Aktuální vydání

celé číslo

10

2019

Automatizace v chemii a petrochemii

Hladinoměry

celé číslo

Několik příkladů použití logického modulu Logo! v praxi

Několik příkladů použití logického modulu Logo! v praxi

Tento článek volně navazuje na článek [1], uveřejněný v časopise Automa v roce 2003. V jednotlivých příkladech popisuje také způsob zajištění bezpečnosti zařízení. Všechny popsané příklady byly realizovány a jejich uveřejnění je možné díky souhlasu firem, pro které byly navrženy.

Dopravníky v potravinářském podniku

V článku [1] byl jako první příklad uveden dopravník přepravek v podniku Kostelecké uzeniny. Podobným příkladem je využití logického modulu Logo! (Siemens) ve firmě Vimperská masna, a. s. Logo! zde řídí pohony dopravníků pro přepravu umytých přepravek od myčky k balení a následné expedici uzenin (obr. 1). Stejně jako v [1] je použit modul Logo! 24 a rozšiřující moduly DM8 24, v tomto případě ovšem s celkem dvaceti čtyřmi digitálními vstupy a šestnácti tranzistorovými výstupy. Přehledové schéma prostorového uspořádání celého zařízení je na obr. 2.

Obr. 1.

Obr. 1. Dopravník v podniku Vimperská masna

Pro napájení řídicích obvodů je použit spínaný napájecí zdroj Logo! Power 24 V/4 A. Jako vyhodnocovací jednotka pro přístroje nouzového zastavení byl zvolen bezpečnostní modul Preventa typu XPS-AL (Schneider Electric). Vnější zapojení obvodů nouzového zastavení splňuje požadavky kategorie 3 podle ČSN EN 954-1 a vyžaduje periodické provádění vnějšího testu (testuje se automaticky vždy při vypnutí a zapnutí rozváděče, minimálně jedenkrát za směnu). Po zapnutí hlavního vypínače QM7 je bezpečnostní modul vypnutý a vypnuté jsou také hlavní stykač KM9 a napájecí napětí 24 V DC pro Logo! 24 a rozšiřující moduly DM8 24. Klidové kontakty stykačů KM1 až KM9 jsou zapojeny ve startovacím obvodu bezpečnostního modulu a v případě svaření kontaktů některého ze stykačů znemožňuje rozpojený klidový kontakt nastartování bezpečnostního modulu. Musí být použity předepsané typy stykačů s nuceným vedením kontaktů. Po stisknutí bílého prosvětleného tlačítka SB1 nebo SB1.1 „provoz„ je automaticky zkontrolován bezpečnostní modul a příslušné stykače a poté sepne bezpečnostní modul a stykače KM7 a KM8. Přes výstupní kontakty stykačů KM7 a KM8, které jsou zapojeny do série, je sepnut hlavní stykač KM9 (současně se rozsvítí kontrolka HL1) a je přivedeno napájecí napětí 24 V DC na logický modul Logo! 24 a rozšiřující moduly DM 8. Podmínkou pro start bezpečnostního modulu je, že žádný z přístrojů pro nouzové zastavení (hřibovitá tlačítka SA1, SA2 a SA3) není aktivován. Hřibovité tlačítko SA1 je umístěno na rozváděči RML-1 a hřibovitá tlačítka SA2 a SA3 jsou umístěna v plastových skříních na vhodných místech linky. Z předchozího popisu je zřejmé, že vlastní logický modul Logo! nezajišťuje bezpečnostní funkce, ale pouze je monitoruje.

Obr. 2.

Obr. 2. Schéma dopravníků

Automatický režim lze spustit, je-li uzamykatelný přepínač SA4 „ručně/automat„ (vstup I8) v poloze „automat„. Nyní se čeká na stisk tlačítka SB3 nebo SB3.1 „zapnout„ (vstup I4). Po jeho stisku se rozsvítí kontrolky HL3 a HL3.1 „zapnuto„ (výstup Q9) a na 5 s jsou spuštěny houkačky HA1 a HA2 (výstup Q7). Po 10 s jsou spuštěny potřebné pohony. Automatický cyklus lze kdykoliv zastavit stiskem tlačítka SB2 nebo SB2.1 „vypnout„ (vstup I3). Tím jsou zhasnuty kontrolky HL3 a HL3.1 „zapnuto„ (výstup Q9) a softwarově vypnuty všechny silové výstupy. Čeká se na opětovný stisk tlačítka SB3 nebo SB3.1 „zapnout„ (vstup I4). Jestliže je během automatického procesu stisknuto tlačítko nouzového zastavení, je okamžitě vypnut bezpečnostní modul, který zajišťuje vypnutí hlavního stykače KM9 a současně přívod napájecího napětí 24 V DC na logický modul Logo! 24 a rozšiřující moduly DM8 24. Díky tomu jsou vypnuty všechny silové výstupy a rozsvítí se kontrolka HL2 „nouzové zastavení“. Opětovné uvedení do automatického režimu činnosti je možné až po vypnutí a zapnutí hlavního vypínače rozváděče QM7. Kontrolka HL2 „nouzové zastavení“ zhasne po stisknutí bílého prosvětleného tlačítka SB1 nebo SB1.1 „provoz„ a následném sepnutí bezpečnostního modulu a hlavního stykače KM9.

Pro zajištění bezpečnosti při mechanické údržbě zařízení jsou použity skříně místního ovládání s uzamykatelnými bezpečnostními silovými vypínači. Jestliže během automatického režimu dojde k vypnutí některého z místních vypínačů QM1, QM2, QM3, QM4, QM5 nebo QM6 (vstup I9), jsou okamžitě vypnuty všechny pohony. Současně je tento režim signalizován pravidelným opakováním rozsvícení a zhasnutí (interval 1 s) kontrolky HL5 „ruční režim„ (výstup Q11). Při vypnutí některého z místních vypínačů QM1, QM2, QM3, QM4, QM5 nebo QM6 se předpokládá, že probíhá servis na daném pohonu, a je proto možné při přepnutí uzamykatelného přepínače SA4 „ručně/automat„ (vstup I8) z polohy „automat„ do polohy „ručně“, které je signalizováno rozsvícením kontrolky HL5 „ruční režim„ (výstup Q11), využít tlačítka „zapnout místně“ M1, M2, M3, M4, M5 nebo M6 (SB4, SB5, SB6, SB7, SB8 a SB9, vstupy I10, I11, I12, I13 , I14 nebo I15) a zapnout si tak místně daný pohon. Vypnout ho lze vypnutím daného místního vypínače QM1, QM2, QM3, QM4, QM5 nebo QM6.

Obr. 3.

Obr. 3. Dopravník – pohled do rozváděče

Porucha je signalizována pravidelným opakováním rozsvícení a zhasnutí (interval 1 s) kontrolek HL4 a HL 4.1 „porucha„ (výstup Q10), chybí-li zpětné hlášení od pomocného kontaktu o sepnutí hlavního stykače KM9 (vstup I1), nejsou zapnuty spouštěče motorů QF1 až QF6 (vstup I2), chybí zpětné hlášení od pomocných kontaktů zapojených v sérii od stykačů KM7 a KM8 spínaných bezpečnostním modulem (vstup I22) nebo není zpětné hlášení od pomocných kontaktů stykačů o sepnutí pohonů KM1 až KM6 (vstup I16 až I21). Je nutné odstranit poruchu a potom opětovně vypnout a zapnout hlavní vypínač rozváděče QM7.

Je-li zaplněn zásobník (signalizace optickým snímačem BQL1, vstup I5) a následně jsou zaplněny dopravníky M5 a M6 (signalizace optickým snímačem BQL2, vstup I6), jsou dopravníky M5 a M6 (výstupy Q5 a Q6) vypnuty a opětovně jsou spuštěny při vyprázdnění zásobníku (signalizace optickým snímačem BQL1, vstup I5).

Je-li současně se zaplněním dopravníků M5 a M6 zaplněn též dopravník M4 (výstup Q4 – signalizace optickým snímačem BQL3, vstup I6), jsou vypnuty dopravníky M1, M2, M3 a M4 a je dán externí signál pro vypnutí myčky. Dopravníky a myčka jsou opětovně spuštěny při vyprázdnění zásobníku (signalizace optickým snímačem BQL1, vstup I5).

Tab. 1. Přiřazení vstupů a výstupů – dopravníky ve firmě Vimperská masna

Vstupy

I1

zpětné hlášení od pomocného kontaktu o sepnutí hlavního stykače po zapnutí bezpečnostního modulu – “H” – stykač sepnut, “L” – stykač rozepnut

I2

příprava zapnutí spouštěče motorů QF1, QF2, QF3, QF4, QF5 a QF6 – “H” – jističe v pořádku, “L” – jističe vypnuty

I3

tlačítko SB2, SB2.1 vypnout automatický režim – “H” – tlačítko nestisknuto, “L” – tlačítko stisknuto

I4

tlačítko SB3, SB3.1 zapnout automatický režim – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I5

informace od optického snímače BQL1 o přítomnosti přepravky – “H” – přepravka není detekována, “L” – přepravka je detekována

I6

informace od optického snímače BQL2 o přítomnosti přepravky – “H” – přepravka není detekována, “L” – přepravka je detekována

I7

informace od optického snímače BQL3 o přítomnosti přepravky – “H” – přepravka není detekována, “L” – přepravka je detekována

I8

přepínač SA4 “ručně/automat” – “H” – automatický režim, “L” – ruční režim

I9

zpětné hlášení od pomocných kontaktů zapojených v sérii hlavních vypínačů skříněk místního ovládání – “H” – silové vypínače sepnuty, “L” – silové vypínače rozepnuty

I10

tlačítko SB4 “zapnout místně stykač KM1” – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I11

tlačítko SB5 “zapnout místně stykač KM2” – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I12

tlačítko SB6 “zapnout místně stykač KM3” – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I13

tlačítko SB7 “zapnout místně stykač KM4” – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I14

tlačítko SB8 “zapnout místně stykač KM5” – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I15

tlačítko SB9 “zapnout místně stykač KM6” – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I16

zpětné hlášení od pomocného kontaktu stykače KM1 – “H” – stykač sepnut, “L” – stykač rozepnut

I17

zpětné hlášení od pomocného kontaktu stykače KM2 – “H” – stykač sepnut, “L” – stykač rozepnut

I18

zpětné hlášení od pomocného kontaktu stykače KM3 – “H” – stykač sepnut, “L” – stykač rozepnut

I19

zpětné hlášení od pomocného kontaktu stykače KM4 – “H” – stykač sepnut, “L” – stykač rozepnut

I20

zpětné hlášení od pomocného kontaktu stykače KM5 – “H” – stykač sepnut, “L” – stykač rozepnut

I21

zpětné hlášení od pomocného kontaktu stykače KM6 – “H” – stykač sepnut, “L” – stykač rozepnut

I22

zpětné hlášení od pomocných kontaktů zapojených v sérii stykačů KM7 a KM8 spínaných bezpečnostním modulem – “H” – stykače sepnuty, “L” – stykače rozepnuty

I12, I23

rezerva

Výstupy

Q1

stykač pohonu KM1 – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q2

stykač pohonu KM2 – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q3

stykač pohonu KM3 – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q4

stykač pohonu KM4 – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q5

stykač pohonu KM5 – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q6

stykač pohonu KM6 – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q7

výstup pro houkačky HA1 a HA2 – “H” – houkačka houká, “L” – houkačka nehouká

Q8

externí signál pro myčku – “H” – zapnout myčku, “L” – vypnout myčku

Q9

kontrolka HL3, HL3.1 “zapnuto” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q10

kontrolka HL4, HL4.1 “porucha” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q11

kontrolka HL5 “ruční režim” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q12 až Q16

rezerva

Přehledové schéma řídicího programu v Logo!, schéma zapojení rozváděče, tabulku vstupů a výstupů a program pro Logo! je možné si stáhnout z webové adresy http://automa.cz/download/logovm.zip. Přiřazení vstupů a výstupů logického modulu Logo! 24 a rozšiřujících modulů DM8 24 je také v tab. 1, pohled do rozváděče na obr. 3.

Zásobník sušenek

Druhým příkladem je projekt s názvem Zásobník, realizovaný ve firmě Opavia Opava, a. s. Zařízení (obr. 4) se postupně zaplňuje pláty sušenek v době, kdy nejsou v provozu všechny baličky.

Obr. 4.

Obr. 4. Zásobník sušenek ve společnosti Opavia Opava

Pro řízení a kontrolu pohonů je použit logický modul Logo! 24 a rozšiřující moduly DM8 24 s cel­kem dvaceti čtyřmi digitálními vstupy a šestnácti tranzistorovými výstupy. Bezpečnostní části řídicího systému jsou řešeny stejným způsobem jako v předchozím příkladu. Na rozdíl od něj je po stisknutí bílého prosvětleného tlačítka SB1 „provoz„ automaticky zkontrolován bezpečnostní modul a příslušné stykače, sepne bezpečnostní modul a jsou sepnuty stykače KM3 a KM4. Přes výstupní kontakty stykačů KM3 a KM4, které jsou zapojeny do série, je sepnut hlavní stykač KM5 (současně se rozsvítí kontrolka HL1), je přivedeno napájecí napětí 24 V DC na logický modul Logo! 24 a rozšiřující moduly DM8 24 a je navíc sepnut stykač KM6 pro napájení měniče frekvence NF7.

Při přepnutí uzamykatelného přepínače SA4 „ručně/automat„ (vstup I14) z polohy „automat„ do polohy „ručně“, které je signalizováno rozsvícením kontrolky HL5 „ruční režim„ (výstup Q11), lze využít tlačítka SB4 „zapnout místně“ M1 a M2 (vstup I15) a zapnout si tak místně dané pohony. Jejich vypnutí je možné stisknutím tlačítka SB5 „vypnout místně“ M1 a M2 (vstup I16). Při stisku tlačítka SB6 „zapnout místně frekvenční měnič pohonu M3 nahoru„ (vstup I17) je zásobník posunut o jeden krok (38 mm) nahoru. Při stisku tlačítka SB7 „zapnout místně frekvenční měnič pohonu M3 dolů“ (vstup I18) je zásobník posunut o jeden krok (38 mm) dolů.

Obr. 5.

Obr. 5. Zásobník sušenek – detail hradítka a optického snímače BQL3

Jestliže jsou zapnuty všechny tři baličky a je současně zapnut dopravník za řezačkou, pláty sušenek projíždějí plynule zásobníkem. Dojde-li k vypnutí jedné ze tří baliček, je každý třetí plát sušenek přesunut do zásobníku a po spuštění všech tří baliček jsou ve vhodné chvíli pláty sušenek postupně přesouvány zpět ze zásobníku až do jeho vyprázdnění, které je signalizováno indukčním snímačem SR2 (vstup I13). Obdobně jsou-li vypnuty dvě baličky, je každý první a druhý plát sušenek ze tří přesunut do zásobníku, a jsou-li vypnuty všechny tři baličky, jsou všechny pláty sušenek přesouvány do zásobníku až do jeho zaplnění, signalizovaného indukčním snímačem SR1 (vstup I12). Jestliže je zásobník zaplněn, zastaví se jeho zaplňování. Zaplnění zásobníku a požadavek na umístění dalšího plátu sušenek jsou detekovány pravidelným rozsvěcením a zhasínáním (interval 1 s) kontrolek HL7 „krok nahoru„ (výstup Q13) a HL8 „krok dolů“ (výstup Q14). Kdyby selhal některý z indukčních snímačů SR1 nebo SR2, následně budou aktivovány bezpečnostní vypínače SR3 a SR4, které aktivují nouzové zastavení linky.

Přesunutí plátu sušenek do zásobníku probíhá následujícím způsobem: optický snímač BQL2 (vstup I6) počítá projíždějící pláty sušenek a v případě potřeby přesunutí plátu sušenek do zásobníku je zvednuto hradítko (výstup Q7) a po detekci plátu sušenek optickým snímačem BQL3 (vstup I7; obr. 5) je spuštěn pohon zásobníku ovládaný měničem frekvence a plát je posunut nahoru o definovaný krok 38 mm. To je zajištěno optickým snímačem BQL4 (vstup I8). Následně je spuštěno hradítko a celý cyklus se může opakovat.

Přesunutí plátu sušenek ze zásobníku probíhá následujícím způsobem: jestliže jsou zapnuty všechny tři baličky, je zapnut dopravník za řezačkou a není detekován plát sušenek jedním ze čtyř optických snímačů BQL1 (vstup I5), BQL2 (vstup I6), BQL3 (vstup I7) a BQL6 (vstup I10), je spuštěn algoritmus postupného vyprazdňování zásobníku. Spustí se pohon zásobníku ovládaný měničem frekvence a plát je posunut dolů o definovaný krok 38 mm. To je zajištěno optickým snímačem BQL5 (vstup I9).

Zásobník je postupně vyprazdňován i tehdy, je-li zapnuta alespoň jedna ze tří baliček. V tom případě je algoritmus vyprazdňování spuštěn tehdy, není-li v časovém intervalu 30 s detekován plát sušenek ani jedním z optických snímačů BQL1, BQL2, BQL3 a BQL6.

Tab. 2. Přiřazení vstupů a výstupů – zásobník ve společnosti Opavia Opava

Vstupy

I1

zpětné hlášení od pomocných kontaktů zapojených v sérii o sepnutí hlavního stykače KM5 a stykače KM6 pro napájení měniče frekvence po zapnutí bezpečnostního modulu – “H” – stykač sepnut, “L” – stykač rozepnut

I2

příprava zapnutí spouštěče motorů QF1 a QF2 – “H” – jističe v pořádku, “L” – jističe vypnuty

I3

tlačítko SB2 “vypnout automatický režim” – “H” – tlačítko nestisknuto, “L” – tlačítko stisknuto

I4

tlačítko SB3 “zapnout automatický režim” – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I5

informace od optického snímače BQL1 – “H” – plát sušenek je detekován, “L” – plát sušenek není detekován

I6

informace od optického snímače BQL2 – “H” – plát sušenek je detekován, “L” – plát sušenek není detekován

I7

informace od optického snímače BQL3 – “H” – plát sušenek je detekován, “L” – plát sušenek není detekován

I8

informace od optického snímače BQL4 – “H” – plát sušenek je detekován, “L” – plát sušenek není detekován

I9

informace od optického snímače BQL5 – “H” – plát sušenek je detekován, “L” – plát sušenek není detekován

I10

informace od optického snímače BQL6 – “H” – plát sušenek je detekován, “L” – plát sušenek není detekován

I11

externí signál od dopravníku za řezačkou – “H” – dopravník je zapnut, “L” – dopravník je vypnut

I12

informace od indukčního snímače SR1 – “H” – je detekováno zaplnění zásobníku, “L” – není detekováno zaplnění zásobníku

I13

informace od indukčního snímače SR2 – “H” – je detekováno vyprázdnění zásobníku, “L” – není detekováno vyprázdnění zásobníku

I14

přepínač SA4 “ručně/automat” – “H” – automatický režim, “L” – ruční režim

I15

tlačítko SB4 “zapnout místně stykač KM1 a KM2” (M1 pohon dopravníku č. 1, M2 pohon dopravníku č. 2) – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I16

tlačítko SB5 “vypnout místně stykač KM1 a KM2” – “H” – tlačítko nestisknuto, “L” – tlačítko stisknuto

I17

tlačítko SB6 “zapnout místně frekvenční měnič” (M3 pohyb zásobníku nahoru) – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I18

tlačítko SB7 “zapnout místně frekvenční měnič” (M3 pohyb zásobníku dolů) – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I19

zpětné hlášení od pomocných kontaktů o sepnutí stykačů KM1 a KM2 zapojených do série – “H” – stykače sepnuty, “L” – stykače rozepnuty

I20

zpětné hlášení od pomocných kontaktů stykačů KM3 a KM4 zapojených do série, spínaných bezpečnostním modulem – “H” – stykače sepnuty, “L” – stykače rozepnuty

I21

externí signál od měniče frekvence – “H” – měnič frekvence je připraven, “L” – měnič frekvence není připraven

I22

externí signál od baličky č. 1 – “H” – balička č. 1 je zapnutá, “L” – balička č. 1 je vypnutá

I23

externí signál od baličky č. 2 – “H” – balička č. 2 je zapnutá, “L” – balička č. 2 je vypnutá

I24

externí signál od baličky č. 3 – “H” – balička č. 3 je zapnutá, “L” – balička č. 3 je vypnutá

Výstupy

Q1

stykač pohonu KM1 (M1 pohon dopravníku č. 1) – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q2

stykač pohonu KM2 (M2 pohon dopravníku č. 2) – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q3

výstup E3 pro start měniče frekvence M3 – “H” – start měniče frekvence, “L” – stop měniče frekvence

Q4

výstup E2 pro aktivování pevných frekvencí měniče frekvence pohonu M3 “H” – E1, “L” – E2 – aktivování pevné frekvence JOG1, JOG2, JOG3

Q5

výstup E2 pro aktivování pevných frekvencí měniče frekvence pohonu M3 “L” – E1, “H” – E2 – aktivování pevné frekvence JOG1, JOG2, JOG3

Q6

výstup E4 pro změnu otáčení měniče frekvence pohonu M3 – “H” – pohyb zásobníku dolů, “L” – pohyb zásobníku nahoru

Q7

výstup ventilu hradítka č. 1 – “H” – zvednout hradítko, “L” – spustit hradítko

Q8

výstup pro houkačku HA1 – “H” – houkačka houká, “L” – houkačka nehouká

Q9

kontrolka HL3 “zapnuto” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q10

kontrolka HL4 “porucha” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q11

kontrolka HL5 “ruční režim” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q12

kontrolka HL6 “zapnuto” M1 a M2 – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q13

kontrolka HL7 “zapnuto M3 krok dolů” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q14

kontrolka HL8 “zapnuto” M3 krok nahoru” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q15, Q16

rezerva

Přehledové schéma řídicího programu, vlastní řídicí program, tabulku vstupů a výstupů a schéma zapojení rozváděče je možné si stáhnout z webové stránky www.odbornecasopisy.cz/download/logoopavia.zip. Přiřazení vstupů a výstupů logického modulu Logo! 24 a rozšiřujících modulů DM8 24 je v tab. 2.

Zavážení pece

Třetím příkladem je zařízení pro zavážení pece realizované ve firmě Kovohuty Krompachy (obr. 6). Zařízení je možné obsluhovat ve dvou režimech: poloautomatickém a ručním.

Poloautomatický režim umožňuje ovládání dálkovým řízením s rádiovým přenosem signálů. Zavážecí vůz je v tomto režimu řízen těmito signály:

  • vůz vpřed (z plnicí polohy po naplnění jeřábem do vyčkávací polohy),
  • vůz vzad (ze zavážecí polohy po vyprázdnění do plnicí polohy),
  • vypnout vibrační třídič,
  • zastavení (nouzové vypnutí).
Obr. 6.

Obr. 6. Zavážecí vůz „bobr“, Kovohutě Krompachy

Poloautomatický režim lze spustit, je-li vůz v plnicí nebo zavážecí poloze. Po spuštění poloautomatického režimu (po stisknutí tlačítka SB3 „zapnout„) při splnění podmínky, že se zavážecí vůz nachází v plnicí poloze, je vůz plněn jeřábem. Po naplnění a vizuální kontrole naplnění je stisknuto tlačítko „vůz vpřed„ a zavážecí vůz přejede do vyčkávací polohy, kde je zvážen a čeká na signál, že jsou otevřené dveře pece (tento signál se předává též rádiově). Po obdržení signálu o otevření dveří pece přejede zavážecí vůz do zavážecí polohy a s definovaným zpožděním je na stanovenou dobu automaticky zapnut vibrační třídič. Pro nedostatek komunikačních signálů nelze prostřednictvím řídicího systému zabránit uzavření dveří pece v době, kdy je zavážecí vůz v zavážecí poloze. Signálové omezení vyplynulo ze zadání provozovatele strojního zařízení. Po zastavení vibračního třídiče je obsluhou vizuálně zkontrolováno vyprázdnění zavážecího vozu a poté je stisknuto tlačítko „vůz vzad„, zavážecí vůz přejede zpět do plnicí polohy a cyklus se může opakovat.

Jestliže se během spuštění vibračního třídiče vzpříčí materiál na roštu, je nutné vibrační třídič vypnout stisknutím tlačítka „vypnout vibrační třídič“ (s aktivním brzděním vibračního třídiče), uvolnit vzpříčený materiál a v ručním režimu dokončit vyprázdnění zavážecího vozu. Za chodu vibračního třídiče a zejména při manuálním uvolňování vzpříčeného materiálu musí obsluha dodržovat bezpečný pracovní postup popsaný místním provozním bezpečnostním předpisem, který pro tuto činnost musí zpracovat provozovatel zařízení. Ruční režim je nutné použít také v případě, že při vizuální kontrole obsluha zjistí, že vůz není zcela vyprázdněn. Do poloautomatického režimu je možné se opětovně přepnout, jestliže se zavážecí vůz nachází v plnicí nebo zavážecí poloze.

Po dobu pohybu zavážecího vozu jsou generovány výstražné optické a akustické signály.

V ručním režimu je vůz řízen ovládacím zařízením (obr. 7), které je připojeno kabelem přímo k rozváděči RML-1, jenž je namontován na zadní části zavážecího vozu a umožňuje ovládání zavážecího vozu těmito signály:

  • vůz vpřed (přejezd vozu z koncové polohy do plnicí, z plnicí polohy do vyčkávací nebo z vyčkávací polohy do zavážecí nezávisle na stavu dveří pece),

  • vůz vzad (přejezd vozu z koncové polohy do zavážecí nebo ze zavážecí polohy do plnicí),

  • zapnout vibrační třídič (nachází-li se zavážecí vůz v zavážecí poloze),

  • vypnout vibrační třídič (s aktivním brzděním vibračního třídiče),

  • potenciometr pro plynulé řízení měniče frekvence pohonu vibračního třídiče,

  • nouzové zastavení,

  • přepínač „ruční/poloautomatický režim“.

Obr. 7.

Obr. 7. Ovládací zařízení zavážecího vozu

Na vstupu rozváděče RML-1 je osazen hlavní vypínač QF1 (hlavní jistič). Před hlavním vypínačem QF1 (hlavním jističem) jsou připojeny skupinový jistič F1 a za ním jističe F2 pro servisní zásuvku a F3 pro napájecí zdroj Logo! Power 24 V/4 A pro napájení logického modulu Logo! a ostatních řídicích obvodů.

Hlavní vypínač QF1 (hlavní jistič) se zároveň využívá jako zařízení nouzového zastavení, neboť jeho podpěťová cívka je napájena přes bezpečnostní modul Preventa typu XPS-AL pro nouzové zastavení. Vnější zapojení obvodů nouzového zastavení splňuje požadavky kategorie 3 podle ČSN EN 954-1 a vyžaduje periodické provádění vnějšího testu, přičemž před každým zapnutím hlavního jističe je automaticky kontrolována funkčnost bezpečnostních částí řídicího systému. V případě poruchy některé bezpečnostní části nelze bezpečnostní modul zapnout (tlačítkem SB1 „provoz„), nerozsvítí se kontrolka HL1 a podpěťová cívka nedovolí zapnout hlavní jistič QF1. Po zapnutí jističů F1 a F3 je bezpečnostní modul vypnutý. Vypnuté jsou také hlavní jistič QF1 a napájecí napětí 24 V DC pro logický modul Logo! 24 a rozšiřující moduly DM 8. Klidové kontakty stykačů KM1 až KM7 jsou zapojeny ve startovacím obvodu bezpečnostního modulu a v případě svaření kontaktů některého ze stykačů znemožňuje rozpojený klidový kontakt nastartování bezpečnostního modulu. Musí být použity předepsané typy stykačů s nuceným vedením kontaktů. Po stisknutí bílého prosvětleného tlačítka SB1 „provoz„ je automaticky zkontrolován bezpečnostní modul a příslušné stykače, sepne bezpečnostní modul a stykače KM6 a KM7. Přes výstupní kontakty stykačů KM6 a KM7, které jsou zapojeny do série, je přivedeno napájecí napětí 24 V DC na logický modul Logo! 24 a rozšiřující moduly DM8 a současně je zapnuta podpěťová cívka hlavního jističe QF1, a je tak možné jej zapnout. Podmínkou pro start bezpečnostního modulu je, že žádný z přístrojů pro nouzové zastavení (hřibová tlačítka SA1, SA2, bezpečnostní polohové vypínače SQ1, SQ2, SQ3 a SQ4) není aktivován. Hřibové tlačítko SA1 je umístěno z boku rozváděče RML-1, hřibové tlačítko SA2 je umístěno na ovládacím zařízení pro ovládání zavážecího stroje v ručním režimu. Bezpečnostní polohové vypínače SQ1, SQ2, SQ3 a SQ4 jsou po dvou umístěny na zadní a přední části zavážecího vozu. Vždy dva bezpečnostní polohové vypínače jsou spojeny mechanicky nárazníkem a aktivovány při najetí zavážecího vozu na překážku. Při vypnutí zařízení hlavním jističem QF1 (bez aktivace hřibových tlačítek nebo bezpečnostních polohových vypínačů) zůstávají řídicí obvody 24 V DC pod napětím.

Pro řízení a kontrolu pohonů M1 až M3 je použit logický modul Logo! 24 a rozšiřující moduly DM8 24 s celkem dvaceti čtyřmi digitálními vstupy a šestnácti tranzistorovými výstupy. Ruční nebo poloautomatický režim lze spustit v závislosti na stavu uzamykatelného přepínače SA3 „ručně/poloautomat„ (vstup I12). Ruční režim je vždy signalizován kontrolkami HL5 a HL5.1 „ruční režim„. Po zvolení režimu se čeká na stisk tlačítka SB3 „zapnout„ (vstup I4). Po jeho stisku se rozsvítí kontrolka HL3 „zapnuto„ (výstup Q11) a na 5 s jsou spuštěny houkačka HA1 (výstup Q7) a majáky HA2 a HA3 (výstup Q8). Nyní se čeká, v závislosti na zvoleném režimu, na další povely buď z ovládání dálkovým řízením radiosignálem, nebo z ručního ovládacího zařízení. Ruční i poloautomatický cyklus lze kdykoliv zastavit stiskem tlačítka SB2 „vypnout„ (vstup I3). Přitom je zhasnuta kontrolka HL3 „zapnuto„ (výstup Q11), jsou softwarově vypnuty všechny silové výstupy a čeká se opět na stisk tlačítka SB3 „zapnout„ (vstup I4).

Obr. 8.

Obr. 8. Zavážecí vůz – detail rozváděče

Jestliže je během ručního nebo poloautomatického režimu stisknuto některé z tlačítek nouzového zastavení SA1 nebo SA2 nebo je aktivován jeden z bezpečnostních polohových vypínačů SQ1, SQ2, SQ3 a SQ4, je okamžitě vypnut bezpečnostní modul, který vypne podpěťovou cívku hlavního jističe QF1, a tím je jistič vypnut. Současně je vypnut přívod napájecího napětí 24 V DC na logický modul Logo! 24 a rozšiřující moduly DM 8. Díky tomu jsou vypnuty všechny silové výstupy. Opětovné uvedení do provozu je možné až po uvolnění aktivovaného tlačítka nouzového zastavení nebo bezpečnostního vypínače polohy.

Zpětné hlášení od pomocného kontaktu hlavního vypínače QF1 (hlavního jističe) je zapojeno na vstup I1. Jestliže nepřijde zpětné hlášení od hlavního jističe QF1, je ignorováno stisknutí tlačítka SB3 „zapnout„ (vstup I4) a jsou softwarově vypnuty všechny silové výstupy.

Zpětné hlášení od pomocného kontaktu jističe motoru QF4 je zapojeno na vstup I2. Jestliže nepřijde zpětné hlášení od tohoto pomocného kontaktu, je také ignorováno stisknutí tlačítka SB3 „zapnout„ (vstup I4), jsou softwarově vypnuty všechny silové výstupy a navíc je signalizována porucha pravidelným opakováním rozsvícení a zhasnutí (interval 1 s) kontrolek HL4 a HL4.1 „porucha„ (výstup Q12) a současně kontrolek „vůz vpřed„ (HL6 a HL6.1) a „vůz vzad„ (HL7 a HL7.1). Všechny výstupy jsou při tom programově vypnuty. Je nutné odstranit poruchu a potom opětovně vypnout a zapnout hlavní vypínač QF1.

Zpětné hlášení od pomocných kontaktů jisticích tepelných relé QF2 a QF3 zapojených do série je zapojeno na vstup I15. Nepřijde-li zpětné hlášení od těchto pomocných kontaktů, je umožněn pojezd zavážecího vozu vpřed i vzad, ale je současně signalizována porucha pravidelným opakováním rozsvícení a zhasnutí (interval 0,5 s) kontrolek HL4 a HL4.1 „porucha„ (výstup Q12) a současně kontrolek „zapnout vibrátor„ (HL8 a HL8.1). Je nutné odstranit tuto poruchu a potom opětovně vypnout a zapnout hlavní vypínač QF1.

Sepnutí stykačů KM1 a KM2 je kontrolováno zpětným hlášením od pomocných kontaktů těchto stykačů zapojených do série na vstupu I13. Jestliže stykače nesepnou po aktivování výstupů Q2 a Q3 po nastavené době, je umožněn pojezd zavážecího vozu vpřed i vzad, ale je současně signalizována porucha pravidelným opakováním rozsvícení a zhasnutí (interval 0,5 s) kontrolek HL4 a HL4.1 „porucha„ (výstup Q12) a současně kontrolky „zapnout vibrátor„ (HL8 a HL8.1). Je nutné odstranit poruchu a potom opětovně vypnout a zapnout hlavní vypínač QF1.

Sepnutí stykačů KM4 a KM5 je kontrolováno zpětným hlášením od pomocných kontaktů těchto stykačů na vstupu I14 a I15. Jestliže stykače nesepnou po aktivování výstupů Q5 nebo Q6 po nastavené době, jsou softwarově vypnuty všechny silové výstupy a je signalizována porucha pravidelným opakováním rozsvícení a zhasnutí (interval 1s) kontrolek HL4 a HL4.1 „porucha„ (výstup Q12) a současně kontrolky „vůz vpřed„ (HL6 a HL6.1, po aktivování Q5) nebo „vůz vzad„ (HL7 a HL7.1, po aktivování Q6). Všechny výstupy jsou programově vypnuty. Je nutné odstranit poruchu a potom opětovně vypnout a zapnout hlavní vypínač QF1.

Jestliže během zapnutí vibračního třídiče nastane porucha měniče frekvence vibračního třídiče (vstup I21), je umožněn pojezd zavážecího vozu vpřed i vzad, ale je současně signalizována porucha pravidelným opakováním rozsvícení a zhasnutí (interval 0,5 s) kontrolek HL4 a HL4.1 „porucha„ (výstup Q12) a současně kontrolky „zapnout vibrátor„ (HL8 a HL8.1). Je nutné odstranit poruchu a potom opětovně vypnout a zapnout hlavní vypínač QF1.

Jestliže je během poloautomatického re­žimu přerušena komunikace od vysílače dálkového ovládání zavážecího vozu (vstup I23) nebo komunikace od vysílače signalizujícího stav dveří pece (vstup I22), jsou softwarově vypnuty všechny silové výstupy a je signalizována porucha pravidelným opakováním rozsvícení a zhasnutí (interval 1 s) kontrolek HL4 a HL4.1 „porucha„ (výstup Q12) a všechny výstupy jsou programově vypnuty. Je nutné odstranit poruchu a potom opětovně vypnout a zapnout hlavní vypínač QF1.

Plnicí poloha zavážecího vozu je signalizována optickým snímačem BQL1 (vstup I6), vyčkávací poloha optickým snímačem BQL2 (vstup I7) a zavážecí poloha optickým snímačem BQL3 (vstup I22).

Tab. 3. Přiřazení vstupů a výstupů – zavážecí vůz, Kovohutě Krompachy

Vstupy

I1

zpětné hlášení od pomocného kontaktu hlavního vypínače QF1 (hlavního jističe) – “H” – – jistič sepnut, “L” – – jistič rozepnut

I2

příprava zapnutí spouštěče motoru QF4 – “H” – jistič v pořádku, “L” – jistič vypnut

I3

tlačítko SB2 “vypnout” – “H” – tlačítko nestisknuto, “L” – tlačítko stisknuto

I4

tlačítko SB3 “zapnout” – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I5

externí signál o stavu dveří pece – “H” – dveře pece otevřeny, “L” – dveře pece zavřeny

I6

informace od optického snímače BQL1 – “H” – vůz se nachází v předpokládané poloze (plnicí), “L” – vůz se nenachází ve správné poloze

I7

informace od optického snímače BQL2 – “H” – vůz se nachází v předpokládané poloze (vyčkávací), “L” – vůz se nenachází ve správné poloze

I8

tlačítko SB4 “zapnout frekvenční měnič” (vibrační třídič) – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I9

tlačítko SB5 “vypnout frekvenční měnič” (vibrační třídič) – “H” – tlačítko nestisknuto, “L” – tlačítko stisknuto

I10

tlačítko SB6 “zapnout stykač KM4” (vůz vpřed) – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I11

tlačítko SB7 “zapnout stykač KM5” (vůz vzad) – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I12

přepínač SA3 “ručně/poloautomat” – “H” – poloautomatický režim, “L” – ruční režim

I13

zpětné hlášení od pomocných kontaktů o sepnutí stykačů KM1 a KM2 zapojených do série – “H” – stykače sepnuty, “L” – stykače rozepnuty

I14

zpětné hlášení od pomocných kontaktů o sepnutí stykačů KM4 nebo KM5 zapojených paralelně – “H” – stykač sepnut, “L” – stykač rozepnut

I15

příprava zapnuta, jisticí tepelná relé QF2 a QF3 – “H” – jističe v pořádku, “L” – jističe vypnuty

I16

tlačítko SB8 “dálkové zapnutí stykače KM4” (vůz vpřed) – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I17

tlačítko SB9 “dálkové zapnutí stykače KM5” (vůz vzad) – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I18

tlačítko SB10 “dálkové vypnutí frekvenčního měniče” (vibrační třídič) – “H” – tlačítko stisknuto, “L” – tlačítko nestisknuto

I19

informace od mechanického koncového spínače – “H” – vůz je v plnicí poloze, “L” – vůz není v plnicí poloze

I20

informace od mechanického koncového spínače – “H” – vůz je v zavážecí poloze, “L” – vůz není v zavážecí poloze

I21

externí signál od měniče frekvence – “H” – měnič frekvence je připraven, “L” – měnič frekvence není připraven

I22

informace od optického snímače BQL2 – “H” – vůz se nachází v předpokládané poloze (zavážecí), “L” – vůz se nenachází ve správné poloze

I23

signál o přerušení komunikace od přijímače dálkového ovládání zavážecího vozu – “H” – signál je v pořádku, “L” – přerušená komunikace

I24

signál o přerušení komunikace od přijímače signalizujícího stav dveří pece – H – signál je v pořádku, “L” – přerušená komunikace

Výstupy

Q1

výstup pro start měniče frekvence pohonu vibračního třídiče – “H” – start měniče frekvence, “L” – stop měniče frekvence

Q2

stykač pohonu KM1 (vibrační třídič) – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q3

stykač pohonu KM2 (vibrační třídič) – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q4

stykač KM3 (brzda vibračního třídiče) – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q5

stykač pohonu KM4 (reverzační pohon) – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q6

stykač pohonu KM5 (reverzační pohon) – “H” – stykač sepnout, “L” – stykač rozepnout

Q7

výstup pro houkačku HA1 – “H” – houkačka houká, “L” – houkačka nehouká

Q8

výstup pro maják – “H” – signalizace pojezdu vozu, “L” – není signalizace, vůz stojí

Q9

kontrolka HL1 “provoz” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q10

kontrolka HL2 “hlavní vypínač zapnut” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q11

kontrolka HL3 “zapnuto” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q12

kontrolka HL4 a HL4.1 “porucha” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q13

kontrolka HL5 a HL5.1 “ruční režim” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q14

kontrolka HL6 a HL6.1 “vůz vpřed” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q15

kontrolka HL7 a HL7.1 “vůz vzad” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Q16

kontrolka HL8 a HL8.1 “vibrační třídič zapnut” – “H” – svítí, “L” – nesvítí

Přehledové schéma řídicího programu v Logo!, vlastní program a schéma zapojení rozváděče lze stáhnout z adresy www.odbornecasopisy.cz/download/logozv.zip. Přiřazení vstupů a výstupů logického modulu Logo! 24 a rozšiřujících modulů DM8 24 je v tab. 3.

Závěr

Ze srovnání příkladů popsaných zde a v [1] vyplývá, že v případech uvedených v tomto příspěvku byl k dispozici dostatečný počet programových bloků logických funkcí, potřebných pro sestavení řídicího programu, konečné řešení však bylo omezeno počtem vstupů a výstupů, které jsou k dispozici (maximálně 24 digitálních vstupů a 16 digitálních výstupů). To je přesným opakem aplikací popsaných v [1]. Na omezené možnosti modulů Logo! je nutné dávat pozor již při počátečním návrhu přístrojové sestavy, jinak mohou při vlastní realizaci a oživování vznikat problémy, např. při potřebě zakomponování dalších vstupů či výstupů, se kterými se při počátečním návrhu nepočítalo, apod. Naproti tomu je možné použít dvě nebo i více sestav logických modulů Logo! a pomocí několika vstupů a výstupů realizovat komunikaci mezi nimi. Tím se v podstatě rozšíří počet vstupů a výstupů, které jsou k dispozici. Nespornou výhodou logického modulu Logo! je možnost měnit parametry poměrně snadno přímo na vlastním základním modulu, a to i při spuštěném řídicím programu.

V případě zájmu o podrobnější informace je možné kontaktovat autora na e-mailové adrese, která je uvedena za příspěvkem.

Pro někoho je možná překvapující použití rádiového přenosu signálů pro bezpečnostní funkce v posledním ze tří uvedených příkladů. Zajištění bezpečnosti této aplikace v souladu s ČSN EN 60204-1 bude věnován samostatný příspěvek v některém z dalších čísel časopisu Automa.

Literatura:
[1] HLINOVSKÝ, M.: Možnosti použití logického modulu LOGO! v průmyslových aplikacích. Automa, 2003, roč. 9, č. 6, s. 17–19.

Ing. Martin Hlinovský,
katedra řídicí techniky ČVUT FEL Praha
(hlinovsm@fel.cvut.cz)