PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.!...

12
PLC%Sturing CVO Kisp Lerarenopleiding Sander Malfliet 2015

Transcript of PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.!...

Page 1: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

!

!

!

PLC%Sturing!CVO$Kisp$Lerarenopleiding$

Sander$Malfliet$

2015$

Page 2: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 2!

1.! Inhoudstafel!

!

1.! Inhoudstafel/ 2!

2.! Figurenlijst/ 2!

3.! Wat/is/een/PLC?/ 3!3.1.! inleiding* 3!

4.! Opbouw/van/de/PLC/ 3!4.1.! CPU* 3!4.2.! Geheugen* 3!4.3.! Periferie* 4!

5.! Werking/van/de/PLC/ 5!

6.! Grafcet/ 5!6.1.! Principe* 6!6.2.! Grafcet*niveau’s* 6!6.3.! Grafcet*structuren* 7!

6.3.1.! Lineaire!sequentie! 7!6.3.2.! Meervoudige!sequentie! 8!6.3.3.! Subroutes! 12!

!

2.! Figurenlijst!

Afbeelding!1:!Opbouw!van!de!PLC.!.........................................................................................................!4!

Afbeelding!2:!Grafcet,!Principe.!..............................................................................................................!6!

Afbeelding!3:!Grafcet:!2!niveau's.!...........................................................................................................!6!

Afbeelding!4:!Lineaire!sequentie.!............................................................................................................!7!

Afbeelding!5:!Meervoudige!sequentie!met!keuze.!.................................................................................!8!

Afbeelding!6.1:!logisch!exclusief!! !!!!!!Afbeelding!6.2:!voorkeur!op!23!.................................................!9!

Afbeelding!7:!Meervoudige!sequentie!met!sprong.!................................................................................!9!

Afbeelding!8:!Meervoudige!sequentie!met!herhaling.!..........................................................................!10!

Afbeelding!9:!Meervoudige!sequentie!met!gelijktijdige!werking.!.........................................................!11!

Afbeelding!10:!Subroute!.......................................................................................................................!12!

!

!

Page 3: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 3!

3.! Wat!is!een!PLC?!

3.1.$ inleiding$Vroeger!werden!machines!volledig!handmatig!bediend.!Een!arbeider!zette!elke!stap!van!een!proces!in!gang!en!stopte!diezelfde!stap!wanneer!die!afgelopen!was!om!naar!de!volgende!stap!over!te!gaan.!Dit!zorgde!voor!veel!fouten!in!processen,!lange!productietijden!en!hoge!werkmanskosten.!De!oplossing!voor!al!deze!problemen!werd!automatisering.!!

De!eerste!automatiseringen!die!gebeurden!werden!volledig!met!relais!gerealiseerd.!Dit!maakte!het!proces! wel! geautomatiseerd! maar! zeer! duur! in! aanschaf.! En! de! besturing! nam! veel! plaats! in! en!verbruikte!veel!stroom.!Nadien!werden!via!printplaten!kleine!automatiseringen!gemaakt.!Deze!pakten!niet!veel!plaats!in!en!verslonden!minder!energie.!Nu!bleef!er!echter!1!probleem!over.!Wanneer!er!een!aanpassing!in!het!systeem!werd!gedaan!moest!de!volledige!besturingsunit!vervangen!worden.!

Uiteindelijk!werd!de!oplossing!de!PLC!

PLC! staat! voor! Programmable! Logic! Controler.! Het! is! dus! een! zelf! programeerbaar! logisch!besturingsapparaat.! Het! gaat! een!machine! of! proces! aan! de! hand! van! bepaalde! voorwaarden! die!voldaan!zijn!een!actie!laten!doen.!Deze!acties!zijn!op!basis!van!een!PLC!programma!vastgelegd.!!

In!deze!lessen!zullen!we!leren!welke!acties!er!allemaal!mogelijk!zijn!met!een!PLC!en!we!zullen!leren!op!welke!verschillende!manieren!we!de!PLC!kunnen!programeren.!

4.! Opbouw!van!de!PLC!

Er!bestaan!verschillende!soorten!PLC’s!met!elk!hun!eigen!specifiek!toepassingsgebied!maar!alle!PLC’s!bestaan!standaard!uit!3!delen.!!

[! De!CPU![! Het!geheugen![! De!periferie!

!

4.1.$ CPU$Net! als! bij! een! computer! is! de! kern! van! de! PLC! een! CPU! (central! processing! unit)! Deze! gaat! het!programma!lezen!en!uitvoeren.!Tijdsmetingen!doen,!in[!en!uitgangen!controleren!en!aansturen.!

!

4.2.$ Geheugen$Ook!gelijkaardig!aan!een!computer!is!het!geheugen!dat!een!PLC!bezit.!In!dit!geheugen!zit!naast!het!PLC!programma!data!die!nodig!is!om!het!programma!uit!te!voeren.!!

We! hebben! in! in! een! PLC! verschillende! soorten! geheugen! met! elk! hun! eigen! specifiek!toepassingsgebied.!!

Zo!onderscheiden!we:!

[! RAM!

Page 4: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 4!

[! ROM![! PROM![! EPROM![! EEPROM!

4.3.$ Periferie$De!periferie! linkt!de!machine!met!de!software.!Dit! zijn!de! ingangen!en!uitgangen!van!de!PLC.!Ook!uitwendige!tellers!kunnen!deel!uitmaken!van!de!periferie.!

!

Afbeelding*1:*Opbouw*van*de*PLC.*

!

Page 5: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 5!

5.! Werking!van!de!PLC!

Een!PLC!werkt! redelijk! rechttoe! rechtaan.! Je! geeft! aan!welke! actie!de!machine!moet!doen!bij! een!bepaalde!voorwaarde!die!voldaan!is.!Hierbij!zijn!wel!enkele!regels!in!acht!te!nemen.!!

Een!PLC!werkt!steeds!cyclisch.!Dit!wil!zeggen!dat!instructieregels!steeds!in!dezelfde!volgorde!worden!overlopen.!Dit!doorlopen!van!het!PLC!programma!noemt!men!een!scan!of!cyclus.!Deze!scan!neemt!een!bepaalde!tijd!in!beslag:!de!cyclustijd!of!scantijd.!

De!volgorde!van!je!programma!bepaald!dus!de!volgorde!waarin!de!PLC!de!acties!onderneemt.!

!

Een!PLC!verwerkt!één!cyclus!steeds!op!volgende!manier:!

[! Ingangen!opvragen:!De!statussen!van!alle!ingangen!wordt!door!de!PLC!bekeken.!Deze!status!kan!0!of!1!zijn.!Als!er!geen!spanning!op!de!ingang!staat!is!de!status!0!en!als!er!wel!spanning!op!de!ingang!staat!is!de!status!1!

[! Status!ingangen!opslaan:!van!de!status!van!de!uitgangen!wordt!een!“foto”!opgeslagen!in!het!geheugen!van!de!PLC.!Deze!waarden!gebruikt!de!PLC!gedurende!deze!cyclus!om!beslissingen!mee!te!nemen.!Ook!al!verandert!de!toestand!van!de!ingang!gedurende!de!cyclus,!zolang!de!cyclus!niet!is!afgewerkt!blijft!de!toestand!van!de!ingang!in!het!geheugen!ongewijzigd.!

[! Verwerking:!Aan!de!hand!van!het!programma!zal!de!PLC!nu!de!instucties!uitvoeren!.!Deze!instructies!kunnen!berekeningen,!telL!en!tijdsfuncties,!…!zijn.!!

[! Status! uitgangen! opslaan:! De! PLC! gaat! nu! in! zijn! geheugen! de! status! die! de! uitgangen!volgens!zijn!berekeningen!moet!krijgen!opslaan!in!zijn!geheugen.!!

[! Uitgangen!activeren:!De!PLC!gaat!de!uitgangssignalen!die!in!de!vorige!stap!zijn!opgeslagen!op!de!uitgangen!activeren.!

!

Enkele!opmerkingen:!

[! Wanneer!de!status!van!een!ingang!verandert!tijdens!de!cyclus!zal!dit!pas!de!volgende!cyclus!meegenomen!worden!

[! Een!zeer!kort!signaal!kan!soms!door!de!PLC!overgeslagen!worden!omdat!deze!slachts!een!keer!per!cyclus!de!ingangen!controleert.!

[! Let!goed!op!met!wat!de!status!van!je!ingang!overeenkomt!op!de!machine.!Zo!kan!je!tijdens!de!programatie!bedoelen!“drukknop!ingedrukt!=!status!1”!maar!wanneer!de!drukknop!een!normaal!gelsoten!contact!is!zal!er!geen!spanning!op!de!ingang!aanwezig!zijn!en!leest!de!PLC!dit!als!status!0.!!

6.! Grafcet!

Een!grafcet!of!functiediagram!is!een!manier!om!een!PLC!programma!snel!begrijpbaar!te!maken!voor!minder! technisch! ontwikkelde!mensen,! het! vergemakkelijkt! ook! een! eventueel! foutzoeken! in! een!proces!en!het!vergemakkelijkt!een!aanpassing!in!het!proces.!Het!stelt!het!programma!visueel!voor!als!een! soort! “flowchart”! van! welke! functie! er! zal! gebeuren! en! welke! daarop! volgt! bij! een! bepaalde!voorwaarde!die!voldaan!is.!!

!

Page 6: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 6!

6.1.$ Principe$Het!principe!van!een!grafcet!wordt!in!nevenstaande!afbeelding!duidelijk.!!

Het! proces! is! in! enkele! stappen!onderverdeeld.!Je!hebt!verschillende!fases!of!stappen!die!genummerd!zijn!in!een!vak.!Aan!deze!fases!zijn!telkens!een! of! meerdere! acties! gekoppeld.!Wanneer! de! overgangsvoorwaarde!die! wordt! aangeduidt! met! een!onderbrekende!lijn!tussen!twee!fases!voldaan!is!kan!naar!de!volgende!fase!worden!overgegaan.!

Een!stap!of!fase!kan!actief!worden!op!2! voorwaarden:! de!overgangsvoorwaarde!moet! voldaan! zijn! én! de! vorige! stap!moet! actief! zijn.! Het! is! dus!met! ander!woorden!onmogelijk!voor!stap!2!om!actief!te!worden!wanneer!stap!3!al!actief!is.!Dit!kan!enkel!vanuit!stap!1.!

6.2.$ Grafcet$niveau’s$We!kunnen!voor!dezelfde!toepassing!2!grafcets!maken!op!2!verschillende!niveau’s.!!

[! Het!eerste!niveau!stelt!gewoon!de!cyclus!van!de!automatisatie!voor!in!woorden,!het!is!als!het!ware!een!beschrijving!van!wat!er!gebeurt!met!de!machine!met!woorden!utigelegd.!

[! Het!tweede!niveau!is!op!basis!van!de!eerste!niveau!grafcet!een!beschrijving!met!de!woorden!omgezet!naar!de!overeenkomstige!in!en!uitgangen.!!

!

Voorbeeld:!

Merk/op://

de! eerste! stap! (de! ruststand)!wordt! ! aangeduidt! met! een!dubbele!kader.!

!

!

!

!

!

Afbeelding*3:*Grafcet:*2*niveau's.*

Afbeelding*2:*Grafcet,*Principe.$

Page 7: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 7!

!

Beide! niveau’s! hebben! hun! doel.! De! eerste!maakt! foutzoeken!makkelijk! omdat! je! kan! zoeken! op!datgene!wat!de!machine!niet!doet!en!je!hebt!redelijk!snel!de!stap!met!de!fout!gevonden.!Het!tweede!niveau!maakt! het!makkelijk! om! voorwaarden! en! sensoren! aan! uitgangen! te! koppelen! en! het! het!programma!snel!te!schrijven.!

6.3.$ Grafcet$structuren$Een!grafcet!kan!verschillende!structuren!volgen.!Hieronder!staan!de!verschillende!structuren!vermeld!en!het!spreekt!vanzelf!dat!de!verschillende!structuren!in!één!grafcet!kunnen!gecombineerd!worden.!

6.3.1.! Lineaire!sequentie!

De!lineaire!sequentie!is!de!eenvoudigste!van!al.!Elke!stap!volgt!de!vorige!zonder!meer!op.!Wanneer!de!laatste! stap! gedaan! is! keert! het! programma! terug! naar! de! ruststand.!

!

Afbeelding*4:*Lineaire*sequentie.*

!

Page 8: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 8!

6.3.2.! Meervoudige!sequentie!

Veel!vaker!dan!een!lineaire!sequentie!hebben!we!te!maken!met!een!meervoudige!sequentie.!Hierbij!loopt!het!programma!niet!lineair!en!dit!kan!op!verschillende!manieren.!

6.3.2.1.&Meervoudige&sequentie&met&keuze&

Hierbij!wordt!er!op!een!bepaald!moment!in!het!programma!een!keuze!gemaakt!tussen!verschillende!sequenties.!Het!programma!kiest!een!van!deze!paden!en!vervolgt!nadien!het!programma.!(De!andere!sequenties!worden!dan!niet!uitgevoerd)!!

!

!

Afbeelding*5:*Meervoudige*sequentie*met*keuze.*

Page 9: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 9!

6.3.2.2.&Meervoudige&sequentie&met&exclusieve&keuze&

Wanneer!het!niet!mogelijk!mag!zijn!voor!de!machine!of!het!proces!om!2!stappen!tegelijk!uit!te!voeren!moeten!we! bij! de!meervoudige! sequentie! een! exclusieve! keuze! toevoegen.! Deze! exclusiviteit! kan!fysiek! op! de!machine! gerealiseerd! worden.! (denk! aan! 2! eindeloopschakelaars)! of! in! de! software.!Hieronder!zijn!2!voorbeelden!weergegeven.!

!

Afbeelding*6.1:*logisch*exclusief** * *****Afbeelding*6.2:*voorkeur*op*23*

*

Afbeelding!5.1!geeft!een!volledig!exclusieve!keuze!weer.!23!kan!enkel!geactiveerd!worden!als!A!actief!is!EN!B!niet!actief!is.!In!afbeelding!5.2!hoeft!B!niet!op!non!actief!staan!om!naar!stap!23!over!te!gaan.!

!

6.3.2.3.&Meervoudige&sequentie&met&sprong&

Een!sprong!kan!op!een!bepaalde!voorwaarde!enkele!processtappen!overslaan.!Het!programma!gaat!dan!verder!waar!de!sprong!terug!in!het!programma!komt.!

Afbeelding*7:*Meervoudige*sequentie*met*sprong.*

Page 10: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 10!

!

6.3.2.4.&Meervoudige&sequentie&met&herhaling&

De!herhaling!is!het!tegenovergestelde!van!de!sprong.!Je!kan!het!programma!wanneer!een!bepaalde!voorwaarde!voldaan!is!het!programma!enkele!stappen!laten!hernemen.!!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

Afbeelding*8:*Meervoudige*sequentie*met*herhaling.*

Page 11: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 11!

!

6.3.2.5.&Meervoudige&sequentie&met&gelijktijdige&werking.&

De! PLC! kan! meerdere! sequenties! tegelijk! uitvoeren,! volledig! onafhankelijk! van! elkaar.! Het! is! dus!mogelijk!om!een!programma!op!een!bepaalde!moment!op!te!splitsen!in!2!of!meerdere!takken.!Deze!takken! zullen! tegelijk! starten! met! dezelfde! overgangsvoorwaarde.! Dit! tegelijk! starten! van! de!opsplitsing! en! het! (eventueel)! gelijk! eindigen! van! de! opsplitsing! noemt! met! respectievelijk! EN[!divergentie!en!EN[!convergentie.!

!

Afbeelding*9:*Meervoudige*sequentie*met*gelijktijdige*werking.*

!

!

!

Page 12: PLC%Sturing!sandermalfliet.weebly.com/uploads/4/9/9/3/49939471/plc.pdf · 2019. 9. 21. · !5! 5.! Werking!van!de!PLC! Een!PLC!werkt!redelijk!rechttoe!rechtaan.!Je!geeft!aan!welke!actie!de!machine!moet!doen!bij!een!

! 12!

6.3.3.! Subroutes!

Als! laatste! kan! je! ook! subgrafcets! gebruiken! binenin! een! grafcet.! Hiermee! kan! je! deeltaken! of!automatismen!die!veel!voorkomen!binnen!eenzelfde!proces!apart!programeren!en!oproepen!binnen!de!hoofdgrafcet.!Dit!vergemakkelijkt!het!programeren!en!zorgt!voor!een!overzichtelijker!programma.!

!

Afbeelding*10:*Subroute*