TIA Portal Siemens – sterowanie bramą jednym przyciskiem, automat stanów, drabinka LAD

Pytanie

sterownie brama jednym prziciskiem naciskam zaczyna się otwierać naciskam po raz drugi się zatrzymuje naciskam 3 zaczyna się zamykać naciskam 4 zatrzymuje sie i potem ponownie zachodzi proces , zrób to w formie drabinkowej
do programu tia portal

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• W TIA Portal zbuduj cztery sieci (Network) tworzące automat stanów 0-1-2-3 (otwieranie → stop → zamykanie → stop) sterowany jednym przyciskiem dzięki licznikowi CTU lub rejestracji zbocza R_TRIG.
• Wyjście Q0.0 załącza silnik OTWÓRZ, Q0.1 załącza silnik ZAMKNIJ.
• Krańcówki I0.1 (otwarta) i I0.2 (zamknięta) automatycznie wymuszają stany stop.

Kluczowe punkty
• Detekcja zbocza narastającego przycisku (R_TRIG)
• Licznik modulo 4 (CTU) → zmienna „Stan” = 0…3
• Dekodowanie stanu do wyjść i zatrzymań
• Blokady wzajemne silników, timery watchdog

Szczegółowa analiza problemu

1. Założenia i nazewnictwo tagów

Wejścia:
I0.0 = Przycisk_Sterujący (NO)
I0.1 = Krańcówka_Otwarta (NO – zwiera gdy w pełni otwarta)
I0.2 = Krańcówka_Zamknięta (NO – zwiera gdy w pełni zamknięta)

Wyjścia:
Q0.0 = Silnik_OTWÓRZ
Q0.1 = Silnik_ZAMKNIJ

Markery / DB:
M0.0 = R_TRIG.Q (zbocze przycisku)
MW10 (Int) = Stan (0-3)
(Alternatywnie DB „FB_Brama”.Stan)

2. Struktura programu LAD (TIA Portal)

╔════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ Network 1 – Detekcja zbocza narastającego                     ║
╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝
|      Przycisk_Sterujący (I0.0) -----[R_TRIG]---- M0.0 (Edge)  |

╔════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ Network 2 – Licznik modulo 4                                  ║
╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝
|      Edge M0.0 ---- CU  CTU_Cykl (CV=Stan  PV=3)               |
|      Edge M0.0 ---- R   (reset po CV=3)                        |

╔════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ Network 3 – Automatyczne zatrzymanie na krańcówkach           ║
╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝
| (Stan=1) AND I0.1  → MOVE 2  → Stan   // osiągnięto pełne otwarcie
| (Stan=3) AND I0.2  → MOVE 0  → Stan   // osiągnięto pełne zamknięcie

╔════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ Network 4 – Dekoder stanu → wyjścia                           ║
╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝
| Stan==1  AND  NOT I0.1  --------------------( ) Q0.0 (OTWÓRZ) |
| Stan==3  AND  NOT I0.2  --------------------( ) Q0.1 (ZAMKNIJ)|
| // Dodatkowe NO Q-blokady wzajemne: NOT Q0.1 w gałęzi OTWÓRZ   |
| //                         oraz NOT Q0.0 w gałęzi ZAMKNIJ      |

Interpretacja stanów:
0 – Brama zatrzymana (po zamknięciu) – oba silniki wyłączone
1 – OTWIERANIE (Q0.0=1)
2 – Zatrzymana w trakcie otwierania
3 – ZAMYKANIE (Q0.1=1)

Przebieg:
• Pierwszy impuls → CTU: Stan=1 → Q0.0=1 (otwieranie)
• Drugi impuls → Stan=2 → wyłączenie silników
• Trzeci impuls → Stan=3 → Q0.1=1 (zamykanie)
• Czwarty impuls → Stan resetuje do 0 → stop

3. Teoretyczne podstawy

Program realizuje dyskretny automat Moore’a; liczenie impulsów jest najprostszą implementacją maszyny stanów. R_TRIG eliminuje drgania styków (każdy cykl CPU = 1 zbocze). Krańcówki nadpisują stan, co gwarantuje, że silniki wyłączą się przy pozycjach krańcowych nawet bez kolejnego naciśnięcia.

4. Praktyczne zastosowania

Schemat sprawdzi się w bramach posesyjnych, roletach, siłownikach liniowych i podnośnikach, gdzie wymagany jest tryb „przytrzymaj-zatrzymaj-powrót”.

Aktualne informacje i trendy

• W nowych projektach Siemens promuje blok CTRL_RAMP lub dedykowane FB Motion Control do bram (TIA Portal V18). Zapewniają one wbudowane rampy prądowe i diagnostykę.
• Coraz częściej stosuje się enkodery absolute + Profinet (np. SIMATIC S7-1500 + ET200SP) zamiast samych krańcówek, co upraszcza logikę i zwiększa bezpieczeństwo SIL2/PLe.
• Trendem jest wbudowanie obsługi fotokomórek i barier laserowych w tym samym FB, aby spełnić EN 12453:2017.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Moduł CTU „CTU_Cykl” należy dodać z biblioteki standardowej, nadać instancji DB.
• Reset CTU realizujemy, gdy CV=3 AND Edge=1 (lub osobną siecią MOVE 0 po CV≥4).
• Blokady silników: zawsze NOT drugiego wyjścia w gałęzi sterującej; chroni przed jednoczesnym zasileniem obu styczników.
• Timery watchdog (TON 20 s) zabezpieczą przed ciągłą pracą w razie awarii krańcówki.

Aspekty etyczne i prawne

• Norma EN 12453/EN 12978 wymaga wykrywania przeszkody i automatycznego „rewersu” przy zamykaniu – rozważ dopięcie wejścia fotokomórki (I0.3) blokującego zamykanie lub wymuszającego otwieranie.
• Sterowanie musi być zintegrowane z obwodem bezpieczeństwa (kat. 2 lub wyżej wg EN ISO 13849-1).
• Wyjścia Q0.x muszą sterować stycznikami z samokontrolą styków lub modułami Safety – nie można bezpośrednio podawać 230 V/400 V z PLC standardowego.

Praktyczne wskazówki

1. Na czas uruchomienia użyj PLCSim Advanced i trace‘ów, aby zweryfikować kolejność stanów.
2. Przy drganiach styków wydłuż filtr wejściowy do 20 ms albo użyj Hardware Debounce.
3. Zwróć uwagę na inicjalizację Stan=0 po zimnym starcie – ustaw „Start value” w DB.
4. W projekcie HMI (WinCC) wyświetl aktualny Stan oraz liczniki watchdog.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Licznik impulsów sprawdza się przy pojedynczym przycisku; jeżeli w przyszłości dodasz radiopilot (impulsy krótsze) zachowanie pozostanie poprawne, ale przy sterowaniu „trzymany klawisz” lepszy będzie automat z detekcją czasu przytrzymania.
• Dla bram przesuwnych trzeba monitorować prąd silnika, aby wykryć uderzenie w przeszkodę – samo STOP może nie wystarczyć.

Sugestie dalszych badań

• Przetestuj blok „TO_Gate” z biblioteki „Open Library” Siemens – gotowy FB do bram zgodny z EN 12453.
• Rozważ migrację do S7-1200F/S7-1500F i języka SCL, gdzie maszynę stanów opiszesz czytelniej.
• Sprawdź nowsze czujniki indukcyjne 3-przewodowe IO-Link – dają diagnostykę i licznik cykli.

Krótkie podsumowanie

Zaprezentowana logika drabinkowa wykorzystuje:
• R_TRIG do rejestracji każdego naciśnięcia przycisku,
• licznik CTU modulo 4 jako prostą maszynę stanów,
• dekoder stanów sterujący wyjściami oraz krańcówkami.

Takie rozwiązanie spełnia wymagany cykl (OTWIERANIE → STOP → ZAMYKANIE → STOP) przy zachowaniu blokad, możliwości rozbudowy o elementy bezpieczeństwa i zgodności z aktualnymi normami przemysłowymi.