Zespół Szkół Zawodowych nr 1 Technikum Zawodowe

2. Zespół Szkół Zawodowych nr 1 Technikum Zawodowe Praca Dyplomowa Temat: „Opracować i wykonać ćwiczenie dydaktyczne w oparciu o sterownik CPU 222 i jego oprogramowanie” Promotor: inż. Zbigniew Pąsik Wykonali: Piotr Głowacz Mariusz Cylupa

3. Sterownik S7-200 CPU 222 SIMATIC S7-200 jest nowoczesnym sterownikiem PLC. Dzięki zwartej zabudowie, dużej wydajności oraz możliwości przetwarzania programu i procesu w czasie rzeczywistym szczególnie dedykowany jest producentom maszyn i urządzeń. Posiada rozbudowane możliwości komunikacyjne, co pozwala na budowę zdecentralizowanych struktur sterowania. Budowa modułowa sterownika SIMATIC S7-200 pozwala na jego dostosowanie do wymagań i potrzeb klienta. Jednostka centralna CPU posiadająca zintegrowane wejścia/wyjścia binarne, może by uzupełniona o dodatkowe moduły rozszerzeń.

4. Dane Techniczne: Charakterystyka S7-200 1. Maksymalna liczba we/wy cyfr.: 248 2. Maksymalna liczba we/wy analog.: 28 3. Modułowa konstrukcja 4. Duży wybór modułów 5. Możliwość budowy zdecentralizowanych struktur 6. Brak ruchomych części mechanicznych (wentylatora) 7. Wersja „SIPUS” o rozszerzonym zakresie temperatur -20 +70 Konstrukcja Mechaniczna Sterownik w zależności od jednostki centralnej posiada różną ilość zintegrowanych wejść/ wyjść binarnych. Jednostki centralne zasilane napięciem 230V AC posiadają zintegrowany zasilacz. Każda jednostka centralna wyposażona jest w zasilacz 24V, który może być zastosowany do zasilania modułów rozszerzeń. Sterownik S7-200 nie wymaga kasety. Poszczególne elementy sterownika montowane są na pasywnej szynie DIN 35mm. Bezpośrednio do CPU można dołączyć max. 7 modułów CPU 224, CPU226), max. 2 moduły (CPU 222) (CPU 221 brak możliwości rozszerzeń).

5. Budowa Modułowa • 5 dostępnych jednostek centralnych zoptymalizowanych pod kątem wydajności i możliwości komunikacyjnych. • Duża różnorodność modułów rozszerzeń: - Binarne/analogowe skalowanie do wymagań projektu. - Profibus pracuje w trybie slave. - AS-Interface pracuje w trybie master. - Przetworniki temperatury. - Pozycjonowanie. - Zdalna diagnostyka i komunikacja. - Komunikacje Ethernet/Internet. • Funkcje obsługi operatorskiej HMI. • Oprogramowanie Step7-Micro/Win z biblioteką Micro/Win add-on library.

7. Wydajność 1. Niewielkie wymiary i kompaktowa budowa predysponuje SIMATIC S7-200 do zastosowań w miejscach o ograniczonej przestrzeni zabudowy. 2. Funkcjonalność i obsługa jednakowa dla wszystkich jednostek centralnych CPU. 3. Duża pamięć. 4. Obsługa procesów w czasie rzeczywistym, przy zapewnieniu wydajności, niezawodności i bezpieczeństwa. 5. Prostota obsługi i programowania dzięki oprogramowaniu STEP7-Micro/Win, zarówno dla początkujących, jak i dla ekspertów.

8. Oprogramowanie Oprogramowanie STEP7-Micro/Win zostało zoptymalizowane pod kątem wydajności i czasu realizacji instrukcji programowych. Zapewnia użytkownikowi oszczędność czasu przy realizacji projektów, dzięki przejrzystemu edytorowi, łatwo dostępnej bibliotece instrukcji i rozbudowanemu „menu” kontekstowemu z funkcją pomocy. Oprogramowanie obsługuje dwa standardy programowania: SIMATIC oraz IEC 1131.

10. 1. Zintegrowane funkcje On-line: • Runtime-Edit • Online-Status 2. Pomoc kontekstowa On-line dla wszystkich funkcji 3. Przejrzysta i użyteczna symbolika w tabeli symboli: • Standardowa tabela symboli. • Tabela definiowana przez użytkownika. 4. Strukturalne oprogramowanie z wykorzystaniem bibliotek: • Biblioteka USS-Protokół do sterowania falownikami. • Biblioteka Modbus. • Biblioteki definiowane przez użytkownika.

11. 5. Strukturalne programowanie z wykorzystaniem podprogramów: • Podprogramy z parametrami. • Podprogramy zabezpieczone hasłem. • Wielokrotnie wywoływane podprogramy. • Import/Export podprogramów 6. Debugging • Szybkie On-line wyszukiwanie błędów. • Lokalizowanie błędów przez obsługę myszą.

12. STEP7- Micro/WIN 4.0 Najnowsza wersja STEP7-Micro/Win 4.0 współpracuje z Windows 2000 oraz Windows XP. Wbudowana funkcja Trend Charts pozwala na podgląd zmiennych w formie wykresów czasowych. Oprogramowanie posiada zintegrowany Auto-Tuning regulatora PID oraz nowe kreatory złożonych funkcji programowych „Wizard”, np. zarządzanie recepturami, data logging. Dodatkowo dostępne są również funkcje diagnostyczne z możliwością wizualizacji stanów pracy sterownika na zintegrowanych diodach LED. Możliwa jest również edycja w trybie „RUN” oraz „download” w trakcie pracy sterownika SIMATIC S7-200. Dostępne są trzy edytory pozwalające na tworzenie aplikacji użytkownika: STL - lista instrukcji LAD - drabinka instrukcji FBD - schemat blokowy

13. SIMATIC WinCC flexible Jest to oprogramowanie narzędziowe służące do tworzenia aplikacji dla dedykowanych sterownikom S7-200 paneli operatorskich OP73 micro, TP 170 micro, TP 177 micro. Również za pomocą bardziej zaawansowanych pakietów projektowych jak: WinCC flexible Compact/Standard /Advanced istnieje możliwość programowania powyższych paneli. Oprogramowanie pozwala na definiowanie obiektów graficznych, zarządzanie zmiennymi, alarmami itd. Dla paneli dedykowanych S7-200 wymagane jest posiadanie kabla PC/PPI, który służy do wgrania przygotowanej aplikacji do paneli.

15. STEP 7-Micro/WIN wspomaga i przyspiesza tworzenie aplikacji dzięki wbudowanym kreatorom Wizards: • TD 200 & TD 200C • PID Regulacja • HSC szybkie liczniki • NetR-NetW sieci PPI • AS-Interface • Ethernet/Internet • Pozycjonowanie • Panel kontrolny • Modem • Data Logging • PID Auto-Tuning • PTO (wyjście impulsowe) • Receptury

17. Układy Logiczne Układy logiczne dzielą się na układy kombinacyjne i sekwencyjne. Układy kombinacyjne różnią się od sekwencyjnych tym, że nie występuje proces pamiętania. W układach sekwencyjnych dodatkowo występuje pamięć. Układy kombinacyjne : układy logiczne realizujące określoną funkcję B i zbudowane z bramek (funktorów logicznych ). Układy sekwencyjne :układy logiczne mające pamięć, zdolne do zapamiętywania swoich stanów. Składają się z bramek i pamięci. Dzielą się na: A) synchroniczne (działają w ściśle określonym momencie czasu)- występuje zegar. B) asynchroniczne (działają wówczas, gdy pojawia się sygnał na wejściu). Pamięć zbudowana jest z jednobitowych elementów pamięciowych. Jednobitowym elementem pamięciowym jest przerzutnik ‘ flip-flop’. Standardowe układy logiczne można podzielić na dwie główne grupy: układy bipolarne i układy CMOS. Układy logiczne są często zwane układami cyfrowymi, jako że sygnały przesyłane podczas działania układy logiczne tworzą ciąg impulsów dwupoziomowych oznaczanych cyframi 0 i 1. Układy logiczne są podstawowymi układami techniki cyfrowej, znajdują zastosowanie w budowie komputerów, cyfrowych urządzeń pomiarowych, automatyki przemysłowej, rejestracji i przetwarzania danych.

18. Bramka AND AND - bramka AND czyli funkcja logiczna „i”, jest to układ logiczny iloczynu, który spełnia następujące funkcje: na wyjściu pojawia się sygnał 1 wtedy i tylko wtedy kiedy oba sygnały wejściowe posiadają wartość logiczną jeden.

19. Bramka NAND NAND - bramka NAND, funkcja logiczna „nie-i”, jest to układ logiczny iloczynu zanegowanego, dający na wyjściu wartość zero wtedy i tylko wtedy gdy na wejściu wszystkie sygnały mają wartość jeden.

20. Bramka OR OR - bramka OR, funkcja logiczna „lub” - jest to układ sumy logicznej, który daje na wyjściu sygnał jeden, jeżeli tę wartość ma co najmniej jeden z sygnałów. Oznacza to, że zero pojawia się wtedy i tylko wtedy, kiedy oba sygnały są wartości zero.

21. Bramka NOR NOR - bramka NOR, funkcja logiczna „nie-lub” , układ sumy zanegowanej, jest to układ na którego wyjściu pojawia się sygnał jeden wtedy i tylko wtedy gdy na wszystkich wejściach istnieje sygnał zero.

22. Bramka XOR (Exclusive-OR) Exclusive-OR (XOR, czyli WYŁĄCZNE LUB) jest ciekawą funkcją, chociaż mniej podstawową niż AND i OR. Wyjście bramki XOR jest w stanie wysokim, jeżeli jedno albo drugie wejście jest w stanie wysokim (jest to zawsze funkcja dwóch zmiennych). Mówiąc inaczej, wyjście jest w stanie wysokim, jeżeli stany wejść są różne.

23. Bramka NOT NOT - bramka NOT, funkcja logiczna „nie”, inwenter, jest to układ zmieniający wartość logiczną sygnału na przeciwną tzn., dając na wejściu sygnał jeden na wyjściu pojawia się zero i odwrotnie.

24. Symbole i tablice prawd dotyczące modelu

30. Schemat logiczny działania bramek w S7-200

32. Schemat elektryczny połączeń

34. Do zasilania modelu został użyty komputerowy zasilacz AT

35. Zastosowanie układów logicznych i sterownika S7-200 W dzisiejszych czasach układy logiczne są stosowane wszędzie w przemyśle, a także do otwierania bram, oświetlenia klatki schodowej i wiele innych zastosowań w urządzeniach powszechnego użytku (komputery, samochody, magnetowidy). W przemyśle układy sterowników są stosowane cały czas i mają szerokie zastosowanie. Umożliwiają sterowanie oświetleniem, roletami, żaluzjami, systemami grzewczymi i klimatyzacyjnymi oraz do budowy układów sterowania i automatyzacji maszyn, linii produkcyjnych i urządzeń oraz przeznaczone do tworzenia zdecentralizowanych struktur sterowania dla małych obiektów typu przepompownie, oczyszczalnie ścieków. Sterowniki mają budowę modułową, dzięki czemu mogą być łatwo dopasowane do wymagań użytkownika.

36. Koniec Dziękujemy za uwagę