Flytskjema

Why Flowchart or State-Machine ?n PLC programs can become difficult for others to readwithout documentationn Flowchart or state-machine is a standard approach todocument a logic program flown Documentation required by ISO 9001n PXXXX-DS011 Design SpecificationMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 3n PXXXX-DS021 Functional Descriptionn PXXXX-DS024 Program Descriptionn PXXXX-DS025 Definition of Variables

Example Flow ChartMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 4

Ladder Logic FunctionsMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 6

Ladder Logic Functions and OutputsMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 7

Pedestrian Crossing: ExerciseInputs: S1, S2 (walk button)Outputs: L1, L2, …, L6 (2 sets of red, yellow, green lights)Green NS – ST1Yellow NS – ST2Green EW – ST3Yellow EW - ST44 seconds delay fromyellow to greenMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 8

State based design approachn A State based system can be described with system states, andthe transitions between those states.n If the system is in state 1 and A happens the system will thengo into state 2, otherwise it will remain in State 1.n if the system is in state 2, and B happens the system will returnto state 1.MAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 9

Pedestrian Crossing Example: State-MachineInputs: S1, S2 (walk button)Outputs: L1, L2, …, L6 (2 sets of red, yellow, green lights)MAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 1 0Green NS – ST1Yellow NS – ST2Green EW – ST3Yellow EW - ST44 seconds delay fromyellow to green

MAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 1 1Pedestrian Crossing: State-Machine1. Obtain the states2. Draw the state transition diagram3. Derive state equations and transientequations4. Convert to ladder logic ST3Transients: T1,T2,T3,T4,T5e.g. T1: transient from ST1 to ST2ST2Delay 4 sT2System State:L1,L2, .., L6State description:ST1,ST2,ST3,ST4and First Scan: FST1S1 pressedST1FST5S2 PressedT3ST4T4Delay 4 s

Pedestrian Crossing: State-MachineInputs: S1, S2 (walk button)Outputs: L1, L2, …, L6Delay 4 sT2ST3S2 PressedT33. Derive state equations andtransient equationsST2T1S1 pressedST1FST5ST4T4Delay 4 sMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 1 2

Convert to Ladder LogicMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 1 3

State EquationsMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 1 4

OutputsMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 1 5

Alternative Implementation with SR BlockEquivalentT4SQST1T5T1RMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 1 6

Statement List: Example 1EquivalentA(O ST1O T4O T5)AN T1= ST1MAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 1 7

Functional Block DiagramEquivalentST1>=1T4 >=1T5T1&ST1MAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 1 8

Oppgave: SorteringsmaskinMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 1 9

Oppgave: SorteringsmaskinMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 2 0

Sorteringsmaskin: IO ListeLag en IO-liste og tegn flytskjema for systemetMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 2 1IO-Liste:Inngang I1=Første metalldetektor (upstream). True=Metall.Inngang I2=Andre metalldetektor (downstream). True=MetallInngang I3=Første plastikkdetektor (upstream). True=PlastikkInngang I4=Andre platikkdetektor (downstream). True=Plastikk.Inngang I5=RESETUtgang O1=Styrearm (True=Slipper metall forbi, False=slipper plastikk forbi)Utgang O2=Transportbånd (True=På, False=Stoppet). Felles for begge båndeneUtgang O3=Alarmlys. True=Alarm

Flytskjema: (Det kan lages andre løsninger)Antagelse: Kun ett objekt på båndetRESETO1=TRUEO2=TRUEO3=FALSETELLER METALL=0TELLER PLASTIKK=0INITIALVERDIERMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 2 2METALLNEITELLER METALL+1JAI1 ?JAO1=TRUEVENT X SEKI2 ?I3 ?NEI O2=FALSENEI JAI4 ?O3=TRUEALARMJAO1=FALSEVENT X SEKNEITELLER PLASTIKK+1PLASTIKK

Praktisk Øving: Sorteringsmaskinn Implementer flytskjemaet på PLS basert påmetodikken som er innført:– Steg 1: Transisjoner T– Steg 2: Funksjoner F– Steg 3: UtgangerMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 2 3

Sorteringsmaskin: Tilstandsdiagramn Neste Oppgave: Implementer sorteringsmaskinensom en tilstandsmaskinn Implementer tilstandsmaskinen på PLS basert påmetodikken som er innført:MAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 2 4– Steg 1: Transisjoner T– Steg 2: Tilstander S– Steg 3: Utganger

Tilstandsmaskin: (Det kan lages andre løsninger)Teller Plastikk=0Teller Metall=-1RESETI1I2Metallhar passertTeller Metall +1I3Metallpå båndetPlastikkpå båndetMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 2 5Etter x sekI1Plastikkhar passertTeller plastikk + 1Alarm-TilstandI4I3Etter x sek

Oppgave: Heisn En heis har tre etasjern Utenfor heisen i hver etasje er det en «Hit» knappn Inne i heisen er det en knapp for hver etasje (1-2-3)MAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 2 6n Heisen bruker 5 sekunder for å bevege seg mellomto etasjern Hver etasje har en tilsvarende lampe som skaltennes når heisen befinner seg i den etasjen.n Lag IO-liste og tegn flytskjema for heisenn Tegn tilstandsdiagram for heisenn Implementer en av løsningene på PLS

Eksempel: Pumpesystem for gruveMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 2 7

Eksempel: Pumpesystem for gruveFunksjonsbeskrivelse:Operatøren kan velge enten AUTO eller MANUELL ved hjelp av en bryter påoperatørpanelet.MANUELL:Når systemet er i manuell modus startes pumpe 1 og 2 av sine respektive trykkknapper.Når stopp-knappen trykkes inn, stoppes begge pumpene.MAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 2 8AUTO:Når nivået er lavere enn B, skal begge pumpene de-aktiveres og duty-pumpenskal byttes. Ved vann-nivå B skal kun duty-pumpen aktiveres. Ved vann-nivåD skal pumpene stoppes og alarm-lampen tennes.I Auto-modus skal det indikeres med en lampe hvilken pumpe som er duty.Når nivået går fra B til A, skal det være 10 sekunder tidsforsinkelse før dutypumpen stoppes. Dette for å hindre at nivået skal svitsje mellom A og B. Førstetter at duty pumpen er stoppet, skal duty byttes.

Flytskjema: GruveModus ValgTr1Tr2MAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 2 9Auto ModusTr3Tr1: (MODUSVELGER = TRUE) AND (HOVEDBRYTER = TRUE)Tr2: (MODUSVELGER = FALSE) AND (HOVEDBRYTER = TRUE)Tr3: HOVEDBRYTER = FALSETr4: HOVEDBRYTER = FALSEManuell ModusTr4

MAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 3 0SjekkTr3Nivå ADel 1Nivå ADel 2AutoModusTr5 Tr6 Tr7 Tr8 Tr9Tr10Tr11Nivå B Nivå C Nivå D Sensor-FeilTr12 Tr13 Tr14 Tr15Tr5: (SENSOR1 = FALSE) AND (SENSOR2 = FALSE) AND (SENSOR3 = FALSE)Tr6: (SENSOR1 = TRUE) AND (SENSOR2 = FALSE) AND (SENSOR3 = FALSE)Tr7: (SENSOR1 = TRUE) AND (SENSOR2 = TRUE) AND (SENSOR3 = FALSE)Tr8: (SENSOR1 = TRUE) AND (SENSOR2 = TRUE) AND (SENSOR3 = TRUE)Tr9: ((SENSOR1 = FALSE) AND (SENSOR2 = TRUE)) OR((SENSOR1 = FALSE) AND (SENSOR3 = TRUE) OR((SENSOR2 = FALSE) AND (SENSOR3 = TRUE))Tr10: (Tid i Nivå-A-Del-1 > 10 sekunder)Tr11: (SENSOR1 = TRUE)Tr12: (SENSOR1 = FALSE) OR (SENSOR2 = TRUE)Tr13: (SENSOR2 = FALSE) OR (SENSOR3 = TRUE)Tr14: (SENSOR3 = FALSE) OR RESETTr15: TRUENivå A Del 1:(Ingen forandring)Nivå A Del 2:Alle lys og pumper avBytt duty pumpeIF duty=0 THEN duty=1ELSE duty=0Nivå B:IF duty=0 THENstart pumpe 1duty lys pumpe 1ELSEstart pumpe 2duty lys pumpe 2ENDNivå C:Start duty og standby pumpeIF duty=0 THENduty lys pumpe 1ELSEduty lys pumpe 2ENDNivå D:Stopp pumperNødlys påAlle andre lys avEn minne-variabel ernødvendig for å lagre dutypumpe

ManuellModusSjekkTr4Tr15 Tr16 Tr17StartPumpe 1StartPumpe 2StoppPumpeneMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 3 1Tr15: (I1.3 = TRUE) AND NOT (I1.5 = FALSE)Tr16: I1.4 = TRUE AND NOT (I1.5 = FALSE)Tr17: I1.5 = TRUEDenne løsningen gjør det mulig å starte begge pumpene samtidig,samt man trenger ikke å holde knappene inne for at pumpene skalvirke.

Duty Swapping for PumperTo Minnebit: DutyPump (0 or 1)DutySwapped (0 or 1)Low LevelMAS1 1 3 Dig it al Con t rol, Sem est er 1 , 2 0 0 9 . Pag e: 3 2Logic:IF (Low) AND (DutySwapped=0) AND (DutyPump=0)THEN (DutyPump=1) + (DutySwapped=1)IF (Low) AND (DutySwapped=0) AND (DutyPump=1)THEN (DutyPump=0) + (DutySwapped=1)IF (Not Low) THEN DutySwapped=0Illustrer dette med et flytskjema!!