PRZEMYSŁOWE SYSTEMY INFORMATYCZNE Cz. 7. Systemy automatyki i pomiarów

1. PRZEMYSŁOWE SYSTEMY INFORMATYCZNE Cz. 7. Systemy automatyki i pomiarów

2. 1. Wstęp 2. Cechy przemysłowych systemów komputerowych 3. Zastosowanie systemów operacyjnych 4. Kondycjonowanie sygnałów 5. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe 6. Urządzenia i systemy przemysłowe 7. Podział systemu na bloki funkcjonalne

3. 1. Wstęp • Rozwój techniki komputerowej wymuszały między innymi potrzeby militarne, badania nuklearne, podbój kosmosu oraz rozwój nowoczesnych gałęzi przemysłu, np. elektroniki. • Komputerowe przemysłowe systemy sterowania zaczęły powstawać głównie z następujących powodów: • wzrost wymagań sterowania nowoczesnych procesów technologicznych, • obniżka kosztów produkcji, • wzrost skali produkcji, • wzrost jakości produkcji. • Było to związane z potrzebami: • wprowadzania bardziej złożonych algorytmów sterowania, • diagnostyki stanu urządzeń i przebiegu procesów oraz alarmowania o stanach niewłaściwych lub awaryjnych, • powiązania ze sobą lokalnych układów sterowania w większe systemy sterowania, • wprowadzania modyfikacji funkcjonalnych systemu, dotychczas utrudnionych ze względu na sprzętowy charakter konfiguracji systemu, • zbierania danych w celu późniejszego ich przetwarzania.

4. Wprowadzenie do celów sterowania układów mikrokomputerowych pozwoliło na przełamanie tych ograniczeń. • Urządzenia i systemy komputerowe, stosowane w przemyśle, biorąc pod uwagę ich wielkość i sposób komunikacji, można podzielić na następujące grupy: • urządzenia, bazujące na jednym mikroprocesorze lub mikrokontrolerze, • urządzenia z wieloma procesorami, komunikującymi się poprzez szyny danych (potrzebne sterowniki szyny), • systemy z wieloma procesorami, wykorzystującymi do komunikacji interfejsy szeregowe • systemy komputerowe, pracujące w sieci.

5. 2. Cechy przemysłowych systemów komputerowych • Szczególne wymagania dotyczą komputerowych systemów, bezpośrednio służących produkcji. Zwłaszcza należą do nich: • bezpieczeństwo działania, • niezawodność działania, • praca w czasie rzeczywistym. Przykładami mogą być elektrownie atomowe w Thorn i Czernobylu, oraz procesy technologiczne wytwarzania kryształów i elementów półprzewodnikowych.

6. 3. Zastosowanie systemów operacyjnych System operacyjny jest programem integrującym sprzętowe i programowe zasoby komputera oraz tworzącym środowisko dla przygotowania i wykonania programów aplikacyjnych. System operacyjny czasu rzeczywistego (RTOS – Real Time Operating System) jest to taki system, który gwarantuje wykonanie zadania w nieprzekraczalnym czasie. System operacyjny czasu rzeczywistego ma ściśle zdefiniowane, stałe ograniczenia czasowe. Przetwarzanie danych musi zakończyć się przed upływem określonego czasu.

7. System operacyjny czasu rzeczywistego, zastosowany w komputerowym urządzeniu lub systemie przemysłowym musi spełniać szereg wymagań: • zapewniać dużą niezawodność pracy, odporność ma awarię sprzętu i oprogramowania, • zajmować niewielką przestrzeń w pamięci RAM i na dysku, • posiadać architekturę modularną, ułatwiającą konfigurowanie sprzętu i oprogramowania, • umożliwiać komunikację z innymi blokami systemu, takimi jak urządzenia wykonawcze, które często są oddalone przestrzennie i wyposażone we własne systemy operacyjne i oprogramowanie, • umożliwiać pracę sieciową.

8. Głównymi kryteriami porównawczymi dla systemów czasu rzeczywistego są: • czas przełączania zadania (Context or Task Swich Time), • czas utajnienia przerwania (Interrupt Latency), to znaczy czas po którym rozpoczyna się realizacja żądanego zadania,

9. System QNX jest systemem operacyjnym czasu rzeczywistego, przeznaczonym głównie do pracy w sieci, której węzłami są komputery PC. Umożliwia on tworzenie programów użytkowych, złożonych z wielu współbieżnych procesów. Składa się on z: • Jądra, które pełni rolę egzekutora. Jądra systemów operacyjnych czasu rzeczywistego są z reguły niewielkie, zaś zakres zadań ograniczony. Zadania jądra systemu QNX obejmują: • szeregowanie procesów, • realizację komunikacji między procesami, • przyjmowanie zgłoszeń przerwań.

10. Menadżerów systemowych, wykonujących procesy systemowe. Składają się one z : • menadżera procesów, który nadzoruje tworzenie i usuwanie procesów, rejestrację nazw procesów i odmierzanie czasu, • menadżera plików, który organizuje system plików w pamięciach dyskowych, taśmowych i na dyskach optycznych, • menadżera urządzeń, który formatuje strumienie danych pomiędzy procesami i urządzeniami zewnętrznymi, • sterowników urządzeń, które inicjują i kończą działanie urządzeń zewnętrznych oraz obsługują zgłaszane przerwania, • menadżera sieci, który obsługuje łącza sieciowe oraz komunikację węzłów sieci.

11. Wszystkie procesy, zarówno użytkowe jaki i systemowe, komunikują się za pomocą funkcji, realizowanych przez jądro systemu. • Procesy mogą być wykonywane wróżnych węzłach lub korzystać z zasobów innych węzłów. • Procesy wykonywane podczas sesji są powiązane hierarchiczną zależnością, wynikającą z kolejności ich tworzenia. Są to: • proces macierzysty, • procesy potomne.

12. Procesy na tym samym poziomie priorytetu są szeregowane zgodnie z jednym następujących algorytmów: • Algorytm FIFO, który wybiera do wykonania proces najdłużej oczekujący. Proces te wykonuje do zakończenia lub zawieszenia. • Algorytm karuzelowy, który wybiera procesy kolejno i wykonuje je przez określony odcinek czasu slice. • Algorytm adaptacyjny, który wybiera procesy kolejno, podobnie jak w algorytmie karuzelowym, po czym obniża priorytet. Jeżeli proces nie jest przez pewien czas wykonywany – przywrócony jest wyższy priorytet.

13. 4. Kondycjonowanie sygnałów • Informacja o wartościach zmiennych, opisujących procesy przemysłowe, dostarczana jest przeważnie przez czujniki, które przetwarzają sygnały różnych wielkości fizycznych na ogół w sygnały elektryczne – są to najczęściej sygnały napięciowe i prądowe. Przykładem takiego przetwarzania mogą być czujniki temperatury. Jako czujniki temperatury używa się najczęściej: • Termoelementy, których końce znajdują się w obszarach o temperaturze mierzonej i temperaturze odniesienia. Pomiar temperatury następuje przez pomiar napięcia różnicowego tych termoelementów. • Rezystory, których oporności silnie zależy od temperatury, np. czujniki, wykonane z drutu platynowego Pt100 lub termistory, czyli czujniki półprzewodnikowe o działaniu objętościowym. Pomiar temperatury następuje w tym przypadku poprzez pomiar napięcia wywoływanego przez znany prąd, przepływający przez czujnik, umieszczony w obszarze o mierzonej temperaturze.

14. Półprzewodnikowe czujniki złączowe, produkowane jako układy scalone. Wartość prądu wyjściowego tych układów jest informacją o temperaturze złącza. Ostatecznie pomiar temperatury przeprowadza się przez pomiar spadku napięcia na rezystorze wzorcowym, wywołany przez wspomniany prąd złącza. Do czujników tego rodzaju należy czujnik AD 590 firmy Analog Devices. Jest to układ o dwóch końcówkach o czułości 1A/1C, dokładności 0.5C w zakresie –55C150C, zasilany napięciem stałym z zakresu 4V30V.

15. Dalsze przetwarzanie mierzonych sygnałów w cyfrowych układach automatyki wymaga przetworzenia analogowo-cyfrowego (A/C). Z reguły górne wartości zakresy zmienności sygnałów wejściowych tych przetworników są znormalizowane. Jest to zazwyczaj wartość z przedziału 1V10V napięcia stałego (DC). Ze względu na błędy kwantowania największą dokładność przetworzenia A/C uzyskuje się dla wartości sygnałów analogowych, bliskich górnej granicy zakresu wejściowego. Z reguły pracuje się z zakresie 10%100% tej wartości. W efekcie bardzo istotną sprawą przy pomiarach wartości sygnałów elektrycznych jest doprowadzenie poziomu sygnałów mierzonych do wartości tego zakresu.

16. W przypadku wspomnianych sygnałów elektrycznych, odwzorowujących temperaturę, ich zakres wynosi kilkadziesiąt do kilkuset mV. Dla uzyskanie właściwego poziomu sygnału na wejściu przetwornika A/C konieczne jest wzmocnienie tego sygnału za pośrednictwem wzmacniacza analogowego. Sygnał mierzony, zwłaszcza o niskim poziomie napięcia, ulega zakłóceniom, głównie za pośrednictwem urządzeń o dużym poziomie mocy. Warto tu przypomnieć, że sygnał z termoelementu PtRh10%-Pt, odpowiadający przyrostowi 1C ma wartość ok. 10V, zaś napięcie zasilania grzejnika o mierzonej temperaturze może wynosić np. 220V. Różnica poziomów obu sygnałów jest więc większa niż milion (120dB). Dla eliminacji zakłóceń sygnału mierzonego konieczna jest filtracja. Możliwa jest filtracja na etapie obróbki sygnału analogowego i obróbki sygnału cyfrowego, po przetworzeniu A/C. Oba sposoby filtracji mają swoje wady i zalety i na ogół stosuje się je jednocześnie.

17. Filtracja analogowa ma na celu między innymi niedopuszczenie, aby sygnał wejściowy nie przekraczał zakresu dopuszczalnej zmienności sygnału w torze pomiarowym, np. ograniczeń wartości sygnału wyjściowego wzmacniacza lub górnej granicy sygnału wejściowego przetwornika A/C. Bardzo często do tego celu są stosowane dolnoprzepustowe filtry RC. Efekt filtracji za pośrednictwem takiego filtru przedstawia rys. 1. Stosując filtrację należy pamiętać, że zniekształca ona również sygnał użyteczny. Rozpatrując składowe częstotliwościowe sygnału zniekształcenie to dotyczy zarówno amplitudy jak i fazy.

18. Efekt filtracji sygnału za pośrednictwem filtru dolnoprzepustowego

19. Filtracja sygnału o postaci cyfrowej może być bardzo wyrafinowana, gdyż konstruktor toru pomiarowego dysponuje specjalizowanymi układami, w tym DSP. Podczas stosowania filtrów cyfrowych warto jednak zwrócić uwagę na niebezpieczeństwo aliasingu. Polega ono na tym, że podczas próbkowania z szybkością fp próbek na sekundę, jeżeli k jest dowolną liczbą całkowitą,, nie jesteśmy w stanie rozróżnić spróbkowanych wartości przebiegu sinusoidalnego o częstotliwości f0 od przebiegu sinusoidalnego o częstotliwości (f0+kfp). Ilustruje to rys. 2. W efekcie filtr cyfrowy dolnoprzepustowy przenosi również w sposób istotny składowe sygnałów o częstotliwościach w określonych wyższych pasmach widma. Jest to inny z powodów stosowania wstępnej filtracji analogowej, która eliminuje w tym przypadku skuteczniej składowe sygnału o niepożądanych częstotliwościach. Dla ilustracji na rys. 3 przedstawiona jest częstotliwościowa przepustowość filtru uśredniającego z czterech próbek.

20. Próbkowanie przebiegów o częstotliwościach f0 i f1=f0+fp. przy częstotliwości próbkowania fp (f0=100Hz, fp.=1000Hz, f1=1100Hz).

21. Charakterystyka częstotliwościowa filtru uśredniającego z czterech próbek przy częstotliwości próbkowania 1Hz.

22. Inną istotną sprawą podczas pomiaru wartości zmiennych procesu technologicznego jest charakterystyka czujników. W wielu przypadkach charakterystyki te, np. charakterystyki czujników temperatury, są nieliniowe. Zachodzi więc konieczność ich linearyzacji. Obecnie linearyzacja ta zachodzi z reguły po przetworzeniu sygnałów analogowych w sygnały cyfrowe. Omówione powyżej zabiegi, takie jak wzmacnianie sygnałów mierzonych, ich filtracja i linearyzacja noszą nazwę kondycjonowania sygnałów. Jest to zagadnienie wymagające specjalistycznej wiedzy, na którą nie ma miejsca na podczas niniejszego wykładu, niemniej warto zasygnalizować ten rodzaj problemów, związanych z przemysłowymi systemami informatycznymi.

23. 5. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe • W systemach przemysłowych występuje konieczność pomiarów wartości fizycznych: jak napięcia, prądu, ciśnienia, temperatury, przepływu itp. Ponieważ systemy komputerowe wykorzystują sygnały w formie dyskretnej, zachodzi konieczność stosowania przetworników analogowo-cyfrowych. Przetworniki analogowo-cyfrowe można ogólnie podzielić na: • przetworniki wartości chwilowej, • przetworniki całkujące. • Jednym z przetworników wartości chwilowej jest przetwornik kompensacyjny. Generuje on przyrosty sygnału odniesienia o malejących amplitudach np. binarnie. Ilustruje to rys. 4, na którym kolejne przyrosty mają wartości: 1.0, 0.5, 0.25, 0.125, itd.

24. Proces kompensacyjnego pomiaru z binarnie malejącymi amplitudami przyrostów napięcia odniesienia.

25. Opisywaną operację kompensacyjnego przetwarzania analogowo-cyfrowego można zapisać w postaci zależności: (1) gdzie przyjęto oznaczenia: Ux - napięcie mierzone, U0 - napięcie odniesienia, odpowiadające przyrostowi w pierwszym kroku kompensacji i - krok kompensacji, ai - waga sumowania, wynosząca 1 w przypadku pozostawienia przyrostu w sygnale kompensacyjnym lub 0 w przypadku jego odrzucenia. Wartości wyrazów ciągu wag ai odpowiadają w tym przypadku wartości mierzonego sygnału, zapisanej w kodzie binarnym. Należy zwrócić uwagę, że jest to stosunkowo szybki sposób przetwarzania, ponieważ np. po dziesięciu krokach uzyskuje się wynik pomiaru z rozdzielczością 1/1024, czyli ok. 0.1% pełnej skali.

26. Przetworniki wartości chwilowej mogą dokonywać pomiarów z bardzo dużą częstotliwością np. 330kHz, co w większości przypadków pozwala na dokładne odwzorowanie przebiegu sygnałów. W warunkach przemysłowych należy jednak liczyć się z dużymi zakłóceniami tych pomiarów. Jak wspomniano w poprzednim rozdziale, dla eliminacji tych zakłóceń można stosować filtrację w torach analogowych oraz filtracją cyfrową. Jednym z najsilniejszych źródeł zakłóceń w warunkach przemysłowych jest sieć zasilająca 50Hz. Dla wyeliminowania tych zakłóceń stosuje się całkujące przetwarzanie analogowo-cyfrowe. Warto zaznaczyć, że przetwarzanie tego rodzaju jest znacznie wolniejsze niż przetwarzanie wartości chwilowej.

27. Całkujące przetwarzanie analogowo-cyfrowe polega na całkowaniu przetwarzanego sygnału w okresie T0, równym okresowi sieci lub jego wielokrotności, oraz kompensacji wartości tej całki za pomocą całki sygnału odniesienia. Przyjmując oznaczenia: Ux(t) - sygnał przetwarzany, - wartość sygnału przetwarzanego, średnia dla okresu przetwarzania T0, t0 - środek okresu przetwarzania, T0 - okres przetwarzania, Uc(t0) - wynik przetwarzania, odniesiony do środka okresu przetwarzania, ogólnie całkę Uc(T0) sygnału przetwarzanego Ux(t),można zapisać w postaci: (2)

28. Przetwarzanie metodą podwójnego całkowania

29. Podczas całkowania napięcia odniesienia o przeciwnej polaryzacji –U0 sprowadza się wartość całki do zera w czasie Tx (3) W rezultacie uzyskuje się zależność (4) a więc czas Tx jest wynikiem przetwarzania średniej wartości sygnału Ux. Długość tego czasu po pomnożeniu przez współczynnik skalujący jest przekazywana na wyjście przetwornika.

30. Eliminacja zakłóceń przez uśrednianie zakłóconego sygnału w czasie dwóch okresów sieci zasilającej (40ms).

31. Innym sposobem zapisu równania (2) jest splot funkcji x(t) z funkcją prostokątną g(t) (5) gdzie (6) W rzeczywistym przetworniku analogowo-cyfrowym całkowanie następuje w niepokrywających się przedziałach czasowych, co można uwzględnić przez próbkowanie sygnału Uc(t).

32. Ponieważ wynik całkowania w przedziale o szerokości T można zapisać jako splot z funkcją prostokątną, transformata Fouriera funkcji prostokątnej stanowi transmitancję przetwornika całkującego. Transmitancja G(j) funkcji g(t) ma postać: (7)

33. Tłumienie zakłóceń przez całkujący przetwornik analogowo-cyfrowy

34. Dwukrotne całkowanie jest jednym z najprostszych sposobów przetwarzania całkującego. W trakcie rozwoju tej techniki opracowano sposoby precyzyjniejszego całkowania, polegające na wielokrotnym całkowaniu sygnału przetwarzanego i sygnału odniesienia. Obecnie jednak popularniejsza stała się technika przetwarzania całkującego, zwana “sigma-delta”. W technice tej następuje jednoczesne całkowanie sygnału przetwarzanego i impulsów sygnału odniesienia o ściśle określonej szerokości i amplitudzie. Liczba impulsów, konieczna do kompensacji całki sygnału przetwarzanego w okresie całkowania T0, odpowiada wynikowi przetwarzania. Dla uzyskania dokładnej długości impulsów odniesienia są one synchronizowane zegarem – rys. 8. Komparacja wartości całki z poziomem odniesienia (na rys. 8 jest to poziom zerowy) również występuje w chwilach, wyznaczonych zegarem.

35. Całkowanie sygnału przetwarzanego i impulsów odniesienia w metodzie sigma-delta.

36. Przy szybkich procesach wadą całkującego przetwornika analogowo-cyfrowego może być stosunkowo wolne przetwarzanie. Dla przetwornika z wielokrotnym całkowaniem, skuteczne tłumienie częstotliwości sieci powoduje, że dolna częstotliwość przetwarzania wynosi 25Hz, zaś dla przetworników typu delta-sigma wynosi 50Hz.

37. 6. Urządzenia i systemy przemysłowe Dla celów przemysłowych powstało wiele różnych baz sprzętowych i programowych. Początkowo powstawały ona na lokalne potrzeby. Między innymi na potrzeby przemysłu półprzewodnikowego w Polsce pracował Przemysłowy Instytut Elektroniki w Warszawie. Opracowywał on urządzenia technologiczne i pomiarowe dla celów tego przemysłu. Powstał tam miedzy innymi system MIKROSTER, przeznaczony do tworzenia układów sterowania, który bazował na 8-bitowym mikroprocesorze Intel 8080 oraz Zilog Z-80. Był on oprogramowywany w asemblerze oraz przy użyciu prostych kompilatorów języków wyższego rzędu, na przykład Pascala, opracowanych dla wspomnianych mikroprocesorów. System ten był później produkowany przez niezależną prywatną firmę, jednak ze względu na niewielkie rozpowszechnienie i pojawianie się na rynku coraz doskonalszych systemów sterowania opracowywanych przez silniejsze firmy, przestał się rozwijać i doskonalić, w wyniku czego został zarzucony.

38. W trakcie rozwoju komputerowych systemów przemysłowych pojawiły się między innymi: • sterowniki PLC, • urządzenia kontrolno-pomiarowe sterowane mikrokontrolerami, • systemy z wbudowanymi komputerami, • karty wyjściowe i wejściowe dla komputerów klasy PC oraz wersji przemysłowych tych komputerów, np. karty firm Advantech i National Instruments. • moduły rozproszonych systemów zbierania danych i sterowania, współpracujące z jednostką centralną, np. moduły serii ADAM firmy Advantech lub FieldPoint firmy National Instruments, • systemy rozproszone, sprzężone za pośrednictwem sieci, zapewniającej dostęp w czasie rzeczywistym do danych i wirtualne sterowanie procesem z wybranych punktów systemu . Niejednokrotnie stosowane są też systemy o technice mieszanej. Nie zawsze kwalifikacja do wymienionych grup jest ostra, gdyż system z wbudowanym komputerem może być traktowany jako moduł systemu rozproszonego. Obserwowany jest też ciągły rozwój wspomnianych systemów.

39. Przy omawianiu kart obiektowych, instalowanych bezpośrednio na szynie komputera należy zwrócić uwagę na stosowane szyny. Do niedawna w komputerach klasy PC, które w wersji przemysłowej, stosowane są stosunkowo często do celów sterowania o pomiarów stosowano szynę ISA (Industry Standard Architecture), przesyłającą równolegle 16 bitów z częstotliwością 8MHz. W ostatnim okresie szyna ta została praktycznie wyparta przez szynę PCI (Peripheral Component Interconnect), przesyłająca równolegle 32 bity lub 64 bity z częstotliwością 66 MHz, co umożliwia transmisję 532 MB w ciągu sekundy. Praca szyny jest synchronizowania przez zegar procesora w zakresie 20_33 MHz. Wielką zaletą szyny PCI jest automatyczna konfiguracja adresów nowo dołączonych kart. Eliminuje to ewentualne kolizje adresów i przerwań, które występują przy zastosowaniu szyny ISA. Trwają prace nad jeszcze szybszą transmisją. Np. szyna PCI-X (Peripheral Component Interconnect Extended) pracuje z częstotliwością do 133MHz. Umożliwia to transmisję 1.06 GB na sekundę. Powstały też modyfikacje tej czyny, jak na przykład szyna firmy National Instruments.

40. 6.1. STEROWNIKI PLC • Nazwa PLC oznacza dosłownie programowalne sterowniki logiczne (Programmable Logic Controllers). Podstawową zaletą tych sterowników jest modularna budowa oraz wysoki poziom sygnałów logicznych, często włączanych przy użyciu przekaźników. Wysoki poziom sygnałów i separacja galwaniczna zabezpieczają przed wpływem zakłóceń na działanie sterownika. • Pierwsze sterowniki logiczne powstały przed około dwudziestu latami. Różnorodność zastosowań tworzyła potrzebę dostosowywania ich do różnych potrzeb. Doprowadziło to do powstania programowalnych sterowników logicznych. • Do dzisiaj nie ma jednak jednolitego standardu określającego ich parametry i sposób programowania. Sterowniki PLC produkuje obecnie szereg firm np. Siemens, ABB, AGE, Allen-Bradley, Mitsubishi i Idec.

41. 6.1.1. Programowanie drabinkowe • W początkowym okresie użytkowania tych sterowników programowanie komputerowe była słabo znane, zastosowano więc drabinkową reprezentację programów sterowania, nawiązującą do znanych wówczas szerzej schematów sterowania przekaźnikowego. • Programowanie polega na wprowadzeniu do pamięci sterownika, rozrysowanych uprzednio, układów przekaźników normalnie otwartych i normalnie zamkniętych, które, zależnie od potrzeby, są połączone szeregowo i równolegle. Przekaźniki te, zależnie od wysterowania, mogą przełączać przekaźniki w następnych obwodach lub powodować określoną akcję, np. włączenie lub wyłączenie silnika. • Z czasem kłopotliwe ręczne rozrysowywanie kombinacji przekaźników zostało zastąpione programowaniem przy użyciu komputera.

42. Przykładowy program drabinkowy sterownika PLC przedstawiony dla sterownika Mitsubishi serii F1 dotyczy sterowania przenośników taśmowych. Jeden z przenośników dostarcza elementy, które spadają do pudełek, umieszczonych na drugim przenośniku. Do pudełka ładowane są po 4 elementy. Oznaczenia wejść i wyjść układu sterowania są następujące: 401 Fotokomórka badająca pozycję załadowczą pudełka, 402 Fotokomórka wykrywająca spadanie elementu, 403 Wyłącznik bezpieczeństwa, 430 Przekaźnik, który włącza napęd przenośnika dolnego, 431 Przekaźnik, który włącza napęd przenośnika górnego.

43. Schemat sterowania układem przenośników

44. Sygnały wejściowe i wyjściowe sterownika PLC dla układu przenośników

46. Poszczególne szczeble programu drabinkowego zawierają informacje o stanie wejść oraz zmiennych logicznych programu. Są one przedstawione jako przekaźniki normalnie otwarte lub normalnie zamknięte. Przedstawione szczeble dotyczą wykonania następujących zadań: 1. Start programu odpowiada zamknięciu przekaźnika M71, co powoduje impulsowe zwarcie przekaźników M100 i M101 . 2. Zwarcie przekaźnika M100 powoduje skasowanie stanu licznika C60 3. Impuls z fotokomórki X401 powoduje zliczenie impulsu przez licznik C60. Zliczanie obejmuje K=1 impulsów. 4. Zerowy stan licznika C60 oraz stan spoczynkowy wyłącznika bezpieczeństwa X403 powodują przesuwanie się transportera z pudełkami Y430. Niezerowy stan licznika powoduje zatrzymanie transportera z pudełkami. 5. Impuls kasujący M101 powoduje kasowanie licznika C61. 6. Impulsy z fotokomórki X402 powodują zliczanie liczby spadających elementów do pudełka. Licznik C61 zlicza do K=4. 7. Jeżeli wyłącznik bezpieczeństwa X403 nie wyłącza przesuwu przenośnika z pojedynczymi elementami i nadchodzi impuls X401 o spozycjonowaniu pudełka, za pośrednictwem przekaźnika Y431 rusza przenośnik górny z elementami. Jednocześnie włącza się obwód podtrzymania ruchu za pośrednictwem przekaźnika M102.

47. Graf sterowania układu przenośników Sterownik F1 Mitsubishi zawiera 32 timery i 30 liczników. Program może wykorzystywać ponad 100 instrukcji.

48. 6.1.2. Proste sterowniki PLC • W zależności od zastosowań stosuje się prostsze lub bardziej skomplikowane wersje sterowników PLC. Większość z nich ma budowę modułową, umożliwiającą odpowiednie skonfigurowanie wejść i wyjść sterownika pod względem ich rodzaju i liczby. • Prostszym sterownikiem PLC, niż, przedstawiony na wstępie F1 Miubishi, jest sterownik SmartRelay firmy Idec z Japonii, który wytwórca nazywa także “inteligentnym przekaźnikiem”. Jego podstawowe parametry są przedstawione w tabeli 1.

49. Tabela 1. Podstawowe parametry sterownika SmartRelay Wersje zasilania 230VAC, 24VAC, 24VDC, 12/24VDC Panel czołowy z wbudowanym pulpitem operatorskim lub bez pulpitu Poziomy sygnałów wejściowych 24VDC, 230VDC i inne Liczba wejść 8 Wejścia analogowe 010V Wyjścia przekaźnikowe 10A lub tranzystorowe 0.3A Liczba wyjść 4 Programowanie z pulpitu lub komputera PC Funkcje logiczne AND, OR, NAND, NOR, XOR, NOT Funkcje sekwencyjne symulacja przekaźników typu RS i T oraz liczników rewersyjnych Funkcje czasowe opóźnienia załączenie lub wyłączenia sygnału Programowanie tygodniowe

50. Sterownik SmartRelay może pracować w temperaturze 055C przy wilgotności 595% bez agresywnych gazów. • Przykładem prostego modułowego sterownika tej samej firmy jest sterownik MicroSmart, który można konfigurować dla 10 do 88 sygnałów. Oferuje ona trzy moduły podstawowe: • 6 wejść oraz 4 wyjścia, • 9 wejść oraz 7 wyjść, • 14 wejść oraz 10 wyjść • oraz wiele modułów rozszerzeń, w tym analogowych. • Przy programowaniu można używać 75 rozkazów. Sterownik może komunikować się z otoczeniem za pośrednictwem portów RS-232 i RS-485 oraz za pośrednictwem modemu. Montowany jest na szynie DIN. Ceny tego rodzaju sterowników zaczynają się od 120USD.