Актуализация на система с девиаторни ключове. Схема с Smart Relay.

Разработката която искам да ви покажа, я направих преди няколко месеца. Тя ми беше дадена като задание за курсов проект, но смятам, че има своята експлоатационна тежест, и може да търпи развитие и модификации.

Поради факта, че имах конкретни задания, схемата е реализирана с програмируемо реле на фирмата Schneider Electric, но концепцията може да бъде реализирана спокойно с който и да е подобен продукт.

I.                  Съдаржание на проекта

1.     Задание. Същност и пояснения.

2.     Блок схема на поставаената задача.

3.     Актуализация на заданието, чрез промяна на технологията и ТСА.

4.     Описание на входните и изходните сигнали на системата.

5.     Програмна реализация на задачата.

II.            Реализация на поставените задачи

1. Задание. Същност и пояснения.


Целта на поставената задача е да се реализира система за включването и изключването на лампа от няколко различни ключа.

Фиг.1 Схема на свързване на лампа, с два отделни ключа

На Фиг.1 виждаме реализирана схема на свързвана, която използва два ключа за промяна на състоянието на една лампа. Независимо от това който от ключовете бива натиснат, винаги лампата ще променя състоянието си от включено в изключено.

Фиг.2 Схема на свързване на лампа, с три отделни ключа

Аналогично на първия случай, на фигура 2 имаме същата система, но реализирана с 3 ключа. Класическото изпълнение на тази задача става, чрез използването на девиаторни ключове (Multiway Switches). То е доказано във времето, като ефективно но само по себе си има няколко съществени недостатъка. Най-съществения от тях е, че при нужда за добавяне на допълнителни ключове, трябва да се правят сложни хардуерни и монтажни процедури, които при реализацията посредством PLC са премахнати.

2. Блок схеми на поставените задачи.

Принципа на работа на двете схеми на свързване може да бъде описано, чрез съответните блок схеми.

Фиг.3 Блок схема на вариант с два ключа

На схемата като Input 1 и Input 2 са отбелязани съответно промяната на състоянието на ключове 1 и 2. Тя е изградена, съборазно таблицата за истинност на „сума по модул 2“ или „изключващо ИЛИ“.

Фиг. 5 Таблица на истинност на „изключващо ИЛИ“.

Ако приемем, че лампата е логически елемент който може да приема две състояния, 1 –„Включено“ и 0-„Изключено“, и ключовете могат да заемат същите състояния, тогава можем да разсъждаваме по блок схемата по следния начин. Ако двата ключа имат еднакви състояния, то това означава, че лампата е включена, и към нея се подава „0“ за да бъде спряна. Ако са с различни стойности, означава, че лампата е спряна и към нея се подава „1“ за да бъде пусната.

3.     Актуализация на заданието, чрез промяна на технологията и ТСА.

В класическия си вид, този тип системи за запалване на лампа, използват така наречените девиаторни ключове (Multiway Switches).

Фиг.6 Принципна схема на свързване с девиаторни ключове

Ако добавим един кръстат ключ можем да направим схемата да пали лампата от 3 различни места.

Фиг.7 Принципна схема на свързване с три ключа

Чрез добавянето на още допълнителни кръстати ключове, свързани последователно между двата девиаторни, можем да направим колкото са необходими места за включване. Това само по себе си работи добре, но при нужда от добавяне на нови ключове, се налагат няколко по-сложни от монтажна гледна точка операции. Първо трябва да се прекъсне захранването. След това трябва да се прекъсне връзката между два кръстати ключа, или между девиаторен и кръстат, да се разпънат нови проводници, който да са свързват новия елемнт към старите два, да се свърже новия елемент, и след това да се пусне отново захранването. В цялата процедура могат да възникнат няколко основни проблема. Един от тях е физическото разположение на ключовете и проводниците. Ако са на неудобно място, където трябва да се правят разрези, пробиви в стени, с цел да се достигнат самите проводници. След това трябва да се изтеглят проводници до мястото на поставянето на новия ключ, което само по себе си означава 4 проводника.

Цялата тази процедура може да се съкрати ако се използват така наречените Smart Relay. Те представляват програмируеми релета, имащи различни на брой входове и изходи. Предимството на тези релета е, че в тях може да се залагат потребителски програми. В случая можем да използваме такова реле, като междинен модул, който да обработва подадените от физическите ключове сигнали, и да управляваме лампата. С използването на такъв междинен модул, много лесно можем да добавям допълнителни ключове, и интегрирането им в работната програма става много лесно.

За целите на курсовата работа е избрано програмируемо реле на фирма “Schneider electric” модел SR2B121JD.

Фиг.8 Програмируемо реле модел SR2B121JD

Релето е подходящо защото има 8 входни канала, поддържащи дискретни входове, каквито ще поучаваме от ключовете. Също така има релейни изходи, поддъращи над 220VAC, което ни позволява да свържем лампата дикретно, и така да я управялваме без допълнителна силова електроника.

Фиг.9 Принципна схема за управление реализирана с SR2B121JD

Идейната постройка тук се базира на това, че ключовете и релето са закачени на една обща захранваща шина. Това означава, че когато искаме да добавим нов ключ това може да стане лесно, като го прикачим на захранващата шина, и съответно към релето. След това просто се добавя новия канал в кода на релето, както ще бъде пояснено.

4.     Описание на входните и изходните сигнали на системата. Избор на подходящ контролер.

Променлива	O/I	Тип на сигнала	Описание
I1	I	Дискретен	Входен сигнал от първи ключ
I2	I	Дискретен	Входен сигнал от втори ключ
I3	I	Дискретен	Входен сигнал от трети ключ
Q1	O	Релеен	Изходен сигнал за включване на лампа

Таблица 1. Описание на входно-изходните сигнали

5.     Програмна реализация на задачата.

Поставената задача е релаизирана, чрез програмируемо реле модел SR2B121JD на фирма Schneider electric. Изпозлван е FB пакета на софтуера ZelioSoft 2.

Фиг 10. Реализация на схема с два ключа в средата ZelioSoft 2

Схемата реализирана със три ключа е подобна, единственото което трябва е да добави още един сравняващ елемент.

Фиг 11. Реализация на схема с три ключа в средата ZelioSoft 2

Логиката на работа покирва описаното в точка три.

     ЛИТЕРАТУРА

[1]   SR2B121JD Datasheet - Mouser Electronics

[2] http://www.eltro-bg.com/articles_8.htm