Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет» Кафедра электротехники электропривода и промышленной электроники РАЗРАБОТКА И ОТЛАДКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО РЕЛЕ OВЕН В СРЕДЕ OWEN LOGIC Методические указания Новокузнецк 2018 УДК 004.42:681.51 ББК 32.973.26-018я73 Р177 Рецензент кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры электротехники и электрооборудования СибГИУ Кузнецова Елена Степановна Р177 Разработка и отладка программы для интеллектуального реле Oвен в среде Owen Logic : методические указания / Сиб. гос. индустр. ун-т; cост. : В. А. Кубарев, О. Р. Галлямова. — Новокузнецк : Изд. центр СибГИУ, 2018 г. — 36 с. : ил. Содержит материалы для изучения приёмов разработки и отладки программного обеспечения для интеллектуального (программируемого) реле Oвен с использованием среды разработки Owen Logic. Приведены сведения и рекомендации необходимые для изучения контроллера и выполнения работ по дисциплинам «Программирование на стандартных языках контроллеров» и «Программирование микропроцессорных устройств». Предназначен для обучающихся по направлениям подготовки 11.03.04 Электроника и наноэлектроника и 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника. Также может использоваться студентами смежных направлений при выполнении практических и лабораторных работ, курсового и дипломного проектирования. Печатается по решению Совета института информационных технологий и автоматизированных систем (протокол №14 от 03.07.2018 г.) ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................... 4 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СРЕДЕ OWEN LOGIC ....................................... 5 1.1 Назначение и возможности среды Owen Logic .................................... 5 1.2 Разработка программы на языке FBD ................................................... 5 1.3 Симуляция работы коммутационной программы .............................. 10 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ .......................................................................... 12 2.1 Порядок выполнения работы ............................................................... 12 2.2 Содержание отчета ................................................................................ 13 2.3 Указания по технике безопасности ...................................................... 13 2.4 Контрольные вопросы........................................................................... 13 3. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ........................................................ 14 3.1 Постановка задачи ................................................................................. 14 3.2 Обоснование выбора программируемого реле и разработка схемы подключения ................................................................................................ 14 3.3 Описание работы схемы ....................................................................... 16 3.4 Коммутационная программа ................................................................ 17 ПРИЛОЖЕНИЕ А Варианты заданий для практических работ ............................................. 19 ПРИЛОЖЕНИЕ Б Пример оформления титульного листа практической работы ............... 27 ПРИЛОЖЕНИЕ В Функции логических элементов программы ............................................ 28 ПРИЛОЖЕНИЕ Г Основные функциональные блоки среды Owen Logic ............................ 31 3 ВВЕДЕНИЕ В настоящее время среди множества средств автоматизации процессов управления различной степени сложности и стоимости выделилась категория средств, позволяющих, с малыми затратами на приобретение и разработку программного обеспечения, автоматизировать небольшие процессы и предназначенная для непромышленного применения, — как-то автоматизация насосов, дверей гаражей, регулирование температуры в помещении, управление офисными и жилыми помещениями, так называемый «умный дом», и т.д. Такие средства получили наименование программируемых интеллектуальных реле. Применение программируемых реле позволяет значительно упростить схемы управления подобным оборудованием и повысить надежность их работы, давая возможность производить установку «под ключ» систем, не требующих вмешательства специально обученного персонала в течение всего срока эксплуатации, что особенно важно при непромышленном применении. Данный практикум посвящен изучению приёмов разработки и отладки программного обеспечения для интеллектуального (программируемого) реле Oвен с использованием среды разработки Owen Logic. В практикуме приведены основные сведения и рекомендации необходимые для изучения контроллера и выполнения работ по дисциплинам «Программирование на стандартных языках контроллеров» и «Программирование микропроцессорных устройств». Обязательным условием допуска студента к экзамену является выполнение практических работ, предоставление и защита отчета по ним. 4 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СРЕДЕ OWEN LOGIC 1.1 Назначение и возможности среды Owen Logic Программное обеспечение OWEN Logic – среда программирования, предназначенная для создания алгоритмов работы приборов, относящихся к классу «программируемых реле» (далее ПР) [1]. Эти приборы применяются для построения автоматизированных систем управления, а также для замены релейных систем защиты и контроля. Применение при решении задач малой автоматизации программируемых реле, позволяет использовать меньше переключающих устройств, что снижает затраты на проектирование и изготовление системы, а также повышает надежность. Программное обеспечение OWEN Logic позволяет пользователю разработать коммутационную программу по собственному алгоритму с последующей записью ее в энергонезависимую память прибора. Одновременно среда программирования может работать только с одним проектом. При создании проекта не требуется подключения ПР. Разработка коммутационной программы в среде программирования ведется с помощью языка функциональных блок-схем FBD (Function Block Diagram) — графического языка программирования стандарта МЭК 61131-3. При программировании используются наборы библиотечных блоков и собственные блоки, также написанные на FBD или других языках МЭК 61131-3. Блок (элемент) — это подпрограмма, функция или функциональный блок (И, ИЛИ, НЕ, триггеры, таймеры, счётчики, блоки обработки аналогового сигнала, математические операции и др.). Каждая отдельная цепь представляет собой выражение, составленное графически из отдельных элементов. К выходу блока подключается следующий блок, образуя цепь. Внутри цепи блоки выполняются строго в порядке их соединения. Результат вычисления цепи записывается во внутреннюю переменную либо подается непосредственно на выход программируемого реле. 1.2 Разработка программы на языке FBD Для начала работы с новым проектом выберем в главном меню (рисунок 1) пункт Файл Новый проект. Рисунок 1 — Главное меню OWEN Logic 5 Откроется окно выбора модели программируемого реле (рисунок 2). Рисунок 2 — Окно выбора модели программируемого реле Как видно из рисунка 2, программируемые реле выпускаются в разных исполнениях, отличающихся друг от друга напряжением питания, типом входов и наличием функций часов реального времени. Информация об исполнении указывается в структуре условного обозначения следующим образом [2, 3]: Рисунок 3 — Расшифровка типа программируемого реле ПР110 6 Рисунок 4 — Расшифровка типа программируемого реле ПР114 После выбора необходимого типа реле главное окно среды OWEN Logic примет вид, изображенный на рисунке 5. Рисунок 5 — Главное окно OWEN Logic 7 В центре окна расположено поле для набора программы блоками FBD (холст), в левой части I1…I8 отмечены дискретные входы программируемого реле, причем число входных блоков I(X) соответствует числу дискретных входов, доступных в выбранном программируемом реле. Расположенные справа блоки Q1…Q8 отображают дискретные выходы выбранного программируемого реле, их число соответствует числу дискретных выходов, доступных в выбранном реле. В верхней части главного окна по умолчанию располагаются три панели инструментов: главная, симуляция и блоки (рисунок 6). Рисунок 6 — Панели инструментов Кнопки, расположенные на панели инструментов обеспечивают быстрый доступ к командам меню. Вызванная с помощью кнопки на панели инструментов команда автоматически выполняется в активном окне. При наведении указателя мыши на кнопку панели инструментов через некоторое время появляется подсказка, с названием кнопки и описанием действий, выполняемых при нажатии на неё. Для сохранения проекта с выбранными настройками необходимо выбрать в главном меню «Файл» «Сохранить проект» («Сохранить проект как...») и в появившемся окне, сохранить проект под именем следующего вида «имя_группы-вариант-год.owl» (рисунок 7). Рисунок 7 — Окно «Сохранить проект как…» Функциональные блоки FBD располагаются в библиотеке компонентов, окно которой по умолчанию расположено справа от рабочей области (рисунок 8). 8 Рисунок 9 — Окно свойств выбранного компонента или функционального блока Рисунок 8 — Окно библиотеки компонентов Библиотека компонентов обеспечивает доступ к функциям, функциональным блокам и пользовательским макросам, разработанным при выполнении проекта. Под библиотекой компонентов по умолчанию находится окно, в котором отображаются свойства выбранного на холсте или в библиотеке компонента, а также существует возможность задать комментарий (рисунок 9). Помещение необходимого компонента на холст осуществляется перемещением компонента из библиотеки компонентов в требуемую часть программы. 9 При соединении компонентов на холсте необходимо помнить о том, что допустимо соединять вход и выход компонентов, соединить между собой два или более входа или выхода невозможно. Если необходимо подсоединить несколько компонентов к одному выходу, то необходимо соединить вход каждого компонента с выходом предыдущего (рисунок 10). Рисунок 10 — Соединение элементов 1.3 Симуляция работы коммутационной программы Для проверки работоспособности разработанной коммутационной программы в среде Owen Logic предусмотрен режим симуляции, в котором моделируется изменение состояний выходов в зависимости от изменения состояний входов. Кроме того, режим симуляции позволяет проанализировать состояние сигналов во время исполнения коммутационной программы. Активация режима симуляции осуществляется путём перехода в меню «Сервис» «Режим симулятора» или нажатием на кнопку «Режим симулятора» ( )на панели инструментов. В режиме симуляции появляется симуляции, показанная на рисунке 11. дополнительная панель Рисунок 11 — Панель инструментов режима симуляции На панели режима симуляции расположены следующие элементы управления: кнопка (1) для запуска моделирования в реальном времени; кнопка (2) для пошагового моделирования; кнопка (3) для приостановки работы симулятора, запущенного в реальном времени; 10 кнопка (4) для останова работы симулятора – перевод режима симуляции в первоначальное состояние; поле ввода (5) для задания времени периода обновления информации на схеме; поле ввода (6) для задания времени цикла для временных функциональных блоков – «TON», «TOF», «BLINK». Для вариантов исполнений приборов с функцией часов реального времени создается дополнительная панель, при помощи которой можно моделировать поведение функциональных блоков «CLOCK» и «CLOCK WEEK» во времени (рисунок 12). Рисунок 12 — Панель инструментов для блоков «CLOCK» и «CLOCK WEEK» в режиме симуляции После перехода в режим симуляции моделирование коммутационной программы, в общем случае, происходит в следующей последовательности: 1. Запуск симулятора в одном из режимов – «Режим реального времени» ( ) или «Пошаговый режим» ( ). 2. Задание значений входных сигналов, используя нажатие на блоке входов (рисунок 13). 3. Подбор значений параметров «Период, мс» и «Время цикла, мс» для удобства моделирования. 4. Выход из режима симуляции для корректировки коммутационной программы. При наличии в программе макросов, моделирование основной коммутационной программы (вкладка «Схема») и макросов производится в отдельности. Рисунок 13 — Пример программы в режиме симуляции 11 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ 2.1 Порядок выполнения работы Практическую работу рекомендуется выполнять в следующей последовательности: 1. Используя рекомендованную литературу и материалы настоящих методических указаний ознакомиться с основами программирования в среде OWEN Logic; 2. Согласно номеру по журналу группы выбрать из приложения А вариант задания; 3. Выполнить задание согласно своему варианту: 3.1. Запустить программу OWEN Logic, выбрать необходимое программируемое реле и создать проект. 3.2. Составить схему подключения программируемого реле к объекту автоматизации. 3.3. Составить схему электрическую принципиальную для управляющей программы. 3.4. Составить описание работы схемы. 3.5. Выполнить в среде программирования OWEN Logic, управляющую программу, реализующую алгоритм предложенный в задании. 3.6. Проверить функционирование составленной программы в режиме симуляции. 3.7. Выполнить подключение программируемого реле к компьютеру и подать напряжение питания на ПР. 3.8. Загрузить код разработанной программы в ПР. 3.9. Промоделировать на лабораторном стенде работу системы логико-программного управления, для чего запустить программу в ПР. Имитируя с помощью переключателей и кнопок управления поступление в программируемое реле входных сигналов, наблюдать за состоянием индикаторных ламп, имитирующие дискретные исполнительные устройства. 3.10. Продемонстрировать выполнение программы преподавателю на персональной ЭВМ. 3.11. Сохранить получившуюся программу. 3.12. Ответить на контрольные вопросы. 4. После выполнения задачи своего варианта, составить отчет по практической работе и представить его преподавателю для защиты; 12 5. Защитить лабораторную работу. При этом студент должен представлять цель и порядок выполнения работы; изучить практический и теоретический материал, согласно вопросам к защите; ответить на контрольные вопросы к практической работе, которые соответствуют уровню знаний на оценку «удовлетворительно» и дополнительные вопросы по данной теме для получения более высокой оценки («хорошо» или «отлично»). Защищенная лабораторная работа подписывается преподавателем с указанием даты защиты работы. 2.2 Содержание отчета Отчет по практической работе должен быть выполнен машинописным способом на листах формата А4 заполненных с одной стороны (оборотная сторона оставляется для замечаний и заданий при защите отчета), быть сброшюрован и включать: 1. Титульный лист установленного образца (приложение Б); 2. Задание на разработку программы управления технологическим процессом. 3. Выполненные задания своего варианта, оформленные по образцу представленному в приложении В, и включать: 3.1. Электрическую схему подключения программируемого реле. 3.2. Схему электрическую принципиальную для управляющей программы. 3.3. Описание работы схемы. 3.4. Управляющую программу, выполненную в среде программирования OWEN Logic. 3.5. Файл для среды OWEN Logic, с управляющей программой, который необходимо продемонстрировать преподавателю. 2.3 Указания по технике безопасности При работе в лаборатории или компьютерном классе студент обязан строго выполнять установленные правила техники безопасности и соблюдать гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы на них. 2.4 Контрольные вопросы 1. Интегрированная среда отладки OWEN Logic, её возможности, назначение и порядок работы. 13 2. Интеллектуальные реле, назначение область применения, отличия от ПЛК. 3. Процесс и способы отладки программ для программируемого реле в среде OWEN Logic. 4. Типы выходных каскадов. Схемотехника портов ввода-вывода программируемого реле ОВЕН. 5. Основные функциональные блоки, используемые при разработке программы в среде OWEN Logic 3. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 3.1 Постановка задачи Имеется склад и два входа в него. Перед каждым входом установлена система электронных ключей. Необходимо реализовать контроль доступа посредством электромагнитных замков, а так же управление освещением по следующему алгоритму: 1. Доступ в склад разрешен в рабочие дни с 08:00 до 19:00, в выходные дни с 10:00 до 17:00. 2. При открытии дверей автоматически включается освещение внутри склада. 3. Внутри склада есть выключатель (SB1), позволяющий открыть дверь в любое время. 4. При открытии дверей раздается предупреждающий звуковой сигнал длительностью 30 секунд, скважностью 2, время звучания 5 секунд. 5. При закрытии дверей раздается предупреждающий звуковой сигнал длительностью 60 секунд, скважностью 1,5, время звучания 3 секунды. 3.2 Обоснование выбора программируемого реле и разработка схемы подключения Для реализации данной задачи управляющий автомат должен иметь встроенные часы реального времени, не менее пяти входов и четырех выходов, что обеспечивают приборы из серии ПР110, имеющие последнюю букву «Ч» в обозначении. При выполнении автоматики на основе ПР110-24.8Д.4Р-Ч можно воспользоваться схемой, приведенной на рисунке 14. 14 Рисунок 14 — Схема внешних подключений к реле Работу программы прибора можно представить в виде цепей схемы, приведенной на рисунке 15 (выходы Q1–Q4 соответствуют двум контактам клеммника реле). Рисунок 15 — Логическая схема программы 15 3.3 Описание работы схемы Цепь входа I1 (открытие первой двери): при срабатывании контакта SA1 лог. «1»поступает на элемент И (D1.1) на который также поступает сигнал с элемента ИЛИ (D2.2). Элемент ИЛИ (D2.2) формирует лог. «1» в том случае, если выходы элементов КАЛЕНДАРЬ D12 или D13 равны лог. «1». Далее сигнал с элемента D1.1 поступает на элемент ИЛИ (D3.1) c которого подаётся на вход SET триггера D4. Далее лог. «1» с выхода Q триггера D4 поступает на выход Q1, что приводит к подаче напряжения на катушку YC1. Кроме того, через элемент ИЛИ (D8.2) обеспечивается подача лог. «1» на выход Q2 и включение сигнальной лампы HL1. Также лог. «1» c выхода Q триггера D4 через элемент ИЛИ (D8.1) попадает в цепь формирования прерывистого звукового сигнала при открытии дверей (D6 – D9 – D11), включающую в себя детектор переднего фронта D6, таймер с задержкой выключения D9 и генератор импульсов (D11) и далее через элемент ИЛИ (D13) на выход Q4, включающий звонок HA1. Цепь входа I5 (открытие второй двери): открытие второй двери происходит аналогично первой за исключением того что протекание лог. «1» происходит по цепи D1.2, D3.2, D5, D8.1, D8.2. Цепи входов I2, I6 (закрытие дверей): при срабатывании контакта SA2 или SA4 лог. «1»поступает на элемент ИЛИ (D2.1) откуда дальше поступает на вход RESET триггеров D4 и D5 и сбрасывает их выходы Q в состояние лог. «0», что приводит к обесточиванию катушек YC1 и YC2, а также через элемент ИЛИ (D8.2) к выключению лампы HL1. Также через элемент ИЛИ (D8.1) изменение состояния с лог. «1» на лог. «0» попадает в цепь формирования прерывистого звукового сигнала при закрытии дверей (D7 – D10 – D12) состоящую из детектора заднего фронта (D7), таймера задержки выключения (D10), генератора импульсов (D12) и далее через элемент ИЛИ (D13) на выход Q4, включающий звонок HA1. Цепь входа I8 (открытие дверей со стороны склада): при нажатой кнопке АВАРИЙНОЕ ОТКРЫВАНИЕ (SB1) лог. «1» через элементы ИЛИ (D3.1 и D3.2) поступает на SET входы триггеров D4 и D5 и далее на включение выходов Q1 и Q3 – открытие замков, а также через элемент ИЛИ (D8.2) на выход Q2 — лампа ОТКРЫТО (HL1) будет непрерывно светиться. Также лог. «1» c выходов Q триггеров через элемент ИЛИ (D8.1) попадает в цепь формирования прерывистого звукового сигнала при открытии дверей (D6 – D9 – D11) и далее через элемент ИЛИ (D13) на выход Q4, включающий звонок HA1. 16 3.4 Коммутационная программа Коммутационная программа, составленная в среде OWEN Logic и обеспечивающая требуемый алгоритм работы программируемого реле, будет иметь вид, приведенный на рисунке 16. Рисунок 16 — Коммутационная программа программируемого реле 17 4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ, РЕКОМЕНДУЕМОЙ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ И ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ 1. Среда программирования OWEN Logic. Руководство пользователя. Версия 07 [Электронный ресурс]. — М.: Овен. — 2011 г. — 47 с., ил. Режим доступа: http://www.owen.ru/uploads/rp_owen_logic.pdf, дата обращения 29.06.2015 г. Доступ свободный. 2. Программируемое реле ПР110: руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. — М.: Овен. — 2013 г. — 43 с., ил. Режим доступа: http://www.owen.ru/catalog/34265489), дата обращения 29.06.2015 г. Доступ свободный. 3. Программируемое реле ПР114: руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. — М.: Овен. — 2013 г. — 63 с., ил. Режим доступа: http://www.owen.ru/catalog/75722273, дата обращения 29.06.2015 г. Доступ свободный. 4. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) ЕСПД. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем: Условные обозначения и правила выполнения [Электронный ресурс]. — М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам. — 1990 г. — Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/9041994, дата обращения 29.06.2015 г. Доступ свободный. 5. Веб-сайт НПО ОВЕН: Контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации. Каталог продукции. Документация на оборудование [Электронный ресурс]. — М.: НПО ОВЕН, 2005 — 2014. — Режим доступа: http://www.owen.ru, дата обращения 29.06.2015 г. Доступ свободный. 6. Свечкарев В. П. Программируемые контроллеры систем автоматизации: учебное пособие / В. П. Свечкарев. — Новочеркасск: ЮРГТУ, 1999. — 112 с. 18 ПРИЛОЖЕНИЕ А Варианты заданий для практических работ Вариант 1 Необходимо организовать управление конвейерной линией из трёх конвейеров, оснащенных следующим оборудованием: электроприводами на которых установлены контакторы KМ1, КМ2 и KM3; кнопками запуска SB1, останова SB2, квитирования защит SB3 и аварийного останова SB4, SB5, SB6, установленными около каждого конвейера. Звонок HA1 и сигнальная лампа HL1. Под каждым конвейером установлены концевые датчики контроля обрыва ленты SQ1 и SQ2, SQ3 и датчики вращения ленты KV1, KV2, KV3, замыкающиеся при выходе ленты на установленную скорость. Управление должно быть организовано согласно следующему алгоритму: 1. При нажатии на кнопку «Пуск» в течении 10 секунд подается прерывистый звуковой и световой сигналы после чего запускаются конвейеры в последовательности от третьего (последнего) к первому конвейеру, при этом следующий конвейер запускается после замыкания датчика вращения ленты . 2. При нажатии на кнопку «Останов» SB2, после звонка продолжительностью 5 секунд производится останов конвейерной линии в последовательности от первого к третьему конвейеру. 3. При нажатии на любую из кнопок аварийного останова SB4 – SB6 останавливаются все конвейеры одновременно, при этом включаются прерывистые звуковой и световой сигналы. 4. При обрыве ленты (размыкании датчиков обрыва ленты SQ1— SQ3) или срабатывании датчика вращения ленты KV1—KV3 происходит немедленный останов аварийного и вышестоящего конвейеров, нижестоящий конвейер отключается через 10 секунд, после чего включаются прерывистые звуковой и световой сигналы. 5. При нажатии на кнопку SB3 «Квитирование защит» и при отсутствии аварийной ситуации выключаются аварийные сигналы конвейер подготавливается к новому запуску. 6. Режим работы конвейера 00:00 – 06:00, 07:00 – 15:00, 16:00 – 24:00 с понедельника по субботу, воскресенье 00:00 – 06:00, 16:00 – 24:00. 19 Вариант 2 Необходимо организовать управление фонтаном с подсветкой согласно следующим требованиям: 1. Фонтан может работать в двух режимах: «Автоматический» и «Ручной», переключаемых тумблером «Режим» (SA1); 2. В автоматическом режиме после нажатия кнопки «Пуск» (SB1) необходимо автоматически включать и выключать подсветку и фонтан по таймеру, согласно следующим требованиям: Фонтан работает с 07:00 до 24:00 ежедневно. Подсветка работает: Пн — Пт включение в 20:00, отключение 24:00, Сб—Вс включение в 18:00, отключение 24:00. Отключение производится при помощи кнопки «Стоп» (SB2); 3. В режиме «Ручной» производится прямое управление работой электромотора от кнопок «Пуск» (SB1) и «Стоп» (SB2) (без временных интервалов отключения) и освещением от кнопки с самоподхватом «Вкл/Выкл» (SB3); 4. Поддерживать заданный уровень воды в фонтане, выключать оборудование при слишком низком уровне воды (датчик L1), контролировать, чтобы не было слишком высокого уровня (датчик L2), и избежать слишком частого включения насоса. 5. При перегрузке электродвигателя (на котором устанавливается соответствующий датчик – F1) или его «сухом ходе» (датчик F2) должно срабатывать автоматическое отключение установки с индикацией режима «Неисправность» лампой (HL1) и звуковым прерывистым сигналом (интервал повторения звукового сигнала 3 с); 6. Звуковой сигнал должен отключаться кнопкой «Квитирование» (SB4); 7. С помощью кнопки «Проверка» (SB5) проверяется исправность элементов сигнализации – работа лампы и звукового сигнала. Вариант 3 Необходимо организовать управление пожарной сигнализацией двух помещении в каждом установлено по три датчика пожара L1, L2, L3 в первой комнате и L4, L5, L6 во второй, соответственно, согласно следующим требованиям: 1. При срабатывании одного датчика, включаются сигнальные лампы НL1 или HL2 при срабатывании датчика в первом помещении или во втором соответственно. 2. При срабатывании двух датчиков, включаются прерывистые сигнал аварии: звуковой и индикацию (интервал повторения звукового 20 сигнала 6 с., скважность 2), с указанием в каком именно помещении сработала сигнализация. 3. Должно быть предусмотрено ручное управление насосами дренчерной системы от аварийных кнопок (SB1) и (SB2). 4. При перегрузке электродвигателей насосов (на которых устанавливаются соответствующие датчики – F1, F2) или их «сухом ходе» (датчики F3, F4) должно срабатывать автоматическое отключение установки с индикацией режима «Неисправность» лампой (HL3) и звуковым прерывистым сигналом (интервал повторения звукового сигнала 3 с, скважность 4). 5. Останов системы проводится кнопкой «Снятие аварии» (SB5). С помощью кнопки «Проверка» (SB64) проверяется исправность элементов сигнализации – работа лампы и звукового сигнала. Вариант 4 Необходимо организовать управление освещением на автостоянке в зависимости от дня недели и времени суток согласно следующим требованиям: 1. Необходимы два режима работы: «Автоматический» и «Ручной», переключаемых тумблером «Режим» (SA1); 2. В автоматическом режиме после нажатия кнопки «Пуск» (SB1) необходимо автоматически включать и выключать освещение и системы вентиляции согласно таймеру. Освещение работает с 06:00 до 10:00 и 16:00 до 20:00 полное в остальное время — дежурное в половину ламп. С 00:00 до 06:00 освещение дежурное в треть ламп. Отключение производится при помощи кнопки «Стоп» (SB2); 3. В режиме «Ручной» производится прямое управление работой электродвигателя вентилятора от кнопок «Пуск» (SB1) и «Стоп» (SB2) (без временных интервалов отключения) и освещением от кнопки с самоподхватом «Вкл/Выкл» (SB3); 4. Поддерживать заданную температуру воздуха на стоянке, выключать оборудование при слишком высокой (датчик L1), или низкой (датчик L2) температуре. 5. При перегрузке электродвигателя (на котором устанавливается соответствующий датчик – F1) должно срабатывать автоматическое отключение установки с индикацией режима «Неисправность» лампой (HL1) и звуковым прерывистым сигналом (интервал повторения звукового сигнала 2 с, скважность 2); 6. Звуковой сигнал должен отключаться кнопкой «Квитирование» (SB4); 21 7. С помощью кнопки «Проверка» (SB5) проверяется исправность элементов сигнализации – работа лампы и звукового сигнала. Вариант 5 Необходимо организовать управление грузовым лифтом на два этажа, включение двигателя вверх и вниз, наложение и снятие тормоза, контроль безопасного состояния дверей во время движения согласно следующим требованиям: 1. Каждому этажу соответствует свои посты вызова: на первом этаже (SB1), на втором этаже (SB2), и свои посты приказа в кабине лифта: кнопки (SB3) и (SB4) приказ на первый и второй этаж соответственно. 2. Для защиты от переподъёма и спуска ниже первого этажа предусмотрены конечные выключатели (SK1) и (SK2), блокирующие включение двигателя в сторону аварии и включающие аварийную звуковую и световую сигнализацию (интервал повторения звукового сигнала 3 с). 3. Для снижения скорости при подходе к этажам предусмотрены конечные выключатели (SK3) и (SK4). Для точного останова предусмотрены выключатели (SK5) и (SK6). 4. Для защиты от открытия дверей предусмотрены конечные выключатели закрытого состояния этажных дверей (SK7), (SK8) и внутренней двери лифта (SK9) при отпускании которых, между этажами должен происходить останов лифта и наложении тормоза. 5. Грузовой лифт функционирует в рабочие дни с 06:00 до 23:00, в выходные дни с 08:00 до 19:00. Вариант 6 Необходимо реализовать систему поддержания заданного уровня воды в бассейне с обеспечением контроля времени беспрерывной работы клапана для уменьшения опасности, вызванной переполнением бассейна, согласно следующим требованиям: 1. В бассейне установлены датчики уровня воды SA1 — SA4 и кнопки впуска (SB1) и выпуска (SB2) воды из бассейна; 2. Имеются две заливных трубы с установленными на них клапанами управляемыми пускателями KM1 и КМ2 соответственно. 3. При кратковременном нажатии на кнопку SB1, уровень поддержания должен увеличиваться на один при нажатии на кнопку SB2 уровень должен уменьшаться на один; 4. Режим работы клапанов залива воды — одна минута работы (нахождение в открытом состоянии), 30 секунд перерыва. 22 5. Режим работы бассейна 6:00 — 23:00, со вторника по воскресенье, понедельник профилактический день, вода не подается. Вариант 7 Обеспечить включение света на заданный интервал времени, по следующему алгоритму: 1. Перед входной дверью установлен датчик освещения (F1) и кнопка включения света «Таймер» (SB1). 2. При кратковременном нажатии на кнопку Таймер и при недостаточном естественном освещении, светильник должен включаться на интервал времени 1 мин. 3. При удерживании нажатой кнопки Таймер в течение 5 с. или более светильник должен включаться на интервал времени 3 мин независимо от внешнего освещения. 4. Предусмотреть возможность управления работой светильника по командам от внешних управляющих устройств или при помощи выключателя «Свет» (SA1), независимо от внешнего освещения. 5. Предусмотреть возможность включения светильника только в вечернее и ночное время. Вариант 8 Необходимо организовать управление сверлильным станком, с автоматической конвейерной подачей заготовок под сверло и счетом просверленных деталей, оборудованным следующими органами управления и датчиками. Переключатель режима работы «Автоматический» / «Ручной» (SA1), кнопка «Пуск» (SB1), кнопка «Останов» (SB2), кнопка «Аварийный останов» (SB3), кнопки управления в ручном режиме работы: «Вперед» (SB4), «Назад» (SB5), «Вниз» (SB6), «Вверх» (SB7), а также концевые выключатели нижнего (SK1) и верхнего (SK2) крайних положений шпинделя, и два датчика положения детали (SA2) и (SA3). Управление и индикация осуществляются следующими устройствами: лампа «Работа» (HL1), лампа «Сигнал» (HL2), звонок (HA1), контакторы привода ленты вперед (KM1) и назад (KM2), контактор включения сверла (KM3), клапаны управления подачей шпинделя вверх (KM4) и вниз (KM5). Должно быть реализовано управление в автоматическом и ручном режимах, согласно следующим требованиям: 1. Станок может работать в двух режимах: «Автоматический» и «Ручной», переключаемых тумблером «Режим» (SA1); 23 2. В автоматическом режиме после нажатия кнопки «Пуск» (SB1) загорается сигнальная лампа «Работа» (HL1), в течение 8 секунд подается прерывистый звуковой и световой сигналы сигнальной лампой (HL2) после чего лента станка запускается, и детали подаются под сверление. 3. Установка детали под сверление определяется по пересечению деталью первого датчика положения (SA2) и ухода с него при не пересечении второго датчика (SA3). 4. В автоматическом режиме после нажатия кнопки «Стоп» (SB2), если идет сверление, то сверло доводится до нижнего положения, нажатия (SK1), после чего сверло поднимается, заготовка убирается из-под сверла и станок останавливается. 5. В режиме «Ручной» производится прямое управление работой станка от кнопок «Пуск» (SB1), «Стоп» (SB2) и кнопок управления лентой SB4, SB5 и подачей шпинделя SB6, SB7; 6. При нажатии кнопки «Аварийный останов» (SB1) станок должен немедленно останавливаться и включаться аварийная световая и звуковая сигнализация (звонок и лампа с периодом 5 с.) со снятием сигнала «Работа». Вариант 9 Задача обеспечить работу установки перемешивания раствора согласно следующим требованиям: 1. Необходимы два режима работы: «Автоматический» и «Ручной», переключаемых тумблером «Режим» (SA1); 2. В режиме «Автоматический», при включении оператором установки кнопкой «Пуск» (SB1), производится автоматическое включение, и отключение электромотора через заданные интервалы времени (10 с – включен, 15 с – отключен), при условии того что в мешалке находится раствор (датчик уровня L1). Отключение установки производится через интервал 10 мин или оператором при помощи кнопки «Стоп» (SB2); 3. Слив раствора в автоматическом режиме производится через 30 секунд поле останова мешалки или в ручном режиме по нажатию оператором кнопки «Слив раствора» (SB3); 4. В режиме «Ручной» производится прямое управление работой электромотора от кнопок «Пуск» и «Стоп» (без временных интервалов отключения); 5. При перегрузке электромотора (на котором устанавливается соответствующий датчик – F1) должно срабатывать автоматическое отключение установки с индикацией режима «Неисправность» лампой (HL1) и звуковым прерывистым сигналом (интервал повторения звукового сигнала 3 с); 24 6. Звуковой сигнал должен отключаться кнопкой «Квитирование» (SB4); 7. С помощью кнопки «Проверка» (SB5) проверяется исправность элементов сигнализации – работа лампы и звукового сигнала. Вариант 10 Управление дверями автоматического гаража с сигнальными лампами по следующему алгоритму: 1. После получение сигнала с брелока (датчик K1) через 10 секунд включается сигнал «Открытие дверей» (перемигивание красного и зеленого сигнала HL1 и HL2) и двери начинают открываться. 2. Через 10 секунд после полного открытия двери (срабатывание конечного выключателя SK1) загорается зеленый сигнал (HL2), разрешающий въезд. 3. Закрытие дверей происходит по повторному сигналу с брелока. Доступ в гараж разрешен в рабочие дни с 06:00 до 23:00, в выходные дни с 07:00 до 21:00 Вариант 11 Необходимо разработать систему управления освещением офисного помещения с одной группой основного освещения (люминесцентные лампы) и одной группой дежурного и фонового освещения оборудованного шторами-жалюзи с электроприводом и датчиком освещенности с бинарным выходом, настраиваемым на определенный порог освещенности, при недостаточной освещенности — контакт которого замыкается. Система привода жалюзи имеет контакты, информирующие о граничных положениях. Управление должно функционировать согласно следующим требованиям: 1. По окончанию рабочего дня (18:15) обеспечить отключение группы основного освещения и обеспечить включение дежурного освещения. Если жалюзи остались открытыми — обеспечить их закрытие. 2. Перед началом рабочего дня (8:45) обеспечить отключение дежурного освещения и открытие жалюзи. 3. При недостаточном природном освещении, обеспечить включение основного освещения по сигналу с датчика освещения, при условии, что жалюзи открыты. 4. Обеспечить включение фонового освещения при закрытых жалюзи. Если было включено основное освещение — выключить его. 5. При включении фонового освещения предусмотреть автоматическое опускание жалюзи. Вариант 12 Реализовать управление освещением комнаты по условию. 25 Есть комната, в двери стоят два датчика регистрации пересечения линии: снаружи и внутри комнаты, они подсоединены к ПЛК. Также к ПЛК подсоединен включатель комнатного освещения, есть возможность использовать еще одну кнопку. Требуется составить программу, которая управляет автоматическим включением и выключением света в комнате. Количество входящих и выходящих может быть больше одного. Вариант 13 Реализовать управление теплогенератором. При нажатии на кнопку пуск, звучит предупредительная сигнализация и запускается основной вентилятор теплого воздуха 1. После запуска основного вентилятора, включается топливный вентилятор 2 для продувки (10 с). Затем включается топливный соленоидный клапан 3 и топливная смесь закачивается в камеру сгорания (5 с). Срабатывает запальная свеча 4 (4 с). Реле пламени 5 контролирует наличие пламени. Если пламя не появилось в течение 5 с., процесс розжига выполняется еще раз (с продувки воздухом 15с.). При повторном не запуске агрегата включается продувка 1мин. и аварийная сигнализация. При нормальном запуске агрегата, система должна контролировать температуру воздуха на выходе термопреобразователем 6 и изменять скорость вращения топливного вентилятора 2. При остановке агрегата, продувка должна осуществляться до тех пор, пока температура не упадет ниже Тmin. 26 ПРИЛОЖЕНИЕ Б Пример оформления титульного листа практической работы Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный индустриальный университет» Кафедра электротехники, электропривода и промышленной электроники РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ РАЗРАБОТКА И ОТЛАДКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО РЕЛЕ OВЕН В СРЕДЕ OWEN LOGIC Вариант 1 Выполнил: ст. гр. ИЭ-15 Красноглазый И. Я. Проверил: доцент каф. ЭЭ и ПЭ к.т.н. Кубарев В. А. Новокузнецк, 2015 27 ПРИЛОЖЕНИЕ В Функции логических элементов программы Таблица В.1 — Битовые операции Наименование Функция «И» 28 Функция «ИЛИ» Функция «НЕ» Функция «Исключающее ИЛИ» Обозначение Релейно-контактный эквивалент Таблица истинности Таблица В.2 — Арифметические операции Наименование Обозначение Пример применения Описание работы Сложение (ADD) Результатом выполнения операции на выходе является сумма входных значений. Вычитание (SUB) Результатом выполнения операции на выходе является разность входных значений. Умножение (MUL) 29 Деление (DIV) Деление с остатком (MOD) Результатом выполнения операции на выходе является перемножение входных значений. Результатом выполнения операции на выходе является деление входных значений. Если в результате деления получаются доли целого числа, то дробная часть отсекается. Результатом выполнения операции на выходе является остаток от деления входных значений. Таблица В.3 — Операции сравнения и выбора Наименование Равно (EQ) Обозначение Пример применения Описание работы Результатом выполнения операции на выходе является логическая «1», если входные числа равны. 30 Больше (GT) Результатом выполнения операции на выходе является логическая «1», если V1 > V2 Выбор (SEL) Результатом выполнения операции на выходе Q является значение входа V2 при V1=0, или V3 при V1=1 ПРИЛОЖЕНИЕ Г Основные функциональные блоки среды Owen Logic Таблица Г.1 — Функциональные блоки программы Наименование Обозначение Временная диаграмма Описание работы SR-триггер с приоритетом включения (SR) Блок используется для переключения с фиксацией состояния. При одновременном поступлении сигналов на входы приоритетным является сигнал входа S. 31 RS-триггер с приоритетом выключения (RS) Блок используется для переключения с фиксацией состояния. При одновременном поступлении сигналов на входы приоритетным является сигнал входа R. Наименование Обозначение Временная диаграмма Продолжение таблицы Г.1 Описание работы На выходе Q блока генерируется единичный импульс по переднему фронту входного сигнала по входу I. Детектор заднего фронта импульса (FTRIG) На выходе Q блока генерируется единичный импульс по заднему фронту входного сигнала по входу I. D-триггер (DTRIG) Блок используется для формирования импульса включения выхода на интервал времени импульса на входе D, при этом выходной интервал будет синхронизирован с тактовой частотой на входе С. 32 Детектор переднего фронта импульса (RTRIG) Наименование Обозначение Временная диаграмма Продолжение таблицы Г.1 Описание работы Блок используется для формирования импульса включения выхода на заданный интервал времени. Таймер с задержкой включения (TON) На выходе Q блока появится логическая «1» с задержкой T относительно фронта входного сигнала I. Таймер с задержкой отключения (TOF) На выходе Q блока появится логический «0» с задержкой T относительно спада входного сигнала I. 33 Импульс включения заданной длительности (ТР) Обозначение Временная диаграмма Продолжение таблицы Г.1 Описание работы Наименование Генератор прямоугольных импульсов (BLINK) 34 Инкрементный счетчик с автосбросом (CT) На выходе Q генератора формируются импульсы с заданными параметрами длительности включенного (Твкл) и отключенного (Тоткл) состояния на время действия управляющего сигнала на входе I. Блок используется для подсчета заданного числа импульсов N. На выходе Q счетчика появится импульс логической «1» с длительностью рабочего цикла прибора (Tцикл), если число приходящих на вход I импульсов достигнет установленного значения N (на входе Т). Наименование Универсальный счетчик (CTN) 35 Инкрементный счетчик (CTU) Интервальный таймер (CLOCK) Интервальный таймер с недельным циклом (CLOCK WEEK) Обозначение Временная диаграмма Продолжение таблицы Г.1 Описание работы Блок является реверсивным счетчиком, для прямого и обратного счета. При поступлении импульса на вход U значение выхода Q увеличивается, на вход D — уменьшается Блок используется для подсчета импульсов, приходящих на вход. При достижении числом приходящих импульсов установленного значения на входе N, выход Q примет значение лог. «1» Блок используется для формирования импульса включения выхода по часам реального времени. Блок используется для формирования импульса включения выхода по часам реального времени, с учетом дней недели. Учебное издание Составители: Кубарев Василий Анатольевич Галлямова Ольга Радиковна РАЗРАБОТКА И ОТЛАДКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО РЕЛЕ OВЕН В СРЕДЕ OWEN LOGIC Методические указания к курсовой работе Издано в соответствии с авторским оригиналом Подписано в печать __.__.2018 г. Формат 60х84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,03 Уч.-изд. л. 2,28 Тираж 25 экз. Заказ ___. Сибирский государственный индустриальный университет 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42 Издательский центр СибГИУ
