Расширение системы ввода-вывода
Лабораторная работа №1
Изучение универсальных логических модулей LOGO!
Цель: изучить оборудование систем автоматизации семейства LOGO!.
1 Описание универсальных логических модулей LOGO!
LOGO! – семейство микроконтроллеровпроизводства фирмы SIMENS, служащих для решения малых задач управления и автоматизации, построения простейших устройств автоматики с логической обработкой информации. Алгоритм функционирования модулей задается программой, составленной из набора встроенных функций.
Области применения
- управление наружным и внутренним освещением, освещением витрин;
- управление технологическим оборудованием (насосами, вентиляторами, компрессорами, прессами);
- системы отопления и вентиляции;
- системы управления дорожным движением;
- конвейерные системы;
- управление подъемниками и т.д.
Описание модульного ряда
Серия продуктов LOGO! объединяет в своем составе логические модули LOGO!Basic и LOGO!Pure, модули ввода-вывода дискретных сигналов DM8 (4 входа, 4 выхода) и DM16 (8 входов, 8 выходов), модули ввода аналоговых сигналов AM2 (2 входа) и аналогового вывода AM2 AQ (2 выхода), коммуникационные модули, модули бесшумной коммутации трехфазных цепей переменного тока LOGO!Contact, блоки питания LOGO!Power, аксессуары, а также программное обеспечение LOGO!Soft Comfort.
1 – Разъем для кабеля LOGO! TD
2 – ЖК-дисплей
3 – Входы
4 – Гнездо для карты памяти / подключения ПК
|
|
|
5 – Интерфейс расширения
6 – Выходы
Рисунок 1 - Внешний вид LOGO! Basic
Логические модули LOGO!Basic и LOGO!Pure
Логические модули LOGO! Basic характеризуются следующими показателями:
· 8 дискретных входов, 4 дискретных выхода.
· 30 встроенных функций, сгруппированных в библиотеки логических (GF) и специальных (SF) функций.
· 27 дискретных флагов (М1 – М27), 8 аналоговых флагов (АМ1 – АМ8)
· Встроенный календарь и часы реального времени (кроме LOGO! 24).
· Встроенный жидкокристаллический дисплей и клавиатура.
· Интерфейс для установки модуля памяти или подключения кабеля ПК для программирования с компьютера.
· Дополняемы до 24 дискретных входов (I1 – I24), до 8 аналоговых входов (AI1 – AI8), до 16 дискретных выходов (Q1 – Q16), до 2 аналоговых выходов (AQ1 – AQ2).
Логические модули LOGO!Pure являются функциональными аналогами модулей LOGO!Basic, в которых отсутствуют дисплей и клавиатура. Программирование таких модулей производится либо с компьютера, оснащенного пакетом LOGO!Soft Comfort, либо установкой заранее запрограммированного модуля памяти.
Все входы модулей могут использоваться для ввода дискретных сигналов. Напряжение питания входных цепей соответствует напряжению питания модуля. В некоторых моделях 2 из 8 входов имеют универсальное назначение. Они могут использоваться для ввода дискретных сигналов или аналоговых сигналов 0…10В.
|
|
|
Различные модели модулей оснащены транзисторными или релейными выходами. Транзисторные выходы способны коммутировать токи до 0.3А в цепях напряжением =24В и оснащены электронной защитой от короткого замыкания. Релейные выходы способны коммутировать токи до 10А (активная нагрузка) или до 3А (индуктивная нагрузка) в цепях напряжением =12/24В, ~24В или ~/= 115/240В.
Маркировка модулей содержит в своем составе логотип LOGO!, за которым следуют буквенно-цифровые обозначения, характеризующие конструктивные особенности данной модели:
· 12/24, 24, 230: напряжение питания модуля.
· R: релейные выходы.
· C: часы реального времени и календарь.
· o: модели LOGO!Pure без дисплея и клавиатуры.
Модули LOGO! Basic имеют 4, модули LOGO! Pure - 3 модификации:
· LOGO! Basic: LOGO! 12/24RC; LOGO! 24; LOGO! 24RC и LOGO! 230RC.
· LOGO! Pure: LOGO! 12/24RCo; LOGO! 24RCo и LOGO! 230RCo.
Таблица 1 - Версии модулей LOGO!
| Обозначение | Напряжение питания | Входы | Выходы | Характеристики |
| LOGO! 12/24 RC | 12/24 V DC | 8 цифровых | 4 релейных (10 А) | |
| LOGO! 24 | 24 V DC | 8 цифровых | 4 бесконтактных 24 В/0,3 А | без часов |
| LOGO! 24RC | 24 V AC/ 24 V DC | 8 цифровых | 4 релейных (10 А) | |
| LOGO! 230RC | 115-240 V AC или DC | 8 цифровых | 4 релейных (10 А) | |
| LOGO! 12/24RCo | 12/24 V DC | 8 цифровых | 4 релейных (10 А) | без дисплея без клавиатуры |
| LOGO! 24o | 24 V DC | 8 цифровых | 4 бесконтактных 24 В/0,3 А | без дисплея без клавиатуры без часов |
| LOGO! 24RCo | 24 V AC/ 24 V DC | 8 цифровых | 4 релейных (10 А) | без дисплея без клавиатуры |
| LOGO! 230RCo | 115-240 V AC или DC | 8 цифровых | 4 релейных (10 А) | без дисплея без клавиатуры |
Модуль LOGO! TD
|
|
|
Модуль LOGO! TD имеет дополнительный дисплей большего размера, чем дисплей модуля Basic. Он также снабжен четырьмя функциональными клавишами, которые могут быть запрограммированы в коммутационной программе как входы. Как и модуль LOGO! Basic, он снабжен четырьмя клавишами управления курсором, клавишей ESC и клавишей ОК, которые также могут быть запрограммированы в коммутационной программе и могут использоваться для перемещения по текстовому дисплею модуля LOGO! TD.
Рисунок 2 - Внешний вид модуля LOGO! TD
Расширение системы ввода-вывода
Для увеличения количества обслуживаемых входов-выходов и максимальной адаптации к требованиям решаемой задачи к каждому логическому модулю LOGO! могут подключаться модули расширения. Модуль LOGO! поддерживает до 24 цифровых входов, 8 аналоговых входов, 16 цифровых выходов и 2 аналоговых выходов.
|
|
|
Пример максимальной конфигурации модуля LOGO! с аналоговыми входами приведен на рисунке. Здесь используется 4 цифровых и 4 аналоговых модуля расширения.
Модули LOGO! допускают подключение следующих модулей расширения:
Таблица 2 – Модули расширения LOGO!
| Наименование | Источник питания | Входы | Выходы |
| DM 8 12/24R | 12/24 V DC | 4 цифровых | 4 релейных(5 А) |
| DM 8 24 | 24 V DC | 4 цифровых | 4 бесконтактных 24 V /0,3 А |
| DM 8 24R | 24 V AC или DC | 4 цифровых | 4 релейных(5 А) |
| DM 8 230R | 115-240 V AC или DC | 4 цифровых | 4 релейных (5 А) |
| DM 16 24 | 24 V DC | 8 цифровых | 8 бесконтактных 24 V /0,3 А |
| DM 16 24R | 24 V DC | 8 цифровых | 8 релейных (5 А) |
| DM 16 230R | 115-240 V AC или DC | 8 цифровых | 8 релейных (5 А) |
| AM 2 | 12/24 V DC | 2 аналоговых 0...10 V или 0...20мА | Нет |
| AM 2 PT100 | 12/24 V DC | 2 PТ100 -50 °С … +200 °С | Нет |
| AM 2 AQ | 24 V DC | Нет | 2 аналоговых 0...10 V DC 0/4...20 мА |
Рисунок 3 - Пример максимальной конфигурациисистемы ввода-вывода
Конфигурация с различными классами напряжения.
Цифровые модули могут быть непосредственно подключены только к устройствам того же класса напряжения. Аналоговые и коммуникационные модули (СМ) можно подключать к устройствам любого класса напряжения. Аналоговые модули и модули СМ не должны подключаться справа от цифровых модулей типа DM 230R.
Таблица 3 - Подключение модуля расширения к модулю LOGO! Basic
Используемые коммуникационные модули
• Коммуникационный модуль (CM) LOGO! с интерфейсом AS.
Коммуникационный модуль имеет четыре виртуальных входа и выхода и служит интерфейсом между системой с интерфейсом AS и системой LOGO!. Этот модуль обеспечивает передачу четырех битов данных от модуля LOGO! Basic в систему с интерфейсом AS и в обратном направлении.
• Коммуникационный модуль EIB/KNX представляет собой модуль для подключения модулей LOGO! к шине EIB.
Коммутационные модули устанавливаются в крайнем правом положении по отношению к остальным модулям расширения.
Подключение входов модулей LOGO!
Подключение датчиков к модулям LOGO! 12/24 ....
Ко входам модулей можно подключать датчики, например кнопки без фиксации положения, переключатели, фотоэлектрические барьеры, переключатели, управляемые дневным светом и т.п.
Входы І1, І2, І7 и І8 версий модулей LOGO! 12/24RC/RCO и 24/24о могут использоваться как цифровые или как аналоговые входы. Режим работы входа определяется коммутационной программой модуля LOGO!. При использовании входов І1, І2, І7 и І8 в качестве аналоговых входов доступен только диапазон 0 - 10 В постоянного тока.
Рисунок 4 - Подключение к цифровым и аналоговым входам
Входы этих устройств не имеют гальванической развязки, и поэтому необходим общий опорный потенциал (земля).
Для модулей LOGO! 12/24RC/RCo и LOGO! 24/24o можно отводить аналоговые сигналы между напряжением питания и заземлением на массу (* = последовательное сопротивление для 24 В постоянного тока).
При использовании потенциометра и входного напряжения 10 В в качестве максимального значения при входном напряжении 24 В необходимо обеспечить падение напряжения 14 В на добавочном сопротивлении, чтобы при полном повороте потенциометра напряжение на входе составляло 10 В. Рекомендуется использовать следующие номиналы: потенциометр: 5 кОм, добавочное сопротивление: 6,6 кОм.
Подключение датчиков к модулям LOGO! 230 ....
Входы этих устройств разделены на 2 группы; в каждой группе имеется по 4 входа. Подключение разных фаз возможно только к разным группам (входы I1-I4 или I5 - I8), но не в одной группе.
Рисунок 5 - Подключение датчиков к модулям LOGO! 230 ....
Подключение датчиков к модулям LOGO! AM 2
Модуль расширения LOGO! AM2 обеспечивает дополнительные аналоговые входы.
Для передачи аналоговых сигналов следует всегда использовать витые экранированные кабели минимальной длины.
РЕ - Клемма РЕ для подключения земли и экрана аналогового измерительного кабеля
1 - Земля
2 - Экран кабеля
Рисунок 6 - Пример 4-проводного измерения силы тока и 2-проводного измерения напряжения.
Подключение 2-проводного датчика к модулю LOGO! AM 2
Подключение соединительных проводов 2-проводного датчика выполняется следующим образом.
1. Подключите выход датчика к клемме U (измерение напряжения 0 - 10 В) или к клемме I (измерение тока 0-20 мА) модуля AM 2.
2. Подключите положительный вывод датчика к напряжению питания 24 В (L+).
Подключите общий провод токового выхода М (с правой стороны датчика, как показано на иллюстрации выше) к соответствующему входу М (М1 или М2) модуля AM
Подключение датчиков к модулямLOGO! AM 2 РТ100
Модуль расширения LOGO! AM2 РТ100 обеспечивает дополнительные аналоговые входы РТ100.
К модулю можно подключить 2- или 3-проводной термометр сопротивления РТ100.
Для 2-проводногоподключения следует установить перемычку между клеммами М1+ и IC1 или М2+ и IC2. При таком типе подключения отсутствует компенсация погрешности, связанной с омическим сопротивлением измерительной линии. Сопротивление линии 1 Ом соответствует ошибке измерения +2,5 °С.
3-проводноеподключение позволяет исключить влияние длины кабеля (омического сопротивления) на результаты измерений.
2-проводная схема 3-проводная схема
Рисунок 7 - Подключение датчиков к модулямLOGO! AM 2 РТ100
Колебания аналоговых значений бывают вызваны неправильным монтажом экрана или отсутствием экрана соединительной линии от источника аналоговых сигналов к аналоговому модулю расширения LOGO! AM 2 или AM 2 РТ100 (провод датчика).
Во избежание колебаний аналоговых значений при использовании этих модулей расширения необходимо соблюдать следующие указания.
• Используются только экранированные провода для подключения датчиков.
• Используются провода от датчиков минимально возможной длины. Длина провода от датчика не должна превышать 10 метров.
• Экран провода от датчика подключается только с одной стороны и только к клемме РЕ модуля расширения AM 2, AM 2 РТ100 или АМ2 АО.
• Масса источника питания датчика подключается к клемме РЕ модуля расширения.
• Не используется модуль расширения LOGO! AM 2 РТ100 с незаземленным источником питания. Если этого нельзя избежать, отрицательный выход или выход массы источника питания подключается к экрану измерительной линии термометра сопротивления.
Подключение выходов модулей LOGO!
LOGO! ...R...
Модули LOGO! версии ...R... имеют релейные выходы. Потенциал контактов реле изолирован от источника питания и от входов. К выходам могут быть подключены различные нагрузки, например, лампы, люминесцентные лампы, электродвигатели, контакторы и т. п.
Рисунок 8 - Подключение нагрузки к модулям LOGO! ...R...
Модули LOGO! с бесконтактными выходами
Версии модулей LOGO! с бесконтактными выходами не содержат символа R в обозначении типа. Выходы имеют защиту от короткого замыкания и от перегрузки. Дополнительное питание нагрузки не требуется, так как питание нагрузки обеспечивается модулем LOGO!. Нагрузка, подключенная к модулю LOGO!, должна иметь следующие характеристики.
Максимальный коммутируемый ток составляет 0,3 А на выход.
Рисунок 9 - Подключение нагрузки к модулям LOGO!с бесконтактными выходами
LOGO! AM2 AQ
На рисунке 10 показан пример подключения нагрузки по току и по напряжению. Различие между двумя модулями АМ2 АО заключается в расположении выходных клемм и наличии функции выхода 0/4 ... 20 мА.
1- земля
2- Рейка DIN
Рисунок 10 - Пример подключения нагрузки к LOGO! AM2 AQ
Задание
1. Ознакомиться с имеющимся лабораторным оборудованием LOGO!. Описать особенности аппаратной комплектации и программной настройки и эксплуатации.
2. Согласно таблице вариантов выбрать комплекс технических средств и разработать схему подключений системы автоматизации на базе универсальных логических модулей LOGO!. Выбираемые компоненты системы автоматизации:
- Тип модуля LOGO!.
- Модули расширения.
- Устройства человеко-машинного интерфейса
- Устройства сопряжения с другим оборудованием
В отчете представить:
1. Цель работы.
2. Вариант задания.
3. Перечень аппаратных и программных компонентов системы автоматизации на базе универсальных логических модулей LOGO! с их описанием.
4. Комплектация и схема подключений всех устройств по п. 2 задания.
5. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Особенности построения универсальных логических модулей LOGO!
2. Какие типы устройств могут подключаться к системе ввода-вывода микроконтроллера LOGO!?
3. Как осуществляется подключение внешних устройств к микроконтроллеру LOGO!?
4. Назовите основные особенности и перечислите характеристики AS-interface.
Таблица вариантов
| № | Входы | Выходы | HMI | Коммуникации | ||
| Цифр | Аналог | Цифр | Аналог | |||
| 1 | 16 | 4 (0...10 V) | 10 релейных 230 V AC | 2 (0...10 V) | Встроен. | ASI |
| 2 | 24 | 8 (0...20мА) | 12 бесконтак. 24 V DC | 2 (0/4...20 мА) | TD | EIB |
| 3 | 20 | 2 (PТ100) | 16 релейных 24 V DC | 2 (0...10 V) | Встроен. | ASI |
| 4 | 22 | 4 (0...10 V) | 12 бесконтак. 12 V DC | 2 (0/4...20 мА) | TD | EIB |
| 5 | 18 | 8 (0...20мА) | 8 релейных 230 V AC | 2 (0...10 V) | Встроен. | ASI |
| 6 | 16 | 6 (PТ100) | 16 бесконтак. 24 V DC | 2 (0/4...20 мА) | TD | EIB |
| 7 | 20 | 5 (0...10 V) | 10 релейных 230 V AC | 2 (0...10 V) | Встроен. | ASI |
| 8 | 24 | 4 (0...20мА) | 16 бесконтак. 24 V DC | 2 (0/4...20 мА) | TD | EIB |
| 9 | 18 | 2 (PТ100) | 12 релейных 24 V AC | 2 (0...10 V) | Встроен. | ASI |
| 10 | 20 | 4 (0...10 V) | 8 бесконтак. 12 V DC | 2 (0/4...20 мА) | TD | EIB |
| 11 | 16 | 8 (0...20мА) | 16 релейных24 V DC | 2 (0...10 V) | Встроен. | ASI |
| 12 | 24 | 6 (PТ100) | 12 бесконтак. 12 V DC | 2 (0/4...20 мА) | TD | EIB |
| 13 | 20 | 4 (0...10 V) | 8 релейных 230 V AC | 2 (0...10 V) | Встроен. | ASI |
| 14 | 22 | 8 (0...20мА) | 14 бесконтак. 24 V DC | 2 (0/4...20 мА) | TD | EIB |
| 15 | 18 | 2 (PТ100) | 16 релейных 230 V AC | 2 (0...10 V) | Встроен. | ASI |
| 16 | 16 | 4 (0...10 V) | 10 бесконтак. 24 V DC | 2 (0/4...20 мА) | TD | EIB |
| 17 | 20 | 7 (0...20мА) | 8 релейных 24 V DC | 2 (0...10 V) | Встроен. | ASI |
| 18 | 24 | 6 (PТ100) | 10 бесконтак. 24 V DC | 2 (0/4...20 мА) | TD | EIB |
| 19 | 18 | 8 (0...10 V) | 16 релейных 230 V AC | 2 (0...10 V) | Встроен. | ASI |
| 20 | 20 | 4 (0...20мА) | 8 бесконтак. 24 V DC | 2 (0/4...20 мА) | TD | EIB |
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 544; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!