wersja mobilna | kontakt z nami

Internetowy sterownik podlewania ogrodowego na Logo!

Numer: Wrzesień/2016

Na rynku łatwo można znaleźć automatyczne sterowniki do systemów podlewania ogródków i trawników, zazwyczaj o dość dużych możliwościach i przystępnych cenach. Wydawać by się mogło, że nie ma powodu, żeby samodzielnie budować system sterowania, ale po dokładnej analizie dostępnych rozwiązań okazało się, że zdalne ? przez Internet ? zarządzanie pracą sterownika to rozwiązanie rzadko spotykane, o ograniczonych możliwościach i relatywnie wysokiej cenie. Z tego powodu sięgnęliśmy po LOGO! w wersji 8 (0BA8), który to sterownik jest standardowo wyposażony w interfejs Ethernet oraz wewnętrzny serwer HTTP.

Pobierz PDF

Ósma wersja LOGO! (oznaczona firmowym symbolem 0BA8) jest obecnie najnowszą generacją małych sterowników produkowanych przez firmę Siemens, która w swojej nomenklaturze określa je mianem „inteligentnych przekaźników”. Możliwości funkcjonalne LOGO! 8 są bardzo duże, zdecydowanie przekraczają wymogi stawiane typowym sterownikom podlewania ogrodowego. Standardowe wyposażenie sterownika (przede wszystkim wbudowana klawiatura oraz wyświetlacz LCD) umożliwia zintegrowanie w jednym urządzeniu kompletnego systemu sterującego z wygodnym interfejsem HMI, który upraszcza konfigurację pracy sterownika i modyfikację parametrów jego działania.

rys-1Projekt systemu

Projektowany system podlewania ogrodowego składa się z trzech niezależnych sekcji, z których dwie zasilają wysuwane zraszacze, trzecia służy do zasilania linii kropelkującej (rysunek 1). Podział zraszaczy na dwie sekcje wynika z konieczności zapewnienia odpowiedniego ciśnienia w instalacji, przy zasilaniu jej z typowej sieci miejskiej, które umożliwi prawidłowe wysunięcie głowic zraszaczy. Przy liczbie zraszaczy wymaganej do pokrycia powierzchni działki oraz długości rur doprowadzających wodę okazało się, że podzielenie całej instalacji zraszającej na dwie części będzie wystarczające. Pokazane na rysunku 1 rozmieszczenie zraszaczy jest oczywiście symboliczne na potrzeby artykułu, ich faktyczne rozmieszczenie zależy od ich zasięgu i kształtu wiązki zraszającej, w przypadku samodzielnej realizacji projektu należy dobrać ich rozmieszczenie zgodnie z zaleceniami producenta.

Sterownik wraz z zasilaczami umieszczono w typowej skrzynce instalacyjnej (fotografia 2). O ile obecność w niej zasilacza 24 VDC jest oczywista, komentarza nie wymaga także zastosowany włącznik sieciowy na szynę DIN, o tyle uwagę uważnych czytelników zwróci zapewne drugi zasilacz o napięciu wyjściowym 24 VAC. Jego obecność w projekcie wynika z konieczności zasilania cewek elektrozaworów napięciem zmiennym, co wynika m.in. z chęci ograniczenia powstawania korozji (zarówno na przewodach, jak i metalowych elementach konstrukcji np. ogrodzeń, stojaków instalacyjnych dla linii nawadniających, korpusów zaworów itp.), co jest zjawiskiem typowym w środowiskach wilgotnych z obwodami zasilanymi napięciem stałym. Próby zasilania cewek elektrozaworów napięciem stałym wykazały ponadto, że ze względu na sporą indukcyjność cewek przy zasilaniu 24 VAC impedancja cewki jest na tyle duża, że umożliwia utrzymanie natężenia prądu płynącego przez cewkę w dopuszczalnych granicach. W przypadku zasilania 24 VDC prąd płynący przez cewkę miał wartość o 45–60% większą niż zalecana przez producenta wartość prądu trzymania, co powodowało intensywne grzanie się cewek i w konsekwencji groziło zmniejszeniem jej żywotności.

rys-2

Z tego powodu w projekcie zastosowano dwa zasilacze, co zapewnia nie tylko wysokie bezpieczeństwo korzystania z niskonapięciowej instalacji (która częściowo przebiega na zewnętrz budynku i jest narażona na zalewanie), ale - po zastosowaniu drobnego zabiegu - także ograniczyło moc pobieraną z sieci zasilającej.

Zastosowany zabieg wyjaśnimy na przykładzie schematu elektrycznego instalacji, który pokazano na rysunku 3. Od strony sieci 230 VAC obydwa zastosowane, połączone równolegle, zasilacze mają włączony szeregowo wyłącznik sieciowy, który mechanicznie jest zamontowany wraz z pozostałymi elementami systemu na szynie DIN. Sterownik LOGO! 8 jest zasilany bezpośrednio z wyjścia zasilacza 24 VDC (użyto zasilacza impulsowego, co minimalizuje pobór energii – rysunek 4), czyli jest zasilany zawsze, jeżeli występuje napięcie w sieci zasilającej i włącznik główny (w skrzynce) jest włączony.

Obwód zasilania zasilacza 24 VAC jest nieco bardziej skomplikowany, ponieważ w szereg z włącznikiem głównym i obwodem pierwotnym (230 VAC) zasilacza włączono jedną z czterech par styków przekaźnika ulokowanego w LOGO! 8 (kanał Q1, rysunek 5). Dzięki temu można z poziomu programu sterującego pracą całego systemu decydować o tym, kiedy włączony będzie zasilacz 24 VAC. Takie rozwiązanie minimalnie powiększa program sterujący, ale duże zasoby LOGO! 8 pozwalają na to, zapewniając nam dołączanie zasilacza o mocy ok. 20–24 W do sieci zasilającej tylko na czas działania zaworów (na przykład łącznie 2 h/tydzień – co daje około 200 Wh miesięcznie, zamiast 168 h na tydzień – co daje łącznie ponad 16 kWh miesięcznie). Jak widać, wystarczy prosty kalkulator, żeby wybrać takie właśnie rozwiązanie.

rys-3

Na schemacie elektrycznym połączeń (rysunek 3) widać dołączony do wejścia I1 sensor wilgotności, którego przełącznik wyjściowy (dwustanowy) sygnalizuje wystąpienie opadów lub suszę. Zastosowanie tego czujnika ułatwia oszczędzanie wody, bowiem w programie dla LOGO! 8 zastosowano blokadę działania wyjść sterujących elektrozawory do momentu, kiedy sensor opadów nie „wykryje” suszy. W projekcie użyto sensora mechanicznego (niewymagającego zasilania) Rain Click firmy Hunter (fotografia 6), którego działanie opiera się na higroskopijnych dyskach, zwiększających swoją objętość podczas namaczania przez krople deszczu.

rys-4Sterownik LOGO! 8 użyty w projekcie jest wyposażony we własny panel użytkownika, który można wykorzystać w swoim projekcie. Użytkownik ma do dyspozycji alfanumeryczny wyświetlacz LCD o organizacji 16 znaków × 6 linii oraz – do użycia w projekcie – cztery przyciski kursora, spośród 6 przycisków dostępnych na płycie czołowej LOGO! 8.

Oprogramowanie dla LOGO!

Po eksperymentach z użyciem automatycznego sterowania podlewania trawnika okazało się, że sterownik powinien być wyposażony w trzy tryby pracy, co nadaje mu walor dużej uniwersalności. Są to:

• tryb pracy automatycznej,
• tryb czasowy,
• tryb ręczny.

rys-5Wygląd menu LOGO! w każdym z tych trybów pokazano na rysunku 7. Przechodzenie pomiędzy poszczególnymi ekranami menu odbywa się za pomocą przycisków kursora „w górę” lub „w dół”, które należy wciskać łącznie z ESC(ape), który to zabieg sygnalizuje sterownikowi, że operacja na klawiaturze dotyczą programu użytkownika, a nie systemu operacyjnego LOGO! 8. Te same przyciski bez równocześnie wciśniętego ESC(ape) są przez sterownik inaczej interpretowane, niż wynika to z naszego programu (szczegółowy opis funkcjonowania klawiatury w trybie systemowym jest dostępny w dokumentacji sterownika, także w języku polskim).

W trybach czasowym i ręcznym przycisk kursor „w prawo” wciśnięty jednocześnie z ESC(ape) służy do sekwencyjnego uruchamiania kolejnych opcji w wyświetlanym menu.

Szczegóły tych opcji są następujące:

rys-6• W domyślnym Trybie Automatycznym wyjścia poszczególnych sekcji są sterowane automatycznie zgodnie z zadanym w programie planem tygodniowym. Na wyświetlaczu prezentowane są ustawienia włączników „krzywkowych”: Pra(wego), Lew(ego) oraz Kro(plownicy). Wyświetlany jest także stan czujnika deszczu (Deszcz/Slonce) oraz zgoda użytkownika na uwzględnianie stanu czujnika deszczu (Sensr:ON) lub jego ignorowanie (Sensr:OFF), co powoduje aktywację podlewania bez względu na pogodę. Aktywację lub deaktywację sensora deszczu umożliwia (zgodnie z opisem na wyświetlaczu) przycisk kursora „w lewo” naciśnięty wraz z ESC(ape). Żeby zminimalizować ryzyko omyłkowego włączenia lub wyłączenia czujnika deszczu, wprowadzono wymóg przedłużonego przytrzymania kursora „w lewo” z ESC(ape), zarówno przy włączaniu jak i wyłączaniu sensora. Zmiana parametrów działania włączników „krzywkowych” (godzin i dni tygodnia) w tym trybie wymaga wejściA w opcje konfiguracyjne programu (w trybie jego lokalnej edycji w sterowniku), ale można to zrobić bez konieczności zatrzymywania programu.

rys-7• Do Trybu Czasowego można przejść, naciskając jednokrotnie kursor „w górę” (jednocześnie z ESC(ape)). Na wyświetlaczu są widoczne dwie sekcje: Pra(wa) i Lew(a) z przypisanymi z prawej strony czasami. Po naciśnięciu kursora „w prawo” uruchamiana jest sekwencja: sekcja Pra(wa), następnie po upłynięciu zadanego czasu, który jest odliczany na wyświetlaczu do zera, sekcja Lew(a). W ten sposób jednym naciśnięciem można uruchomić sekwencję podlewania trawnika (dwóch jego części), w tym trybie zrezygnowano z uruchamiania kroplownicy. Zmiana czasów odliczanych przez timery obydwu sekcji jest możliwa z poziomu menu konfiguracyjnego (w trybie lokalnej edycji w sterowniku), można to zrobić bez konieczności zatrzymywania programu.

• Przejście do Trybu Ręcznego wymaga ponownego naciśnięcia kursora „w górę” wraz ESC(ape). W tym trybie można ręcznie włączyć każdą sekcję na dowolny czas, który jest odmierzany (w sekundach) na wyświetlaczu (w linii instrukcji „Wciskaj „symbol kursora w prawo”). Przechodząc za pomocą kursora „w prawo” po trzech dostępnych opcjach, można podlewać wybrany rejon ogródka przez dowolnie wybrany czas.

Tryby CzasowyRęczny są niezależne od stanu czujnika deszczu, podlewanie działa zawsze po ręcznym zainicjowaniu.

Program dla sterownika LOGO! 8 powstał przy użyciu oprogramowania LOGO! Soft Comfort v.8. Widok okna edycyjnego pokazano na rysunku 8. Program zrealizowano z wykorzystaniem przejrzystych i zrozumiałych dla elektronika bloków funkcjonalnych, ale LOGO! Soft Comfort umożliwia także przygotowanie opisu programu w języku drabinkowym LADder, który jest bliższy elektrykom i automatykom. Możliwa jest konwersja programów w dwie strony, ale zazwyczaj ich czytelność po konwersji nieco spada.

Atutem środowiska LOGO! Soft Comfort jest zintegrowany symulator pracy sterownika LOGO! 8, za pomocą którego można zweryfikować działanie programu (wraz z klawiaturą i wyświetlaczem – rysunek 9) przed zaprogramowaniem sterownika. Praktyka pokazała, że poza drobnymi niedociągnięciami jest to funkcjonalne, bardzo przydatne narzędzie, które może pracować także w trybie sprzętowym, po dołączeniu sterownika LOGO! 8 do lokalnej sieci.

Możliwości sieciowe LOGO! 8 – w kontekście prezentowanego projektu – oraz aplikację LOGO! App, obsługującą LOGO! w wersji dla Androida, przedstawimy za miesiąc.

Piotr Zbysiński, EP

 

schemat 1

schemat 2

Pozostałe artykuły

Czujniki zbliżeniowe

Numer: Czerwiec/2017

Czujniki zbliżeniowe to jedne z najpowszechniej stosowanych sensorów w urządzeniach automatyki. Najczęściej do ich zadań należy wykrycie i sygnalizacja obecności obiektu bez kontaktu fizycznego z nim samym. Typowe aplikacje związane są najczęściej z maszynami pakującymi, drukującymi, wtryskarkami, obrabiarkami metali, liniami technologicznymi służącymi do produkcji żywności itd. Zastosowania można mnożyć. W artykule omówiono ...

Projekt maszyny do produkcji siatki ogrodzeniowej

Numer: Czerwiec/2017

Maszyny do produkcji siatki ogrodzeniowej dostępne na rynku pracują na zbliżonej zasadzie, dlatego też ten opis może być pomocny przy realizacji układów sterowań do podobnych maszyn. Drut zakupiony w szpulach jest rozwijany i zaginany na wrzecionie w siatkę o parametrach zgodnych z recepturą. Od dokładności i powtarzalności produkcji zależy jakość gotowego wyrobu.

Programowanie paneli HMI (3)

Numer: Czerwiec/2016

Podczas całego tego kursu będziemy pracować z narzędziem TIA Portal. W poprzedniej części napisałem o instalacji, a w tej opiszę podstawy użytkowania.

Jakie są rodzaje drukarek 3D pracujących w technologii FDM na rynku?

Numer: Maj/2017

W artykule przedstawię pokrótce rynek drukarek FDM. Dlaczego FDM? Ponieważ ta technologia jest dostępna w zasięgu ręki każdego czytelnika. Daje przy tym duże możliwości, nawet bez specjalistycznej wiedzy i zaplecza finansowego. Drukarki tego typu nie wymagają również specjalnie przystosowanych pomieszczeń. Taki sprzęt może być używany nawet w biurze lub w domu.

Frezarka

Numer: Maj/2017

Pomysł na własną maszynę sterowaną numerycznie pojawił się po jednych z zajęć na uczelni. W pierwszej fazie zapoznaliśmy się z ogólną problematyką sterowania numerycznego maszyn. Następnie staraliśmy się wykorzystać te wiadomości na "żywym organizmie". W tym artykule opisano koncepcję najlepszą z punktu widzenia dostępnych narzędzi i wiedzy.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Czerwiec 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym