Nastavna jedinica: Praktični primeri upravljanja pomoću računara Predmet: Tehničko i informatičko obrazovanje Razred: VIII Tip časa: Obrada,Vežba Obrazovni cilj/ishod: Upravljanje raznim uređajima pomoću računara, programiranje logičkog kontrolera, upis programa u kontroler, testiranje programa Vaspitni cilj/ishod: Pristup tehnici i informatici kao granama nauke koje pružaju mogućnost za ispoljavanje kreativosti. Korelacija: Fizika-strujna kola Nastavne metode: Praktičan rad Oblici nastavnog rada: Frontalno-individualni Nastavna sredstva: PLC logički kontroler - FATEK, hardverski interfejs, personalni računar sa odgovarajućim operativnim sistemom, programska podrška za interfejs Uvodni deo (5minuta): Ponavljam učenicima osnove strujnih kola.svako strujno kolo se sastoji od izvora energije, potrošača, provodnika i prekidača ili tastera. Objašnjavam učenicima da je tema današnjeg časa realizacija strujnih kola uz primenu logičkog kontrolera. Logički kontroler ćemo koristiti kao upravljački uređaj da bismo u njega upisali program na osnovu koga će naše strujno kolo da radi. To može biti najjednostavnije strujno kolo, a takođe može biti i veoma složeno. U samom radu ćemo naučiti kako se piše program, kako se program testira u
simulatoru na računaru, kako se taj program upisuje u kontroler i kako se testira na razvojnoj ploči (sl.1.). Na toj ploči se vide veze između pojedinih elemenata strujnih kola. Sl.1.Razvojna ploča-interfejs Glavni deo časa (80 minuta): Objašnjavam učenicima razvojnu ploču interfejs. Na njoj vidimo ulazne i izlazne elemente kao što su svetleće diode, ventilator, zujalica (izlazni elementi) i tastere, rid rele (magnetni senzor), mikroprekidač, fotoćeliju i induktivni davač (ulazni elementi). Objašnjavam učenicima da ćemo na času naučiti da pravimo strujna kola u programu WinProLadder. To je program koji može besplatno da se skine sa interneta (link: http://fatek.com/fbs%20software%20download.htm ).
Prvi zadatak je da u pomenutom programu napravimo strujno kolo koje čine taster priključen na ulaz X0 i potrošač (ventilator) na izlaz Y0, sl.2. Kada pritisnemo taster i dok ga držimo ventilator će da radi, strujno kolo će biti zatvoreno. Kada pustimo taster ventilator će prestati da radi. Dakle na sl.2. vidimo kako je potrebno uneti odgovarajuće simbole za odgovarajuće elemente strujnog kola koje smo formirali zahvaljujući programabilnom logičkom kontroleru koji ostvaruje logiku upravljanja i preslikava ulazni signal sa tastera na izlazni element ventilator ili zujalicu sl.3. Sl.2.Leder dijagram Sl.3.Ventilator, zujalica
Drugi zadatak je da napravimo strujno kolo koje koristi tajmersku funkciju kontrolera. Kada pritisnemo taster, kontroler treba da uključi diodu i posle isprogramiranog vremena (na primer 2 sekunde) da je ugasi. Na sl.4. vidimo izgled leder dijagrama koji učenik treba da unese u program, da ga učita u kontroler i da ga testira. Na slici 5. vidimo vremenski dijagram tajmera sa trenutnom aktivacijom koje mogu da se isprogramiraju da reaguju na taster X0. Na slici 6. su prikazane svetleće diode. Sl.4.Leder dijagram Sl.5.Vremenski dijagram tajmera sa trenutnom aktivacijom
Sl.6.Svetleće diode Objašnjavam učenicima kako da isprogramiraju tajmer koji reaguje sa zakašnjenjem. Nekad je u primeni potreban i takav tajmer. Na slici 7. objašnjavam učenicima stukturu leder dijagrama za ovo kolo i dajem zadatak da upišu program u kontroler. Na slici 8. vidimo vremenski dijagram tajmera sa kašnjenjem koji može da se isprogramira da reaguje na taster X0. Sl.7.Leder dijagram
Sl.8. Vremenski dijagram tajmera sa kašnjenjem Realizacija logičkih kola pomoću kontrolera može takođe da se ostvari preko ovog kontrolera. Dajem učenicima šemu osnovnih logičkih kola u lederu sl.9. i objašnjavam način rada ovog kola. Sl.9. Leder dijagram sa logičkim kolima
Objašnjavam učenicima ulogu pojedinih ulaznih elemenata i način njihovog aktiviranja. Rid rele se aktivira pomoću magneta, induktivni davač se aktivira pomoću metalnog predmeta, fotoćelija reaguje na intenzitet osvetljenosti, dok mikroprekidač reaguje na mehaničku aktivaciju (sl.10). Dajem učenicima da isprogramiraju upravljačko kolo koje će da prima signal sa rid releja i da pri tome aktivira zujalicu sl.11. Sl.10.Rid rele, fotoćelija, induktivni davač i mikroprekidač Sl.11. Leder dijagram za aktiviranje zujalice
Dajem učenicima zadatak da iz tabele sl.12. koja opisuje rad kombinacionog logičkog kola naprave leder dijagram sl.13. Objašnjavam da kada imaju logičku nulu na to mesto u leder dijagramu postavljaju normalno zatvoreni kontakt, a da kada imaju logičku jedinicu onda postavljaju normalno otvoreni kontakt. Ulazni signali Izlazni signali X0 X1 X2 Y0 Y1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 Sl.12. Tabela kombinacionog logičkog kola Sl.13. Tabela kombinacionog logičkog kola
Završni deo časa (10 min): Dajem učenicima šemu (u prilogu) na osnovu koje mogu da naprave sopstveni program. Na toj šemi se vidi koji od elemenata ima koju oznaku. Na primer ulazni elementi imaju oznake od X0,X1,...,X5, a izlazni elementi imaju oznake Y0, Y1,...,Y3.Te oznake se koriste da bi se napisao program u kontroleru. Napomena: Za realizaciju ove vežbe potrebno je napajanje od 24V koje se dovodi na odgovarajući priključak ploče.potreban je adapter koji vrši pretvaranje usb signala na rs232 signal i drajver za njega. Potreban je WinProLadder program koji može besplatno da se skine sa interneta na linku http://fatek.com/fbs%20software%20download.htm. Video fajl u prilogu prikazuje demonstraciju rada ovog interfejsa. U demonstraciji se prvo aktivira mehanički prekidač pri čemu se aktiviraju zujalica, ventilator i 4 svetleće diode. Potom se aktivira rid rele pomoću stalnog magneta i uključuju se takođe zujalica, ventilator i 4 svetleće diode. Sledeći korak u demonstraciji je uzastopno aktiviranje tastera kojim se pali grupa dioda zujalica i ventilator. Poslednji korak u demonstraciji prikazuje aktiviranje svetlosnog senzora. Kada se ugasi svetlo upale se 4 svetleće diode, zujalica i ventilator. Leder dijagram koji izvršava ovaj zadatak je dat na slici 14. U prilogu je takođe data električna šema prema kojoj je moguće napraviti ovaj interfejs.
Sl. 14. Leder dijagram za demonstraciju rada interfejs pločice