bitcímzési hiba (nincs a cím a rendszerben);

− aktuális ciklusidő (4 digit);

− maximális ciklusidő;

− óra-, dátum-, naptáradatok stb.

A PLC-k leggyakoribb külső hibái:

− I/O eszközhiba (pl. távadó vagy beavatkozó);

− kábelezési hiba;

− kommunikációs hiba;

− tápfeszültséghiba;

− külső zavarok okozta hiba.

A gyakorlatban a hibák eloszlása a következő:

− 45 %-ban érzékelő-, távadó hiba;

− 30 %-ban beavatkozóhiba;

− 5 %-ban kábelezési hiba (szakadás, zárlat);

− 5 %-ban CPU hiba;

−15 %-ban I/O hiba, kommunikáció.




Irodalomjegyzék




Ian G. Warnock: Programmable Controllers Operation and Application.

Prentice Hall International, 1988.

Siemens: PCS7 gépkönyv. 1997.

Omron: CPM PLC Felhasználói kézikönyv. 1999.

GEM: 80 PLC Users Manual. 1988.

Omron: CS1 Users Manual. 1999.


Találat: 3527







Felhasználási feltételek