Standardisering av funktionsblock for PLC

Full text

(1)LiU-ITN-TEK-G--09/054--SE. Standardisering av funktionsblock för PLC Jörgen Hultkrantz 2009-08-26. Department of Science and Technology Linköping University SE-601 74 Norrköping, Sweden. Institutionen för teknik och naturvetenskap Linköpings Universitet 601 74 Norrköping.

(2) LiU-ITN-TEK-G--09/054--SE. Standardisering av funktionsblock för PLC Examensarbete utfört i datorteknik vid Tekniska Högskolan vid Linköpings universitet. Jörgen Hultkrantz Handledare Mats Johansson Handledare Rickard Haglund Examinator Carl-Magnus Erzell Norrköping 2009-08-26.

(3) Upphovsrätt Detta dokument hålls tillgängligt på Internet – eller dess framtida ersättare – under en längre tid från publiceringsdatum under förutsättning att inga extraordinära omständigheter uppstår. Tillgång till dokumentet innebär tillstånd för var och en att läsa, ladda ner, skriva ut enstaka kopior för enskilt bruk och att använda det oförändrat för ickekommersiell forskning och för undervisning. Överföring av upphovsrätten vid en senare tidpunkt kan inte upphäva detta tillstånd. All annan användning av dokumentet kräver upphovsmannens medgivande. För att garantera äktheten, säkerheten och tillgängligheten finns det lösningar av teknisk och administrativ art. Upphovsmannens ideella rätt innefattar rätt att bli nämnd som upphovsman i den omfattning som god sed kräver vid användning av dokumentet på ovan beskrivna sätt samt skydd mot att dokumentet ändras eller presenteras i sådan form eller i sådant sammanhang som är kränkande för upphovsmannens litterära eller konstnärliga anseende eller egenart. För ytterligare information om Linköping University Electronic Press se förlagets hemsida http://www.ep.liu.se/ Copyright The publishers will keep this document online on the Internet - or its possible replacement - for a considerable time from the date of publication barring exceptional circumstances. The online availability of the document implies a permanent permission for anyone to read, to download, to print out single copies for your own use and to use it unchanged for any non-commercial research and educational purpose. Subsequent transfers of copyright cannot revoke this permission. All other uses of the document are conditional on the consent of the copyright owner. The publisher has taken technical and administrative measures to assure authenticity, security and accessibility. According to intellectual property law the author has the right to be mentioned when his/her work is accessed as described above and to be protected against infringement. For additional information about the Linköping University Electronic Press and its procedures for publication and for assurance of document integrity, please refer to its WWW home page: http://www.ep.liu.se/. © Jörgen Hultkrantz.

(4) . Sammanfattning Automationscenter & Bråvalla Elteknik AB är ett företag som erbjuder marknaden färdiga totallösningar där kunden kan manövrera och övervaka sin produktion från operatörspaneler. I denna totallösning saknar företaget egna framtagna ”typkretsar” som manövrerar/kontrollerar/övervakar styrda processobjekt. En typkrets skall ha en del som implementeras i PLC och en del som implementeras i operatörspanelen. . Denna rapport redogör för hur några av de vanligaste ”typkretsarna” tas fram.   Rapporten inleds med en kort teoridel om PLC och det PLC‐system med tillhörande operatörspanel som använts. Därefter redogörs hur typkretsarnas kravspecifikation blev efter att ha diskuterat med handledaren under arbetets gång. Rapporten avslutas med en redovisning för hur programmeringen, dokumentationen och testningen gått till och en avslutande diskussion om arbetet och förslag på fortsättning. Resultatet blev en CD‐skiva med dokumentation om typkretsarna och hur de implementeras i ett nytt projekt: en biblioteksfil med programkoden till alla typkretsar. Programkod och dokumentation för både visning och testning finns också med på skivan. Ex‐jobbet utgör en början på POS Process Objektsstyrnings Standard som samlingen heter på Automationscenter & Bråvalla Elteknik AB.. .

(5) . Abstract Automationscenter & Bråvalla Elteknik AB is a company that offers the market completed total solutions where the customer can operate and monitor their production from the terminal. In these total solutions they lack standard circuit which are developed by the company and which could manoeuvre/control/monitor controlled process objects. This report defines the work of developing the most common standard circuits. . The report is initiated by a short theoretical part about PLC and the PLC system, with a connected terminal, which has been used. Thereafter, the turnout of the demands of specification is reported, after discussing with the supervisor in the course of the project. The report concludes with a disclosure of how the programming, the documentation and the testing have proceeded and a final discussion concerning the project and proposals on continuation. The result is a CD with the documentation of standard circuits and how they are implemented in a new project. One library file with the program code to all standard circuit. Program code and documentation for both demonstration and testing are also on the CD. This project represents a start of POS (Process Objektsstyrnings Standard) as the collection is called at Automationscenter. . .

(6) . Förord Det här examensarbetet omfattar 15 högskolepoäng och är gjort för högskoleingenjörsexamen inom Industriella El‐ och IT‐system (180hp) vid Campus Norrköping, Linköpings Universitet. Examensarbetet är utfört i Automationscenter & Bråvalla Elteknik AB:s lokaler i Norrköping under våren 2009. Jag vill tacka Mats och Rickard på Automationscenter för den hjälp och stöd som de har bidragit med. Jag vill även tacka min examinator, Carl‐Magnus Erzell. Norrköping, Maj 2009 Jörgen Hultkrantz  . .

(7) . Innehållsförteckning 1 . INLEDNING .......................................................................................................................................... 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 . 2 . BAKGRUND ............................................................................................................................................... 1 SYFTE ....................................................................................................................................................... 1 AVGRÄNSNING .......................................................................................................................................... 1 METOD .................................................................................................................................................... 1 KÄLLOR SAMT KÄLLKRITIK ............................................................................................................................. 1 . FÖRSTUDIE .......................................................................................................................................... 2 2.1 . PLC‐SYSTEM ............................................................................................................................................. 2 2.1.1 PLC (Bengtsson, 1992)  (Johansson, 2003) ....................................................................................... 2 2.1.2 PLC Historia (Bengtsson, 1992) ......................................................................................................... 3 2.1.3 Olika programmeringsspråk (Johansson, 2003) ................................................................................ 4 2.1.4 Mitsubishi FX3U (Mitsubishi Electric, 2009) ..................................................................................... 5 2.1.5 GX IEC Developer (Mitsubishi Electric, 2009) ................................................................................... 6 2.2 OPERATÖRSPANEL ...................................................................................................................................... 7 2.2.1 E1000‐serien (Beijer Electronic Automation, 2009) ......................................................................... 7 2.2.2 E‐Designer (Beijer Electronic Automation, 2009) ............................................................................. 7 3 . KRAVSPECIFIKATION ............................................................................................................................ 8 3.1 3.2 . FRAMTAGANDE AV KRAVSPECIFIKATION .......................................................................................................... 8 2‐LÄGES MOTORDRIFT ................................................................................................................................. 8 . 3.2.1 Typkretsen ........................................................................................................................................ 8 3.2.2 Operatörspanelen ............................................................................................................................. 9 3.3 2‐LÄGES VENTIL ......................................................................................................................................... 9 3.3.1 Typkretsen ........................................................................................................................................ 9 3.3.2 Operatörspanelen ........................................................................................................................... 10 3.4 2‐LÄGES MOTORVENTIL ............................................................................................................................. 10 3.4.1 Typkretsen ...................................................................................................................................... 10 3.4.2 Operatörspanelen ........................................................................................................................... 11 3.5 3‐LÄGES MOTORVENTIL ............................................................................................................................. 11 3.5.1 Typkretsen ...................................................................................................................................... 11 3.5.2 Operatörspanelen ........................................................................................................................... 12 4 . ARBETSGÅNG .................................................................................................................................... 13 4.1 . PROGRAMMERING ................................................................................................................................... 13 4.1.1 GX IEC Developer ............................................................................................................................ 13 4.1.2 E‐Designer ....................................................................................................................................... 14 4.2 DOKUMENTATION .................................................................................................................................... 15 4.2.1 POS .................................................................................................................................................. 15 4.2.2 Implementering av bibliotek ........................................................................................................... 15 4.2.3 Testning .......................................................................................................................................... 15 4.2.4 Dokumentering av typkretsen ........................................................................................................ 15 4.2.4.1 Beskrivning av typkretsen .......................................................................................................... 15 4.2.4.2 Logikuppbyggnad ....................................................................................................................... 15 4.2.4.3 Logikbeskrivning ......................................................................................................................... 15 4.3 TESTNING ............................................................................................................................................... 16 5 . AVSLUTNING ..................................................................................................................................... 17 5.1 5.2 . RESULTAT ............................................................................................................................................... 17 DISKUSSION ............................................................................................................................................ 17 . LITTERATURFÖRTECKNING ......................................................................................................................... 18 BILAGA 1 . EX‐JOBBS BESKRIVNING FRÅN AUTOMATIONSCENTER .......................................................... 19 . BILAGA 2 . 2‐LÄGES MOTORDRIFT ........................................................................................................... 25 . .

(8) BILAGA 3 . 2‐LÄGES VENTIL ..................................................................................................................... 36 . BILAGA 4 . 2‐LÄGES MOTORVENTIL ......................................................................................................... 48 . BILAGA 5 . 3‐LÄGES MOTORVENTIL ......................................................................................................... 60 . BILAGA 6 . POS ....................................................................................................................................... 72 . BILAGA  7 . IMPLEMENTERING AV TYPKRETSARNA ................................................................................... 76 . BILAGA 8 . TEST‐DOKUMENT................................................................................................................... 78 . . .

(9) . Figurförteckningar Figur 1. Rackmonterat PLC ...................................................................................................................... 2 Figur 2. Första PLC ................................................................................................................................... 3 Figur 3. Sekvensprogrammering ............................................................................................................. 4 Figur 4. PLC ur FX3U‐serien ..................................................................................................................... 5 Figur 5. Projektuppdelning med olika programspråk ............................................................................. 6 Figur 6. Färdigt funktions block............................................................................................................. 13 Figur 7. Symboluppbyggnad .................................................................................................................. 14 . Tabell 1. Teknisk information om FX3U‐serien ....................................................................................... 5 Tabell 2. Info om E1000‐serien ............................................................................................................... 7 . .

(10) . 1 Inledning   1.1 Bakgrund Automationscenter & Bråvalla Elteknik AB är ett företag som ligger i Norrköping. Företaget startade 2005 och har tre personer anställda.   Idag erbjuds teknikkonsulttjänst inom el och automation till energi‐, tillverknings‐, och processindustrin. En del i detta är att erbjuda färdiga totallösningar där kunden kan manövrera och övervaka sin produktion från operatörspanel. I denna totallösning saknas idag egna framtagna ”typkretsar” som manövrerar/kontrollerar/övervakar styrda processobjekt.  . 1.2 Syfte Det här arbetet syftar till att ta fram ett bibliotek med typkretsar. En typkrets skall ha en del som implementeras i PLC och en del som implementeras i operatörspanelen. Även dokumentation av typkretsarna med tillhörande operatörsinterface uppbyggnad och funktion skall tas fram. . 1.3 Avgränsning Arbetet begränsas så att bara typkretsar för Mitsubishi PLC‐system kommer tas fram med tillhörande operatörspanel. Men typkretsarna skall vara utformade så att de enkelt skall kunna anpassas till andra system. . 1.4 Metod Arbetet inleds med en fördjupning i de två olika programmen som skall användas vid programmeringen. Nästa steg är att bygga upp en typkrets åtgången med tillhörande del i operatörsinterfacet utifrån kravspecifikationen och samtal med handledaren. Därefter kommer funktion och uppbyggnad att dokumenteras skriftligt. Till sist utförs ett antal testningar för att säkerställa så att alla funktionerna uppfyller kraven som ställts. . 1.5 Källor samt källkritik I och med att denna rapport beskriver ett praktiskt jobb så blir det inte så många källor. Men de källor som finns är en bok om PLC från 1992 där bara informationen om PLC‐historia används. Boken är gammal, men eftersom den använts som källa för historiska fakta är detta av mindre betydelse. Den andra källan är Mitsubishis hemsida som måste räknas som partisk. . 1 .

(11) . 2 Förstudie 2.1 PLCsystem 2.1.1 PLC (Bengtsson, 1992)  (Johansson, 2003) PLC är engelska och står för Programmable Logic Controller och är ett vanligt sätt att styra och övervaka processer eller annat som behöver styras. Grovt kan användningsområdena för PLC delas in i maskinstyrning och processtyrning. Maskinstyrning innebär att PLC:t styr en maskin endast med ett antal digitala signaler. Med processtyrning menas att PLC:t styr sin omgivning även med hjälp av analoga signaler. Ofta så används kanske både maskinstyrning och processtyrning i samma system.   En PLC är en processor med I/O‐portar som byggts in i ett chassi. Ett vanlig PLC består av en huvudmodul som innehåller just en processor och några I/O‐portar. De flesta PLC‐system rackmonteras och kan lätt byggas ut med fler moduler, dessa moduler kan ha olika uppgifter t.ex. kommunikation med operatörspanel eller fler digitala/analoga signaler. Det finns två huvudtyper av PLC, den vanligaste är hårdvaru‐PLC och så finns det mjukvaru‐PLC. Hårdvaru‐PLC är den vanligast förekommande och oftast den som det syftas på när det pratas om PLC. Men eftersom PC‐priserna sjunkit och prestandan ökat så har efterfrågan på mjukvaru‐PLC eller PC‐baserade system ökat. Mjukvaru‐PLC är en PLC som mjukvara, ett program som körs i en vanlig PC. Komponenter kopplas in via ett speciellt kort och körs via någon form av fältbuss. En variant på mjukvaru‐PLC är ett PLC‐kort som monteras i en PCI‐plats på datorn. På kortet finns en särskild processor som sköter själva PLC‐beräkningarna precis som en vanlig PLC. I och med detta har kortet ökad säkerhet och förbättrade realtidsegenskaper jämfört med ett program som använder datorns processor.      I huvudsak har PLC:t fyra uppgifter: • Övervaka så att inget/ingen kommer till skada T.ex. nödstopp eller villkor för att vissa order får utföras • Se till så att produktionen flyter på som det skall • Ge operatören den information och manöverfunktioner som behövs • Kontrollera både sig själv och omgivningen . Figur 1. Rackmonterat PLC . . . 2 .

(12) 2.1.2 PLC Historia (Bengtsson, 1992) På 1940‐talet uppfanns transistorn, detta gjorde så att maskiner i större utsträckning kunde göras som kunde hjälpa oss människor. Till slut konstruerades datorn med hjälp av transistorer. Denna ”intelligenta” maskin kunde utföra enkla jobb genom att skriva ett program till datorn. PLC är en typ av dator. I slutet av 1960‐talet gjordes i USA den första PLC:n. PLC utvecklades som ett alternativ till relästyrning för maskiner. En PLC är en dator som har elektronik som tål påfrestningarna inom industrin. Under tiden som har gått sedan den första PLC har funktionerna och användbarheten ökat väldigt mycket. Figur 2. Första PLC . 3 .

(13) 2.1.3 Olika programmeringsspråk (Johansson, 2003) När en PLC skall programmeras måste oftast PLC‐tillverkarens egna utvecklingsverktyg för just deras system användas. Utvecklingsprogrammen kan se olika ut men själva programmeringen är rätt lika mellan de olika märkena. Det finns standarder som definierar hur språken ska fungera. Det finns fem språk som är vanliga inom PLC‐programmering: • LD. Ladder är ett grafiskt programmeringsspråk. Ladder betyder stege på engelska, detta för att ”programkoden” ser ut som en stege. Ursprunget är från reläschema som användes innan PLC. Programmeringen görs genom att placera ut olika symboler på en rad. De vanligaste symbolerna är kontakter (relä) både brytande och slutande och utsignaler. Det finns även timers, räknare och matematiska funktioner som addition och multiplikation. • FB. Funktionsblock är precis som LD ett grafiskt program men i stället för symboler används block som man kopplar ihop med ledningar. De vanligaste blocken är logiska funktioner som NOT, AND och OR men det finns även mycket avancerade funktioner. Oftast kan man bygga egna funktionsblock. • ST. Structured Text är ett textbaserat programmeringsspråk som påminner om PASCAL eller C‐programmering. Förutom att använda vanliga instruktioner som IF, WHILE eller FOR‐ loopar kan villkor beskrivas med komplexa matematiska funktioner. • IL. Instruction List är precis som ST ett textbaserat programmeringsspråk, språket påminner lite om assembler. Det är ett väldigt kraftfullt språk men det är rätt svårt att få logisk översikt på. • SFC. Sequential Function Chart är ett språk som används vid sekvensprogrammering.  Med detta språk kan man programmera med flödesschema, processen beskrivs med övergångsvillkor och händelser via ett steg. Det är ett enkelt sätt att översätta beskrivningen av processen till programspråk. . Figur 3. Sekvensprogrammering . 4 .

(14) 2.1.4 . Mitsubishi FX3U (Mitsubishi Electric, 2009) . Figur 4. PLC ur FX3U‐serien . . För mer än 25 år sedan introducerade Mitsubishi Electric deras kompakt – PLC – enheten på europeiska marknaden. Idag är Mitsubishi världsledande inom detta område med mer än 8 miljoner sålda kompakt‐PLC. FX3U‐Serien som är lanserad över hela världen är tredje generationen av kompaktstyrenheter från Mitsubishi Electrics. Denna nya styrenhet är utvecklad för internationell marknad och har ett speciellt andra ”adapterbuss”‐system. Detta kan användas som utbyggnad, nätverksmoduler eller speciella funktioner. Det går att ansluta upp till tio extra moduler till denna nya adapterbuss. Den nya serien har även förbättrad kommunikation via Ethernet, USB och RS‐422mini‐DIN‐kontakter. En förbättrad nätverksupport gör att I/O‐kapacitet kan byggas ut till maximum på 384 I/O, inklusive nätverksanslutningar. Fakta: • 0,065 µs per logisk instruktion • Instruktionuppsättning på 209 instruktioner • Interna höghastighetsräknare • Pulsutgångar (100 kHz) på alla basenheter • Busskapabelt servosystem för styrning av upp till 16 axlar med dataöverföring på 50 Mbs Tabell 1. Teknisk information om FX3U‐serien .    . . 5 .

(15) 2.1.5 GX IEC Developer (Mitsubishi Electric, 2009) GX IEC Developer är ett programmerings‐ och dokumentationsverktyg, som stödjer MELSEC PLC‐ implementation . GX IEC Developer har verktyg som hjälper till vid planeringsfasen så att antalet fel senare i projektet minskar. I konstruktionsfasen väljs det programmeringsspråk som passar bäst, olika programmeringsspråk kan användas till olika delar i projektet.   Konfigurering av styrsystemkomponenter görs via tabeller med interaktiva dialoger och grafik. Detta för att applikationsprogram inte längre behövs för att konfigurera ett system. Test‐ och felsökningsverktyg ger information om styrenheter och anslutna nätverks status, vilket gör att det går snabbt och enkelt att hitta eventuella fel. I GX IEC Developer kan inte bara applikationer installeras, konfigureras och köras utan även övervakas och manipuleras med hjälp av onlinefunktioner. Ett stort antal funktionsblock ingår i GX IEC Developer, men även egna funktionsblock kan programmeras och organiseras i bibliotek. . Figur 5. Projektuppdelning med olika programspråk. . 6 .

(16) . 2.2 Operatörspanel 2.2.1 E1000serien (Beijer Electronic Automation, 2009) Alla operatörspaneler i E1000‐serien är utvecklade med samma grundkoncept både vad gäller funktionalitet och programmering. Det är samma kommandon och programmeringsspråk oavsett vilken E1000‐panel som används. Panelerna är kompakta och lättplacerade med små yttermått och litet djup. En operatörspanel är länken mellan människa och maskinen, genom att koppla samman operatörspanelen och maskinen via en PLC så kan operatörspanelen återge maskinen status och fel. E1000‐serien är gjord för att integreras med styrsystem från Mitsubishi Electric men det fungerar även bra med andra ledande leverantörer. De större modellerna har minneskorthållare så att man kan vara säker på att även de mest komplexa applikationer får plats. E1000‐serien har kommunikationsportar för seriell, Ethernet samt USB.   Tabell 2. Info om E1000‐serien . . . 2.2.2 EDesigner (Beijer Electronic Automation, 2009) E1000‐seriens operatörspaneler programmeras med E‐Designer. Med E‐Designer skapas applikationer som är användarvänliga och logiska. Med hjälp av det breda urvalet av färdiga objekt och funktioner är det enkelt att bygga applikationer och den grafiska miljön visas exakt som den slutgiltiga bilden på operatörspanelen kommer se ut. I programmet kan även egna grafiska objekt läggas in. Genom att koppla dynamiska texter och grafik till driftstatus och olika PLC‐ingångar kan man se vad som händer i processen. E‐Designer ger möjlighet att simulera sina applikationer för att enkelt säkerställa att alla länkar och genvägar fungerar. Detta går att göra utan att operatörspanelen är ansluten. . . 7 .

(17) . 3 Kravspecifikation 3.1 Framtagande av kravspecifikation Med hjälp av det dokument (se bilaga 1) som Automationscenter & Bråvalla Elteknik AB tillhandahöll med beskrivning av hur de ville ha typkretsarna och kontinuerligt samtal med handledaren så utformades typkretsarna med operatörsinterface enligt nedan. Dokumentet (se bilaga 1) har även ändrats efterhand diskussionerna har framskridit. . 3.2 2läges motordrift Typkretsen är till för vanlig motorstyrning. 3.2.1. Typkretsen . INSIGNALER Omslag till Manuell   M MFR Manuell frånslag MTI Manuell tillslag VMFR Villkor Manuell frånslag VMTI Villkor Manuell tillslag A Omslag till Automat AFR Auto frånslag ATI Auto tillslag VAFR Villkor Auto frånslag VATI Villkor Auto tillslag TFR Godkänd tid att inta frånläge (s) TTI Godkänd tid att inta tilläge (s) TTU Godkänd tid som indikering kan utebli (s) SH Skyddstopp IFR Indikering från ITI Indikering till ISV Indikering Ställverk OK DMU Uppstartmods . UTSIGNALER Order från OFR OFRP Order från puls OTI Order till OTIP Order till puls PFR Position från PTI Position till PLF Positionlägesfel SVF Ställverksfel DM Driftmode . Typkretsen skall kunna växlas mellan två ”driftmode”, manuell och automatisk. Detta skall göras med hjälp av ingångarna M och A där M är dominant. Typkretsens orderutgångar skall styras med hjälp av ingångarna MFR, MTI, AFR och ATI om villkoren för den ingående ordern är uppfylld, det vill säga att VMFR måste vara hög om MFR‐insignalen skall fungera o.s.v. PFR/PTI skall vara hög om OFR/OTI har blivit hög och kvittenssignalen IFR/ITI har bekräftat att ordern är genomförd. PLF skall vara en larmutgång som indikerar larm när det tar för lång tid från att ordern OFR/OTI är given tills att en kvittens (IFR/ITI) indikerar att ordern är utförd. Larmutgången skall även indikera om kvittenssignalen uteblir för lång tid i körläge. Utifrån vad som läggs på ingångarna TFR, TTI och TTU skall det kunna bestämmas hur lång tid det skall gå innan PLF‐larmet skall indikera för de olika alternativen. Om ingången ISV blir låg skall ställverksfel indikeras (= SVF hög) Utgången DM skall indikera vilket driftmode som typkretsen befinner sig i. . 8 .

(18) Vid uppstart av PLC skall DMU bestämma vilket driftmodeläge som skall inträda. Säkert läge som är frånläge inträder om driftmodeläget är manuell vid uppstart. Vid skyddstopp skall säkert läge inträffa vilket är manuell driftmode och frånläge. 3.2.2 Operatörspanelen På operatörs panel skall det finnas en symbol där färgen visar vilket tillstånd motorn befinner sig i. Mörkgrå = från Grön = Till Röd = fel Det skall finna en popup‐ruta för motorsymbolen, där skall ”driftmode” kunna växlas mellan manuell och automat. Vid manuell skall motorn kunna styras med till‐ och från‐signal.   Det skall även finnas ett textfält som visar det senaste larmet från motorn. . 3.3 2läges ventil Typkretsen är till för vanlig ventilstyrning. 3.3.1. Typkretsen . INSIGNALER Omslag till Manuell   M MST Manuell stängning MOP Manuell öppning VMST Villkor Manuell stängning VMOP Villkor Manuell öppning A Omslag till Automat AST Auto stängning AOP Auto öppning VAST Villkor Auto stängning VAOP Villkor Auto öppning TST Godkänd tid att inta stängd (s) TOP Godkänd tid att inta öppen (s) TTU Godkänd tid som indikering kan utebli (s) SH Skyddstopp IST Indikering stängd IOP Indikering öppen Indikering ställverk OK ISV DMU Uppstartmode SL Säkertläge . UTSIGNALER Order stäng OST OSTP Order stäng puls OOP Order öppna OOPP Order öppna puls PST Position stäng POP Position öppna PLF Positionlägesfel SVF Ställverksfel DM Driftmode . Typkretsen skall kunna växlas mellan två ”driftmode”, manuell och automatisk. Detta skall göras med hjälp av ingångarna M och A där M är dominant. Typkretsens orderutgångar skall styras med hjälp av ingångarna MST, MOP, AST och AOP om villkoren för den ingående ordern är uppfylld, det vill säga att VMST måste vara hög om MST insignalen skall fungera o.s.v. PST/POP skall vara hög om OST/OOP har blivit hög och kvittenssignalen IST/IOP har bekräftat att ordern är genomförd. PLF skall vara en larmutgång som indikerar larm när det tar för lång tid från att ordern OST/OOP är given tills att en kvittens (IST/IOP) indikerar att ordern är utförd. Larmutgången skall även indikera om kvittenssignalen uteblir för lång tid i något av ändlägena. Utifrån vad som läggs på ingångarna TFR, TTI och TTU skall det kunna bestämmas hur lång tid det skall gå innan PLF‐ larmet skall indikera för de olika alternativen. Om ingången ISV blir låg skall ställverksfel indikeras (= SVF hög) Utgången DM skall indikera vilket driftmode som typkretsen befinner sig i. 9 .

(19) Vid uppstart av PLC skall DMU bestämma vilket driftmodeläge som skall inträda. Säkert läge som bestäms av ingången SL om det skall vara öppen eller stängd inträffa om driftmodeläget är manuell vid uppstart. Vid skyddstopp skall säkert läge inträda vilket är manuell driftmode och tillståndet beror på vad ingången SL är. 3.3.2 Operatörspanelen På operatörspanel skall det finnas en symbol där färgen visar vilket tillstånd ventilen befinner sig i. Mörkgrå = Stängd Grå = mellanläge Grön = Öppen Röd = fel Det skall finna ett popup‐fönstrer för ventilsymbolen, där skall ”driftmode” kunna växlas mellan manuell och automat. Vid manuell skall ventilen kunna styras med öppna‐ och stäng‐signal.   Det skall även finnas ett textfält som visar det senaste larmet från ventilen. . 3.4 2läges motorventil Typkretsen är till för att en typisk motorventil 3.4.1. Typkretsen . INSIGNALER M Omslag till Manuell   MST Manuell stängning MOP Manuell öppning VMST Villkor Manuell stängning VMOP Villkor Manuell öppning A Omslag till Automat AST Auto stängning AOP Auto öppning VAST Villkor Auto stängning VAOP Villkor Auto öppning TST Godkänd tid att inta stängd (s) TOP Godkänd tid att inta öppen (s) TTU Godkänd tid som indikering kan utebli (s) SH Skyddstopp IST Indikering stängd QST Indikering momentstopp stäng IOP Indikering öppen QOP Indikering momentstopp öppna ISV Indikering ställverk OK DMU Uppstartmode SL Säkertläge . UTSIGNALER Order stäng OST OSTP Order stäng puls OOP Order öppna OOPP Order öppna puls PST Position stäng PQST Position momentstopp stäng POP Position öppna PQST Position momentstopp öppna PLF Positionlägesfel SVF Ställverksfel Driftmode DM . . Typkretsen skall kunna växlas mellan två ”driftmode”, manuell och automatisk. Detta skall göras med hjälp av ingångarna M och A där M är dominant. Typkretsens orderutgångar skall styras med hjälp av ingångarna MST, MOP, AST och AOP om villkoren för den ingående ordern är uppfylld, det vill säga att VMST måste vara hög om MST insignalen skall fungera o.s.v. Momentstoppsingångarna QST/QOP skall om de blir höga stänga av respektive orderutgång OST/OOP. PQST/PQOP skall vara en spegling av ingångarna QST/QOP. PST/POP skall vara hög om OST/OOP har blivit hög och kvittenssignalen IST/IOP har bekräftat att ordern är genomförd. 10 .

(20) PLF skall vara en larmutgång som indikerar larm när det tar för lång tid från att ordern OST/OOP är given tills att en kvittens (IST/IOP) indikerar att ordern är utförd. Larmutgången skall även indikera om kvittenssignalen uteblir för lång tid i något av ändlägena. Utifrån vad som läggs på ingångarna TST, TOP och TTU skall det kunna bestämmas hur lång tid det skall gå innan PLF‐ larmet skall indikera för de olika alternativen. Om ingången ISV blir låg skall ställverksfel indikeras (= SVF hög) Utgången DM skall indikera vilket driftmode som typkretsen befinner sig i. Vid uppstart av PLC skall DMU bestämma vilket driftmodeläge som skall inträda. Säkert läge som bestäms av ingången SL om det skall vara öppen eller stängd inträffa om driftmodeläget är manuell vid uppstart. Vid skyddstopp skall säkert läge inträda vilket är manuell driftmode och tillståndet beror på vad ingången SL är. 3.4.2 Operatörspanelen På operatörspanel skall det finnas en symbol där färgen visar vilket tillstånd ventilen befinner sig i. Mörkgrå = Stängd Grå = mellanläge Grön = Öppen Röd = fel Det skall finna ett popup‐fönstrer för ventilsymbolen, där skall ”driftmode” kunna växlas mellan manuell och automat. Vid manuell skall ventilen kunna styras med öppna‐ och stäng‐signal. Om momentstopp infaller skall detta synas på symbolen och i popup‐fönstret . Det skall även finnas ett textfält som visar det senaste larmet från motorn. . . 3.5 3läges motorventil Typkretsen är till för en typisk motorventil som använd för reglering. 3.5.1. Typkretsen . INSIGNALER Omslag till Manuell   M Manuell stängning MST MOP Manuell öppning MH Manuell stopp VMST Villkor Manuell stängning VMOP Villkor Manuell öppning A Omslag till Automat AST Auto stängning AOP Auto öppning VAST Villkor Auto stängning VAOP Villkor Auto öppning TSL Godkänd tid att inta säkertläge (s) SH Skyddstopp IST Indikering stängd QST Indikering momentstopp stäng IOP Indikering öppen QOP Indikering momentstopp öppna ISV Indikering ställverk OK IL Indikering ventilläge DMU Uppstartmode SL Säkertläge . UTSIGNALER Order stäng OST OSTP Order stäng puls OOP Order öppna OOPP Order öppna puls PST Position stäng PQST Position momentstopp stäng POP Position öppna PQOP Position momentstopp öppna PLF Positionlägesfel SVF Ställverksfel DM Driftmode . 11 .

(21) Typkretsen skall kunna växlas mellan två ”driftmode”, manuell och automatisk. Detta skall göras med hjälp av ingångarna M och A där M är dominant. Typkretsens orderutgångar skall styras med hjälp av ingångarna MST, MOP, AST och AOP om villkoren för den ingående ordern är uppfylld, det vill säga att VMST måste vara hög om MST‐insignalen skall fungera o.s.v. Momentstoppingångarna QST/QOP skall om de blir höga stänga av respektive orderutgång OST/OOP. PQST/PQOP skall vara en spegling av ingångarna QST/QOP. PST/POP skall vara hög om ST/OOP har blivit hög och kvittenssignalen IST/IOP har bekräftat att ordern är genomförd. PLF skall larma när det tar för lång tid att komma till säkert läge vid skyddstopp. Tiden för detta larm skall kunna ställas in genom att ändra värdet på ingången TSL. Om ingången ISV blir låg skall ställverksfel indikeras (= SVF hög) Utgången DM skall indikera vilket driftmode som typkretsen befinner sig i. Vid uppstart av PLC skall DMU bestämma vilket driftmodeläge som skall inträda. Säkert läge som bestäms av ingången SL om det skall vara öppen eller stängd inträffa om driftmodeläget är manuell vid uppstart. Vid skyddstopp skall säkert läge inträda vilket är manuell driftmode och tillståndet beror på vad ingången SL är. Ingången IL skall känna av ventilens läge (öppningsgrad). 3.5.2 Operatörspanelen   På operatörspanel skall det finnas en symbol där färgen visar vilket tillstånd ventilen befinner sig i. Mörkgrå = Stängd Grön = Öppen Röd = fel Det skall finna ett popup‐fönstrer för ventilsymbolen, där skall ”driftmode” kunna växlas mellan manuell och automat. Vid manuell skall ventilen kunna styras med öppna‐, stäng‐ och stoppsignal. Om momentstopp infaller skall detta synas på symbolen och i popup‐fönstret . Det skall även finnas ett textfält som visar det senaste larmet från motorn. . 12 .

(22) . 4 Arbetsgång 4.1 Programmering 4.1.1 GX IEC Developer   Typkretsarna gjordes som egna funktionsblock där man kan bestämma vilka ingångar och utgångar som ska finnas. Som funktionsblock kan typkretsarna lätt läggas in i vilket projekt som helst och hur många gånger som helst.  Det går även att infoga alla typkretsar i ett bibliotek så det blir lätt att överföra typkretsarna till andra datorer genom att flytta över biblioteket.   Programmeringen av typkretsarna gjordes med hjälp av den samling i funktionsblock som ingick i GX IEC Developer. Att programmera i funktionsblock har den fördelen att det är lätt att följa logiken och sätta sig in i programmet. Funktionsblocksprogrammering är ett grafiskt programmeringsspråk där grafiska block dras in med ingångar och utgångar som kopplas samman med andra funktionsblock eller variabler.   Vid två tillfällen användes ett annat programspråk. Strukturerad text användes när en funktion inte kunde hittas i standardsamlingen, då programmerades ett eget funktionsblock med funktionen. Detta funktionsblock infogades även i biblioteket med typkretsarna. Det andra tillfället var när testprogrammet skulle programmeras. Olika funktionsblock byggdes upp med hjälp av strukturerad text för att simulera och testa av typkretsarna. . Figur 6. Färdigt funktions block. 13 .

(23) 4.1.2 EDesigner I E‐Designer byggs operatörsinterfacet upp med olika block, ett block är en bild på operatörspanelen. Precis som i PLC‐programmeringen gjordes en typkrets i taget. Samtidigt som en typkrets gjordes i GX IEC Developer gjordes en symbol och ett eget block till typkretsen/symbolen i E‐Designer. Som utgångsblock byggdes en processbild med de olika symbolerna för typkretsarna fram efterhand. I denna processbild finns det en ”Alarm Banner” som visar det senaste larmet från processen och en länk till en larmlista. Symbolerna för de olika typkretsarna gjordes av en standardsymbol som modifierades till flera olika symboler i ett ritprogram. Genom att länka symbolerna på processbilden till sitt egna block så räckte det att trycka på symbolerna för att komma till typkretsens/symbolens egna block. I alla block som tillhörde en typkrets/symbol gjordes styrknappar som skickade signaler till PLC och typkretsen när de påverkades. Även en ”Alarm Banner” som visade det senaste larmet för typkretsen lades in. En inbyggd larmfunktion användes för att hantera inkommande larm och för att dela upp larmen till de olika symbolerna. Larmlistan var en modifierad standard‐larmlista. . Figur 7. Symboluppbyggnad. 14 .

(24) . 4.2 Dokumentation Dokumentationen gjordes med avsikt att användas vid reklam och försäljning av konceptet. Här nedan följer en beskrivning av de olika dokument som upprättades.   4.2.1 POS   POS (se bilaga 6) är en förkortning för Process Objektsstyrnings Standard, det var detta namn samlingen med typkretsar och tillhörande operatörsinterface fick som arbetsnamn på Automationscenter & Bråvalla Elteknik AB. Dokumentet POS är en förklaring riktat till kunder som skulle bli intresserade av konceptet. 4.2.2 Implementering av bibliotek Implementeringa_av_bibliotek (se bilaga 7) är precis vad det heter, ett dokument som det hänvisas till i POS‐dokumentet och som är en beskrivning av hur biblioteket med typkretsar implementeras i GX IEC Developer. 4.2.3 Testning Testning (se bilaga 8) är ett dokument som beskriver hur den knappsats och det testprogram som finns på Automationscenter & Bråvalla Elteknik AB skall användas för att testa så att funktioner på operatörspanelen och typkretsen fungerar på ett önskvärt sätt. 4.2.4 Dokumentering av typkretsen Till varje typkrets tillkom det en dokumentation med tre dokument som beskriver typkretsen med tillhörande del i operatörsinterfacet. (se bilaga 2‐5) . 4.2.4.1 Beskrivning av typkretsen I detta dokument beskrivs hur typkretsen fungerar, hur alla ingångar och utgångar påverkas av varandra och hur just denna typkrets ser ut och fungerar på operatörspanelen. Detta dokument skall kunna användas som första del i ett försäljningsförsök för att beskriva hur det skulle kunna se ut.  . 4.2.4.2 Logikuppbyggnad Logikuppbyggnad‐dokumentet innehåller en variabellista med beskrivning av variablerna samt typkretsens logiska uppbyggnad i funktionsblocksdiagram. Detta dokument och logikbeskrivning ges till kunden när dessa har köpt konceptet. . 4.2.4.3 Logikbeskrivning Detta dokument beskriver funktionsblocksdiagrammets uppbyggnad, alltså vad varje block har för funktion i programmet. Detta för att lättare sätta sig in i programmeringen så att man lättare kan ändra i programmet.   . 15 .

(25) . 4.3 Testning I början av arbetet gjordes en låda med fyra vippströmbrytare och fyra återfjädrande knappar som användes för att kunna påverka ingångarna och testa av de olika funktionerna under arbetets gång. Vid arbetets slut fanns det en vilja från handledaren att ha ett testprogram där alla funktioner kunde testas av på de olika typkretsarna, gärna med ett tillhörande dokument som visar hur programmet ska användas. Olika funktionsblock programmerades för att kopplas till typkretsarnas ingångar och utgångar. Dessa funktionsblock simulerar en verklig process och med hjälp av testlådan med strömbrytare och ett dokument kan man testa av typkretsarna.   Resultatet av testningen blev som väntat att allt funkade som det skulle, detta på grund av att testning gjorts under arbetets gång. Själva testprogrammet med tillhörande dokument är mer till för andra som vill testa av funktionerna .  . 16 .

(26) . 5 Avslutning 5.1 Resultat Resultatet av arbetet blev en början på POS (Process Objektsstyrnings Standard). I POS ingår ett bibliotek med programkod för 4st typkretsar, testfiler till både GX IEC Developer som simulerar och testa typkretsarna, testfil till E‐designer där visnings‐operatörsinterface är sammankopplat med testfilerna till GX IEC Developer samt tre olika förklarande dokument till var och en av typkretsarna. Det första förklarar funktionen av typkretsens ingångar, utgångar och tillhörande operatörsinterfacesymbol. Det andra dokumentet visar logikuppbyggnaden och det tredje förklarar logikuppbyggnaden. Tillsist ett dokument som förklarar vad POS är med tillhörande bilaga och ett dokument som förklarar hur man kan testa av de olika funktionerna på typkretsarna.   . 5.2 Diskussion Jag är nöjd med resultatet av detta examensarbete. Jag har inte gjort så mycket som jag trodde att jag skulle hinna med från början, men det jag har gjort är väl dokumenterat och genomarbetat vilket känns viktigt. Enligt handledaren från Automationscenter & Bråvalla Elteknik AB kommer arbetet att användas fortare än de hade anat.   Till en början så var det tänkt att jag skulle göra dessa fyra typkretsar, det trodde jag nog att jag skulle hinna rätt enkelt så handledaren hade rätt många alternativ som man skulle kunna fortsätta jobba med. Så en vidareutveckling av detta arbete är t.ex. fler typkretsar med andra funktioner och inriktningar, och att göra så att typkretsarna klarar av att hantera ett reservsystem. . 17 .

No results found