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

– Jednoprzyciskowe sterowanie bramą w cyklu OTWÓRZ → STOP → ZAMKNIJ → STOP można w TIA Portal zrealizować najprościej jako czterostanowy automat (modulo 4) zaimplementowany w języku drabinkowym (LAD).
– Kluczowe elementy: blok detekcji zbocza R_TRIG, licznik CTU pracujący w pętli 0-3, dekodowanie stanu na wyjścia OTWÓRZ/ZAMKNIJ oraz blokady wzajemne silników i krańcówki.

Szczegółowa analiza problemu

1. Założenia sprzętowo-logiczne

• Wejścia
 I0.0 – Przycisk_STERUJ (NO)
 I0.1 – Krańcówka_OTWARTA (NO, aktywna gdy brama peł-nie otwarta)
 I0.2 – Krańcówka_ZAMKNIĘTA (NO, aktywna gdy brama peł-nie zamknięta)

• Wyjścia
 Q0.0 – Silnik_OTWÓRZ
 Q0.1 – Silnik_ZAMKNIJ

• Markery / DB statyczny FB
 M0.0 – Impuls_przycisku (R_TRIG.Q)
 MW10 (INT) – StanAutomatu {0..3}
 M0.1 – Bit First_Scan (opcjonalny)

Tabela stanów:
0 – STOP po zamknięciu 1 – OTWIERANIE 2 – STOP po otwarciu 3 – ZAMYKANIE

2. Struktura programu LAD (sieci)

Network 1  ─ DETEKCJA ZBOCZA PRZYCISKU
|----[ I0.0 ]----[ R_TRIG ]----( M0.0 )----|
Network 2  ─ LICZNIK MODULO-4
|----[ M0.0 ]--------------------[CTU]----{CV=MW10}      // CTU_Cycle
|----[ MW10 >= 4 ]------[ R ]----{CTU_Cycle}             // reset do 0
Network 3  ─ OTWIERANIE (Stan 1)
|----[ MW10 == 1 ]----[ NOT I0.1 ]----[ NOT Q0.1 ]----( Q0.0 )
Network 4  ─ ZAMYKANIE (Stan 3)
|----[ MW10 == 3 ]----[ NOT I0.2 ]----[ NOT Q0.0 ]----( Q0.1 )
Network 5  ─ STOP (Stany 0 i 2)
|----[ (MW10==0) OR (MW10==2) ]------------------------( Q0.0=0 , Q0.1=0 )
Network 6  ─ PRZEJŚCIE AUTOMATYCZNE PO KRAŃCÓWKACH
|----[ MW10==1 ]----[ I0.1 ]----[ MOVE 2 -> MW10 ]----|
|----[ MW10==3 ]----[ I0.2 ]----[ MOVE 0 -> MW10 ]----|
Network 7  ─ WATCHDOG BEZPIECZEŃSTWA (opcjonalny)
|----[ Q0.0 OR Q0.1 ]----[ TON 20s ]----( AlarmStop )----|

Komentarz:
• R_TRIG z biblioteki Siemens (R_TRIG) generuje impuls jednocyklowy.
• CTU (CU: M0.0, PV:=4, Q:=CV >= 4) zlicza naciśnięcia; reset gdy CV = 4.
• Blokady: styki NOT Q0.x uniemożliwiają jednoczesne OTWÓRZ/ZAMKNIJ.
• Sieć 6 wymusza przejście do stanu STOP po osiągnięciu krańcówki nawet bez przycisku.

3. Implementacja krok-po-kroku w TIA Portal V18 (przykład)

1. Utwórz projekt → dodaj CPU S7-1200/1500 → w „PLC tags” zdefiniuj I/Q.
2. Dodaj FB „FB_BramaJednoprzyciskowa” w LAD, w zakładce Static zadeklaruj Int StanAutomatu i instancję R_TRIG / CTU.
3. Przepisz powyższe sieci (TIA generuje graficzne drabinki).
4. W OB1 wywołaj FB; TIA utworzy DB instancji.
5. Wgraj na sterownik, testuj w Online & Force z panelu TIA Portal.

4. Teoria – dlaczego licznik modulo 4?

Automat czterostanowy to najprostsze odwzorowanie sekwencji naciśnięć. CTU sprzętowo gwarantuje uodpornienie na drgania styków, bo reaguje tylko na sygnał z R_TRIG. Alternatywą jest rejestr przesuwny lub tablica stanów z CASE, lecz CTU/COMPARE w LAD jest czytelny dla utrzymania.

5. Praktyczne zastosowania

– Bramy posesyjne, rolowane, przesuwne;
– Winda towarowa (analogiczny cykl góra-STOP-dół-STOP);
– Rampa załadunkowa.

Aktualne informacje i trendy

• TIA Portal V18 udostępnia „Graph” (SFC) oraz „Technology Objects/Positioning”, lecz dla prostych aplikacji nadal zalecany jest klasyczny LAD – łatwy do serwisu w terenie.
• Coraz częściej stosuje się falowniki G120 z funkcją STO/SS1; sygnały Q0.x można więc podać na wejścia DI falownika zamiast styczników.
• W projektach z roku 2024 popularna jest integracja z Profinet IO-Link (czujniki krańcowe) i diagnostyką w TIA-WinCC Unified.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Debouncing: R_TRIG w STEP 7 posiada wewnętrzny 1-scan latch, co zwykle wystarcza; przy fizycznej galce zaleca się sprzętowy filtr 10 ms.
• Watchdog (TON) 20-30 s zabezpiecza przed uszkodzeniem mechaniki-silnik wyłączany mimo braku krańcówki.
• Warto dodać wyjście lampy sygnalizacyjnej (miga przy ruchu), sterowane OR z Q0.0/Q0.1.

Aspekty etyczne i prawne

• Bramy automatyczne podlegają EN 12453 i PN-EN ISO 13849-1 (Performance Level).
• Niezależne obwody bezpieczeństwa: grzyb STOP, listwy krawędziowe, fotokomórki.
• Układ PLC może spełniać max PL c; dla PL d/e wymagany bezpieczny sterownik lub moduł safety.
• Obowiązek oznakowania CE – producent/programista odpowiada za zgodność funkcji bezpieczeństwa.

Praktyczne wskazówki

• Testuj najpierw w PLCSim Advanced (symulator napędów) – łatwiej wychwycić błędy stanu.
• Ustawadresowanie symboliczne i opis tagów; serwisant szybciej znajdzie usterkę.
• Przewody krańcówek prowadź osobnymi żyłami – unikasz fałszywych sygnałów od silnika.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Algorytm zakłada sprawne krańcówki; ich uszkodzenie może zatrzymać bramę w pół pozycji.
• Jeżeli klient wymaga trybu „auto-rewers” po przeszkodzie – potrzebny czujnik siły/fotokurtyna i rozszerzona logika.
• Przy bardzo dużych silnikach (>2 kW) rozważ styczniki mechaniczne + sprzężenie zwrotne z aux NO/NC.

Sugestie dalszych badań

• Zbadanie integracji z napędami SINAMICS G120 TO (Technology Object Positioning) – uprości sterowanie, doda rampy S i diagnostykę.
• Analiza przejścia na protokół OPC UA w celu zdalnego monitoringu pracy bramy.
• Ocena osiąganego PL według ISO 13849-1 w narzędziu SISTEMA.

Krótkie podsumowanie

Przedstawiony automat stanów (R_TRIG + CTU modulo 4) jest najprostszą, czytelną i łatwą do serwisowania metodą jednego przycisku w TIA Portal LAD. Zawiera blokady silników, obsługę krańcówek i miejsce na timer bezpieczeństwa. Uzupełniając go o dodatkowe elementy safety i diagnostykę spełnisz wymagania aktualnych norm oraz zapewnisz użytkownikowi intuicyjną obsługę.