Programovanie PLC – Siemens Logo! analógové vstupy a funkcie

Mikrokontroléry

21.2.2020

V predchádzajúcich častiach sme predstavili možnosti programovania „entry level“ PLC Siemens Logo!, či už priamo pomocou tlačidiel na module, alebo vo vývojovom prostredí Logo! Soft Control. Pokračujeme ukážkami ďalších možnosti využitia Siemens Logo!. Začneme možnosťami spracovania analógových hodnôt.

Príklady sú vo videu

Analógové vstupy modulu PLC Siemens LOGO! sú schopné spracovávať napäťový signál v rozsahu 0 -10 V, prúdový signál v rozsahu 0 - 20 mA alebo v rozsahu 4- 20 mA. Konkrétny rozsah, ktorý bude použitý sa nastavuje v nastaveniach PLC.

V našich príkladoch sme na vytvorenie napäťovej úrovne na analógových vstupoch použili potenciometer v zapojení ako delič napätia. Pri použití napájacieho napätia 24 V je nutné pred potenciometer o hodnote 10 kOhm zaradiť do série obmedzovacie rezistor s hodnotou 13 kOhm, čím sa vytvorí delič napätia, ktorý zaručí, že na analógovom vstupe module PLC Siemens LOGO! bude napätie v potrebnom rozsahu 0 - 10 V. My sme použili rezistor 15 kOhm, takže nedosiahneme maximálnu hodnotu 10 V, ale o niečo menej

Mapovanie analógových vstupov na piny svorkovnice označené I1 až I8

Analógový vstup	na vstupe
AI1	I7
AI2	I8
AI3	I1
AI4	I2

Digitálne vstupy identifikujú len dve úrovne – logickú 0 a logickú 1, pričom napäťové úrovne sú definované tak, že jednosmerné napätie na digitálnom vstupe pod 5 V je považované za logickú nulu a napätie nad 8 V za logickú jednotku. V prípade prúdu je logická nula prúd menší ako 1 mA a logická 1 prúd vyšší, ako 1.5 mA.

Naproti tomu analógový vstup dokáže identifikovať hodnotu napätia v celom rozsahu . Rozsah napätia 0 .. 10 V sa vo vnútornej interpretácii mapuje na rozsah hodnôt 0 .. 1000. K prepočtu tejto internej hodnoty na hodnotu nameranej veličiny môžete použiť parameter Offset, čiže odstup v rozsahu -999 až +999 a parameter Gain, čiže zosilnenie udávané v percentách v rozsahu 0 .. 1000 %

Výsledná hodnota sa vypočíta podľa vzorca, pričom parameter Gain sa zadáva v percentách (preto je tam to delenie konštantou 100)

Ax = (vnútorná hodnota + Offset) . Gain / 100

Výstupy jednotky Siemens Logo! sú pripojené na kontakty relé, takže výsledkom rozhodovacej logiky po spracovaní údajov z digitálnych a analógových vstupov je, či jednotlivé relé budú zopnuté, alebo nie.

Často používanou funkciou je analógový komparátor, ktorý porovnáva hodnoty z dvoch analógových vstupov. Napríklad hodnota teploty nastavená na termostate a nameraná teplota. Výstup sa zopne vtedy, ak rozdiel analógových hodnôt na vstupe komparátora je väčší ako nastavený prah.

V ponuke funkcií je blok pre analógový vstup (AI), analógový výstup (AO) a funkčné bloky typu analógový komparátor, analógový spínač, analógový zosilňovač, analógový sledovač, analógový rozdielový spínač, analógový multiplexer, filter, či PWM. Nakoľko analógovú hodnotu nemôžete napojiť priamo na niektoré bloky, ako napríklad časovač, je na zakončenie analógového reťazca, ak ho nebudete už nikam pripájať k dispozícii blok analógový marker (AM)

Analógový vstup sme pripojili na analógový zosilňovač, ktorý umožňuje nastaviť parametre Offset kedy sa nameranej hodnote sa pripočíta, alebo odpočíta konštanta a Gain, čiže zosilnenie, ktoré je realizované ako násobenie nameranej hodnoty konštantou

Iným často používaným scenárom je použitie otočných, alebo posuvných potenciometrov na jednoduché a intuitívne nastavovanie hodnôt, napríklad na nastavenie času časovačov a oneskorovacích členov. V našom príklade použijeme blok asynchrónneho pulzného generátora, ktorý bude spínať digitálny výstup. Implicitne bude nastavený s definovanou dobou zopnutia a vypnutia 2 sekundy. Na parameter doba zopnutia napojíme analógový vstup, takže bude možné nastaviť túto hodnotu pomocou otočeného potenciometra

V poslednom príklade použijeme blok Mathematic instruction na sčítanie dvoch analógových hodnôt. Pre jednoduchosť sčítame hodnoty z dvoch deličov napätia, avšak v reálnom zapojení by sme mohli na nastavenie časovača použiť dva potenciometre, jeden so stupnicou minút a druhý so stupnicou sekúnd. Hodnotu z potenciometra na nastavenie minút by sme v bloku analógového zosilňovača vynásobili konštantou 60