Sterownik PLC IDEC SmartAXIS cz. 2

[sigaris]

Ostatnio przedstawiłem wstęp teoretyczny jak zacząć przygodę z sterownikiem. Dzisiaj w części drugiej chciałbym przejść do części praktycznej i przedstawić rozwiązanie układowe z wykorzystanie wymienionego w tytule sterownika PLC.
Centrala wykrywająca tlenek węgla (czad)
Elementy
Pierwszym rozwiązaniem układowym zaprezentowanym przeze mnie jest centrala wykrywająca tlenek węgla ( potocznie zwanym czadem) oraz umożliwiająca przewietrzanie pomieszczenia. Zastosowana może być w łazienkach w których znajduje się piecyk gazowy, klatki schodowe w blokach lub innych pomieszczeniach zagrożonych gromadzeniem się tlenku węgla.
Centralka składa się z :

• sterownika PLC IDEC SmartAxis FT1A-40,
• siłownika Super Power Jack Model DARL 3610+,
• czujki tlenku węgla firmy Satel DG1-CO,
• zwykły przycisk oświetleniowy naścienny, hermetyczny.

O sterowniku nie będę się ponownie rozpisywał. Zainteresowanym polecam wcześniejszy post lub stronę producenta. Co do siłownika to charakteryzuje się on następującymi parametrami:

• Zasilanie max 36 VDC
• Prędkość wysuwu 7.5 mm/s
• Siła 300 kg
• Waga 3.3 kg
• Długość wysuwu 250 mm

Siłownik podłączony jest przez 2 przewody. Sterowanie kierunkiem wysuwu odbywa się poprzez zmianę biegunowości zasilania.
Kolejnym elementem jest czujka wykrywająca tlenek węgla polskiej firmy SATEL. Czujka zasilana jest z 12 VDC. Czujka alarmuje poprzez zestyk przekaźnika. Ja podałem na przekaźnik 12 VDC zasilania i w stanie normalnym to napięcie jest na linii komunikacyjnej. Po wykryciu czadu przekaźnik jest rozłączany i zanika napięcie, co sygnalizuje zaczadzenie pomieszczenia. Rozwiązanie to ma ta zaletę, że w razie awarii czujki lub przewodów nastąpi automatyczne uruchomienie centrali. Czujka podłączona jest przez 3 przewody:

• Zasilanie : 12 VDC
• Masa: GND
• Komunikacja 12 VDC z zasilania

Czujka jest wyposażona w diodę LED i brzęczyk piezo sygnalizujące wykrycie tlenku węgla. Dlatego nie umieszczałem już tych elementów w centrali. Czujka sygnalizuje zaczadzenie do czasu obniżenia się stężenia gazu poniżej progu zadziałania. Nie trzeba czujki „resetować” z stanu alarmu.
Przycisk służy do obsługi funkcji przewietrzania. Dzięki niemu niezależnie od czujki możemy wysunąć lub wsunąć siłownik i tym samym przewietrzyć pomieszczenie, jak również zamknąć go po wyzwoleniu czujki.
Ponieważ sterownik PLC zasilany jest z 24 VDC a czujka czadu z 12 VDC,to zastosowałem zwykły stabilizator LM7812 który z 24 VDC dał mi 12 V. Nie jest to eleganckie rozwiązanie, ale poniższy układ to tylko demonstrator a nie gotowy wyrób, dlatego pozwoliłem sobie na takie zastosowanie.
Podłączenie
Elementy zostały podłączone do sterownika następująco:

• 24 VDC :
  - 24 VDC z zasilacza
  - Przycisk przewietrzania
  - IN stabilizatora LM7812
  - Wejście COM4 sterownika PLC
• GND
  - GND z zasilacza
  - GND stabilizatora LM7812
  - GND czujki czadu
  - Wejście COM5 sterownika PLC
• I0 : czujnik czadu przewód komunikacja
• I1: Przewietrzanie otwieranie
• I2: Przewietrzanie zamykanie
• Q4: Wejście 1 siłownika
• Q5: Wejście 2 siłownika
• COM4: 24 V z zasilacza
• Q10: Wejście 2 siłownika
• Q11: Wejście 1 siłownika
• COM5: GND z zasilacza

Oprogramowanie
Oprogramowanie zostało napisane w dedykowanym środowisku WindLDR v7 w trybie FBD. Oto jego widok:

Wykorzystane bloki:

• I000, I001, I002 – wejścia cyfrowe
• B000 – bramka NOT
• B0001, B0002 – bramka OR
• B0003 – bramka XOR
• B0004, B0005 – bramka AND
• T000, T001 – Licznik 1 sek.
• Q4, Q5, Q10, Q11 – wyjścia przekaźnikowe

Blok wejścia jest dość oczywisty i nie będę go omawiał. Przy wejściu czujnika czadu jest negator. Jest on dlatego, że w stanie normalnym czujka na zacisku komunikacyjnym na 12 V zasilania, a po wykryciu zaczadzenia, napięcie na linii zmienia się na potencjał masy, czyli 0 V. Jest to tzw. odwrócona logika. Napięcie 12 VDC jest wystarczające by aktywować wejście. Bramka OR służy do zebrania sygnałów z kilku źródeł. Bloczek XOR oraz 2 bloczki AND służą temu, by nie było możliwości równoczesnego załączenia dwóch kierunków zadziałania siłownika, gdyż skutkowałoby to zwarciem zasilania. Bloczki wyjścia są wyjściami przekaźnikowymi, załączającymi napięcie podane do ich wejścia COM. Liczniki T000 i T001 są licznikami ustawionymi na czas 1 sekundy i mają za zadanie opóźnić załączenie siłownika o 1 sekundę. Służy to jako zabezpieczenie przed zbyt szybkim przełączeniem przez użytkownika np. z zamykania na otwieranie siłownika, oraz zabezpiecza przed drganiami styków przełącznika.
Działanie
Po wykryciu tlenku węgla przez czujkę, czujka zaczyna piszczeć oraz mrugać. Jednocześnie sterownik PLC załącza siłownik i zaczyna go wysuwać. Po wysunięciu do maksymalnego położenia siłownik sam rozłącza zasilanie. Ma wbudowane wewnątrz krańcówki. Czujka będzie w stanie alarmowania do czasu zmniejszenia się stężenia tlenku węgla poniżej progu zadziałania. Zaprzestanie alarmowanie nie spowoduje automatycznego zamknięcia się siłownika. Można to zrobić dopiero ręcznie poprzez przycisk przewietrzania. Przycisk ten służy do przewietrzenia pomieszczenia. Możemy sami otworzyć jak i zamknąć siłownik. Siłownik będzie się otwierał lub zamykał tak długo jak długo jest wciśnięty. Dzięki temu nie musimy np. otwierać siłownika do pozycji maksymalnej, ale do wybranej przez nas.
Na koniec filmik prezentujący działanie układu: