Aangepast zoeken
2. Combinatorische problemen

2.1 Opbouw en verwerking van een programma

Surf naar het gewenste item van dit deeltje:
Opbouw van een instructie
Belangrijkste operaties
Belangrijkste soorten operanden
Soorten PLC-talen

2.1.1 Opbouw van een instructie.

Bovenstaande relaisschakeling wordt vervangen door een PLC-schakeling. Een programma bepaalt hoe de schakeling werkt.

Een programma bestaat uit instructies.
Bijvoorbeeld:
A I 0.0
= Q 1.0

Dit programma bestaat uit twee instructies. De lamp zal branden als je de schakelaar sluit. Door een ander programma in te geven, kan je de werking van de schakeling veranderen. Zo zou je bijvoorbeeld de lamp 1 minuut kunnen laten branden bij het sluiten van de schakelaar.
Een PLC-instructie is als volgt opgebouwd:


2.1.2 Belangrijkste operaties.

IEC (Engels) SIEMENS-taal (Duits) VERKLARING
A U En-functie (AND) (UND)
O O Of-functie (Or) (Oder)
N N NIET-functie (NOT) (Nicht)
= = Toewijzen
R R Reset
S S Set

2.1.3 Belangrijkste soorten operanden

IEC (Engels) SIEMENS-taal (Duits) VERKLARING
I E Ingang (Input) (Eingang)
Q A Uitgang (Quit)(Ausgang)
M M Geheugen(Memory)(Marker)(Merker)
T T Tijdfunctie (Timer)
C Z Telfunctie (Counter) (Zälher)

Oefening
Analyseer de instructie = Q 124.3

2.1.4 Soorten PLC-talen

IEC (Engels) SIEMENS-taal (Duits)
LD of LAD (Ladderdiagram) KOP (Kontactplan)
IL of STL (Instrucion List of Statement List AWL (Anweizungsliste)
FBD (Function Block Diagram) FUP (Functieplan)

Er zijn nog enkele soorten PLC-talen, die we niet verder behandelen in deze cursus. Je vindt er info over op volgende site:

2.2 Logische basisfuncties programmeren

Surf naar het gewenste item van dit deeltje:
JA-functie
NEEN-functie
EN-functie
OF-functie
EXOF-functie
NEN-functie
NOF-functie
Afvragen van de status of de toestand
RLO; Result of Logic Operation
Hoe NO en NG-schakelelementen vertalen in een PLC-programma
2.2.1 JA-functie


Waarheidstabel
I 0.0 Q 1.0
0 0
1 1

Booleaanse schrijfwijze: Q 1.0 = I 0.0
IL

A I 0.0
= Q 1.0


LD

FBD



NIET-functie


Waarheidstabel
I 0.0 Q 1.0
1 0
0 1

Booleaanse schrijfwijze: Q 1.0 = -I 0.0
IL

AN I 0.0
= Q 1.0


LD

FBD


EN-functie


Waarheidstabel
I 0.0 I 0.1 Q 1.0
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

Booleaanse schrijfwijze: Q 1.0 = I 0.0 . I 0.1
IL

A I 0.0
A I 0.1
= Q 1.0


LD

FBD


OF-functie


Waarheidstabel
I 0.0 I 0.1 Q 1.0
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

Booleaanse schrijfwijze:Q 1.0 = I 0.0 + I 0.1
IL

O I 0.0
O I 0.1
= Q 1.0


LD

FBD


EXOF-functie


Waarheidstabel
I 0.0 I 0.1 Q 1.0
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Booleaanse schrijfwijze:Q 1.0 = (I 0.0 . I 0.1)+(-I 0.0 . -I 0.1)
IL

X I 0.0
X I 0.1
= Q 1.0


LD: geen symbool

FBD



NEN-functie (NIET-EN)
De EN-functie wordt geïnverteerd.
Waarheidstabel

I 0.0 I 0.1 I 0.0 & I 0.1 Q 1.0
0 0 0 1
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0

Booleaanse schrijfwijze: Q 1.0 = -(I 0.0 . I 0.1)
IL

A I 0.0
A I 0.1
NOT
= Q 1.0


LD

FBD


Oefening
Bouw, vertrekkende van de Booleaanse vergelijking het FBD-schema op door combinaties van EN en NIET-poorten.

NOF-functie (NIET OF)

Het resultaat van de OF-functie geïnverteerd.
Waarheidstabel

I 0.0 I 0.1 I 0.0 + I 0.1 Q 1.0
0 0 0 1
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 1 0

Booleaanse schrijfwijze:Q 1.0 = -(I 0.0 + I 0.1)
IL

(
O I 0.0
O I 0.1
)
NOT
= Q 1.0


LD

FBD


Oefening
Bouw, vertrekkende van de Booleaanse vergelijking het FBD-schema op door combinaties EN en NIET-poorten.

OPMERKING: De symbolen zijn getekend zoals ze bij een aantal PLC-programma's voorkomen. Er zijn ook nog andere symbolen in omgang!
IEC-poortsymbolen:
Bij deze link vind je uitleg over de poorten.

Afvragen van de status of de toestand

Als de status van I 0.0 "1" is, dan moet de uitgang Q 2.0 gestuurd worden.


Als de status van I 0.0 "0" is, dan moet de uitgang Q 2.0 gestuurd worden.

2.2.9 RLO; Result of Logic Operation

Bij de verwerking van het PLC-programma wordt het reslultaat na elke instructie opgeslagen in een geheugen.

Oefening
Vul de "RLO" in.
a.

PROGRAMMA STAUS RLO
A I 0.0 1 ...
A I 0.1 0 ...
A I 0.2 1 ...
= Q 2.2 ... ...

b.
PROGRAMMA STAUS RLO
A I 0.0 0 ...
A I 0.1 1 ...
A I 0.2 1 ...
= Q 2.2 ... ...

c.
PROGRAMMA STAUS RLO
O I 0.0 1 ...
O I 0.1 0 ...
O I 0.2 1 ...
= Q 2.2 ... ...

d.
PROGRAMMA STAUS RLO
O I 0.0 0 ...
O I 0.1 1 ...
O I 0.2 0 ...
= Q 2.2 ... ...

e.
PROGRAMMA STAUS RLO
A I 0.0 1 ...
AN I 0.1 0 ...
A I 0.2 1 ...
= Q 2.2 ... ...

f.
PROGRAMMA STAUS RLO
ON I 0.0 1 ...
O I 0.1 0 ...
O I 0.2 1 ...
= Q 2.2 ... ...

g.
PROGRAMMA STAUS RLO
AN I 0.0 0 ...
A I 0.1 1 ...
AN I 0.2 0 ...
= Q 2.2 ... ...

h. Vul zowel Status als RLO in.
PROGRAMMA STAUS RLO
A I 0.0 ... ...
AN I 0.1 ... ...
AN I 0.2 ... ...
A I 0.3 ... ...
= Q 3.2 ... ...

i. Vul zowel Status als RLO in.
PROGRAMMA STAUS RLO
AN I 0.0 ... ...
AN I 0.1 ... ...
AN I 0.2 ... ...
A I 0.3 ... ...
= Q 3.2 ... ...

j. Vul zowel Status als RLO in.
PROGRAMMA STAUS RLO
ON I 0.0 ... ...
O I 0.1 ... ...
O I 0.2 ... ...
ON I 0.3 ... ...
= Q 3.2 ... ...

k. Vul zowel Status als RLO in.
PROGRAMMA STAUS RLO
O0 I 0.0 ... ...
ON I 0.1 ... ...
ON I 0.2 ... ...
O I 0.3 ... ...
= Q 3.2 ... ...

l. Vul zowel Status als RLO in.
PROGRAMMA STAUS RLO
AN I 0.0 ... ...
A I 0.1 ... ...
AN I 0.2 ... ...
A I 0.3 ... ...
= Q 3.2 ... ...

Hoe NO en NG-schakelelementen vertalen in een PLC-programma?


Juiste oplossing

Oefening
Vul status en RLO in


2.3 Samenstellen van basisfuncties

Surf naar het gewenste item van dit deeltje:
Parallelschakeling met een serieingangen
Serieschakeling met parallelingangen
Gebruik van haakjes
Oefening gebruik haakjes
Oefeningen gebruik zo weinig mogelijk haakjes
2.3.1 Parallelschakeling met een serieingangen

A I 0.0
A I 0.1
O I 0.2
= Q 2.0


A I 0.0
A I 0.1
O
A I 0.2
A I 0.3
= Q 2.0


2.3.2 Serieschakeling met parallelingangen

A I 0.2
A (
O I 0.3
O I 0.4
)
= Q 2.0


A(
O I 0.0
O I 0.2

)
A (

O I 0.1
O I 0.3

)
= Q 2.0


2.3.3 Gebruik van haakjes

Je mag haakjes bij vertakkingen plaatsen.
Serieschakeling

...
O(
A I 0.0
A I 0.1
)
...


Parallelschakeling

...
A(
O I 0.0
O I 0.3
)
...

Oefening
Stel de instructielijst op.

a.


b.

c.

d.

e.

A I 0.2
A(

O I 0.3
O I 0.4

)
= Q 3.2

Uitzondering: haakjes mogen weggelaten worden als de paralleschakeling uiterst LINKS staat.
A I 0.2
O I 0.3
O I 0.4

= Q 3.2

Oefening
Stel de instructielijst op, gebruik zo weinig mogelijk haakjes
a.

b.

c.

d.

e.

Oefening
Bouw het ladderdiagram op.
a.
O I 0.0
O I 0.1
O I 0.4
A I 0.2
A I 0.3
= Q 4.0





b.
A I 0.0
AN I 0.1
A I 0.2
O
AN I 0.3
A I 0.4
O I 0.5
= Q 3.0



c.
A I 0.0
A(
AN I 0.1
A I 0.2
O I 0.3
)
= Q 3.0



d.
O I 0.0
O I 0.1
O I 0.2
A(
O I 0.3
O I 0.4
)
A I 0.5
= Q 3.0

e.
A(
O I 0.0
O I 0.1
)
A I 0.2
A I 0.3
O I 0.4
= Q 2.0


Bij Omron gebruikt men geen haakjes. Zie hier voor voorbeelden:

2.4 Gebruik een van hulpgeheugen M (Memory of Marker)
Op de uitgang Q 2.4 moet niets aangesloten worden. Je gebruikt dan een memory (marker of merker). Memories worden opdezelfde wijze geadresseerd als in- en uitgangen.

Vertakkingen bij Omron:

2.5 Set-Reset-geheugen
We veranderen de status van de setingang (S) en de resetingang (R). Hoe verandert de uitgang Q 3.1?

Verkort prgramma, met voorrang voor het resetten:

A I 0.0
S Q 3.1
A I 0.1
R Q 3.1

Klik hier om te leren hoe je een SR-geheugen programmeert bij het softwarepaket S7 van Siemens:

Staat de setingang als laastste dan is er voorrang voor het setten.

Oefening
Teken het ladderdiagram (LD) en schrijf de instructielijst (IL). Een lamp moet branden als op ingang 0.1 OF op ingang 0.2 een impuls komt. De lamp moet uitschakelen als op ingang 0.3 EN op ingang 0.4 een impuls komt. De lamp wordt op uitgang 3.3 aangesloten. Er moet prioriteit voor het inschakelen zijn. Maak gebruik van een SR of RS-geheugen.

2.6 Flankdetectie

Surf naar het gewenste item van dit deeltje:
Detectie van een positieve flank
Detectie van een negatieve flank
Oefeningen flankdetectie

2.6.1 Detectie van een positieve flank aan I 0.0

2.6.2 Detectie van een negatieve flank

De uitgang Q 3.1 wordt gestuurd indien I0.4 status "1" heeft en indien er een negatieve flank aan I 0.6 komt.

2.6.3 Oefening
Bij een machine worden rode en groene dozen gesorteerd. De rode dozen moeten in bak 1 belanden, de groene in bak 2. Als er zich een rode doos op de schuif bevindt zal de schuif stoppen bij een positieve flank aan I 124.0. Bij een groene doos stopt de schuif bij een negatieve flank aan I 124.0. De twee posities worden bepaald door de lengte van de nok. De aandrijving van de schuif gebeurt via Q 124.4. Het startcommando komt van een marker M 15.0. Vervolledig het ladderdiagram en schrijf de instructielijst voor de schuifbeweging.


2.7 Tijdfuncties of timers

Surf naar het gewenste item van dit deeltje:
Soorten tijdsfuncties
Opbouw van het ladderdiagram van een tijdsfunctie
Voorbeeld van een programma van een timer
Overzicht van de verschillende soorten timers
Oefeningen

2.7.1 Soorten tijdsfuncties


2.7.2 Opbouw van het ladderdiagram van een tijdsfunctie


Kijk voor meer gegevens over de verschillende in- en uit-gangen in het handboek.
Voorbeeld van een programma van een timer


In het handboek vind je van elke timer een voorbeelprogramma.

Overzicht van de verschillende soorten timers

In de kolom "LD" staat de code om de tijdsfunctie in het ladderdiagram weer te geven. In de kolom "IL" vind je de timercode die je moet gebruiken in een instructielijst.

Soort tijdfunctie (Nl) Soort tijdfunctie (Eng) LD IL
Inschakelvertraging On-delay Timer S_ODT SD
Inschakelvertraging met geheugen Retentive On-delay Timer S_ODTS SS
Uitschakelvertraging Off-delay Timer S_OFFDT SF
Impulstimer Impuls Timer S_PULSE SP
Verlengde impuls Extended Impuls Timer S_PEXT SE

Klik hier om te leren hoe je een timer programmeert bij het softwarepaket S7 van Siemens:

Oefening
Vul de tijdsdiagrammen van de tijdfuncties aan

Klik op de knop om een invulblad voor het oplossen van de oefeningen te kunnen afprinten:






Oefening
Kies de juiste timer om het probleem op te lossen en maak het ladderdiagram en de instructielijst.

a.
Als je op een monostabiele schakelaar (I 124.0) drukt, moet een lamp (Q 124.0) 1 minuut branden. (In de verlichtingstechniek noem je dit een trappenhuisautomaat.)

b.
Als je de verlichting (Q 124.1) van het toilet aandoet (via I 124.1), werkt er gelijktijdig een ventilator (Q 124.2). Na het uitschakelen van het licht, blijft de ventilator nog 30 seconden draaien.

c.
Bij een verwarmingstoestel wordt eerst de verwarmingsweerstand (Q 124.3) ingeschakeld. Drie seconden later schakelt de ventilator (Q124.4) in om de warme lucht weg te blazen. Het toestel schakel je in en uit met een bistabiele schakelaar (I 124.2). Bij het uitschakelen van het toestel schakelen de verwarmingsweerstand en de ventilator gelijktijdig uit.

d.
Aan de ingang van een winkel wordt een optische sensor (I 124.3) geplaatst die een bel doet werken als een klant door de lichtstraal van de sensor gaat. Om te voorkomen dat het belsignaal te lang aanhoudt als een klant voor de sensor blijft staan, schakelt een timer de bel (Q 124.5) na 15 seconden uit.

e.
Bij een diefstalbeveiliging, moet het alarm 3 minuten nadat een bewegingssensor (I 124.4) iemand gedetecteerd heeft een sirene (Q124.6) in werking treden. Die tijd is nodig om de bewoner de gelegenheid te geven zelf het alarm uit te schakelen. Het uitschakelen gebeurt met een cijferklavier dat een signaal geeft aan I 124.5.

In het handboek staan andere oefeningen.

2.8 Telfuncties, tellers of counters

Surf naar het gewenste item van dit deeltje:
Soorten telfuncties
Opbouw van het ladderdiagram van een teller
Programma van een op- en af teller
Werking van een op- en af teller
Oefeningen

2.8.1 Soorten telfuncties

Opbouw van het ladderdiagram van een teller


Kijk voor meer gegevens over de verschillende in- en uit-gangen in het handboek.
Programma van een op- en af teller

Bij en opteller is er alleen een optelingang. Bij een afteller is er alleen een aftelingang. De voorbeeldprogrmamma's staan in het handboek.

2.8.5 Werking van een op- en af teller
Bij aanvang van het diagram is de counter geset op 5.

Klik hier om te leren hoe je een teller programmeert bij het softwarepaket S7 van Siemens:
Oefening
Een pick & place machine (Q 2.1) moet geactiveerd worden als er 24 producten voorbij gekomen zijn. Het aantal stuks wordt geteld met een optische sensor (I 1.3). Indien er moet geset worden doe je dat met M 110.1. Indien je de reset-ingang nodig hebt, gebruik je ingang I 1.7. Als de band gestopt is, moet er een controlelamp (Q 3.2)branden. Bouw het PLC-programma in LD en in IL.

Oefening
Vul het signaaltijdsdiagram aan van de up and down-counter. De setwaarde is 5. Bij aanvang van het diagram is de telhinhoud 0.

Klik op de knop om een invulblad voor het oplossen van de oefeningen te kunnen afprinten:

2.9 Vergelijkerfuncties of comparatoren

Deze leerstof is uitgebreid behandeld in het handboek.


2.10 Programmeren van combinatorische schakelingen en kleine sequentiële schakelingen

Surf naar het gewenste item van dit deeltje:
Verschil tussen een combinatorische en een sequentiële schakeling
Werkwijze vertrekkende van een relaisschema
Relaisschakelingen die niet rechstreeks omvormbaar zijn naar een ladderdiagram
Door beredenering PLC-programma's ontwerpen met functieblokken
Door beredenering ladderdiagrammen ontwerpen
Oefeningen motorschakelingen
Oefening volgordeschakeling
Oefening omkeerschakeling
Oefening dahlanderschakeling
Oefening Schijfbesturing
Andere oefeningen handboek

2.10.1 Verschil tussen een combinatorische en een sequentiële schakeling

Zie handboek

2.10.2 Werkwijze vertrekkende van een relaisschema

Je werkt in 4 stappen:
STAP 1: Neem een bestaande relaisschakeling, waarmee je het probleem kunt oplossen, of bouw ze op.
STAP 2: Stel de adressenlijst of de toewijzingslijst op.
STAP 3: Maak het ladderdiagram door in de relaisschakeling de schakelelementen te vervangen door ingangen en door de verbruikers te vervangen door uitgangen.
STAP 4: Leid de instructielijst af uit het ladderdiagram.
Deze methode noemen we de vierstappenmethode.

Voorbeeld
Probleem: een lamp moet inschakelen als er 2 schakelelementen bediend worden.
STAP 1:
Maak het relaisschema.


STAP 2:
Stel de instructielijst op.
Toestel PLC-adres Commentaar
Ingangen S1 I 0.1 NO
S2 I 0.2 NO
K1 Q 2.0 Lamp

STAP 3:
Vorm het relaisschema om tot een ladderdiagram.

STAP 3:
Vorm het ladderdiagram om tot een instructielijst.
A I 0.1
A I 0.2
= Q 2.0

2.10.3 Relaisschakelingen die niet rechstreeks omvormbaar zijn naar een ladderdiagram

Wisselcontacten en vertakkingen kunnen niet rechtstreeks omgevormd worden tot een ladderdiagram.
In je je handboek is uitgelegd hoe je dat oplost .

2.10.4 Door beredenering PLC-programma's ontwerpen met functieblokken (FBD)

Je zoekt een oplossing door te redeneren. De meeste problemen kun je oplossen door EN, Niet, OF- functies te combineren. Een geheugen realiseer je met een terugkoppeling naar de ingang van de functieblok.

Een voorbeeld is uitgewerkt in je handboek

2.10.5 Door beredenering ladderdiagrammen ontwerpen

Je zoekt een oplossing door te redeneren. De meeste problemen kun je oplossen door EN, Niet, OF- functies te combineren.

Een voorbeeld is uitgewerkt in je handboek

2.10.6 Oefeningen motorschakelingen

In je handboek staan er nog meer oefeningen.
Oefening volgordeschakeling
Bouw het PLC-programma (ladderdiagram en instructielijst) op van de volgordeschakeling .
STAP 1
Op de figuur wordt in drie stappen verduidelijkt dat je het oorspronkelijke relasisschema moet opsplitsen in 2 netwerken.


STAP 2
Toestel PLC-adres Commentaar
Ingangen F1 I 0.0 Therm. bev. - NG
S1 I 0.1 Stop 1- NG
S2 I 0.2 Start 2 - NO
S3 I 0.3 Stop 2 - NG
S4 I 0.4 Start 1 - NO
Uitgangen K1 Q 3.1 Motor 1
K2 Q 3.2 Motor 2

STAP 3 en 4
Volgordeschakeling voor SIEMENS-PLC Volgordeschakeling voor OMRON-PLC

Oefening omkeerschakeling
Bouw het PLC-programma (ladderdiagram en instructielijst) op van de directe omkeerschakeling (L/R) .
STAP 1
Op de figuur wordt in drie stappen verduidelijkt dat je het oorspronkelijke relasisschema moet opsplitsen in 2 netwerken.

OPMERKING: In het handboek staat de oefening "Indirecte omkeerschakeling"
STAP 2

Toestel PLC-adres Commentaar
Ingangen F1 I 0.0 Therm. bev. - NG
S1 I 0.1 Stop - NG
S2 I 0.2 R - NO
S3 I 0.3 L - NO
Uitgangen K1 Q 1.1 R
K2 Q 1.2 L

STAP 3 en 4
Directe omkeerschakeling voor SIEMENS-PLC

Directe omkeerschakeling: Directe omkeerschakeling voor OMRON-PLC Indirecte omkeerschakeling:Indirecte omkeerschakeling voor OMRON-PLC

Oefening dahlanderschakeling
Bouw het PLC-programma (ladderdiagram en instructielijst) voor een dahlanderschakeling (Y/YY) waarbij je zowel in lage snelheid als in hoge snelheid kunt starten. Omschakelen van hoge naar lage snelheid mag niet.
Info over de dahlandermotor:

STAP 1

STAP 2

Toestel PLC-adres Commentaar
Ingangen F1 I 0.0 Therm. bev. - N0
S1 I 0.1 Stop - NG
S2 I 0.2 Start 1 - NO
S3 I 0.3 Start 2 - NO
Uitgangen K1 Q 3.0 Lage snelheid
K2 Q 3.1 Hoge snelheid
K3 Q 3.2 Hoge snelheid, sterpunt

STAP 3 en 4
Oplossing zonder gebruik te maken van een marker:
Oplossing met een marker :

Oefening Schijfbesturing


Een schijf met nok moet eerst rechts draaien van punt a tot punt b, daarna draait ze automatisch terug naar links tot in punt a. Voor elke draaizin is er een eindstandschakelaar die de beweging stopt. Als tijdens de automatische cyclus gestopt wordt met een stopschakelaar dan moet bij het herstarten de cyclus verder afgewerkt worden. Ontwerp het PLC-programma.
Oplossing zonder te vertrekken van een relaisschema:
Adressenlijst
Toestel PLC-adres Commentaar
Ingangen F1 I 0.0 Therm. bev. - NG
S1 I 0.1 Stop - NG
S2 I 0.2 Start - NO
S3 I 0.3 Eindstand a NO
S4 I 0.4 Eindstand b NO
Uitgangen K1 M 90.1 Hulpgeheugen start/stop
K2 M 90.2 Geheugen L/R
K3 Q 2.1 Motor R
K4 Q 2.2 Motor L

Oplossing vertrekkende van een relaisschema:
STAP 1
STAP 2
De adressenlijst is dezelfde als bij de vorige oplossing.
STAP 3

In het handboek vind je andere oefeningen. De oplossingen voor de SIEMENS-PLC staan op de cd-rom. Voor OMRON geven we hier de oplossing.
Start-stop met voorrang stop
Start-stop voorrang stop voor OMRON-PLC
Start-stop met voorrang stop (Op te lossen met SR-geheugen)
Start-stop met voorrang start met controlelamp "aan" Start-stop voorrang start voor OMRON-PLC
Start-stop met voorrang stop vanop twee plaatsen te bedienen Start-stop vanop 2  plaatsen voor OMRON-PLC
PompschakelingPompschakeling  voor OMRON-PLC
Links-rechts (indirecte inschakeling)Indirecte omkeerschakeling voor OMRON-PLC
Automatische ster-driehoekschakeling Ster-driehoek voor OMRON-PLC