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Tecnologie Sistemi Automazione e Controllo - Documentazione di TSA Appunti scolastici Premium

Appunti di Tecnologie Sistemi Automazione e Controllo - Documentazione di TSA. Nello specifico gli argomenti trattati sono i seguenti: La progettazione SFC, La gerarchia degli SFC, Traduzione in Ladder, L'algoritmo, Dettaglio del sistema, Controllo caduta di tensione, ecc.

Esame di Tecnologie Sistemi Automazione e Controllo docente Prof. A. Pironti

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ESTRATTO DOCUMENTO

15

2.7. CONCLUSIONI

dalla prima fase di progettazione, in ladder(linguaggio a contatti).

16 SFC

CHAPTER 2. LA PROGETTAZIONE

Chapter 3 Ladder

Traduzione in

L'oggetto di discussione del capitolo sará la traduzione degli SFC in linguaggio a

contatti. Al solito si metteranno in evidenza le scelte fatte in fase di traduzione per

tradurre alcune azioni particolari del SFC.

3.1 L'Algoritmo Algortimo di Evoluzione

Per la nostra traduzione utilizzeremo l' che ci permette in

maniera semplice, ordinata ed eciente la traduzione di uno o piú SFC(come nel nostro

caso), permettendo attraverso un opportuno metodo di codica, che rispetteremo, di

avere anche una certa linearitá del codice in ladder che si ottiene in fase di traduzione.

Si riportano per chiarezza le fasi della codica:

Sezione di Inizializzazione

1. Esecuzione delle Azioni

2. Valutazione delle Transizioni

3. Aggiornamento della Condizione

4.

Il passaggio attraverso le fasi della codica e inoltre l'assegnazione ad ogni fase

e ad ogni transizione di una variabile booleana segnalatrice, ci ha portato al codice

ladder riportato con opportuni commenti nei paragra a seguire.

La traduzione proposta é adattata per funzionare correttamente sul simulatore di PLC

TRiLOGI.

Inoltre alcune azioni sono state implementate, sempre in ambiente di simulazione,

Custom Function

attraverso delle in TBasic ; questo perché il linguaggio ladder del

simulatore TRiLOGI presenta limitazioni da versione Educational.

3.2 Assegnazione dei Bit delle Word del PLC

Marker

La Traduzione degli SFC comporta oltre che alla assegnazione di a fasi e a

transizioni, anche l'assegnazione per ogni comando, lampada, in generale ogni entitá

Marker

del processo, ad un bit di una delle word messe a disposizione dal PLC. Ogni

di fase e di transizione diverrá un bit Relay del PLC, invece comandi quale i pulsanti

diverranno un bit di ingresso di una delle word; le lampade, le sirene, ognuna di queste

diventerá un bit d'uscita di una delle word del PLC .

A seguire sono riportate due tabelle che riportano fedelmente quella che é stata la

assegnazione formale descritta sopra. 17

18 LADDER

CHAPTER 3. TRADUZIONE IN

Marker

Oltre ai di fase e transizione, alle lampade, alle sirene, ai comandi, nella

Timer Gen-

traduzione degli SFC sono stati utilizzati anche per azioni condizionate e

eratori di Onda Quadra per implementare l'intermittenza o lampeggiamento di

lampade; riportiamo inoltre una tabella specica per le scelte di sopra che riporti

appunto l'asseganzione di questi costrutti particolari di I/O messi a disposizione dal

simulatore di PLC.

Timers Bit della Word Azione Interessata

e T1:1 - T1:2 Realizzano il Gen. Onda Quadra

tm1 tm2 T1:5 Temporizza l'azione condiz. associata a X6

tm5 Table 3.1: I Timer Impiegati

Di seguito riportiamo il dettaglio della traduzione in ladder del generatore di onda

quadra, per una piena comprensione della scelta. Come si nota, la bobina di uscita

é appunto quella associata alla lampada H1 che da speciche progettuali necessita il

lampeggiamento come caratteristica di funzionamento.

Figure 3.1: Generatore di Onda Quadra

La traduzione sopra riportata é quella caratteristica utilizzata nel inguaggio lad-

der per un qualsiasi generatore di onda quadra; la tempicazione dei due timer é

0.6 s 6 s

simmetrica, entrambi sono settati a ossia decimi di .

Questa prima tabella riporta l'asseganzione dei bit delle word di ingresso del PLC ai

sensori, bit di preselezione, bit della bilancia(per ottenere una simulazione della pesata

della bilancia, ai ni dei test) e ai comandi dei pulsanti, intesi tutti rispettivamente

come entitá di ingresso al processo.

Si é scelto di utilizzare due word separate per i bit del preselettore e i bit della bilancia.

La seconda tabella a seguire, riporta l'asseganzione dei bit delle word dei relay del PLC

Marker Marker

ai di fase e di di transizione; invece alle lampade e a tutte le altre entitá

considerate come uscite del processo si assegneranno i bit delle word di uscita.

19

3.2. ASSEGNAZIONE DEI BIT DELLE WORD DEL PLC

Bit della Bilancia Bit Della Word di Input

I1:1

B0_0 I1:2

B0_1 I1:3

B0_2 I1:4

B0_3 I1:5

B1_0 I1:6

B1_1 I1:7

B2_2 I1:8

B3_3

Bit del Preselettore Bit Della Word di Input

I2:1

S1_0 I2:2

S1_1 I2:3

S1_2 I2:4

S1_3 I2:5

S2_0 I2:6

S2_1 I2:7

S2_2 I2:8

S2_3

Comandi e Sensori Bit Della Word di Input

I3:1

S3 I3:2

S4 I3:3

S5 I3:4

S6 I3:5

S7 I3:6

S8 I3:7

S9 I3:8

S10 I3:9

S11 I3:10

S12 I3:11

RIPRISTINO I3:12

RESET I3:13

F1 I3:14

B2 Table 3.2: Ingressi

20 LADDER

CHAPTER 3. TRADUZIONE IN

Marker sfc2 Bit della Word di Relay

W1:1

X1 W1:2

X2 W1:3

X3 W1:4

X4 W1:5

X5 W1:6

X6

Marker sfc1 Bit della Word di Relay

W1:8

X10 W1:9

X11 W1:10

X12 W1:11

X13

Marker sfc3 Bit della Word di Relay

W1:13

X20 W1:14

X21 W1:15

X22

Marker sfc4 Bit della Word di Relay

W2:1

X30 W2:2

X31 W2:3

X32

Marker sfc5 Bit della Word di Relay

W2:5

X40 W2:6

X41 W2:7

X42

Transizioni del sfc2 Bit della Word di Realay

W2:9

T1 W2:10

T2 W2:11

T3 W2:12

T4 W2:13

T5 W2:14

T6

Transizioni del sfc1 Bit della Word di Relay

W2:16

T10 W3:1

T11 W3:2

T12 W3:4

T13 W3:3

T14 Table 3.3: Relay parte I 21

3.2. ASSEGNAZIONE DEI BIT DELLE WORD DEL PLC

Transizioni del sfc3 Bit della Word di Relay

W3:5

T21 W3:6

T22 W3:7

T23

Transizioni del sfc4 Bit della Word di Relay

W3:8

T31 W3:9

T32 W3:10

T33

Transizioni del sfc5 Bit della Word di Relay

W3:11

T40 W3:12

T41 W4:13

T42

Bit Flag-Pesata Bit della Word di Relay

W4:1

P

Lampade Bit della Word di Output

U1:1

H1 U1:2

H2 U1:3

H3 U1:4

H4 U1:5

H5 U1:6

H6 U1:7

H7 U1:8

H30

Comandi Bit della Word di Output

U1:9

Y1A U1:10

Y2A U1:11

M1

Bit di Uscita Word d'Uscita

U2:1

H8_0 U2:2

H8_1 U2:3

H8_2 U2:4

H8_3 U2:5

H8_0 U2:6

H8_1 U2:7

H8_2 U2:8

H8_3

Table 3.4: Relay parte II - Uscite

22 LADDER

CHAPTER 3. TRADUZIONE IN

Oltre ai relay giá riportati nelle tabelle precendenti, ce ne sono altri introdotti

nella fase di traduzione per la realizzazione di riconoscitori di fronte di salita che

realizzino attivazione impulsiva dei pulsanti presenti nel sistema.

Di seguito riportiamo la tabella dei relay che utilizziamo per ottenere il fronte di salita.

Bit di Uscita Word d'Uscita

W4:3

W1 W4:4

W2 W4:5

W3 W4:6

W4 W4:7

W5 W4:8

W6 W4:9

W7 W4:10

W8

Table 3.5: Relay - Fronti di Salita

Per una maggiore precisione descrittiva della scelta, riportiamo il codice ladder che

realizza l'azione su fronte di salita alla pressione del pulsante.

Figure 3.2: Riconoscitore del Fronte di Salita

3.3 Sezione di Inizializzazione

Nella sezione di inizializzazione sono state tradotte tutte le fasi sempre attive dei nostri

First Scan

cinque SFC ulizzando il bit speciale di messoci a disposizione dal simulatore

di PLC. First Scan

Il bit di viene visto come un contatto chiuso soltanto alla prima scansione

del programma ladder; successivamente tale bit verrá visto come normalmente aperto.

First Scan

Il bit di é utile quando si ha la necessitá di settare delle condizioni all'inizio.

First Scan

Quando il programma ladder é trasferito al PLC, il bit di é alto quando il

PLC é acceso per la prima volta o dopo che é stato resettato. Latch

Per tradurre le fasi sempre attive abbiamo utilizzato le bobine , che attivate

all'inizio, saranno poi disattivate nell'esecuzione del programma quando le opportune

Marker

transizioni saranno superate. I di fase associati appunto alle fasi, sono asseg-

nati ai relay del PLC; relay che sono variabili interne del PLC che per essere attive

debbono essere opportunamente alimentate come le generiche bobine.

Si nota dal codice ladder riportato, inerente alla sezione di inizializzazione delle fasi

23

3.4. ESECUZIONE DELLE AZIONI

First Scan or

sempre attive, che oltre al bit di , all'inizio di ogni rung troviamo in -

or First Scan

logico allo speciale bit altri contatti; i contatti in -logico al bit di sono

Marker Marker

associati o a di fase o a di transizioni o in taluni casi a entrambi.

Questi contatti sono associati ad azioni e/o a transizioni che nel programma compiono

Latch

anch'essi un sulla bobina associata alla fase sempre attiva.

Di seguito é riportato il codice ladder che realizzala la sezione di inizializzazione delle

fasi sempre attive.

Figure 3.3: Inizializzazione Fasi Sempre Attive

3.4 Esecuzione delle Azioni

Il codice ottenuto traducendo gli SFC, realizzante questa sezione, sostanzialmente as-

and

socia ad ogni variabile segnalatrice della fase, la ripsettiva azione. L' -logico fra

marker di fase ed azione corrispondente fa si che all'attivazione del marker automati-

camente vi sia l'attivazione della bobina dell'azione, quindi l'esecuzione dell'azione; il

marker di fase condiziona l'azione ad esso associata.

Di seguito riportiamo il codice che realizza la sezione di esecuzione delle azioni.

24 LADDER

CHAPTER 3. TRADUZIONE IN

Figure 3.4: Clear delle Azioni 25

3.4. ESECUZIONE DELLE AZIONI

Figure 3.5: Latch delle Azioni

26 LADDER

CHAPTER 3. TRADUZIONE IN

Custom Function

3.4.1 Le

Ci sono due tipi di custom function denibili dall'utente che permettono la denizione

di azioni non disponibili nel inguaggio a contatti tradizionale, ma assimilabili ad un

generico relay. Il nostro simulatore permette la creazione in maniera molto sempli-

cata delle funzioni suddette, in un editor che ci mette esso stesso a disposizione. Il

linguaggio utilizzato per la creazione delle custom function é il TBasic. Una custom

function lavora alla stessa maniera di ogni altra speciale funzione messa a disposizione

dal linguaggio del nostro simulatore TRiLOGI. [CusF n]

Sostanzialmente ci é permesso di scegliere fra due tipologie di custom function ,

[dCusF n] [CusF n]

. La dierenza sostanziale é che alla creazione della vi é una ese-

[dCusF n]

cuzione ad ogni scansione ed in ogni caso, invece la che sta per Dierentiated

Up custom function, é esguita solo quando la condizione associatagli passa da OFF

ad ON, diciamo su fronte di salita, in tutti gli altri casi non viene eseguita. [CusF n]

Nel corso della progettazione sono state create cinque custom function di tipo ,

reset_p set_p visualizza equ_b2 equ_0

, , , e .

Di seguito riportiamo una tabella che ricapitola le custom function utilizzate, il codice

di ognuna di esse e la funzione che deve assolvere.

Nome Codice Descrizione

semplicemente pulisce, mette a zero,

CLRBIT RELAY[4],0

reset_p il bit 0 della quarta word dei re-

lay del PLC. Si ricorda che

é il ag di pesata.

p

funzione complemento a ,

SETBIT RELAY[4],0

set_p reset_p

setta il bit , lo mette ad uno.

p

mette nella variabile X del PLC

X = INPUT[1]& &H00FF

visualizza la codica degli 8 bit della prima

OUTPUT[2]=X word di input; dopodiché mette X

nella seconda word di output, an-

possa essere visualizzata in output.

Table 3.6: Custom Function

Tabelle descrittiva delle parte I

27

3.5. VALUTAZIONE DELLE TRANSIZIONI

Nome Codice Descrizione

mette i primi otto bit della pri-

X = INPUT[1]& &H00FF

equ_b2 ma word di input del PLC in X e

A = INPUT[2]& &H00FF i primi otto bit della seconda in A.

Il confronto positivo ossia A=X,

IF X=A comporta l'accensione della lam-

SETBIT output[1],4 pada H3, altrimenti A X

ELSE 6 =

comporta lo spenimento della lam-

CLRBIT output[1],4 pada H3.

ENDIF il codice TBasic procede come

A = INPUT[2]& &H00FF

equ_0 per la funzione precendente, sos-

tanzialmente la dierenza nas-

IF A=0 ce dal funzionamento; infatti

SETBIT output[1],7 questa funzione controlla

ELSE il settaggio dei bit del preselettore,

CLRBIT output[1],7 se settati spegne H30, altri-

ENDIF menti accende la H30.

Table 3.7: Custom Function

Tabelle descrittiva delle parte II

Per maggiori informazioni sulle entitá si consiglia di rivedere CAP I pp.4 e 5; per

informazioni sull'assegnazione dei bit di input, relay e output del PLC alle entitá, si

riveda CAP II paragrafo 2, in particolare le tabelle riportate.

Il linguaggio di programmazione, come detto anche in precedenza, é il TBasic, sostanzial-

mente simile ai comunin linguaggi di programmazione ad alto livello. Le funzionalitá

& &HOOF SETBIT CLRBIT

utilizzate quali o e , ci sono messe a disposizione dal liguaggio

& &HOOF

TBasic, in particolare ci consente di considerare solo i primi otto bit della

CLRBIT SETBIT

word a cui é associato, rendendo invisibili i successivi otto. Invece e

stanno rispettivamente per clear bit e set bit, per le quali c'é poco da commentare,

sono molto intuitive.

3.5 Valutazione delle Transizioni

Valutazione della transizione sta per valutazione dell'attivazione della fase precedente

alla transizione in questione, e valutazione delle condizioni associate alla transizione

stessa. La sezione é quindi dedicata all'aggiornamento dello stato di ogni singola tran-

sizione attraverso l'attivazione dei marker segnalatori; sará disposto nel codice un rung

per ognuna delle transizioni presenti negli SFC.

I marker di transizione come quelli delle azioni sono delle variabili segnalatrici interne

del PLC, quindi sono assegnate ai bit dei relay del PLC. Analogamente al caso delle

azioni vi sono due elementi che sostanzialmente possono essere associati al bit speci-

co della transizione, un contatto o una bobina. La bobina é assegnata al bit della

transizione quando si é nella valutazione di una transizione che puó comportare una

attivazione, quindi una alimentazione dell'elemento a cui é associato il bit; un contatto

é assegnato al bit della transizione quando si sta aggiornando la condizione del SFC,

ossia all'attivazione del contatto che rappresenta la transizione c'é la disattivazione

della fase precendente e l'attivazione della fase successiva.

28 LADDER

CHAPTER 3. TRADUZIONE IN

Tra le condizioni che si possono ritrovare nei rung delle transizioni ci sono sicuramente

i contatti associati ai pulsanti presenti nel sistema. Per questi si é associato un relay

reset ripristino

che é attivato impulsivamente nel codice. Infatti i pulsanti S3, S6, , ,

sono tradotti con attivazione impulsiva all'atto della attivazione da parte dell'utente.

Il pulsante S11 nonvé tradotto in questa maniera in quanto l'arresto del sistema porta

il processo in uno stato stabile, quindi anche una attivazione duratura non comporta

alcuna anomalia. Si riporta nuovamente la gura di pp. 22 che ritrae la realizzazione

ripristino

per il pulsante e un diagramma temporale che da ad intendere l'eettiva

azione.

Figure 3.6: Riconoscitore del Fronte di Salita di ripristino

ripristino

Contemporaneamente alla attivazione del pulsante , si attivano due

rung, uno va a settare la bobina associata al relay W4 che é anche riportato come

ripristino

and

contatto normalmente chiuso in -logico con , l'altro setta alto per il

tempo di scansione del PLC il relay W3. Il realy W3 é settato alto per il tempo dei

scansione del PLC, che poi é il tempo di scansione dal primo al secondo rung, perché

and

all'attivazione del relay W4 l' -logico non é piú superabile, la bobina quindi rimarrá

bassa no alla prossima attivazione del pulsante. Il procedimento descritto conincide

con la realizzazione di un riconoscitore di fronte di salita in ladder.

Figure 3.7: Diagramma Temporale del Riconoscitore di F.S.

29

3.5. VALUTAZIONE DELLE TRANSIZIONI

Figure 3.8: Valutazione delle Transizioni sfc1 e sfc2

30 LADDER

CHAPTER 3. TRADUZIONE IN

Figure 3.9: Valutazione delle Transizioni sfc3

31

3.6. AGGIORNAMENTO DELLA CONDIZIONE

Figure 3.10: Valutazione delle Transizioni sfc4 e sfc5

3.6 Aggiornamento della Condizione

Il codice che realizza tale sezione deve, in corrispondenza delle transizioni superabili,

disattivare la fase a monte e attivare la fase a valle. Nel codice saranno presenti due

rung per ogni transizione, un primo rung che, al superamento della transizione, real-

izzi la disattivazione della fase a monte della transizione e un secondo rung che invece

realizzi la attivazione della fase a valle della transizione. Questa é una parte di codice

molto importante in quanto aggiorna la condizione complessiva del processo in cor-

rispondenza della variazione di ogni transizione.

La transizione a cui é associata un marker é vista nel processo come una bobina da

alimentare quando la si valuta o come un contatto normalmente aperto quando si deve

aggiornare la condizione del sistema. I marker delle transizioni sono visti dal sistema

come dei relay del PLC, ossia delle variabili interne il cui settaggio é condizionato

dall'utilizzo nel codice che gira.

Il codice di questa sezione non ha subito particolari variazioni dalle modiche eet-

tutate, nalizzate al funzionamento sul simulatore di PLC TRiLOGI; sicuramente

l'attivazione delle fasi sempre attive degli SFC non é riportata come rung di questa

or rst scan

sezione, é bensí riportata in -logico al bit di che appunto setta la fase

sempre attiva.

Di seguito é riportato il codice ladder che realizza la sezione di aggiornamento della

condizione. 32 LADDER

CHAPTER 3. TRADUZIONE IN

Figure 3.11: Clear delle Fasi sfc1, sfc2 e parte del sfc3

33

3.6. AGGIORNAMENTO DELLA CONDIZIONE

Figure 3.12: Clear delle Fasi parte del sfc3, sfc4 e sfc5

34 LADDER

CHAPTER 3. TRADUZIONE IN

Figure 3.13: Latch delle Fasi sfc1, sfc2, sfc3, sfc4 e sfc5


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AUTORE

Sara F

PUBBLICATO

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria informatica
SSD:
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Sara F di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Tecnologie Sistemi Automazione e Controllo e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Napoli Federico II - Unina o del prof Pironti Alfredo.

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