5. Irányítási rendszer felépítése: Irányító Rendszer

1. Automatika: az irányításelmélet tudománya. Irányítástechnika: a műszaki tudományok egyik ága, amely az önműködő irányítás törvényszerűségeivel és gyakorlati megvalósításával foglalkozik. Azaz a tárgya az elmélet törvényszerűségek, eljárások, tervezési módszerek vizsgálata. Főága a megvalósítás eszközei, készülékek, berendezések, rendszerek és ezek működési eszközeinek ismerete, az eszközök alkalmazása, kiválasztása. Automatizálás: az automatizálás gazdasági, műszaki tevékenység, valamilyen konkrét célok megvalósításának érdekében (pl.: termelékenység, megbízhatóság, minőség növelése, energiafelhasználás csökkentése…). 2. Irányítás célja: az irányított folyamat valamely paraméterének, vagyis az irányított jellemzőnek (x ) előírt módon való befolyásolása. Ez a hatás az irányító berendezés i

beavatkozása révén valósul meg. A beavatkozás a módosított jellemzőre hat (xm) amely az irányított jellemző megváltoztatására alkalmas. Az irányított jellemzőt a zavaró jellemzők is befolyásolhatják. 3. Az irányítás műveletei: - Célkitűzés: annak a meghatározása, hogy a folyamat egy vagy több jellemzője milyen mértékben legyen állandó, vagy milyen mértékben változzon az időben. - Érzékelés: információszerzés az irányítandó folyamatról, illetve annak valamilyen jellemzőjéről. - Ítéletalkotás: mérlegelés és döntés, hogy a célkitűzést figyelembe véve, a szerzett információ feldolgozása alapján szükségessé válik-e a rendelkezés kiadása, azaz a folyamatba való beavatkozás. - Rendelkezés: utasítás a szükséges mértékű beavatkozásra. - Jelformálás: a beavatkozás időbeli jellemzőinek (gyors, lassú, stb.) és mértékének (teljesítményének) beállítása - Beavatkozás: az irányított folyamat befolyásolása a rendelkezés alapján a szükséges mértékben. 4. Kézi irányítás: az irányítási művelet egészét vagy egy részét a kezelő személy látja el. A kézi működtetés jellemzői: érzékelés, ítéletalkotás, beavatkozás. Önműködő irányítás: a teljes irányítási folyamat a kezelő személy beavatkozása nélkül valósul meg. A feladatokat az automata látja el. Jellemzője, hogy az információáramlás zárt rendszerben valósul meg. Az áramlás történhet fizikai vagy villamos jelekkel, illetve kódolt jelek alapján. 5. Irányítási rendszer felépítése: Irányító Rendszer

Irányított Rendszer

Irányító rendszer: mindazon szervek, készülékek összessége, amelyek együttműködésével az irányítás megvalósul Irányított rendszer: olyan meglévő műszaki létesítmény, berendezés, gép, amely az irányítás tárgyát képezi.

1

6. Az irányítási rendszer alapvető típusai: Adatgyűjtés: az az eljárás, amely során a folyamatról lényeges információkat szerzünk és azt a feldolgozás Irányító Rendszer helyére továbbítjuk. Az adatgyűjtés a folyamat működését szabályozás vezérlés nem befolyásolja. A szabályozás hatáslánca nyitott. Vezérlés: olyan irányítási művelet, amelyben az irányított folyamatba a beavatkozás logikai műveletek alapján valósul meg. A szabályozás hatáslánca nyitott. Szabályozás: olyan irányítási művelet, amelynél a Irányított Rendszer folyamatban létrejött változást összehasonlítjuk a szabályozás célkitűzésével és az eltérés előjelétől és mértékétől függően beavatkozunk a folyamatba azért, hogy a célkitűzéstől való eltérés nullává vagy minimális értékűvé váljon. A szabályozás hatáslánca zárt. Programozott irányítás: olyan művelet, amely során az irányítási funkciókat előre elkészített programok alapján valósítja meg a processzort tartalmazó rendszer. A programtól és a perifériáktól függően elláthatja az adatgyűjtés, vezérlés és szabályozás funkciókat egyben. Ez a szabályozás negatív visszacsatolású zárt hatásláncú. 7. A vezérlés hatásvázlata: Parancs adó

Xv Logikai döntéshozó

Program vagy idő változó

xv :végrehajtó jel xb :beavatkozó jel xm :módosító jel xz :zavarjel

Végrehajtó Xb Beavatkozó Xm szerv szerv

Vezérelt szakasz

Vezérelt jellemző

Érzékelő

Szabályozás hatásvázlata: alapérték Alapjelképző

xz Xa (t)

Xr (t)

Kompenzáló Végrehajtó Beavatkozó Szabályozott Xv (t) Xb (t) Xm (t) szakasz erősítő szerv szerv

Ellenőrző jel

Érzékelő szerv

xa :alapjel: a szabályozott jellemző előírt vagy kívánt értéke, melyet a szabályozás során el kell érni vagy meg kell tartani. xr :rendelkező jel: xv :végrehajtó jel: xb :beavatkozó jel: xm :módosított jellemző: olyan fizikai mennyiség, amely a szakaszban olyan hatást vált ki, hogy az xs szabályozott jellemzőnek az xa alapértéktől való eltérését megszüntetni igyekszik. xs :szabályozott jellemző: az a fizikai mennyiség, amelynek segítségével a szakaszban lejátszódó folyamat állapotát a legjobban lehet megítélni. 2

Xs (t)

8 9. szabályozás – vezérlés összehasonlítása A szabályozási kör minden időpillanatban zárt. A vezérlési láncban nincs zárt hurok és a kiadott parancs (vezérlési utasítás) vagy A szabályozó berendezést működtető végrehajtódik vagy nem, és erről nincs rendelkező jel visszajelzést tartalmaz a visszacsatolt információ. megelőző beavatkozás eredményéről. A szabályozási körben a jelek analóg vagy digitálisan kódolt jelek.

A vezérlési láncban a jelek csak kétállapotúak lehetnek.

Szabályozáskor lehetőség van minden zavaró Vezérléssel csak olyan zavaró jelek hatása jel hatásának kiküszöbölésére akkor is, ha nem küszöbölhető ki, amelyek szerepet játszanak a rendelkező jel képzésben, feltéve, hogy ismerjük azokat. hatásuk előre ismert. 10. Irányítási rendszer szerkezeti részei: – Elem: irányítástechnikai szempontból tovább nem bontható szerkezeti rész. A berendezés legegyszerűbb önálló egysége, amely egy vagy több alkatrészből állhat. pl.: motor, relé... – Szerv: az irányítási rendszerben egy irányítási feladatot önállóan ellátó szerkezeti egység. A szerkezeti elemek szervezetten együttműködő egysége. Ilyen feladatok pl.: érzékelés, jelformálás, távadás... – Készülék: szerkezetileg körülhatárolt, rendszerint a maga egészében kicserélhető egység, amelynek önálló technológiai vagy önálló irányítási feladata van. A készülék egy vagy több szervből áll. – Berendezés: szerkezetileg önálló, a legmagasabban szervezett irányítástechnikai egység, amely egy vagy több technológiai művelet felügyeletét, irányítását végzi. – Tag: a hatáslánc olyan, a működés szempontjából önálló része, amely az egyes jelek között oksági és függvénykapcsolatot fejez ki. Hatáslánc: az irányítási rendszer azon szerkezeti egységeinek sorozata, amelyek az irányítási hatást közvetítik. A hatáslánc része az irányított szakasz is. 11. Szerkezeti vázlat: az irányítási rendszer vázlatos vagy jelképes szerkezeti ábrázolása, amely irányítási szempontból csak a lényeges részeket tünteti fel. A szerkezeti vázlaton nyomon követhetjük a hatásláncon terjedő jelek útját, tanulmányozhatjuk a hatásláncban lévő szervek, készülékek működését. Működési vázlat: a hatáslánc szerkezeti részeinek olyan ábrázolási módja, amelyben a részek irányítástechnikai funkcióját jelképesen ábrázoljuk. Mivel a rajzjeleken az egyes szervek, készülékek belső jelerjedését , fizikai hatásmechanizmusát, működésük szerkezeti és áramköri tulajdonságait nem tüntetjük fel, a szabályozási rendszer szerkezeti vázlatánál ugyan kevesebb információt nyújtó, de a lényeges rendszertechnikai tulajdonságokat jobban kidomborító ábrázolási módhoz jutunk. 3

Hatásvázlat: a hatáslánc elvi elvonatkoztatott ábrázolási módja, amelyben a működés szempontjából lényeges egységeket és jeleket egyszerű geometriai alakzatok jelképezik. Az irányítástechnikai egységet (tagot) jelképező alakzatba (pl. téglalapba) írt függvény a tag statikus vagy dinamikus viselkedését jellemzi. A hatásvázlat részei: irányított szakasz, jelátvivő tagok, hatásirány, jelek. A hatásvázlatnak két fajtáját különböztetjük meg: tömbvázlat: amit egyszerű geometriai alakzatok jelképeznek jelfolyamatábra: csomópontok és összekötő ágak jelképezik. 12.Irányítási rendszer szerkezeti elemei: 10. 13. Tag: az irányítási rendszer (hatáslánc) tetszés szerint kiválasztott része jelformáló tulajdonságainak jellemzésére, amely a tag jelformáló tulajdonságait jellemző összefüggéssel adható meg. Irányított szakasz: az irányított rendszer jelátviteli tulajdonságait leíró tag. Hatásirány: az az irány, amelyben a jelek a tagokon áthaladnak. A tagok a jeleket csak egy irányban engedik át. Bemenő jel: a tagot működésre késztető külső jel. Kimenő jel: a tag működése folyamán kialakuló jel, a bemenő jel hatására. 14. Értéktartó szabályozás: feladata, hogy valamely fizikai-kémiai-technológiai jellemzőt állandó értéken tartson. Vagyis A=x ; a szabályozott jellemzőt egy alapértéken tartja. s

Követő szabályozás: olyan szabályozás, amelynek a feladata valamely folyamatjellemző (az xs szabályozott jellemző) előírt módú változtatása. Ezt a szabályozási típust alapvetően az jellemzi, hogy xa alapjele időben változó érték. E típuson belül két alcsoportot különböztetünk meg: – Értékkövető szabályozás: ha a szabályozott jellemzőnek egy másik hasonló, vagy éppen vele megegyező mennyiséget kell követnie, akkor beszélünk értékkövető szabályozásról. Ilyenkor az alapjelképző xa alapjele követi a követésre kijelölt szerv jellemzőjét (xvez) a vezető jelet. – Menetrendi (program) szabályozás:a szabályozott jellemzőt időben előírt módon, meghatározott függvény szerint kell változtatni. Ilyenkor az alapjelképző önmagában tartalmazza (tárolja) azt a programot vagy programszerkezetet, aminek segítségével az xa alapjel olyan időfüggvénnyé válik, hogy a kívánt program a szabályozásban teljesüljön. 15. Jelátviteli tag: a jelátviteli sajátosságok leírására létrehozott absztrakció, amely a szabályozási kör (működés szempontjából) önálló része és az egyes jelek között oksági és függvénykapcsolatot fejez ki. Átviteli tényező: különböző fizikai mennyiségek által hordozott jelek viszonyát fejezi ki állandósult állapotban, külön dimenziója van. Minden jelátvivő tag esetén a jelleggörbe értelmezési tartományán belül, annak egyes pontjaiban írható a jelátviteli kapcsolat. x A= ki A dimenziója a kimenő- és bemenő jel rendszerint különböző dimenziójának x be ford ford ; [ x be ]=V ; [ A m ]= hányadosa. Pl.: villanymotor: [ x ki ]= perc V x perc 4

16. Jelátviteli tagok kapcsolásai: Soros kapcsolás: Két tag akkor sorosan kapcsolt, ha az első tag kimeneti jele megegyezik a második tag bemeneti jelével. V agyis xki1 = xbe2 x ki2 =A 1 A 2 Xbe1 x be1 az eredő átviteli tényező, az egyes tagok átviteli tényezőinek szorzata. AE =

Xki1

A1

Xbe2

Xki2

A1

Párhuzamos kapcsolás: két tag akkor kapcsolt párhuzamosan, ha a bemenő jelük közös, kimenő jelük pedig összeadódik vagy kivonódik. x ki1 =A 1 x be Xbe x ki2 =A 2 x be Xki1 A 1 x ki =±x ki1±x ki2 ± x Xbe A E = ki =±A 1±A 2 x be Az eredő átviteli tényező az Xki2 egyes tagok átviteli tényezőinek ± A 2 előjelhelyes összege.

Xki

Xbe

Visszacsatolt kapcsolás: a legbonyolultabb kapcsolási forma. Lényege, hogy a kimenő jelét, vagy annak egy részét a bemenetre visszavezeti. Ha a visszavezetett jel összeadódik a bemenőjellel (azt erősíti), akkor pozitív, ha kivonódik (gyengíti) akkor negatív visszacsatolásnak tekintjük. x be1=x be ±x ki2 Xbe1 Xki1 Xbe x ki =x ki1=x be2 =A 1 x be1 A1 x ki2 =A 2 x be2 ± Negatív visszacsatolásnál: x A1 AE = k = Xbe2 x b 1A 1 A 2 A1 Xki2 Pozitív visszacsatolásnál: A1 x AE = k = x b 1−A 1 A 2 17. Lineáris tag és rendszer: lineárisnak tekintünk egy tagot, illetve rendszert, ha a bemenő- (gerjesztő-) hatások lineáris kombinációjára a kimenő (felelet-) hatás is lineáris jellegű. A lineáris rendszerben érvényesül a szuperpozíció elve.

5

Xki Xki2 Xki1

Xbe1

Xbe2

Xbe

18. Szabályozási kör alaptagjai: Egyszerű tagok jellemző függvényei Arányos tagok Az arányos tagra jellemző, hogy kimenőjele arányos a bemenőjellel. Átmeneti függvénye: v( t ) = A1( t ) v(t) A t

Gyakran előforduló arányos tagok: a potenciométer, az elektronikus erősítő, a fotocella stb. Integráló tagok Az integráló tagokra jellemző, hogy állandósult állapotban kimenetükön a bemenőjel integráljával arányos jel jelenik meg. Az integráló tag kimenetén a jel állandóan nő, ha a bemenetére bármilyen kis pozitív jel is kerül. Az integráló tagok beiktatásának különösen a nagy pontosságot igénylő szabályozásokban van jelentőssége. Átmeneti függvénye: 1 v( t ) = t, ha t ≥ 0. TI v(t) 1 TI

t

Gyakran előforduló integráló tagok: egyenáramú szervomotor, ha kimenőjele a szögelfordulás, vagy a fogyasztásmérő, amely a villamos teljesítmény időintegrálját méri. Differenciáló tagok A differenciáló tagokra jellemző, hogy állandósult állapotban kimenő jelük arányos a bemenőjel differenciálhányadosával. Differenciálótagot akkor iktatunk be a szabályozási körbe, ha a kör működését valamelyik jel változásától akarjuk függővé tenni. Átmeneti függvénye: v(t)

TD terület ?t impulzus

TD

6

t

Differenciáló tagok például: egy ideális üresen járó transzformátor, vagy a tachométergenerátor. Holtidős tagok Gyakran fordulnak elő olyan tagok, amelyeknek kimenőjele a bemenőjel megjelenése után csak bizonyos idő, az úgynevezett holtidő elteltével jelentkezik. A holtidőt általában a fizikai mennyiségek véges haladási sebessége idézi elő. Átmeneti függvénye: v(t) v( t ) = A H 1( t − TH ) AH t

TH

Holtidős tagok például: egy szállítószalag vagy egy hosszú csővezeték. Tárolós tagok A tárolós tagok energiatárolót tartalmaznak. Önbeálló jellegűek. Kimenőjelük állandósult állapotban megegyezik a bemenőjellel. Az energiatárolók száma szerint a tárolós tag lehet egytárolós, kéttárolós és többtárolós. Egytárolós tagok v(t)

Átmeneti függvénye:: t −   T   v( t ) = K1 − e   

K t

T

Egytárolós differenciáló tagok Átmeneti függvénye: T −t v( t ) = D e T , ha T

t≥0

TD v(t) T

t

T

Kéttárolós tagok A másodrendű tárolós tag, röviden a kéttárolós tag két energiatárolót tartalmaz. Tárolós tagok összefoglalása Az arányos tárolós jellegű tagok jelleggörbéinek általános jellemzői: az amplitúdó-fázis jelleggörbe a valós tengely A pontjából indul ki. A jelleggörbe annyi síknegyeden halad 7

keresztül, ahány energiatárolója van a tagnak. Végtelen nagy ω -ra a jelleggörbe a koordinátarendszer kezdőpontjába fut be. A logaritmus amplitúdó-jelleggörbe vízszintes érintővel indul. A kezdeti vízszintes szakasz magassága 20logA. Minden időállandó a jelleggörbe aszimptotájának meredekségét -20dB/ 1 dekáddal változtatja meg. A görbe töréspontja az ω = körfrekvenciákon (k=1,2,...) Tk találhatók. A fázis jelleggörbe 0 fokból indul. Minden időállandó -90 fokkal változtatja meg a jelleggörbe végértékét. A jelleggörbe tehát annyiszor -90 fokhoz tart, ahány tárolója van a tagnak. 24. A vezérlés hatáslánca: Parancs adó Program vagy idő változó

Xv Logikai döntéshozó

Végrehajtó Xb Beavatkozó Xm szerv szerv

Vezérelt szakasz

Vezérelt jellemző

Érzékelő xv :végrehajtó jel xb :beavatkozó jel xm :módosító jel xz :zavarjel Működési mechanizmusa: a műszaki berendezés (gép) működési állapotának megváltozását (indítás, leállítás, vészleállítás...) egy-egy utasítás kiadásával kezdeményezheti a kezelő, vagy a felügyeleti rendszer. A vezérlő berendezés valamilyen állapotváltozás vagy esemény bekövetkezésekor automatikusan kezdeményezhet változásokat a gép állapotában. Az utasítások kiadása után, illetve az esemény bekövetkezését követően, a vezérlő berendezés elvégzi a logikai műveleteket és a kimeneti modulon keresztül kiadja az xv végrehajtó jelet a végrehajtó szerv felé, amely az xb beavatkozó jel útján a hozzárendelt beavatkozó szervet működteti. A beavatkozó szerv a vezérelt berendezés célszerűen megválasztott fizikai jellemzőjének módosításával (xm módosított jellemző), változtatja meg végül a műszaki berendezés állapotát. Vezérlés fajtái: a vezérlő rendszerben felhasznált ítéletalkotó, végrehajtó és beavatkozó szervek szerkezeti felépítése szerint: villamos, pneumatikus, hidraulikus, mechanikus. A vezérlő berendezés fő részei: Érzékelő: a vezérelt berendezés működésével kapcsolatos, vezérléstől függetlenül jeleket ad. Vezérlőszerv: a beérkező jelek alapján, létre hozza a kimenetét képző rendelkezőjelet. Jelformáló: a rendelkezőjel tulajdonságait a vezérelt berendezés sajátosságaihoz igazítja. Erősítő: feladata, hogy a bemeneti jel teljesítményét olyan szintre emelje, hogy a végrehajtó szervet működtetni tudja. Végrehajtó szervek: a beavatkozáshoz szükséges jelet állítja elő. Beavatkozó szervek: ezek állítják elő a módosított jellemzőket. Zavaró jelek: külső hatások, melyek a vezérelt berendezést érik

25. Rendelkezőjel szerinti vezérlés alaptípusok: 8

– – – –

követő vezérlés: az érzékelő vagy a parancsoló változását a vezérlőlánc azonnal végrehajtja. Időterv vezérlés: egy előre meghatározott idő szerint történik a rendelkező jel változása. (programadó: az időterv vezérlést biztosító berendezés) feltétel vezérlés: a vezérlő a logikai döntéseknél figyelembe veszi a külső jeleket az érzékelőkön keresztül, és figyelembe veszi a vezérelt szakasz állapotát. pl.: lift sorrendi vezérlés: avagy lefutó vezérlés 1

2

3

.......

26. Vezérléstechnika eszközei: Érzékelők: hőmérséklet, nyomás, nyomáskülönbség, szint, áramlás, elmozdulás és szögelfordulás, fordulat, erő, forgatónyomaték, légnedvesség-tartalom, villamos vezetőképesség, pH, vastagság, megvilágítás, sűrűség... érzékelők léteznek. Két fő csoportjukat különböztethetjük meg: folytonos- és szakaszos működésűek. 1. Érzékelő szervek: Közelítés kapcsolók:

Induktív:

ferrit „0” „1”

∆Φ

Jelformáló

l Kapacitív: ∆C

„0” „1”

Jelformáló

9

0-24 V 5-20mA

Forgás, forgásirány, fordulatszám érzékelők:

[V] É

D

közvetett:

vagy

10

2. Beavatkozó szervek

levegő

P

P

Pneumatikus tápegység 1,2 bar

Mágneskapcsolók: Nagy élettartamú eszköz, ahol egy tekercs segítségével fő- és Ug segédérintkezőket működtetnek. A főérintkezők mindig záróérintkezők, míg a mellék érintkezők záró- és nyitó érintkezők. kapcsolók bronz, arany vagy ezüst felületűek. 24V, 48V, 110V, 230V

R S T

A Főkapcsoló érintkezők

Mágnesszelepek: Nyitott

vasmag

Ug

11

Zárt

Segéd érintkezők

27. Relék: relé típusok: tartó relék, idő (kapcsoló) relék, reed relék, szilárdtest relék (gyenge- és erősáramú) meghúzó tekercs

28. A vezérléstechnika járulékos szervei: Vezérlőberendezései: mechanikai kialakításai: - „beágyazott rendszer” - elkülönült önálló mechanikai kialakítás - műanyag házak (háztartás) - könnyűfém házak (fém merevítő elemekkel) - ipari környezetre (vízzáró robosztus jelleggel)

fix

mozgó

alap vasmag érintkezők kivezetése gerjesztő tekercs kivezetése

Vezérlő rendszer elhelyezése: - Falra vagy gépre szerelt - 19” rack szekrény összekötő vezetékek: 1. dobozon belül: merev, tömör, réz vezeték (sárga-zöld a földelés) 0,75 mm2 – 1 mm2 2. több erű, sodrott réz fonatú, hajlékony vezetékek 0,75-5 mm2-ig 29. GRAFCET (működési terv): egy vezérlési rendszert megjelenítő modell. A technológiai folyamat minden szakaszához a vezérlő berendezés egy-egy statikus állapota (lépése) rendelhető. A lépésekhez utasítások rendelhetők. Ezen lépések sorozatát a köztük lehetséges átmenetek és feltételeik feltűntetésével grafikusan ábrázoljuk. A grafikai struktúra alapelemei: a lépés a vezérlő berendezés olyan állapotának felel meg, amelyben saját bemeneti és „valóságos” kimeneti változatlanok. Egy lépés lehet aktív vagy inaktív. Egy átmenet átlépését jelentő előrehaladás akkor jöhet létre, ha az adott átmenet érvényes (elért), és a hozzá kapcsolódó átmeneti feltétel igaz. Áramútterv: az elektromechanikus vezérlőberendezések működését szemlélteti jól áttekinthetően. Az egyes áramköri elemek rajzjelét áramáganként, sorrendben ábrázoljuk az árramforrás sarkai között. A vezérlési feladatok feltételeinek pontos leírására igazszágtáblázatokat használnak. Funkcióblokk: a nyelv azon alapszik, hogy az állandósult állapotok között mi a kapcsolati rendszer, hogyan kerül az egyik állapotból a másikba. 31. A mikroprocesszor alapú vezérlők csoportosítása: 1. Mikro kontroller ---> 1 bites műveletekre is képes mikro számítógép: ---> csak bájtos műveletekre képes assembler nyelven Alkalmazási területük: a közepes és nagy sorozatú eszközöknél. 2. PLC: Programable Logic Controller, az ipari körülményekre felkészített vezérlő szabványos bemenettel, táppal és burkolattal. Szabványosított vezérlési nyelveken programozható. (akár néhány ezer be-kimenetre is nyújt megoldást) 12

3. Folyamatirányítók: nagyban hasonlít a PLC-re, nagyobb feszültségű CPU-ja miatt több ezer műveletet lehet rajta átfuttatni, a redundáns működésre fel vannak készítve, integrálva vannak benne a kezelői pult szoftverei. Szabványos vezérléstechnikai nyelvet alkalmaznak. 4. Személyi számítógép bázisú vezérlők: saját rendszerszoftvere van, irodai körülményekre készült (NT, Linux...). C-ben írt programja van, ami igen bonyolult. A hardverek igen drágák, amelyek az ipari körülményekre lettek tervezve. Ez a csoport a speciális területeken jobban alkalmazható. Kiviteli formái: K ompakt: a teljes hardver egy tömbben van kialakítva és fröccsöntött műanyag vagy fémházas tokban elhelyezve. Alkalmazási területe: kis vezérlési feladatoknál, elsősorban gépvezérléseknél, és kis méretű technológiai irányításánál. Alkalmasak analóg jelek fogadására és kiadására, aritmetikai műveletek végzésére. Szabványos soros interfész felületek vannak rajta kialakítva. Moduláris: az ilyen felépítésű PLC-k a hardvert nem egy tömbben helyezik el, hanem kártyarendszerrel valósítják meg, szekrénybe szerelik, szabványos 19”-os fiókrendszerrel. A fiókrendszer hátlapján van a rendszerbusz, ami a kártyák közötti kommunikációt biztosítja.

32. A PLC programjai: – rendszerprogram: a felhasználó számára nem látható program, melyet a gyártó állít elő. A rendszerprogram a monitor programokból (ami a felhasználói programok futtatását, működési hibák felismerését és jelzését végzi) és a felhasználói programnyelvből áll. A programokat a ROM-ba beégetve szállítják. – Felhasználói program: alkalmas arra, hogy egy általános célú programozható vezérlővel, egy konkrét irányítástechnikai feladat megvalósítható legyen. A felhasználói program (amelyet egy programfejlesztő készülék segítségével a felhasználó készít el) tehát olyan vezérlési utasítások sorozata, amelyet a központi egység lépésről lépésre végrehajt, és ezáltal gépvezérlést vagy technológiai irányítást valósíthat meg. A program végrehajtása sorosan történik. Kétféle programról beszélhetünk: - eseményvezérelt: a program végrehajtásnál a folyamatról jövő események különböző prioritás szintű megszakításokat okoznak és ezeknek hatására megkezdődik az adott eseményhezn tartozó programrész végrehajtása. Ezzel kis válaszidő érhető el, de bonyolultabb hardvert igényel. - ciklus szervezésű: a program végrehajtást a PLC-knél alkalmazzák széles körben. Ez a program végrehajtási forma valamennyi folyamat-eseményt „programozottan figyeli” a program ciklikus végrehajtásával. Előnye, hogy egyszerűbb hardvert igényel, valamint könnyen képezhetők az események logikai függvényei is. Hátránya, hgy a ciklusidő függ a felhasználói program hosszától, és az utasítások típusától. Ennek két változata ismert: a) lineáris program végrehajtás: egyszerű vezérlési feladatokra írt felhasználói program készítésénél alkalmazzák. A nagy vezérléstechnikai feladatoknál nem alkalmazzák, mivel több ezer soros programnél már áttekinthetettlenné válik. b) strukturált program végrehajtás: a felhasználói programok főprogramból és részvezérlési feladatokat megvalósító programmodulokból állnak.

13

33. Felhasználói program készítés grafikus szimbólumokat alkalmazó programnyelven: – Létra-diagrammos: (Ladder diagram) az áramutas tervjelekkel leírt vezérlési feladatoknál nagyon egyszerűen képezhető, mivel hasonló szimbólumikat használ. A programnyelv a bemenetek jelszintjeit érintkező-, a kimenetek jelszintjeit tekercs állapotokkal jellemzi. A bemenetek magas szintű (H) állapotához záró-, míg az alacsony szintű (L) állapotához nyitó érintkezőket rendel. A kimenetek magas szintű állapotához a tekercsek működtetett-, valamint az alacsony szintű állapotához a tekercsek nyugalmi állapota tartozik. Az érintkezők és a tekercsek egymáshoz kapcsolódva vízszintes vonalon helyezhetők el a balról jobbra mutató áramirány figyelembevételével. – Funkcióblokkos:(Function block diagram) a programnyelv a logikai-, időzítési-, számlálási-, stb. Műveletek leírását blokkos formában végzi olya módon, hogy az egyes blokkok belsejében szabványos műveleti jeleket használ a blokkok melletti megfelelő operandusok feltüntetésével.

34. PLC-k kiválasztási szempontjai: a PLC-nek az illeszthetőség mellett eleget kell tennie a hármas követelménynek: tervezhetőség, kivitelezhetőség és üzemeltethetőség. Ennek megfelelően a PLC-ket hardver-, szoftver-, valamint gazdaságossági szempontok alapján választják ki. Hardver kiválasztási szempontok: - a PLC be és kimeneteinek száma, és paraméterei (15-20%-kal több be- és kimenet tervezendő) – be-, kimeneti feszültségszintek, terhelhetőség (egyen-, váltakozó feszültség esetén) – földfügetlenség igénye (optocsatolt, kontaktus) – állapotjelzés igénye (be-, kimenetek) – rövidzárvédettség igénye (kimenetek) – különleges be-, kimenetek igénye 14

BMF-KGK M?szaki Menedzser szak – Automatika

MaZs

rendszer sebesség meghatározása Szoftver kiválasztási szempontok: Fontos, hogy a gyártócég a vezérlőt olyan könnyen kezelhető és megtenulható, sok szolgáltatást nyújtó rendszerprogramú fejlesztőkészülékkel illetve készülékcsaláddal lássa el, ami a könnyen elvégezhető felhasználói program megírásán kívül alkalmas annak tesztelésére, szimulálására, a PLC direkt működtetésére, és az elkészült program dokumentálására is. Ez azért fontos, hogy egyidőben történhessen a PLC és a periférikus eszközök beszerzése, szerelése a felhasználói program készítésével, ami idő és költség csökkentő. Fontos szempont továbbá, hogy a PLC illeszkedjen az üzem információs rendszerébe. Gazdaságossági szempontok: a jobb de drágább PLC-kkel a termékek minősége, energia költségek csökkentése, üzembiztonság növelése érhető el, így kiválasztásuknál ezeket is figyelembe kell venni. –

15