Pierwszy program na Allen-Bradley Micro800 - start i stop silnika na prawdziwym sterowniku

Wciskasz start, stycznik się załącza i silnik rusza. Wciskasz stop, silnik staje. Za tym prostym efektem stoi program na sterowniku Allen-Bradley® Micro850, który w tym artykule i w filmie napiszesz od zera. Pokazujemy cały pierwszy program na Micro800 krok po kroku: od zmiennych w Connected Components Workbench, przez styk normalnie otwarty i cewkę, po przycisk stop podłączony jako styk normalnie zamknięty. Wszystko testujemy na prawdziwym sterowniku i prawdziwym silniku, nie na rysunku.

Prowadzący, Maciej Kurantowicz, zaczyna od sytuacji, która zdarza się w pracy automatyka: otwierasz szafę sterowniczą maszyny, w środku jest sterownik Allen-Bradley, nie znasz programu, w którym się go programuje, a maszyna ma ruszyć jeszcze dziś. Ten materiał jest po to, żeby taki dzień nie był Twoim pierwszym kontaktem z Micro800.

Co zbudujesz w tym programie

• przypiszesz zmienne do wejść i wyjścia sterownika Micro850,
• napiszesz pierwszą szynę w języku drabinkowym LAD: styk normalnie otwarty i cewkę,
• wgrasz program do sterownika i sprawdzisz go w podglądzie online,
• dodasz przycisk stop i zrozumiesz, dlaczego w szafie to styk normalnie zamknięty,
• zobaczysz, czego takiemu programowi brakuje, żeby nadawał się do prawdziwej maszyny.

Na czym pracujemy: PLC Trainer z Micro850

Cały program uruchamiamy na stanowisku edukacyjnym PLC Trainer ControlByte, zbudowanym na sprzęcie Allen-Bradley takim samym, jak w maszynach przemysłowych. Sercem stanowiska jest sterownik Micro850 2080-L50E-24QBB. Obok niego pracują moduły rozszerzeń, w tym moduł wejść analogowych 2080-IF4, do którego podłączony jest potencjometr. Więcej o samym sterowniku przeczytasz w artykule Sterownik Allen-Bradley Micro850 2080-L50E - budowa i możliwości.

Na stanowisku jest też to, co spotkasz w typowej szafie sterowniczej:

• panel operatorski: start, stop, reset, przełącznik trybu auto/ręczny, grzybek bezpieczeństwa i potencjometr,
• przekaźnik bezpieczeństwa Guardmaster 440C-CR30, który pilnuje obwodu bezpieczeństwa. Wciśnięcie grzybka odcina zasilanie silnika niezależnie od sterownika,
• stycznik K1, który załącza silnik, i wyłącznik silnikowy Q1, który chroni go przed przeciążeniem. Styk pomocniczy Q1 jest podłączony do sterownika, więc program wie, że zabezpieczenie zadziałało,
• silnik trójfazowy M1,
• falownik PowerFlex 525, czyli druga metoda sterowania silnikiem. W tym programie go nie używamy.

Program piszemy w Connected Components Workbench, w skrócie CCW. To środowisko Rockwell Automation do programowania sterowników Micro800. Wersję Standard pobierzesz bezpłatnie ze strony Rockwell Automation.

Krok 1: zmienne globalne

Pracę zaczynasz w zakładce Global Variables sterownika. Wejścia i wyjścia wbudowane w Micro850 mają nazwy systemowe, na przykład _IO_EM_DI_00. Żeby program był czytelny, każdemu z nich nadajemy alias, a w komentarzu zapisujemy, jakie urządzenie fizyczne za nim stoi:

• xPushButton_Start_S1 na wejściu _IO_EM_DI_00 - przycisk start S1, styki 13/14 (NO),
• xPushButton_Stop_S2 na wejściu _IO_EM_DI_01 - przycisk stop S2, styki 11/12 (NC),
• xContactor_Cmd_K1 na wyjściu _IO_EM_DO_00 - cewka stycznika K1 (A1/A2).

Zapamiętaj oznaczenia NO i NC z komentarzy. Za chwilę wyjaśnią, dlaczego przycisk stop działa inaczej niż start.

Krok 2: styk normalnie otwarty i cewka

Wróć do programu. Masz w nim jedną sieć, czyli jedną linię programu w języku ladder. Kliknij na szynę i wstaw styk normalnie otwarty, a potem cewkę. Wykrzykniki przy nowych instrukcjach oznaczają, że nie mają jeszcze przypisanych zmiennych. Kliknij w niebieski prostokąt nad instrukcją i zacznij pisać nazwę. CCW podpowiada pasujące zmienne. Do styku przypisz xPushButton_Start_S1, a do cewki xContactor_Cmd_K1.

Styk normalnie otwarty w programie jest zamknięty, czyli przepuszcza sygnał dalej, gdy jego zmienna ma wartość 1 (TRUE). Gdy zmienna ma wartość 0 (FALSE), styk jest otwarty. Cewka zapisuje wynik całej szyny do wyjścia: jeśli sygnał dojdzie do cewki, wyjście się załącza. Szczegółowo, z tablicami prawdy dla połączeń szeregowych (AND) i równoległych (OR), omawiamy to w artykule Styk normalnie otwarty i cewka w ladder logic.

Krok 3: wgranie programu i test na sterowniku

Kliknij Download, wgraj program do sterownika i przejdź w tryb podglądu online. Teraz trzymasz przycisk start na panelu: styk w programie podświetla się na zielono, wyjście sterownika się załącza, stycznik K1 przyciąga i silnik rusza. Puszczasz przycisk i silnik się zatrzymuje.

Warto patrzeć jednocześnie na program i na sterownik. Sygnał z przycisku start trafia na wejście 0, program go przetwarza i ustawia wyjście 0, które załącza stycznik. Na diodach wejść i wyjść Micro850 widać dokładnie to samo, co w programie.

Krok 4: przycisk stop jako styk normalnie zamknięty

Dodaj na tej samej szynie, za stykiem startu, drugi styk normalnie otwarty i przypisz mu xPushButton_Stop_S2. Dwa styki w szeregu to warunek AND: silnik ruszy tylko wtedy, gdy oba przewodzą. Wgraj program ponownie.

W podglądzie online styk przycisku stop świeci na zielono, chociaż nikt go nie wciska. To nie błąd. Przycisk S2 ma w szafie styki normalnie zamknięte, więc gdy jest w spoczynku, podaje na wejście sterownika 24 V, a zmienna ma wartość 1. Dlatego w programie wystarczy zwykły styk normalnie otwarty: przewodzi, dopóki stop nie jest wciśnięty.

• trzymasz start, stop nie jest wciśnięty: obie zmienne mają 1, szyna jest ciągła, silnik pracuje,
• wciskasz stop: wejście 1 dostaje 0 V, styk w programie się otwiera i silnik staje, nawet jeśli dalej trzymasz start,
• dopóki trzymasz stop, silnika nie uruchomisz.

Dlaczego stop podłącza się jako styk normalnie zamknięty? Bo wtedy sterownik widzi przerwany obwód tak samo jak wciśnięty stop. Jeśli przewód od przycisku stop się urwie albo poluzuje na zacisku, wejście dostaje 0 i silnik się zatrzyma albo nie da się go uruchomić. Gdyby stop miał styk normalnie otwarty, urwany przewód oznaczałby przycisk stop, który nie działa, przy działającym starcie. Zasada do zapamiętania: start to styk normalnie otwarty, stop to styk normalnie zamknięty.

Pamiętaj, że przycisk stop to sterowanie, a nie funkcja bezpieczeństwa. Zatrzymanie awaryjne na stanowisku realizuje grzybek z przekaźnikiem Guardmaster CR30, który odcina zasilanie silnika niezależnie od programu.

Czego temu programowi brakuje

Masz za sobą pierwszy program na Micro800. Wiesz, czym jest styk normalnie otwarty i normalnie zamknięty, dlaczego stop podłącza się jako NC i jak program zachowuje się na prawdziwym sterowniku. Zauważ jednak, że silnik pracuje tylko wtedy, gdy trzymasz start. W maszynie tak się nie robi. Operator wciska start na chwilę, a silnik ma pracować dalej, aż do wciśnięcia stopu. Do tego służy podtrzymanie, czyli równoległa gałąź ze stykiem wyjścia stycznika obok przycisku start. W prawdziwej aplikacji dochodzi jeszcze kontrola zabezpieczenia silnika, na przykład styku pomocniczego wyłącznika Q1.

Ucz się dalej na sprzęcie Allen-Bradley

Jeśli chcesz przejść przez programowanie Micro800 po kolei, od pierwszych styków po timery, liczniki i komparatory, zobacz kurs Programowanie PLC Allen-Bradley Micro800. Kurs prowadzimy na prawdziwym sprzęcie, więc do ćwiczeń potrzebny jest sterownik Micro800. Przydadzą się też artykuły:

• Sterowniki PLC Allen-Bradley: Micro800, CompactLogix, ControlLogix,
• Ladder Logic - co to jest i jak wypada na tle innych języków programowania PLC,
• Język drabinkowy PLC - programowanie w LAD na przykładach.

Najczęstsze pytania

W jakim programie pisze się program na sterownik Micro800?

Sterowniki Allen-Bradley Micro800 programuje się w Connected Components Workbench (CCW) od Rockwell Automation. Wersję Standard można pobrać bezpłatnie ze strony producenta.

Dlaczego przycisk stop podłącza się jako styk normalnie zamknięty?

Przy styku normalnie zamkniętym sterownik widzi przerwany przewód tak samo jak wciśnięty stop: wejście dostaje 0 i silnik się zatrzymuje albo nie da się go uruchomić. Przy styku normalnie otwartym urwany przewód oznaczałby stop, który nie działa.

Dlaczego w programie stop to styk normalnie otwarty, skoro przycisk ma styk NC?

Przycisk NC w spoczynku podaje na wejście 24 V, więc zmienna ma wartość 1. Styk normalnie otwarty w programie przewodzi przy wartości 1, czyli dopóki nikt nie wciska stopu. Wciśnięcie stopu daje 0 i przerywa szynę.

Czym różni się przycisk stop od grzybka bezpieczeństwa?

Przycisk stop to zwykłe sterowanie obsługiwane przez program. Grzybek bezpieczeństwa na stanowisku działa przez przekaźnik bezpieczeństwa Guardmaster 440C-CR30 i odcina zasilanie silnika niezależnie od sterownika.

Dlaczego silnik staje, gdy puszczę przycisk start?

W pierwszym programie cewka stycznika jest załączona tylko wtedy, gdy przycisk start jest wciśnięty. W maszynach stosuje się podtrzymanie: równoległą gałąź ze stykiem wyjścia stycznika, dzięki której silnik pracuje do wciśnięcia stopu.