plc vezérlők és ddc eszközök az...
TRANSCRIPT
Miskolci Egyetem
Gépészmérnöki és Informatikai Kar
Villamosmérnöki szak
Ipari automatizálás és kommunikáció szakirány
PLC vezérlők és DDC eszközök az
épületautomatizálásban
Szakdolgozat
készítette:
Erős László
(wnvyow)
Konzulens:
Dr. Trohák Attila
2015
2
Tartalomjegyzék
1. Bevezetés ...................................................................................................................... 4
2. Az épületautomatizálás általános bemutatása ............................................................... 5
2.1 Előnyök, melyeket az épületautomatizálás során nyerünk ..................................... 5
2.2 A vezérlők általános bemutatása ............................................................................. 6
2.3 A DDC rendszerben lévő eszközök kommunikációja ............................................ 7
2.4 A vezérlők programozhatóságáról, konfigurálhatóságáról ..................................... 9
2.5 A PLC (Programmable Logic Controller) vezérlők bemutatása ........................... 10
2.51 A PLC hardware elemei .................................................................................. 10
2.52 PLC típusok ..................................................................................................... 12
2.53 A PLC-k által használt jeltípusok .................................................................... 15
2.54 A PLC működése ............................................................................................. 16
2.6 A PLC és a PC bázisú, azaz a DDC vezérlők/rendszer összehasonlítása ............. 17
2.61 PC alapú vezérlések ......................................................................................... 18
2.611 Előnyök ..................................................................................................... 18
2.612 Hátrányok .................................................................................................. 18
2.62 PLC alapú vezérlések ...................................................................................... 18
2.621 Előnyök ..................................................................................................... 19
2.622 Hátrányok .................................................................................................. 19
3. Épület automatizálás és felügyeleti rendszer elemei és elvárt működésük ................ 20
4. A PLC-k programozása és a feladat megoldásának bemutatása ................................. 29
4.1 A PLC-k programozásáról .................................................................................... 29
4.11 A STEP 7 a Siemens fejlesztői környezete ..................................................... 30
4.2 A Feladat ismertetése ............................................................................................ 35
4.21 Az elektromos diagram bemutatása ................................................................. 36
4.22 A feladat megoldása ........................................................................................ 36
4.23 A frekvenciaváltó bemutatása ......................................................................... 37
3
4.24 A PLC program működésének ismertetése ..................................................... 38
4.25 A feladat struktogrammja ................................................................................ 40
4.26 A feladat PLC-n megírt létrahálós programja ................................................. 43
5. Összefoglalás .............................................................................................................. 47
6. Summary ..................................................................................................................... 48
7. Irodalomjegyzék ......................................................................................................... 49
4
1. Bevezetés
A mai világban az épületek automatizálására egyre nagyobb szükség van. Egy
automatizált épület sok szempontból gazdaságos. Az épületautomatizálásba történő
befektetések 2-3 év alatt megtérülhetnek. Az épületeket könnyebben és áttekinthetőbben
szabályozhatjuk/vezérelhetjük, akár épületen kívülről is. Könnyebb a hibákat
feltérképezni és hamarabb jelzést kapunk egy esetleges meghibásodásról. A
gazdaságosság mellett másik előnye, hogy egy korszerű, automatizált és ez által a benne
dolgozók részére optimalizált épület, a dolgozók teljesítményét is javíthatja.
Az épületautomatizálással és a PLC és DDC rendszerekkel a szakmai gyakorlatom
során találkoztam. Szakdolgozatomban szeretném bemutatni a DDC rendszerek részeit,
a PLC vezérlőket, ezek feladatait és működésüket. Valamint egy PLC vezérlőre írt
program segítségével szeretném bemutatni, a hozzá tartozó programozói környezetet.
5
2. Az épületautomatizálás általános bemutatása
Az épületautomatizálás rövidítése a BAS (Building Automation System). Jelentése:
Elektronikus eszközök computerizált, intellignes hálózata, amit azért hoztak létre, hogy
vezérelje és felügyelje a HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning = Fűtés,
Légmozgató rendszer, Légkondicionálás), különböző elektromos és világítás
rendszereket egy épületen belül. Tehát, ha egy épületbe pl.: DDC rendszert telepítünk,
akkor létrehozunk egy épületautomatikai rendszert.
A DDC rendszerek folyamatosan változtak fejlődtek az idő folyamán, ez a folyamat a
mai napig tart. A DDC rendszerek működésének megértéséhez, szükség van a témához
tartozó alapvető információk elsajátítására is.
A DDC mozaikszó a Direct Digital Control angol nyelvű szókombinációból ered. Egy
vezérelni/szabályozni kívánt folyamat vagy teljesülni kívánt „feltétel”, digitális eszköz
által történő automatikus vezérlését jelenti. Fontos kritérium, hogy a DDC rendszerek
kommunikációra is képesek. Az automatizálás és a DDC szavak nem állnak messze
egymástól. Az automatizálás a nagyobb kép, amíg a DDC eszközök, amik technikailag
megvalósítják az automatizálást.
A PLC-k bemutatására a későbbiekben kerül sor.
2.1 Előnyök, melyeket az épületautomatizálás során nyerünk
- Csökkenti a kezelési költséget. pl.: kevesebb alkalmazott
- Növeli a produktivitást: jobb körülmények a dolgozóknak, kevesebb betegség,
komfortosabb munkakörülmények, tisztább levegőjű épület, csökkenti a panaszokat a
dolgozók részéről.
6
- Kisebb karbantartási költség.
- Az épület működtetését egyszerűsíti.
- Fenntartja a meghatározott komfort értékeket, egy jó minőségű szabályozás révén.
- A legtöbb DDC, illetve BAS rendszer két éven belül megtérül.
Hogyan éri el ezeket az eredményeket a DDC/BAS?
- Különböző vezérlésekkel
- Az eszközök/felszerelések összehangolásával
- Grafikus megjelenítés segítségével
- Kintről érkező levegő optimalizálásával
- Ütemezésekkel (melyik szobákat fűtsék, melyiket ne, lámpák lekapcsolása)
2.2 A vezérlők általános bemutatása
Az épületautomatizálási rendszerek fontos elemei a vezérlőegységek. A vezérlők
feldolgozzák az érzékelőktől érkező adatokat/információkat, alkalmazzák a vezérlési
„logikát” és kimeneti akciót produkálnak ezek alapján. Lehetnek programozhatóak és
konfigurálhatóak. Lehetnek DDC elemek és PLC típusúak.
A vezérlők rendelkeznek Ki/Bemenetekkel, melyeknek fajtái lehetnek:
- Analóg: tipikusan egy feszültség, vagy egy áram érték egy változótól.
- Hőmérséklet
- Páratartalom
- Sebesség
- Thermistor (Hőmérséklet hatására változó ellenállás)
7
- Digitális: tipikusan kontaktusok, egy eszköz indítására/megállítására, vagy állapot
jelzésre szolgálnak.
- Univerzális: lehet analóg vagy digitális is.
2.3 A DDC rendszerben lévő eszközök kommunikációja
A JACE (Java Application Control Engine) az a mechanizmus, ami az épületen belüli
rendszerek közötti kapcsolatot biztosítja. A JACE része a felügyeleti rendszernek, ez
teszi lehetővé például a grafikus megjelenítést. A kommunikációhoz szükség van
kommunikációs protokollokra, melyek alapján a készülékek értelmezni tudják a
hálózatban kapott üzeneteket.
A kommunikációs protokollokat, talán a különböző nyelvekhez lehetne hasonlítani.
Ezeket a „nyelveket” a JACE fordítja le, hogy a vezérlő számítógép tudja használni.
Vannak nyitott protokollok, amik egymással kompatibilisek lehetnek és vannak
kizárólagos protokollok, amik csak adott márkához kapcsolhatóak és csak az adott
márka termékeivel kompatibilisek. Tehát egy JACE kezelhet különböző protokollokkal
rendelkező egységeket, ha azok kompatibilisek. Egy rendszerben több JACE is lehet,
valamint egy Master JACE, ami összeköti a rendszerben lévő összes JACE-t
Kommunikációs protokollok:
- Lonworks
- Bacnet
- Modbus
- N2
- stb.
8
A DDC rendszer architektúrája
2.31 ábra: A DDC rendszer architektúrája
9
A DDC vezérlők veztékezése
2.32 ábra a daisy chain helyes bekötése
2.4 A vezérlők programozhatóságáról, konfigurálhatóságáról
Egy vezérlő lehet programozható vagy konfigurálható. A programozhatónál tudni kell
minden apró részletet, hogy mire lehet szükség, adott helyzetekben; míg a
konfigurálhatónál, már különböző előre beprogramozott opciók közül választhatunk.
Általánosságban több konfigurálható DDC eszköz van használatban, mint
programozott. A konfigurálhatóakat esetenként, már előre felprogramozzák a
megrendeléskor, így a telepítés sokkal egyszerűbb. A programozhatóaknál erre külön
képzett mérnökökre van szükség, amire nincs mindig lehetősége minden cégnek.
10
2.5 A PLC (Programmable Logic Controller) vezérlők bemutatása
A PLC nem más, mint egy computer, amit speciálisan arra hoztak létre, hogy bizonyos
vezérlő feladatokat oldjon meg, érzékelők és működtető rendszer segítségével. Egy
egyszerű PLC tápegységből, processzorból és jelfeldolgozó modulokból áll.
2.51 A PLC hardware elemei
A Tápegység (Power Supply = PS) látja el a PLC-t, a megfelelő feszültséggel, amit
120/230 V AC-ból vagy 24 V DC-ből állít össze. Néhány PLC-nek nincs szüksége
külön tápegységre, ha a CPU-nak van 24V-os bemente, akkor ezen keresztül közvetlen
működtethető a PLC.
A CPU (Central Processing Unit, Központi Feldolgozó Egység) a PLC „agya”, ahol az
automatikus vezérlő program fut, valamint ez a program beépített memóriában van
tárolva. A programfuttatás mellett a CPU rendeli hozzá a paramétereket a PLC
modulokhoz, kezeli a kommunikációt a programozó eszközzel, a PLC bővítményeivel,
a többi PLC-vel, vagy eszközzel (pl.: központi grafikus megjelenítő rendszer). A
feldolgozó egységnek lehet külön tápellátás része, bővíthető memória helye és BUS
kommunikációs csatornája.
A CPU-nak van egy kapcsolója. Ezzel a kapcsolóval lehet állítani a PLC munka
üzemmódját. A mostani Siemens PLC-knek 2 üzemmódjuk van: a „RUN” üzemmód,
mikor a program fut és a „STOP” üzemmód, mikor a program futása le van állítva.
Mindkét üzemmódban lehet le és feltölteni a PLC-re, vmint a programozó eszközre
(PC). A régi Siemens PLC-knek volt egy harmadik üzemmódjuk: a „RUN-P” mód.
Ebben az esetben, csak akkor lehetett a PLCre letölteni programot, ha az „STOP”, vagy
11
„RUN-P” üzemmódban volt. „RUN” üzemmódban futott a program, de nem lehetett
változtatni a programon.
A Jelfeldolgozó Modulok (Signal Module, SM) ki/bemenetek (Input/Output, I/O)
digitális (DI, DO) és analóg (AI, AO) jelek részére, amik jönnek, vagy mennek,
érzékelőktől, kapcsolóktól, végrehajtó egységektől, stb. Általában 24V DC-t és 230V
AC-t használnak a digitális jelmodulok, Analóg jelnek pedig DC feszültséget (+/- 10V,
0-10V, 1-5V) és DC áramot használnak (4-20mA, 0-20mA). Digitális kimeneti jeleknél,
optocsatolókat, tranzisztorokat és reléket használnak, hogy megváltoztassák a kimeneti
jel állapotát. A jelmodulnak rövidzár védettnek, túlfeszültség védettnek és túlterhelés
védettnek kell lennie. A relék magasabb kapcsoló feszültséget és kapcsoló áramot
tesznek lehetővé, mint a tranzisztorok, de a tranzisztorok kapcsolási száma több, tehát
élettartamuk hosszabb. Egy digitális jelfeldolgozó modulnak 8, 16 és 32 ki/bemenete
lehet, egy analógnak pedig 2, 4, 6 és 8.
Ezen felül még különféle modulok csatlakoztathatóak a PLC-hez, interface modul,
function modul (ami, a komplex, vagy idő kritikus folyamatokat a CPU-tól független
kezeli: gyors számlálás, pozíció kontrol), stb.
Minden PLC rendelkezik hiba és állapotjelző kijelzővel, ami vagy LCD, vagy LED-es.
12
2.52 PLC típusok
Attól függően, hogy milyen eszköz van CPU-ként használva, valamint hogy a CPU
hogyan kapcsolódik más PLC modulokhoz, a PLC-ket a következő csoportokra tudjuk
bontani.
A kompakt PLC kombinálja a CPU-t, a tápegységet, a ki/bementeket egy zárt házba.
Legtöbb esetben fix számú digitális ki/bemente van (nem több, mint 30), egy, vagy
kettő kommunikációs csatornája (egy a PLC programozására, a másik pedig a bus
kapcsolatoknak) és egy HDMI csatlakozója. Esetenként lehet egy gyors számláló
bemenete és egy vagy két analóg be/kimenete. Ha az analóg csatlakozások számát
akarjuk növelni, akkor modulokat csatlakoztathatunk a PLC-hez. A bővítő modulok a
PLC házában helyezkednek el, tehát a külső megjelenése a PLC-nek nem változik.
A kompakt PLC-ket az automatizálásban a relék helyettesítésére használják. Áruk
kedvező és programozásuk egyszerű. Ezen típusú PLC-k gyenge pontja a kis memória
terület az adatoknak és a programnak és az alacsony processzor teljesítmény, alacsony
számú időzítők és számlálók, és hiányzó adattípusok. Más részről, a mai drágább
kompakt PLC-k, már rendelkeznek ugyanazokkal a funkciókkal, mint a többi PLC,
egyetlen hibájuk a ki/bementek határozott száma.
A moduláris PLC erősebb és több funkcióval rendelkezik, mint a kompakt PLC. A
részei pl.: CPU, tápegység, szervomotor vezérlő egység, stb. külön házban találhatóak.
A modulokat egy DIN sínen kell egymás mellé rakni és egy rendszerbuszon keresztül
kommunikálnak a CPU-val. A rendszerbusz része lehet a CPU-nak, lehet külön háza,
vagy állhat egy egyszerű kábelből. A rendszerbusznak meghatározott számú
csatlakozási helye van a modulok számára, de ezek általában bővíthetőek rendszerbusz
modulokkal. Így olyan PLC-t építhetünk amilyenre szükség van az adott feladat
megoldásához.
13
A kompakt PLC-hez képest, a moduláris PLC több ki/bementet tud használni, nagyobb
program futtatását teszi lehetővé, több adatot tud tárolni és képes a „multitasking-
olásra”.
2.521 ábra: példa a moduláris PLC-re ( Siemens S7-300 )
A rack PLC szinte ugyanazokkal a funkciókkal rendelkeznek, mint a moduláris PLC-k.
Az egyetlen különbség az elhelyezkedésből fakad, mivel a modulok itt egy rack-ben
vannak elhelyezve. A rack-ben beépített rendszer-bus van, és socketek a moduloknak.
Ez a kialakítás gyorsabb adatforgalmat tesz lehetővé a modulok között és gyorsabb a
rendszer reakció ideje.
14
2.522 ábra: példa Rack PLC-re.
Az operátor panellal ellátott PLC-k rendelkeznek egy kezelőfelülettel, ami lehet
grafikus vagy szövegalapú. A PLC-t az előlapon elhelyezkedő gombokkal
programozhatjuk, vezérelhetjük is. A programozás ez esetben egyszerűbb lehet.
2.523 ábra példa az operátor paneles PLC-re ( Unitronics M-90 )
A Slot PLC egy speciális kártya, amit a PC-kbe lehet beépíteni, minden funkciójával
rendelkezik egy normál PLC CPU-nak. A számítógépen lévő software-ekkel
kezelhetjük. Legalább egy kommunikáció csatornával rendelkezik, amivel
távérzékelőkkel, vagy más PLC eszközökkel kommunikálhat.
15
A soft PLC egy virtuális PLC, ami a számítógépen fut. Gépek és folyamatok vezérlésére
a számítógép kommunikációs port-jait használja (Ethernet, comport), vagy egy speciális
bus kártyát kell rakni a számítógépbe. A hátránya, hogy nincs dedikált memóriája az
adatok tárolására. Tehát egy esetleges áramkimaradás esetén mindent vezérlő adat
elveszhet. Valamint egy operációsrendszer csere is problémákat okozhat.
2.53 A PLC-k által használt jeltípusok
Az automatizált folyamatoknál a fizikai értékek, mint pl.: hőmérséklet, nyomás,
elektromos feszültségek, stb. mérve vannak. Egy PLC általában, csak elektromos jeleket
tud kiadni és értelmezni, ezért jelátalakítókra van szükség. Egy PLC-ben három féle jel
van megkülönböztetve: bináris, digitális és analóg.
A bináris jelek egy bitből állnak, aminek két értéke lehet: „0”, hamis, vagy „1”, igaz.
Tipikus bináris jelkiadók a kapcsolók, nyomógombok. Mikor kontaktusmentes
eszközökkel kell dolgozni, tűréshatárokat kell létrehozni. Ezért bizonyos
feszültséghatárokat határoznak meg, mint logikai 0 és logikai 1. Az IEC 61131 a logikai
0-át, -3 és +5 V között határozza meg, a logikai 1-et 11-30 V között, 24 V DC
feszültség esetén. 230 V AC feszültség esetén 0-40V a logikai 0, és 164-253V-ig terjed
a logikai 1. lásd alábbi ábra.
2.53 ábra: a bináris jel logikai állapotai ( 24V DC )
16
A digitális jelek több bináris jelből állnak, amit egynek kell kezelni. Az egyes
pozíciókban álló jelek a bitek melyek különböző helyi értékkel rendelkeznek. Tipikus
digitális jel formátumok a tetrad – 4 bit, byte – 8 bit, word – 16 bit, double word – 32
bit, double long word – 64 bit.
Az analóg jeleknek folyamatos az alakjuk, tehát végtelen sok értékkel rendelkeznek
bizonyos határok között (pl.: 0-10 volt között). Jelenleg a PLC-k nem képesek
közvetlenül analóg jelek kezelésére, ezért jelátalakítókra van szükség, ami analóg-
digitális és digitális-analóg átalakításokat végeznek az információ irányának
megfelelően.
2.54 A PLC működése
A PLC-k ciklikusan működnek. Minden kör a PLC belső ellenőrzésével kezdődik, pl.:
memória menedzsment, diagnosztika, stb. A ciklusnak ez a része nagyon gyorsan
történik, a felhasználó nem érzékelheti. A következő lépés a bementek beolvasása. A
bementek beolvasása során az értékek bináris és digitális értékekké vannak alakítva és a
memóriában eltárolásra kerülnek. Ezután a PLC lefuttatja a felhasználói programot,
szekvenciálisan, azaz utasításonként. A siemens PLC-k, MC7 kódot használnak. Ez azt
jelenti, hogy ha más programnyelven íródott a program, akkor az lefordításra kerül
MC7 utasítások formájában. A végrehajtás során új kimeneti értékek keletkeznek, amik
a legvégső lépés folyamán a kimenetek frissítését okozza. Mikor a program utolsó sora
is végrehajtásra került, a kimeneti értékeket elküldi a PLC a jelfeldolgozó egységnek.
Mikor egy ciklus befejeződik, a PLC újraindítja az egész kört előröl. A Siemens S7-300
így működik.
Az első programlefutási körben, a Siemens S7-300 végrehajt egy start-up programot, ha
az jelen van a rendszerben. Ezután futtatja a felhasználói programot. Néha a program
17
futása megszakad egy esemény hatására (pl.: vészjelző kerül megnyomásra, hardware
probléma, stb.) A program folytatódik, ha a megszakító programok befejeződnek.
Egyes PLC-knek a munkaciklusai eltérőek lehetnek, pl.: a be/kimenetek a program
futása közben kerülnek változtatásra (tehát nem előtte és nem utána).
A mai PLC-k képesek multitasking-olásra. Ez azt jelenti, hogy a PLC képesek
különböző feladatokat egy időben, azaz párhuzamosan végrehajtani. Valóságban a PLC
mindig csak egy utasítást hajt végre, de ezt nem vesszük észre, mert a végrehajtás nagy
sebességgel történik.
Néhány PLC rendelkezhet kettő vagy több processzorral a CPU egységen belül, ezek a
PLC-k képesek egyszerre több utasítást is párhuzamosan végrehajtani, késedelem
nélkül. Ez a valós multitasking-olás. Így lehetőség nyílik véletlenszerű eseményekre
gyorsabban reagálni.
2.6 A PLC és a PC bázisú, azaz a DDC vezérlők/rendszer összehasonlítása
Körülbelül 10 évvel ezelőtt a PC alapú rendszerek újdonságnak számítottak. Olcsóbb
költségeket és nagyobb funkcionalitást ígértek. Manapság talán úgy tűnik, hogy az irány
visszafordult a PLC-khez. A telepítők kipróbálhatták mindkét megközelítést és ez
alapján levonhatták a tapasztalataikat. Természetesen az összehasonlítás sokrétű és
egyértelműen nem dönthető el, hogy melyik struktúra a „jobb”. A továbbiakban
megpróbálom összehasonlítani e két rendszer előnyeit, és hátrányait.
18
2.61 PC alapú vezérlések
A PC alapú épületautomatizálási rendszerek windows alapú számítógépen futnak. Ezen
a számítógépen keresztül lehet őket programozni, a rendszer elemei közötti
kommunikációt nyomon követni, akár egy egész épületben.
2.611 Előnyök
- Nincsenek hardware platform kötöttségek
- Gyors kommunikáció a vezérlők programozása és az eszközök között.
- Több féle programozási nyelvet támogat.
- Kisebb költségek.
2.612 Hátrányok
- Új windows kiadásoknál bonyolult lehet a frissítés.
- Esetleg nehezebb későbbi rendszerváltoztatásokat végrehajtani, mert nehéz olyan
mérnököt találni, aki ismeri a rendszert.
- A hosszú távú termék-támogatás nem mindig megoldott.
2.62 PLC alapú vezérlések
A PLC egy kis számítógép, gyakran egy nagyobb elektronikai vezérlő panelban
elhelyezve, arra programozva, hogy egy egész rendszert futtasson, vagy csak egy
speciális eszközt.
19
2.621 Előnyök
- Tartósság: Ipari körülményekre fel van készítve és a stabilitása extrém
- Gyorsabb ciklusidő, mint a PC alapú rendszereknél.
- Megbízható: A PLC meghibásodások száma nagyon kicsi.
- Hosszú élettartam: Több, mint 20 évig is működhet egy PLC.
- Ismertség: Rengeteg mérnök jól ismeri a rendszereket.
- Könnyű beépíthetőség
2.622 Hátrányok
- Sok esetben drágább, mint egy PC alapú vezérlés, de az élettartamot is érdemes
figyelembe venni.
- Határozott számú I/O lehetőségek
20
3. Épület automatizálás és felügyeleti rendszer elemei és elvárt
működésük
Minden projekt légtechnikai, épületgépészeti rendszereinek teljes körű, magas
színvonalú működtetését, irányítását és központi felügyeletét, igényes automatika
elemekből, alállomásból és központi megjelenítő terminálból felépített épületfelügyeleti
rendszerből kell felépíteni. A későbbi meghibásodások elkerülésére.
A felügyeleti rendszer alkalmazása lehetővé teszi, a csatlakoztatott berendezések
központi működtetését, szabályozását, ellenőrzését.
Az épületautomatizálás berendezései kihasználják a gépészeti berendezésekben rejlő
tartalékokat, csökkentik az energiafelhasználást, gondoskodnak a berendezések
optimális és biztonságos üzemviteléről, csökkentik az üzemeltetési költségeket.
A tervezett feladat Siemens gyártmányú DESIGO termékcsaládba tartozó elemekre
épül.
Felügyeleti központ
A központi megjelenítést és kezelést számítógépes terminál biztosítja. A számítógép
Ethernet hálózaton keresztül csatlakozik az épületfelügyeleti alállomásokhoz.
Az alállomások ellátják a WEB szerver funkciókat, így a kezelői készüléken, az
operációs rendszer elemein kívül semmilyen egyéb programot nem kell alkalmazni. A
rendszer kábelen keresztül csatlakozik a LAN (Ethernet) hálózatra, Routeren keresztül
pedig a WAN (Internet) hálózathoz kapcsolódik. Így nyílik lehetőség a távfelügyeletre,
melyhez csak egy Internet elérési pont szükséges. A WEB lapok könnyen érthető
21
módon szolgáltatják a berendezések legfontosabb információit, és egyszerűen
beavatkozási lehetőséget nyújtanak.
A színes grafikus monitorok dinamikus folyamatábrák segítségével vizuálisan
tájékoztatnak a berendezések pillanatnyi állapotáról.
A hibajelzések tárolásra kerülnek. A hibák továbbítása FAX, SMS valamit E-mail
formátumban is lehetséges. A központi munkaállomás biztosítja a rendszer és a
felhasználó közötti kapcsolatot az alábbiak szerint:
- Szabályozott és vezérelt rendszerek rendszersémáinak grafikus megjelenítése
- Pillanatnyi értékek és állapotok kijelzése
- Hozzáférési szinttől függően:
- alapértékek állítása
- időprogram módosítása
- mérési eredmények tárolása és feldolgozása (trendek)
- eseménynapló vezetése (rögzíti a hibák keletkezésének, nyugtázásának,
és megszűnésének időpontját, valamint a nyugtázó azonosítóját)
- operátori napló vezetése (rögzít minden operátori beavatkozást)
- riasztási állapot megjelenítése
- képek, trendek, eseménynaplók kinyomtathatók
- kapcsolások és előírt értékek időprogram szerinti beállítása
A megjelenítő terminál a diszpécser helyiségbe települ.
Alközpontok
Az irányított rendszerekről az információkat a DDC alállomások gyűjtik össze, fogadják
a digitális és analóg jeleket, digitális és analóg parancsokat adnak ki. A hőmérséklet,
22
páratartalom, nyomás stb. analóg jelek közvetlenül a DDC alállomásokhoz
csatlakoznak. A kétállapotú üzem és hibajelek, az indítási parancsok a megfelelően
kialakított automatika, és erősáramú kapcsolószekrényekbe csatlakoznak. A DDC
alállomások a kombinált, erős- és gyengeáramú automatika szekrényben kerülnek
elhelyezésre.
A DDC alállomások Ethernet hálózaton keresztül kapcsolódnak egymáshoz és a
központi terminálhoz. A rendszer BACnet/Ethernet/IP hálózati protokollt használ,
amely nyitott, így egyéb készülékek is tudnak a rendszerhez csatlakozni.
Az alkalmazott DDC elemek szabadon programozhatóak, ezáltal a folyamatirányító
szoftverek módosíthatóak a mindenkori felhasználói igények szerint.
A DDC alközpontok az alábbi funkciókat biztosítják:
- szabályozási feladatok ellátása
- hőigény és hűtési igény jelzések generálása, továbbítása
- kapcsolások és előírt értékek időprogram szerinti beállítása
- vészjelzések azonnali továbbítása a központ felé (dátummal és idővel)
- naplózások továbbítása a központ felé
- helyi kezelés, megjelenítés
Buszrendszer
Az épület Ethernet buszrendszere a villamos terv informatikai fejezetében megadott
nyomvonalon épül fel. Az automatika szekrények erre a buszrendszerre csatlakoznak.
23
Terepi készülékek
A terepi készülékek szintén Siemens gyártmányúak, a szabályzó-vezérlő készülékekkel
teljesen kompatibilisek, és azonos műszaki minőségi követelményeknek felelnek meg.
Kerülni kell az olyan kialakításokat, amelyek az alállomások meghibásodása, vagy
áramszünet esetén veszélyes üzemvitelt eredményeznek. A végrehajtók rendelkezzenek
kézi állítási lehetőséggel is.
Periféria rendszerelemek:
- vízoldali hőmérsékletérzékelő
- vízoldali nyomáskapcsoló
- szabályozó szelep (0-10V/24VAC)
- rugós zsalumozgató (2 pont, 24V)
- szakaszoló zsalumozgató (3 pont, 230V)
- szabályzó zsalumozgató (0-10V/24VAC)
- légoldali fagyvédő termosztát (kapilláris csöves)
- légoldali nyomáskapcsoló (szűrőeltömődés)
- levegő hőmérsékletérzékelő
- kombinált, légcsatornába szerelhető hőmérséklet- és légminőség érzékelő
Az épület irányított, szabályozott rendszerei:
(A felsorolás nem teljes)
- Kazánházi rendszerek
- Fűtési áramkörök
- HMV. előállító és szolár rendszer
- Hűtőgép
- Hűtési áramkörök
- Légtechnikai rendszerek, elszívások
24
Alállomások, elosztók
Az épületrészek légtechnikai, gépészeti rendszereinek működtetéséhez, szabályozásához
és központi felügyeletéhez az egyes épületek gépészeti helyiségeiben, az
épületautomatika által is vezérelhető kapcsoló- berendezések kell legyenek telepítve.
Villamos alapadatok:
- Feszültség: 3x400/230 V 50 Hz,
- Vezérlő feszültség: 24 V 50 Hz,
- Jelző feszültség: 24 V 50 Hz,
- Érintésvédelem: nullázás +EPH (TN-S)+ törpefeszültség
A kapcsolószekrényekben megszakítós, zárlat, és túlterhelés ellen védett betáplálásokon
keresztül kell fogadni az energiát. A villamos fogyasztók rövidzárlat és túlterhelés ellen
védettek. A rövidzárlat-védelmet C karakterisztikájú kismegszakítók, megszakítók és
motorvédő kapcsolók biztosítják. A légkezelő ventilátorokat és a szivattyúkat
termisztoros motorvédelemmel is el kell látni. A kisteljesítményű ventilátorokat
motorvédő- kapcsolóval és a beépített termo-kontakt felhasználásával kell védeni.
A minden villamos fogyasztót főáramköri helyi tiltókapcsolóval kell ellátni, kivéve
azokat a szivattyúkat, amelyeknek a saját védelmi készüléke tartalmazza a tiltó
kapcsolót is.
A kapcsolószekrényekben 10 % szabad tartalék helyet kell biztosítani az esetleges
későbbi bővítés részére.
25
Vezérlés-szabályozás
Az épület felügyeleti rendszer csak akkor működik kifogástalanul, ha megfelelő
színvonalú épületautomatizálás, vezérlő és működtető rendszerhez kapcsolódik.
Az alállomás ki és bemeneti elemeit úgy kell kiválasztani, és az alállomásokat úgy kell
felépíteni, hogy a rendszerek maximális önállóságát biztosítani tudják.
A kapcsolószekrényekben elhelyezett megszakítók és a vezérléskapcsolók bekapcsolt
állapota mellett a vezérlőkörök is feszültség alá kerülnek. A bekapcsolt állapotot
jelzőlámpa mutatja.
A vezérlő rendszert a kapcsolószekrényekben mindenütt azonos jelleggel kell
kialakítani. A villamos fogyasztókat kapcsolóval és nem nyomógombbal kell
működtetni. Feszültség kimaradás után a rendszerek automatikusan újraindulnak.
A villamos rendszerek alap üzemmódja automatikus, de biztosítani kell szerviz és egyéb
feladatokra a kézi üzemmódot is (a működtetés kiválasztásához a kapcsolószekrényben
választókapcsolót kell elhelyezni). Kézi üzemben az összes motor a
kapcsolószekrényből indítható, illetve kipróbálható legyen, automata üzemben az
indításokat a DDC alállomások végzik. A fagyvédelmi és tűzvédelmi reteszeknek kézi
üzemmódban is hatásosaknak kell lenniük! A kültéri kivitelű automatika szekrények
külső felületére csak főkapcsolót kell elhelyezni.
A motorok üzem vagy hibajelzéseit meg kell jeleníteni a felügyeleti rendszeren.
Fagyveszély esetén a légtechnikai rendszer leáll, a zsaluk bezárnak, a fűtőszelep kinyit
és a fűtőszivattyú folyamatosan üzemel.
26
Minden forgó motor mellé főáramköri tiltókapcsolót kell felszerelni (pl.: GANZ
KKMO-6002).
Ha vannak a rendszerben iker szivattyúmotorok, ahol az egyik az üzemi, a másik a
tartalék. Hiba esetén a tartalék szivattyút a DDC alállomás - vagy ikerszivattyú esetén a
saját relé-paneljük - önműködően váltja. Az iker szivattyúmotorokat az azonos futásidő
biztosítása érdekében periódikusan felváltva kell működtetni.
A szabályozási körök működtetését, a rendszerek időprogram szerinti indításait, az
üzemi paraméterek mérését, a határértékek túllépésének jelzését, a folyamatok
megjelenítését, az adatok tárolását stb. végzik a DDC alállomások.
A befújt/elszívott levegő hőmérséklet alapértéke, valamint a külső hőmérséklet
kompenzációs görbe paraméterei a felhasználó által, de korlátozottan állítható legyen.
Általában a megkívánt légállapotok, befújt levegő 23C0, helyiség hőfok 24C0.
Légtechnikai rendszerek
A rendszer, szűrőkkel, hűtő és fűtő kaloriferrel, hővisszanyerővel, visszakeverő
zsalukkal, befúvó és elszívó ventilátorral, keringető szivattyúkkal ellátott légkezelő.
Az automatika rendszer elszívott levegő hőmérsékletszabályozást végez, befújt levegő
hőmérsékletkorlátozással.
A légoldali fagyvédő termosztát jelzése esetén a ventilátorok leállnak, zsaluk bezárnak,
fűtési szivattyú üzemel és a szelep teljesen kinyit. A fagyvédő termosztát, hardveresen
állítja le a légkezelőt. Minden ki/bemenet a felügyeleten is megjelenik.
27
Kazán
Az épület hőtermelését kazánok látják el. A kazánok teljesítmény szabályozása a
mindenkori hőigény szerint történik. A kazánok hiba- és üzemjeleket adnak az
épületfelügyelet részére.
Fűtéskörök
A légtechnikai rendszerekhez kapcsolódó fűtési áramkörök szabályozása légoldalról
történik. A többi fűtési áramkör (pl.: padlófűtés) szabályozása, külső
hőmérsékletkompenzálással történik. A normál vezérlés szerint nem működő
szivattyúkat hetente 5 percig járatni kell letapadás ellen.
Hűtőgép
Az épület hűtéséhez szükséges hűtővizet hőszivattyúk állítják elő. A gép saját
automatikával rendelkezik, a felügyeleti rendszer csak indítja, hűtési igény szerint. A
kiszolgáló berendezéseket a hűtőgép saját automatikája vezérli.
A hűtési főköri szivattyúkat a központi automatika indítja a mindenkori hőigény szerint.
Szolár rendszer, HMV. előállítás, vízgépészet
A szolár rendszert - fogyasztókkal együtt - a központi automatika rendszer vezérli.
Napenergiára kötött fogyasztók: HMV. tartály. A HMV tartálya normál energiáról is
fűthető.
28
Egyéb, a felügyeleti rendszerre csatlakoztatott berendezések
A tűzjelző, és a kazánházi gázveszélyjelző csatlakozik az épületfelügyeleti rendszerhez.
A tűzjelző rendszer a légkezelő berendezés számára, a megfelelő tűzszakaszról riasztó
jelzést biztosít, feszültségmentes, normál helyzetben zárt (NC) formában.
29
4. A PLC-k programozása és a feladat megoldásának bemutatása
4.1 A PLC-k programozásáról
Az IEC 61131-es standard
Ahhoz, hogy a modern programozási eszközök, szoftveres megoldások széleskörű
fejlesztését tegyék lehetővé alacsony költségvetéssel, néhány követelménynek meg kell
feleljenek. Gyakran több PLC programnyelv párhuzamos használatára van szükség,
hogy megfelelően tudjuk kezelni a nagy mennyiségű különböző feldolgozó hardware-t.
A fejlesztés és a programok módosításának megkönnyítésére, szükségünk van
különböző funkciókra, pl.: offline tesztelés és szimuláció, online módosítások egy PLC-
ben, visszafelé történő dokumentálás a PLC programjából, stb. A PLC
programblokkoknak újra felhasználhatóknak kellene lenniük, a programozási
rendszereknek nyitott interface-szel kellene rendelkezniük. Az IEC 61131-es
nemzetközi szabvány bevezetésével egy nagy lépés történt abba az irányba, hogy ezek a
feltételek teljesüljenek. Ezen standard célja, hogy csökkentse a „training” költségeket, a
nagyobb programok készítésének költségét, valamint, hogy bonyolultabb programozási
rendszereket lehessen létrehozni.
Ez a standard nagyon részletes, ezért a programozási rendszerek nem tudják
megvalósítani az egészet. Különböző tulajdonság csoportok lettek létrehozva a
különböző követelményekkel és a különböző gyártók meg tudják jelölni, hogy melyik
eszközük, milyen mértékben fedi le a standard-et. Sok PLC gyártó támogatja a
standard-et, de nagyon különböző mértékben. A standard lefedése nagy feladat, ezért a
különböző gyártók többsége nem fedi le azt teljesen.
30
A Program Organizációs Egység (Program Organization Unit = POU)
Az IEC 61131-3 standard-ben azokat a blokkokat, amikből programok és projektek
épülnek, program organizációs egységeknek hívják, amelyek megegyeznek, a program
blokkokkal, funkció blokkokkal, szekvencia blokkokkal, stb. a hagyományos
programozás világában. Egy nagyon fontos célja a standard-nek, hogy limitálja a blokk
típusok választékát és egyszerűsítse a használatukat. A standard-ben meghatározott
három POU típus: Funkció/Függvény (FUN), Funkcióblokk/modul (FB) és Program
(PROG).
A Funkció/Függvény az a POU, aminek lehetnek hozzárendelt paraméterei, de nem
rendelkezhet statikus változóval. Nem használ memóriát, ugyanazokkal a bemeneti
paraméterekkel mindig ugyanaz a kimeneti érték.
A Funkció blokknak van statikus változója (memóriát használnak) és a kimenetük függ
a belső és külső változóiktól, amelynek értékei tárolva vannak a funkció blokk
végrehajtásai között. Ezek a PLC programok fő építő elemei.
A Program az a POU típus, ami képviseli a fő programot. Különféle fő programok
futhatnak párhuzamosan, egy multitasking-ra képes PLC-ben. A fizikai címekhez
tartozó változókat itt kell deklarálni (pl.: ki/bemenetek). A többi aspektusból nézve úgy
viselkedik, mint egy FB.
4.11 A STEP 7 a Siemens fejlesztői környezete
A Siemens S7-300 és S7-400-as típusú PLC-nek a program fejlesztői software-e a
STEP 7. A programmodulok fajtái ebben a környezetben kissé eltérnek a standard-től.
31
4.111 ábra: A STEP 7 programmoduljai.
Az OB-k biztosítják a strukturált módját, hogy a program feldolgozhatósági
követelményei meglegyenek; kapcsolatot biztosítanak a PLC operációs rendszere és a
felhasználói program között. Az OB-ket a felhasználók írják, de a PLC operációs
rendszere hívja meg őket, bizonyos feltételek alapján.
Megszakítások: azok az események, amik egy-egy OB meghívását eredményezik.
(Interruptok) A STEP 7 megszakításait az alábbi táblázat foglalja össze, prioritásukkal
együtt.
A program futása megszakításokkal függeszthető fel, ezt nevezzük eseményvezérelt
programfeldolgozásnak. Ha egy megszakítás életbe lép, akkor az aktuális
programmodult megállítja a rendszer az utasításhatáron és elindítja a megszakításhoz
kapcsolt folyamatot. Ezen folyamat befejezése után folytatódik a program menete a
megfelelő helyen.
32
4.112 ábra: Megszakításfajták a STEP 7 nél
4.113 ábra: Az eseményvezérelt programfeldolgozás menete
33
A lineáris és a strukturált programozás.
Csak az egyszerű programoknál kerülhet a program egyetlen blokkba, az összetettebb
feladatokat, részfeladatokra kell bontani, ezáltal több blokkba kerülnek a különböző
részek. Így a blokkokat külön-külön is érdemes és célszerű többször meghívni, szükség
esetén. A különböző részfeladatok vannak a különböző blokkokban, így jön éltre a
strukturált programozás.
4.114 ábra: A lineáris és a strukturált programozás.
Az ICE 61131-es standard 5 féle PLC programozási nyelvet határoz meg, amik
alkalmasak a különböző feladatok megoldására.
- IL (Instuction List) Utasításlista
- LAD, LD (Ladder Diagram) Létradiagram
- SFC (Sequential Function Chart)
- FBD (Function Block Diagram) Funkció Blokk Diagram
- STL, ST (Structured Text)
34
A STEP 7-ben háromfelé módon programozhatunk. A LAD, STL és az FBD nyelvek
segítségével.
A feladatom megoldásához a létradiagram programnyelvet választottam. A LAD egy
grafikus kapcsolat a (Boolean) változók között, amit legjobban a régi relés vezérlések
áramútjához hasonlíthatunk. Ezen programnyelv kifejlesztése azért is célszerű volt, mert
éppen a relés vezérléseket váltotta fel, így könnyebb volt az átállás. Ezt a nyelvet főleg
boolean (igaz/hamis) utasítások feldolgozásara használják. A létradiagram segítségével
a logikai függvényeket áramutas módon írhatjuk le. A létrahálózatot vízszintesen kell
rajzolni a két függőleges egyenes között, amik a táp vonalat és a földet szimbolizálják.
A kontaktusok végzik el a logikai műveleteket. Baloldalról indul a logikai „1”, az áram
eléri a kapcsolt elemeket és az állapotuktól függően vagy tovább engedik vagy
megszakítják ezt a folyamot.
4.115 ábra: A Siemens STEP 7, LAD típusú programozói felülete
35
4.2 A Feladat ismertetése
A feladat egy alkalmazási példa, ahol egy 4 szintes raktárépület szellőztetésének egy
PLC-vel történő vezérlését kell megoldani. Minden szinten infra mozgásérzékelők
vannak elhelyezve. Ezek érzékelik, hogy vannak-e munkások az egyes szinteken és jelet
küldenek a PLC-nek, ami külön-külön vezérli az egyes légszelepeket a szinteken és
szabályozza a légmozgás sebességét. Található az első szinten egy nyomógomb, ami
soron kívül működteti a szellőztető rendszert.
4.2 ábra: A raktárépület elrendezése
36
4.21 Az elektromos diagram bemutatása
A rendszer elektromos része a következő elemekből áll: 4 db infra mozgásérzékelő
(L1_SEN, L2_SEN, L3_SEN, L4_SEN; egy különálló időzítő (TIMER), egy
nyomógomb (S1), egy frekvenciaváltó/konverter (FC), 4 db mágnes-kapcsoló (K1, K2,
K3, K4), 4 Légszelep elektromos motorokkal (L1_VAL, L2_VAL, L3_VAL, L4_VAL)
és egy Siemens gyártmányú S7-300-as típusú PLC (digitális I/O modulokkal), 1 db
ventilátor.
4.21 ábra: Elektromos diagram a táp ellátásokról
4.22 A feladat megoldása
A program leírása: A ventilátor 3 sebességen tud működni (a frekvenciaváltó
segítségével). A legalacsonyabb sebességgel akkor működik, mikor csak egy
mozgásérzékelő jelez vagy egy sem. A közepes sebesség akkor van használatban, mikor
2 mozgásérzékelő jelez és a leggyorsabb fokozat, ha 3 vagy 4 mozgásérzékelő jelez
egyszerre. Ezek a sebesség értékek előre vannak programozva a frekvenciaváltóban és a
digitális bemeneteivel vannak vezérelve.
37
4.23 A frekvenciaváltó bemutatása
A start és a stop funkciók könnyen vezérelhetőek a PLC DO-jaival (Digital Output), de
a sebesség vezérlése alkalmazásonként változó. A legegyszerűbb, ha a DI-okat (Digital
Input) használjuk a frekvenciaváltón. Például 2 DI segítségével 4 különböző
előreprogramozott frekvencia érték kapható, ahogy az alábbi képen látható.
4.23 ábra: Az előreprogramozott frekvenciaállapotok.
Ha a frekvenciaváltónak 3 bemenete lenne, akkor már 8 különböző állapot lenne
elérhető.
Az előre beállított frekvenciaértékeket a frekvenciaváló menüjében kell beállítani. A
DI-ok elektronikusan vannak az S7-300 PLC digitális kimeneteihez kapcsolva.
A hátránya a digitális jel által történő vezérlésnek, hogy csak korlátozott számú előre
meghatározott értékeket lehet használni. Ezeket kiküszöbölendő, a változtatható
sebesség eléréséhez általában van Analóg Input a készülékeken (0-10 V; 4-20mA).
Ezzel lehetővé válik, hogy a PLC egy analóg jellel vezérelje a sebességet. Általában a
38
0V, vagy a 4mA a 0Hz-nek megfelelő érték a frekvenciaváltónak és a 10V vagy 20mA
az 50Hz.
Egy másik mód, hogy a frekvenciaváltót vezéreljük, ha buszon történő kommunikációt
használunk. pl.: PROFIBUS, ROFINET, MODBUS, stb. Ekkor más paramétereket is
megváltoztathatunk a sebességen kívül pl.: gyorsulás, lassítás, különböző sebesség
módok, különböző paraméterek monitorozása (feszültség-, áramértékek).
4.24 A PLC program működésének ismertetése
Hogy megakadályozzuk, a szellőzés rövid időre történő abbamaradását, ha kis ideig
nincs mozgás a szinteken, 4 időzítőt használunk (T0, T1, T2, T3) a vezérlő programban,
hogy a mozgásérzékelőktől származó jelek élettartamát meghosszabbítsuk. Ha
mozgásérzékelés történik egy meghosszabbított jellel egy időben, akkor a megfelelő
időzítő újraindul.
Egy külső időzítő arra szolgál, hogy a munkanap végén kikapcsolja a teljes
szellőztetést, valamint reggel újra bekapcsolja azt. Van egy kapcsoló, amivel felül lehet
írni ezt a jelet és pl.: túlóra esetén és a ventilláció munkaidőn kívül is működhet, ha
szükség van rá.
A mozgásérzékelők jelét az adott szinteken a hozzájuk tartozó légszelepek vezérlésére
is használjuk, hogy a levegő bejuthasson az adott szintekre. A (T0, T1, T2, T3) jelű
időzítőket itt is használjuk.
Egy folyamatábra segítségével szeretném bemutatni a mintaalkalmazást, az alábbi 4.24-
es ábra a folyamatábrában használatos jelelöléseket magyarázza el.
39
4.24 ábra: A folyamatábra jelölései
40
4.25 A feladat struktogrammja
A következő képek a raktárépület szellőzésének a vezérlő algoritmust mutatják be,
folyamatábrák segítségével. Az első algoritmus a ventilátor vezérlését mutatja be, a
második a légszelepek vezérlését. A programok ezeknek az ábráknak megfelelően
vannak elkészítve.
4.251 ábra: A vezérlő algoritmus
41
4.252 ábra: A légszelepek vezérlő algoritmusa
42
A PLC programban használt változók az alábbi ábrán láthatóak. Speed1 és Speed3
külső változók, hogy leegyszerűsítsék a program írását.
4.253 ábra: Változók és ezek „címe”
43
4.26 A feladat PLC-n megírt létrahálós programja
A PLC program létradiagram segítségével van megírva. Alább látható, a különböző
részek kommentezésével együtt.
4.261 ábra: Network 1-4, Mozgásérzékelők 1-4.
A mozgásérzékelőktől érkező jelek élettartamát határozza meg. Ha mozgásdetektálás
történik, az időzítő kimenete aktiválódik. Ha a mozgásérzékelő jele megszűnik, elindul
az időzítő és a kimenetet aktívan tartja annyi időre, ami a TV bementen meg lett
határozva. Ha új jel érkezik, az időzítő újraindul.
4.262 ábra: Network 5: A ventilátor a legkisebb sebességgel forog.
44
Ha csak egy mozgásérzékelő aktív, vagy egy sem és munkaidő van, akkor a ventilátor a
legkisebb sebességgel üzemel. A frekvenciaváltó mindkét bemente „0” tehát a legkisebb
előre beállított frekvencia érték van használatban.
4.263 ábra: Network 6: A ventilátor a legnagyobb sebességgel forog.
Ha legalább 3 mozgásérzékelő van működésben, tehát jelük értéke „1” és munkaidő
van, akkor a ventilátor a legnagyobb sebességgel megy. Ekkor a 4. előreprogramozott
frekvencia van használatban, mivel a frekvenciaváltó mindkét bemenete „1”.
4.264 ábra: Network 7: A ventilátor a közepes sebességgel forog.
Ha munkaidő van és a ventilátor sem a legkisebb, sem a legnagyobb sebességen nem
forog, akkor a közepes sebesség fog aktiválódni. Ez úgy történik, hogy kizárásra kerül a
két sebesség állapot, amit a Network 5 és 6 érzékel. Az előre programozott frekvencia
45
értékek közül a 2. érvényesül. A frekvenciaváltó első bemente „0”, míg a második „1”
értéket kap.
4.265 ábra: Network 8: A frekvenciaváltó be van kapcsolva.
Ha munkaidő van vagy valaki megnyomta az 1. szinten lévő nyomógombot, akkor a
frekvenciaváltó üzemel.
4.266 ábra: Network 9: A légszelepek nyitva vannak.
Ha munkaidő van és a mozgásérzékelők jele „1” tehát aktívak, akkor a megfelelő
légszelep nyitva van.
Ha például, munkaidőben a 3. szinten mozgásérzékelés történik, akkor ennek a szintnek
a mozgásérzékelés jele meg lesz hosszabbítva 5 perccel (Network 3). A befújás
46
sebessége a legkisebb (Network 5) és a légszelep a 3-as szinten nyitva van. (Network
9). 5 perc elteltével, ha nem történik több mozgásérzékelés, akkor a 3. szinten levő
légszelep bezár.
Ezen felül a raktárépület világítás rendszerét is teljesen automatizálni lehetne, hogy a
dolgozóknak ne kelljen kapcsolgatni a lámpákat. Ennek megoldására, csak 4
mágneskapcsolóra van szükség, amik a lámpákat ki/bekapcsolják, valamint a Network 9
egyszerű módosítására van szükség.
47
5. Összefoglalás
A szakdolgozatomban bemutatásra kerültek röviden az épületautomatizálásban, széles
körben használatos PLC vezérlők, DDC rendszerek és eszközök. Felvázoltam és
összehasonlítottam ezek előnyeit és hátrányait. A vezérlők általános bemutatásán
keresztül, azok kommunikációját és a PLC vezérlők programozását is áttekintettük.
A szakdolgozat második részében egy Siemens S7-300-as PLC segítségével
elkészítettem egy programot, amiben egy 4 szintes raktár épület légmozgató rendszerét
kellett részlegesen automatizálni. A program létradiagramos megoldással készült, a
program működését bemutattam a diagramok segítségével. Megállapíthatjuk, hogy az
épületautomatizálásnak rengeteg előnye van és felhasználási területei felettébb
sokszínűek. A megoldások kiválasztásánál gondosan körül kell nézzünk, hogy a
megfelelő módszert válasszuk az automatizálásra, mind anyagi, mind erőforrás,
valamint megvalósíthatóság szempontjából.
48
6. Summary
In my thesis I shortly introduced the PLC controllers and the DDC systems widely used
in the building automation systems. I demonstrated and compared their advantages and
disadvantages. Through the controller’s general introduction, I looked at their
communication and the programming of the PLC controllers.
In the second part of my thesis with the use of a Siemens S7-300 PLC controller I
prepared a program, by which the air ventilation system of a four-storey warehouse had
to be partly automated. The program was made with the help of the ladder diagram
programming method. I demonstrated the program through illustrations. It can be stated
that the building automation has lots of positive effects and its application fields are
extremely varied. When choosing from the different solutions, we have to carefully
check whether we choose the right type of automation for the actual system, by looking
at the resource needs and the financial possibilities we have.
49
7. Irodalomjegyzék
[1] Hodossy László: Programozott vezérlések I., Győr: Széchenyi István
Egyetem, 2006
[2] Dr. Ajtonyi István, Dr. Gyuricza István: Programozható
irányítóberendezések, hálózatok és rendszerek, Műszaki Könyvkiadó, 2002
[3] A STEP7 programozás alapjai, Mérnök 2000 Kft. a Siemens zRt. A&D
megbízásából [online], Budapest, 2008 május, URL:
http://szirty.uw.hu/misc/S7-300_programozas.pdf [2015.10.10]
A szakmai gyakorlaton folytatott konzultációk során szerzett információk
alapján