Logické systémy

1. Logické systémy AUTOMATIZACE – Laboratorní cvičení 2 Ing. Jan Janečka 2009 janecka@uai.fme.vutbr.cz

2. Co je LOGO? • LOGO! je univerzální logický programovatelný modul firmy Siemens. • Základní myšlenkou tohoto modulu je spojit logické, spínací, časové a ostatní speciální funkce do jednoho modulu. • Tímto modulem lze realizovat malé automatizační úlohy • ovládat čerpadla • kompresory, • otevírat závory a vrata • zavlažovat rostliny ve skleníku • řídit osvětlení nebo výtahy v budovách • Lze však zvládnout i relativně komplikovaná zařízení včetně sledování teplot, tlaků a ostatních analogových veličin. • Jako perličku uveďme, že LOGO! bylo v České republice nasazeno i na řízení destilační kolony při průmyslové výrobě slivovice nebo i v tak náročných podmínkách, jako je ovládání hasicích zařízení v hasičském voze.

3. Technické parametry LOGO! • Základní modul LOGO! má integrovaných: • 8 vstupů - přitom dva vstupy mohou být použity jako digitální nebo analogové (0-10 V) • 4 výstupy. V různých variantách provedení LOGO! Jsou k dispozici tranzistorové výstupy (do 0,3 A) nebo reléové výstupy (do 10 A). • Pro programování je k dispozici celkem 37 funkcí. V jednom programu lze použít maximálně 56 funkčních bloků,

4. Technické parametry LOGO! • Elektrické vlastnosti: • vstupy DC12V, AC/DC24V,AC/DC115/230V, • výstupy jsou napěťově odděleny, • analogové vstupy 0..10V, 4..20mA, PT 100. • LOGO! obsahuje: • základní logické funkce • časové funkce • speciální funkce pro pokročilejší uživatele. • LOGO! Lze rozšířit o další moduly se vstupy a výstupy: • 24 digitálních vstupů • 16 digitálních výstupů, • 8 analogových vstupů • 2 analogové výstupy. • Existuje i možnost komunikace s více moduly popř. s vyššími řídicími systémy pomocí sběrnice AS-interface, EIB nebo LON.

5. Program LOGO! Comfort • Program pracuje v prostředí Windows 98 až XP. • Program umožňuje: • OFF line simulace (F3) se zobrazením stavu každé funkce • ON line testování se zobrazením stavu každé funkce a 30 aktuálních hodnot. • Programování se provádí skládáním objektů reprezentujících vstupy, výstupy a funkce na pracovní ploše LOGO! Comfort. • Objekty se spojují navzájem čarami reprezentujícími datové toky, přitom analogové a digitální spoje jsou rozlišeny tloušťkou čáry. • U jednotlivých objektů se nastavují jejich vlastnosti. • Celý systém programování je značně intuitivní.

6. Schodišťový automat • Vytvořte program pro rozsvícení světel na chodbě v panelovém domě. • Rozsvícení světel pomocí vypínače • Doba svícení 10 s.

7. Ovládání světel a ventilátoru v koupelně • Realizujte úlohu ovládání světla a ventilátoru v koupelně. • Při sepnutí vypínače se rozsvítí světlo a po uplynutí 5s se spustí ventilátor pro odsávání vlhkosti. • Po vypnutí vypínače bude ventilátor běžet ještě 10 s.

8. Nápojový automat - zadání • V nápojovém automatu jsou umístěny tři nádoby obsahující vodu, malinový sirup a citrónový sirup. Tlačítka na přístroji ovládají automat tak, aby si zákazník vybral čistou vodu, malinovou limonádu nebo citrónovou limonádu. Vodu je možné získat zadarmo, limonádu vydá automat pouze po vhození mince. • Stisknutím kteréhokoliv z tlačítek a vhozením mince se zahájí časově omezený rozhodovací proces. Jestliže tento proces je ukončen dříve, než zákazník učinil platnou volbu, vhozená mince vypadne zpět Mince se vrátí též v případě nesprávné obsluhy.

9. Nápojový automat - úkoly • a) Napište logické výrazy pro řízení automatu a funkci návratu mince v závislosti na stisknutých tlačítkách. Neberte v úvahu zpoždění rozhodovacího procesu. • b) Minimalizujte logické funkce. • c) Nakreslete schéma obvodu, který realizuje tyto funkce.

10. Řešení nápojového automatu • Použité proměnné a funkce • Pro řešení příkladu si zavedeme 4 vstupní proměnné v, m, c, p, které nám budou označovat stavy tlačítek (výběr volby z automatu). • Funkce řídící elektromagnety V, M a C a funkce řídící návrat mince P nám budou popisovat činnost automatu, tedy budou to výstupní funkce. • Výsledné funkce V, M, C, P závisí na proměnných v, m, c, p :

11. Hodnoty proměnných • Funkce V, M, C a P jsou dvouhodnotové, tzn., že magnet přitáhne nebo nepřitáhne, mince je nebo není vrácena. • Proměnné v, m, c, p jsou také dvouhodnotové - tlačítka jsou nebo nejsou stlačena, mince je nebo není vhozena.

12. Zvolená konvence • Výstupní funkce: • V=M=C=0: ventily jsou zavřené; • P=0: mince je přijata • V=M=C=1: ventily jsou otevřeny; • P=1: mince je vrácena • Vstupní proměnné: • v =m =c =0: tlačítko není stlačeno; • p=0: mince není vhozena • v =m =c =1: tlačítko stlačeno; • p=1: mince je vhozena

13. Pravdivostní tabulka

14. Logické funkce

15. Minimalizace logických funkcí • Minimalizace karnaughovou mapou pro M

16. Minimalizace logických funkcí • Minimalizace karnaughovou mapou pro C

17. Minimalizace logických funkcí • Minimalizace karnaughovou mapou pro V

18. Minimalizace logických funkcí • Minimalizace karnaughovou mapou pro P

19. Výsledné výstupní funkce

20. Logické schéma

21. Zavlažování skleníku - zadání • Zavlažování rostlin ve skleníku má být řízeno pomocí LOGO! • Rozlišují se tři typy rostlin: • Vodní rostliny v bazénu, jehož hladina vody má být udržována v určité výši • Rostliny druhého typu je třeba zalévat vždy ráno a večer po dobu tří minut • Rostliny třetího typu potom každý druhý večer po dobu dvou minut • Automatické zavlažování může být samozřejmě také vypnuto • Doba zalévání ráno i večer může být libovolně měněna • Kromě zavlažování může pomocí LOGO! řízeno i osvětlení a větrání skleníku

22. Zavlažování skleníku • Zavlažování rostlin typu 1: • Plovákovými spínači pro maximální a minimální hladinu (na I1 a I2) je udržována hladina v bazénu v daném rozsahu. • Zavlažování rostlin typu 2: • Zalévání se zapíná spínacími hodinami ráno od 6.00 do 6.03 hod. a večer od 20.00 do 20.03 hod. vždy na 3 minuty (každý den). • Zavlažování rostlin typu 3: • Pomocí obdélníkové funkce jsou rostliny zalévány každý druhý den večer, jakmile dá signál na I3 hlídač setmění, vždy po dobu dvou minut. • Vstupy: • I1 Plovákový spínač pro maximální hodnotu (spínací kontakt) • I2 Plovákový spínač pro minimální hodnotu (spínací kontakt) • I3 Hlídač setmění (spínací kontakt) • I4 Volič automatického zavlažování (spínací kontakt) • Výstupy: • Q1 Magnetický ventil zavlažování rostlin typu 1 • Q2 Magnetický ventil zavlažování rostlin typu 2 • Q3 Magnetický ventil zavlažování rostlin typu 3

23. Zavlažování skleníku • Program pro LOGO!