механизмы и технологические процессы. Второе питает различные датчики и приборы управления, также такое питание называют цепью управления. Еще можно выделить питание осветительных приборов, подогрев, питание связного оборудования и других вспомогательных систем. Программируемые контроллеры успешно применяются во всех перечисленных системах, но мы рассмотрим применение контроллеров для управления исполнительными механизмами и процессами.

Так как подача силового питания приводит в действие исполнительные устройства, работа которых сама по себе может быть небезопасной, то для эксплуатации этих устройств необходима простая и надежная система отключения. Во время работы могут возникать нештатные ситуации, при которых вероятен переход исполнительных механизмов и систем в состояния, не предусмотренные их конструкцией. Поэтому управление включением и отключением силового питания — наиболее важная часть системы безопасности.

Использование главного контактора, подающего силовое питание, — хорошее, испытанное временем решение. Напряжение на катушку главного контактора подается через цепь последовательно включенных аварийных кнопок, при нажатии на одну из которых отключается катушка главного контактора и снимается силовое питание. Конечно, есть ситуации, когда внезапное отключение главного контактора может привести к тяжелым последствиям. Например, в последовательной цепи конвейеров отключение одного из них приведет к заваливанию остановившегося конвейера грузом, перемещаемым предыдущим конвейером. Даже если при аварии одновременно будут отключены все конвейеры, то из-за разности скоростей торможения последовательно стоящих конвейеров может произойти заваливание конвейера грузом с предыдущего. Можно привести и другие примеры негативного влияния резкого отключения силового питания. Причем такое отключение может произойти не только от нажатия аварийной кнопки, а, например, из-за аварии на подстанции или в передающих электросетях. Поэтому вопрос безопасного останова механизма или процесса при отключении силового питания должен рассматриваться на стадии их проектирования. И здесь в первую очередь необходимо позаботиться о безопасности людей, а не о возможных экономических потерях.

Управление силовым питанием при помощи контроллера — удобное решение, когда оборудование эксплуатируется в штатном режиме и не предполагается резкой остановки оборудования. Но в любом случае должна быть предусмотрена возможность отключения силового питания независимо от работоспособности контроллера. Наиболее простым и безопасным способом подачи силового питания будет такой, при котором контроллер остается только наблюдателем за процессом включения. В цепи включения главного контактора помимо кнопок включения, выключения, аварийных кнопок и датчиков должен быть нормально открытый контакт реле готовности контроллера. Если программа контроллера полностью загрузилась и контроллер может управлять оборудованием в штатном режиме, программа активирует реле готовности контроллера и становится возможным включение главного контактора. То есть при неработающем контроллере главный контактор не включится. Если необходимо программное управление различными электрическими устройствами, то силовое питание после главного контактора подается на так называемые линейные контакторы, питающие отдельные устройства. При таком способе можно из программы управлять силовым питанием отдельных частей оборудования, не вторгаясь в цепи безопасности.

На рис. 53 показана программа, выдающая разрешение на включение главного контактора и разрешение на включение питающихся от него систем. Перед подачей питания на исполнительные устройства необходимо убедиться, что ручки управления установлены в безопасное положение и подача питания не приведет к серьезным последствиям. Если ручки управления выключены, то импульс, сформированный по переднему фронту сигнала «цепь управ. 220 В включена», устанавливает в единицу ячейку «RS» в первом столбце и, следовательно, выходную переменную с адресом 11. Данная переменная разрешает включение силового питания и может быть сброшена либо сигналом аварии, либо отключением питания цепи управления. Защита от подачи питания при включенных ручках управления предусмотрена для того, чтобы в момент включения не произошел случайный, непредсказуемый пуск оборудования.

Рис. 53. Программа, выдающая разрешение на подачу силового питания, на момент включения

На рис. 53 показано состояние программы в момент появления на входе контроллера сигнала «цепь управ. 220 В включена». Таймер задержки включения TON в строке 2 только что установил текущее значение времени. Данная задержка нужна для того, чтобы все датчики и приборы в цепи управления успели войти в работу до начала управления оборудованием. В зависимости от применяемых приборов время задержки может быть изменено. Так как главный контактор еще не включен и таймер в строке 2 не установил на своем выходе единицу, то разрешение управления системами отсутствует.

На рис. 54 показано состояние этой же программы при включенном силовом питании. Выходной сигнал «разрешение управления системами» формируется двумя активными ячейками в строках 2 и 10. Состояние активной ячейки в строке 2 будет равным единице через 2 секунды после включения цепи управления. Состояние ячейки в строке 10 станет равным единице после включения главного контактора.

Рис. 54. Программа, выдающая разрешение на подачу силового питания, во включенном состоянии.

Если во время работы по какой-то причине пропадает напряжение 220 вольт в цепи управления, то дальнейшая эксплуатация оборудования должна быть прекращена. Состояния различных датчиков, концевых и аварийных выключателей при отсутствии напряжения управления не будут отражать текущие состояния исполнительных механизмов и систем. В таком случае при отключении цепи управления должен отключаться главный контактор и сниматься разрешение управлять системами.

На рис. 55 показано состояние табличной программы при пропадании напряжения 220 вольт в цепи управления.

Рис. 55. Программа, выдающая разрешение на подачу силового питания, при пропадании напряжения в цепи управления

Данный вариант слежения за силовым питанием показан для примера. На практике алгоритм программы, управляющей питанием, будет зависеть от применяемых схемных решений и может сильно отличаться от приведенного выше. Но независимо от применяемых решений необходимо предусмотреть, чтобы подача силового питания происходила только при наличии сигнала разрешения от контроллера. Такой сигнал должен гарантировать, что программа полностью загружена и находится в состоянии работы.

4.3. Кнопки «Пуск» и «Стоп»

Для управления различными устройствами на производстве часто применяют две кнопки — зеленую для включения оборудования и красную для выключения. Возможны и другие варианты управления включением, но двухкнопочный — самый распространенный. Чтобы реализовать такое управление в табличной программе, для начала необходимо уточнить некоторые особенности двухкнопочного управления. Зеленую кнопку будем называть «Пуск», красную — «Стоп». Кратковременное нажатие на кнопку «Пуск» должно включить оборудование. Причем включение произойдет сразу же, в момент нажатия на кнопку. Возможный вариант включения в момент отпускания кнопки, или по заднему фронту, пока рассматривать не будем. Аналогично и кнопка «Стоп» отключит оборудование в момент ее нажатия.

Для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования требуется, чтобы кнопки управления обеспечивали отключение при первой необходимости. Поэтому кнопка «Стоп» имеет приоритет над кнопкой «Пуск». Так же и в электрических схемах в целях безопасности предусматривается контроль состояния кнопки «Стоп» и подключающей ее