Der Einsatz von Mikroprozessorsystemen in der Elektrotechnik am Beispiel des Einsatzes von SPS

Sprechen Sie über die App Mikroprozessorsysteme, das bedeutet, über fast alle technischen Geräte zu sprechen, die uns umgeben. In allen Bereichen der Elektrotechnik: in der Stromversorgung, im Elektroantrieb, in der elektrischen Beleuchtung werden sie von den einfachsten Schaltkreisen unter der Steuerung von 8-Bit-Mikrocontrollern bis hin zu den komplexesten Mikroprozessorsystemen mit mehrstufiger Netzwerksteuerung eingesetzt.

Ich achte darauf programmierbare Steuerungen (SPS) (auch programmierbare Relais genannt) LOGO! Siemens ist darauf ausgelegt, die einfachsten automatischen Steuergeräte zu bauen. Warum LOGO! Siemens? Denn für die Arbeit damit sind keine besonderen Kenntnisse der Mikroprozessortechnik und Programmiersprachen erforderlich, aber ausreichend Grundlagen der Elektrotechnik und digitale Elektronik (auch Grundlagen). Darüber hinaus sind Siemens-Softwareprodukte frei verfügbar.

Abbildung 1 zeigt das Erscheinungsbild des LOGO! Haupt- und Erweiterungsmodul.Der Modulbetriebsalgorithmus wird durch ein Programm festgelegt, das aus einer Reihe integrierter Funktionen besteht – FBD (Funktionsblockdiagramm) – einer grafischen Programmiersprache. Die Programmierung der Module kann entweder über einen mit LOGO Soft Comfort ausgestatteten Computer oder durch den Einbau eines programmierten Speichermoduls oder über deren Tastatur (falls vorhanden) ohne Verwendung zusätzlicher Software erfolgen.

Abbildung 1 – Das Design von LOGO! Haupt- und Erweiterungsmodul

Die Kosten für die Steuerungs- und Erweiterungsmodule sind nicht hoch, sodass sie auch für die Automatisierung und einfache Prozesse eingesetzt werden können.

Nehmen Sie ein Beispiel von Siemens selbst, einen Mixer. Abbildung 3.13 zeigt ein Blockschaltbild der Mischvorrichtung.

Zuweisungsanweisung:

Öffnen Sie beim Startbefehl (SB1) das Ventil Y1 und füllen Sie den Tank bis zum Niveau SL2. Schließen Sie Ventil Y1, öffnen Sie Ventil Y2 und füllen Sie den Tank bis zur Markierung SL1. Schließen Sie Ventil Y2 und lassen Sie den Mixer 15 Minuten lang laufen. Ventil Y3 öffnen und die Mischung ablassen. Schließen Sie aufgrund des Signals des SL3-Sensors das Y3-Ventil und setzen Sie den Schaltkreis zurück.

Executive-Geräte:

• M – Mischermotor

• Y1 – Versorgungsventil für Komponente 1

• Y2 – Ventil für Komponente 2

• Y3 – Auslassventil für Fertigmischung

Sensoren und manuelle Steuerung:

• SL1 – Tankvollsensor

• SL2 – Tankfüllsensor für Komponente 1

• SL3 – Sensor für leeren Tank

• SB1 – Schaltfläche zum Starten der Installation

Abbildung 2 – Blockdiagramm der Mischvorrichtung

Basierend auf den Spezifikationen erstellen wir eine klassische Relais-Schütz-Schaltung (Abbildung 3). Traditionell legen wir die Stopp-Taste auf SB1 fest, sodass die Schaltfläche zum Starten der Installation zu SB2 wird.

Abbildung 3 – Relais-Schütz-Schaltung der Mischvorrichtung

Das gleiche Schema wurde bei LOGO! implementiert. (Figur 4). Es ist definitiv einfacher, aber nur ein kleiner Teil der Fähigkeiten des Controllers wird genutzt. Die Elementkette umfasst neben der eigentlichen Steuerung lediglich Sensoren, Steuerungen und Antriebe. Dadurch ist die Kette wesentlich zuverlässiger als ihr klassisches Pendant.

Die Kennzeichnung des LOGO! 230RC zeigt an: Versorgungsspannung – 115–240 V DC oder AC, Relaisausgänge (Laststrom – 3 A für induktive Last).

Abbildung 4 – Diagramm des LOGO!-Mischers.

Zur Programmierung der SPS LOGO! Es ist notwendig, ein Schaltprogramm zu erstellen. Schaltprogramm erstellen mit LOGO! Soft Comfort, das LOGO!-Programmiertool zum einfachen und schnellen Erstellen, Testen, Ändern, Speichern und Drucken von Schaltprogrammen.

LOGO! Es gibt Ein- und Ausgänge. Eingaben werden durch den Buchstaben I und eine Zahl gekennzeichnet. Ausgänge werden durch den Buchstaben Q und eine Zahl gekennzeichnet.

Digitale Ein- und Ausgänge können auf «0» oder «1» gesetzt werden. „0“ bedeutet keine Spannung am Eingang; „1“ bedeutet, dass es so ist.

Der Block in LOGO! Es handelt sich um eine Funktion, die Eingabeinformationen in Ausgabeinformationen umwandelt.

Abbildung 5 zeigt eine Variante des im LOGO! erstellten Schaltplans der Mischersteuerung. Weicher Komfort. Wenn wir ein Schaltprogramm erstellen, verbinden wir die Verbindungselemente mit den Blöcken. Die einfachsten Blöcke sind logische Operationen… Außerdem verwendet die Schaltung Flip-Flops und einen Ausschaltverzögerungsblock.

Das Schaltprogramm spiegelt den Algorithmus (Logik) des Steuerkreises wider. Die grafisch umgesetzte Darstellung von Standardblöcken und Anschlüssen wird weiter in die logische Struktur der Steuerung überführt.

Abbildung 5 – Anschlussplan des LOGO!-Mischers.