Három bemenetű zároló logika megvalósítása szivattyúvezérléshez a TIA Portalban

Az ipari automatizálásban a működési biztonság és a folyamat integritásának biztosítása elsődleges fontosságú. A gyári automatizálás egyik leggyakoribb követelménye egy  zárórendszer létrehozása. Ez megakadályozza, hogy több parancs egyszerre hajtódjon végre, ami egyébként mechanikai meghibásodáshoz vagy elektromos túlterheléshez vezethetne.

A Siemens  TIA Portal használatával a mérnökök robusztus szivattyúlogikát valósíthatnak meg, amely kombinálja a zárolást és a zárást. Ez az útmutató bemutatja, hogyan konfiguráljunk egy hárombemenetes rendszert, ahol egyszerre csak egy működési mód lehet aktív.

A fő rendszer készenléti logikájának kialakítása

Bármely megbízható vezérlőrendszer első lépése egy fő engedélyező bit definiálása. Az  1. hálózatban létrehozzuk a  SYSTEM_ON (M0.0) memóriabitet. Ez a bit a teljes folyamat „kapuőreként” működik. Egy  zároló (önfenntartó) áramkör segítségével a rendszer készenléti módban marad, miután a START gombot (I0.0) megnyomták.

Ezzel szemben a STOP gomb (I0.1) globális visszaállítóként szolgál. Ha a stop parancs aktiválódik, a  SYSTEM_ON bit alacsony szintre vált, azonnal letiltva az összes további hálózatot. Ez a hierarchikus felépítés biztosítja, hogy a szivattyú csak akkor működjön, ha a fő rendszer be van kapcsolva.

A zárt RUN-1 parancs programozása

2. hálózat az első működési módra összpontosít, amely a  LAMP_1 (Q0.1) kimenethez van rendelve. Ahhoz, hogy a szivattyú ezen az ágon aktiválódjon, a  SYSTEM_ON bitnek magasnak kell lennie, és a  RUN_1 (I0.2) gombot meg kell nyomni.

Az interlock megvalósításához a másik két gomb (RUN_2 és RUN_3)  normálisan zárt (NC) érintkezőit sorba kötjük. Ennek eredményeként, ha a kezelő megpróbálja megnyomni a  RUN_1 gombot, miközben a  RUN_2 már aktív, a logikai út megszakad. Ez a „kölcsönös kizárás” a biztonságos PLC programozás alapköve a DCS és helyi vezérlési környezetekben.

Redundancia és zárolás a RUN-2 és RUN-3 esetén

3. és 4. hálózat megismétli az interlock logikát a fennmaradó két bemenetre. Mindkét kimenet (LAMP_2 és LAMP_3) saját zároló érintkezőt használ, hogy a működés fennmaradjon a fizikai gomb elengedése után is.

Ezenkívül ezek a hálózatok keresztbe hivatkoznak egymásra. Például a  RUN_2 logikában a  RUN_1 és  RUN_3 fizikai bemenetek megszakítóként működnek. Ez a kialakítás biztosítja, hogy a rendszer „utolsó nyomás domináns” vagy „exkluzív prioritású” legyen, a konkrét bekötéstől függően. Ebben a TIA Portal példában az aktív állapotot egy másik bemenetnek vagy a fő STOP parancsnak kell törölnie.

Logika összesítése a végső szivattyúkimenethez

Az utolsó lépés, az  5. hálózat kezeli a tényleges hardverkimenetet a  SZIVATTYÚ (Q0.0) számára. A fizikai gombokat nem közvetlenül a szivattyúhoz kötjük, hanem a korábbi hálózatok belső memóriabitjeit vagy lámpakimeneteit használjuk.

A  LAMP_1,  LAMP_2 és  LAMP_3 párhuzamos (vagy (OR)) konfigurációba helyezésével a szivattyú akkor kapcsol be, ha bármelyik interlock áramkör teljesül. Ez az absztrakciós réteg védi a hardvert, mivel a logika megakadályozza, hogy a PLC ellentmondó jeleket küldjön a motorindítónak.

A szerző meglátása: a szoftveres zárolás értéke

Műszaki szempontból a hardveres zárolások (fizikai NC érintkezők használata kontaktorokon) gyakran előnyösebbek a biztonságkritikus E-Stop áramkörökben. Ugyanakkor a  szoftveres zárolás a TIA Portalon belül páratlan rugalmasságot kínál az üzemeltetési logikában. Lehetővé teszi a komplex „első kioldás” jelzést, ahol a rendszer pontosan azonosítani tudja, melyik gombot nyomták meg először. Ajánlom, hogy mindig építsünk be egy kis „debounce” időzítőt ezekbe a hálózatokba, hogy megakadályozzuk a villogást nagy elektromágneses interferencia (EMI) környezetben.

Gyakorlati alkalmazási példák

• Kémiai feldolgozás: Három különböző áramlási sebesség (alacsony, közepes, magas) használata, ahol egyszerre csak egy szivattyúsebesség választható.

• Víztisztítás: Három különböző beszívási forrás közötti váltás a szívó kavitation elkerülése érdekében.

• Szállítószalag rendszerek: Három különböző célútvonal kiválasztása egy válogató létesítményben.