praca dyplomowa magisterska - Instytut Sterowania i Elektroniki ...

POLITECHNIKA WARSZAWSKA
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY
INSTYTUT STEROWANIA I ELEKTRONIKI PRZEMYSŁOWEJ
PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA
Na kierunku AUTOMATYKA NAPĘDU
Krzysztof RUDA
Marcin SAMOŁÓWKA
Nr imm. 176807 Nr imm. 176814
Rok akad.2004/2005
Warszawa,dn.11.02.2005
AUTOMATYZACJA STANOWISKA LABORATORYJNEGO DO BADAŃ
UKŁADU NAPĘDOWEGO
Zakres pracy:
1. Dostosowanie stanowiska laboratoryjnego do potrzeb automatyzacji ;
2. Zaprogramowanie sterowników przemysłowych;
3. Opracowanie wizualizacji komputerowej;
4. Przygotowanie instrukcji obsługi;
Opiekun naukowy:
Kierownik Zakładu:
Dr inż. Remigiusz Olesiński
KOCZARA
Termin wykonania: 15.09.2005
Praca wykonana i zaliczona pozostaje
własnością Instytutu i nie będzie
zwrócona Wykonawcy.
Prof. dr hab. Włodzimierz
1

SPIS TREŚCI
1. Wstęp………………………………….………………………………………………………………………………….…… 8
1.1 Cel pracy…..………………………………………………………………………………………….…..………….…... 8
1.2 Program pracy…………………………………………………………………………………….……………………… 8
2. Układ napędowy z silnikiem prądu stałego z przekształtnikiem tranzystorowym………………..… 10
2.1 Wiadomości podstawowe i oznaczenia……………………..……….………………………………….….…… 10
2.2 Impulsowa regulacja napięcia do sterowania prędkością kątową silnika prądu stałego….……. 14
3. Automatyzacja stanowiska laboratoryjnego do badania silnika prądu stałego……….…….………. 18
3.1 Sterowniki i moduły…………………………………………………………………………………..……….……….. 20
3.1.1 Sterownik PCD2.M480……………………………………………….….………………………...…….…………. 20
3.1.2 Sterownik PCD3.M5440……………………………………………….…………………………..…….…………. 21
3.1.3 Moduł zdalnych wejść/wyjść PCD3………………………………………………..…………………..………. 22
3.1.4 Moduły wejść/wyjść cyfrowych i analogowych…………………………………..…………….…….……. 23
3.2 Sygnały pomiarowe oraz sterujące………………………………………………………………….…..……..... 24
3.3 Adaptacja stanowiska……………………………………………………………………………………………..…… 25
3.3.1 Budowa układu sterowania przekaźnikowego………………………..................................…….. 25
3.3.2 Budowa układów dopasowujących sygnały pomiarowe do sterownika………………..…….…… 30
3.3.3 Budowa układów dopasowujących sygnały pomiarowe ze sterownika do stanowiska…….… 34
3.4 Budowa panelu sterowniczego………………………………………………………………………..……….…… 35
3.4.1 Opis elementów umieszczonych na panelu sterowniczym………………………………………...…… 38
4. Środowisko programowania sterownika SAIA…………………………………..………………..……….…… 42
4.1 Charakterystyka PG5…………………………………………………………………..…………………...…….…… 42
4.2 Konfiguracja sprzętowa……………………………………………………………………………………….………. 43
4.3 Konfiguracja sieciowa………………………………………………………………………………….………………. 44
5. Programowanie sterowników w PG5…………………………………………….…………………….…………… 49
5.1 Specyfikacja języków programowania w PG5………………………………………………..…..…………… 50
5.2 Programowanie w edytorze FUPLA………………………………………………………….…………......……. 51
5.2.1 Tworzenie nowego projektu i pliku w edytorze FUPLA……………………………………….….……… 52
5.2.2 Edytor FUPLA……………………………………………………………………………….........................…… 52
5.2.3 Przykładowe rozkazy…………………………………………………………………………………………..……. 53
5.2.4 Budowa i uruchamianie programu………………………………………………………………….…….……. 57
5.3 Narzędzie dodatkowe ‘Transfer Danych’……………………………………………………………………...… 58
6. Wizualizacja badania układu napędowego…………………………………………………………………..…… 66
6.1 Charakterystyka systemu WIZCON………………………………………………………………….………...…. 66
6.2 Konfiguracja sprzętowa…………………………………………………………………………..……….…....……. 67
6.3 Definiowanie sygnałów……………………………………………………………………………..………....…..… 68
6.4 Budowa panelu operatorskiego…………………………………………………………….…………….……..…. 70
7. Instrukcja…………………………………………………………………………………………………………..………… 76
7.1 Dane silnika napędowego…………………………………………………………………………………….….…… 76
7.2 Badanie układu napędowego z silnikiem prądu stałego sterowanego impulsowo………….……. 76
7.2.1 Opis stanowiska pomiarowego …………………………………………………………………………..…..… 76
7.2.2 Badanie układu napędowego ………………………………………………………………..………….….…… 79
8. Pomiary………………………………………………………………………………………………………….……...…… 86
8.1 Tryb pracy ręczny…………………………………………...……….……………………….………………………… 86
8.2 Tryb pracy komputerowy…………………………………………………………………………….…..…..……… 90
8.3 Tryb pracy automatyczny……………………………………………………………………….…….…...…..…… 94
9. Wnioski………………………………………………………………………………………………………………..……… 101
10. Literatura…………………………………………………………………………………………………………..………. 103
11. Program…………………………………………………………………….………………………..……….…….……… 104
11.1 Zestawienie sygnałów…………………………………………………………………………..……………...…… 104
11.2 Listing…………………………………………………………………………………………………………………..…. 108
7

1. Wstęp
1.1. Cel pracy
W dzisiejszych czasach trudno jest sobie wyobrazić, aby nowoczesne
układy automatyki mogłyby obyć się bez sterowników programowalnych PLC
(Programmable Logic Controllers). Zastosowanie sterowników bardzo ułatwia
obsługę wielkich procesów technologicznych, jak i mniejszych zadań
automatyki. Zaletą sterowników PLC jest to, że dzięki możliwości indywidualnej
konfiguracji ich architektury, możemy je dostosować do potrzeb dowolnego
układu automatyki.
Obecnie przy tak dynamicznym rozwoju automatyki znajomość
podstawowych parametrów, właściwości i możliwości sterowników oraz
umiejętność ich programowania jest konieczna dla inżynierów chcących
projektować nowoczesne układy automatyki.
W naszej pracy chcieliśmy zaprezentować, w jaki sposób można
zautomatyzować stanowisko laboratoryjne służące do badania układu
napędowego z silnikiem prądu stałego, dzięki zastosowanym sterownikom
programowalnym.
1.2. Program pracy
Zakres naszej pracy przedstawiają poniższe punkty:
- zapoznanie się z podstawowymi pojęciami i równaniami opisującymi silnik
prądu stałego;
- zapoznanie z metodami wyznaczania charakterystyk silnika prądu stałego;
- przeprowadzenie badań układu napędowego z silnikiem prądu stałego z
wykorzystaniem istniejącego stanowiska laboratoryjnego;
- budowa układów adaptacyjnych umożliwiających zastosowanie
sterowników w istniejącym stanowisku badawczym;
- budowa dodatkowego stanowiska ze sterownikami PLC;
- zaprogramowanie sterowników zgodnie z założeniami przedstawionymi w
programie badań;
8

- wizualizacja sterowania zautomatyzowanym stanowiskiem do badania
silnika prądu stałego.
Rys. 1.2-1 Schemat przedstawiający współpracę urządzeń wchodzących w skład
całego stanowiska laboratoryjnego do badania silnika prądu stałego
9

2. Układ napędowy z silnikiem prądu stałego i przekształtnikiem
tranzystorowym
2.1. Wiadomości podstawowe i oznaczenia
Rysunek 2.1-1 przedstawia schemat zastępczy silnika prądu stałego ze
wzbudzeniem magnesami trwałymi.
Rys. 2.1-1 Schemat zastępczy układu napędowego z silnikiem prądu stałego
Na schemacie tym wprowadzono następujące oznaczenia:
R A – rezystancja uzwojenia twornika silnika [Ω]
L A – indukcyjność uzwojenia twornika silnika [H]
U A – napięcie zasilające obwód twornika silnika [V]
I A – prąd obwodu twornika silnika [A]
E – siła elektromotoryczna indukowana w obwodzie twornika [V]
M e – moment elektromagnetyczny tworzony w silniku [Nm]
M b – moment obciążający lub napędzający związany z maszyną roboczą MR
(Maszyna Robocza) [Nm]
J – moment bezwładności silnika [kgm 2 ]
Ω - prędkość wału silnika (kątowa) [rad/s]
ψ - strumień wzbudzenia (stały od magnesów trwałych) [Wb]
Pozostałe oznaczenia:
n – prędkość wału silnika (obrotowa) [obr/min]
k ∗ Ψ - stała napięciowa silnika [V*min/obr]
E
10

k ∗ Ψ - stała momentowa silnika [N*m/A]
M
Dla tak opisanego silnika można przedstawić następujący układ równań:
1) równanie napięć obwodu twornika
U
dI
A
( t)
= RA
∗ I
A
( t)
+ LA
E(
t)
(2.1-1)
dt
A
+
2) równanie ruchu
M
e
d Ω(
t)
( t)
= M
b
( t)
+ J
(2.1-2)
dt
Aby rozwiązać powyższy układ równań należy pamiętać o zależnościach:
E( t)
= k
E
∗ Ψ ∗ Ω(
t)
= C ∗ Ω(
t)
(2.1-3)
M
e
( t)
= k ∗ Ψ ∗ I ( t)
= C ∗ I ( t)
(2.1-4)
M
A
A
Dla stanu ustalonego maszyny, czyli gdy U A ,M b ,Ω,I A =const., równania
wyglądają następująco:
U
A
= RA
∗ I
A
+ C ∗ Ω
(2.1-5)
M
= C ∗
(2.1-6)
e
I A
Dzięki takim założeniom otrzymujemy następującą zależność na prędkość
kątową silnika prądu stałego:
U
− R
C
∗ I
U
C
A A A A A
Ω =
= − ∗ M
2 e
(2.1-7)
R
C
11

Wzór (2.1-7) opisuje przebieg charakterystyki mechanicznej silnika, czyli
zależność pomiędzy prędkością kątową silnika a jego momentem
elektromagnetycznym.
Jeżeli moment obciążenia silnika M b =0, to silnik wytwarza tylko moment
równoważny momentowi strat i prędkość silnika osiąga wartość prędkości biegu
jałowego, a gdy moment biegu jałowego zostanie pominięty, to silnik osiąga
prędkość idealnego biegu jałowego Ω s , przy którym I A =0, E=U A . Dla warunków
znamionowych zasilania silnika (U A =U N ), charakterystykę mechaniczną
nazywamy charakterystyką naturalną.
Znając już podstawowe zależności opisujące silnik prądu stałego z
magnesami trwałymi, można stwierdzić, które z powyższych wielkości wpływają
na zmianę pracy silnika, a w szczególności wpływają na jego prędkość. Na
podstawie wzoru (2.1-7) widać, że prędkość silnika regulować można zmianą
napięcia U A podawanego na zaciski obwodu twornika.
Najprostszym sposobem regulacji prędkości silnika jest dodanie do
obwodu twornika dodatkowej rezystancji z możliwością zmiany jej wartości (rys.
2.1-2). Jednakże sposób ten ma kilka istotnych wad: charakterystyki
mechaniczne silnika mają różne nachylenie dla różnych wartości rezystancji
dodatkowej oraz prędkość silnika w znacznym stopniu zależy od wartości
momentu obciążenia.
Rys. 2.1-2 Schemat połączeń silnika do sterowania jego prędkością przez zmianę
wartości rezystancji dodatkowej w obwodzie twornika oraz charakterystyki
mechaniczne silnika dla różnych wartości tej rezystancji (R d3 >R d2 >R d1 ) i stałej
wartości napięcia źródła zasilania
12

Innym sposobem regulacji prędkości silnika jest zmiana napięcia źródła
zasilającego obwód twornika, o mocy wystarczającej do zasilania silnika i
możliwie małej rezystancji wewnętrznej R w . Obwód twornika jest bezpośrednio
podłączony do źródła napięcia i dlatego U A =U L (rys. 2.1-3). Ponieważ
rezystancja obwodu twornika R A pozostaje stała i przy zmianie U A zmienia się
proporcjonalnie wartość prędkości idealnego biegu jałowego Ω S , więc
charakterystyki mechaniczne przy tej metodzie sterowania są do siebie
równoległe (rys. 2.1-3).
Rys. 2.1-3 Schemat przedstawiający sposób sterowania prędkością przez zmianę
wartości źródła zasilającego obwód twornika oraz charakterystyki mechaniczne
silnika dla różnych wartości napięcia źródła zasilającego
Jeżeli dodatkowo przyjmiemy, że wpływ spadku napięcia na rezystancji
obwodu twornika, spowodowany prądem płynącym przez ten obwód, jest
pomijany to można wykazać, że prędkość silnika jest prawie proporcjonalna do
napięcia zasilającego obwód twornika.
U
− R
C
∗ I
U
C
A A A A
Ω =
≈ = K ∗U
A
(2.1-8)
Jednym z układów wykorzystujących opisany powyżej sposób regulacji
prędkości silnika jest impulsator tranzystorowy (czoper), wymagający
pośredniego obwodu prądu stałego, z którego za pomocą impulsatora, o
zmiennym wypełnieniu impulsów, uzyskuje się regulowane napięcie zasilające
silnik.
13

2.2. Impulsowa regulacja napięcia do sterowania prędkością
kątową silnika prądu stałego
Z uwagi na to, iż w badanym układzie napędowym, do sterowania
prędkością silnika, wykorzystywany jest tranzystorowy impulsator, poniżej
zostanie pokrótce omówiona zasada jego działania.
Sterowanie impulsowe polega na okresowym załączaniu i odłączaniu
napięcia stałego zasilającego obwód twornika. Regulowanie średniej wartości
napięcia na zaciskach silnika może odbywać się na trzy sposoby: przez zmianę
szerokości impulsów przy stałej częstotliwości taktowania, przez zmianę tej
częstotliwości przy zachowaniu stałej szerokości impulsów oraz przez zmianę
obu tych parametrów jednocześnie.
Napięcie wyjściowe przy pełnym wysterowaniu tranzystorów osiąga
wartość napięcia zasilania U zaś pomniejszonego o spadek napięcia na samym
impulsatorze. Amplituda impulsów jest zawsze taka sama i równa napięciu
zasilania U zaś .
Na rysunku 2.2-1 przedstawiony jest schemat napędu z impulsatorem
tranzystorowym. Układ ten pozwala na dwukierunkowe sterowanie silnikiem
prądu stałego. Zmiana kierunku wirowania silnika jest realizowana przez
Rys. 2.2-1 Schemat układu napędowego z impulsatorem tranzystorowym (układ
nawrotny)
zmianę polaryzacji napięcia sterującego co powoduje wysterowywanie na
przemian dwóch par tranzystorów mocy w układzie (czoperze). Dzięki temu
14

przez zmianę wartości i znaku napięcia sterującego, układ umożliwia uzyskanie
różnych prędkości silnika M przy obu kierunkach jego pracy. Wysterowanie
odpowiedniej pary tyrystorów przedstawia rys 2.2-1a,b
a) b)
Rys. 2.2-1a,b Schemat pokazujący realizację sterowania dwukierunkowego
Sterowanie zaworami w układzie nawrotnym wygląda tak, iż jeden tranzystor z
danej pary jest cały czas załączony, a taktuje tylko drugi.
Średnią wartość napięcia wyjściowego można obliczyć w następujący
sposób:
U
śr
1 Ti t1
= ∗ U t dt = ∗U
= ∗U
T
∫ ( )
ε
0
t
i
2
zaś
(2.2-1)
gdzie:
T
i
1
= - okres impulsowania (2.2-2)
f
i
t 1
t1
=
t2
T i
ε = - wypełnienie (2.2-3)
Zakres wartości wypełnienia zamyka się w przedziale od 0 do 100%.
Przy przewodzeniu impulsowym można wyróżnić dwa podstawowe stany
pracy układu. W przedziale czasowym od 0 do t 1 silnik jest przyłączany do
źródła napięcia U zaś, a w czasie od t 1 do t 2 jest odłączony i zwarty przez diody
rozładowcze D. Po zaniku impulsu napięciowego U(t) w chwili t 1 przy wartości
15

I A , zmagazynowana w indukcyjności obwodu twornika L A , energia
I
2
A
L A
zaczyna rozładowywać się. W tym momencie indukująca się siła
elektromotoryczna podtrzymuje przepływ prądu (rys. 2.2-2), a jej kierunek jest
zgodny z kierunkiem płynącego prądu.
Prąd rozładowania indukcyjności płynie przez diody rozładowcze D i
obwód twornika, dzięki czemu w obwodzie twornika prąd płynie także, wtedy
gdy żadna z par tranzystorów nie jest wysterowana.
Częstotliwość impulsowania dobiera się tak, aby okres impulsowania T i
był znacznie mniejszy od stałej czasowej T A (stała elektromagnetyczna).Tak
dobrana częstotliwość pozwala pominąć zupełnie pulsacje prędkości Ω, które
wystąpiłyby przy małej wartości częstotliwości impulsowania oraz zapewnia
ciągłość prądu płynącego przez twornik silnika w szerokim zakresie obciążeń.
∗
2
Rys. 2.2-2 Przebieg napięcia zasilającego silnik w układzie impulsatora i
odpowiadający mu przebieg prądu w warunkach ciągłości prądu.
∗U
− RA ∗ Iśr
Ω =
ε (2.2-4)
C
Dla małych obciążeń silnika, czyli małych prądów I śr , prąd twornika może
nie być ciągły i wówczas charakterystyka mechaniczna silnika jest bardziej
16

ustępliwa, co jest pokazane na rys. 2.2-3, na którym została zaznaczona granica
ciągłości prądu (linia przerywana).
Rys. 2.2-3 Charakterystyki mechaniczne silnika dla różnych wartości
współczynników wypełnienia
17

3. Automatyzacja stanowiska do badania silnika prądu stałego
Automatyzacja stanowiska laboratoryjnego silnika prądu stałego (rys.3-1)
polega uzupełnieniu go o system kontrolno-pomiarowy z wykorzystaniem
sterowników PLC. W skład systemu kontrolno-pomiarowego wchodzą
następujące elementy:
• komputer PC,
• sterowniki i moduły wejść/wyjść,
• układy kondycjonowania sygnałów,
• oprogramowanie: PG5, Wizcon.
Rys. 3-1 Stanowisko laboratoryjne do badania silnika prądu stałego
Systemem automatyzacji nazywamy zespół urządzeń i oprogramowania
przeznaczonego do realizacji czynności związanych ze sterowaniem systemów
użytkowych np. przemysłowych. Podstawowe czynności takiego systemu to
między innymi:
• zbieranie i przetwarzanie danych,
18

• wypracowanie sygnałów sterujących zapewniających realizację
postawionego celu,
• realizacja sterowania,
• dokumentacja przebiegów zmian wielkości sterujących oraz mierzonych.
W tym celu komputer klasy PC zostanie wyposażony w oprogramowanie
do wizualizacji procesu sterowania oraz podłączony do rodziny sterowników
PCD odpowiedzialnych za poprawne działanie. Dla sterowników PCD zostanie
napisana aplikacja umożliwiająca sterowanie stanowiskiem laboratoryjnym.
Zadaniem systemu będzie:
• przeniesienie niezbędnych sygnałów mierzonych przez mierniki ze
stanowiska do sterownika i komputera,
• zadawanie sterujących sygnałów analogowych przy użyciu sterownika
i komputera,
• zadawanie sterujących sygnałów cyfrowych przy użyciu sterownika
i komputera.
Na wykonanie pracy składają się następujące zadania:
• określenie liczby sygnałów wejściowych i wyjściowych analogowych oraz
cyfrowych,
• budowa odpowiednich układów kondycjonowania,
• budowa panelu sterowniczego,
• konfiguracja dostępnego sprzętu,
• oprogramowanie sterowników,
• realizacja wizualizacji.
19

3.1. Sterowniki i moduły
3.1.1. Sterownik PCD2.M480
Z pośród dostępnego nam zestawu sterowników nowej generacji firmy
SAIA do budowy nowego stanowiska na jednostkę centralną całego systemu
wybraliśmy sterownik PCD2.M480, a zadecydowały o tym jego możliwości
techniczne.
Jego podstawowe zalety to: 50 razy większa moc przetwarzania danych,
niż wcześniejszych wersji PCD2, oraz możliwość pracy jako sterownik centralny
w instalacjach z dużą ilością modułów zdalnych wejść i wyjść. Możliwość
podłączenia do płyty głównej modułów PCD3 daje dostęp do 1024 wejść/wyjść
dowolnie konfigurowanych, co jest bardzo korzystne w naszym przypadku, gdyż
korzystamy z sygnałów wypracowywanych przez inne sterowniki i moduły.
Dodatkowo sterownik PCD2.M480 wyróżnia się dużymi możliwości
komunikacyjnymi, gdyż wyposażony jest w: interfejs szeregowy, łącza sieci
PROFIBUS (DP/MPI/S-Net) oraz port USB. Szczególnie ciekawa była możliwość
nawiązania komunikacji pomiędzy urządzeniami przy wykorzystaniu
najnowszego protokołu komunikacyjnego PROFI S-Net (szczegóły w rozdziale
4.3). Inne możliwości tego sterownika to: programowanie i wymiana danych
przez Ethernet TCP/IP, sterowanie i monitoring z wykorzystaniem Internetu,
programowanie i wymiana danych przez sieci telefoniczne (analogowe, ISDN,
GSM) oraz sterowanie i alarmowanie za pomocą sms-ów.
Gniazda wejść i wyjść sterownika wyposażyliśmy w wybrane do naszego
zadania podzespoły analogowe i cyfrowe (rozdział 3.1.4).
Ponadto PCD2.M480 jest sterownikiem, który możemy bezpośrednio
programować pakietem PG5 lub oprogramowaniem Step7 firmy SIEMENS.
20

Rys. 3.1.1-1 Sterownik PCD2.M480
3.1.2. Sterownik PCD3.M5540
Drugim ze sterowników, którym dysponowaliśmy, jest sterownik
PCD3.M5540. Jednak jego nieco mniejsze możliwości techniczne zadecydowały
o jego drugorzędnej roli.
Podobnie jak PCD2.M480 tak i ten sterownik jest w stanie obsłużyć do
1023 wejść/wyjść dowolnie konfigurowanych. Kasety sterownika wyposażyliśmy
w wybrane moduły wejść i wyjść cyfrowych oraz analogowych (szczegóły w
rozdziale 3.1.4). Wybierając moduły użytkownik ma do dyspozycji ponad 30
różnych modułów o identycznej budowie jak dla PCD1 i PCD2.
Pomimo swoich niewielkich wymiarów również ten sterownik posiada w
swojej obudowie porty: Ethernet TCP/IP, PROFIBUS i USB, co było konieczne
przy konfigurowaniu sieci i nawiązaniu komunikacji pomiędzy sterownikami,
którymi dysponowaliśmy.
Podobnie jak w PCD2.M480 mamy możliwość programowanie pakietem
oprogramowania PG5 lub Step7.
21

Rys. 3.1.2-1 Sterownik PCD3.M5540
3.1.3. Moduł zdalnych wejść/wyjść PCD3.T760
Ostatnią częścią architektury naszego systemu jest moduł zdalnych
wejść/wyjść, który jest rozszerzeniem zarówno dla sterownika PCD2.M480 jak i
PCD3.M5540. Zastosowanie modułu zdalnych wejść/wyjść umożliwia
zwiększenia ilości sygnałów zarządzanych w tej samej przestrzeni adresowej.
Elektronika modułów, w które wyposażony jest PCD3.T760 jest identyczna jak
w PCD1 i PCD2.
Dzięki modułowi, PCD3 możemy wymieniać dane ze sterownikiem
nadrzędnym (PCD2.M480) oraz PCD3.5540 przez łącze PROFIBUS-DP lub S-Net.
Prędkość transmisji danych dochodzi do 1.5 Mbit/s.
Zastosowanie modułu PCD.T760 pozwoliło na pełniejsze zobrazowanie
możliwości wszystkich dostępnych sterowników oraz modułów, a także
przetestowanie nowego protokołu komunikacyjnego.
22

Rys. 3.1.3-1 Moduł zdalnych wejść/wyjść PCD3.T760
3.1.4 Moduły wejść/wyjść cyfrowych oraz analogowych
Wymienione powyżej sterowniki PCD2.M480, PCD3.M5540 oraz moduł
zdalnych wejść/wyjść PCD3.T760 zostały wyposażone (dla naszych potrzeb) w
następujące podzespoły:
• PCD2.M480:
- 2 moduły wejść cyfrowych PCD2.E611 (8 wejść, U wejściowe=15…30 VDC),
- moduł wejść analogowych PCD2.W305 (7 wejść, U wejściowe=0…+10 V),
- moduł wejść analogowych PCD2.W325 (7 wejść, U wejściowe=-10 V…+10 V),
- moduł wyjść cyfrowych PCD2.A410 (8 wyjść tranzystorowych, zdolność
wyłączania=0.5 A/5…32 VDC),
- moduł wyjść analogowych PCD2.W610 (4 wyjścia, U wyjściowe=-10 V…+10
V),
• PCD3.M5540:
- moduł wejść cyfrowych PCD3.E610 (8 wejść, U wejściowe=15…30 VDC),
- moduł wejść analogowych PCD3.W305 (7 wejść, U wejściowe=0…+10 V),
- moduł wyjść cyfrowych PCD3.A410 (8 wyjść tranzystorowych, zdolność
wyłączania=0.5 A/5…32 VDC),
23

- moduł wyjść analogowych PCD3.W605 (6 wyjść, U wyjściowe=0…+10 V),
• PCD3.T760:
- moduł wyjść cyfrowych PCD3.A410 (8 wyjść tranzystorowych, zdolność
wyłączania=0.5 A/5…32 VDC).
3.2. Sygnały pomiarowe oraz sterujące
Tabela 3.2-1 zawiera wykaz wszystkich niezbędnych sygnałów, które
muszą dochodzić ze stanowiska do sterownika oraz ze sterownika do
stanowiska, aby poprawnie przeprowadzić ćwiczenie z wykorzystaniem
komputera oraz sterowników.
Rodzaj sygnału
Nazwa Zakres Zakres
sygnału rzeczywisty wymagany
Cyfrowy Tryb pracy +24VDC +24VDC
Napięcie
sterujące
-10V…+10V -10V…+10V
Wejściowe do
Napięcie
sterownika Analogowe twornika
-70V…+70V -10V…+10V
Prędkość
-
twornika 35.2V..+35.2V
-10V…+10V
Prąd twornika -25A…+25A -10V…+10V
Tryb pracy +24VDC +24VDC
Sterujące
Cyfrowe
przekaźnikami +24VDC +24VDC
Wyjściowe ze
(6)
sterownika
1Rp -10V…+10V -10V…+10V
Analogowe 3Rp(1,2) -10V…+10V 0…-15V
3Rp(3,4) -10V…+10V 0…-15V
Tabela 3.2-1 Sygnały pomiarowe oraz sterujące
24

3.3. Adaptacja stanowiska
3.3.1. Budowa układu sterowania przekaźnikowego
Budowa skomputeryzowanego stanowiska do badania układu
napędowego z wykorzystaniem stanowiska do badania układu napędowego z
silnikiem prądu stałego z przekształtnikiem tranzystorowym (rys.3-1) wymagała
zbudowania nowego sterowania poszczególnych elementów.
Ze względu na automatyzację w oparciu o sterowniki przemysłowe do
budowy układu sterowania przełącznikami wykorzystane zostały przekaźniki
dobrane do wymagań zarówno nowoczesnych sterowników jak i istniejącego
stanowiska. Zastosowanie przekaźników umożliwiło zastąpienie, znajdujących
się na stanowisku laboratoryjnym, przełączników.
Rysunek 3.3.1-1 przedstawia nowy układ załączania styczników 2Q
(załączającego transformator 1T) oraz 3Q (załączającego transformator 2T).
Nowy przełącznik P1 (przełącznik krzywkowy, 3-położeniowy) zainstalowany na
istniejącym stanowisku odpowiada za wybór trybu sterowania silnikiem.
Wybierając tryb ‘sterowanie ręczne’, załączanie styczników 2Q oraz 3Q odbywa
się w sposób klasyczny przez odpowiednie przyciski umieszczone na stanowisku
laboratoryjnym. Nie mamy w tym momencie możliwości sterowania z
komputera.
Zmiana położenia przełącznika P1 na pozycję ‘sterowanie automatyczne’,
odcina nam możliwość załączenia styczników z przycisków umieszczonych na
stanowisku laboratoryjnym. Załączenie styczników 2Q oraz 3Q możliwe będzie
teraz przez wysterowanie odpowiednich wyjść cyfrowych sterownika
podłączonych do cewek zasilających przekaźnik. Podanie napięcia +24VDC na
cewkę przekaźnika spowoduje przełączenie się styków i załączenie
odpowiedniego stycznika (przekaźnik P4 załącza 2Q, przekaźnik P5 załącza 3Q).
25

Rys. 3.3.1-1 Schemat sterowania stycznikami załączającymi transformator 1T (2Q)
oraz transformator 2T (3Q) z wykorzystaniem przekaźników
Schemat sterowania przekaźnikowego przedstawiony na rysunku 3.3.1-2
zastępuje dotychczasowe zaciski laboratoryjne do konfiguracji zasilania silnika.
Zasilanie silnika z czopera, czyli dawne połączenie zacisków laboratoryjnych: 1-
1’, 2-2’, 3-3’ oraz 4-4’ (rys. 2.3.2.1-1) zastępują teraz przekaźniki S1 i S2.
Natomiast zasilanie bezpośrednie przy wirowaniu w lewo (wcześniejsze
podłączenie zacisków: 1-3’ oraz 2-4’) zastępuje przekaźnik S3, zaś przy
wirowaniu w prawo (podłączenie zacisków: 1-4’ oraz 2-3’) przekaźnik S4.
Dodatkowo na stanowisku zainstalowano dwa nowe przełączniki
niezbędne przy pracy ręcznej. 3-położeniowy przełącznik krzywkowy P2 do
wyboru sposobu zasilania silnika: ‘zasilanie bezpośrednie’ lub ‘zasilanie z
czopera’ (ustawienie w położeniu ‘zasilanie z czopera’ załącza przekaźniki S1 i
S2) oraz 3-położeniowy przełącznik P3 do wyboru kierunku wirowania przy
sterowaniu bezpośrednim (położenie ‘lewo’ załącza S3, zaś ‘prawo’ S4).
Podobnie jak to było wcześniej, ustawienie przełącznika P1 w pozycji
‘sterowanie ręczne’ pozwala na sterowanie z przełączników umieszczonych na
26

stanowisku uniemożliwiając sterowanie z komputera. Dopiero po przełączeniu
na pozycję ‘sterowanie komputerowe’ będziemy mogli wysterować cewki
przekaźników P7, P8 i P9 z odpowiednich wyjść sterownika i dokonać
wymaganych przełączeń, gdyż sterowanie z przełączników umieszczonych na
stanowisku nie będzie już możliwe.
Przekaźnik P7 jest odpowiedzialny za zasilanie z wykorzystaniem czopera
i załącza przekaźniki S1 oraz S2 (przełączenie przełącznika P2 w pozycję
‘zasilanie z czopera’). Przekaźnik P8 służy do zasilania bezpośredniego
(przełączenie przełącznika P2 w pozycję ‘zasilanie bezpośrednie’), a przekaźnik
P9 do zmiany kierunku wirowania silnika. Domyślnie załącza S3 zaś po
przełączeniu przekaźnik S4.
Rys. 3.3.1-2 Schemat sterowania wyborem zasilania silnika prądu stałego z
wykorzystaniem przekaźników
Na rysunku 3.3.1-3 widnieje schemat sterowania z wykorzystaniem
czopera po zastosowaniu przekaźników.
27

Ustawiając przełącznik P1 w położeniu ‘sterowanie automatyczne’
przełączamy przekaźniki P1 oraz P2. Przełączenie przekaźnika P1 odcina
możliwość zadawania wartości napięcia sterującego z potencjometrów 1Rp oraz
2Rp na sterownik St1 lub regulatory (w zależności od położenia przełącznika
1S). Dodatkowo nie mamy możliwości zmiany konfiguracji układu z pozycji
przełącznika 1S. Jednocześnie przełączenie przekaźnika P2 umożliwia zadawanie
wartości napięcia sterującego z odpowiedniego wyjścia analogowego sterownika
PCD2. Za wybór konfiguracji układu odpowiada przekaźnik P3, początkowo
ustawiający połączenie w układzie otwartym.
Zmiana położenia przełącznika P1 na tryb ‘sterowanie ręczne’ odcina
nam sygnały dochodzące ze sterownika uaktywniając przełączniki i
potencjometry zamieszczone na stanowisku laboratoryjnym.
Rys. 3.3.1-3 Schemat sterowania czoperem z wykorzystaniem przekaźników
Rysunek 3.3.1-4 to schemat sterowania tyrystorami po wprowadzeniu
przekaźników. W trybie ‘sterowanie ręczne’ wybór wysterowania odpowiednich
tyrystorów odbywa się przez przełącznik 5S, zaś zadawanie napięcia
sterującego z potencjometru 3Rp.
Zmieniając tryb pracy na ‘sterowanie automatyczne’ przełączamy
przekaźnik P6 odcinając przełącznik 5S od tyrystorów, a tym samym możliwość
28

sterowania i zadawania wartości z 3Rp. Sterowanie tyrystorami 1,2 lub 3,4
odbywa się teraz przez zadawanie wartości ze sterownika PCD2 na odpowiednie
wyjście analogowe.
Rys. 3.3.1-4 Schemat sterowania tyrystorami
Rysunek 3.3.1-5 przedstawia schemat przełączania przełączników
umieszczonych na stanowisku po zainstalowaniu przekaźników.
Rys. 3.3.1-5 Schemat przekaźnikowego układu sterowania
29

Do budowy układy przekaźnikowego zastosowano przekaźniki firmy
FINDER (P1…P9) oraz przekaźniki firmy RELPOL (S1…S4). Dane techniczne
użytych elementów znajdują się w załączniku.
3.3.2. Budowa układów dopasowujących sygnały pomiarowe do
sterownika
Brak kompatybilności pomiędzy poziomami sygnałów rzeczywistych, a
akceptowanymi przez sterownik i moduły wejść analogowych wymagał
zbudowania odpowiednich układów dopasowujących poziomy sygnałów.
Wszystkie sygnały docierające do modułu wejść analogowych
PCD2.W325 muszą się mieścić w zakresie od -10V do +10V. Dlatego też dla
takich sygnałów jak: napięcie twornika (zakres -70V…+70V), prędkość twornika
(zakres -35.2V…+35.2V) oraz prąd twornika (-25A…+25A) należało zbudować
specjalne układy dopasowujące.
Do budowy układów wykorzystaliśmy odpowiednio dobrane przetworniki
prądowe i napięciowe firmy LEM.
Dla odpowiedniego przeskalowania sygnałów napięcia twornika oraz
prędkości silnika zastosowaliśmy przetwornik napięciowy z zamkniętą pętlą
sprzężenia zwrotnego LV 25-P umożliwiający pomiar napięć o wartościach
znamionowych w zakresie od 10 do 500V.
Rys. 3.3.2-1 Zasada działania przetwornika napięciowego
30

Mały prąd pierwotny Ip, proporcjonalny do napięcia mierzonego i
wymuszony przez rezystor szeregowy, przepływa przez uzwojenie pierwotne
nawinięte na rdzeniu magnetycznym. Prąd pierwotny Ip wytwarza strumień
magnetyczny, który jest kompensowany przez strumień od prądu płynącego w
uzwojeniu wtórnym. Czujnik Halla i powiązane z nim układy elektroniczne
wytwarzają prąd kompensujący. Wartość prądu kompensującego odpowiada
wartości chwilowej prądu pierwotnego przekazywanej do układów sterujących
w postaci spadku napięcia na rezystorze pomiarowym RM.
Rys. 3.3.2-2 Schemat ideowy układu z przetwornikiem napięciowym
Znamionowe napięcie pierwotne:
U pn
= 70V
Prąd pierwotny:
Rezystancja pierwotna:
I p
= 10mA
R
1
U
pn 70V
= = = 7kΩ
I 10mA
p
Rezystancja pomiarowa: R = ( 100Ω...350Ω)
Prąd wtórny:
M
I S
= 25mA
Napięcie wtórne:
U
S
RM = ⇒ U
S
= RM
⋅ I
S
= 350 Ω ⋅ 25mA
= 8. 75V
I
S
31

Napięcie po stronie pierwotnej Napięcie po stronie wtórnej
5.55 V 0.58 V
10.54 V 1.118 V
15.58 V 1.656 V
20.58 V 2.19 V
25.7 V 2.74 V
Tabela 3.3.2-1 Przykładowe wartości napięć wtórnych uzyskiwane z przetwornika
napięciowego
Wartość uzyskanego napięcia po stronie wtórnej odpowiada
wymaganiom sterownika, co potwierdza poprawność doboru elementów.
Do odpowiedniego dopasowania sygnału prądowego wykorzystany został
przetwornik prądowy z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego LA 25-NP
umożliwiający pomiar prądów o wartościach znamionowych do 25 A.
Rys. 3.3.2-3 Zasada działania przetwornika prądowego
Prąd pierwotny Ip wytwarza strumień magnetyczny, który jest
kompensowany przez strumień od prądu płynącego w uzwojeniu wtórnym.
Czujnik Halla i powiązane z nim układy elektroniczne wytwarzają prąd
kompensujący. Wartość prądu kompensującego odpowiada wartości chwilowej
32

prądu pierwotnego przekazywanej do układów sterujących w postaci spadku
napięcia na rezystorze pomiarowym RM.
Rys. 3.3.2-4 Schemat ideowy układu z przetwornikiem prądowym
Znamionowy prąd pierwotny:
I pn
= 25A
Przełożenie przy połączeniu równoległym: K = 1/ 1000
N
Prąd wtórny:
I S
= 25mA
Rezystancja pomiarowa: R = ( 100Ω...320Ω)
Napięcie wtórne:
U
S
RM = ⇒ U
S
= RM
⋅ I
S
= 320 Ω ⋅ 25mA
= 8V
I
S
M
Prąd po stronie pierwotnej Napięcie po stronie wtórnej
0.21 A 0.072 V
0.8 A 0.249 V
1.2 A 0.375 V
1.75 A 0.538 V
2.15 A 0.655 V
Tabela 3.3.2-2 Przykładowe wartości napięć wtórnych uzyskiwane z przetwornika
prądowego
Wartość uzyskanego napięcia po stronie wtórnej odpowiada
wymaganiom sterownika, co potwierdza poprawność doboru elementów.
33

Szczegółowe dane techniczne wykorzystywanych przetworników
zamieszczone są w załączniku.
3.3.3. Budowa układów dopasowujących sygnały ze sterownika
do stanowiska
Zakres wartości sygnałów analogowych (od -10 V do +10 V)
uzyskiwanych z modułu PCD2.W610 sterownika PCD2.M480, w odniesieniu do
wymaganego sygnału sterowania tyrystorami (zakres od 0 do -15 V) zmusił nas
do zbudowania kolejnych układów dopasowujących.
Aby uzyskać odpowiedni poziom sygnału ze sterownika do tyrystorów
zbudowaliśmy dwa układy wzmacniaczy nieodwracających. Do budowy układów
wykorzystaliśmy układ scalony TL 082CN mieszczący w sobie dwa wzmacniacze
operacyjne.
Rys. 3.3.3-1 Schemat wzmacniacza nieodwracającego
W układzie nieodwracającym sygnał wejściowy doprowadzany jest do
wejścia nieodwracającego (+) wzmacniacza. Przyjmując, że w obwodzie płynie
prąd z wyjścia, poprzez rezystory R2 i R1 do masy to jego wartość wynosi:
34

I
U U
wy
−U
we
we
= =
(3.3.3-1)
R
1
R 2
Wzmocnienie układu definiowane jako stosunek napięcia wyjściowego do
wejściowego przyjmuje wartość:
R
K = 2
U
+ 1
(3.3.3-2)
R
1
Dla poprawnego działania naszego układu musieliśmy uzyskać
wzmocnienie KU=1.5, co zostało osiągnięte (R1=6kΩ, R2=3kΩ).
Napięcie wejściowe
Napięcie wyjściowe
0.234 V 0.351 V
1.243 V 1.864 V
2.765 V 4.147 V
3.254 V 4.881 V
4.652 V 6.978 V
Tabela 3.3.3-1 Przykładowe wartości napięć wyjściowych uzyskiwane ze
wzmacniacza
Wartość uzyskanego napięcia wyjściowego odpowiada wymaganiom
poprawnego sterowania tyrystorami.
Szczegółowe dane techniczne zastosowanego układu scalonego
zamieszczone są w załączniku.
3.4. Budowa panelu sterowniczego
Panel sterowniczy, na którym umieszczone są wymienione w rozdziale
3.1 sterowniki i moduły zawiera również zestaw przycisków, potencjometrów
oraz zacisków laboratoryjnych.
Zamieszczenie dodatkowych elementów pozwoliło uzyskać bardzo
uniwersalne stanowisko dydaktyczne wykorzystywane w laboratorium
35

zakładowym nie tylko do badania silnika prądu stałego, ale również do nauki
programowania nowoczesnych sterowników SAIA.
Budowa panelu sterowniczego podzielona była na kilka etapów:
• Etap I
- to przygotowanie graficznego rozmieszczenia wszystkich elementów na płycie
(rys. 3.4-1) oraz rysunku technicznego zawierającego dokładne wymiary miejsc
montażu,
Rys. 3.4-1 Graficzne rozmieszczenie elementów na panelu sterowniczym
• Etap II
- obejmował przygotowanie konstrukcji nośnej dla przygotowanej płyty,
• Etap III
- zamieszczenie wszystkich elementów oraz ich podłączenie,
36

Rys. 3.4-2 Schemat blokowy połączeń elementów zamieszczonych na panelu
Rysunek 3.4-3 przedstawia uniwersalny panel sterowniczy przygotowany
do potrzeb pracy oraz zajęć dydaktycznych prowadzonych w laboratorium.
Rys. 3.4-3 Panel sterowniczy
37

3.4.1 Opis elementów umieszczonych na panelu sterowniczym
Na zbudowanym panelu sterowniczym (rys. 3.4-3) umieszczone zostały
następujące elementy:
• Sterownik PCD2.M480
- gniazdo zerowe o adresie bazowym 0 zawiera moduł wejść cyfrowych
PCD2.E611, do którego podłączone są przyciski zadające stany wejść o
adresach od I0 do I7 (I0…I5 – przyciski bistabilne, I6 i I7 – przyciski
monostabilne),
- gniazdo pierwsze o adresie bazowym 16 zawiera moduł wejść cyfrowych
PCD2.E611, do którego trafia informacja ze stanowiska laboratoryjnego o
aktualnie ustawionym trybie pracy na przełączniku P1 (I16),
- gniazdo drugie o adresie bazowym 32 zawiera moduł wejść analogowych
PCD2.W305, do którego podłączone są zaciski laboratoryjne wejść
analogowych: I32…I34 (wartości analogowe możemy zadawać z urządzenia
zewnętrznego lub z umieszczonych obok potencjometrów w zakresie od 0 do
+10 V),
- gniazdo trzecie o adresie bazowym 48 zawiera moduł wejść analogowych
PCD2.W325, do którego dochodzą ze stanowiska laboratoryjnego aktualnie
nastawione wartości: napięcia sterowania (I48), napięcia twornika (I49), prądu
twornika (I50) oraz prędkości silnika (I51),
- gniazdo czwarte o adresie bazowym 64 – puste,
- gniazdo piąte o adresie bazowym 80 zawiera moduł wyjść analogowych
PCD2.W610, z którego wychodzą do stanowiska laboratoryjnego sygnały napięć
sterujących: na czoper (O82), tyrystory 1,2 (O81) oraz tyrystory 3,4 (O80),
38

- gniazdo szóste o adresie bazowym 96 – puste,
- gniazdo siódme o adresie bazowym 112 zawiera moduł wyjść cyfrowych
PCD2.A410 wykorzystywany przy nauce programowania sterownika SAIA,
• Sterownik PCD3.M5540
- gniazdo zerowe o adresie 0 zawiera moduł wejść analogowych PCD3.W305,
do którego podłączone są zaciski laboratoryjne wejść analogowych: I0…I2
(wartości analogowe możemy zadawać z urządzenia zewnętrznego lub z
umieszczonych obok potencjometrów w zakresie od 0 do +10 V),
- gniazdo pierwsze o adresie bazowym 16 zawiera moduł wejść cyfrowych
PCD3.E610, do którego podłączone są przyciski zadające stany wejść o
adresach od I16 do I23 (I16…I23 – przyciski bistabilne, I22 i I23 – przyciski
monostabilne),
- gniazdo drugie o adresie bazowym 32 zawiera moduł wyjść cyfrowych
PCD3.A410 wykorzystywany przy nauce programowania sterownika SAIA,
- gniazdo trzecie o adresie bazowym 0 zawiera moduł wyjść analogowych
PCD3.W605, z którego wychodzą na zaciski laboratoryjnego sygnały analogowe
o zakresie od 0 do +10V (O48…O50),
• Moduł zdalnych wejść/wyjść PCD3.T760
- gniazdo zerowe – puste,
- gniazdo pierwsze o adresie bazowym 20 zawiera moduł wyjść cyfrowych
PCD3.A410, z którego wychodzą sygnały sterujące załączaniem odpowiednich
39

przekaźników(O20 – P3, O21 – P4, O22 – P5, O23 – P7, O24 – P8, O25 – P9,
O26 – wysyła sygnał na przekaźnik P2),
- gniazdo drugie - puste,
- gniazdo trzecie – puste.
• Gniazdo sygnałowe
- 26 pinowe gniazdo sygnałowe, przez które przechodzą sygnały ze stanowiska
laboratoryjnego do sterownika oraz przebiegają sygnały ze sterowników do
stanowiska (tabela 3.4.1.1 zawiera dokładny opis połączeń)
• Wyłącznik instalacyjny
- jako zabezpieczenie zastosowano wyłącznik nadprądowy S301 fimy FAEL
Szczegółowe dane techniczne zastosowanego wyłącznika nadprądowego
zamieszczone są w załączniku.
40

Nr
pina
Rodzaj sygnału Nazwa/Zadanie Adres Sterownik
1 Niepodłączony
2 Niepodłączony
3 Niepodłączony
4 Niepodłączony
5 Niepodłączony
6 Niepodłączony
7 Niepodłączony
8 Analogowy Masa zasilania - PCD2.M480
9 Analogowy Masa płytki PCD2.W325 PCD2.M480
10 Analogowy Masa płytki PCD2.W610 PCD2.M480
11 Cyfrowy/Wyj. Załącza przekaźnik P3 (A1) PCD3.A410/O20 PCD3.T760
12 Cyfrowy/Wyj. Załącza przekaźnik P4 (A1) PCD3.A410/O21 PCD3.T760
13 Cyfrowy/Wyj. Załącza przekaźnik P5 (A1) PCD3.A410/O22 PCD3.T760
14 Cyfrowy/Wyj. Załącza przekaźnik P7 (A1) PCD3.A410/O23 PCD3.T760
15 Cyfrowy/Wyj. Załącza przekaźnik P8 (A1) PCD3.A410/O24 PCD3.T760
16 Cyfrowy/Wyj. Załącza przekaźnik P9 (A1) PCD3.A410/O25 PCD3.T760
17 Cyfrowy/Wyj. Sygnał na przekaźnik P2 (11) PCD3.A410/O26 PCD3.T760
18 Analogowy/Wyj.
Napięcie sterujące na tyrystory
3,4 (We2 płytka)
PCD2.W610/O80 PCD2.M480
19 Analogowy/Wyj.
Napięcie sterujące na tyrystory
1,2 (We1 płytka)
PCD2.W610/O81 PCD2.M480
20 Analogowy/Wyj.
Napięcie sterujące na czoper,
P2 (21)
PCD2.W610/O82 PCD2.M480
21 Analogowy/Wej. Napięcie sterujące PCD2.W325/I48 PCD2.M480
22 Analogowy/Wej. Napięcie twornika (Wy3 płytka) PCD2.W325/I49 PCD2.M480
23 Analogowy/Wej. Prąd twornika (Wy4 płytka) PCD2.W325/I50 PCD2.M480
24 Analogowy/Wej. Prędkość silnika (Wy5 płytka) PCD2.W325/I51 PCD2.M480
25 Niepodłączony
26 Cyfrowy/Wej. Sygnał z przekaźnika P2 (14) PCD2.E611/I16 PCD2.M480
Tabela 3.4.1-1 Opis gniazda sygnałowego
41

4. Środowisko programowania sterownika SAIA
4.1. Charakterystyka PG5
PG5 jest narzędziem pozwalającym na tworzenie programów oraz
aplikacji, które następnie są przesyłane do urządzenia sterującego. W
przypadku naszej pracy jest nim sterownik PCD2.480. Podobnie jak w przemyśle
oraz nauce istnieją różne języki programowania, tak i w automatyce możemy
spotkać kilka sposobów programowania sterowników, min. poprzez:
- listę rozkazów IL,
- programowanie przy użyciu bloków sekwencyjnych
- programowanie drabinkowe
- programowanie przy użyciu bloków funkcyjnych
Dokładny opis tych metod programowania znajduje się w rozdziale 5.1.
Środowisko programowania PG5 charakteryzuje się przejrzystą budową
oraz intuicyjną obsługą.
Rys. 4.1-1 Środowisko programowania PG5 (Project Menager)
42

W trakcie programowania mamy możliwość stałej obserwacji stanów
logicznych oraz wartości zmiennych umieszczonych w programie (tryb online).
Dodatkowo środowisko PG5 daje nam możliwość tworzenia
dokumentacji, usuwania błędów programu w chwili, gdy jest on uruchomiony
na PCD, usuwania błędów PCD oraz ustawiania konfiguracji sterownika. Jak
widać PG5 jest nie tylko środowiskiem programowania, ale także kompletnym
systemem nadzorującym pracę sterowników umożliwiającym jednocześnie ich
konfigurację.
4.2. Konfiguracja sprzętowa
Przed rozpoczęciem programowania w PG5 należy skonfigurować
ustawienia sprzętowe. W tym celu należy wejść w ustawienia sterownika, a
następnie w zakładkę ‘hardware’. Konfiguracja parametrów samego sterownika
jest bardzo prosta, gdyż jest możliwość automatycznego zczytania ustawień
wprost z PCD. Umożliwia nam to opcja ‘Upload’.
Rys. 4.2-1 Środowisko programowania PG5 (Project Menager)
43

Pozostałe parametry określające min. Sposób komunikacji pomiędzy
sterownikiem a komputerem, oraz z innymi PCD należy określić już
samodzielnie. Podczas definiowania transmisji, należy pamiętać o tym, żeby
szybkość przesyłu danych była jednakowa we wszystkich współpracujących ze
sobą aplikacji. W przypadku naszego projektu, trzeba było tak skonfigurować te
ustawienia, aby była możliwość wymiany danych pomiędzy PG5 a Wizconem.
4.3. Konfiguracja sieciowa
Wraz z pojawieniem się na rynku nowych rodzin sterowników PCD2.M480
oraz PCD3.M5540 został wprowadzony nowy protokół komunikacyjny zwany
Profi-S-Net. Protokół ten umożliwia komunikację Multi-Master opartą na złączu
szeregowym RS-485 i sieci Profibus FDL.
Rys. 4.3-1 Przykład rozbudowanej sieci typu Multi-Master wykorzystującej protokół
Profi-S-Net
44

Szybkość takiej transmisji wynosi do 12 MBd. Dzięki dodatkowemu
pakietowi PG5 ControlSuite dołączonemu do PG5 możliwe jest projektowanie
rozbudowanych i szybkich oraz bardzo wydajnych sieci opartych na protokole
Profi-S-net. Profi-S-Net to grupa protokołów (MPI, DP, S-IO, HTTP oraz S-Bus)
wykorzystująca wspólną warstwę FDL, dostępną w Profibusie. Dało to
możliwość jednoczesnego używania kilku protokołów na tym samym kablu.
Przy systemie złożonym z kilku jednostek PCD, należy w jednoznaczny
sposób określić, jaką rolę w systemie odgrywa każdy z elementów.
Zdefiniowanie takie umożliwia nakładka PG5 SAIA Network Configurator.
Rys. 4.3-2 Wygląd struktury naszej sieci zdefiniowany w SAIA Network Configurator
W pierwszej kolejności definiujemy, który ze sterowników będzie
masterem, a które slave-ami. Spis aparatów jakie możemy dołączyć do sieci
znajduje się w rozwijanym menu z lewej strony okna konfiguracujnego. Wygląd
sieci jest prezentowany w sposób graficzny, dzięki czemu konfiguracja sieci jest
bardzo przejrzysta.
Następny krok obejmuje dokładną definicję architektury poszczególnych
sterowników. Po to, aby master potrafił zidentyfikować sygnały przychodzące z
systemu, należy dla każdego slavea określić moduły oraz przyporządkować
wszystkim wej/wyj konkretne zmienne. Definicja taka dotyczy TYLKO jednostek
45

pełniących rolą slavów, gdyż master jest w stanie określić samodzielnie własną
konfigurację (jakie moduły na w jakich gniazdach).
Rys. 4.3-3 Konfiguracja architektury slava, z dokładnym zdefiniowaniem sygnałów
wej/wyj.
Przystępując do wprowadzenia konfiguracji poszczególnych aparatów
znajdujących się w sieci, musimy dokładnie wiedzieć jakie moduły znajdują się
w kolejnych gniazdach.
W przypadku, gdy slavem jest jednostka mogąca pracować jako master
(w naszym przypadku takim elementem sieci jest sterowniak PCD3.M5440) w
spisie dostępnych modułów nie ma podanych konkretnych ich typów a jedynie
rodzaj pobieranych i wysyłanych do mastera danych – rejestr/flaga).
Dodatkowo należy pamiętać, że dla każdego sterownika (nie mylić z
modułem rozszerzeń) znajdującego się w strukturze sieci należy utworzyć
osobną CPU oraz poprawnie skonfigurować ustawienia hardwerowe.
46

Rys.4.3-4 Prawidłowa konfiguracja hardwerowa dla sterownika PCD2.M480 dla sieci
S-Net
47

Rys.4.3-5 Prawidłowa konfiguracja hardwerowa dla sterownika PCD3.M5440 dla
sieci S-Net
48

5. Programowanie sterowników w PG5
Do programowania wymienionych w rozdziale 3.1 sterowników
wykorzystywana jest najnowsza wersja oprogramowania PG5 1.3.110.
Oprogramowanie PG5 jest narzędziem pozwalającym tworzyć programy
dla szerokiej gamy aplikacji oraz rozwiązywać wiele innych problemów
występujących podczas projektowania. Należą do nich:
• tworzenie dokumentacji,
• usuwanie błędów programu, gdy jest uruchomiony na PCD,
• usuwanie błędów na PCD,
• ustawianie konfiguracji PCD,
• zapisywanie programu na EPROM.
Oprogramowanie umożliwia pisanie programów dla wielu istniejących
typów PCD: PCD1, PCD2, PCD3, PCD4, PCD6.
Rys. 5-1 Okno dialogowe w PG5
49

5.1. Specyfikacja języków programowania w PG5
Podobnie jak języki programowania C++, Prolog, Asembler napisane dla
specjalnych aplikacji w nauce i przemyśle, istnieją również różne rodzaje
języków dla automatyki. Istniejące języki to:
• lista rozkazów IL (Instruciton List) – rodzaj kodu asemblera z 127
rozkazami pracującymi w kombinacji z ważnymi dyrektywami
asemblera, przydatny przy tworzeniu bardzo szybkich programów lub
przy wprowadzaniu własnych protokołów komunikacji dla PCD,
• graftec – edytor umożliwiający rysowanie Bloków Sekwencyjnych
(Sequential Blocs), użyteczny przy rozwiązywaniu problemów
sekwencyjnych gdy czekamy na spełnienie warunków przed
rozpoczęciem kolejnego etapu,
• fupla – przystosowany do graficznego edytowania programów w
postaci drabinkowej lub logicznej z dużą biblioteką bloków
funkcjonalnych.
Rys. 5.1-1 Okno dialogowe do tworzenia nowego pliku programu
50

5.2. Programowanie w edytorze FUPLA
Z wymienionych w rozdziale 5.1 języków programowania dostępnych w
PG5 do napisania programu realizującego badanie silnika prądu stałego
wykorzystaliśmy edytor FUPLA (FUnction PLAn).
Każdy z rozkazów oznaczony jest ikoną wywoływaną za pomocą Skrzynki
Funkcji (FBox), zaś samo programowanie polega na prostym narysowaniu
połączeń pomiędzy różnymi skrzynkami. Do programowania mamy dostępnych
kilkaset takich skrzynek zebranych w bibliotekach. Podstawowe biblioteki
instalowane są standardowo z oprogramowaniem PG5, natomiast inne możemy
dodawać później.
Pozostałe biblioteki możliwe do zainstalowania to:
• HVAC – zawierająca ponad 200 skrzynek do budowania aplikacji
systemów grzewczych,
• MODEM-owa – umożliwiająca użycie kilku modemów w
oprogramowaniu PLC, bardzo pożyteczna do budowania sieci PLC
umożliwiającej wymianę danych za pomocą linii telefonicznej,
• FBox-y dla specjalnych modułów wejść/wyjść.
Rys. 5.2-1 Lista standardowych bibliotek ze Skrzynkami Funkcji
51

5.2.1. Tworzenie nowego projektu i pliku w edytorze FUPLA
Tworzenie projektu rozpoczynamy z poziomu okna dialogowego PG5
gdzie wybieramy zakładki przedstawione na rysunku 5.2.1-1.
Rys. 5.2.1-1 Tworzenie projektu
Otwieranie pliku programu w edytorze FUPLA wykonujemy z poziomu
okna dialogowego przedstawionego na rysunku 5.1-1 uzyskując plik edytora
FUPLA z rozszerzeniem ‘nazwapliku.fup’, np.: ‘ster.fup’.
5.2.2. Edytor FUPLA
Rysunek 5.2.2-1 przedstawia przykładowe okno edytora FUPLA jednej ze
stron programu. Program wykonywany jest od początku do końca, od lewej do
prawej strony. Symbole wejść umieszczone są po stronie lewej, a wyniki
zapisywane są po stronie prawej. Plik edytora FUPLA może zawierać kilka
52

loków programu, zapisanych na stronach, których dozwolona liczba dla
jednego pliku wynosi 200 stron.
Rys. 5.2.2-1 Okno edytora FUPLA
5.2.3. Przykładowe rozkazy.
Zamieszczone poniżej rysunki przedstawiają fragment zbudowanego
programu w edytorze FUPLA. Wybrany fragment programu jest odpowiedzialny
za automatyczne wyznaczenie charakterystyki dynamicznej badanego silnika.
Po załączeniu przycisku ‘Ch dynamiczna’ (rys. 6.4-4) zadaniem
sterownika jest wypracowanie odpowiednich sygnałów sterujących w celu
wyznaczenia opisanej w rozdziale 7.2.2 charakterystyki dynamicznej.
53

Rys. 5.2.3-1 Fragment programu FUPLA do wyznaczania charakterystyki
dynamicznej
54

Przedstawiony fragment programu zawarty został na 2 stronach edytora.
Do tworzenia nowych stron wykorzystujemy ikonę ‘Strona’ (Page) z belki
narzędziowej natomiast do poruszania się pomiędzy stronami ikony strzałek
zamieszczone na tej samej belce (rys. 5.2.3-2).
Rys. 5.2.3.2 Ikony do tworzenia i poruszania się po stronach
Każdą nową stronę możemy udokumentować przez nadanie jej nazwy
oraz komentarzu informującego, jakiej części programu dotyczy.
Rys. 5.2.3-3 Dokumentacja stron
Flaga o nazwie ‘Start_D_automat’, aktywowana przez użytkownika
(impuls chwilowy), uruchamia za pomocą bloczku ‘RS’, wejście S (Set), stoper
odmierzający czas (blok ‘Chrono’). Odliczanie czasu zostanie zatrzymane
podaniem impulsu z bramki ‘Or’ na wejście R (Reset) bloczku ‘RS’ przez flagę
55

‘Stop awaria’ (ustawiana przez użytkownika), flagę ‘Koniec_D_automat’
(ustawiana programowo) lub flagę ‘Automatyka’, której stan uzależniony jest od
położenia przełącznika trybu pracy znajdującego się na stanowisku
laboratoryjnym.
Aktualnie odmierzony czas trafia do rejestru ‘Czas’. Wartość z rejestru
‘Czas’ jest przekazywana na jedno z wejść komparatorów ‘Cmp’. Na drugie
wejście komparatora jest podawana stała wartość ustawiona przez programistę.
W chwili zrównania się wartości wejściowych któregoś z komparatorów,
wysyłany jest impuls na odpowiedni bloczek ‘RS’, który zapisuje do
odpowiedniego rejestru wartość logiczną ‘1’ np.: ‘Poz1_D_automat’.
Wartość rejestru np.: ‘Poz1_D_automat’ trafia na wejście ‘=0’
przełącznika (‘Switch’). Logiczna ‘1’ na wejściu ‘=0’ powoduje przepisanie na
wyjście przełącznika wartości ‘2047’ podawanej na wejście ‘I0’. Wartość
wyjściowa z przełącznika trafia do rejestru ‘Ust_D_automat’, a z niego przez
moduł wyjść analogowych PCD2.W610 do stanowiska laboratoryjnego zadając
na silnik odpowiednie napięcie sterujące.
Zadziałanie kolejnego z komparatorów zeruje wcześniejszy blok ‘RS’ (do
rejestru ‘Poz1_D_automat’ zapisywana jest wartość logiczna ‘0’) oraz zapisuje
do kolejnego z rejestrów (‘Poz2_D_automat’) wartość logiczną ‘1’, co powoduje
w ostateczności zmianę napięcia sterującego. Zadziałanie ostatniego z
komparatorów zeruje ostatni z bloków ‘RS’ oraz zatrzymuje procedurę odliczania
czasu kończąc wyznaczanie charakterystyki dynamicznej w trybie
automatycznym.
Ponowna zmiana stanu flagi ‘Start_D_automat’ uruchomi tą samą
procedurę od początku. Zmiana stanu flagi ‘Stop awaria’ lub ‘Automatyka’ w
trakcie wyznaczania charakterystyki zeruje wszystkie bloki, zatrzymując silnik, a
ponowne uruchomienie odbywa się z pozycji startowej przez flagę
‘Start_D_automat’.
56

5.2.4. Budowa i uruchamianie programu
Po ukończeniu budowy schematu dokonujemy kompilacji programu. W
tym celu wykorzystujemy ikonie ‘Buduj’ (Bulid) zamieszczoną na pasku
narzędziowym.
Rys. 5.2.4-1 Ikona do kompilacji programu
Gdy program zostanie napisany poprawnie informacje te zostaną
wyświetlone w oknie komunikatu przedstawionym na rysunku 5.2.4-2, w innym
przypadku zostaną wyświetlone czerwonym drukiem informacje o błędach.
Rys. 5.2.4-2 Komunikat o poprawnym skompilowaniu programu
57

5.3. Narzędzie dodatkowe ‘Transfer Danych’
Oprogramowanie PG5 jest wyposażone w kilka narzędzi ułatwiających
wykonywanie takich operacji jak: wymiana baterii, konserwacja, dokumentacja i
inne.
Narzędzie ‘Transfer Danych’ umożliwia przesyłanie nie tylko programu z
PCD, ale również zawartości rejestrów, flag, liczników, bloków danych, itp.
Ponadto ułatwia nam wykonanie takich operacji jak:
• zabezpieczenie danych podczas wymiany baterii,
• przesłanie w dowolnym czasie danych logicznych,
• zapis stanu zainstalowanego sprzętu.
Rys. 5.3-1 Narzędzie transferu danych
W pracy narzędzie ‘Transferu Danych’ wykorzystane zostało do
przesyłania zarejestrowanych przez sterownik takich danych jak: napięcie
sterujące, napięcie twornika, prąd twornika oraz prędkość silnika.
Dla tych celów utworzony został oddzielny plik (Badania.fup)
odpowiedzialny za rejestrację mierzonych danych wejściowych podczas
58

wykonywania programu. Przykładową stronę tego pliku przedstawia rysunek
5.3-2.
Wartości mierzone trafiające ze stanowiska na moduł wejść analogowych
PCD2.W325 sterownika PCD2.M480 są rejestrowane przez Bloki Danych (DB
Logger) przy każdym ustawieniu flagi ‘Pomiar’ w stan wysoki. Sygnał wejściowy
może byś ustawiany w stan wysoki przez operatora lub np. przez czasomierz.
Jeden Blok Danych jest w stanie zarejestrować 10 wartości zapisywanej
do niego wielkości. Po zapełnieniu danego bloku kolejne dane są przesyłane
przez wyjście Car do następnego z bloków. Przed kolejnymi pomiarami
wszystkie bloki możemy wyczyści sygnałem wejściowym R (Reset) lub
zapisywać dane bez czyszczenia bloków, gdyż będą one zapisywane od
początku w miejscu poprzednich zapisów.
Rys. 5.3-2 Zapis danych do bloków zrealizowany w edytorze FUPLA
Do przesyłania zgromadzonych danych w wybranych blokach
wykorzystujemy jedną z metod, którą jest Szybki Zapis (Quick Save) (rys. 5.3-3)
59

Rys. 5.3-3 Wybór danych przy metodzie Szybkiego Zapisu
W widniejącym powyżej oknie wybieramy elementy do wyświetlenia, czyli
Bloki Danych, wpisujemy ich graniczne adresy (dla rejestracji przez użytkownika
są to bloki o adresach od 4064 d0 4091, przy rejestracji automatycznej od 4000
do 4063) oraz określamy rodzaj wyświetlenia.
Wybrane przez użytkownika dane są załadowane i zapisane w pliku
tekstowym o nazwie ‘nazwapliku.dt5’ (rys. 5.3-4).
Rys. 5.3-4 Przesyłanie danych ze sterownika do pliku tekstowego
Wygląd utworzonego pliku z zapisanymi danymi przedstawia rys. 5.3-5.
60

Rys. 5.3-5 Plik tekstowy wygenerowany przez narzędzie ‘TD’
W celu zobrazowania wyników pomiarów, dane umieszczone w pliku
tekstowym wygenerowanym przez narzędzie Transfer Danych, są importowane
przez wcześniej przygotowany plik Excela. Należy pamiętać przy tym, aby plik
tekstowy miał nadaną określona nazwę i lokalizację. W przeciwnym razie
użytkownik będzie musiał samodzielnie skonfigurować import danych
zewnętrznych w Exelu. Na rysunku 5.3-6 i 5.3-7 przedstawione zostały kolejne
kroki prawidłowego importu danych z pliku zewnętrznego. Ważne jest, aby
przed rozpoczęciem umieścić kursor w odpowiedniej komórce (A3) arkusza
„Dane2”, gdyż definicje pozostałych komórek są ściśle powiązane z
odpowiednimi komórkami, w które Excel importuje dane z pliku tekstowego.
61

Rys. 5.3-6 Rysunek przedstawiający kolejne kroki konfiguracji pobierania danych
zewnętrznych
Krok 1: wybierz opcję w
‘Typie danych
źródłowych’ – ‘Z
separatorami’ zapewni to
przejrzyste i
uporządkowane
wyświetlenie danych z
pliku tekstowego
62

Krok 2: Wybierz
opcję ‘Tabulator’ w
grupie separatorów i
kliknij przycisk ‘Dalej’
Krok 3: Wszystkie
najważniejsze
parametry zostały
określone. Naciśnij
przycisk ‘Zakończ’
Rys. 5.3-7 Rysunek przedstawiający kolejne kroki konfiguracji pobierania danych
zewnętrznych
Wyniki przeprowadzonych pomiarów możemy oglądać na kolejnych
arkuszach pliku Excela. Prezentowane w nich wykresy przedstawiają 7
charakterystyk. Trzy pierwsze wykreślane są podczas badania układu
napędowego przy pracy komputerowej. Ich jakość całkowicie zależy od
prawidłowego przeprowadzenia ćwiczenia przez laboranta, dlatego należy
pamiętać by zapisywane punkty pomiarowe przedstawiały najważniejsze punkty
badanej charakterystyki. W przypadku pracy automatycznej sterownik sam
notuje w określonych odstępach czasu kolejne mierzone wartości. Dodatkowo
przy pracy automatycznej badana jest charakterystyka dynamiczna. Na rys. 5.3-
8 zaprezentowane zostały przykładowe wyniki otrzymane przez przetworzenie
63

danych z wygenerowanych przez narzędzie ‘TD’. Przedstawiają one
charakterystykę sterowania wyznaczoną przez badającego układ w trybie pracy
komputerowej oraz charakterystykę dynamiczną wyznaczoną w sposób
całkowicie automatyczny.
64

Rys. 5.3-8 Przykładowe charakterystyki wykreślone w pliku Excela
65

6. Wizualizacja badania układu napędowego
6.1. Charakterystyka systemu Wizon
Wizcon jest częścią składową Axera Supervisior- zaawansowanego
systemu sterowania nadrzędnego i akwizycji danych (SCADA) umożliwiającego
integratorom systemów tworzyć wyrafinowane aplikacje sterujące i
monitorujące dla wszystkich gałęzi przemysłu.
Wizcon umożliwia nadawanie praw ograniczających dostęp do części
składowych systemu, którymi są:
• menu oraz opcje menu,
• wpisywanie wartkości bramek,
• uruchamianie makropoleceń,
• warstwy i obrazy aplikacji.
Dzięki właściwości ograniczania dostępu, każdy użytkownik Wizcona
może mieć przypisany poziom dostępu np. zgodnie z hierarchią panującą w
firmie. Takie zróżnicowanie poziomów autoryzacji gwarantuje, iż osoby
nieuprawnione nie będą miały możliwości ingerencji w strukturę programu i
dokonanie jakichkolwiek zmian.
Rys. 6.1-1 Rysunek przedstawia Studio Wizona ułatwiające tworzenie aplikacji
66

Głównym zadaniem Wizcona jest współpraca z systemem automatyki.
Dzięki niej możemy sterować procesami technologicznymi wykorzystując do
tego zbudowany w Wizconie wirtualny panel operatorski. Oprócz zadawania
sygnałów mamy także możliwość monitorowania całego systemu, bądź linii
produkcyjnej. Takie rozwiązanie jest niezmiernie wygodne, ponieważ operator
ma wszystkie najważniejsze informacje (dane, alarmy oraz możliwość
sterowania urządzeniami) w jednym miejscy, czyli na ekranie monitora. Także
możliwość dopasowania wyglądu aplikacji do potrzeb klienta jest bardzo dużą
zaletą. Można tworzyć własny wygląd panelu zgodny z wizją projektanta i
wygodny w użytkowaniu. Również fakt, iż jest to urządzenie wirtualne, przynosi
korzyści, ponieważ w każdej chwili możemy zmienić ustawienia i rozmieszczenie
wirtualnych przyrządów, co jest bardzo trudne do wykonania w przypadku
rzeczywistych obiektów.
Rysunek 6.1-1 przedstawia studio aplikacji wizcona, podzielone na dwie
części. Pierwsza, znajdująca się po lewej stronie, pokazuje hierarchiczną
strukturę (w formie drzewa) kontenerów, z których składa się aplikacja systemu
Wizcon. Kontenery te mogą być uznane za bloki, z których buduje się aplikację
systemu Wizcon. W skład drzewa wchodzą trzy główne foldery: Aplikacja
internetowa, Pliki i Obiekty.
Druga przedstawia panel sterowania, w którym dokonujemy zmiany
ustawień aplikacji.
6.2. Konfiguracja sprzętowa
Rozpoczynając pracę z Wizonem, w pierwszej kolejności należy
zdefiniować ustawienia sprzętowe, obejmujące określenie drivera
komunikacyjnego, pozwalającego na komunikację ze sterownikami i nadanie mu
unikatowej nazwy. Kolejnym krokiem w definiowaniu hardewru jest wybranie
portu komunikacyjnego oraz określenie prędkości transmisji danych. W tym
miejscu należy zwrócić na ten parametr szczególną uwagę, gdyż musi mieć on
taką samą wartość, jaką zdefiniowaliśmy przy konfiguracji sprzętowej
sterownika. W przypadku niezgodności prędkość transferowych nawiązanie
komunikacji pomiędzy aplikacją Wizon a sterownikiem będzie niemożliwe.
67

Rys. 6.2-1 Na rysunku zostały przedstawione kolejne kroki konfiguracji sprzętowej,
z zaznaczeniem najważniejszych elementów
6.3. Definiowanie sygnałów
Następny etap obejmuje zdefiniowanie sygnałów używanych przez
aplikacje napisane w Wizconie. W tym celu należy utworzyć bramki, które w
Wizonie używane są jako wewnętrzne zmienne do obliczeń i wyświetleń oraz
komunikacji ze sterownikami PLC w celu reprezentacji danych ze sterownika
PLC lub też do wysyłania poleceń do PLC.
Rozróżniamy trzy grupy bramek w zależności od źródła, z którego
korzystają: PLC, własne, złożone.
Bramki PLC, wykorzystywane są przy komunikacji i wymianie danych
pomiędzy Wizonem a urządzeniami zewnętrznymi. Bramki te posiadają swoje
odwzorowania w zmiennych sterownika (np. rejestr). Definiuje się to poprzez
podanie adresu bramki podczas definiowania bramki. Format adresu różni się w
zależności od danego sterownika, struktury pamięci sterownika PLC,
wewnętrznej architektury czy protokołu komunikacyjnego. Aby bramki te
działały poprawnie należy właściwie skonfigurować ustawienia sprzętowe (driver
oraz prędkość transmisji – patrz roz. 6.2)
68

Bramki własne reprezentują zmienne wewnętrzne, które nie są
podłączone do żadnych urządzeń i używane są przy różnorodnych obliczeniach,
do obsługi sterowania i do innych celów związanych z obsługą aplikacji. Bramki
z tej grupy mogą być wykorzystywane min. do przełączania się pomiędzy
strefami w aplikacji, wywoływania konkretnych funkcji, czy wywoływania plików
Wizcona (np. wykresów) z poziomu panelu sterowania.
Bramki, których wartości są obliczane automatycznie zgodnie ze wzorem
zdefiniowanym przez użytkownika nazywamy bramkami złożonymi.
Jak już wcześniej wspomniano, dzięki aplikacjom zbudowanym w
Wizconie możemy zastąpić tradycyjny panel operatorski, wirtualnym. Aby było
to możliwe, musimy mieć możliwość wymiany danych pomiędzy komputerem a
sterownikiem, obejmującą zarówno sygnały cyfrowe jak i analogowe. Żeby taka
współpraca była realizowana, Wizcon posiada dodatkowy podział bramek na:
cyfrowe, analogowe i tekstowe:
- bramki cyfrowe reprezentują wartości dyskretne stanów logicznych
- bramki analogowe reprezentują wartości numeryczne, takie jak liczby
całkowite i zmiennoprzecinkowe.
- bramki tekstowe mogą przyjmować wartości będące ciągami znaków
alfanumerycznych.
Na rysunku 6.3-1 został pokazany przykład definiowania bramki
analogowej. Przy opisywaniu bramki należy zwrócić uwagę na kilka rzeczy.
Pierwszą z nich jest wybór źródła bramki, czyli określenie typu bramki (PLC,
własna, złożona). Następnie wybieramy wcześniej zdefiniowany driver
komunikacyjny i nadajemy bramce ściśle określony adres. Należy pamiętać, że
jeżeli dany sygnał był wcześniej wykorzystywany w programie sterownika, w
Wizonie musi mieć on taki sam adres jak w sterowniku. Sposób dokładnego
adresowania jest dostępny w pomocy Wizcona.
Przy definiowaniu bramek analogowych mamy możliwość przeskalowania
pobieranego sygnału (wartości inżynierskie), tak, aby jego wartości
wskazywane przez wirtualne przyrządy był zgodny z wartościami rzeczywistymi.
69

Rys. 6.3-1 Rysunek przedstawiający przykład definiowania bramki analogowej.
6.4. Budowa panelu operatorskiego
Kolejnym krokiem w programowaniu w Wizconie jest zbudowanie
wirtualnego panelu operatorskiego. Podstawowymi cechami takiego panelu są
przejrzystość, intuicyjna obsługa. Naszym zadaniem było utworzenie takiej
aplikacji, której obsługa nie sprawiłaby problemu osobom mającym po raz
pierwszy styczność z tym ćwiczeniem laboratoryjnym. Podczas budowy panelu,
musieliśmy pamiętać o licznych blokadach i zabezpieczeniach mających na celu
wykluczenie jakiegokolwiek niepożądanego działania układu wynikającego z
nieprawidłowego wykonywania programu ćwiczenia.
Obsługa stanowiska do badania silnika prądu stałego, została podzielona
na trzy kategorie, wynikające z trzech trybów pracy układu:
- praca ręczna,
- praca komputerowa,
70

- praca automatyczna.
Wybór trybu pracy odbywa się na pierwszym ekranie wirtualnego panelu.
Oprócz możliwości wejść do poszczególnych trybów, można na nim obserwować
aktualne położenie przełącznika wyboru trybu pracy umieszczonego na pulpicie
laboratoryjnym. Aby wejść do poszczególnych zakładek, musimy wpierw
ustawić przełącznik ręczny P1 w odpowiedniej pozycji:
P1 - sterowanie ręczne
Wizcon - Praca ręczna
P1 – sterowanie automatyczne Wizcon - Praca komputerowa
P1 – sterowanie automatyczne Wizcon – Praca automatyczna
Tabela 6.4-1 Zestawienie przedstawiające zależności pomiędzy pozycjami
przełącznika P1 a dostępnością trybów pracy w Wizconie
Rys. 6.4-1 Rysunek przedstawiający pierwszy poziom wirtualnego panelu
sterowania
Po przełączeniu przełącznika P1 w pozycję ‘Sterowanie ręczne’, aktywne
są wszystkie przełączniki i potencjometry na pulpicie laboratoryjnym, natomiast
w Wizconie jest możliwość jedynie obserwacji mierzonych wielkości fizycznych.
Pomimo tego iż w tym przypadku Wizcon służy tylko jako wyświetlacz, jest on
71

ardzo pomocny, gdyż dzięki cyfrowym wyświetlaczom pomiar jest dużo
dokładniejszy niż w przypadku mierników analogowych, umieszczonych na
stanowisku laboratoryjnym.
Rys. 6.4-2 Cyfrowy wyświetlacz wielkości mierzonych podczas badania silnika przy
sterowaniu ręcznym
Przełączając P1 w pozycję ‘Sterowanie automatyczne’, odblokowane
zostają dwie zakładki: praca komputerowa i praca automatyczna.
W pracy komputerowej mamy możliwość wyboru programu badań dla
konkretnej charakterystyki. W przeciwieństwie do ćwiczenia wykonywanego na
stanowisku istniejącym do tej pory, tu użytkownik ma już gotowe układy, z
elementami związanymi tylko z daną charakterystyką. Dzięki temu został
zawężony margines ewentualnej pomyłki i błędnego skonfigurowania układu
napędowego.
Po wejściu w Pracę komputerowa wyświetlana jest podstrona z
możliwością wyboru konfiguracji układu, w zależności od tego, którą z
charakterystyk chcemy przebadać. Do wyboru mamy:
- charakterystykę sterowania,
- charakterystykę mechaniczną silnika,
- charakterystykę mechaniczną układu.
72

Rys. 6.4-3 Przedstawia wszystkie cztery plansze dostępne przy wyborze trybu:
Praca Komputerowa
73

Po wejściu w wybraną zakładkę, oprócz widoku schematu układ,
przycisków oraz potencjometrów, mamy także możliwość obserwowania zmian
mierzonych wielkości fizycznych. Dodatkowym ułatwieniem w późniejszym
przygotowywaniu wyników badań, jest wprowadzona przez nas funkcja pomiaru
wartości parametrów układu. Umożliwia to przycisk „Pomiar”. Kazdowarowe
jego naciśnięcie powoduje zapisanie w pamięci sterownika wszystkich
mierzonych wielkości. Dla każdej charakterystyki jest przeznaczona określona
ilość punktów pomiarowych. Wraz z zapamiętywaniem kolejnych pomiarów,
liczba pozostałych niewykorzystanych miejsc w pamięci sterownika jest
wyświetlana na ekranie monitora. Uzyskane w ten sposób punkty badanych
charakterystyk można za pomocą narzędzia (w PG5) eksportować do pliku
tekstowego (trzeba nadać jemu określoną nazwę:dane.txt) a następnie obejrzeć
je w przygotowanym pliku Exela Sprawozdanie.xls, co zostało opisane w
punkcie 5.3.
Ostatnim z możliwych trybów pracy, jest praca automatyczna. W
przypadku jej wybrania, użytkownik wskazuje jedynie, która charakterystyka ma
zostać przebadana. Przeprowadzeniem całego badania zajmuje się sam
sterownik. Przeprowadzone przez niego badanie jest zgodne z założeniami,
jakie zostały mu postawione w programie napisanym w PG5. Podczas
automatycznego badania charakterystyk, operator ma możliwość oglądania
aktualnych parametrów układu oraz może także obserwować rysowanie
wykresów w czasie rzeczywistym.
74

Rys. 6.4-4 Wygląd podstrony ‘Praca automatyczna’
Dodatkowo, podczas badania przez sterownik poszczególnych
charakterystyk, do bloków danych umieszczonych w programie w PG5
automatycznie są zapisywane wielkości potrzebne to wykreślenia tych
charakterystyk. Wyniki pomiarów są zapisywane do jednego pliku tekstowego, z
którego Excel samodzielnie importuje dane, w celu utworzenia sprawozdania z
przeprowadzonych badań.
75

7. Instrukcja
7.1 Dane silnika napędowego
Silnik wykonawczy prądu stałego: PZTK 88-35 TRR
• napięcie znamionowe – 35 [V]
• prędkość znamionowa – 3200 [obr/min]
• moment znamionowy – 2.8 [Nm]
• prąd znamionowy – 27 [A]
• stała momentowa – 0.105 [Nm/A]
• stała napięciowa – 11/1000 [V/(obr/min)]
• rezystancja twornika – 0.56 [Ω]
• indukcyjność twornika – 0.9 [mH]
7.2 Badanie układu napędowego z silnikiem prądu stałego
sterowanego impulsowo
7.2.1 Opis stanowiska pomiarowego
Na rysunku 7.2.1-1 przedstawiony został schemat ideowo-blokowy
badanego układu napędowego.
Rozpoczynając ćwiczenie, w pierwszej kolejności należy wybrać sposób
obsługi całego stanowiska. Tryb pracy wybiera się przełącznikiem P1. W trybie
„sterowanie ręczne” wszelkie przełączenia oraz zadawanie napięcia sterującego
czoperem jak i tyrystorami odbywa się poprzez ręczną obsługę rzeczywistego
pulpitu. W trybie „sterowanie automatyczne”, przełączniki i pokrętła na pulpicie
zostają dezaktywowane, a wszelkie przełączenia realizowane są przez sterownik
i użytkownika obsługującego wirtualny pulpit umieszczony na ekranie monitora.
W obu tych trybach zasada działania układu napędowego i
przeprowadzanych badań pozostaje taka sama, zmienia się jedynie sposób
zadawania wartości i dokonywania przełączeń w układzie.
Stanowisko laboratoryjne, które było do tej pory wykorzystywane do
badania silnika prądu stałego, zasilane jest z sieci trójfazowej (380/220V).
76

Stanowisko włącza się przełącznikiem ręcznym doprowadzającym napięcie do
zasilacza wytwarzającego napięcie dla elektroniki umieszczonej w stanowisku.
Załączenie stycznika 2Q powoduje doprowadzenie napięcia do diodowego
prostownika sześciopulsowego, który jest źródłem napięcia stałego dla silnika
M.
Załączając stycznik 3Q doprowadzamy napięcie do dwukierunkowego,
tyrystorowego przekształtnika PS, odpowiedzialnego za regulację napięcia
zasilającego twornik drugiego silnika prądu stałego oznaczonego symbolem G.
Silnik ten jest wykorzystywany w układzie do hamowania lub przyspieszania
silnika M. Maszyny te sprzęgnięte są ze sobą mechanicznie.
Sterowanie maszyną G odbywa się za pomocą przekształtnika PS. Sam
przekształtnik sterowany jest za pomocą obwodu złożonego ze wzmacniacza
mocy impulsów bramkowych (WMIB) oraz sterownika. W zależności od tego,
która para tyrystorów (1,4 i 2,3) zostanie wysterowana, otrzymuje się
przeciwny kierunek momentu w hamownicy (G). Zadawanie wartości prądu
hamownicy odbywa się potencjometrem 3Rp.
Oprócz silnika M, z maszyną G sprzęgnięta jest także prądnica
tachometryczna 2GT, mierząca prędkość n silnika.
Umieszczony na pulpicie przełącznik P2 umożliwia badającemu układ
wybór sposobu zasilania silnika M.
W przypadku badania silnika przełącznik P2 powinien być w pozycji
„zasilania bezpośrednie”. W tym przypadku napięcie z prostownika PD trafia
bezpośrednio na zaciski twornika badanego silnika. Przy takiej konfiguracji
układu nie mamy możliwości regulowania prędkości silnika (patrz wzór 2.1-8
przy U zaś =const, Ω=const). Do zmiany kierunku wirowania silnika, przy zasilaniu
bezpośrednim służy przełącznik P3.
Ustawiając przełącznik P2 w pozycję „zasilanie z czopera”, możemy
badać cały układ napędowy. W przypadku zasilania z czopera, napięcie
77

Rys. 7.2.1-1 Schemat ideowo-blokowy układu napędowego z silnikiem prądu
stałego
78

wyjściowe z prostownika PD trafia na przekształtnik tranzystorowy CP
sterowany impulsami prostokątnymi, których współczynnik wypełnienia zmienia
się od 0 do 100%, w zależności od wartości napięcia sterującego U st , będącego
sygnałem wejściowym sterownika St1. Wartość napięcia U st zadajemy sami
potencjometrem 1Rp.
7.2.2 Badanie układu napędowego
Celem ćwiczenia jest zbadanie układu napędowego z silnikiem prądu
stałego. W tym celu należy wyznaczyć:
- charakterystykę sterowania układem,
- charakterystykę mechaniczną układu,
- charakterystykę mechaniczną silnika,
- charakterystykę dynamiczną silnika.
Program badań oraz postępowanie podczas wyznaczania charakterystyk,
zarówno w sterowaniu ręcznym jak i sterowaniu automatycznym jest takie
samo z tą różnicą, że w sterowaniu ręcznym wszelkie przełączenia oraz
zadawanie wielkości analogowych z potencjometrów odbywa się na
rzeczywistym pulpicie. Natomiast w przypadku sterowania automatycznego,
czynności te mogą być wykonywane przez użytkownika przełącznikami i
potencjometrami umieszczonymi na wirtualnym panelu sterowniczym
znajdującym się na ekranie monitora, bądź w wersji pełnej automatyki,
wszystkie te czynności wykonywane są tylko z udziałem sterownika z
pominięciem użytkownika.
Pierwszą z charakterystyk, którą musimy wyznaczyć jest charakterystyka
sterowania układem. W pierwszej kolejności wybieramy tryb pracy
(ręczny/automatyczny) - przełącznik P1 nastawiony na „sterowanie ręczne”.
Następnie ustawiamy przełącznik P2 w pozycję „zasilanie z czopera”. Podczas
badania, silnik zasilany jest z układu przekształtnika tranzystorowego CP. Po
odpowiednim nastawieniu przełączników P1, P2 załączamy przełącznik ręczny
1Q, oraz stycznik 2Q. Podczas przeprowadzanego badania, zmieniamy napięcie
79

sterujące potencjometrem 1Rp. Zmiana U st odbywa się w pełnym zakresie (od 0
do +10V oraz od 0 do -10V).
Podczas badania charakterystyki sterowania, należy notować następujące
wartości:
• U – napięcie zasilające układ,
• ε – wypełnienie, w %,
• U A – napięcie na zaciskach twornika silnika,
• I A – prąd twornika silnika,
• n – prędkość obrotową silnika,
• U st – napięcie zadające.
Rys. 7.2.2-1 Schemat ideowo-blokowy przedstawiający kolejność przełączeń
podczas wyznaczania charakterystyki sterowania
Po dokonaniu pomiarów należy wykreślić następujące charakterystyki:
ε = f(+-U st ); U A = f(+-U st ); I A = f(+-U st ); n= f(+-U st ).
80

Rys. 7.2.2-2 Przykład charakterystyki sterowania n= f(+-U st )
Kolejnym punktem badań układu napędowego jest wyznaczenie
charakterystyki mechanicznej układu. W celu jej wykreślenia, badania należy
przeprowadzić dla czterech wybranych współczynników wypełnienia ε (10%,
30%, 50%, 80%), oraz obu kierunków wirowania silnika. Kolejność załączania
przełączników na pulpicie sterującym jest taka sama jak podczas wyznaczania
charakterystyki sterowania. Wpierw ustawiamy w odpowiednich pozycjach P1
(sterowanie ręczne) oraz P2 (zasilanie z czopera), a następnie załączamy
przełącznik ręczny 1Q, stycznik 2Q oraz stycznik 3Q. Badanie charakterystyki
mechanicznej układu, należy rozpocząć od nastawienia potencjometrem 1Rp
współczynnika wypełnienia na 10% oraz załączenia tyrystorów 1,2. Silnik
obciążony jest dodatkową maszyną G, pracującą jako hamulec, o momencie
obciążenia Mb, uzależnionym od kąta wyzwalania przekształtnika PS. Po
wykonani serii pomiarów dla takiej konfiguracji układu, przełączamy przełącznik
5s (tyr. 3,4) i ponownie dla wypełnienia 10% wykonujemy pomiary. Podczas
wykonywania tego ćwiczenia należy notować następujące parametry układu:
• ε – współczynnik wypełnienia,
• I A – wartość prądu twornika silnika M,
• U A - wartość napięcia twornika silnika M,
• n – prędkość silnika M.
81

Rys. 7.2.2-3 Schemat ideowo-blokowy przedstawiający kolejność przełączeń
podczas wyznaczania charakterystyki mechanicznej układu
U A = f(I A ).
Po dokonaniu pomiarów należy wykreślić następujące charakterystyki:
Rys. 7.2.2-4 Przykład charakterystyki mechanicznej układu dla różnych wartości
współczynnika wypełnienia
W trybie pracy automatycznej badanie charakterystyki odbywa się przy
napięciu zasilania 22V.
82

Trzecią z badanych charakterystyk jest charakterystyka mechaniczna
silnika. Wpierw ustawiamy w odpowiednich pozycjach P1 (sterowanie ręczne)
oraz P2 (zasilanie bezpośrednie), a następnie załączamy przełącznik ręczny 1Q,
stycznik 2Q i stycznik 3Q. Program badań jest analogiczny jak w przypadku
charakterystyki mechanicznej układu, z tą różnicą, że nie ma możliwości
regulowania napięcia zasilającego twornik maszyny M. W celu zmiany kierunku
wirowania silnika należy przełączyć przełącznik P3. Dla sterowania ręcznego,
pomiary wykonujemy dla napięć zasilania (8V, 22V, 36V). W trybie pracy
automatycznej badanie charakterystyki odbywa się przy napięciu zasilania 22V.
Rys. 7.2.2-5 Schemat ideowo-blokowy przedstawiający kolejność przełączeń
podczas wyznaczania charakterystyki mechanicznej silnika
Podczas wykonywania tego ćwiczenia należy notować następujące
parametry układu:
83

• U zaś – wartość napięcia zasilania silnika M,
• I A – wartość prądu twornika silnika M,
• U A - wartość napięcia twornika silnika M,
• n – prędkość silnika M.
Rys. 7.2.2-6 Przykład charakterystyki mechanicznej silnika, dla obu kierunków
wirowania i dla napięcia zasilania twornika silnika M równego 36V
Ostatnią z charakterystyk, jest charakterystyka dynamiczna silnika. Jest
ona wyznaczana przy pracy automatycznej, bez udziału wykonującego
ćwiczenie. Podczas badania, należy obserwować zachowanie się układu (I A , U A ,
n), na skokową zmianę prędkości silnika. W celu dokładnego zbadania
właściwości układu, program badania ch. dynamicznej obejmuje wszystkie
możliwe przypadki zmian prędkości wirowania silnika, z uwzględnieniem
skokowej zmiany kierunku wirowania.
84

Rys. 7.2.2-7 Przykład skokowych zmian napięcia sterującego podczas wyznaczania
charakterystyki dynamicznej
85

8. Pomiary
8.1. Tryb pracy ręczny
1. Charakterystyka sterowania
Tabela pomiarów
Nr Napięcie Napięcie Prąd Prędkość Nr Napięcie Napięcie Prąd Prędkość
pomiaru sterujące twornika twornika silnika pomiaru sterujące twornika twornika silnika
[V] [V] [A] [obr/min] [V] [V] [A] [obr/min]
1 -9 14 1,5 1800 21 1 0 -0,1 0
2 -8,5 13,5 1,45 1600 22 1,5 -1 -0,35 0
3 -8 13 1,45 1500 23 2 -1,5 -1 -50
4 -7,5 12 1,4 1400 24 2,5 -2,5 -1,1 -200
5 -7 11 1,4 1300 25 3 -3,5 -1,2 -300
6 -6,5 10 1,4 1200 26 3,5 -4,5 -1,25 -400
7 -6 9 1,35 1000 27 4 -5,5 -1,3 -600
8 -5,5 8 1,3 950 28 4,5 -6 -1,3 -700
9 -5 7 1,3 900 29 5 -7 -1,4 -800
10 -4,5 6 1,25 700 30 5,5 -8 -1,4 -1000
11 -4 5 1,2 600 31 6 -9 -1,45 -1100
12 -3,5 4,5 1,15 400 32 6,5 -10 -1,5 -1200
13 -3 3 1,1 300 33 7 -11 -1,5 -1300
14 -2,5 2 1 200 34 7,5 -12 -1,5 -1400
15 -2 1 0,9 60 35 8 -13 -1,5 -1500
16 -1,5 0,1 0,1 0 36 8,5 -13,5 -1,5 -1600
17 -1 0 0 0 37 9 -14 -1,55 -1700
18 -0,5 0 0 0
19 0 0 0 0
20 0,5 0 -0,1 0
Tab. 8.1-1 Wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas badania ch. sterowania
Wykres
Ua[V],Ia[A],n[obr/min]
Charakterystyka sterowania (sterowanie komputerowe)
20
2500
15
2000
10
1500
1000
5
500
0
0
-10 -5 -5 0 5 10 -500
-10
-1000
-1500
-15
-2000
Ust[V]
-20
-2500
Napięcie twornika Prąd twornika Prędkość silnika
Rys. 8.1-1 Wykres przedstawiający charakterystykę sterowania
86

2. Charakterystyka mechaniczna układu
Tabela pomiarów
Współczynnik wypełnienia=20%
Współczynnik wypełnienia=40%
Kierunek wir.: L Kierunek wir.: P
Kierunek wir.: L Kierunek wir.: P
Prędkość
silnika
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
Prąd
twornika
[obr/min] [A] [obr/min] [A] [obr/min] [A] [obr/min] [A]
-3000 1,9 3000 -1,9 -3000 0,6 3000 -0,6
-2800 1,7 2800 -1,7 -2800 0,5 2800 -0,5
-2600 1,5 2600 -1,5 -2200 0,45 2200 -0,45
-2400 1,4 2400 -1,4 -2000 0,4 2000 -0,4
-2200 1,2 2200 -1,2 -1800 0,3 1800 -0,3
-2000 1 2000 -1 -1600 0,2 1600 -0,2
-1800 0,9 1800 -0,9 -1400 0,1 1400 -0,1
-1600 0,7 1600 -0,7 -1200 0 1200 0
-1400 0,6 1400 -0,6 -1000 -0,2 1000 0,2
-1200 0,5 1200 -0,5 -800 -0,6 800 0,6
-1000 0,1 1000 -0,1 -600 -1,2 600 1,6
-800 0 800 0 -500 -2,3 500 2,2
-600 -0,1 600 0,1 -400 -3 400 3
-400 -0,2 400 0,2 -300 -3,5 300 3,5
-200 -1 200 1 -200 -4,5 200 4,5
-150 -1,6 150 1,6 -100 -5 100 5
-120 -1,8 120 1,7 0 -5,5 0 5,5
-100 -2 100 1,8 100 -6,5 -100 6,5
-50 -2 50 2 200 -7,2 -200 7,2
0 -2,7 0 2,7 400 -8,5 -400 8,5
100 -3,5 -100 3,5 600 -10 -600 10
200 -4,25 -200 4,25 800 -11 -800 11
400 -5,5 -400 5,5 1000 -12 -1000 12
1000 -10,5 -1000 10,5
1200 -11 -1200 11
87

Współczynnik wypełnienia=60%
Współczynnik wypełnienia=80%
Kierunek wir.: L Kierunek wir.: P
Kierunek wir.: L Kierunek wir.: P
Prędkość
silnika
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
Prąd
twornika
[obr/min] [A] [obr/min] [A] [obr/min] [A] [obr/min] [A]
-3000 0,22 3000 -0,22 -3000 0,12 3200 -0,14
-2600 0,2 2600 -0,2 -2800 0,1 3000 -0,12
-2400 0,18 2400 -0,18 -2600 0,05 2800 -0,1
-2200 0,15 2200 -0,15 -2400 0 2600 -0,05
-2000 0,1 2000 -0,1 -2200 -0,1 2400 0
-1800 0 1800 0 -2000 -0,2 2200 0,1
-1600 -0,1 1600 0,1 -1800 -0,6 2000 0,2
-1400 -0,2 1400 0,2 -1600 -1,3 1800 0,6
-1200 -0,7 1200 0,7 -1500 -1,4 1600 1,3
-1050 -1,3 1020 1,3 -1200 -3,3 1200 3,3
-800 -3 800 3 -800 -6 800 5,5
-600 -4,5 600 4,5 -600 -7 600 7
-400 -5,5 400 5,5 -400 -8,5 400 8
-200 -7 200 7 -200 -9,5 200 9,5
0 -8,5 0 8,2 0 -10,5 0 10,5
200 -10 -200 10 100 -11,5 -100 11,5
400 -11 -400 11 200 -12 -200 12
600 -12 -600 12 400 -13 -400 13
800 -13 -800 13 500 -13,5 -500 13,5
Tab. 8.1-2 Wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas badania ch. mech. układu
n[obr/min]
Wykres
Charakterystyka mech. układu (sterowanie ręczne)
4000
3000
2000
1000
0
-15 -10 -5 -1000 0 5 10 15
-2000
-3000
-4000
22%(L) 20%(P) 40%(L) 40%(P) 60%(L)
60%(P) 80%(L) Ia[A] 80%(P)
Rys. 8.1-2 Wykres przedstawiający charakterystykę mechaniczną układu
88

3. Charakterystyka mechaniczna silnika
Tabela pomiarów
Kierunek wir.: L
Kierunek wir.: P
Prędkość
silnika
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
Prąd
twornika
[obr/min] [A] [obr/min] [A]
-2000 -3 2000 3
-1500 -5,7 1500 5,7
-1000 -9,5 1000 9,3
-800 -10,5 800 10,7
-600 -12 600 12
-400 -13 400 13
-200 -14 200 14
0 -15 0 15
Tab. 8.1-3 Wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas badania ch. mech. silnika
Wykres
n[obr/min]
Charakterystyka mechaniczna silnika (sterowanie
ręczne)
3000
2000
1000
0
-20 -10 -1000 0 10 20
-2000
-3000
Ia[a]
22V(L)
22V(P)
Rys. 8.1-3 Wykres przedstawiający charakterystykę mechaniczną silnika
89

8.2. Tryb pracy komputerowy
1.Charakterystyka sterowania
Tabela pomiarów
Nr
pomiaru Napięcie sterujące Napięcie twornika
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
[V] [V] [A] [obr/min]
1 -10 17,56 1,51 1972,21
2 -9 15,84 1,48 1765,06
3 -8 13,89 1,45 1527,71
4 -7 11,83 1,41 1277,41
5 -6 9,93 1,36 1040,05
6 -5 7,82 1,32 794,06
7 -4 5,72 1,24 548,08
8 -3 3,47 1,13 284,83
9 -2 1,52 1,04 51,79
10 -1 0,05 0,00 0,00
11 0 0,00 -0,05 0,00
12 1 0,00 -0,08 0,00
13 2 -1,22 -1,10 -25,89
14 3 -3,42 -1,22 -271,88
15 4 -5,57 -1,29 -530,81
16 5 -7,73 -1,39 -789,75
17 6 -9,83 -1,42 -1044,36
18 7 -11,93 -1,47 -1290,35
19 8 -13,89 -1,51 -1527,71
20 9 -15,79 -1,54 -1756,43
Tab. 8.2-1 Wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas badania ch. sterowania
Wykres
Ua[V],Ia[A],n[obr/min]
charakterystyka sterowania (sterowanie komputerowe)
20,00
2500,00
15,00
10,00
5,00
0,00
-10 -5 -5,00 0 5 10 -500,00
-1000,00
-10,00
-15,00
-20,00
Uster[V]
napięcie twornika prąd twornika prędkość silnika
2000,00
1500,00
1000,00
500,00
0,00
-1500,00
-2000,00
-2500,00
Rys. 8.2-1 Wykres przedstawiający charakterystykę sterowania
90

2. Charakterystyka mechaniczna układu
Tabela pomiarów
Nr
pomiaru
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
Nr pomiaru Prąd
twornika
Prędkość
silnika
[A] [obr/min] [A] [obr/min]
1 0,00 0,00 41 0,08 0,00
2 0,00 0,00 42 2,65 -474,71
3 0,85 -811,32 43 6,76 -1027,10
4 4,39 -2334,72 44 8,33 -1255,83
5 0,00 -4,32 45 0,08 0,00
6 0,00 0,00 46 0,08 0,00
7 -0,44 90,63 47 0,06 224,41
8 -6,38 927,84 48 -3,54 1657,17
9 -8,15 1199,73 49 -4,46 2006,73
10 -1,13 -302,09 50 1,32 254,62
11 -0,57 -384,08 51 1,60 207,15
12 0,20 -1078,89 52 2,10 138,10
13 0,70 -1998,10 53 3,87 -103,57
14 1,07 -2714,49 54 8,15 -703,44
15 -1,13 -284,83 55 1,18 276,20
16 -1,38 -250,30 56 0,80 327,98
17 -1,80 -198,52 57 0,20 487,66
18 -2,75 -51,79 58 -1,00 2395,13
19 -7,70 621,44 59 -1,39 2930,26
20 -1,16 -828,59 60 1,42 772,48
21 -0,85 -889,00 61 1,86 694,80
22 -0,39 -975,32 62 4,42 315,04
23 0,29 -1946,32 63 7,47 -138,10
24 0,42 -3012,26 64 10,69 -643,02
25 -1,39 -798,38 65 1,18 807,01
26 -1,66 -750,91 66 0,67 901,95
27 -2,13 -677,54 67 0,23 1113,41
28 -6,11 -64,73 68 -0,32 2632,49
29 -8,91 340,93 69 -0,45 3258,25
30 -1,47 -1536,34 70 1,62 1510,45
31 -1,19 -1575,18 71 1,94 1441,40
32 -0,91 -1635,60 72 3,67 1109,10
33 -0,53 -1730,54 73 10,10 60,42
34 0,12 -2550,49 74 12,07 -289,14
35 -1,57 -1506,13 75 1,48 1532,02
36 -1,92 -1441,40 76 1,27 1570,86
37 -2,46 -1333,51 77 0,79 1683,07
38 -5,70 -772,48 78 -0,06 2714,49
39 -9,83 -94,94 79 -0,11 3379,08
40 0,08 0,00 80 0,09 470,40
Tab. 8.2-2 Wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas badania ch. mech. układu
91

n[obr/min]
Wykres
Charakterystyka mechaniczna układu (sterowanie
komputerowe)
4000,00
3000,00
2000,00
1000,00
0,00
-15,00 -10,00 -5,00-1000,000,00 5,00 10,00 15,00
-2000,00
-3000,00
-4000,00
Ia[A]
wypełnienie1 wypełnienie1_1 wypełnienie2
wypełnienie2_1 wypełnienie3 wypełnienie_1
wypełnienie4 wypełnienie4_1
Rys. 8.2-2 Wykres przedstawiający charakterystykę mechaniczną układu
3. Charakterystyka mechaniczna silnika
Tabela pomiarów
Nr
pomiaru
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
[A] [obr/min]
1 1,75 2308,82
2 2,46 2157,78
3 6,12 1536,34
4 9,69 1005,52
5 12,97 496,29
6 14,37 237,36
7 1,57 2343,35
8 1,41 2382,19
9 1,01 2477,13
10 0,68 2559,13
11 -1,53 -2339,03
12 -1,54 -2339,03
13 -1,22 -2395,13
14 -0,82 -2494,39
15 0,11 -3107,20
16 -1,89 -2252,72
17 -2,40 -2144,83
18 -7,74 -1264,46
19 -10,04 -919,21
20 -13,73 -349,56
Tab. 8.2-3 Wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas badania ch. mech. silnika
92

Wykres
charakterystyka mechaniczna silnika (sterowanie komputerowe)
3000,00
2000,00
n[obr/min]
1000,00
0,00
-20,00 -15,00 -10,00 -5,00
-1000,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
-2000,00
ch.mech1
-3000,00
-4000,00
Ia[A]
ch.mech2
Rys. 8.2-3 Wykres przedstawiający charakterystykę mechaniczną silnika
93

8.3. Tryb pracy automatyczny
1.Charakterystyka sterowania
Tabela pomiarów
Nr
pomiaru
Napięcie
sterujące
Napięcie
twornika
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
[V] [V] [A] [obr/min]
1 -9,49 16,67 1,59 1842,74
2 -7,88 13,74 1,44 1497,50
3 -6,32 10,51 1,36 1113,41
4 -4,70 7,24 1,27 716,38
5 -3,14 3,81 1,10 310,72
6 -1,53 0,54 0,48 0,00
7 0,03 0,00 0,05 0,00
8 1,65 -0,64 -0,45 0,00
9 3,21 -4,01 -1,16 -332,30
10 4,82 -7,24 -1,26 -725,01
11 6,38 -10,51 -1,42 -1109,10
12 8,00 -13,64 -1,45 -1497,50
13 9,41 -16,43 -1,45 -1834,11
Tab. 8.3-1 Wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas badania ch. sterowania
Wykres
Charakterystyka sterowania
Ua[V],Ia[A],n[obr/min]
20,00
2500,00
15,00
2000,00
10,00
1500,00
1000,00
5,00
500,00
0,00
0,00
-10,00 -5,00 0,00
-5,00
5,00 10,00-500,00
-10,00
-1000,00
-1500,00
-15,00
-2000,00
U ster [V]
-20,00
-2500,00
Napięcie twornika Prąd twornika Prędkość silnika
Rys. 8.3-1 Wykres przedstawiający charakterystykę sterowania
94

Wykres Wizcon
Rys. 8.3-2 Wykres przedstawiający charakterystykę sterowania (wyznaczoną w
Wizconie)
2. Charakterystyka mechaniczna układu
Tabela pomiarów
Nr Prąd Prędkość Nr Prąd Prędkość Nr Prąd Prędkość
pomiaru twornika silnika pomiaru twornika silnika pomiaru twornika silnika
[A] [obr/min] [A] [obr/min] [A] [obr/min]
1 -0,08 -4,32 41 -0,85 319,35 81 -1,36 1562,23
2 -4,66 -746,59 42 -0,29 422,92 82 -1,45 1544,97
3 -8,32 -1255,83 43 0,85 1778,01 83 -1,27 815,64
4 -4,37 -694,80 44 1,18 2943,21 84 -1,12 319,35
5 -0,08 -12,95 45 0,11 1057,31 85 -0,06 -276,20
6 -0,08 -4,32 46 -0,54 371,14 86 -3,66 -1769,38
7 -0,08 -4,32 47 -1,01 284,83 87 -4,73 -2261,35
8 -0,08 -4,32 48 -1,15 263,25 88 -4,76 -2274,30
9 -0,08 34,52 49 -1,32 677,54 89 -0,06 -310,72
10 4,60 2118,94 50 -1,41 807,01 90 0,00 -4,32
11 4,58 2127,57 51 -1,83 737,96 91 0,00 -4,32
12 3,51 1825,48 52 -3,86 422,92 92 0,00 -4,32
13 0,06 543,76 53 -7,95 -159,68 93 -0,02 -4,32
14 -0,08 0,00 54 -2,98 556,71 94 0,00 0,00
15 -0,08 0,00 55 -1,75 746,59 95 3,48 586,92
16 -0,09 -34,52 56 -1,38 811,32 96 7,91 1221,30
17 -4,72 -742,28 57 -1,32 824,27 97 7,88 1221,30
18 -8,30 -1247,20 58 -1,15 850,16 98 7,26 1143,62
19 -4,36 -686,17 59 -0,65 949,42 99 2,07 375,45
20 -0,09 -30,21 60 0,08 1631,28 100 1,06 -211,46
95

21 -0,09 -4,32 61 0,44 3404,98 101 0,98 -310,72
22 -0,09 -4,32 62 0,42 3422,24 102 0,64 -366,82
23 -0,08 -4,32 63 0,32 3133,09 103 0,08 -561,02
24 -0,08 -4,32 64 -0,23 1165,20 104 -1,24 -2524,60
25 -0,08 25,89 65 -0,85 927,84 105 -1,45 -3275,51
26 4,58 2093,05 66 -1,22 850,16 106 -1,45 -3249,61
27 3,52 1821,17 67 -1,32 824,27 107 0,11 -530,81
28 0,08 552,39 68 -1,48 1540,65 108 0,77 -349,56
29 -1,15 276,20 69 -1,88 1458,66 109 1,03 -293,46
30 -1,30 250,30 70 -3,31 1186,78 110 1,06 -302,09
31 -1,72 185,57 71 -7,52 479,03 111 1,32 -250,30
32 -3,28 -21,58 72 -2,43 1363,72 112 2,81 -21,58
33 -8,73 -802,69 73 -1,72 1506,13 113 4,98 258,93
34 -9,42 -919,21 74 -1,45 1553,60 114 9,18 880,37
35 -9,38 -919,21 75 -1,44 1557,92 115 9,15 893,32
36 -5,31 -332,30 76 -1,16 1609,70 116 8,48 794,06
37 -2,07 129,47 77 -0,68 1708,96 117 3,39 34,52
38 -1,42 228,72 78 0,09 2774,90 118 1,69 -198,52
39 -1,18 271,88 79 -0,50 1778,01 119 1,21 -271,88
40 -1,12 271,88 80 -1,01 1639,91 120 1,03 -297,77
Tab. 8.3-2 Wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas badania ch. mech. układu
Wykres
Charakterystyka mechaniczna układu (sterowanie automatyczne)
n[obr/min]
4000,00
3000,00
2000,00
1000,00
0,00
-15,00 -10,00 -5,00-1000,000,00 5,00 10,00 15,00
-2000,00
-3000,00
-4000,00
Ia[A]
wypełnienie1 wypełnienie1_1 wypełnienie2
wypełnienie2_1 wypełnienie3 wypełnienie_1
wypełnienie4 wypełnienie4_1
Rys. 8.3-3 Wykres przedstawiający charakterystykę mechaniczną układu
96

3. Charakterystyka mechaniczna silnika
Tabela pomiarów
Nr
pomiaru
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
Nr
pomiaru
Prąd
twornika
Prędkość
silnika
[A] [obr/min] [A] [obr/min]
1 -1,51 -2321,77 21 1,06 2459,87
2 -1,39 -2351,98 22 1,35 2386,50
3 -1,13 -2421,03 23 1,53 2343,35
4 -0,79 -2507,34 24 1,56 2330,40
5 0,12 -2874,16 25 -1,51 -2334,72
6 1,75 2300,19 26 -1,53 -2330,40
7 2,24 2192,30 27 -1,53 -2334,72
8 4,61 1765,06 28 -1,41 -2356,29
9 9,75 971,00 29 -1,15 -2412,40
10 4,90 1700,33 30 -0,82 -2481,45
11 2,33 2179,36 31 0,05 -2787,85
12 1,80 2282,93 32 -0,79 -2498,71
13 1,59 2330,40 33 -1,13 -2408,08
14 1,57 2326,09 34 -1,39 -2356,29
15 1,56 2317,45 35 -1,53 -2326,09
16 1,42 2360,61 36 -1,51 -2334,72
17 1,16 2429,66 37 -1,56 -2317,45
18 0,82 2515,97 38 -1,81 -2265,67
19 -0,05 2861,21 39 -2,36 -2153,46
20 0,71 2546,18 40 -5,49 -1588,13
Tab. 8.3-3 Wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas badania ch. mech. silnika
Wykres
Charakterystyka mechaniczna silnika (tryb automatyczny)
4000,00
3000,00
2000,00
n [obr/min]
1000,00
0,00
-8,00 -6,00 -4,00 -2,00 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00
-1000,00
-2000,00
-3000,00
-4000,00
Ia [A]
Prędkość silnika
prędkość silnika2
Rys. 8.3-4 Wykres przedstawiający charakterystykę mechaniczną silnika
97

4. Charakterystyka dynamiczna
Tabela pomiarów
Nr Napięcie Napięcie Prąd Prędkość Nr Napięcie Napięcie Prąd Prędkość
pomiaru sterujące twornika twornika silnika pomiaru sterujące twornika twornika silnika
[V] [V] [A] [obr/min] [V] [V] [A] [obr/min]
1 0 0,00 -0,05 0,00 21 0 0,00 -0,05 0,00
2 0 0,00 -0,03 0,00 22 0 0,00 -0,05 0,00
3 0 0,00 -0,05 0,00 23 0 0,00 -0,05 0,00
4 0 0,00 -0,05 0,00 24 0 0,00 -0,05 0,00
5 3 3,57 -1,12 302,09 25 0 0,00 -0,05 0,00
6 3 3,57 -1,12 297,77 26 7 11,98 -1,42 1294,67
7 3 3,57 -1,13 293,46 27 7 11,98 -1,41 1294,67
8 3 3,52 -1,12 293,46 28 7 11,98 -1,41 1290,35
9 3 3,57 -1,12 293,46 29 7 11,98 -1,41 1294,67
10 -5 3,57 -1,12 293,46 30 7 11,98 -1,41 1290,35
11 -5 -7,82 1,21 -789,75 31 4 8,85 -0,06 1091,84
12 -5 -7,82 1,24 -785,43 32 4 5,67 -1,24 539,44
13 -5 -7,82 1,24 -781,12 33 4 5,67 -1,26 539,44
14 -5 -7,82 1,24 -785,43 34 4 5,72 -1,24 539,44
15 -2 -1,47 0,92 -34,52 35 4 5,72 -1,26 539,44
16 -2 -1,52 0,91 -38,84 36 4 5,72 -1,24 543,76
17 -2 -1,52 0,89 -38,84 37 4 5,72 -1,24 539,44
18 -2 -1,47 1,03 -30,21 38 -1 0,00 0,00 0,00
19 -2 -1,47 0,95 -34,52 39 -1 -0,05 0,00 0,00
20 -2 -1,47 0,91 -38,84 40 -1 -0,05 0,00 0,00
Tab. 8.3-4 Wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas badania ch. dynamicznej
Wykres
Charakterystyka dynamiczna (tryb automatyczny)
Ust[V],Ua[V],Ia[A]
15
14
13
12
11
10
7 89
4 56 1 23
-1 0
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
-10
-3 2 7 12 17 22
czas
27 32 37 42
1500,00
1000,00
500,00
0,00
-500,00
-1000,00
Napięcie sterujące
Prad twornika
Napięcie twornika
Prędkość silnika
Rys. 8.3-5 Wykres przedstawiający charakterystykę mechaniczną silnika
98

Wykres Wizcon
Rys. 8.1-2 Wykres przedstawiający charakterystykę mechaniczną silnika
99

100

9. Wnioski
W ramach naszej pracy dyplomowej polegającej na automatyzacji
stanowiska laboratoryjnego do badania silnika prądu stałego, w pierwszej
kolejności zajęliśmy się naprawą uszkodzonego układu sterowania. Następnie
opracowaliśmy układy, które miały służyć zaadoptowaniu stanowiska do potrzeb
automatyzacji. W tym celu opracowaliśmy układ sterowania oparty na
przekaźnikach, który zastąpił znajdujące się na pulpicie sterowniczym
przełączniki.
Dla dopasowania sygnałów dochodzących i wychodzących ze stanowiska
laboratoryjnego do sterownika, zaprojektowaliśmy układy kondycjonowania
sygnałów. W tym celu wykorzystane zostały przekładniki LEM oraz wzmacniacze
operacyjne.
Kolejnym krokiem było zaprojektowanie i zbudowanie uniwersalnego pulpitu
laboratoryjnego, na którym zostały umieszczone sterowniki programowalne PLC
wraz z wyprowadzonymi wejściami i wyjściami cyfrowymi i analogowymi.
Projekt przewidywał wykorzystywanie nowopowstałego pulpitu sterowniczego
także jako niezależnej jednostki dydaktycznej do nauki programowania
sterowników przemysłowych.
Ostatnim etapem naszej pracy było zaprogramowanie sterowników oraz
budowa wirtualnego panelu operatorskiego. Do automatyzacji stanowiska
zostały wykorzystane najnowsze sterowniki SAIA oraz system wizualizacyjny
Wizcon.
Komunikacja pomiędzy sterownikami i modułami wykonana została w oparciu o
najnowszy protokół komunikacyjny Profi-S-Net. Protokół ten umożliwia
komunikację Multi-Master wykorzystujący złącze szeregowe RS-485 i sieć
Profibus.
Korzystający z nowopowstałego stanowiska do badania układu napędowego
z silnikiem prądu stałego ma do wyboru trzy tryby pracy:
101

• Ręczny – całe badanie wykonywane jest z wykorzystaniem dotychczasowego
pulpitu sterowniczego, a dodatkowym unowocześnieniem jest możliwość
odczytu wielkości mierzonych z ekranu monitora komputerowego,
• Komputerowy – zmiana konfiguracji badanego układu, zadawanie sygnałów
sterujących oraz odczyt wielkości mierzonych odbywa się z wykorzystaniem
napisanej do tego celu aplikacji w Wizconie,
• Automatyczny – w trybie tym wybierany jest jedynie rodzaj badania, które
ma być przeprowadzone, a za sterowanie całym procesem odpowiedzialne są
już sterowniki oprogramowane do tego celu.
Dodatkowo atutem pracy w trybie automatycznym jest możliwość rejestracji
wyznaczanych wykresów w czasie rzeczywistym.
Przeprowadzony proces automatyzacji pozwolił uzyskać liczne korzyści:
• Krótszy czas przeprowadzenia badania układu napędowego – obecnie
badanie może przeprowadzić jedna osoba w znacznie krótszym czasie niż w
wersji wcześniejszej,
• Lepsza jakość rozwiązania – dzięki systemom mikroprocesorowym,
• Większa dokładność i powtarzalność nastaw – zastosowanie sterowników
oraz wizualizacji umożliwia uzyskanie większych dokładności niż w
sterowaniu z pulpitu laboratoryjnego,
• Większa dokładność odczytu – dzięki odczytowi cyfrowemu uzyskujemy
mniejszy błąd odczytu wartości wielkości mierzonych,
• Mniejsze prawdopodobieństwo usterki przy załączeniu układów – ze
względu na zabezpieczenia zastosowane w oprogramowaniu,
• Bardziej czytelna obsługa – zastosowanie wizualizacji umożliwiło uzyskanie
intuicyjnej obsługi,
• Zwiększona atrakcyjność badania,
• Możliwość rejestracji wykresów w czasie rzeczywistym.
Stosując automatyzację nic nie tracimy, a jedynie zyskujemy i to jest wielka zaleta
tego procesu.
Wszystkie cele i założenia postawione przed nami zostały zrealizowane.
102

10. Literatura
1. Tunia H., Winiarski B.: Energoelektronika. WNT, Warszawa 1994.
2. Łastowiecki J., Duszczyk K., Przybylski J., Ruda A., Sidorowicz J.,
Szulc Z.: Laboratorium podstaw napędu elektrycznego w robotyce.
Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2001.
3. Barlik R., Nowak M.: Technika tyrystorowa. WNT, Warszawa 1983.
4. Łastowiecki J.: Elementy i podzespoły półprzewodnikowych układów
napędowych. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 1999.
5. Latek W.: Badanie maszyn elektrycznych w przemyśle. WNT, Warszawa
1979.
6. Technical information: Saia®PCD3.Mxxx0 - compact programmable
CPUs. 2005.
7. Informacja techniczna: Modulowe sterowniki PLC: PCD2. 2004.
8. Elementy automatyki przemysłowej Astat (przekaźniki):
http://www.astat.com.pl/content/view/29/47/
9. Przekaźniki mało gabarytowe, przemysłowe Relpol:
http://www.relpol.com.pl/data/products/pl_PL/53/rg25.pdf
10. Karta katalogowa LA 25-NP. LEM:
http://www.lem.co.jp/datasheet/e/LA25NP_e0819000.pdf
11. Karta katalogowa LV 25-P. LEM:
http://www.lem.com/inet/datashee.nsf/0/35FF3A9680AF0995C1256E1A0
02C3581/$file/LV+25-P+E.pdf
12. Karta katalogowa TL082, Laro: http://www.laro.com.pl/pdf/tl082.pdf
13. Biuletyn informacyjny firmy Sabur: Automatyka nr 4/2004 (28)
14. Biuletyn informacyjny firmy Sabur: Automatyka Nr 2/03 (23)
103

11. Program
11.1 Zestawienie sygnałów
R/F/I/O ADRES Funkcja/Zadanie nazwa w Fupli SKĄD
DB 4000 U sterujące (SA) u_ster_s_1
DB 4001 U sterujące (SA) u_ster_s_2
DB 4002 U twornika (SA) u_twornika_s_1
DB 4003 U twornika (SA) u_twornika_s_2
DB 4004 I twornika (SA) i_twornika_s_1
DB 4005 I twornika (SA) i_twornika_s_2
DB 4006 prędkość (SA) n_s_1
DB 4007 prędkość (SA) n_s_2
DB 4008 U sterujące (DA) u_ster_d_1
DB 4009 U sterujące (DA) u_ster_d_2
DB 4010 U sterujące (DA) u_ster_d_3
DB 4011 U sterujące (DA) u_ster_d_4
DB 4012 U twornika (DA) u_twornika_d_1
DB 4013 U twornika (DA) u_twornika_d_2
DB 4014 U twornika (DA) u_twornika_d_3
DB 4015 U twornika (DA) u_twornika_d_4
DB 4016 I twornika (DA) i_twornika_d_1
DB 4017 I twornika (DA) i_twornika_d_2
DB 4018 I twornika (DA) i_twornika_d_3
DB 4019 I twornika (DA) i_twornika_d_4
DB 4020 prędkość (DA) n_d_1
DB 4021 prędkość (DA) n_d_2
DB 4022 prędkość (DA) n_d_3
DB 4023 prędkość (DA) n_d_4
DB 4024 I twornika (MSA) i_twornika_ms_1
DB 4025 I twornika (MSA) i_twornika_ms_2
DB 4026 I twornika (MSA) i_twornika_ms_3
DB 4027 I twornika (MSA) i_twornika_ms_4
DB 4028 prędkość (MSA) n_ms_1
DB 4029 prędkość (MSA) n_ms_2
DB 4030 prędkość (MSA) n_ms_3
DB 4031 prędkość (MSA) n_ms_4
DB 4032 I twornika (MUA) i_twornika_mu_1
DB 4033 I twornika (MUA) i_twornika_mu_2
DB 4034 I twornika (MUA) i_twornika_mu_3
DB 4035 I twornika (MUA) i_twornika_mu_4
DB 4036 I twornika (MUA) i_twornika_mu_5
DB 4037 I twornika (MUA) i_twornika_mu_6
DB 4038 I twornika (MUA) i_twornika_mu_7
DB 4039 I twornika (MUA) i_twornika_mu_8
DB 4040 I twornika (MUA) i_twornika_mu_9
DB 4041 I twornika (MUA) i_twornika_mu_10
104

DB 4042 I twornika (MUA) i_twornika_mu_11
DB 4043 I twornika (MUA) i_twornika_mu_12
DB 4044 I twornika (MUA) i_twornika_mu_13
DB 4045 I twornika (MUA) i_twornika_mu_14
DB 4046 I twornika (MUA) i_twornika_mu_15
DB 4047 I twornika (MUA) i_twornika_mu_16
DB 4048 prędkość (MUA) n_mu_1
DB 4049 prędkość (MUA) n_mu_2
DB 4050 prędkość (MUA) n_mu_3
DB 4051 prędkość (MUA) n_mu_4
DB 4052 prędkość (MUA) n_mu_5
DB 4053 prędkość (MUA) n_mu_6
DB 4054 prędkość (MUA) n_mu_7
DB 4055 prędkość (MUA) n_mu_8
DB 4056 prędkość (MUA) n_mu_9
DB 4057 prędkość (MUA) n_mu_10
DB 4058 prędkość (MUA) n_mu_11
DB 4059 prędkość (MUA) n_mu_12
DB 4060 prędkość (MUA) n_mu_13
DB 4061 prędkość (MUA) n_mu_14
DB 4062 prędkość (MUA) n_mu_15
DB 4063 prędkość (MUA) n_mu_16
DB 4064 U sterujące (SK) u_ster_sk_1
DB 4065 U sterujące (SK) u_ster_sk_2
DB 4066 U twornika (SK) u_twornika_sk_1
DB 4067 U twornika (SK) u_twornika_sk_2
DB 4068 I twornika (SK) i_twornika_sk_1
DB 4069 I twornika (SK) i_twornika_sk_2
DB 4070 prędkość (SK) n_sk_1
DB 4071 prędkość (SK) n_sk_2
DB 4072 I twornika (MUK) i_twornika_muk_1
DB 4073 I twornika (MUK) i_twornika_muk_2
DB 4074 I twornika (MUK) i_twornika_muk_3
DB 4075 I twornika (MUK) i_twornika_muk_4
DB 4076 I twornika (MUK) i_twornika_muk_5
DB 4077 I twornika (MUK) i_twornika_muk_6
DB 4078 I twornika (MUK) i_twornika_muk_7
DB 4079 I twornika (MUK) i_twornika_muk_8
DB 4080 prędkość (MUK) n_muk_1
DB 4081 prędkość (MUK) n_muk_2
DB 4082 prędkość (MUK) n_muk_3
DB 4083 prędkość (MUK) n_muk_4
DB 4084 prędkość (MUK) n_muk_5
DB 4085 prędkość (MUK) n_muk_6
DB 4086 prędkość (MUK) n_muk_7
DB 4087 prędkość (MUK) n_muk_8
DB 4088 I twornika (MSK) i_twornika_msk_1
105

DB 4089 I twornika (MSK) i_twornika_msk_2
DB 4090 prędkość (MSK) n_msk_1
DB 4091 prędkość (MSK) n_msk_2
F 20 Przekaźnik P3 (A1) Przekaznik_P3_A1
F 21 Przekaźnik P4 (A1) Przekaznik_P4_A1
F 22 Przekaźnik P5 (A1) Przekaznik_P5_A1
F 23 Przekaźnik P7 (A1) Przekaznik_P7_A1
F 24 Przekaźnik P8 (A1) Przekaznik_P8_A1
F 25 Przekaźnik P9 (A1) Przekaznik_P9_A1
F 26 Tryb pracy Tryb_pracy
F 26 Przekaźnik P2 (11) Przekaznik_P2_11
F 40
Przełączenie na układ zamknięty
KOMPUTEROWE Uklad_zamkniety_komputerowe Wizcon
F 42
Sterowanie bezpośrednie (zmiana kierunku)
KOMPUTEROWE Sterowanie_bezposrednie_komputerowe Wizcon
F 47
Automatyczne uruchomienie ch.sterowania
AUTOMAT Start_S_automat Wizcon
F 91 Stop AWARYJNY Stop_awaria Wizcon
F 92
Automatyczne uruchomienie ch.mechanicznej
silnika AUTOMAT
Wizcon
F 98
Uruchamia przekaźnik 2Q (ch. Sterowania)
AUTOMAT
S_2Q_automat
F 99 Zakończenie badania ch.sterowania AUTOMAT Koniec_S_automat
F 100 Załączenie 2Q KOMPUTEROWE Wlacz_2Q_komputerowe Wizcon
F 101 Załączenie czopera KOMPUTEROWE Wlacz_czopera_komputerowe Wizcon
F 102
Puls zwiększania napięcia sterujacego przy
ch.sterowania AUTOMAT
Puls_Ust_gora_S_automat
F 103
Puls zmniejszania napięcia sterujacego przy
ch.sterowania AUTOMAT
Puls_Ust_dol_S_automat
F 104
Sygnał zwiększania napięcia sterujacego przy
ch.sterowania AUTOMAT
Ust_S_automat_gora
F 105
Sygnał zmniejszania napięcia sterujacego przy
ch.sterowania AUTOMAT
Ust_S_automat_dol
F 110
Zatrzymanie napięcia sterującego przy
ch.sterowania AUTOMAT
Stop_Ust_dol_S_automat
F 120
Puls odliczania czasu ch.mechaniczna silnika
AUTOMAT
Puls_odliczania_czasu_MS
F 121
Koniec działania tyr.3,4 przy ch.mechanicznej
silnika AUTOMAT (lewo)
Koniec_T34_MS_L
F 122
Puls, gdy napięcie sterujace tyr.1,2 dojdzie do
zera przy ch.mechanicznej silnika AUTOMAT Puls_Ust_T12_0_MS_automat
F 123
Koniec działania tyr.3,4 przy ch.mechanicznej
silnika AUTOMAT (prawo)
Koniec_Ust_T34_MS_P
F 128 Zatrzymanie badanie ch.dynamicznej AUTOMAT Koniec_D_automat
Puls dla napięcia sterującego tyr. 1,2
F 130 ch.mechaniczna silnika AUTOMAT (góra-lewo) Puls_Ust_T12_0_MS_automat_gora_L
F 131 Ustawia Puls dla napięcia sterującego (F 141) Puls_Ust_T34_MS_automat
Rozpoczyna odliczanie czasu ch.mechaniczna
F 132
silnika AUTOMAT (lewo)
Odliczanie_czasu_MS_L
F 140
Puls dla napięcia sterującego tyr. 1,2
ch.mechaniczna silnika AUTOMAT (dół-lewo) Puls_Ust_T12_0_MS_automat_dol_L
F 141
Puls dla napięcia sterującego tyr. 3,4
ch.mechaniczna silnika AUTOMAT (dół-lewo) Puls_Ust_T34_0_MS_automat_dol_L
F 142
Puls dla napięcia sterującego tyr. 3,4
ch.mechaniczna silnika AUTOMAT (góra-lewo) Puls_Ust_T34_0_MS_automat_goral_L
F 143
Odliczanie czasu ch.mechaniczna silnika
AUTOMAT (zmiana kierunku)
Odlczanie_czasu_zmiana_kierunku
F 144 Koniec odliczania czasu (przy zmianie kierunku) Koniec_odliczania_czasu_zmiana_kierunku
Puls dla napięcia sterującego tyr. 1,2
F 145 ch.mechaniczna silnika AUTOMAT (dół-prawo) Puls_Ust_T12_0_MS_automat_dol_P
F 146
Informacja o kierunku wirowania przy
ch.mechanicznej silnika AUTOMAT Info_kierunek_wirowania_MS
F 147
Odliczanie czasu ch.mechaniczna silnika
AUTOMAT (kierunek w prawo)
Odliczanie czasu_P_MS
F 148
Puls dla napięcia sterującego tyr. 1,2
ch.mechaniczna silnika AUTOMAT (góra-prawo) Puls_Ust_T12_0_MS_automat_gora_P
F 149
Zmiana kierunku wirowania przy ch.mechanicznej
silnika AUTOMAT
Zmiana_kierunku_wirowania_MS_automat
F 150
Sygnalizacja ustawienia wypełnienia dla
ch.mechanicznej układu (kierunek lewo) Syg_wypelnienia_MU_automat_L
106

F 151
F 154
F 155
F 156
F 157
F 158
F 159
F 160
F 161
F 162
F 170
F 171
F 172
F 175
F 190
Sygnalizacja ustawienia wypełnienia dla
ch.mechanicznej układu (kierunek prawo) Syg_wypelnienia_MU_automat_P
Zerowanie napięcia sterującego tyr.1,2 dla
ch.mechanicznej układu AUTOMAT Zerowanie_Ust_T12_MU_automat
Zwiększanie napięcia sterującego tyr.3,4
ch.mechaniczna układu AUTOMAT Zwiekszenie_Ust_T34_MU_automat
Zerowanie napięcia sterującego tyr.3,4 dla
ch.mechanicznej układu AUTOMAT Zerowanie_Ust_T34_MU_automat
Zwiększanie napięcia sterującego tyr.1,2
ch.mechaniczna układu AUTOMAT Zwiekszenie_Ust_T12_MU_automat
Puls jednostkowy dodatni ch.mechaniczna układu
AUTMAT
Puls_jednostkowy_dodatni
Zmniejszanie wypełnienia przy ch.mechanicznej
układu AUTOMAT
Zwiekszenie_wypelnienia
Koniec odliczania czasu ch.mechaniczna
AUTOMAT (kierunku w prawo)
Koniec_odliczania_czasu_P_MS
Puls dla napięcia sterującego tyr. 3,4
ch.mechaniczna silnika AUTOMAT (dół-prawo) Puls_Ust_T34_0_MS_automat_dol_P
Puls dla napięcia sterującego tyr. 3,4
ch.mechaniczna silnika AUTOMAT (góra-prawo) Puls_Ust_T34_0_MS_automat_gora_P
Puls dla zmniejszania wypełnienia przy Puls_zmniejszanie_wypelnienia_MU_automat
ch.mechanicznej układu AUTOMAT
Puls jednostkowy ujemny ch.mechaniczna układu
AUTMAT
Puls_jednostkowy_ujemny
Zkończenie badania ch.mechanicznej układu
AUTOMAT
Koniec_MU_automat
Automatyczne uruchomienie ch.mechanicznej
układu AUTOMAT Start_MU_automat Wizcon
Automatyczne uruchomienie ch.dynamicznej
AUTOMAT Start_D_automat Wizcon
F 193 Uruchmia przekaźnik 3Q KOMPUTEROWE Wlacz_3Q_komputerowe Wizcon
F 200
Zakończenie badania ch.mechanicznej silnika
AUTOMAT
Koniec_MS_automat
F 214
Automatyczne uruchomienie ch.mechanicznej
silnika AUTOMAT
Start_MS_automat
F 241
Załancza sterowanie bezpośrednie
KOMPUTEROWE Wlacz_bezposrednie_komputerowe Wizcon
F 250
Uruchamia przekaźnik 2Q ch. dynamiczna
AUTOMAT
D_2Q_automat
F 251
Uruchamia przekaźnik 3Q ch.mechaniczna silnika
AUTOMAT
MS_3Q_automat
F 252
Uruchamia przekaźnik 3Q ch.mechaniczna
układu AUTOMAT
MU_3Q_automat
F 253
Puls na zwiększanie wypełnienia przy
ch.mechanicznej układu AUTOMAT Puls_zwiekszanie_wypelnienia_MU_automat
F 300
Wybór zadawania wartości napięcia sterującego
na tyr.3,4 KOMPUTEROWE Wybor_T34_komputerowe Wizcon
F 301
Wybór zadawania wartości napięcia sterującego
na tyr.1,2 KOMPUTEROWE Wybor_T12_komputerowe Wizcon
F 307 pomiar wartości ch.sterowania AUTOMAT Pomiar_S_automat
F 308 pomiar wartości ch.dynamiczna AUTOMAT Pomiar_D_automat
F 308
pomiar wartości ch.mechanicznej silnika
AUTOMAT
Pomiar_MS_automat
F 310
pomiar wartości ch.mechanicznej układu
AUTOMAT
Pomiar_MU_automat
F 311 Zerowanie bloków danych AUTOMAT Zerowanie_automat
Zerowanie bloków danych ch.sterowania
F 312
KOMPUTEROWE
Zerowanie_S_komp
F 313 pomiar wartości ch.sterowania KOMPUTEROWE Pomiar_S_komp
F 314
pomiar wartości ch.mechaniczna układu
KOMPUTEROWE
Pomiar_MU_komp
F 315
pomiar wartości ch.mechaniczna silnika
KOMPUTEROWE
Pomiar_MS_komp
F 320
Zerowanie bloków danych ch.mechaniczna
układu KOMPUTEROWE
Zerowanie_MU_komp
F 321
Zerowanie bloków danych ch.mechaniczna silnika
KOMPUTEROWE
Zerowanie_MS_komp
I 48 Adres modułu PCD2.W325
O 80 Adres modułu PCD2.W610
Napięcie sterujące (odczytywane przy sterowaniu
R 21
ręcznym)
Napiecie_sterujace
R 22 Napięcie twornika (odczytywane ze stanowiska) Napiecie_twornika
R 23 Prąd twornika (odczytywany ze stanowiska) Prad_twornika
R 24 Predkość silnika (odczytywany ze stanowiska) Predkosc silnika
Napięcie sterujące tyrystorów 1,2 zadawane
R 25
przez sterownik
Ust_T12_sterownika
107

R 26
Napięcie sterujące tyrystorów 3,4 zadawane
przez sterownik
Ust_T34_sterownika
R 27 Napięcie sterujące zadawane przez sterownik Ust_sterownika
R 30
Zadawanie napięcia sterującego na tyr.1,2
KOMPUTEROWE Ust_T12_komputerowe Wizcon
R 31
Zadawanie napięcia sterującego na tyr.3,4
KOMPUTEROWE Ust_T34_komputerowe Wizcon
R 36
Zadawanie napięcia sterującego
KOMPUTEROWE Ust_komputerowe Wizcon
R 50 Sygnalizacja błędu z modułu PCD2.W325 Blad
Napięcie sterujące przy ch. sterowania
R 60
AUTOMAT
Ust_S_automat
R 74 Czas przy ch. dynamicznej Czas
Napięcie sterujące przy ch. dynamicznej
R 75
AUTOMAT
Ust_D_automat
R 76
Napięcie sterujące tyr. 1,2 ch.mechaniczna silnika
AUTOMAT (lewo)
Ust_T12_MS_automat_L
R 77
Napięcie sterujące tyr. 3,4 ch.mechaniczna silnika
AUTOMAT (lewo)
Ust_T34_MS_automat_L
R 78
Napięcie sterujące przy ch. mechanicznej układu
AUTOMAT
Ust_MU_automat
R 79
Napięcie sterujące tyrystorów 1,2 przy
ch.mechanicznej układu AUTOMAT Ust_T12_MU_automat
R 81
Napięcie sterujące tyrystorów 3,4 przy
ch.mechanicznej układu AUTOMAT Ust_T34_MU_automat
R 87
Napięcie sterujące tyr. 3,4 ch.mechaniczna silnika
AUTOMAT (prawo)
Ust_T34_MU_automat_P
R 89
Napięcie sterujące tyr. 1,2 ch.mechaniczna silnika
AUTOMAT (prawo)
Ust_T12_MU_automat_P
R 100
1 pozycja przy badaniu ch.dynamicznej
AUTOMAT
Poz1_D_automat
R 101
2 pozycja przy badaniu ch.dynamicznej
AUTOMAT
Poz2_D_automat
R 102
3 pozycja przy badaniu ch.dynamicznej
AUTOMAT
Poz3_D_automat
R 103
4 pozycja przy badaniu ch.dynamicznej
AUTOMAT
Poz4_D_automat
R 104
5 pozycja przy badaniu ch.dynamicznej
AUTOMAT
Poz5_D_automat
R 105
6 pozycja przy badaniu ch.dynamicznej
AUTOMAT
Poz6_D_automat
R 106
7 pozycja przy badaniu ch.dynamicznej
AUTOMAT
Poz7_D_automat
R 107
8 pozycja przy badaniu ch.dynamicznej
AUTOMAT
Poz8_D_automat
R 110
Licznik zliczający do 20 ch.sterowania
KOMPUTEROWE
Licznik20_S_komp
R 111
Licznik zliczający do 10 ch.mechaniczna układu
KOMPUTEROWE
Licznik10_MU_komp
Licznik zliczający do 80 ch.mechaniczna układu
R 112
KOMPUTEROWE
Licznik80_MU_komp
R 113
Licznik zliczający do 10 ch.mechaniczna silnika
KOMPUTEROWE
Licznik10_MS_komp
R 114
Licznik zliczający do 20 ch.mechaniczna silnika
KOMPUTEROWE
Licznik20_MS_komp
R 190
Napięcie sterujące tyrystorów 1,2 przy
ch.mechanicznej silnika AUTOMAT Ust_T12_MS_automat
R 191
Napięcie sterujące tyrystorów 3,4 przy
ch.mechanicznej silnika AUTOMAT Ust_T34_MS_automat
11.2 Listing
108