11 Programmeren van elektrische schakelingen

Transcriptie

1 11 Programmeren van elektrische schakelingen 11.1 Gebruik van hulpcontactoren In elektrische schakelingen wordt geregeld gebruik gemaakt van hulpcontactoren. Als contactoren of schakelaars te weinig vrije contacten bezitten kan er gebruik worden gemaakt van hulpcontactoren. Als we de installatie opbouwen met behulp van een PLC is dit niet meer nodig. We kunnen elke schakelaar of drukknop die we inlezen (1 ingang ) zo vaak gebruiken als nodig is. Hulpcontactoren vervangen we door merkers. Als voorbeeld gebruiken we onderstaand schema. Met dit schema kunnen we een motor starten en stoppen met slechts 1 drukknop. De werking kan je vergelijken met deze van een teleruptor. Eerste maal drukken om de motor te starten, tweede maal drukken heeft het stoppen van de motor tot gevolg. Elektrisch schema: KHLim dep IWT MeRa 60/141

2 PLC programma: Verklaring: NW1: Als de motor niet gestart is en er een positieve flank op de drukknop wordt gedetecteerd, zal M11.0 gedurende 1 cyclus hoog zijn. NW2: Aangezien de motor niet gestart is kan M11.1 nooit hoog worden. NW3: De motor wordt gestart. Als de motor reeds gestart is, kan bij een positieve flank enkel M11.1 hoog worden. Dit heeft tot gevolg dat de motor gestopt wordt. KHLim dep IWT MeRa 61/141

3 11.2 Programma s waarbij merkers noodzakelijk zijn Bij het schrijven van het programma moeten we er steeds rekening mee houden dat het programma cyclisch wordt uitgevoerd. In een aantal gevallen zal dit de werking van het programma beïnvloeden. Als voorbeeld nemen we voorgaande programma terug. We zouden het programma korter kunnen schrijven als volgt: ² Dit heeft echter tot gevolg dat het programma niet meer functioneert zoals we zouden verwachten. We kunnen de motor namelijk niet meer starten. Verklaring: Bij het drukken op de drukknop detecteert ( P )- aan de S ingang een positieve flank. Hierdoor wordt de uitgang die de motor aanstuurt onmiddellijk geset (enkel in PIQ!!). Vervolgens wordt de Reset ingang gecontroleerd. Ondertussen is Q124.0 hoog waardoor ook aan deze ingang een positieve flank wordt gedetecteerd. De uitgang zal onmiddellijk gerest worden. We kunnen de uitgang dus onmogelijk setten. Oplossing: de positieve flank voor set en reset op splitsen in 2 regels, te onthouden in een merker en vervolgens pas de SR uitvoeren 11.3 Programmeren van tijdsfuncties Bij vele elektrische schakelingen zijn tijdsfuncties gebruikt. Als voorbeeld nemen we de automatische ster-driehoek schakeling. We drukken op start. De motor start in ster en zal na een ingestelde tijd automatisch omschakelen naar driehoek. Aangezien iedere CPU voorzien is van ingebouwde timers gaan we deze niet meer hardwarematig opbouwen. KHLim dep IWT MeRa 62/141

4 Elektrisch schema: HW schema PLC: KHLim dep IWT MeRa 63/141

5 PLC programma: KHLim dep IWT MeRa 64/141

6 11.4 Volgorde van programmeren In sommige gevallen is de volgorde van de programmaregels van belang. We hernemen het programma van de automatische ster- driehoekschakeling en verwisselen netwerk 2 en 3 van plaats. Verklaring: Na het starten van de lijn wordt in het volgende netwerk de contactor driehoek onmiddellijk gestart want lijn is hoog en ster is nog steeds laag. In netwerk 3 zien we dat de motor dus nooit meer in ster kan aanlopen. De motor start bijgevolg onmiddellijk in driehoek. KHLim dep IWT MeRa 65/141

7 11.5 Enkele voorbeelden Om een elektrisch schema zo eenvoudig mogelijk om te zetten naar een PLC programma behouden we de structuur van het schema. Hieronder enkele voorbeelden Start- stop schakeling Bij het aansturen van een motor moeten we steeds rekening houden met de beveiligingen. We moeten de beveiliging altijd hardwarematig uitvoeren. Enkel een softwarematige beveiliging volstaat niet, stel dat de PLC niet functioneert zoals het hoort. We gaan daarom een hulpcontact van de beveiliging in de uitgangskring plaatsen zodoende dat de uitschakeling van de contactor en dus ook de motor, onafhankelijk is van de goede werking van de PLC. Een thermische beveiliging, ook thermiek of thermisch relais genoemd, heeft twee hulpcontacten die schakelen bij te hoge motorstromen: één NO en één NC contact. Het NC contact moeten we in de uitgang plaatsen, gebruiken we hier het NO contact dan kan de contactor uiteraard nooit inschakelen. Aan de ingang van de PLC sluiten we het overblijvende contact aan, het NO. Dit om ervoor te zorgen dat de motor na het afkoelen en terug inschakelen van de thermiek niet automatisch kan herstarten. De motor moet bijgevolg ook softwarematig worden uitgeschakeld en de uitgang laag gemaakt. Er moet opnieuw op de startknop gedrukt worden om de motor te herstarten. Elektrisch schema: KHLim dep IWT MeRa 66/141

8 HW schema PLC: PLC programma: Hoeveel uitgangen moeten we aansturen? Hiervoor kijken we naar stuur- en hoofdkring. Al de contactoren die in de stuurkring voorkomen maar niet in de hoofdkring moeten we vervangen door hulpmerkers. In dit voorbeeld komt in de stuurkring enkel contactor K1 voor, deze vinden we ook terug in de hoofdkring. Bijgevolg moet deze als uitgang geprogrammeerd worden. KHLim dep IWT MeRa 67/141

9 Omkeerschakeling Met deze schakeling kunnen we de motor in 2 richtingen starten. We moeten er uiteraard zeer goed op letten dat de motor nooit in 2 richtingen gelijktijdig gestart kan worden aangezien dit een 3F kortsluiting tot gevolg heeft. Hiervoor maken we zowel een hardwarematige als softwarematige beveiliging. Een hardwarematige beveiliging maken we door - mechanische vergrendeling zodat beide nooit gelijktijdig kunnen aantrekken. - elektrische vergrendeling: een NC hulpcontact van contactor1 in de kring plaatsen van de contactor2 en een NC contact van contactor2 in de kring van contactor1 plaatsen. Een softwarematige beveiliging maken we door het geïnverteerde contact van uitgang1 in het netwerk van uitgang2 op te nemen en omgekeerd. Onthoud dat een beveiliging nooit enkel mag uitgevoerd worden door software!! Elektrisch schema: KHLim dep IWT MeRa 68/141

10 HW schema PLC: PLC programma: Hoeveel uitgangen moeten we aansturen? Hiervoor kijken we naar stuur- en hoofdkring. Al de contactoren die in de stuurkring voorkomen maar niet in de hoofdkring moeten we vervangen door hulpmerkers (ev. timers). In dit voorbeeld komen in de stuurkring contactor K1 en K2 voor, deze vinden we ook terug in de hoofdkring. Bijgevolg moeten deze als uitgang geprogrammeerd worden. KHLim dep IWT MeRa 69/141

11 Ster-driehoekschakeling Elektrisch schema: KHLim dep IWT MeRa 70/141

12 HW schema PLC: PLC programma: Hoeveel uitgangen moeten we aansturen? Hiervoor kijken we naar stuur- en hoofdkring. Al de contactoren die in de stuurkring voorkomen maar niet in de hoofdkring moeten we vervangen door hulpmerkers. In dit voorbeeld vinden we in de stuurkring contactoren K1, K2 en K3 waarbij K1 ook nog voorzien is van een tijdfunctie. Deze tijdfunctie gaan we vervangen door een timer van de PLC. In de hoofdkring vinden we de contactorern K1, K2 en K3. Deze moeten als uitgang geprogrammeerd worden (zonder tijdfucntie). KHLim dep IWT MeRa 71/141

13 KHLim dep IWT MeRa 72/141

14 Ster-driehoekschakeling met omkeer Maak zelf elektrisch schema, HW schema en PLC programma voor een sterdriehoekschakeling met omkeer. Elektrisch schema: HW schema PLC: KHLim dep IWT MeRa 73/141

15 PLC programma: KHLim dep IWT MeRa 74/141

16 Poolomschakeling bij motoren met gescheiden wikkelingen Deze motor heeft in 1 behuizing twee gescheiden statorwikkelingen met ieder een verschillend pooltal. Bij asynchrone motoren wordt het toerental bepaald door het pooltal. Deze motor heeft bijgevolg 2 snelheden, afhankelijk welke statorwikkeling we gebruiken. Aangezien het 2 gescheiden wikkelingen zijn kunnen we theoretisch iedere combinatie van toerentallen en vermogensverhoudingen verwezenlijken. Dahlandermotoren zijn een variant hierop. Deze motor bezit slechts 1 statorwikkeling waarvan een middenaftakking beschikbaar is op de aansluitklemmen. We kunnen hiermee 2 verschillende toerentallen verwezenlijken afhankelijk van de schakeling van de wikkeling maar de verhouding tussen laag en hoog toerental is altijd ½. Elektrisch schema: KHLim dep IWT MeRa 75/141

17 HW schema PLC: PLC programma: KHLim dep IWT MeRa 76/141