Docstoc

PLC LOGIC

Document Sample
PLC LOGIC Powered By Docstoc
					  Geïntegreerde proef



Industriële wetenschappen
 2 de leerjaar – 3 de graad TSO




  DE VALVERSNELLING




                          Bert Myngheer
                       Sven Vandevyver
                       Schooljaar 2008-2009
Woord vooraf
Om onze opleiding industriële wetenschappen op gepaste wijze af te sluiten hoort er
natuurlijk een eindwerk bij.
Nu werd ons verteld door onze leraar Mechanica dat de leerplannen 2de graad gewijzigd
waren. Er staat in vermeld dat men door een proef de waarde van de valversnelling moet
kunnen bewijzen. Hij stelde het voor als eindwerk. Omdat de valversnelling op elk tijdstip
op aarde een grote rol speelt en het meettoestel nog een functie heeft de komende jaren.
We hebben gekozen om met dit voorstel verder te gaan.
Iedereen weet wel wat de valversnelling is, het is een gevolg van de zwaartekracht. De
zwaartekracht is een van de vier natuurkrachten, die de aarde en andere voorwerpen
ondergaan. Deze kracht zorgt dat voorwerpen elkaar aantrekken. Je kunt het zien als een
onderlinge aantrekking tussen twee massa’s. Nu zorgt deze aantrekking dat de
voorwerpen met een bepaalde snelheid naar elkaar toegaan, en ze op elkaar vallen.
Doordat de aantrekking van kleine voorwerpen verwaarloosbaar klein is (zie bundel)
kunnen we stellen dat de aarde voorwerpen aantrekt. En het voorwerp met een bepaalde
versnelling naar de aarde toe gaat.
Rond deze versnelling draait heel ons eindwerk.
Het is de bedoeling om op het einde van dit jaar zowel de meetopstelling te realiseren en
een theoretisch gerichte bundel in te leveren.
Het zal ons veel tijd en werk kosten om dit allemaal te bereiken, maar hopen dat het op
zijn beide beentjes terecht komt. Maar daarvoor zal de zwaartekracht wel zorgen.
Ons resultaat hebben we niet enkel aan onszelf te danken. Maar aan het VTI Poperinge
en dan vooral aan de leraren waarbij we de voorbije jaren de verworven kennis opstaken.
Daarbij zou ik nog Mr. Beirlaen, Mr. Struye, Mr. Tytgat, Mevr. Naesens, Mr. Vitse en Mr.
Peltot die in de loop van het voorbije jaar onze GIP met veel aandacht hebben gevolgd en
hebben geholpen indien nodig- extra willen bedanken.
Tot slot willen we onze ouders en vrienden bedanken, die ons de voorbije jaren steunden
en het schoolgebeuren aangenamer maakten.


Meestal bij het maken van een eindwerk wordt een periode van je leven afgesloten, die
de basis vormt van een nieuwe toekomst. Daarom zouden we nog graag iedereen extra
bedanken die zorgde voor de mooie voorbije 18 jaar.




                                                                                             I
Inhoudsopgave
INLEIDING .................................................................................................................... 1
1.     DE VALBEWEGING .................................................................................................. 2
     1.1.      VALBEWEGING IN HET LUCHTLEDIGE .................................................................... 2
       1.1.1. Inleiding .................................................................................................. 2
       1.1.2. De gravitatiewet van Newton .................................................................... 2
       1.1.3. De eenparig veranderlijke beweging .......................................................... 3
       1.1.4. Grafische voorstellingen ............................................................................ 6
     1.2.      VALBEWEGING IN LUCHT ................................................................................... 7
       1.2.1. Luchtweerstand ....................................................................................... 7
            1.2.1.1. Inleiding ............................................................................................. 7
            1.2.1.2. Luchtweerstandkracht.......................................................................... 7
       1.2.2. Eindsnelheid ............................................................................................ 9
            1.2.2.1. Inleiding ............................................................................................. 9
            1.2.2.2. Parameters ....................................................................................... 10


2.     DE MEETOPSTELLING ........................................................................................... 12
     2.1.      PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ................................................................. 12
       2.1.1. Inleiding ................................................................................................ 12
       2.1.2. Soorten PLC’s......................................................................................... 12
            2.1.2.1. Traditionele PLC ................................................................................ 12
            2.1.2.2. Slot PLC ........................................................................................... 13
            2.1.2.3. Soft PLC ........................................................................................... 13
       2.1.3. Basis principe ......................................................................................... 14
       2.1.4. Onderdelen binnenin .............................................................................. 15
       2.1.5. Wat doet elk onderdeel? ......................................................................... 15
       2.1.6. Responstijd uitbreiding ........................................................................... 16
       2.1.7. Werking ................................................................................................ 18
       2.1.8. Gebruikte instructies ............................................................................... 21
            2.1.8.1. Ladderdiagram instructie.................................................................... 21
            2.1.8.2. Subroutine ........................................................................................ 21
            2.1.8.3. Bit control instructie .......................................................................... 23
            2.1.8.4. Timer instructie ................................................................................. 24
               2.1.8.4.1. Timer ......................................................................................... 24
               2.1.8.4.2. Interval timer ............................................................................. 24

                                                                                                                           II
            2.1.8.5. Bit status aanstuur instructie .............................................................. 25
       2.1.9. RS232 Communicatie (hardware)............................................................. 27
       2.1.10.        RS232 Communicatie (software) .......................................................... 29
            2.1.10.1. RS232 Bittreinen ............................................................................. 29
            2.1.10.2. RS232 Spanningen .......................................................................... 29
            2.1.10.3. RS232 Parameters ........................................................................... 30
       2.1.11.        Ontvangen code ................................................................................. 32
       2.1.12.        Uitbreiding ASCII ................................................................................ 34
     2.2.      VISUAL BASIC ............................................................................................... 35
       2.2.1. Wat is visual basic .................................................................................. 35
     2.3.      SENSOREN .................................................................................................. 38
       2.3.1. Foto-elektrische sensoren ....................................................................... 38
            2.3.1.1. Inleiding ........................................................................................... 38
            2.3.1.2. Werking ........................................................................................... 38
       2.3.2. Inductieve sensor ................................................................................... 41
       2.3.3. Capacitieve sensor ................................................................................. 42
     2.4.      GLASVEZELKABEL .......................................................................................... 43
       2.4.1. Algemeen .............................................................................................. 43
       2.4.2. Multimode(fig 2.1) .................................................................................. 43
       2.4.3. Single-mode(fig 2.2) ............................................................................... 43
       2.4.4. Werkingsgebied glasvezel ....................................................................... 44
       2.4.5. Chemische structuur ............................................................................... 46
       2.4.6. Eigenschappen ....................................................................................... 46


3.     HET PRAKTISCH GEDEELTE ................................................................................... 47
     3.1.      ONTWERP ................................................................................................... 47
     3.2.      ELEKTRISCHE SCHEMA .................................................................................... 48
     3.3.      PLC-PROGRAMMA ......................................................................................... 49
       3.3.1. Uitgebreide uitleg programma ................................................................. 49
            3.3.1.1. Inleiding ........................................................................................... 49
            3.3.1.2. Ingangkaart ...................................................................................... 49
            3.3.1.3. Geheugenpoort ................................................................................. 49
            3.3.1.4. Datageheugen .................................................................................. 49
            3.3.1.5. Ladderdiagram .................................................................................. 50
     3.4.      MEETRESULTATEN ......................................................................................... 52


                                                                                                                          III
4.     FOUTENANALYSE .................................................................................................. 53
     4.1.      MECHANISCHE FOUTEN ................................................................................... 53
       4.1.1. Wrijving................................................................................................. 53
       4.1.2. Electronische problemen ......................................................................... 59
            4.1.2.1. PLC-fouten ....................................................................................... 59
            4.1.2.2. Sensor-fouten ................................................................................... 59
BESLUIT ...................................................................................................................... 61




                                                                                                                         IV
Figurenlijst
FIG. 1.1: GRAFISCHE VOORSTELLING AFGELEGDE WEG PER TIJDSEENHEID ..................... 6
FIG. 1.2: GRAFISCHE VOORSTELLING SNELHEID PER TIJDSEENHEID ................................ 6
FIG. 1.3: LAMINAIRE LUCHTSTROMING........................................................................... 7
FIG. 1.4: TURBULENTE LUCHTSTROMING........................................................................ 7
FIG. 1.5: VOORBEELDEN VAN CW WAARDEN ................................................................... 8
FIG. 1.7: EINDSNELHEID TEN GEVOLGE VAN DE LUCHTWEERSTAND .............................. 10
FIG. 1.6: VOORBEELD TOENEMEN VAN LUCHTWEERSTAND BIJ GROTERE SNELHEDEN .... 10
FIG. 2.1: TRADITIONELE PLC........................................................................................ 12
FIG. 2.2: SLOT PLC ...................................................................................................... 13
FIG. 2.3: SOFT PLC ...................................................................................................... 13
FIG. 2.4: EENVOUDIGE VOORSTELLING CYCLUS VAN EEN PLC ........................................ 14
FIG. 2.5: ONDERDELEN VAN DE CPU OF PROCESSOR ..................................................... 15
FIG. 2.6: SCANTIJD VAN EEN PLC ................................................................................. 16
FIG. 2.7: VOORSTELLING INGANGSSIGNAAL EN SCANCYCLUS ........................................ 17
FIG. 2.8: PULSVERLENGING .......................................................................................... 17
FIG. 2.9: INTERRUPT STURING ..................................................................................... 17
FIG. 2.10: MAXIMALE VERTRAGING .............................................................................. 18
FIG. 2.11: SCHEMATISCHE VOORSTELLING INWENDIGE VAN EEN PLC ............................ 19
FIG. 2.12: CONTACTSYMBOOL ...................................................................................... 19
FIG. 2.13 SPOELSYMBOOL ............................................................................................ 20
FIG. 2.14: VOORBEELD PLC PROGRAMMA MET EENVOUDIGE ELEMENTEN ....................... 20
FIG. 2.15: CONTACTSYMBOOL INGANG 002................................................................... 21
FIG. 2.16: VOORBEELD VAN EEN SUBROUTINE IN HET PROGRAMMA .............................. 22
FIG. 2.17: SET EN RESET INSTRUCTIE .......................................................................... 23
FIG. 2.18: VOORBEELD TIMER FUNCTIE ........................................................................ 24
FIG. 2.19: INTERVALTIMER .......................................................................................... 25
FIG. 2.20: FLANKDETECTIE .......................................................................................... 26
FIG. 2.21: STORING WORDT OVERGEZET IN EEN EENMALIG SIGNAAL ............................ 26
FIG. 2.22: RS232 COMMUNICATIEKABEL ....................................................................... 27
FIG. 2.23: UILEG BIJ DE PINNEN VAN EEN RS232 COMMUNICATIEKABEL ........................ 28
FIG. 2.24: DATA DIE DE SERIËLE POORT VERLAAT ........................................................ 33




                                                                                                                     V
FIG. 2.25: SCHERM WAAR DE WAARDEN OPKOMEN NADAT HET PROGRAMMA ZE
VERWERKT HEEFT ....................................................................................................... 35
FIG. 2.26: SCHETS VAN DE DETECTIE ........................................................................... 38
FIG. 2.27: INSTALLATIE VAN HET GLASVEZEL OP DE OPSTELLING.................................. 38
FIG. 2.28: INDICATOREN SENSOR ................................................................................ 39
FIG. 2.29: OUTPUT SIGNAAL ........................................................................................ 39
FIG. 2.30: ELEKTRISCH SCHEMA ................................................................................... 40
FIG. 2.31: SCHEMA INDUCTIEVE SENSOR...................................................................... 41
FIG. 2.32: MEETAFSTAND INDUCTIEVE SENSOR ............................................................ 41
FIG. 2.33: MULTIMODE GLASVEZEL............................................................................... 43
FIG. 2.34: SINGLE- MODE GLASVEZEL ........................................................................... 44
FIG. 2.35: BUIGING & REFLECTIE IN GLASVEZEL ........................................................... 45
FIG. 2.36: VOORTPLANTING LICHTSTRAAL IN GLASVEZEL.............................................. 45
FIG. 2.37: AANVAARDBARE INVALSHOEK ...................................................................... 46
FIG. 3.1: TEKENING VAN DE OPSTELLING ..................................................................... 47
FIG. 3.2: FOTO’S VAN DE OPSTELLING .......................................................................... 47
FIG. 3.3: ELEKTRISCH SCHEMA..................................................................................... 48
FIG. 3.4: LADDERDIAGRAM VAN HET PLC PROGRAMMA ................................................. 51
FIG. 4.1: KOGEL .......................................................................................................... 53
FIG. 4.2: SNELHEID IN HET LUCHTLEDIGE - MIDDENSTOF ............................................. 57
FIG. 4.3: NEERWAARDSE KRACHT LUCHTLEDIGE - MIDDENSTOF.................................... 58
FIG. 4.4: DETECTEREN KOGELTJE DOOR DE SENSOR ..................................................... 59




                                                                                                                     VI
Lijst met tabellen
TABEL 2.1: UITLEG 9- EN 25 PINNIGE RS232 COMMUNICATIEKABEL............................... 28
TABEL 2.2: SIGNALEN DIE DE ZENDER EN ONTVANGER ZENDEN .................................... 30
TABEL 2.3: UITLEG ASCII CODE .................................................................................... 33
TABEL 3.1: MEETWAARDEN .......................................................................................... 52
TABEL 4.1: FOUT OP DE VERSNELLING TEN GEVOLGE VAN DE LUCHTWEERSTAND.......... 56




                                                                                                            VII
Inleiding


Ooit vroeg iemand zich af “Waarom valt een appel eigenlijk naar beneden?” Een van de
vele
mysteries van het leven die men met de tijd heeft kunnen ontrafelen. Het is namelijk de
zwaartekracht, één van de 4 fundamentele natuurkrachten, die deze aantrekking
veroorzaakt. Deze kracht wordt niet alleen door de aarde uitgeoefend, maar echt door
alles wat je ziet en je maar kan inbeelden. Algemeen geldt hoe zwaarder het voorwerp en
hoe korter de afstand met een ander voorwerp, hoe groter de aantrekkingskracht (en
omgekeerd ook). Vandaar dat de aarde zo een invloed heeft op ons bestaan.


Wanneer we nu deze kracht van nader bekijken op voorwerpen ten opzichte van de aarde
kan met theoretisch besluiten dat deze voorwerpen met een constante versnelling de
aarde benadert. En deze versnellingen enkel kunnen variëren door zich te verplaatsen op
de aarde.


Met dit eindwerk willen we nu deze versnelling bespreken en eens vergelijken met hoe
deze versnelling zich gedraagt in de praktijk. Want iedereen weet dat deze altijd wat
verschilt met de theorie, die ook in dit eindwerk aan bot zal komen.
Nu is het hoofddoel deze versnelling via een eenvoudige manier te bepalen. Zodat het
gebruikte principe van onze meetopstelling voor iedereen begrijpbaar is. En dat men
vooral de fouten die de praktijk met zich mee brengt duidelijk kan waarnemen. Deze
fouten komen ook aan bod in onze bundel, en worden berekend op onze opstelling.


De opstelling moet niet enkel eenvoudig zijn, maar moet ook gemakkelijk in gebruik zijn.
Zodat iedereen, zelfs weten ze niet wat een PLC is, ermee kan werken. De enige vereiste
is wat computerkennis, wat dan nog niet overdreven hoeft te zijn.




                                                                                           1
1.       De valbeweging
1.1.     Valbeweging in het luchtledige
1.1.1.   Inleiding
Wanneer wij in een luchtledige ruimte een voorwerp laten vallen, dan voert dit een
eenparig versnelde rechtlijnige beweging uit, waarvan de versnelling lichtjes kan
verschillen al naargelang de plaats op de aarde waar men de valbeweging laat
plaatsvinden. In onze streken bedraagt de valversnelling of zwaartekrachtconstante, zoals
ze soms ook wordt genoemd, 9,81m/s². Aan de evenaar is haar waarde 9,78 m/s². Aan
de Noord- of Zuidpool is ze 9,83 m/s². Dit doordat de aarde niet rond is en de afstand tot
het middelpunt verschilt, waardoor de middelpuntvliegende (deze kracht werkt de
aantrekkingskracht tegen) kracht verschilt. Voor de valversnelling gebruikt men
doorgaans niet het algemene symbool a, maar wel een speciaal symbool: g.


1.1.2.   De gravitatiewet van Newton
Twee massa’s die zich op een bepaalde afstand van elkaar bevinden, trekken elkaar aan
met een bepaalde kracht. De aantrekkingskrachten van de twee massa’s op elkaar
uitgeoefend, zijn even groot, hebben dezelfde richting maar een tegengestelde zin. Deze
aantrekkingskracht noemen we de gravitatiekracht.


Gravitatiekracht:
                m1.m2
Fg (1,2)  G.
                 r²                                      (1.1)
Met      m1 = massa van het eerste voorwerp (kg)
         m2 = massa van het tweede voorwerp (kg)
                           N .m²
         G  6, 67.1011         = gravitatieconstante
                           kg ²
         r = afstand tussen de zwaartepunten van de 2 voorwerpen (m)


Een toepassing op de gravitatiewet van Newton is de zwaartekracht. De zwaartekracht is
de gravitatiekracht uitgeoefend door de aarde op een lichaam. Het aangrijpingspunt van
de zwaartekracht noemen we het zwaartepunt.




                                                                                          2
Zwaartekracht:
                  m1.ma
Fz ( a )  G.
                   ra ²                                           (1.2)
       Fz ( a )
aa 
         m1                                                       (1.3)
Met        Fz(a)= zwaartekracht (N)
                                 N .m²
            G  6, 67.1011            = gravitatieconstante              (1.4)
                                 kg ²
           m1 = massa van het voorwerp (kg)
           ma = massa van de aarde(kg)
           ra = straal van de aarde (m), er word geen rekening gehouden met de afstand
           van het voorwerp tot de aarde. Indien het gewichtje van hoger dan enkele
           kilometer naar beneden wordt gegooid.
           aa= versnelling waarmee het voorwerp op de aarde valt (m/s²)


Vb. we laten een gewichtje van 40 gram vallen. We berekenen de zwaartekracht en de
versnelling waarmee het gewichtje op de aarde valt.

                      11   0, 04.5,972.1024
Fz ( a )  6, 67.10
                               (6370.103 )²               (1.5)
       Fz ( a )
aa               =9,8167m/s²                     (1.6)
       0.04


1.1.3.     De eenparig veranderlijke beweging
De basis van de valbeweging rust op de formules van de eenparig veranderlijke
rechtlijnige beweging. Dat is een beweging waarvan de snelheid per seconde met een
vast bedrag toe- of afneemt. Je kunt dus zeggen dat het een beweging is met een
constante snelheidsgroei per seconde. Deze constante snelheidsgroei noemt men de
versnelling(symbool a).
Al naargelang de beweging versnelt of vertraagd (a negatief) kan men vt na t seconden
schrijven.
vt  v0  at

Uit deze formule blijkt dat de ogenblikkelijke snelheid van een eenparige veranderlijke
beweging als functie van de tijd in een grafische voorstelling steeds door een rechte lijn
wordt weergegeven.

                                                                                             3
Om nu de afgelegde weg te kunnen berekenen tijdens een eenparig veranderlijke
beweging, vermenigvuldigen we de gemiddelde snelheid vg met de tijd t.
s  vg t
                          (1.7)
We kunnen de gemiddelde snelheid van een eenparig veranderlijke beweging met
beginsnelheid v0 en versnelling a, respectievelijk schrijven als.
                at
vg  v0 
                2                 (1.8)
Dus de nieuwe samengestelde formule wordt:
                at ²
s  v0t 
                 2                (1.9)
Aangezien bij een gewone valbeweging de beginsnelheid van het vallend voorwerp
doorgaans gelijk is aan nul, kunnen we de formules van de EVRB veranderen in volgende:
v  gt
    gt ²                          (1.10)
s
     2
Steunend op deze formules kan men een formule afleiden die de snelheid van een vallend
lichaam aangeeft als functie van de door het lichaam afgelegde weg, dat wil zeggen als
functie van de hoogte waarvan het gevallen is.
Als we h als hoogte nemen waarvan een voorwerp valt, dan voldoet de tijd t1 nodig om
deze valbeweging uit te voeren aan volgende formule:
         t1 ²
h  g.
          2                       (1.11)
Zo bekomen we:

       2h
t1 
       g                          (1.12)


Maar doordat er een beginsnelheid aanwezig is bij onze opstellingen hebben we een
formule afgeleid om deze te verwaarlozen. Men weet dat de formule voor de afgelegde
weg met een beginsnelheid de volgende is.
                 g .t ²
s  v0 .t 
                  2               (1.13)
Dus voor de twee tijden:




                                                                                         4
              g .t1 ²
s1  v0 .t1 
                2
              g .t2 ²
s2  v0 .t2 
                 2                 (1.14)
Uit de formule van de eerste afgelegde weg vinden we de beginsnelheid:
                                         g.t1 ²
                                  s1 
             g.t ²                        2
s1  v0 .t1  1  v0 
              2                       t1                   (1.15)
Nu voegen we deze in formule van de beginsnelheid in de 2de afgelegde weg:
               g .t1 ²
       s1 
s2              2 .t  g .t2 ²
                       2
              t1          2                       (1.16)
Uitwerking tot g:
                 g.t1 ²
           s1 
s2 .t1             2 .t  g.t2 ².t1
                       2
 t1             t1         2.t1

                   g.t1 ²
           s1 
s2 .t1               2 .t  g.t2 ².t1
                         2
 t1               t1         2. t1
                  g.t1 ²       g.t ².t
s2 .t1  ( s1           ).t2  2 1
                   2              2
                   g .t1 ².t2 g .t2 ².t1
s2 .t1  s1.t2              
                       2          2
                       t ².t t ².t
s2 .t1  s1.t2  g ( 2 1  1 2 )
                          2      2
 s2 .t1  s1.t2
                   g
t2 ².t1 t1 ².t2
        
   2         2
2.( s2 .t1  s1.t2 )
                      g
 t1.t2 .(t2  t1 )                                (1.17)


Met         g=          Valversnelling (m/s²)
           s1 =         Afgelegde weg tussen sensor 1 en 2 (m)
           s2 =         Afgelegde weg tussen sensor 1 en 3 (m)
           t1 =         Tijd tussen sensor 1 en 2 (s)
           t2 =         Tijd tussen sensor 1 en 3 (s)




                                                                             5
1.1.4.       Grafische voorstellingen


                                                                 Grafieken en functies voor s(t) bij een val:
      s(m)


         2
                                                                 als een voorwerp naar beneden valt
                                                                 (versnelde beweging), wordt dat
     1,5
                                                                 weergegeven als een halve parabool. Ook
         1
                                                                 al valt het voorwerp naar beneden, in de
     0,5
                                                                 grafiek wordt het naar boven weergegeven.
         0
               0,1         0,2     0,3    0,4   0,5   0,6 t(s)


Fig. 1.1: grafische voorstelling afgelegde weg per tijdseenheid

In de wiskunde schrijf je zo’n dalparabool als f(x) = a · x². Voor de val wordt dat: s(t) = *
· t² (* = een getal wat nog bepaald moet worden). Als je bijvoorbeeld de punten t =
0,35s en
s = 0,59m en je vult dat in, dan krijg je 0,59 = * · 0,35²  0,59 = 0,13*  * = 4,5. Dan
heb je dus h = 5 · t². Na 3 s vallen is het voorwerp dus 4,5 · 3² = 40,5 m lager (zonder
luchtwrijving).


  v(m /s)                                                  Grafieken en functies voor v(t) bij een val: bij de
     7
                                                           s(t)-grafiek van hierboven, kan je de volgende
     6
     5                                                     v(t)-grafiek maken met de volgende formule: v(t)
     4                                                     = # · t (# = richtingcoëfficiënt  het wordt een
     3
                                                           rechte lijn).
     2
     1
     0
             0,1     0,2     0,3    0,4   0,5   0,6 t(s)


Fig. 1.2: Grafische voorstelling snelheid per tijdseenheid

Neem bijvoorbeeld de punten t = 0,35s en v = 3,3m/s om # te berekenen. 3,3 = 0,35#

# = 9,4 = richtingcoëfficiënt. Na 3s is de snelheid dus 10 · 3 =30m/s.
Op de maan zou je vinden: h(t) = 0,8t² en v(t) = 1,6t.
De getallen voor op aarde zijn (vrije val): h(t) = 4,905t² en v(t) = 9,81t.




                                                                                                                6
1.2.     Valbeweging in lucht
1.2.1.   Luchtweerstand
1.2.1.1. Inleiding
Bij een vrije val veronderstelt men dat enkel de zwaartekracht inwerkt op het object. In
de lucht echter ondervindt elk bewegend object een weerstandskracht (soms kortweg
weerstand genoemd), die tegengesteld gericht is aan de valsnelheid van het object. Deze
uitwendige wrijving treedt op aan het oppervlak van het object dat zich in een viskeus
medium voortbeweegt.


1.2.1.2. Luchtweerstandkracht
Men onderscheidt twee stromingstoestanden: laminair bij lage snelheden of kleine
objecten, turbulent hij hoge snelheden of grote objecten. In onderstaande figuur stroomt
het medium van links naar rechts rond de bolvorm




Fig. 1.3: laminaire luchtstroming




Fig. 1.4: turbulente luchtstroming

                                                                                           7
Voor lage snelheden of kleine deeltjes is deze weerstandskracht Fw evenredig met de
snelheid. Dit komt voor bij een laminaire luchtstroming. De stroomlijnen volgen het
oppervlak van het object en laten niet los.


Volgens de wet van Stokes is voor een bolvormig object met straal R de weerstandskracht
Fw gegeven door


Fw  6 R.v             (1.19)
De viscositeitcoëfficiënt ŋ van lucht bedraagt bij kamertemperatuur 1,84X 10-5 Ns/m²


Voor grotere objecten of hoge snelheden in lucht is de weerstandskracht Fw evenredig
met het kwadraat van de snelheid. De stroomlijnen laten gemakkelijk los en er worden
achter het object turbulenties gevormd. De drukverdeling wijzigt naargelang de vorm en
de afmetingen van het voorwerp. In de formule komt een weerstandscoëfficiënt Cw voor,
onbenoemd en afhankelijk van de afmetingen en de vorm van het voorwerp. Hieronder
vindt u enkele voorbeelden van Cw-waarden.




Fig. 1.5: Voorbeelden van Cw waarden




                                                                                         8
Voor grote objecten of grote snelheden is Fw gegeven door
    1
Fw  Cw  . A.v ²
    2                              (1.20)
waarbij
         F = kracht die de weerstand op het voorwerp uitoefent tijdens de beweging [N]
         ρ = dichtheid van de stof waarin het voorwerp zich voortbeweegt [kg/m³]
         v = snelheid ten opzichte van het medium waarin het zich bevindt [m/s]
         A = geprojecteerde oppervlakte van het voorwerp loodrecht op de
         bewegingsrichting [m²]
         Cw = weerstandscoëfficiënt


Het loodrecht op de bewegingsrichting geprojecteerde oppervlak S is bij een bol gelijk
aan  R² .                (1.21)
De luchtdichtheid ρ bij kamertemperatuur T en atmosferische druk p wordt berekend met
de volgende formule:


          p.Tn
  n
          T . pn          (1.22)


De luchtdichtheid bij normale omstandigheden is gegeven: 1,293 kg/m³, evenals de
normdruk 101325 Pa en de normtemperatuur 273,15 K.


1.2.2.     Eindsnelheid
1.2.2.1. Inleiding
De eindsnelheid of terminale snelheid is een natuurkundige term voor de maximum
snelheid die een vallend voorwerp bereikt, en vanaf dat tijdstip aanhoudt. Tijdens het
vallen neemt in eerste instantie de snelheid steeds toe met de valversnelling. Maar door
de toenemende snelheid neemt ook de luchtweerstand steeds meer toe. Op een bepaald
moment zijn de luchtweerstandkracht (naar boven gericht) en de zwaartekracht gelijk in
grootte. Daarna blijft het voorwerp met constante snelheid vallen en die noemen we de
eindsnelheid. Behalve bij vallende voorwerpen in lucht doet hetzelfde verschijnsel zich ook
voor bij vallende voorwerpen in vloeistoffen of bij opstijgende luchtbellen.




                                                                                           9
                               Luchtweerstand
                                                           Luchtweerstand


         Fz




                                   Fz

                                                               Fz

Fig. 1.6: voorbeeld toenemen van luchtweerstand bij grotere snelheden




Fig. 1.7: eindsnelheid ten gevolge van de luchtweerstand


1.2.2.2. Parameters
Behalve eigenschappen van de omringende stof zoals de dichtheid en viscositeit zijn van
het voorwerp van belang
      de zwaartekracht (massa x valversnelling) in Newton
      de vorm, meestal uitgedrukt in een Cw waarde.
      het front oppervlak of doorsnede in m2


Een groot front oppervlak en een hoge Cw waarde geven een lage snelheid, bijvoorbeeld
5,5 m/s (19,8 km/u) voor een landende parachutist. Voor dezelfde parachutist die even
daarvoor met zijn hoofd naar beneden een vrije val maakt worden snelheden gegeven
van 89 m/s of 320 km/u.




                                                                                        10
Formule

        2mg
ve 
        ACw             (1.23)
met
       ve : eindsnelheid in m/s,
       m : massa (natuurkunde) van het vallende voorwerp in kg,
       g : valversnelling in m/s2,
       Cw : weerstandscoëfficiënt of Cw waarde (zonder eenheid),
       ρ : dichtheid van het fluïdum waarin het voorwerp valt in kg/m3, en
       A : oppervlak van het (onderaanzicht van) het voorwerp in m2.




                                                                             11
2.       De meetopstelling
2.1.     Programmable Logic Controller
2.1.1.   Inleiding
Een Programmable Logic Controller (PLC, Programmeerbare Logische Eenheid) is een
elektronisch apparaat met een microprocessor dat op basis van de informatie op zijn
diverse ingangen, zijn uitgangen aanstuurt. Het werkt aan de hand van een geschreven
programma (vandaar “Programmable”) dat je via software naar zijn programmageheugen
kan overzetten. Het programma bestaat uit een deel logische functies (vandaar “Logic”)
en is daardoor door ieder persoon te programmeren. Vandaar dat het de laatste jaren niet
meer weg te denken is bij het automatiseren. Zijn functie is vooral aansturen van
machines of iets dergelijks (vandaar “Controller”).


2.1.2.   Soorten PLC’s
2.1.2.1. Traditionele PLC
De Traditionele PLC is een PLC bestaande uit een CPU met zijn eigen behuizing en intern
werkgeheugen. Meestal worden insteekkaarten gebruikt als opslaggeheugen. Te denken
valt aan een geheugenkaart van een digitale camera.




Fig. 2.1: Traditionele PLC




                                                                                         12
2.1.2.2. Slot PLC
Een Slot PLC is een Traditionele PLC, maar dan op bijvoorbeeld een PCI-kaart (zelfde
kaarten als videokaarten, geluidskaarten, enz) die in een PC wordt geplaast.




Fig. 2.2: Slot PLC


2.1.2.3. Soft PLC
De Soft PLC is een PLC die draait als software op een PC. Met een interfacekaart en
driversoftware communiceert deze met de buitenwereld. Deze communicatie verloopt
normaal gesproken via een standaard industrieel bussysteem (Net zoals communicatie via
RS-232).




Fig. 2.3: Soft PLC


Het type dat wij gebruiken is een traditionele PLC van het merk Omron CQM1 CPU41.




                                                                                       13
2.1.3.   Basis principe
De werking van een PLC is gebaseerd op het continue scannen van een programma. We
kunnen deze scancyclus beschouwen als bestaande uit drie belangrijke stappen. Er zijn er
doorgaans meer dan drie, maar deze andere stappen zijn niet belangrijk voor het
begrijpen van de werking. Meestal controleren deze andere stappen het systeem en
werken de standen van interne tellers en timers bij.




Fig. 2.4: eenvoudige voorstelling cyclus van een PLC
Stap 1 - INGANGEN INLEZEN - Aan het begin van elke scancyclus kijkt de PLC naar
elke ingang om te bepalen of die aan of uit is. De PLC slaat deze gegevens op in zijn
geheugen om verder te gebruiken in de volgende stap.
Stap 2 - PROGRAMMA VERWERKEN - Daarna voert de PLC het programma instructie
per instructie uit. Daar het programma uit de vorige stap reeds een overzicht heeft welke
ingangen aan of uit zijn, kan het beslissen of het uitgangen en/of functies (timers,
counters,…) moet inschakelen op basis van de toestand van de ingangen. Het programma
zal de resultaten van zijn berekeningen opslaan om er tijdens de volgende stap gebruik
van te maken.
Stap 3 - UITGANGEN BIJSTUREN - Uiteindelijk werkt de PLC de toestanden van de
uitgangen bij. De PLC werkt die toestanden bij op basis van de toestanden van de
ingangen gedurende de eerste stap en de resultaten van de berekeningen tijdens de
tweede stap.
Na de derde stap gaat de PLC terug naar de eerste stap en herhaalt continue de
verschillende stappen. Een scancyclus of scantijd wordt gedefinieerd als de tijd nodig voor
het uitvoeren van de drie hierboven beschreven stappen



                                                                                         14
2.1.4.   Onderdelen binnenin
De PLC bestaat hoofdzakelijk uit een processor (CPU of Central Processing Unit), in
verschillende gebieden opgedeelde geheugens en geschikte schakelingen om interactie
met de buitenwereld mogelijk te maken. We kunnen de PLC in feite beschouwen als een
doos vol met honderden of zelfs duizenden aparte contactoren, tellers, tijdschakelaars en
gegevensopslagplaatsen. Ze bestaan eigenlijk niet werkelijk, ze zijn niet "fysisch"
aanwezig, maar ze worden eigenlijk gesimuleerd en ze kunnen worden beschouwd als
software tellers, tijdschakelaars enz. Deze interne contactoren worden gesimuleerd met
behulp van binaire gegevens in registers.




Fig. 2.5: Onderdelen van de CPU of processor


2.1.5.   Wat doet elk onderdeel?
        INPUT RELAYS of ingangen. Deze zijn verbonden met de buitenwereld via de
         ingangselektronica (input circuit). Ze bestaan fysisch en ontvangen signalen van
         schakelaars, sensoren en dergelijke meer. Met behulp van een led op de plc kan je
         waarnemen hoe de toestanden van de ingangen zijn. De led licht op bij een
         gesloten stroomkring. Zo’n stroomkring bestaat uit de serieschakeling van de
         voeding, het schakelcontact van de detector en de aansluitklem van de ingang.
         De gehanteerde spanning drempels liggen tussen de 13V en30V voor de toestand
         1 (ingang hoog) en tussen de 0V en 5V voor toestand 0 (ingang laag)
        INTERNAL UTILITY RELAYS of interne hulpcontactoren. Deze ontvangen geen
         signalen van de buitenwereld en bestaan ook niet fysisch. Ze zijn gesimuleerde
         contactoren en vormen de hulpvariabelen waardoor de PLC een aantal externe
         contactoren kan elimineren. Er bestaan ook een aantal speciale hulpcontactoren
         die een enkele taak toegewijd zijn. Sommige ervan zijn continu aan terwijl andere
         continu uit zijn. Sommigen zijn enkel aan gedurende het opstarten en worden
         typisch gebruikt voor het initialiseren van opgeslagen gegevens.
        COUNTERS of tellers. Ook deze bestaan niet fysisch. Het zijn gesimuleerde tellers
         en ze kunnen geprogrammeerd worden om pulsen te tellen. Deze tellers kunnen
         over het algemeen optellen, aftellen of een combinatie van beide. Daar ze


                                                                                            15
         gesimuleerd worden zijn ze meestal gelimiteerd voor wat betreft hun telsnelheid.
         Sommige fabrikanten voorzien snelle tellers die op hardware gebaseerd zijn. Deze
         kunnen dan beschouwd worden als fysisch bestaande. Meestal kunnen ook deze
         tellers optellen, aftellen of een combinatie van beide.
        TIMERS of tijdsrelais. Ook deze bestaan niet fysisch. Ze bestaan in verschillende
         vormen en tijdsbasissen. De meest gebruikte tijdsfunctie is de inschakelvertraging.
         De tijdsbasissen variëren van 1ms tot 10s.
        OUTPUT RELAYS of uitgangscontactoren. Deze zijn verbonden met de
         buitenwereld via de uitgangselektronica (output circuit). Ze bestaan fysisch en
         schakelen spoelen, lampen, ventielen en dergelijke aan en uit. Ze kunnen worden
         gevormd door transistoren of relais, afhankelijk van de gebruikte spanningen.
        DATA STORAGE. Normaal worden de registers in het geheugen simpelweg
         gebruikt voor de opslag van gegevens. Hierbij denken we aan de tijdelijke opslag
         van rekenkundige bewerkingen en gegevens. Ze kunnen meestal ook worden
         gebruikt voor de opslag van gegevens als de spanning wordt weggenomen van de
         PLC. Bij het opnieuw opstarten bevatten ze dan nog steeds dezelfde inhoud zoals
         voor de spanning werd uitgeschakeld. Dit wordt remanentie genoemd en is zeer
         nuttig en handig.


2.1.6.   Responstijd uitbreiding
Nu we weten wat responstijd is, komt hier de reden waarom deze er is. De PLC kan enkel
een ingang zien in- of uitschakelen wanneer hij er naar kijkt. Met andere woorden, de PLC
kijkt enkel naar de ingangen gedurende het gedeelte van de scancyclus waarin de
toestanden van de verschillende ingangen nagezien worden.




Fig. 2.6: scantijd van een PLC
In het tijdsdiagram hierboven wordt het eerste schakelen van de ingang pas gezien in de
tweede scancyclus. Dit komt omdat, op het moment dat de ingang inschakelde, de
ingangscontrole fase van scancyclus 1 reeds voorbij was.




                                                                                             16
De tweede schakelpuls op de ingang wordt pas gezien in scancyclus 3. Ook dit wordt
veroorzaakt doordat de ingang pas ingeschakeld werd op het moment dat de
ingangscontrole fase van scancyclus 2 reeds voorbij was.


De derde schakelpuls wordt nooit waargenomen door de PLC. Dit komt doordat bij de
ingangscontrole fase van scancyclus 3 de ingang nog niet aan was, terwijl de ingang
terug uitschakelt vóór scancyclus 4 de ingangscontrole fase bereikt. Dus: schakelpuls 3
wordt nooit door de PLC waargenomen.
Om dit te voorkomen stellen we dat de ingang een AAN-toestand moet hebben
gedurende ten minste 1 ingangsvertragingstijd + een scancyclustijd.




Fig. 2.7: voorstelling ingangssignaal en scancyclus
Nu zijn er 2 manieren om deze mogelijke situatie te omzeilen:




Pulsverlengingsfunctie: Deze functie verlengt de duur van de
ingangspuls tot de PLC de ingangen controleert gedurende de
volgende scancyclus.



                                                                 Fig. 2.8: pulsverlenging
Interrupt functie of onderbrekingsroutine: Deze functie
onderbreekt de scancyclus om een speciale, door jou
geschreven, routine uit te voeren. Bij voorbeeld: zodra de
ingang inschakelt, onafhankelijk van waar de scancyclus mee
bezig is, stopt de PLC onmiddellijk met het uitvoeren van wat
hij aan het doen is en gaat over op de onderbrekingsroutine. (
Een routine kan beschouwd worden als een mini programma
                                                                 Fig. 2.9: Interrupt
buiten het hoofdprogramma. ) Nadat de onderbrekingsroutine
                                                                 sturing
afgewerkt is, gaat de PLC terug naar het punt waar de normale
scancyclus onderbroken werd en gaat verder met de normale
afhandeling van het programma.

                                                                                          17
Laat ons nu eens de langste tijd bekijken die een uitgang nodig heeft om in te schakelen.
Laat ons aannemen dat we een uitgang van de PLC willen inschakelen op het moment dat
een ingang inschakelt.


Het onderstaande diagram toont de langste vertraging ( slechtste geval omdat de ingang
niet waargenomen wordt tot scantijd 2 ) voor de uitgang om in te schakelen nadat de
ingang geactiveerd werd.


De maximale vertraging is dus 2 scancycli - 1 ingangsvertragingstijd.




                             Fig. 2.10: maximale vertraging


2.1.7.   Werking
Om de werking van een PLC eenvoudig uit te leggen kan je het principe van een relais
volgen. Doordat een PLC in het algemeen de fysische relais vervangt. Om wat beter te
kunnen volgen beschrijven we hieronder de korte uitleg van de relais.
Een relais is een elektromagnetische schakelaar. Voer een spanning toe aan de spoel en
een magnetisch veld wordt opgewekt. Dit magnetisch veld zuigt de relaiscontacten aan en
doet ze een contact maken (of verbreken). Deze contacten vormen een schakelaar. Ze
laten een stroom toe tussen twee punten te vloeien en sluiten hierbij een circuit.
Bekijken we het volgende voorbeeld. Hier schakelen we een bel in telkens een contact
gesloten wordt. We hebben drie fysische onderdelen. Een schakelaar, een relais en een
bel. Telkens de schakelaar gesloten wordt, voeren we stroom naar de bel die daarop
geluid voortbrengt.




                                                                                        18
              Fig. 2.11: schematische voorstelling inwendige van een PLC
Merk op dat we twee volledig gescheiden stroomkringen hebben. De onderste geeft het
DC (vb. 24V) gedeelte aan. De bovenste geeft het AC (vb. 230V) gedeelte aan.
Hier gebruiken we een DC relais om een AC stroomkring te sturen. Dat is nu juist het
voordeel aan een relais. Als de schakelaar open is kan geen stroom vloeien door de spoel
van het relais. Van zodra echter de schakelaar gesloten wordt loopt de stroom door de
relaisspoel, dat aanleiding geeft tot de opbouw van een magnetisch veld. Dit magnetisch
veld zorgt ervoor dat de relaiscontacten sluiten. Nu kan een AC stroom door de bel
vloeien waardoor hij afgaat.
Hoe men nu de relais vervangt kunnen we uitleggen in verschillende stappen:
Eerste stap - We moeten alle elementen die we gebruiken vertalen naar symbolen die
door de PLC kunnen begrepen worden. De PLC begrijpt termen als schakelaar, relais,
timer en niet veel meer. Het geeft de voorkeur aan ingangen, uitgangen, contacten,
spoelen, enz. De PLC houdt hierbij geen rekening met wat de ingangs- en
uitgangstoestellen nu eigenlijk zijn. Het houdt er enkel rekening mee of het om een
ingang of om een uitgang gaat.
Eerst vervangen we de batterij door een symbool. Dit symbool komt in alle
ladderdiagrammen voor. We tekenen wat ook wel eens busbaren genoemd worden. Deze
lijken simpelweg op twee verticale baren, een aan elke zijde van het diagram. Beschouw
de linker baar als zijnde het positieve voltage en de rechter baar als het grondpotentiaal.
Stel je verder voor dat de stroom in dit diagram vloeit van links naar rechts.
Vervolgens kennen we een symbool toe aan de ingangen. In dit basisvoorbeeld hebben
we slechts een enkele fysische ingang (de schakelaar). We kennen de ingang waar de
schakelaar aan verbonden is het onderstaande symbool toe. Dit symbool kan ook
beschouwd worden als een contact van een relais.



                                 Fig. 2.12: contactsymbool




                                                                                          19
Vervolgens kennen we ook aan de uitgang een symbool toe. In ons voorbeeld gebruiken
we ook slechts één enkele uitgang (de bel). We kennen het onderstaande symbool toe
aan de uitgang waar de bel fysisch zal aan verbonden worden. Dit symbool wordt
gebruikt als de spoel van een relais.




                                  Fig. 2.13 spoelsymbool
De AC voeding is een externe voeding die we dus niet in ons ladderdiagram opnemen. De
PLC houdt enkel rekening met welke uitgangen hij moet sturen en niet wat er fysisch aan
verbonden is.
Tweede stap - We moeten de PLC vertellen waar alles zich bevindt. We moeten met
andere woorden alle in- en uitgangen een adres toekennen. Aan welke fysische ingang de
schakelaar verbonden wordt, en aan welke uitgang de bel verbonden wordt. We komen
later nog op deze adressering terug. Elke PLC fabrikant doet het namelijk op een andere
manier. Bij Omron wordt gebruik gemaakt van “000.00” als ingangen en “100.00” als
uitgangen.
Laatste stap - We moeten het schema omzetten naar een logische reeks gebeurtenissen.
Het programma dat we gaan schrijven vertelt de PLC wat hij moet doen wanneer elke
gebeurtenis zich voordoet. In ons geval moeten we de PLC vertellen wat hij moet doen op
het moment dat de schakelaar sluit. Het is duidelijk dat we de bel willen horen rinkelen,
maar de PLC weet dat niet.




Fig. 2.14: voorbeeld PLC programma met eenvoudige elementen
Nu men dit principe begrijpt kunnen we verder bouwen op enkele basis instructies.(zie
meer hieronder)




                                                                                            20
2.1.8.   Gebruikte instructies
2.1.8.1. Ladderdiagram instructie
De load (LD) instructie is eigenlijk een normaal open contact. Het symbool voor een laad
instructie wordt hier onder getoond.



Fig. 2.15: contactsymbool ingang 002
Dit wordt gebruikt wanneer een ingangssignaal moet aanwezig zijn om het symbool aan
te schakelen. Wanneer de fysische ingang ingeschakeld is, kunnen we zeggen dat de
instructie waar (true) is. We onderzoeken de ingang voor een "aan"-signaal. Indien de
ingang fysisch aan is, is ook het symbool aan. Een "aan"-toestand wordt ook een logische
"1"-toestand genoemd.
Dit symbool kan normaal gezien gebruikt worden voor interne ingangen, externe
ingangen en hulpcontacten op externe uitgangen.


2.1.8.2. Subroutine
Wanneer je een subroutine gebruikt zonder interrupt ingangen, dan werkt het als
onderbreking van cyclus. Maar wij gebruiken ze met interrupt ingangen. Deze kan je
gebruiken wanneer je een waarde in je vast geheugen verandert waardoor je PLC weet
dat zijn ingangen als interrupt ingangen werken.
Wanneer je een subroutine gebruikt samen met interrupt ingangen wordt deze
opgeroepen wanneer de interrupt ingang is bekrachtigd.




                                                                                        21
                                                       De subroutine bestaat uit twee
                                                       functies. Namelijk SBS deze
                                                       wordt gebruikt in het
                                                       hoofdprogramma, en deze
                                                       verwijst dan naar het subroutine
                                                       programma die helemaal onder
                                                       je hoofdprogramma staat.
                                                       Parameters
                                                       De SBS verwijst dus naar de
                                                       subroutine met dezelfde waarde
                                                       dat hij heeft toe gekregen.
                                                       Hier zijn de interrupt ingangen
                                                       000.00, 000.01, 000.02
                                                       respectievelijk de sensors 1, 2,
                                                       3. Zoals je kunt zien verwijst bij
                                                       hoog gaan van sensor 1 naar de
                                                       subroutine 0. Als je dan naar de
                                                       subroutine gaat zie je terug een
                                                       ingang staan, samen met een
                                                       SET. Deze wordt later
                                                       besproken. De ingang 253.13 is
                                                       een hulpcontact die constant
                                                       bekrachtigd is. Deze wordt er
                                                       geplaatst doordat een functie
                                                       telkens met een ingang of
                                                       hulpcontact moet worden
                                                       voorafgegaan.




Fig. 2.16: voorbeeld van een subroutine in het programma




                                                                                     22
2.1.8.3. Bit control instructie
De gebruikte geheugenfunctie wordt met SET aangeduid, zijn uitschakelfunctie met
RSET(afkorting afkomstig van set/reset). Het onderstaande schema toont een voorbeeld
hoe ze in een programma kunnen worden gebruikt.

                                                      Parameters
                                                      Geheugenplaats waar de
                                                      operandbit(maar twee condities 0
                                                      of 1) aan wordt gezet via de
                                                      subroutine tijdens het sluiten van
                                                      de ingang 000.00(sensor 1)en
                                                      terug wordt uit gezet wanneer
                                                      ingang 000.01(sensor 3) of
                                                      000.04(reset knop) aangeschakeld
                                                      zijn.
                                                      Voorbeeld:
                                                      Als de eerste sensors sluit wordt via
                                                      de subroutine de geheugenplaatsen
                                                      100.00 en 100.01 hoog(1) gezet.
                                                      Om met deze dan de intervaltimers
                                                      aan te zetten(zie later). Deze
                                                      worden terug gereset met de
                                                      laatste sensor. Maar wanneer er
                                                      iets fout loopt, worden die timers
                                                      gereset met de fysieke ingang
                                                      (drukknop) 000.04.
Fig. 2.17: Set en reset instructie




                                                                                       23
2.1.8.4. Timer instructie
2.1.8.4.1. Timer
Eén van de timerinstructies is de gewone timer en heeft als afkorting TIM. Deze heeft de
zelfde functie als het fysische tijdrelais, hij telt ook de ingegeven tijd af voor hij zijn
contactoren dichtklappen.

                                                Parameters
                                                Het nummer van de teller mogelijkheid tot 511
                                                tellers in één programma. Dit nummer wordt
                                                gebruikt om de teller als ingang te gebruiken(zie
                                                figuur).


                                                Waarde van de tijd die moet worden gewacht tot
                                                zijn conditie op aan moet staan. Hier is die tijd 3
                                                sec.




Fig. 2.18: Voorbeeld timer functie


2.1.8.4.2. Interval timer
Nog een timerinstructie is de interval timer en wordt met STIM aangeduid.
De functie van deze timer is het meten van de tijd tussen twee pulsen, zoals al eerder
werd besproken kan het zijn dat men een schakelpuls niet kan waarnemen doordat men
volledige cyclussen doorloopt. Dit omzeilt deze timer door middel van interrupts . Om de
tijd te meten is deze functie voorzien van vier basisfuncties: starten van de timer voor een
one-shot interrupt ( één intrupt wordt uitgevoerd als de tijd verstreken is, starten van de
timer voor scheduled interrupts (interrupts op een vaste tijdbasis), stoppen van de timer
en het uitlezen van de actuele waarde van de timer.




                                                                                              24
                                             Parameters
                                             Waarden gebruikt om het verschil aan te
                                             duiden tussen een start timer en timer voor
                                             uitlezen actuele waarde. Kan liggen tussen
                                             000 en 012.
                                             Deze waarde van de starttimer is een
                                             constante en is de maximum tijd die hij
                                             doorloopt. Wanneer de meting in dit geval
                                             langer duurt dan 9.99sec zal hij terug starten
                                             van nul. Wanneer zijn ingang onderbroken
                                             wordt zet hij zijn instellingen zodanig dat hij
                                             opnieuw kan beginnen tellen vanaf 0 sec.
                                             Deze waarde staat voor het subroutine
                                             nummer.
                                             Dit geheugen is de plaats die gebruikt wordt
                                             om de actuele waarde in op te slaan. Dit
Fig. 2.19: intervaltimer                     geheugen +1 dus DM0001 wordt gebruikt om
                                             het gebruikte interval in op te slaan.
                                             Dit geheugen is om de tijd op te slaan die
                                             nodig was om de intervaltimer te starten.
                                             Doordat hij enkel zijn timer start wanneer hij
                                             aan een nieuwe cyclus begint.


2.1.8.5. Bit status aanstuur instructie
        Flankdetectie
       Een flankdetectie is een interessant en waardevol programmeringgereedschap. Op
       het eerste zicht kan het moeilijk zijn om in te zien waarom een dergelijke
       instructie nodig is. Maar eens we begrijpen wat deze instructie doet en hoe we ze
       kunnen gebruiken zal de noodzakelijkheid ervan duidelijk worden.


       Een flankdetectie wordt gebruikt om iets te laten gebeuren tijdens 1 enkele cyclus.
       De meeste fabrikanten hebben een flankdetectie die reageert op een overgang
       van uit naar aan en een ander type dat reageert op een aan naar uit overgang. De
       benaming van deze functie noemt DIFU/DIFD((differentiate up/down).



                                                                                          25
Fig. 2.20: Flankdetectie
Hierboven vind je het symbool voor een DIFU (stijgende flank detectie) instructie.
Zijn enige parameter is een: geheugen, uitgang; die men een stijgend flank
toekent. Het nut van deze functie is de bit eenmaal hoog te maken en zo de
storing te omzeilen, toen wij zonder deze functie werkten werd onze ingelezen
waarde verschillende keren ingezonden, terwijl met de flankdetectie hij maar 1
keer werd ingezonden. Hieronder zie je figuren van de verschillen in overgang van
laag naar hoog bit.




Fig. 2.21: storing wordt overgezet in een eenmalig signaal




                                                                                 26
2.1.9.   RS232 Communicatie (hardware)
RS232 communicatie is de populairste methode om PLC te laten communiceren met
externe apparaten. Hieronder vind je een foto van de kabel ter illustratie. Laat ons dit
eens stap per stap bekijken om het wat te verduidelijken




Fig. 2.22: RS232 communicatiekabel
Communicatie via de RS232 is een asynchrone seriële communicatie methode. Het woord
serieel betekent dat de informatie bit voor bit wordt verzonden. Asynchroon leert ons,
dat de informatie niet op vooraf afgesproken momenten wordt verzonden. Het verzenden
van data kan op elk willekeurig moment starten en het is daarbij de taak van de
ontvanger om te detecteren wanneer een boodschap start en eindigt.
Wij gebruiken deze communicatie om onze data in ASCII (American Standard Code for
Information Interchange) formaat te verzenden van de PLC naar de PC. Deze code
vertaalt voor mensen leesbare code (letter, cijfers, enz.) in voor computers leesbare code
(enen en nullen). De seriële poort van de PLC wordt gebruikt voor het ontvangen van de
gegevens. Deze poort werkt met het sturen en ontvangen van spanningen. Maar dit wordt
later in de bundel besproken
De seriële poort van de PLC werkt door het inschakelen van bepaalde pennen terwijl
andere uitgeschakeld worden. Deze pinnen hebben elk een specifiek doel. De seriële
poort komt in twee versies voor: een 25-pins versie en een 9-pins versie. De pennen en
hun doel worden in de volgende tabel gegeven (aangenomen dat het om communicatie
met een pc gaat)




                                                                                           27
Fig. 2.23: Uileg bij de pinnen van een RS232 communicatiekabel

  9-Pin        25-Pin       Doel

  1            1            Frame Ground

  2            3            Receive Data (RD of RxD)

  3            2            Transmit Data (TD of Txd)

  4            20           Data Terminal Ready (DTR)

  5            7            Signal Ground

  6            6            Data Set Ready (DSR)

  7            4            Request To Send (RTS)

  8            5            Clear To Send (CTS)

  9            22           Ring Indicator (RI) *enkel voor modems*

Tabel 2.1: uitleg 9- en 25 pinnige RS232 communicatiekabel
Het doel van elke pin in meer detail:
         Frame Ground - Deze pin zou intern moeten verbonden zijn met het chassis van
          het apparaat.
         Receive Data - Op deze pin komen de gegevens van het externe toestel binnen op
          de seriële poort van de PLC.
         Transmit Data - Via deze pin verlaten de gegevens de PLC op weg naar externe
          apparatuur.
         Data Terminal Ready - Deze pin vormt de hoofdcontrole van het externe apparaat.
          Wanneer deze pin op 1 staat zal het externe apparaat geen gegevens zenden
          noch ontvangen.




                                                                                         28
      Signal Ground - Daar de gegevens verzonden worden als een positieve of
       negatieve spanning, is er een referentiepotentiaal nodig. Deze pin vormt dit
       referentiepunt.
      Data Set Ready - Gewoonlijk houden externe apparaten deze pin continu op 0. In
       bepaalde gevallen gebruikt de PLC deze pin om te detecteren of het externe
       apparaat op spanning staat en klaar is voor gebruik.
      Request To Send - Deze pin vormt een deel van de hardware handshaking.
       Wanneer de PLC gegevens wenst te verzenden naar het externe apparaat, zet hij
       deze pin op 0. Met ander woorden, door deze pin op 0 te plaatsen vraagt de PLC
       in wezen "Ik wens je gegevens te zenden. Is dit OK?" Het externe apparaat
       verklaart zich akkoord door zijn "Clear To Send" pin ook op 0 te plaatsen. Pas dan
       zendt de PLC de gegevens door.
      Clear To Send - Deze pin vormt de andere helft van de hardware handshaking.
       Zoals hierboven gesteld, zet het externe apparaat deze pin op 0 wanneer het klaar
       is om gegevens te ontvangen.
      Ring Indicator - Wordt enkel gebruikt indien de PLC verbonden is met een modem.


2.1.10. RS232 Communicatie (software)
2.1.10.1. RS232 Bittreinen
De RS232 standaard beschrijft een communicatie methode waarbij informatie bit voor bit
wordt verstuurd over een fysiek kanaal. De informatie moet opgedeeld zijn in
datawoorden. De lengte van een datawoord is variabel. Op PC’s kan een lengte tussen 5
en 8 bits worden ingesteld. Deze lengte is de netto informatielengte van elk woord. Voor
een goede overdracht worden extra bits toegevoegd om synchronisatie en error detectie
mogelijk te maken. Het is belangrijk, dat zowel de zender als de ontvanger ingesteld
staan op hetzelfde aantal databits. Anders kan de binnenkomende informatie fout worden
geïnterpreteerd, of zelfs helemaal niet worden herkend.


2.1.10.2. RS232 Spanningen
Bij RS232 kan de lijnspanning in twee toestanden verkeren. De aan-stand is ook bekend
onder de Engelse naam mark, de uit-stand als space. Andere lijn toestanden zijn niet
mogelijk. Als er geen gegevens worden overgezonden wordt de lijn in de mark toestand
gehouden.
Het signaalniveau van de RS232 pinnen kan zich in twee toestanden bevinden. Een hoog
bit, ofwel een mark status, wordt aangegeven met een negatieve spanning, terwijl een

                                                                                       29
laag bit of space status herkenbaar is aan een positieve spanning. Dit kan verwarrend
overkomen, omdat normaal hoge logische waardes worden gerepresenteerd door hoge
spanningen. De spanningslimieten worden in de volgende tabel getoond.

                                        Zender                  Ontvanger
                Niveau
                                 grenswaarden (V)          grenswaarden (V)

            Space status (0)           +5 ... +15                +3 ... +25

            Mark status (1)            -5 ... -15                -3 ... -25

            Storing                         -                     -3 ... +3
Tabel 2.2: Signalen die de zender en ontvanger zenden


2.1.10.3. RS232 Parameters
Nu we weten dat het doorzenden via spanning werkt en de doorgezonden data bittreinen
zijn van lengtes van 5 tot 8 bits, moeten de communicatie apparaten weten wat ze moet
ontvangen of doorzenden. Deze vorm wordt vooraf in de toestellen aangegeven via
enkele parameters. Als je met de computer werkt, wordt dit vaak aangeduid door 9600-8-
N-2.


       Hieronder krijg je een opsomming van deze parameters en hun functies.
      Startbit - RS232 definieert een asynchrone manier van communiceren. Dit
       betekent dat het verzenden van een datawoord op elk moment kan beginnen. Het
       op elk moment kunnen starten levert enkele problemen op aan de ontvangstzijde
       om te detecteren welk bit de eerste te ontvangen bit van een datawoord is. Om
       dit probleem op te lossen wordt elk datawoord vooraf gegaan door een
       signaleringsbit. Dit signaleringsbit, ook bekend als startbit, is altijd herkenbaar aan
       het space signaal niveau. Omdat de lijn in mark status is als er geen communicatie
       geschiedt kan het startbit eenvoudig door de ontvanger worden herkend.
      Stopbit-Veronderstel, dat de ontvanger het startbit gemist heeft omdat er op dat
       moment ruis op de lijn aanwezig was. In dat geval start de ontvangst met het
       eerstvolgende databit dat een space waarde heeft. Hierdoor wordt verminkte data
       ontvangen. Een mechanisme moet aanwezig zijn om hersynchronisatie te
       bewerkstelligen. Om dit te doen is het begrip framing geïntroduceerd. Framing
       betekent, dat de databits en het pariteitsbit worden omringd door start- en
       stopbits. De tijdsperiode tussen de start- en stopbits is constant en wordt bepaald
       door de baudrate en het aantal data- en pariteitsbits. Het startbit wordt altijd

                                                                                           30
    aangegeven met het space niveau, de stopbit met mark niveau. Als de ontvanger
    een andere waarde dan mark detecteert op het moment dat de stopbit had
    moeten worden ontvangen, dan is daarmee gedetecteerd dat er een framing error
    heeft plaatsgevonden. Hierdoor wordt een foutconditie in de UART gezet.
    Vervolgens wordt geprobeerd op nieuw binnenkomende bits te hersynchroniseren.


    Om opnieuw te synchroniseren zoekt de ontvanger in de binnenkomende
    gegevens naar correcte paren van start- en stopbits. Dit werkt, zolang er genoeg
    variatie is in de bitpatronen van de binnenkomende datawoorden. Als bijvoorbeeld
    de datawaarde 0 continu verzonden wordt kan echter in het geheel geen
    hersynchronisatie plaatsvinden.
    De stopbit die het einde van het data blok aangeeft kan verschillende lengtes
    hebben. Eigenlijk is het geen echte bit, maar de minimum periode dat de lijn in de
    mark stand moet zijn na het einde van elk datawoord. Op PC's kan deze
    tijdsperiode worden ingesteld op drie waarden: de tijd benodigd voor 1, 1,5 of 2
    bits. 1,5 bits kan alleen worden gebruikt bij datawoorden van 5 bits lengte en 2
    bits is alleen toepasbaar voor langere woorden. Een stopbit lengte van 1 bit is
    toepasbaar bij alle datawoord lengtes.
   Pariteitsbit - Daar de meeste PLC's en externe apparaten byte georiënteerd zijn
    (een byte bestaat uit 8 bits), lijkt het logisch alle gegevens te behandelen als
    bytes. Al is ASCII (zie verder bundel) een 7-bits code, wordt het zelden zo
    verstuurd. Gewoonlijk wordt de achtste bit gebruikt als pariteitsbit voor
    foutcontrole. Deze methode van foutcontrole verkreeg zijn naam uit de wiskunde (
    door even, oneven) In simpele woorden, pariteit betekent dat alle tekens ofwel
    een even ofwel een oneven aantal enen moeten hebben.
    Standaard vormen van pariteit zijn Geen, Even en Oneven. Beschouw de volgende
    voorbeelden:
    zend "E" (45hex of 1000101b(inair))
    Met parity "Geen" wordt de pariteitsbit altijd op 0 geplaatst, dus zenden we
    10001010.
    Met parity "Even" moeten we altijd een even aantal enen in het teken hebben.
    Aangezien het originele teken slechts 3 enen heeft (1000101) moeten we een
    vierde bit toevoegen als pariteitsbit. We zenden dus 10001011.
    Met parity "Oneven" moeten we altijd een oneven aantal enen in het teken
    hebben. Aangezien het originele teken reeds 3 enen heeft (1000101) en drie nog

                                                                                       31
       altijd oneven is, moeten we geen 1 bit toevoegen als pariteitsbit, maar een 0-bit.
       We zenden dus 10001010.
       Gedurende het verzenden van de gegevens berekent de zender de pariteitsbit en
       zendt het mee. De ontvanger berekent ook de pariteitsbit voor het 7-bits teken en
       vergelijkt het resultaat met de ontvangen pariteitsbit. Indien de berekende bit niet
       overeenstemt met de ontvangen bit is er een fout opgetreden en kunnen we
       hierop gepast reageren.
       Baudrate -Baudrate is de waarde van de frequentie waarmee de data word
       verzonden. Nadat de eerste bit ontvangen is berekent de ontvanger op welke
       momenten de volgende databits kunnen worden verwacht. Op die momenten zal
       de lijn spanning worden bepaald. Dus 1200 baud betekent dat de data met 1200
       Hz wordt verstuurd. Dat hij om de 1/1200 s een spanningsniveau moet
       detecteren. Standaard frequenties zijn 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 en 38400.
      RS232 dataformaat - (baudrate - databits - parity - stopbits) Dit is de manier
       waarop het dataformaat gewoonlijk gespecificeerd wordt. 9600-8-N-1, bij
       voorbeeld, betekent een snelheid van 9600 Baud, 8 data bits, geen pariteit (None)
       en 1 stopbit.


2.1.11. Ontvangen code
Het belangenrijkste is nu de ontvangen code te kunnen decoderen, hem leesbaar te
maken, en het liefst niet als binair te verkrijgen. Ook voor dit probleem werd een
oplossing gevonden en namelijk ASCII.


ASCII is een vertaalcode van mensentaal naar computertaal (m.a.w. elke letter of cijfer
wordt vertaald naar een aantal nullen en enen). Het is een 7-bits (een één of een nul)
code, dus kunnen we 128 tekens vertalen (27 is 128). Er zijn tekensets die een 8-bits code
gebruiken, maar die zijn dan niet standaard ASCII. Hieronder vind je een ASCII tabel in
zijn leesbare vorm. Gewoonlijk refereren we naar een teken via zijn hexadecimale
waarde. "5" is 35, "E" is 45, "@" is 40, enz.




                                                                                          32
                        meest beduidende bits

                             0       1         2          3    4    5    6   7

                        0                      space      0    @    P    `   p

                        1            XON       !          1    A    Q    a   q

                        2    STX               "          2    B    R    b   r

                        3    ETX     XOFF      #          3    C    S    c   s

                        4                      $          4    D    T    d   t

                        5            NAK       %          5    E    U    e   u

minst                   6    ACK               &          6    F    V    f   v

beduidende              7                      '          7    G    W    g   w
bits                    8                      (          8    H    X    h   x

                        9                      )          9    I    Y    i   y

                        A    LF                *          :    J    Z    j   z

                        B                      +          ;    K    [    k   {

                        C                      ,          <    L    \    l   |

                        D    CR                -          =    M    ]    m   }

                        E                      .          >    N    ^    n   ~

                        F                      /          ?    O    _    o

Tabel 2.3: Uitleg ASCII code
De volgende figuur toont hoe data de seriële poort verlaat voor het teken "E" (45H
of 1000101b) en Even pariteit.




Fig. 2.24: data die de seriële poort verlaat




                                                                                 33
2.1.12. Uitbreiding ASCII
Nu we weten hoe de communicatie verloop, is het interessant om een voorbeeld van onze
eigen opstelling wat uitgebreider te bekijken.
Een vaak voorkomend voorbeeld is de volgende @00E3X0559001000010384001000156*
In hexadecimaal stelsel(zie tabel):
40 30 30 45 33 85 30 35 35 39 30 30 31 30 30 30 30 31 30 33 38 34 30 30 31 30 30 30
30 31 35 36 2A
In binair stelsel ( zoals doorgezonden):
01000000 00110000 00110000 01000101 00110011 01011000 00110000 00110101
00110101 00111001 00110000 00110000 00110001 00110000 00110000 00110000
00110000 00110001 00110000 00110011 00111000 00110100 00110000 00110000
00110001 00110000 00110000 00110000 00110001 00110101 00110110 00101010
Nu staat een 0 voor een SPACE en een 1 voor een MARK(zie eerder bundel)




                                                                                  34
2.2.       Visual basic
2.2.1.     Wat is visual basic
Visual Basic is een programmeertaal die is ontwikkeld uit de oudere DOS-versie, genaamd
BASIC. De BASIC staat voor Beginners, All-purpose (alle doeleinden), Symbolisch,
Instructies, Code. Het is een zeer eenvoudige programmeertaal die iedereen zeer snel
onder de knie heeft. Dit mede doordat de codes sterk op het Engels lijken. Je hebt
verschillende software bedrijven die dit soort van programmeer programma’s aanbieden,
maar Microsoft Visual Basic wordt het meest gebruikt. Vooral omdat het een zeer goed
ontwikkelde programmeertaal is op een zeer hoog niveau en ondersteunende middelen
overal beschikbaar zijn. Nu zijn er veel versies van VB op de markt, de meest populaire en
nog steeds op grote schaal gebruikt door vele VB programmeurs is Microsoft Visual Basic


Visual Basic is een visueel gedreven programmeertaal, dit is een belangrijk verschil met
de oude BASIC. Vandaar de nieuwe naam VISUAL BASIC. Dat wil voornamelijk zeggen dat
het gedaan is met het enkel tekst milieu, en het programma sequentieel wordt
uitgevoerd. In de oude versie BASIC moet je code schrijven voor een bepaald object weer
te geven, met haar inbegrip van haar kleur en positie, zoals een drukknop. Nu kan dit
allemaal via slepen en neerzetten, en zie je direct de grafische vormgeving.
Aan de andere kant kunnen gebruikers nu ook klikken op een object en zo dan de code
invoeren, zodat elk object zelfstandig moet worden geprogrammeerd. Daarom is een VB-
programma opgebouwd uit een groot aantal subroutines, elk heeft zijn eigen
programmaatje, en elk kan worden apart uitgevoerd, onafhankelijk en/of tegelijkertijd kan
elke subroutine met elkaar worden verbonden op verschillende manieren.
Hieronder vind u de code van onze applicatie
Dim COMnr
Dim n1
Dim Gt, Gn As Double
Dim g As Double
Dim gem As Double
Dim gemt As Double
Dim d As Double
Sub Berekenen()
     X = lblUit.Caption
     C1 = Mid(X, 6, 4)
     C2 = Mid(X, 18, 4)
     C3 = Val(C1) / 1000
     C4 = Val(C2) / 1000



       t1 = C4
       lblTijd1.Caption = t1
                                        Fig. 2.25: scherm waar de waarden opkomen
                                        nadat het programma ze verwerkt heeft

                                                                                           35
     t2 = C3                       Private Sub cmdgem_Click()
     lblTijd2.Caption = t2         gem = d / gemt
                                   gem = Round(gem, 4)
      Gt = (3.6 * t1 - 1.8 * t2)   lblgem.Caption = gem
      Gt = Round(Gt, 5)            End Sub

      Gn = (t1 * t2 * (t2 - t1))   Private Sub cmdgemwissen_Click()
      Gn = Round(Gn, 5)               lbl1.Caption = ""
                                      lbl2.Caption = ""
      g = Gt / Gn                     lbl3.Caption = ""
      g = Round(g, 3)                 lbl4.Caption = ""
     lblG.Caption = g                 lbl5.Caption = ""
End Sub                               lbl6.Caption = ""
Sub Gemiddelde()                      lbl7.Caption = ""
                                      lbl8.Caption = ""
If lbl1.Caption = "" Then             lbl9.Caption = ""
    d=0                               lbl10.Caption = ""
    lbl1.Caption = g                  lblgem.Caption = ""
    d=g                            End Sub
    gemt = 1
ElseIf lbl2.Caption = "" Then      Private Sub Cmdstatus_Click()
       lbl2.Caption = g              COMnr = Int(Val(Combostatus.Text))
       d=d+g                         COMnr = COMnr And 7
       gemt = 2                      If COMnr <> COMnr2 Then
ElseIf lbl3.Caption = "" Then        'a = OPENCOM(COMnr, Baud, parity
       lbl3.Caption = g            even=2 , bits, stopbits, tout, buffer)'
       d=d+g                           a = OPENCOM(COMnr, 9600, 2, 7, 2,
       gemt = 3                    100, 1000)
ElseIf lbl4.Caption = "" Then        Else
       lbl4.Caption = g                a=0
       d=d+g                         End If
       gemt = 4                      If a = 0 Then
ElseIf lbl5.Caption = "" Then        lblstatus.Caption = "COM error"
       lbl5.Caption = g              lblstatus.ForeColor = &H80FF&
       d=d+g                         Else:
       gemt = 5                      lblstatus.Caption = "COM open"
ElseIf lbl6.Caption = "" Then        lblstatus.ForeColor = &HC000&
       lbl6.Caption = g              If a = 0 Then COMnr = 0
       d=d+g                         End If
       gemt = 6                    End Sub
ElseIf lbl7.Caption = "" Then      Private Sub CmdWissen_Click()
       lbl7.Caption = g            lblUit.Caption = ""
       d=d+g                           n1 = 0
       gemt = 7                    Gemiddelde
ElseIf lbl8.Caption = "" Then      End Sub
       lbl8.Caption = g            Private Sub cmdSlecht_Click()
       d=d+g                       lblUit.Caption = ""
       gemt = 8                        n1 = 0
ElseIf lbl9.Caption = "" Then      End Sub
       lbl9.Caption = g            Private Sub Form_Unload(Cancel As
       d=d+g                       Integer)
       gemt = 9                      CLOSECOM COMnr
ElseIf lbl10.Caption = "" Then       CLOSECOM COMnr2
       lbl10.Caption = g           End Sub
       d=d+g
       gemt = 10
Else
End If
End Sub




                                                                             36
Private Sub mnuinfo_Click()
Bericht = MsgBox("Eindwerk Valversnelling ontwikkelt door" & vbCrLf & " Vandevyver Sven en Myngheer
Bert" & vbCrLf & vbCrLf & " info: soetiepoeloetie@hotmail.com" & vbCrLf & vbCrLf & "         2008-
2009", vbInformation + vbOKOnly, "Info")
If Bericht = vbOK Then
Exit Sub
End If
End Sub
Private Sub mnuOpenen_Click()
COMnr = Int(Val(Combostatus.Text))
  COMnr = COMnr And 7
  If COMnr <> COMnr2 Then
  'a = OPENCOM(COMnr, Baud, parity even=2 , bits, stopbits, tout, buffer)'
    a = OPENCOM(COMnr, 9600, 2, 7, 2, 100, 1000)
  Else
    a=0
  End If
  If a = 0 Then
  lblstatus.Caption = "COM error"
  lblstatus.ForeColor = &H80FF&
  Else:
  lblstatus.Caption = "COM open"
  lblstatus.ForeColor = &HC000&
  If a = 0 Then COMnr = 0
  End If
End Sub
Private Sub mnuSelecteren_Click(Index As Integer)
frmPoort.Show
End Sub
Private Sub Timer1_Timer()
Dim g As Double
Dim t1 As Double
Dim t2 As Double
Dim C1, C2, C3, C4 As String

 If COMnr > 0 Then
     Do
     Dat = READBYTE(COMnr)
        If (Dat > -1) And (Dat <> 13) And (Dat <> 19) Then
        lblUit.Caption = lblUit.Caption + Chr$(Dat)
        X = lblUit.Caption
            If Len(X) = 32 Then
               Berekenen
            End If
        End If
        If Dat = 13 Then
        lblUit.Caption = lblUit.Caption + Chr$(13) + Chr$(10)
        lblUit.Refresh
        End If

     Loop Until Dat = -1
  End If
End Sub




                                                                                                      37
2.3.     Sensoren
2.3.1.   Foto-elektrische sensoren
2.3.1.1. Inleiding
Een sensor of 'voeler' is een kunstmatige uitvoering van iets dat in de biologie een zintuig
heet. De meeste sensoren zijn elektrisch of mechanisch uitgevoerd. Met een sensor
neemt een machine de omgeving waar of er kan informatie mee verzameld worden
waarmee processen in industrie en informatica bestuurd kunnen worden. Een sensor
meet een natuurkundige grootheid.


Sensoren zetten een elektrisch of niet-elektrisch signaal om in een elektrisch signaal voor
verdere bewerking, bijvoorbeeld naar een PLC of DCS of een PC. De niet-elektrische
signalen liggen in de volgende signaaldomeinen: straling, mechanisch zoals druk,
thermisch (warmte), magnetisch, chemisch.


De sensor die gebruikt wordt is een optische detector. Het is een detector van Omron de
E3X-A41. Het is een detector die enkel een signaal uitzendt wanneer een voorwaarde
voldaan is. Vb. bij de opstelling detecteert de sensor alleen maar wanneer de lichtstraal
onderbroken is.


2.3.1.2. Werking
De sensor werkt met een zender en een ontvanger. Een rode led zend een lichtstraal van
660nm uit die door een glasvezelkabel wordt gestuurd. Aan het uiteinde van die kabel
gaat hij door lucht. Tot hij weer door een andere glasvezelkabel wordt gestuurd naar de
ontvanger in de sensor(zie fig. 2.26 en 2.27). Er zijn twee mogelijke standen van de
sensor. Stand 1: De sensor detecteert niets. Stand 2: de lichtstraal wordt onderbroken
door de kogel. ( zie fig. 2.28)




                                               Fig. 2.27: installatie van het glasvezel
Fig. 2.26: schets van de detectie
                                               op de opstelling
                                                                                            38
Fig. 2.28: indicatoren sensor
Bespreking stand 1 :
De lichtstraal is niet onderbroken. Waardoor het main circuit geen stroom stuurt naar de
transistor. Hierdoor blijft de 24 volt over de bruine en blauwe kabel staan. Hierdoor
ontvangt de PLC geen signaal.
Bespreking stand 2 :
De lichtstraal wordt onderbroken. Hierdoor stuurt het main circuit een stroompje naar de
transistor (zie fig. 2.29). Waardoor de transistor in geleiding komt. Die zorgt er dan voor
dat de 24 volt over de zwarte en bruine kabel staat.( zie fig. 2.30) De PLC ziet die 24 volt
als een signaal en kan beginnen met die te verwerken.




Fig. 2.29: output signaal




                                                                                          39
Fig. 2.30: elektrisch schema
Uitleg bij fig. 2.30
Rode en groene led:
- rode led: heeft weer of het lichtsignaal ontvangen is door de tweede glasvezelkabel.
Wanneer het signaal onderbroken is brandt de led niet.
- groene led: de groene licht fel op wanneer er weinig storing is op het signaal. Wanneer
je de sensor nauwkeuriger wil laten meten moet je sensor heel gevoelig zetten. Dit kan je
door te kijken hoe fel de led brandt. Hoe minder fel hoe nauwkeuriger. Maar wanneer hij
niet meer brandt, is het signaal zo verstoord dat hij van de minste verandering detecteert.
Main circuit: Wordt gestuurd door 24volt. Het element detecteert of het signaal
onderbroken is. Het zorgt er ook voor dat de stuurled een lichtstraal uitzend. Wanneer de
lichtstraal onderbroken is stuurt het circuit een stroom uit zodat de transistor in geleiding
komt. Die transistor zorgt er dan voor dat de 24 volt over de bruine en zwarte
uitgangskabel staat.
Diode: wanneer de sensor verkeerd aangesloten wordt, zorgt de diode ervoor dat het
main circuit niet kapot kan door de omgekeerde spanning die over de sensor staat.
Zenerdiode: Als er rond de 30 volt over je sensor staat zal er een te hoge spanning over
je maincircuit en transistor worden geplaatst. De zenerdiode zorgt er nu voor dat die 30
volt verminderd wordt naar 24 volt. De zenerdiode kan een maximale spanning van 39
volt aan. Wanneer deze overschreden wordt is de sensor kapot.




                                                                                           40
2.3.2.   Inductieve sensor
Een inductieve nabijheidsensor is een sensor die werkt volgens het principe van
verandering van impedantie. Dit type sensor wordt gebruikt als nabijheidschakelaar.
Wanneer deze sensor dicht bij een metalen object komt, verandert de impedantie in de
spoel. De verandering van deze impedantie hangt af van de afstand tussen het metalen
object en de sensor. Wanneer die verandering waargenomen wordt door het hoofdcircuit
(fig. 2.31). Gebeurt hetzelfde als bij de optische sensor. De transistor komt in geleiding en
zet het voltage over de bruine en zwarte draad. Die dan een signaal zenden naar bv. de
ingang van een PLC. Deze sensor heeft als voordeel dat hij niet beïnvloed wordt door
niet-geleidende materialen zoals kunststof of hout. Het nadeel voor onze meting was dat
de sensor geen specifieke afstand voor de sensor meet(fig. 2.32). Maar ook verschillende
millimeters naast de kop van de sensor. Dit ging ervoor zorgen dat onze meting minder
nauwkeurig zou zijn. De sensor is meer gemaakt om te detecteren of er een metaal zich
voor de sensor bevindt. Het is geen goed meetapparaat om nauwkeurig intervallen te
berekenen.




Fig. 2.31: Schema inductieve sensor




Fig. 2.32: Meetafstand inductieve sensor




                                                                                          41
2.3.3.   Capacitieve sensor
In tegenstelling tot de inductieve sensoren kunnen de capacitieve sensoren zowel metalen
als niet-geleidende materialen detecteren. Het gaat om papier, water, kunststof, glas,
olie, enz.
De inwendige werking van deze sensor gelijkt heel goed op deze van de inductieve
sensor. Het actieve vlak wordt gevormd door de elektroden van een opengeklapte
condensator. In rusttoestand is de lucht het diëlektricum, maar wanneer er een glas,
water of een metaal in de actieve zone van de sensor komt, dan verandert de capaciteit
van de condensator en dan zal de transistor in- of uitschakelen. Uit de aard van de sensor
volgt dat hij gevoelig is voor de diëlektrische constante, het volume en de afstand van het
te meten voorwerp. De materialen worden gerangschikt volgens een reductiefactor t.o.v.
metalen : metalen : 1 ; water : 1 ; glas : 0,4 ; olie : 2,2 , enz.
De maximale afstand is ongeveer 60 mm. Nadeel van dit type sensor is, dat hij gevoelig is
voor stof, vochtigheid, enz. Omdat de koppen van de sensor weer M8 zijn en de afstand
tussen 2 sensoren niet zo nauwkeurig te bepalen is. Zijn deze sensoren niet zo interessant
om te gebruiken.




                                                                                         42
2.4.     Glasvezelkabel
2.4.1.   Algemeen
Glasvezel, ook fiber genoemd, is een haardunne vezel van glas. Glasvezel wordt onder
meer toegepast in telecommunicatie, waarbij licht wordt gestuurd door lange vezels van
optisch zeer helder glas om signalen betrouwbaar over grote afstanden te transporteren.
Doordat het licht in de glasvezel een bijzonder kleine hoek met de buitenkant van de
vezel maakt is reflectie gegarandeerd en blijft het licht in de vezel door interne reflectie.


2.4.2.   Multimode (fig 2.1)
De Multimode vezel is geschikt voor kortere afstanden met lagere snelheden. In
vergelijking met de Single-mode is de benodigde apparatuur goedkoper, vanwege de
toepassing van een LED in plaats van een laser. Multimode vezels hebben,
fabricageafhankelijk, in de kern ongunstige overdrachtseigenschappen door de
lichtverstrooiing (de diagonale pijltjes). Dit kan tot bandbreedte verlies lijden. De kern van
Multimode glasvezelkabels heeft een grote diameter waardoor er meerdere paden zijn. In
de glasvezelkern worden verschillende golflengtes gebruikt.




Fig. 2.33: multimode glasvezel


2.4.3.   Single-mode (fig 2.2)
De Single-mode vezel is geschikt voor grotere afstanden en hoge bitrates. Hierbij wordt
apparatuur gebruikt met relatief dure lasers. De Single-mode vezel maakt datatransmissie
mogelijk met snelheden van meer dan 1 Terabit per seconde. Single-mode vezels hebben
een kleine kern en kunnen slechts één lichtstraal versturen. Doordat er maar één enkel
pad door de kern gaat, wordt het licht door het midden van de kern gestuurd en wordt
het niet teruggekaatst tegen de buitenkant van de kern zoals het geval is bij Multimode.




                                                                                            43
Fig. 2.34: single- mode glasvezel
In de opstelling wordt er gebruik gemaakt van multimode glasvezel. Hierdoor kan de
sensor iets goedkoper gemaakt worden. Omdat je gebruik kunt maken van een led in
plaats van een laser. Het lichtsignaal moet geen grote afstand afleggen dus is het niet
nodig om single-mode glasvezel te gebruiken.


2.4.4.   Werkingsgebied glasvezel


Een fiber is gemaakt uit een glasdraad (de 'core') waar de lichtstraal in gevangen zit,
dankzij een omhulling (de 'cladding') waarvan de brekingsindex kleiner is dan deze van
de core. Als een lichtstraal tegen de scheidingswand komt tussen deze twee lagen zal er
een breking optreden zoals geïllustreerd in figuur 2.35a . De relatie tussen de in- en
uitvalshoek en de brekingsindex, wordt gegeven door volgende vergelijking :
n1 sin φ1 = n2 sin φ2
Er is een hoek fc waarvoor de uitvalshoek 90° is en dus de gebroken straal parallel met
het scheidingsoppervlak tussen de twee lagen zal lopen (fig. 2.35. b). Dit is de kritische
hoek waarvoor:
sin φc = n1/n2.
Voor hoeken groter dan deze kritische waarde wordt het licht weerkaatst in de stof waar
het licht vandaan komt. (fig. 2.35 c).




                                                                                             44
Fig. 2.35: buiging & reflectie in glasvezel
Door dit mechanisme kan men veronderstellen dan een lichtstraal, indien geïnjecteerd
onder een voldoende grote hoek, door de fiber zal voortbewegen met zeer lage verliezen.
De voortbeweging van een lichtstraal doorheen een fiber gebeurt door een opeenvolging
van interne reflecties. Dit fenomeen wordt geïllustreerd door de volgende
figuur.




Fig. 2.36: voortplanting lichtstraal in glasvezel
Daar enkel de stralen die een invalshoek hebben die groter is dan de kritische waarde,
voortbewegen met totale reflectie, is het duidelijk dat niet alle stralen die in de core
komen, zullen blijven bestaan over de volledige lengte van de glasvezel. Deze hoek wordt
de aanvaardbaarheidshoek (φa) genoemd.



                                                                                           45
Fig. 2.37: aanvaardbare invalshoek


2.4.5.   Chemische structuur
De basis van de glasvezels is kwarts (SiO2). Kwarts wordt ontgonnen uit graniet en zand.
Het heeft geen exact te bepalen smeltpunt maar wordt op 2000 °C zacht waarna het
begint te degraderen. Bij 1713°C kunnen de meeste moleculen zich vrij bewegen. Als het
glas daarna snel wordt afgekoeld, heeft het glas niet genoeg tijd om een geordende
structuur te vormen. Waardoor de glasvezel plooibaar is. Het is ook minder breekbaar dan
glas.


2.4.6.   Eigenschappen
        Glasvezels zijn slechte warmte- en elektriciteitgeleiders.
        De treksterkten zijn echter zeer hoog.
        Glasvezels zijn onbrandbaar en de treksterkte blijft behouden tot ruim 300 °C, hoe
         hoger de temperaturen hoe sneller de sterkte achteruit gaat.
        Normaal is glas erg broos, maar wanneer het gesmolten is en er dunne draden
         van getrokken worden (zoals glasvezel) dan is het sterk en buigzaam.
        Er kan geen vermogen getransporteerd worden.
        Korte bochten zijn uit den boze.
        Volledig ongevoelig voor storing van buitenaf (interferentie) zoals door EM-
         energie.




                                                                                        46
3.        Het praktisch gedeelte
3.1.      Ontwerp
                                             q 50
          985
  2000


         1




                                       125          25
                                                    1




Fig. 3.1: tekening van de opstelling




Fig. 3.2: foto’s van de opstelling


                                                         47
3.2.   Elektrische schema




   Fig. 3.3: elektrisch schema


                                 48
3.3.     PLC-programma
3.3.1.   Uitgebreide uitleg programma
3.3.1.1. Inleiding
Voor ons eindwerk hebben we een PLC van het merk Omron en zijn type is CQM1. We
hebben gekozen voor een PLC doordat dit vooral zeer gemakkelijk in gebruik te nemen is
en je constant je programma kan veranderen. Het is ook van groot belang dat deze een
snelle cyclustijd heeft doordat we met milliseconden werken. Het computer programma
waarmee je een ladderdiagram kan programmeren en dan simpelweg doorzenden naar de
PLC noemt Syswin 3.4. Dit programma convergeert dan de dit ladderdiagram naar de PLC
codes. Van onze PLC verloopt die communicatie met een compoort van de PC


3.3.1.2. Ingangkaart
000.00= bovenste sensor
000.01= middelste sensor
000.02= onderste sensor
000.04= reset knop


3.3.1.3. Geheugenpoort
100.00= Houd signaal vast voor 1ste tijd
100.01= Houd signaal vast voor 2de tijd
100.02= Houd signaal vast voor timer
100.03= Signaal van flankdetectie


3.3.1.4. Datageheugen
DM0000= tijd tussen sensor 1 en 3
DM0001= ingestelde waarde van de timer
DM0002=het interval dat gebruikt wordt
DM0003= tijd tussen sensor 1 en 2
DM0004= ingestelde waarde van de timer
DM0005= het interval dat gebruikt wordt




                                                                                       49
3.3.1.5. Ladderdiagram




                         50
Fig. 3.4: ladderdiagram van het PLC programma




                                                51
3.4.    Meetresultaten
We hebben 50 metingen uitgevoerd(tabel 3.1). We hebben een gemiddelde tijd bij de
eerste sensor van 0.3903 s en bij de tweede sensor van 0.5681 s. Wanneer men deze
gegevens ingeeft in de formule bekomen we een gemiddelde van 9.693 m/s²
              2.( s2 .t1  s1.t2 )
Formule =                           g (zie bewijs pag. 4)                 (3.1)
               t1.t2 .(t2  t1 )
Met     g=         Valversnelling (m/s²)
       s1 =        Afgelegde weg tussen sensor 1 en 2 (m)
       s2 =        Afgelegde weg tussen sensor 1 en 3 (m)
       t1 =        Tijd tussen sensor 1 en 2 (s)
       t2 =        Tijd tussen sensor 1 en 3 (s)
              Tijd1    Tijd2 Valversnelling                           Tijd1    Tijd2 Valversnelling
Meting                                                       Meting
               (s)      (s)     (m/s²)                                 (s)      (s)     (m/s²)
        1       0,39    0,568        9,678                       26     0,39    0,567        9,796
        2     0,389     0,567        9,674                       27   0,391     0,569        9,682
        3       0,39    0,568        9,678                       28     0,39    0,568        9,678
        4       0,39    0,569        9,561                       29     0,39    0,568        9,678
        5       0,39    0,568        9,678                       30     0,39    0,569        9,561
        6     0,389     0,567        9,674                       31   0,391     0,568        9,799
        7       0,39    0,567        9,796                       32   0,392     0,569        9,803
        8     0,391     0,569        9,682                       33     0,39    0,568        9,678
        9       0,39    0,569        9,561                       34     0,39    0,567        9,796
       10       0,39    0,567        9,796                       35   0,391     0,568        9,799
       11       0,39    0,568        9,678                       36   0,391     0,569        9,682
       12     0,391     0,568        9,799                       37   0,391     0,569        9,682
       13     0,391     0,568        9,799                       38     0,39    0,568        9,678
       14       0,39    0,568        9,678                       39     0,39    0,569        9,561
       15       0,39    0,568        9,678                       40     0,39    0,569        9,561
       16     0,391     0,569        9,682                       41   0,389     0,567        9,674
       17     0,389     0,568        9,557                       42   0,391     0,569        9,682
       18       0,39    0,567        9,796                       43   0,391     0,569        9,682
       19       0,39    0,568        9,678                       44     0,39    0,567        9,796
       20       0,39    0,569        9,561                       45     0,39    0,568        9,678
       21       0,39    0,568        9,678                       46     0,39    0,568        9,678
       22       0,39    0,568        9,678                       47   0,391     0,568        9,799
       23       0,39    0,569        9,561                       48   0,391     0,569        9,682
       24       0,39    0,567        9,796                       49   0,391     0,568        9,799
       25     0,391     0,569        9,682                       50     0,39    0,568        9,678
Tabel 3.1: meetwaarden



                                                                                              52
4.       Foutenanalyse
4.1.     Mechanische fouten
4.1.1.   Wrijving
Een van de fouten waar wij mee te kampen hebben is de wrijving met de lucht. Dit werd
al eerder besproken in de bundel.
Als we ons voorwerp laten vallen, werken er steeds twee krachten op dit voorwerp.
Er is een zwaartekracht Fz die constant is, en omlaag gericht. En er is een wrijvingskracht
Fw die afhankelijk is van de snelheid en omhoog gericht.
De beweging wordt bepaald door de resulterende kracht FR = Fz – Fw. In het begin is Fw
klein en neemt de snelheid onder invloed van Fz toe. Naarmate de snelheid groter wordt,
wordt Fw groter en Fr kleiner, er komt dan per seconde steeds minder snelheid bij. Toch
wordt de snelheid nog steeds groter, en daardoor wordt ook Fw groter.
Uiteindelijk bereiken we de situatie dat Fw even groot is als Fz. Dan is FR nul en neemt de
snelheid niet meer toe. Dit werd al eerder besproken in de bundel, en deze snelheid word
de eindsnelheid genoemd. Hieronder wordt deze snelheid berekend met ons gewichtje.
m= 20,256 g = 0,020256 kg
g= 9,81 m/s²
ρ= 1,29 kg/m³
                       4 .  . r²   4 . 3,14 . 0,005²
A(frontoppervlakte)=              =                    1,5708.104 m²
                           2                2
Cw kogel = 0.08
                                                                           Fig. 4.1: kogel
    1
Fw  .Cw. A..v²  Fg  m.g
    2

      2mg      2.20, 256.103.9,81            m
ve                                 156,576
      ACw                   4
             1, 29.1,5708.10 .0, 08           s                    (3.2)

De maximale snelheid die hij kan behalen is 156,576 m/s, deze snelheid bereikt hij na

1249,54 meter, zie hieronder.
     v 156,576
t             15,96 s
     g     9,81
     9,81.T ² 9,81.15,96²
s                        1249,54m
         2          2                                      (3.3)
Laten we deze wrijvingsfouten zoals hierboven beschreven eens toelichten aan de hand
van formules, tabel en grafiek.


                                                                                             53
Als we nu eens onze valbeweging van nader bekijken en de invloed van de
wrijvingskracht bekijken per interval van 10 cm. Eén van het interval wordt stap voor stap
berekend. We hebben het laatste interval gekozen (1,8 m) doordat de grootste fout zich
daar afspeelt.
Uit deze intervallen bepalen we de tijd(Δt). Zoals je al weet

        2.s   2.s   2.1,8
t                        0.606s
         g     9.81   9,81                          (3.4)
Met deze tijd kun je de snelheid in het luchtledige bepalen Vluchtledig, omdat je deze nodig
hebt om de wrijvingskracht te bepalen.
                                                    m
Vluchtledig  g.T  9,81.T  9,81.0.606  5,943
                                                    s                 (3.5)
Ook bepalen we al de zwaartekracht(Fz). Deze hebben we nodig om de resulterende
kracht te bepalen(FR). Dit is de kracht op het voorwerp wanneer het versneld in de
middenstof lucht. Maar daarvoor heb je natuurlijk de wrijvingskracht nodig(Fw).


Fz  m.g  m.9,81  20, 256.103.9,81  0,19871N
    1               1                                                                (3.6)
Fw  .Cw. A. .v ²  .0, 08.1,5708.104.1, 29.5,943²  2,86.10 4 N
    2               2
De resulterende kracht(FR) wordt dus als volgt bepaald.
FR  Fz  Fw  0,19871  2,86.10 4  0,19842 N
                                                            (3.7)
Deze resulterende kracht zorgt voor een versnelling, deze is de versnelling van het
voorwerp in lucht. Dus met wrijving.
     FR   0,19842             m
a               3
                      9, 795
     m 20, 256.10             s²                    (3.8)
Met deze versnelling kan je dan de snelheid met wrijving van het voorwerp op het
gekozen interval berekenen.
                                        m
Vlucht  a.T  9, 795.0, 606  5,936
                                        s           (3.9)
Nu kan je de verschillen waarnemen per interval tussen de verschillende versnellingen en
snelheden.
                      m
Vluchtledig  5,943
                      s
                 m
Vlucht  5,934
                 s                 (3.10)
Dit wordt nog eens verduidelijkt via een tabel en een grafiek.

                                                                                             54
Hoogte (l)   Afgelegdeweg (Δs)          Tijd (Δt)           Snelheid(luchledig)   Zwaartekracht (Fz)   Wrijvingskracht (Fw)
   [m]             [m]                     [t]                  (Vt)[m/s]                [N]                      [N]

                                 Δt = ((2 . Δs)/9,81)^1/2      V = 9,81 . Δt         Fz = m . 9,81     Fw = 1/2 . Cw . A . Ρ . V²
  1,800            0,000                  0,000                    0,000               0,19871                 0,00000
  1,700            0,100                  0,143                    1,401               0,19871                 0,00002
  1,600            0,200                  0,202                    1,981               0,19871                 0,00003
  1,500            0,300                  0,247                    2,426               0,19871                 0,00005
  1,400            0,400                  0,286                    2,801               0,19871                 0,00006
  1,300            0,500                  0,319                    3,132               0,19871                 0,00008
  1,200            0,600                  0,350                    3,431               0,19871                 0,00010
  1,100            0,700                  0,378                    3,706               0,19871                 0,00011
  1,000            0,800                  0,404                    3,962               0,19871                 0,00013
  0,900            0,900                  0,428                    4,202               0,19871                 0,00014
  0,800            1,000                  0,452                    4,429               0,19871                 0,00016
  0,700            1,100                  0,474                    4,646               0,19871                 0,00017
  0,600            1,200                  0,495                    4,852               0,19871                 0,00019
  0,500            1,300                  0,515                    5,050               0,19871                 0,00021
  0,400            1,400                  0,534                    5,241               0,19871                 0,00022
  0,300            1,500                  0,553                    5,425               0,19871                 0,00024
  0,200            1,600                  0,571                    5,603               0,19871                 0,00025
  0,100            1,700                  0,589                    5,775               0,19871                 0,00027
  0,000            1,800                  0,606                    5,943               0,19871                 0,00029

                                                                                                                        55
Resulterende kracht (Fr)   Versnelling (lucht)(a)   Snelheid (Vp)(Lucht)
          [N]                     [m/s²]                   [m/s]
      Fr = Fz - Fw               a = Fr / m              V = a . Δt
        0,19871                    9,810                   0,000
        0,19870                    9,809                   1,401
        0,19868                    9,808                   1,981
        0,19866                    9,808                   2,426
        0,19865                    9,807                   2,801
        0,19863                    9,806                   3,131
        0,19862                    9,805                   3,429
        0,19860                    9,805                   3,704
        0,19858                    9,804                   3,959
        0,19857                    9,803                   4,199
        0,19855                    9,802                   4,426
        0,19854                    9,801                   4,642
        0,19852                    9,801                   4,848
        0,19850                    9,800                   5,045
        0,19849                    9,799                   5,235
        0,19847                    9,798                   5,418
        0,19846                    9,797                   5,596
        0,19844                    9,797                   5,767           Tabel 4.1: fout op de versnelling ten gevolge van
        0,19843                    9,796                   5,934           de luchtweerstand


                                                                                                                       56
Fig. 4.2: snelheid in het luchtledige - middenstof

                                                     57
Fig. 4.3: Neerwaardse kracht luchtledige - middenstof


                                                        58
4.1.2.   Electronische problemen
4.1.2.1. PLC-fouten
De snelheden en de tijden die de PLC’s omvatten vind je altijd terug in hun datablad. Vele
van die tijden staan standaard in een geheugen geschreven (deze geheugen adressen
vind je weer in het datablad) en kan je enkel veranderen door dit geheugen aan te
passen, zo was bij ons de nodige ingangstijd standaard ingesteld om 0.8ms, deze hebben
we gewijzigd in 0.1ms. Waardoor we al direct een verschil in meetwaarden verkregen.
Hieronder staan enkele belangerijke specificaties van de CPU-eenheid:
Verwerkingstijd van 1 cyclus: 0.375µs
Nodige ingangstijd: 0.1ms
Zoals je uit het datablad kan vaststellen duurt het 0.375µs, dus zal dit alleszins niet voor
een groot verschil vormen. Het enige probleem kan zijn dat de sensor zijn signaal niet
lang genoeg is voordat de PLC het kan waarnemen. Het signaal moet minstens 0.1ms
zijn.


4.1.2.2. Sensor-fouten
Ook van de sensoren zijn er databladen terug te vinden, wat van ons van belang was was
de reactiesnelheid.
Reactietijd: 200µs
Dus wanneer het voorwerp voor het signaal van de sensor passeert duurt het nog 200µs
tegen dat de sensor dat door heeft, maar wanneer het laatste stuk van het voorwerp
passeert zal de sensor nog 200µs hoog blijven. Vandaar dat je deze bijna kan
verwaarlozen omdat gewoon de tijden 200µs later begint en ook 200µs later eindigt.
Het enige probleem kan nu zijn dat de onderbreking van de straal niet langer dan 0.1ms
duurt, zodat de PLC het niet zou kunnen waarnemen. We gaan na of dit mogelijk is met
ons voorwerp.
Verduidelijking:
Diameter straal is 1mm
Lengte gewichtje is 4cm
Snelheid bij 1ste sensor is 0 m/s en versnelling van 9,81
Snelheid bij 2de sensor is 4,19 m/s en versnelling van 9,781
Snelheid bij 3de sensor is 5,91 m/s en versnelling van 9,753


                                                                 Fig. 4.4: detecteren kogeltje
                                                                 door de sensor
                                                                                           59
Via de foto kan je zien dat het is als het voorwerp over een afstand van 4 cm valt. Via
deze redenering berekenen we nu de tijd dat die val duurt.
                a.T ²
s  V 0.T 
                  2                 (4.1)


Tijd sensor 1 : (0,08/9,81)^(1/2) = 0,0903 s = 90,3ms

                         4,19  4,19²  (4.4,8905.  0, 04)
Tijd sensor 2 : T                                           0, 00944s  9, 44ms
                                    2.4,8905                                         (4.2)

                         5,91  5,91²  (4.4,877.  0,04)
Tijd sensor 3: T                                          0,00673s  6,73ms
                                    2.4,877




                                                                                             60
Besluit

Nu ons eindwerk zijn eindpunt heeft bereikt en we een degelijk resultaat kunnen
voorleggen, kunnen we besluiten dat niet alles verloopt zoals men altijd zou willen. Maar
door deze kronkelende wegen af te leggen, hebben we heel wat meer informatie kunnen
opdoen.


Het begon allemaal met een visueel concept, waarbij je de moeilijkheden nog niet kan
inschatten. Toen we pas overgingen op het experimenteren en afwegen wat nu de beste
materiaalkeuze zou zijn, kwamen hier en daar enkele problemen naar boven. En deze zijn
er natuurlijk om opgelost te worden. Het begon al bij de detectie, de valsnelheden waren
te groot om waar te nemen, maar dit kon in het begin opgelost worden door de
gevoeligheid aan te passen bij de sensoren zelf, maar dit was nogal een onhandig
werkmethode. Dit probleem hebben we dan definitief van de baan kunnen schuiven door
gebruik te maken van interrupts en de actieve ingangstijd van de PLC te veranderen.


Ook hebben we, wat wel te verstaan is, veel geëxperimenteerd met het PLC programma.
Bij het programma zijn we begonnen met niets, maar we hebben het uitgebreid tot een
deftig resultaat. Al hebben we 4 à 5 verschillende programma’s geschreven het resultaat
mag er zijn.


Deze aanpak hebben we niet meer gebruikt bij het VB programma, maar hebben we
begonnen met veel en hebben we geminimaliseerd naar wat nu ons resultaat is. We zijn
begonnen met een uitgebreid terminalprogramma en hebben dit programma wat naar
onze hand gelegd. Deze manier van werken vergt meer tijd dan als je alles zelf zou
schrijven. Maar bij VB programma’s is het onbegonnen werk om zelf iets op dit niveau te
programmeren. Doordat die programmeertaal enorm uitgebreid is, en er verschillende
methodes bestaan.


Over het algemeen vinden wij dat het resultaat er mag zijn, en was het een leuke
ervaring eens op grotendeels zelfstandig basis iets al dit te kunnen uitwerken. Maar dit
resultaat zou er nooit hebben gestaan zonder de hulp van Mr. Beirlaen, Mr. Struye, Mr.
Tytgat, Mevr. Naesens, Mr. Vitse en Mr. Peltot.



                                                                                           61
Literatuurlijst


   Welcome to Visual Basic 6 tutorial, internet, (http://www.vbtutor.net/vbtutor.html)
   VANDECANDELAERE, J., Introductie PLC Inhoudstabel, internet, 19 April 2001,
    (http://plc.freehosting.net/Plc/Introductie/introductie.htm)
   SYSMAC C-series Programmeerbare besturingen, CQM1,
    PROGRAMMEERHANDLEIDING
   SYSMAC C-series Programmeerbare besturingen,CPM1/CPM1A, INSTALLATIE
    HANDLEIDING
   VERSTAPPEN, R., Turbulentie, golfballetjes en discrete afgeleiden Arthur Veldman,
    NAW 5/2 nr. 4 december 2001
   NIEUWSTADT, F.,Turbulentie, Epsilon Uitgaven nr. 24, Utrecht, 1992.
   VAN DYKE, M., An album of fluid motion, TheParabolic Press, Stanford, 1982.
   Microsoft corporation, internet, 2009, ( http://msdn.microsoft.com/en-
    us/vbasic/ms789086.aspx)
   DE GRAAF, I., Vliegtuigaërodynamica, theorieboek 1. Uitgeverij JEWEKA B.V.,
    Bleskensgraaf (1998). p. 90.
   Labo Lab fysica, dept. IWT, KHBO, internet, 14 oktober 2007 ,
    http://users.khbo.be/vdabeele/wetenschapscongres/docs/theorie%20luchtweerstand
    %20bij%20valbeweging.pdf
   LAMMERT, B., Seriële RS232 kabel layout, internet,
    http://www.lammertbies.nl/comm/info/nl_RS-232_specs.html
   Internet, 16 mei 2009,http://en.wikipedia.org/wiki/ASCII
   DECLERCK en GELDHOF, A en D, Component 3C static, info- books bvba ( p32)
   Wat is glasvezel, internet, http://www.ethernet.nl/index/ethernet/135/wat-is-
    glasvezel.html
   Eindwerk, Glasvezel,http://jo.be/Eindwerk/Hoofdst3%20fibers.pdf
   Internet, 23 april 2009, http://nl.wikipedia.org/wiki/Glasvezel
   Mainpress, welke evolutie is in aantocht, internet,
    http://www.mainpress.com/nederlands/dossier_automation/Sensoren.htm
   E2A (Standard Sensing Distance) Datasheet
   Sensor, Internet, 25 mei 2009, http://nl.wikipedia.org/wiki/Sensor
   Datasheet: Fiber-Optic Photoelectric Sensor E3X van omron




                                                                                      VIII
bijlage 1: Summary of our final project
Hi, I’m Myngheer Bert. I was born in Ypres. I have one sister and one brother. I attend
school in the VTI Poperinge. I’m in the sixth year of industrial sciences now. I go to
school with my bike. And I like to play poker. If I had to describe myself. I would say I’m
very sporty. Every day I drive 16 km with my bike. And I’m a listener. I like to listen to
people. It’s always interesting what they say. I’m very polite. I always say please when I
ask something. I have insight. I quickly find a solution for difficult problems. I like
teamwork. I work a lot better in a team. I am independent. If I don’t find something, I
keep looking for the answer.
We’re in the sixth year. We are asked to make a final test. We have chosen to make a
construction to measure the gravity on that spot on earth. Later it will be used in the
mechanics lessons. It was a simple choice to make this. Sven and I found this a good
subject. We thought to make it in aluminium, but that was a little bit expensive. So we
made it out of wood. We hope to learn a lot about the PLC. And it is the first time that we
work with sensors. We have to think a lot to improve the construction. We hope to learn a
lot about de the sensitivity of sensors. And how fast we can measure.




                                                                                             IX
Hi, I’m Sven Vandevyver I was born in Ypres. I have one brother. I attend school in
Poperinge. I’m in the sixth year of industrial science. I grew up in the Brandhoek, it’s a
nice place to live. My hobby is mountain biking, in that sport I can let myself go. If I had
to describe myself, I would say I’m a very happy person because my course of live is
going very well. I also like new challenges, and want to finish them. But when it become
too much, I slow down. In these challenges I can use my self-discipline. I’m also a
dreamer, I like to dream about creative concepts, the things I want to do in my live and
my future. After all the good things came the bad one. I’m a little bit lazy, I have days
that I do nothing at all.
At the end of the sixth year, we have to make a final test, which shows what we have
learned during the last years. We have chosen the subject the gravity, because one of the
profs asked. For us was it a challenge, and we wane to finish this challenge. Also because
the final test will be used in the lessons, it was a large encouragement. First we had to
search for a concept, and then we worked it out. However we have encountered many
difficulties but we have made it.
I hope I can do a lot of things like that, because I found it very interesting and I have
learn a lot of things that you only learn when you work with it.




                                                                                               X
Bijlage 2 : Notre projet intégré


Bonjour, je suis Bert Myngheer, J’ai 17 ans et j’ ai un frère et une sœur, Je suis les cours
de sciences industriel dans le VTI de Poperinge. Je suis né en Ieper. Je vais au école a
vélo. Si je devais me présenter, je dirais que je suis sportif. Je roule 16km à vélo chaque
jour. Je suis calme . Je ne suis pas inutile mauvais. Je suis galant. Je dit toujours pardon
con je dit une question. Je suis paresseux. Je ne fais pas beaucoup aux devoirs.
Dans la sixième année, on nous demande de faire un projet intégré. J’ai choisi de faire un
construction pour mesure la gravitation. On utilise 3 capteurs. Il percept le bille de
métaux qui se passé. Entre les capteurs le bille a une vitesse. Et avec le temps entre les
capteurs nous calcul le gravitation.


Bonjour, je suis Sven Vandevyver, J’ai 17 ans et j’ ai un frère, Je suis les cours de
sciences industriel dans le VTI de Poperinge. Je suis né en Ieper. J’habite dans le
Brandhoek et c’est très joli là. Mon passe-temps est de VTT, dans ce sport je peux
amuser. Si je devais me présentes, je airais que je suis une personne heureux, parce que
j’ai une vie très jolie. Je t’aime de nouveaux défis, et il veut terminer à quelque fois. Je
suis un rêveur, et un peu paresseux. Alors je jouis de tout ou je regarde télé.
A la fin de cette sixième année, nous avons au élaborer un projet intégré qui montre en
quelque sorte tout ce que nous avons appris au cours des six années précédentes. Nous
avons choisi le sujet accélération de nature, comme leur un professeur a demandé. Pour
notre ils ont un défi : surtout parce qu’il serait utilisé dans les leçons. Quand nous avions
un concept, nous avons développé. Âpres quelque difficultés nous sommes arrivés à un
résultat. J’ espère apprendre plus sur le fonctionnement d’un PLC et l’hardware utilisé
comme les capteurs.




                                                                                               XI