Controlere Simplificate LOGO

2.2 Controlere programabile simplificate LOGO ale companiei Siemens

2.2.1 Noţiuni generale şi componenţă

Aceste controlere reprezintă unele din cele mai efective şi universale

dispozitive microelectronice programabile de automatizare în limbajul FBD a

diferitor instalaţii şi mecanisme simplificate. Ele permit realizarea diferitor

scheme logice simple, alcătuite din funcţii logice tipice virtuale , extrase din

memoria constantă EEPROM şi conectate în memoria operativă RAM conform

acestor scheme prin conexiuni virtuale (ireale) . Efectuarea consecutivă a acestor

conexiuni reprezintă, de fapt, şi programarea acestor controlere, care poate fi

realizată fie în mod direct - cu ajutorul a 6 taste şi a unui display (indicator) de

cristale lichide cu 4 linii ale controlerului, fie cu ajutorul calculatorului personal şi

al unui program special LOGO Soft Comfort, elaborat de compania Siemens.

Controlerele LOGO au o construcţie modulară, fiind constituite dintr-un modul

de bază, la care pot fi cuplate, în caz de necesitate, până la 4 module adăugătoare

de extindere. Modulul de bază este prevăzut cu 2 intrări pentru tensiunea de

alimentare, cu 8 intrări de comandă, 2 dintre care pot fi analogice, şi 4 ieşiri de tip

releu sau tranzistor, 4 taste şi un indicator de vizualizare (fig. 2.16). Există, de

asemenea, şi o modificaţie a modulului de bază fără indicator şi fără taste de

programare directă. Pentru conectarea controlerului la calculator, deasupra tastelor

este prevăzută o priză specială, care se deschide în caz de necesitate.

Dintre modulele adăugătoare fac parte : modulul de multiplicare a intrărilor-

ieşirilor discrete LOGO DM(4x4), analogice LOGO AM (2x2) şi de comunicare

în reţea LOGO CM. Lăţimea modulelor de multiplicare este de 2 ori mai mică,

decât lăţimea modulului de bază. În caz de cuplare a numărului maxim de module

adăugătoare numărul de intrări creşte până la 24, iar numărul ieşirilor – până la 16,

(sumar 40 ). Tensiunea de alimentare a modulelor poate fi aleasă atât în curent

continuu, cât şi în curent alternativ : = 12 V, =/ 24 V, =/ 115/230 V.

Fig. 2.16 Modulul de bază LOGO 24 RC şi de comunicare în reţea LOGO CM

2.2 CONTROLERE PROGRAMABILE SIMPLIFICATE LOGO 89

În memoria constantă a versiunii a 3 sunt înscrise 8 funcţii tipice simple în

reprezentare simbolică dublă - blocuri logice şi prin conectarea serie-paralel a

contactelor normal deschise sau închise a releelor, - grupate în meniul funcţiilor

principale (Basic Function – BF ) (fig. 2.17) şi 22 de funcţii tipice secvenţiale,

grupate în meniul funcţiilor speciale (Special Function – SF ) (fig. 2.19).

Meniul funcţiilor principale (BF) include următoarele 8 elemente logice :

1) ŞI (AND),echivalent cu 3 contacte normal-deschise, conectate în serie;

2) SAU (OR), echivalent cu 3 contacte normal-deschise, conectate paralel;

3) NU (NOT), echivalent cu un contact normal-închis (inversat);

4) ŞI-NU (NAND), echivalent cu 3 contacte normal-închise, conectate paralel;

5) SAU-NU (NOR), echivalent cu 3 contacte normal-închise, conectate în serie;

6) SAU-EXCLUSIV (XOR), echivalent cu 2 contacte comutatoare înseriate,

care permit comanda unui motor sau aprinderea unui bec din 2 locuri diferite

şi exclud comanda concomitentă a lor din ambele locuri ;

7) ŞI (AND) cu 3 intrări dinamice şi acţionare la fronturi pozitive ale

impulsurilor cu condiţia, ca în ciclul precedent cel puţin o intrare a fost nulă;

8) ŞI-NU (NAND) cu 3 intrări dinamice şi acţionare la fronturi negative .

Fig. 2.17. 8 funcţii tipice de bază în reprezentare simbolică logică dublă

Fiecare element logic se reprezentă printr-un dreptunghi cu intrările sale

principale 1,2,3,4 şi ieşirea Qi, iar în interior este indicat simbol lui specific. În

caz dacă vre-o intrare nu este utilizată, ea se marchează cu indicele x. Principiul de

funcţionare al acestor elemente rezultă din schema echivalentă cu contacte,

alăturată lângă fiecare element.

În momentul alegerii din memorie a unui bloc, controlerul în numerotează în

mod automat BN= 01-56, începând cu B01, pentru a face conexiunile necesare


dintre blocuri. Pe display poate fi indicat numai un singur element, de aceea toate

intrările şi ieşirea lui sunt specificate, ca de exemplu 1 element din SF (fig. 2.18).

Fig. 2.18. Reprezentarea taimerului cu temporizare programabilă la conectare

Meniul funcţiilor speciale (SF) include următoarele 22 de elemente :

1) Releu de timp (taimer) cu temporizare programabilă la conectare ;

2) Releu de timp (taimer) cu temporizare programabilă la deconectare;

3) Bistabil de tip T cu basculare la fiecare impuls de tact de la intrarea Trg. ;

4) Taimer programabil săptămânal cu 3 programe separate ;

5) Bistabil asincron RS, echivalent cu un releu acţionat de un buton, şuntat de

contactul normal-deschis al releului pentru autoalimentare;

6) Generator comandat de tact cu durată programabilă a impulsurilor ;

7) Releu de timp cu temporizare programabilă la conectare şi memorizare a

semnalului de acţionare Trg, ca la bistabilul RS;

8) Contor al timpului de funcţionare cu o intrare de referinţă şi alta reală;

9) Formator programabil de durată a impulsurilor ;

10) Numărător reversibil de impulsuri ;

11) Detector (comparator) de 2 frecvenţe, care acţionează când numărul real de

impulsuri coincide cu cel prescris, durata de numărare fiind programabilă ;

12) Generator de impulsuri PWM, durata impulsurilor căruia, precum şi durata

pauzei dintre ele, se programează ;

13) Taimer programabil anual ;

14) Indicator de mesaj ;

15) Releu de timp cu temporizare programabilă la conectare şi la deconectare ;

16) Generator de impulsuri cu durată programabilă a impulsurilor şi pauzelor,

însă momentul de basculare este aleatoriu în decursul duratelor programate ;

17) Releu multifuncţional de timp, care generează la ieşire de 1 la 9 impulsuri

cu temporizare programabilă, precum şi cu durată programabilă a lor ;

18) Bistabil analogic, care măsoară semnalul analogic Ax de la intrare, îl

amplifică cu un coeficient programabil A = 0,00-10,00 şi îl însumează cu o


valoare B = 10,00 V, apoi conectează sau deconectează ieşirea Q în funcţie,

dacă rezultatul obţinut real este mai mare sau mai mic decât valorile

prescrise de conectare On şi de deconectare Off, care, de asemenea, se

programează (On = Off = 20,00 V); Acest modul se recomandă pentru

acordarea semnalelor de ieşire ale traductoarelor analogice ;

19) Comparator analogic, care măsoară deja 2 semnale analogice Ax şi Ay, le

amplifică cu un coeficient A şi le însumează cu un semnal B, ca şi în cazul

bistabilului analogic, apoi calculează diferenţa a acestor două semnale

rezultante, pe care o compară cu aceleaşi valori programabile de prescriere

On şi Off, conectând sau deconectând ieşirea Q în funcţie de rezultatul

acestor comparări ; Evident, că acest modul este elaborat pentru realizarea

regulatoarelor proporţionale ale sistemelor de reglare automată ;

20) Taimer pentru iluminarea scărilor, care printr-un impuls scurt Trg aprinde

lumina pe scări (Q = 1) şi începe temporizarea programabilă, după expirarea

căreea lumina se deconectează în mod automat (Q = 0), iar înainte de aceasta

(la jumătate de interval) se emite un semnal scurt de avertizare ;

21) Întrerupător multifuncţional, care îmbină funcţia bistabilului T (trecere ieşirii

Q în stare opusă la fiecare impuls scurt Trg), funcţia taimerului precedent cu

temporizare TH şi funcţia de iluminare constantă Q=1=const în cazul activării

intrării Trg un interval de timp TL, care se anulează la apariţia semnalului

următor Trg de durată scurtă ;

22) Tastă comandată de semnalul En, care poate funcţiona şi în calitate de

întrerupător, repetând la ieşirea Q semnalul de intrare Switch .

Notarea convenţională a dreptunghiului acestor elemente este asemănătoare,

specifice fiind doar intrările şi simbolurile interioare. Diagramele de funcţionare

ale acestor elemente sunt indicate în figura 2.19, care au următoarea semnificaţie:

- Trg reprezintă semnalul de sincronizare de la intrare (Triggher) ;

- En este utilizat ca semnal de permitere a funcţionării modului (Enable) ;

- Par reprezintă intrarea de parametrizare, On - conectare, Off - deconectare;

- T – intervalul de timp sau temporizare al taimerelor;

- S, R – setare şi resetare – instalarea ieşirii în starea Q=1 şi respectivQ=0 :

- Ral – resetarea tuturor ieşirilor în stare dezactivată ;

- Cnt – intrarea de numărare a impulsurilor numărătorului (Caunter) ;

- Dir – direcţie de numărare a numărătorului (crescătoare – descrescătoare);

- D (day) = M T W T F S zilele săptămânii pentru taimerul săptămânal;

- MM-DD – luna şi data pentru taimerul anual;

- Ta – timpul curent;

- MI –intervalul prescris de timp al contorului timpului de funcţionare;

- MN –intervalul de timp rămas până la atingerea timpului prescris;

- Ax, Ay , AQ– intrări şi ieşiri analogice;

Versiunea a 5 a controlerelor LOGO este completată cu încă 2 module de ieşiri

analogice AM2 şi de comunicare în reţele CM EIB/KNX, precum şi 3 funcţii :

regulator PI, rampă analogică şi multiplexor analogic MUX a unuia din 4 semnale.

Modulului AM2 permite controlul temperaturii cu termorezistenţe Pt100 sau al

presiunii cu traductoare standardizate 4-20mA sau 0-10V.


Fig. 2.19. Diagrame temporale de funcţionare a 22 de funcţii logice speciale


2.2.2 Principii de programare directă

Unul din regimurile principale ale controlerelor LOGO este regimul de

programare, care presupune alegerea elementelor necesare din memoria constantă

şi efectuarea comutaţiilor (conexiunilor) necesare între aceste elemente conform

schemei electrice de principiu, elaborate în prealabil. Acest regim este situat primul

în meniul principal Program... şi în submeniul de programare directă „Edit.Prg .,

la care se trece prin tasta OK, iar prin tasta ESC se revine înapoi (fig. 2.20).

Fig. 2.20. Meniurile şi regimurile principale ale controlerelor LOGO

Primul pas al programării apare după intrarea în meniul de programare Edit.

Prg cu ajutorul tastei OK (dacă nu este introdusă parola). În acest caz cursorul se

transformă într-o linie scurtă, amplasată sub ieşirea Q1 (fig. 2.21, a). În acest pas

se poate alege prin tastele de derulare a valorilor ▼ sau ▲ una din ieşirile reale

Qi din numărul total Q1-Q16 sau virtuale MJ din numărul total M1-M8, la care se

va conecta ieşirea elementul ales odată cu apăsarea tastei OK. În unele cazuri,

când se efectuează o conexiune consecutivă a unor elemente interioare, fără a

scoate ieşirile lor la ieşirile reale ale controlerului Qi sau la cele virtuale Mi, nu se

apasă în acest pas tasta OK, ci se trece la următorul pas, apăsând tasta ◄,

În următorul pas cursorul indicatorului trece în poziţia intrărilor,

transformându-se într-un dreptunghi mic cu o săgeată în interior, care licăreşte,

lângă care apare submeniul de efectuare a conexiunilor necesare Co (Conections).

(fig. 2.21, b). Acest submeniu însă este primul din cele 3 sau 4 submeniuri, care

pot fi alese cu ajutorul tastelor de derulare ▼ sau ▲ – Co, BF,SF şi BN. Dacă în

acest pas tipul elementului (funcţiei) n-a fost ales încă, nu se apasă OK în


submeniul Co, ci în submeniul BF sau în SF, trecându-se astfel la alegerea funcţiei

necesare.

În următorul pas pe display apare primul element din cele 8 de bază (fig. 2.21,

c), sau primul din cele 22 de elemente speciale. Prin aceleaşi taste de derulare a

valorii se ajunge până la elementul dorit, care se alege prin tasta OK , de

exemplu elementul SAU (fig. 2.21, d). În rezultat LOGO aduce cursorul de lucru

din nou în submeniul de conexiuni Co pentru a conecta intrările elementului ales.

De data aceasta deja se apasă tasta OK în meniul Co, intrând în pasul următor.

Însă în meniul de conexiuni primul pe listă este semnul x (fig. 2.21, e), care poate

fi ales doar în cazul, dacă intrarea respectivă nu este necesară. Presupunem, că ea

este totuşi necesară şi trebuie scoasă la intrarea reală I1. Aceasta se alege prin

aceleaşi taste – mai întâi de derulare ▼▲, apoi tasta OK (fig. 2.21, f).

După alegerea primei intrări a elementului ales (SAU) LOGO deplasează

automat cursorul în poziţia intrării următoare (a doua) (fig. 2.21, g) Aceasta se

alege în mod analogic, intrând prin tasta OK în submeniul de conexiuni Co,

derulând cursorul până la I2 şi apăsând din nou OK (fig. 2,21, h). Dacă celelalte

intrări nu sunt necesare, ele se anulează în mod analogic prin poziţia x a

submeniului Co (fig. 2.21, i) În final LOGO se reîntoarce în mod automat în

poziţia iniţială pentru a alege următorul element (fig. 2.21, j) .

a) b) c) d)

e) f) g) h)

i) j)

Fig. 2.21. Paşii consecutivi de alegere şi programare a unui element logic SAU

La asamblarea schemei de automatizare prin conectarea corespunzătoare a

elementelor necesare mai trebuie de avut în vedere următoarele recomandări :


a) dacă cursorul indicatorului este identificat cu o linie scurtă în dreptul

intrărilor sau sub ieşirea Qi, atunci pot fi folosite tastele de deplasare a

cursorului : în stânga ◄ sau în dreapta ►, înainte ▲ sau înapoi ▼ ;

b) dacă cursorul este identificat cu o săgeată verticală, care apare periodic

într-un dreptunghi haşurat, atunci această poziţie este pregătită pentru

alegerea blocului necesar sau a conexiunilor de intrare prin tasta OK ;

c) o ieşire poate fi conectată la mai multe intrări, însă mai multe ieşiri nu

trebuie să fie conectate la o singură intrare;

d) conexiunile de reacţie de la ieşirile elementelor viitoare nu sunt

admise, deoarece aceasta ar însemna conectarea unei intrări la o ieşire

următoare, pe care LOGO încă n-o cunoaşte (în astfel de cazuri trebuie

folosite ieşirile virtuale M1-M8, numite şi marcatoare).

După terminarea tuturor conexiunilor, pornirea programului se efectuează prin

revenirea cu ajutorul tastei ESC în meniul principal şi prin selectarea regimului

Start. În acest regim de funcţionare vizualizarea intrărilor şi ieşirilor reale poate fi

efectuată prin tasta de derulare ►. În caz de necesitate poate fi modificată

parametrizarea unor elemente, intrând prin tasta ESC în regimul de parametrizare

(fig. 2.20) şi selectând meniul Set. Param, fără a opri funcţionarea programului.

Editarea şi corectarea programului, inclusiv introducerea sau ştergerea unui

element adăugător poate fi făcută trecând în regimul de programare şi în meniul

Edit. Prog. Dacă, de exemplu, în figura 2.21, i este necesar de a introduce un

bloc adăugător de temporizare la deconectare între blocul B1 şi blocul de ieşire Q1,

prin tasta ◄ se aduce cursorul sub blocul B1 (fig. 2.22,a). Apoi se apasă tasta OK,

după care apare meniul de modificare a numărului blocurilor BN (fig. 2.22, b).

Mai departe se derulează până la meniul funcţiilor speciale SF (fig. 2.22, c), se

apasă OK şi se alege taimerul la deconectare (fig. 2.22, d). Însă înainte de a

confirma acest taimer se aduce cursorul sub intrarea Trg, se apasă Ok şi în meniul

BN se înlocuieşte Trg cu blocul B1 (fig. 2.22, e). Ca urmare, blocul B1 se

conectează în mod automat la intrarea blocului de temporizare introdus ,

obţinându-se schema finală, arătată în figura 2.22, f.

a) b) c) d)

e)

Fig. 2.22. Fazele principale de introducere a unui taimer adăugător


2.2.3 Principii de programare la calculator în programul LOGO Soft Confort

Programarea la calculator a controlerelor LOGO cu ajutorul programului

LOGO Soft Comfort este mult mai simplă şi mai confortabilă decât programarea

directă, deoarece în acest caz pe monitor pot fi amplasate toate elementele din

catalog, precum şi toate elementele schemei de automatizare, alese din acest

catalog şi aranjate conform schemei reale. La început însă trebuie de creat un fişier

nou prin meniul File şi opţiunea New, selectând totodată limbajul dorit de

programare - FBD sau LAD. În figura 2.23 este arătată fereastra principală de

programare a programului LOGO Soft Confort V4.0 cu meniurile şi instrumentele

necesare, catalogul în formă de listă sau în simbolurile limbajului FBD, care apar

în partea de jos la selectarea grupelor funcţionale GF sau SF. Submeniul Co

deschide intrările I, ieşirile Q, flagurile (memoriile) virtuale M şi alte semnale.

Fig.2.23 Fereastra principală de programare a programului LOGOSoft Comfort V4

Pentru selectarea oricărui element din catalog trebuie mai întâi de intrat în

submeniul de selectare, identificat printr-o săgeată groasă. Apoi se evidenţiază

elementul dorit printr-un simplu clic, ceea ce este echivalent cu apucarea lui, iar

amplasarea lui pe masa de lucru se face, de asemenea, printr-un clic obişnuit.

Deplasarea unui element ales pe masa de lucru poate fi făcută printr-o evidenţiere

prealabilă a lui, cânt apar la colţuri 4 dreptunghiuri roşii mici (fig. 2.23), şi printr-o

tragere simplă a lui în locul dorit cu butonul stâng apăsat. Dacă elementul

evidenţiat trebuie şters, se apasă , ca de obicei, tasta Delete.


Conexiunile dintre elementele selectate se efectuează după selectarea lor -

consecutiv şi vizibil cu ajutorului cursorului maosului conform schemei reale de

automatizare, utilizând cel de-al doilea submeniu, identificat cu două săgeţi în

formă de zig-zag. După aceasta fiecare element funcţional complex trebuie

parametrizat, efectuând un dublu clic pe el şi selectând opţiunile dorite din

fereastra, care apare în rezultat. În final schema se testează, selectând penultimul

meniu de simulare, când apar jos intrările şi ieşirile virtuale pentru vizualizare.

2.2.4 Aplicaţii practice în automatizări simple

2.2.4.1 Automatizarea iluminatului scărilor clădirilor cu multe etaje

Schemele de iluminare a scărilor clădirilor cu multe etaje sunt prevăzute, de

obicei, cu o comandă manuală sau / şi automatizată cu fotoreleu, care seara aprinde

automat toate lămpile, iar dimineaţa le stinge. Funcţionarea continuă a lor, în

timpul când oamenii dorm, nu este eficientă din cauza consumului neraţional de

energie electrică. Optimizarea acestui consum de energie poate fi obţinută,

evident, prin diferite variante de automatizare. Una din ele poate fi realizată prin

adăugarea la fotoreleu a unui taimer săptămânal, care poate să stingă lămpile în

timpul nopţii conform unui orar , de exemplu de la miezul nopţii până la ora 6

dimineaţa. Însă o astfel de variantă nu-i satisface pe acei oameni, care activează în

timpul nopţii.

Controlerul LOGO include mai multe soluţii de rezolvare a acestei probleme.

Una din cele mai simple poate fi propusă, dacă în timpul construcţiei clădirii la

fiecare etaj şi la intrarea principală a fost prevăzut câte un buton de comandă

manuală, care activează o singură intrare Trg a bistabilului T (импульсное реле)

(fig. 2.24, a). În acest caz fiecare apăsare de la orice etaj transferă regimul de

funcţionare al lămpilor de iluminat în stare opusă: dacă sunt stinse, evident se

aprind şi invers (fig. 2.24, b). Dezavantajul acestei soluţii constă în faptul, că

oamenii deseori uită să stingă lămpile.

a)

b) c)

Fig. 2.24. Variantă de comandă manuală a iluminatului scărilor cu bistabil T


Înlăturarea acestui dezavantaj poate fi obţinută prin utilizarea taimerului

simplu de scări ( Лестничный автомат – fig. 2.25, a), inclus în nomenclatura

funcţiilor speciale SF LOGO. La apăsarea oricărui buton din figura 2.23,c taimerul

aprinde lumina pe scări, ţinând-o aprinsă numai un interval programabil de timp T

(fig. 2.25, b). Acest taimer este înzestrat însă cu o funcţie adăugătoare de

avertizare, care constă în deconectarea preliminară a luminii pe un interval scurt

TIL. Alegerea acestor intervale de timp se face în regimul de parametrizare a

taimerului.

Fig. 2.25. Notarea convenţională şi diagrama de funcţionare a taimerului simplu

de iluminare a scărilor LOGO

Această soluţie însă are şi ea un dezavantaj – nu permite o iluminare continuă ,

necesară şi ea în practică, de exemplu în timpul reparaţiilor sau curăţeniei. De

aceea compania Siemens a introdus în funcţiile speciale SF încă o variantă de

taimer multifuncţional, care îmbină funcţiile variantelor de mai sus (fig. 2.26, a). :

- la apăsări multiple ale butoanelor de etaj iluminatul trece în starea opusă, la fel

ca şi bistabilul T (импульсное реле)) ;

- la o singură apăsare lumina arde un interval dorit T de timp, fiind stinsă numai

pe un interval scurt TIL de avertizare prealabilă;

- la o apăsare îndelungată TL, lumina rămâne aprinsă continuu (fig. 2.26, b)

Fig. 2.26. Notarea convenţională şi diagrama de funcţionare a taimerului

multifuncţional LOGO de iluminare a scărilor

În timpul de faţă se foloseşte pe larg încă o variantă mai eficientă de

automatizare a iluminatului scărilor - cu traductoare ultasonore de mişcare, care

sunt mai ieftine. Aceste traductoare aprind automat lumina în cazul, când în zona

lor de control de 180º sau 360º cineva se mişcă, ţinând-o aprinsă un anumit interval

programabil de timp (până la 20 de minute). Astfel de traductoare însă trebuie

instalate câte unul la fiecare etaj, pentru a aprinde automat lumina nu numai la

intrarea în casă, ci şi la ieşirea din fiecare apartament. În acest caz consumul de

energie electrică este minim, însă la o clădire cu multe etaje numărul

traductoarelor de mişcare şi preţul lor creşte considerabil.


2.2.4.2 Automatizarea uşilor de intrare în clădiri publice

Un alt exemplu de utilizare a controlerelor LOGO poate servi schema simplă

de automatizare a uşilor de la intrarea unor magazine, bănci sau aeroporturi.

Această schemă trebuie să deschidă automat uşile la apropierea unei persoane, fie

din afară, fie din interiorul clădirii, iar după un interval scurt de timp trebuie

automat să le închidă , dacă în zona de control nu se găseşte nici o persoană.

Această zonă se controlează cu ajutorul a 2 traductoare ultrasonore B1 şi B2 – unul

din afara clădirii, iar celălalt din interiorul ei. Oprirea motorului de acţionare a

uşilor în starea complet deschisă sau închisă se efectuează cu ajutorul a 2

întrerupătoare de limitare a cursei S1 şi S2. În figura 2.27 este arătată schema

clasică de automatizare a uşilor cu contactorul de deschidere K1 şi închidere K2,

cu releul intermediar K3 de comandă a acestor contactoare şi releul de timp K4.

Fig. 2.27. Schema clasică de automatizare a uşilor cu relee

Principiul de funcţionare al acestei scheme este simplu. Când în zona de

control a traductoarelor de mişcare B1 sau B2 apare vre-o persoană, acţionează

releul intermediar K3, care printr-un contact normal–deschis dă comandă

contactorului K1 să deschidă uşile, iar prin alt contact se autoalimentează. La

deschiderea completă a uşilor motorul de acţionare se deconectează prin limitatorul

de cursă la deschidere S2. În momentul ieşirii persoanei din zona traductoarelor

B1 sau B2, contactele lor normal-închise alimentează releul de timp K4, care îşi

începe temporizarea prescrisă a sa. Când acesta din urmă expiră, contactul normal-

închis K4 deconectează releul intermediar K3, ceea ce aduce la acţionarea

contactorului de închidere a uşilor K2 şi la deconectarea releului de timp K4. În

momentul închiderii complete a uşilor limitatorul de cursă la închidere S1

deconectează contactorul K2 şi motorul de acţionare a uşilor. În acest moment

schema de comandă este trecută în stare de aşteptare, având toate releele şi

contactoarele deconectate.

Un astfel de principiu de funcţionare îl are şi schema cu elemente logice (sau

în limbaj FBD), reprezentată în figura 2.28, care conţine un releu de timp cu o

temporizare de 10s la deconectare, 1 element SAU (≥1), la intrările căruia sunt


aplicate semnalele traductoarelor de mişcare B1 şi B2 prin intermediul intrărilor

exterioare ale controlerului I1 şi I2; 3 elemente de inversare NU, 2 dintre care

asigură interblocarea ieşirilor Q1, Q2 sau a contactoarelor de comandă a motorului

MC1,MC2 (fig. 2.28, b); 2 elemente ŞI cu 3 intrări fiecare, care servesc ca

elemente intermediare ale ieşirilor Q1 şi Q2.

a) b)

Fig. 2.28. Schema de automatizare a

uşilor cu controler LOGO Siemens

În momentul apariţiei unei persoane în zona traductoarelor de mişcare,

elementul SAU prin semnalul 1 activează taimerul şi ieşirea Q1 de deschidere a

uşilor. Dezactivarea acestei ieşiri Q1 se efectuează, în acelaşi mod, ca şi în

cazurile precedente, prin semnalul 0 al limitatorului de cursă la deschidere. Când

zona de control a traductoarelor se eliberează, elementul SAU startează

temporizarea taimerului. După ce aceasta expiră, la ieşirea taimerului apare

semnalul 0, care blochează ieşirea Q1 şi activează printr-un element NU ieşirea de

închidere a uşilor Q2. Blocarea acestei ieşiri şi deconectarea motorului se

efectuează prin semnalul 0 al limitatorului corespunzător de cursă în momentul

închiderii complete a uşilor. Dacă în timpul de închidere a uşilor în zona de

control a traductoarelor apare cineva, are loc o activare a taimerului şi o inversare a

motorului de acţionare a lor.

Această schemă mai poate avea şi alte funcţii auxiliare, de exemplu de comandă

manuală a uşilor, sau de comandă automatizată după un anumit orar al zilei.

2.2.4.3 Pornirea reostatică automatizată a motoarelor de curent continuu

Pornirea reostatică automatizată a motoarelor de curent continuu, sau a

motoarelor asincrone cu rotorul bobinat, se realizează cu ajutorul controlerelor

programabile foarte simplu în funcţie de timp. În figura 2.29, a este reprezentată

schema de pornire reostatică în 3 trepte cu 3 rezistenţe suplimentare RS1, RS2 şi RS3

în circuitul indusului, şuntate în procesul se accelerare de 3 contactoare


electromagnetice KM3, KM5, KM7, iar în figura 2.29, b – schema de comandă

clasică a lor cu 3 relee de timp KT2, KT4, KT6 cu temporizare la conectare .

M

LM

1KM

3KM

5KM

7KM

AU1SR

2SR

3SR

STOP

START

3KM

5KM

7KM

1K

M

1KM

1KM

2KT

2KT 3KM

3KM

4KT

4KT

5KM

5KM

6KT

6KT

7KM

N0

2

1

02I 1I I

M

1

2

3

4

Fig. 2.29. Schema de pornire reostatică automatizată clasică în 3 trepte cu 3 relee

de timp

La apăsarea butonului ,,START’’, acţionează mai întâi contactorul de linie

KM1, care iniţiază temporizarea releului de timp KT2 şi începe accelerarea

motorului pe caracteristica reostatică 1 (fig. 2.29, c) cu un curent de pornire

admisibil

NADMSSS

Ap II

RRRU

II 5.22321

1

]După expirarea temporizării releului de timp KT2 şi micşorarea curentului

până la valoarea 2II , acţionează contactorul KM3, care şuntează 1SR , transferă

motorul pe caracteristica reostatică 2 şi iniţiază temporizarea releului KT4.

Accelerarea motorului pe caracteristicile reostatice 2 şi 3 până la caracteristica

naturală 4 decurge în mod analogic.

Schema de realizare a acestui algoritm cu elemente logice tipice ale

controlerelor programabile LOGO este arătată în figura 2.30. Releele de ieşire Q1-

Q4 ale acestor controlere asigură comanda directă a contactoarelor de putere KM1-

KM4. Releele de timp Kt2, KT4, KT6, realizate de elementele B004, B005, B006,

la fel ca şi în schema clasică, au o temporizare la conectare . Deoarece aceste relee

trebuie să asigure o comandă consecutivă a temporizărilor, ele pot fi unite în serie,

când releul următor începe temporizarea în momentul expirării intervalului de

temporizare al releului precedent. Comanda contactorului de linie KM1 se

efectuează cu ajutorul butoanelor START şi STOP cu contacte normal deschise,

aplicate la intrările I4-I5, şi a bistabilului SR cu logică pozitivă ON şi cu număr de

ordine a blocului B003. Contactele normal închise ale contactoarelor de accelerare

KM3, KM5, KM7, aplicate la intrările I1-I3 şi însumate de elementul SAU-NU

B001, sunt destinate pentru protecţia şi blocarea schemei de comandă în cazul

sudării posibile a contactelor de putere ale contactoarelor în rezultatul unui curent

mare în faza precedentă de funcţionare.


Fig. 2.30. Schema de pornire reostatică automatizată în funcţie de timp cu

elemente logice tipice ale controlerelor programabile LOGO

2.2.4.4 Comanda automată a motoarelor pas cu pas cu 4 faze

Motoarele pas cu pas (MPP) reprezintă nişte motoare sincrone cu un număr

de faze statorice, de regulă, mai mare decât 3 şi cu funcţionare discretă. Statorul

conţine nişte poli, asemănători cu polii maşinilor de curent continuu. Rotorul lor

poate fi executat în diferite variante - cu magneţi permanenţi sau reactiv (masiv) cu

poli în forma unor dinţi. În ultimul caz MPP nu au nevoie de înfăşurare de pornire,

deoarece curenţii turbionari din miezul rotoric reactiv formează cuplul de pornire.

Pentru o rotaţie pas cu pas este necesară o deplasare discretă a câmpului

statoric, care se obţine printr-o alimentare consecutivă şi ciclică a fazelor statorice,

constituite fiecare din 2 secţii, amplasate pe poli opuşi – o secţie formează polul

nord, iar altă - polul sud. În figura 2.31, a este reprezentat un motor cu 4 faze

statorice cu secţii

duble: A1-A2, B1-B2,

C1-C2, D1 –D2 ,

conectate consecutiv.

Ele se conectează la

un comutator

electronic cu 4

tranzistoare şi diode

inverse (fig. 2.31, b).

a)

Fig. 2.31. Motor pas cu pas cu 4 faze (a) şi comutatorul lui electronic (b)

MPP pot avea mai multe principii de comandă secvenţială ciclică, dintre care

cel mai simplu este cel unitar – în fiecare moment este alimentată numai o singură

fază. În cazul unui motor cu 4 faze (m=4) principiul unitar condiţionează în

decursul unei rotaţii depline 8 tacte de comutaţie : 1-2-3-4-(-1)-(-2)-(-3)-(-4)-...


Valoarea unghiului de deplasare a rotorului la fiecare pas este egală cu ά= 360/2m

= 45º. Acest unghi poate fi micşorat de 2 ori în cazul, când alimentarea unitară

alternează cu cea dublă : 1-1,2-2-2,3-3-3,4-4-(4-1)-(-1)-(.-1-.2)–(-2)-(-2-3).(-3)-(-3-

4)-(-4)–(-4.1)-....Când sunt alimentate concomitent 2 faze, rotorul ocupă poziţia

intermediară dintre ele (2 poli), iar unghiul minim de deplasare

ά = 360/2mq= 360/2x4x2=22,5º, unde q=2 .

Pentru o micşorare şi mai esenţială a unghiului ά, rotorul se execută în forma

unor dinţi, unde fiecare pereche de dinţi alcătuieşte un pol. În acest caz

ά=360/mqz, unde z-numărul de dinţi din rotor.

În figura 2.32 este reprezentată o variantă logică de comandă unitară ciclică a

MPP cu 4 faze, realizată cu 4 bistabile SR şi 4 relee de timp cu temporizare la

conectare. Schema este comandată de 2 butoane – START şi STOP, aplicate la

intrările controlerului I1 şi I2. Fiecare fază este comandată , la rândul ei, de un

bistabil SR cu setare (conectare) exterioară şi autoresetare (deconectare) după un

interval de timp, egal cu durata necesară de alimentare a fazei respective şi

determinat de temporizarea dorită a releului de timp. Semnalul de deconectare

(resetare) a fazei precedente serveşte totodată ca semnal de conectare (setare)

pentru faza următoare. Deoarece acest semnal constituie pentru faza precedentă un

semnal de reacţie, el este memorizat de un releu intermediar virtual M1-M4.

Funcţionarea consecutivă şi ciclică 1-2-3-4-1-2-3-4-... se obţine la o conectare a

elementelor tuturor fazelor în inel – semnalul de deconectare a ultimei faze (a 4-a)

M4 asigură restartarea primei faze printr-un element logic de însumare B001 cu

semnalul exterior de pornire de la intrarea I1. Deconectarea MPP se efectuează

prin butonul STOP şi elementele B002-B005, care resetează toate bistabilele.

Fig. 2.32. Schema de comandă secvenţială ciclică a MPP cu 4 taimere şi 4 trighere


O altă variantă de comandă logică ciclică a MPP cu 4 faze, bazată pe un alt

algoritm, este reprezentată în figura 2.33. Partea de comandă a acestei scheme

conţine un generator de impulsuri de o frecvenţă programabilă, un distribuitor

(divizor) a acestor impulsuri la 4, constituit dintr-un numărător digital şi un

decodificator, iar partea de forţă reprezintă un comutator cu tranzistoare (fig. 2.33,

a). Pornirea şi oprirea motorului (generatorului B007) se efectuează cu ajutorul

bistabilului SR B008, comandat prin butoanele START şi STOP, aplicate la

intrările I1şi I2 (fig. 2.33, b). Numărătorul (divizorul) de impulsuri este alcătuit

din 2 bistabile cu intrare de numărare (de tip T) B010-B011, conectate în serie, de

aceea divizarea totală este la 4, deoarece fiecare bistabil divizează frecvenţa

generatorului la 2. Instalarea divizorului în starea iniţială 00 se efectuează cu

ajutorul formatorului de impulsuri scurte B009. Deoarece bistabilele B010, B011

n-au ieşiri inverse, ieşirile lor directe se inversează cu ajutorul elementelor de

inversare B001-B002. Decodificatorul , realizat prin elementele ŞI B003-B006,

asigură o distribuire consecutivă şi ciclică a impulsurilor divizate către

tranzistoarele comutatorului fiecărei faze a motorului. Principiul de distribuire a

impulsurilor se bazează pe selectarea acelor ieşiri directe sau inverse ale

divizorului, care au un semnal unitar în tactul respectiv.

a)

Fig. 2.33. Schema de comandă logică ciclică unitară a MPP cu generator şi

distribuitor de impulsuri

Generator

de

impulsuri

Numără-

tor digital

de

impulsuri

până la 4

Decodifi-

cator de

impulsuri

Comuta-

tor cu

tranzis-

toare

Controlere Simplificate LOGO

Documents

Transcript of Controlere Simplificate LOGO