Elektrotechnik und Informationstechnik

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Dennis Messner
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1 lektrotechnik und Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik, Professur Prozessleittechnik Basisautomatisierung Verriegelungen VL Prozessleittechnik Professur für Prozessleittechnik

2 Basisautomatisierung DIN N 65- BA: teuerungen, die zur erstellung und zur Aufrechterhaltung h eines bestimmten t Zustandes einer inrichtung oder eines Prozeßzustands dienen Beinhaltet Regelungen, Verriegelungen, Ausnahmefallbehandlungen, diskrete & sequentielle teuerungen Kann auf Prozessbedingen reagieren Kann durch Anweisung des Bedieners oder Prozedur- oder Koordinierungssteuerungen aktiviert, deaktiviert oder geändert werden PLT c Urbas 8- Folie

3 trukturierte Automatisierung Anwendungs-/Produktspezifische AT Rezeptfahrweise andsteuerung quipment-modul / Kontrol-modul Automatisierung mit dem Ziel Qualität Automatisierung mit dem Ziel Komfort Automatisierung mit dem Ziel icherheit Instrumentierungsnah icherheit / Verfügbarkeit von inzelkomponenten 7.4. PLT c Urbas 8- Folie 3

4 lektrotechnik und Informationstechnik Institut für Automatisierungstechnik, Professur Prozessleittechnik Verriegelungen g

5 Beispiele Werkzeugbrucherkennung Optisches chutzgitter Turbinenüberwachung Überlaufschutz von Tanks Leerlaufschutz für Pumpen Reihenfolgenverriegelung g g von Motoren 7.4. PLT c Urbas 8- Folie 5

Im umgekehrten Fall wird die Freigabe unterdrückt. Bildquelle: www.renishaw.

6 Werkzeugbrucherkennung Bohrerkontrolle mit Lichtschranke: Ist der Bohrer nicht abgebrochen, so wird der Lichtstrahl unterbrochen und ein Freigabesignal für den Bohrvorgang erteilt. Im umgekehrten Fall wird die Freigabe unterdrückt. Bildquelle: ingangsvariable ymbol Datentyp Logische Zuordnung Adresse Lichtschranke BOOL Unterbrochen = I X. Ausgangsvariable Freigabe A BOOL Keine Freigabe A= Q X PLT c Urbas 8- Folie 6

7 Implementierung in den verschiedenen prachen der N IO 63-3 AWL LDN %IX. LD %IX. LD %IX. T %QX4. NOT TN %QX4. T %QX4. T %QX4. := NOT %IX. FUP %IX. NOT %QX4. KOP %IX. %QX4. %IX. %QX / / PLT c Urbas 8- Folie 7

8 Beispiel: optisches chutzgitter Die Presse führt den Arbeitshub nur aus, wenn die Lichtstrahlen nicht unterbrochen sind und der tarttaster betätigt ist. Bildquelle: ingangsvariable ymbol Datentyp Logische Zuordnung Adresse Taster tart Lichtgitter BOOL BOOL Betätigt = Nicht Unterbrochen = IX. IX. Ausgangsvariable Pressenschütz K BOOL Arbeitshub K= QX PLT c Urbas 8- Folie 8

Turbinenüberwachung Die Alarmleuchte einer Turbine geht an, wenn die

Kühlkreislauf ausgefallen ist Bildquelle: www.leuze.

Drehzahl n Lagertemperatur Kühlkreislauf K 3 BOOL BOOL BOOL n zu groß =

9 Turbinenüberwachung Die Alarmleuchte einer Turbine geht an, wenn die Drehzahl zu hoch oder die Lagertemperatur zu hoch oder der Kühlkreislauf ausgefallen ist Bildquelle: K > n> ingangsvariable ymbol Datentyp Logische Zuordnung Adresse Drehzahl n Lagertemperatur Kühlkreislauf K 3 BOOL BOOL BOOL n zu groß = zu hoch = In Betrieb 3= IX. IX. IX.3 Ausgangsvariable Alarmleuchte BOOL in = QX PLT c Urbas 8- Folie 9

10 ystementwurf für binäre teuerungen Wahrheitstabelle & Normalformen Wahrheitstabelle & Normalformen Minimierungsverfahren

11 Wahrheitstabelle und Normalformen Tabellarische Auflistung aller ystemzustände des ODR-Verknüpfung chaltnetzes A Üblicherweise ingänge links, Ausgang rechts = Wahr; = Falsch; X oder / = don t care Normalformen Disjunktive NF: A= vv Alle Zeilen mit Ausgang =, UND-Verknüpfung der ingänge einer Zeile, ODR-Verknüpfung der Zeilen Konjunktive NF: A = v Alle Zeilen mit Ausgang= ODR-Verknüpfung der ingänge einer Zeile UND-Verknüpfung der Zeilen Konjunktion 7.4. PLT c Urbas 8- Folie

12 Algebraische Minimierung Neutrale lemente Kommutativgesetz Assoziativgesetz 3 3 Reduktionsregeln Distributivgesetz g PLT c Urbas 8- Folie

13 KV-Diagramm Karnaugh-Veitch-ymmetrie-Diagramm: ymmetrischer Aufbau einer Funktionstabelle t durch wechselweises piegeln Ziffern in den Zellen im Octalsystem! 7.4. PLT c Urbas 8- Folie 3

14 Zuordnung Zeilen zu Feldern Nr X3 X X A x PLT c Urbas 8- Folie 4

15 Grafische Minimierung Zusammenfassen von maximal viel -er Feldern: Anzahl der Felder: Potenzen von, d.h.,,4,8 Überlappung erlaubt Wegen ymetrie Fortsetzung über die Ränder, 3!, 3!,!3,!3!! & &!! & PLT c Urbas 8- Folie 5

16 peicherfunktionen, Zeit- und Zählerbausteine

17 peicherfunktion in/austaster für Meldeleuchte : Leuchte wird durch kurzeitiges Betätigen eines IN-Tasters ein, durch kurzzeitiges Betätigen eines AU-Tasters 3 wieder ausgeschaltet werden. Auswirkung auf abhängig Nr von Vorgeschichte: Zwei unterscheidliche Reaktionen auf Zustand inführung einer neuen 3,4 Zustandsvariablen Q für Vorgeschichte 5,6 Nr 7,8 Lampe ist aus Lampe ist ein dominant dominant Q??? dom PLT c Urbas 8- Folie 7

18 Vollständiger ntwurf Nr / 3 4 dom. / 7,8 / 5,6 / 3,4 chütztechnik elbsthaltung dom. / 7,8 L K & K N K 7.4. PLT c Urbas 8- Folie 8 N

19 Gegenseitiges Verriegeln Zwei ignale sollen nicht gleichzeitig ein sein Beispiel -Motor Taster Rechtslauf =An; A =Aus Taster Linkslauf 3=An; 4=Aus -Motor soll nicht gleichzeitig Vorwärts- und Rückwärtslaufsignal bekommen und nicht direkt von Vorwärtslauf in Rückwärtslauf geschaltet t werden Dazwischen muss erst ausgeschaltet werden PLT c Urbas 8- Folie 9

20 Zustandsübergangstabelle M an M aus 3 M an 4 M aus Alles aus et M Reset M et M Reset M M an et M Reset M - Reset M M an - Reset M et M Reset M M & R Q M 3 M & 4 R Q M 7.4. PLT c Urbas 8- Folie

21 Verriegelung von peichern durch etzeingang durch Rücksetzeingang R-FF R-FF etz-befehl wird nur peicher kann nur wirksam, wenn der andere eingeschaltet werden, peicher auf gesetzt ist wenn der andere auf gesetzt ist wg. dominantem R-ingang. & A A A R >= Q A R Q 3 & 3 A 4 A A >= R Q 4 R Q A 7.4. PLT c Urbas 8- Folie

22 Reihenfolgenverriegelung Damit eine peicherfunktion gesetzt werden kann, muss vorher ein anderer gesetzt t sein RV Verriegelung über etz-ingang & RVR Verriegelung über Rücksetzeingang,n 7.4. PLT c Urbas 8- Folie

23 Flankenauswertung rkennen einer ignalpegeländerung FM Positive Flanke Merken des letzten Wertes eines Flankenoperanden FO in Flankenmerker FM etzen des Merkers mit &!FM Rücksetzen des Merkers mit! Negative Flanke Merken des letzten Wertes eines Flankenoperanden FO etzen des Merkers mit Rücksetzen des Merkers mit! & FM FM FO & FO FM R Q 7.4. PLT c Urbas 8- Folie 3

24 Zeitfunktionen Verarbeitung von zeitlicher Information ist essentieller Bestandteil von teuerungen Warte- und Überwachungszeiten, Zeitmessungen, Taktimpulse,... N IO 63-3: drei tandardfunktionsbausteine TP: rzeugen eines Impulses TON: inschaltverzögerung TOF: Ausschaltverzögerung äufig weitere firmenspezifische Bausteine 7.4. PLT c Urbas 8- Folie 4

25 Zeitdiagramm TON 7.4. PLT c Urbas 8- Folie 5

26 Zeitdiagramm TOF 7.4. PLT c Urbas 8- Folie 6

27 Zeitdiagramm TP 7.4. PLT c Urbas 8- Folie 7

28 Zweihandverriegelung mit Feststellungsschutz Die Presse soll in Gang gesetzt werden, wenn die Taster und innerhalb.5 ekunden betätigt werden. Loslassen eines Tasters stoppt die Presse sofort. M K ingangsvariable ymbol Typ Logische Zuordnung Adresse Taster links Taster rechts BOOL BOOL Betätigt = Betätigt = IX. IX. Ausgangsvariable Pressenschütz K BOOL Angezogen K= QX PLT c Urbas 8- Folie 8

29 Ansatz Funktionstabelle inführen einer neuen Variablen, die die rfüllung/nichterfüllung der Zeitbedingung abbildet Deutlich vereinfachter ntwurf der teuerung mit der neuen Variablen ntwurf der Generierungsfunktion für die Zeitbedingung 7.4. PLT c Urbas 8- Folie 9

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