Программирование логических контроллеров: НТБ МАЛИ :: Ошибка 404

Содержание

Программирование программируемых логических контроллеров (ПЛК)

Программирование логических контроллеров

Для наших Заказчиков предлагаем услугу по написанию программного обеспечения под Заказ. Написание софта происходит после обслеования объекта, получения исходных данных, технического задания. 

Виды языков программирования для ПЛК

Язык LD

LD (Ladder) – язык программирования, разработки, который основан на графике. Является прототипом и аналогом релейной схемы. Высокоэффективен для систем, где требуется простая «жеская» логика, без применения реле и контакторов. Работает преимущественно с дискретными сигналами.

Основной минус этого языка, является неэффективность при обработке программ с большим количеством аналоговых переменных.

Язык FBD

FBD ( Диаграмма Функциональных Блоков) – язык программирования, разработки, который также основан на графике. В целом, язык FBD представляет собой семейство функциональных блоков, которые имеют только входные и выходные величины (In\out).

Линии связи являются переменными и обеспечивают передачу между FBD блоками. Каждый FBD блок по отдельности выполняет уникальную операцию или алгоритм( RS, D триггер, логическое “или” и т.д.). 

Язык SFC

SFC ( Sequential Function Chart) – шировок применяется совместно с языками ST и IL, имеет графический вид. Принцип его построения близок к образу конечного автомата, эта особенность делает его самым мощным языкам программирования.

CFC ( Continuous Flow Chart) – относится к языкам высокого уровня. Продолжение и развитие языка FBD.

Нашим партнерам мы предлагаем написать программное обеспечение под конкретную задачу. При этом Заказчик:

  • четко понимает стоимость разработки
  • контролирует сроки и проводит контрольные проверки
  • имеет возможность влиять на ход разработки софта
  • принимает участие в ПНР (без оборудования, в режиме симулятора)
  • получает «картинку» задолго до проведения ПНР и имеет возможность изменить вводные данные, либо техническое задание

Стоимость разработки программ для PLC зависит от технологической схемы, количества переменных, языка программирования, сроков.

Цена на написание программного обеспечения для PLC зависит от Заказчика.

В услугу по программированию PLC входит:

  • Подключение к существующему ПЛК и выгрузка данных
  • Написание софта в соответствии с особенностями технологической линии
  • Архивирование данных, резервное копирование
  • Настройка сети, администрирование
Производители промышленных ПЛК

Мы работаем со следующими поставщиками (вендорами) программируемых логических контроллеров:

  • ОВЕН
  • Siemens
  • Mitsubishi Electric
  • Schneider Electric
Языки программирования ПЛК

Наши разработчики работают на следующих языках программирования контроллеров:

  • язык релейных схем (LD)
  • язык функциональных блоков (FBD)
  • язык диаграмм состояний (SFC, Sequential Function Chart)
Подробности в нашем портфолио.
Применение ПЛК в промышленности

Программируемый логический контроллер (сокр. ПЛК; programmable logic controller, PLC; контроллер с программируемой логикой).

Программируемый контроллер — специальная разновидность электронной вычислительной машины. Чаще всего ПЛК используют для автоматизации технологических процессов, где требуется управление без участия человека. В качестве основного критерия при выборе ПЛК обычно выступает быстродействие, стабильность при работе с большими объемами данны. Кроме этого требуется возможность работать с резервированием. ПЛК не требует обслуживания и безаварийно работает без вмешательства человека.

ПЛК — устройства, предназначенные для работы в системах реального времени. ПЛК используются в ходе наладки и диагностики средств автоматизации

ПЛК имеют ряд особенностей, отличающих их от прочих электронных приборов, применяемых в промышленности:

  • в отличие от микроконтроллера (однокристального компьютера) — микросхемы, предназначенной для управления электронными устройствами — ПЛК являются самостоятельным устройством, а не отдельной микросхемой.
  • в отличие от компьютеров, ориентированных на принятие решений и управление оператором, ПЛК ориентированы на работу с машинами через развитый ввод сигналов датчиков и вывод сигналов на исполнительные механизмы;
  • в отличие от встраиваемых систем ПЛК изготавливаются как самостоятельные изделия, отдельные от управляемого при его помощи оборудования.

Программирование ПЛК

Что касается ПЛК, то такие устройства позволяют осуществлять контроль над производственным процессом, в котором задействованы сразу несколько процессов, протекающих параллельно. Для их реализации необходимо использовать контроллеры, позволяющие программировать самые разнообразные логические функции.

Для решения этой задачи к исходу 1960 годов компанией Betford Associates (США) было разработано компьютерное устройство, получившее название MODICON, впоследствии оно стало названием того подразделения компании, которое занялось проектированием устройства, его созданием и продажей.

Позднее и другие компании занялись разработкой подобного устройства, которое в конечном итоге получило название «программируемый логический контроллер». Основной задачей программируемого контроллера стала замена электромеханических реле на логические элементы. При этом удалось заменить огромное количество реле.

ПЛК оснащены клеммами, благодаря которым появляется возможность осуществлять контроль над состоянием датчиков и выключателей. В то же время ПЛК имеет соответствующие выходы, которые передают сигналы высокой и низкой частоты:

  • на индикаторы питания;
  • электромагнитные клапаны;
  • контакторы;
  • небольшие двигатели, а также на другие самоконтролируемые устройства.

Программирование ПЛК вполне доступно для любого промышленного персонала с инженерным образованием, который знаком со схемой реле, поскольку язык программируемых логических контроллеров сродни логике работы реле.

Так, любому инженеру, умеющему читать релейные схемы, будет несложно осуществить программирование ПЛК при создании команд для выполнения схожих функций.

Стандартное программирование PLC и подключение сигналов у разных моделей ПЛК может незначительно различаться, однако принцип остается тем же, что позволяет привести «общее» введение в программирование PLC.

Чтобы понять, как осуществляется программирование ПЛК, мы приведем несколько схем, на которых наглядно показаны все составляющие детали и дано объяснение происходящих процессов.

На первой схеме изображена передняя часть устройства, где вы можете увидеть две винтовые клеммы, отмеченные буквами L1 и L2. Они предназначены для подключения внутренних цепей к сети переменного тока 120 В.

С левой стороны расположены 6 винтовых клемм, которые предназначены для крепления входных устройств. На схеме они обозначены буквами Х и порядковым номером. Ниже расположена винтовая клемма, обеспечивающая «общее» подключение, обычно она соединяется с нейтральной L2 — источником тока с напряжением 120 В.

Корпус ПЛК связывает каждую из входных клемм с общей клеммой. Внутри этого корпуса расположен оптоизолятор устройства. Это светодиод, обеспечивающий электрически изолированный «высокий» сигнал для схемы компьютера. В момент установки, между входной и общей клеммой 120-вольтного переменного тока, фототранзистор интерпретирует свет светодиода. Таким образом, на передней панели ясно видно, какой вход находится под напряжением. Это можно наглядно увидеть на приведенной ниже схеме.

Выходные сигналы активизуруют переключающие устройства, которыми могут быть транзистор, тиристор и электромеханическое реле, при этом сигнал генерируется компьютерной схемотехникой. Клемма «Источник», расположенная в нижнем левом углу, связывается с любым выходом, который на схеме отмечен литерой Y. Обычно клемма «Источник» связывается с L1. Каждый выход, как и каждый вход, находящийся под напряжением, отмечается светодиодом.

Так, ПЛК обеспечивает возможность подключения к таким устройствам, как переключатели и электромагниты.


Основы программирования

Логика управления в ПЛК устанавливается посредством компьютерной программы, которая определяет, какие выходы находятся под напряжением и при каких условиях. Сама программа схожа с логикой реле, однако в ней, для создания связей между входами и выходами, отсутствуют какие-либо переключатели или катушки реле. Все контакты и катушки в данном случае виртуальные. Программа создается посредством подключенного к порту ПЛК персонального компьютера.

Следующая картинка наглядно показывает схему и программу ПЛК.

Здесь видно, что при положении кнопки переключателя в незадействованном состоянии, то есть кнопка не нажата, сигнал на вход X1 не поступает. В соответствии с программой, показывающей «открытый» вход X1, сигнал на Y1 также не будет посылаться.

Следовательно, выход Y1 будет обесточен, а индикатор погашен.

При нажатом положении кнопки переключателя сигнал будет поступать на вход Х1. Так, все контакты Х1 активизируются, как это происходило бы при активизации посредством контактов реле при поступлении напряжения катушки реле. В этом случае, если назвать вход Х1 катушкой, то открытый контакт Х1 замкнется и отправит сигнал на катушку Y1. Подключенный к Y1 индикатор осветит подключенный к нему выход Y1, как только он окажется под напряжением.

Контакт Х1 и катушка Y1 соединены между собой проводами, а вот появляющийся на мониторе компьютера сигнал, является виртуальным. Эти сигналы не существуют как реальные, они присутствуют только в программе и лишь напоминают, что происходит на схеме.

При этом компьютер необходим только для программирования контроллера, написания программы или ее редактирования. Далее, после загрузки программы в программируемый контроллер, компьютер может быть отключен.

ПЛК будет работать самостоятельно и выполнять все загруженные программой команды.

На схемах, иллюстрирующих работу ПЛК, компьютер указан только для наглядной демонстрации связи между реальными условиями и статусами программы. Как происходит связь между замыканием переключателя и зажиганием лампы, и как это отображается на экране монитора, когда через виртуальные контакты происходит передача сигнала на контакты и катушки.

Преимущества ПЛК

Все преимущества программирования контроллера раскрываются, когда возникает необходимость изменить поведение системы управления. Поскольку ПЛК представляет собой программируемое устройство, то изменение команд можно осуществлять без перенастройки подключенных к нему компонентов.

К примеру, если функцию «переключатель-лампочка» необходимо перенастроить наоборот, то есть нажать кнопку для выключения лампочки и опустить для включения, то заменять переключатель не придется. Достаточно будет изменить программу так, чтобы контакт Х1 при нормальных условиях оказался в закрытом состоянии, а не в открытом.

Это можно увидеть на следующих изображениях: изменения программы с переключателем в активизированном и неактивизированном состоянии.

Переключатель не активизирован

Переключатель активизирован

Важным преимуществом управления посредством ПЛК над управлением посредством оборудования, заключается в том, что здесь можно использовать входные сигналы неограниченное количество раз. На следующем изображении показана разработанная программа для включения лампочки в условиях, когда два из трех переключателей находятся одновременно в активизированном состоянии.

Для построения подобной схемы посредством реле, нам потребуется задействовать три реле с двумя открытыми контактами, при этом каждый контакт должен быть изолирован. Применяя ПЛК, нам удастся без добавления оборудования, запрограммировать нужное количество контактов для каждого входа Х. При этом каждый вход в памяти ПЛК должен занимать не более 1 бит, и вызывать сигнал необходимое количество раз.

Также не более 1 бита должен занимать и каждый выход, в таком случае открывается возможность вносить контакты в программу, приводя Y выход в неактивизированное состояние, как показано ниже на схеме двигателя с системой контроля начала движения и остановки.

Кнопка «Старт» обозначена переключателем, подключенным к входу Х1, а кнопка «Стоп» представляет переключатель Х2. Контакт Y1 дает возможность двигателю находиться под напряжением, даже если кнопка «Старт» опущена. Закрытый при нормальных условиях контакт Х2 в данном случае появится на цветном блоке, показывая, что он находится в электропроводящем состоянии.

При нажатии кнопки «Старт», по закрытому контакту Х1 пойдет переменный ток 120 В, при этом параллельный контакт Y1 также замкнет цепь.

При нажатии кнопки «Старт», контакт Х1 откроется, однако двигатель не прекратит работать, поскольку контакт Y1, который находится в замкнутом состоянии, будет держать катушку под напряжением.

Для остановки двигателя потребуется быстро нажать кнопку «Стоп», посредством которой будет отправлено напряжение на вход Х1 и на открытый контакт, вследствие чего прекратится подача напряжения к катушке Y1.

В такой ситуации двигатель не возобновит работу, пока снова не будет нажата кнопка «Старт», поскольку печать в контакте Y1 потеряна.

Следует учесть, что если контакт Х2 окажется ошибочно открыт, то остановить работу двигателя не удастся. Поэтому важно использовать отказоустойчивую модель устройств контроллера ПЛК. Решить такую проблему позволит перепрограммирование программы на фактическое нажатие кнопки «Стоп». В таком случае, при ошибочном открытии входного контакта Х2, вход Х2 можно остановить нажатием на кнопку «Стоп», что незамедлительно отключит работу двигателя.

Кроме стандартного набора входов и выходов, в ПЛК используются внутренние контакты и катушки, они действуют по типу промежуточных реле в релейных схемах.

Программируемые логические контроллеры, их функции и виды

Программируемые логические контроллеры входят в оборудование, отвечающее за автоматизацию процессов. Плк-системы используются в малых предприятиях, крупных производствах.

ПЛК — что это такое?

Плк-контроллер представляет собой микрокомпьютер с упрощенным алгоритмом, выполняющий типовые функции в заданном режиме. Применяют его и в бытовой технике, не только в сложных роботизированных устройствах. Унификация элементов, их взаимозаменяемость повышает надежность системы. Упрощает  ремонт и отладку.

История создания

В 60 годах 20 века для управления телефонными станциями, промышленным оборудованием использовались сложные схемы с реле. Они не отличались повышенной надежностью или ремонтопригодностью. Инженерам одной из компаний, американской General Motors, была поставлена цель по созданию нового оборудования. Задачи, на которые оно было рассчитано, выглядели так:

  1. Упрощение отладки, замены.
  2. Относительная дешевизна.
  3. Гибкость, удобство модернизации.
  4. Снижение риска отказов.
Изобретение, создание микросхем и блоков управления на их основе позволило решить заданные вопросы.

Терминология, объясняющая, что такое ПЛК (PLC), внесена в международные и европейские стандарты качества МЭК, EN.

Структура и устройство ПЛК

Любой плк Siemens или аналогичный, других производителей, ориентирован на выполнение конкретных действий. Микроконтроллер опрашивает блоки ввода информации, чтобы принять решение, сформировать на выходе готовую команду. Упрощенно схема стандартного элемента включает:

  • вход;
  • центр;
  • выход.

Входные цепи образованы набором датчиков (аналоговых или цифровых), переключающих устройств, смарт-систем. В центральном блоке расположены: процессор, обрабатывающий команды, модуль памяти и средства коммуникации. Выходные цепи отвечают за передачу сигнала на моторы привода, вентиляцию, осветительную арматуру. Туда же допускается подключить управляющее смарт- устройство архитектуры ардуино или подобное. Необходимо также выполнить условие подключения ПЛК к цепям питания. Без них устройство работать не будет. Внешний компьютер через унифицированный интерфейс используется для отладки, программирования контроллера.

Принцип работы ПЛК

По сути, микроконтроллер достаточно близок к реле. Только вместо механических контактов и катушек в нем — электронные цепи. Понять принцип действия будет легко любому инженеру, знакомому со схемами, основами электротехники.

Датчик освещенности на входе подает сигнал в блок обработки данных. В нормальном состоянии процессор не реагирует. Как только сенсор определит падение освещения, изменится его сопротивление, центральный блок задействует цепи питания электроламп.

Для управления ПЛК, его программирования используется бытовой ПК. Несколько отдельных микроконтроллеров образуют каскад с усложненными задачами. Системы «умный дом», автоматика включения двигателя насоса для закачки воды в накопительный бак давно содержат в себе подобные блоки.

Сложные микроконтроллерные устройства обеспечивают охрану, защиту периметра (квартиры), включая связь с полицией (владельцем) через модем, подъем тревоги при проникновении нарушителей, разрушении механизма закрытия двери.

Первый этап работы устройства состоит из экспресс-теста задействованного оборудования. Одновременно идет загрузка операционной среды, управляющих программ. Все как в настольном ПК при старте Windows. Предусмотрена пошаговая отработка команд (отладка), при которой допускается мониторинг, корректировка переменных.

Для простоты восприятия рабочий, шаговый режим ПЛК разбит на типовые циклы. Они повторяются во время функционирования устройства. В каждом цикле, «маршрутной карте» заключаются 3 действия:

Сканирование, обращение к внешним датчикам. Запись значений (состояния) в ячейки памяти.
Анализ действующей программы. Внесение требуемых корректив на основании данных предыдущего шага.
Передача результата вычислений на блоки выхода.

Завершается цикл быстрым переходом к первому этапу «урока».

Типы ПЛК

Все ПЛК, выпускаемые Schneider Electric, Mitsubishi, Beckhoff, Omron, Segnetics или Unitronics, четко разделяются по типам. Это же относится к классификации российской продукции, представленной компаниями «Овен», «Контар», «Текон» и другими. Конструктивно устройства принято обозначать как моноблочные и модульные.

В первом типе содержится полный набор входных, выходных цепей, процессор, источник энергии. Во втором предусмотрена сборка готового ПЛК из отдельных частей. Согласно МЭК 61131, количество и состав модулей варьируются в соответствии с назначением, характеристиками поставляемого заказчику устройства.

Модульный микроконтроллер может управлять посредством Ethernet соединения малопроизводительным собратом, выполняющим специфично назначенные функции (диагностика состояния периметра, безопасность охраняемой зоны). Маломощный адаптер питания в этом случае является отдельным модулем. Обобщенно функциональные возможности второго вида превосходят первый. Но в отдельных ситуациях (микроконтроллер управления чайником Berghof) достаточно моноблочного ПЛК.

Главное достоинство такой конструкции — компактность. При этом полностью завершенная конструкция платы, блока контроллера оборудуется дисплеем и устройством ввода-вывода, кнопочной панелью. Типичный пример — «умный» автоматный моноблок, отвечающий за стабилизацию напряжения.

Из нескольких ПЛК, смонтированных на стандартную рейку, набирается укрупненный узел управления. Первоначально конфигурация микроконтроллеров подразумевала замену существовавших релейных, полупроводниковых схем. Со временем задачи усложнились, но и сохранившиеся ограниченно производительные 8 и 16 разрядные процессоры по-прежнему востребованы в промышленности.

Ограничения ПЛК

Не стоит полагать, что наличие программируемого контроллера способно решить все глобальные проблемы пользователя. ПЛК, работающие на основе протоколов Codesys, Modbus (для модульных решений), обладают ограниченной сферой применения. Их выбор обусловлен поставленной задачей. Попытку создать универсальные ПЛК вряд ли можно признать целесообразной.

Подобный ход лишает технологический процесс гибкости. Создание требуемой конфигурации осуществляется комплектацией готового моноконтроллера, согласно проекту заказчика. В исключительных ситуациях проблему решают сборкой мегаустройства из дискретных блоков. Последний вариант предпочтительнее: каждый элемент допускается оборудовать индивидуальным пультом ввода команд, сенсорной панелью, устройством отображения данных.

Роль каналов обмена данными играют кабельные медные шины, оптоволоконная связь. Успешно используются варианты стандартизированных интерфейсов RS-232, RS-485 (кабель), промышленных Profibus или CAN. Не возбраняется коммутация по беспроводным линиям (Wi-Fi).

Место ПЛК в системе управления

Современные контроллеры выполняют несколько функций. Они могут быть «ведущими» или «ведомыми», находиться в центре схемы. Чаще всего они сосредоточены в начальной цепи автоматизации.

До создания миниатюрных интегральных схем рука оператора буквально не успевала переключать режимы на пульте цепи управления. Использование контроллерных блоков «Сегнетикс», «Дельта» и подобных способствовало снятию нагрузки с человека.

Ее переложили «на плечи» машин с выводом на экран данных мониторинга, отображенных в виде мнемосхем и изменяемых параметров. На ПЛК возлагаются задачи по опросу датчиков и регистров, обработке поступающей информации.

Без микроконтроллеров не было бы РСУ, АСУ, сложных автоматных комплексов управления технологическими процессорами. Используя сетевой трафик, ПЛК анализируют данные, успевая проверять состояние портов входа. Главный недостаток, особенность микроконтроллеров состоит в необходимости прошивки, создания программы для работы.

Впрочем, его следует воспринимать двояко: индивидуально создаваемое ПО позволяет проектировать узкоспециализированные изделия под конкретные задачи.

Назначение переменных в ПЛК

Перед тем как начинать программирование, необходимо назначить переменные. Это условная метка (флаг) для обозначения отработки командного кода. Данные манипуляции характерны для единичных действий: запуск комплекса, когда требуется сброс состояния.

Подобная ситуация возникает при отключении электроэнергии. Зафиксированная переменная позволяет пропустить обмен сигналами, ускорить инициализацию ПЛК.

Основы программирования ПЛК. Реле и контроллер‌‌

Возможность программирования, безусловно, является главным достоинством систем с ПЛК. Чтобы сделать восприятие процесса предельно понятным, разработчики изобрели визуальное отображение управляющих цепей в виде релейных контактных блоков.

На профессиональном языке такой метод обозначается аббревиатурой LD (logo LAD). В дальнейшем работа ПЛК представляется как взаимодействие отдельных логических элементов. Они выполняют действия таймеров, релейных ячеек, счетчиков. Считается, что благодаря подобной унификации, освоить принципы программирования может каждый. Причем независимо от профильной профессии.

Среда программирования

Программисты предпочитают использовать для создания прикладных комплексов среду Си, Кодесис, как наиболее универсальную. Применение регламентируется стандартом IEC 61131. На базе Codesys пишутся языки программирования для ПЛК: LD, SFC, FBD, IL, STL.

Языки программирования ПЛК

Создатели микроконтроллеров обеспечили взаимодействие разрабатываемых устройств с несколькими универсальными языками программирования. Условно их разделяют на графические и текстовые. Это допускает компиляцию готового программного продукта из блоков, созданных на разных языках.

Обманчивая простота программирования скрывает трудности, с которыми обязательно столкнется излишне самоуверенный инженер. Составить простейшие команды под силу неопытному пользователю. Для реализации сложных понадобится получение специальных навыков.

Удаленное управление и мониторинг

Различные интерфейсы управления встраиваются в контролеры уже на стадии проектирования. Предусмотрена синхронизация с АСУ (SCADA и подобные). Оператор контактирует с ПЛК посредством интегрированной панели, устройства ввода-вывода, либо удаленно. Для этого по помехозащищенному каналу, кабельной сети к блоку подключается HMI, специализированный интерфейс взаимодействия между человеком и машиной.

Каким из доступных способов выполнить реализацию, с помощью простейшего клавиатурного модуля или сенсорной панели — решать заказчику. В последнее время активно используются «облачные» хранилища, виртуальные серверы. Не остаются в стороне и стандартные, Intranet (локальные) и Internet (внешние) подключения.

Реализация веб-интерфейса допускается также и без проводов, в сети Wi-Fi. Описанные методы невероятно расширяют возможности оператора. Упрощают контроль работающего комплекса ПЛК.

Применение контроллеров

Современный ПЛК, недорогой и надежный, находит применение в ПИД-регуляторах, счетчиках типа «Меркурий», промышленных устройствах серии DVP. Компактность блоков позволяет встраивать их в бытовую технику, монтировать в щитах и шкафах совместно с прочим электрооборудованием.

Энкодер, подключенный к контроллеру, применяется в автомобилестроении, реагируя на изменение угла поворота руля. Удобно использовать ПЛК при создании комплексов с ЧПУ, автоматизированных систем запуска аварийной откачки сточных вод в канализации. Видеонаблюдение, интегрированное в охранный пост, создаст полноценный обзор зоны наблюдения для оператора.

Все требуемые данные при этом будут сохранены на носителе информации (переданы в сеть), а в случае опасности сигнал тревоги будет подан автоматически. Цепочке контроллеров под силу управлять работой цеха металлообработки, пошивочной мастерской. В домашнем варианте ПЛК без участия человека включит свет, накачает воду из колодца в бак до требуемого уровня.

Производители ПЛК

На рынке представлены компании из России, США, ФРГ, Японии. Это Texas Instruments, Carel, Delta Electronics, Schneider Electric, Mitsubishi, Beckhoff, Omron, Segnetics, Unitronics. Отечественную продукцию представляют марки «Овен», «Контар», «Текон».

Выбор конкретного решения зависит от предъявляемых заказчиком требований, условий работы. А чтобы разобраться, чем ПЛК100, ПЛК110 отличается от ПЛК160, ПЛК323 потребуется обладание квалификацией, возможно — консультации специалистов.

На что обращать внимание при покупке 

До приобретения ПЛК нужно кое-что уточнить. Вот эти факторы:

Универсальность программной среды. Единые языки для всех аппаратных платформ.
Наличие контролеров с распределенным, интегрированным вводом-выводом.
Реализация связи ПЛК со стационарным компьютером.
Специализированное оборудование. Это микросистемы, ориентированные на работу с облачным сервисом (вариант оповещения по мобильной связи, почте).
Открытая архитектура отдельных ПЛК.

Данный перечень создает направление для движения как покупателей, так и производителей. Какой из перечисленных критериев окажется в приоритете, решает заказчик. С дружественным ПО эксплуатация станет удобнее. Так утверждают опытные инженеры-наладчики.

Что же выбрать

ПЛК 110 «Овен» или Simatic s7 производства «Сименс», Modicon m340, Segnetics trim5 четко подчинены встроенной инструкции. Работают по разработанному производителем алгоритму. Программное обеспечение разных марок не всегда совместимо, это учитывается при модернизации (замене) или комплектации технологических цепочек средствами автоматизации.

Кому-то термины step7, ms4, opc, pixel ни о чем не говорят. Разобраться с каталогом, обилием информации помогут специалисты. Расшифровка обозначения микроконтроллера, выбор программы ПЛК для человека неосведомленного станут непосильной задачей. Отличие, оценка, сравнение представленных решений также достаточно сложны, чтобы приступать к ним без подготовки.

Выбрать свой прибор помогут отзывы, обзоры, опыт эксплуатации владельцев контроллеров. Нужный микронтролллер — не обязательно дорогой. Цена определяется выполняемыми функциями, маркой прибора. Описание, настройка параметров приводятся в паспорте устройства.

Там же находится перечень портов ввода-вывода, краткое пособие как подключать изделие. Для отдельных типов может понадобиться преобразователь напряжения, его характеристики производитель обязан указать в руководстве по эксплуатации. А хороший контроллер — тот, который справляется с поставленными задачами.

Программируемые логические контроллеры. Программируемый логический контроллер

Программируемые логические контроллеры важные устройства для автоматизации сложных технологических процессов. ПЛК контроллеры дают большую экономию при замене обычной логики в больших системах и повышают эффективность производства.

Выбрать и купить программируемый логический контроллер вы можете в интернет-магазине …


Модели приборов и аналоги

Краткие данные по некоторым моделям ПЛК контроллеров:

Области применения программируемых логических контроллеров

Программируемые логические контроллеры применимы везде, где организуются системы управления, но наилучшее применение для них это АСУТП промышленных предприятий.

  • Металлургический, машиностроительный комплекс и т.п.
  • Централизованные системы управления (ПЛК является ядром системы, к нему напрямую либо через модули согласования подключаются датчики и ИМ)
  • Распределенные системы управления (ПЛК и удаленные от него датчики с ИМ связаны через промышленные каналы связи, например ModBus, ProfiBus, CAN. Используются связи «Master-Slave»)
  • Локальная автоматика, станки ЧПУ
  • Любое производство, требующее автоматического управления и мониторинга и сбора информационных параметров; внутренние системы предприятия

Назначение ПЛК

Основные задачи PLC контроллеров:

  • Замена обычной логики, релейной логики на перепрограммируемые устройства
  • Длительный автономный контроль техпроцессов (+ без обслуживания и человеческого вмешательства)
  • Основа АСУТП, автоматизация промышленных предприятий. Сбор разнородных данных (+ хранение/преобразование, обмен по пром. протоколам), их обработка по программе и выдача сигналов управления на ИМ
  • Повышение эффективности производства

Преимущества

Достоинства и особенности PLC контроллеров:

  • Возможность одним программируемым логическим контроллером заменить сотни механических/электрических реле + по необходимости в любое время перепрограммировать
  • Богатый функционал, высокая производительность (+ модули расширения, работа в реальном времени)
  • Компактность, средства диагностики + организация больших систем с использованием сетей
  • Экономичность (экономия электроэнергии, быстрый монтаж и настройка, возможно переопределение функций прямо в процессе работы)

Недостатки

Основные недостатки таких контроллеров:

  • Экономичность зависит от сложности схемы, которая реализуется. Чем больше параметров требуется контролировать, тем выгоднее использование PLC-контроллеров
  • Для обслуживания требуется квалифицированный персонал
  • Возможные сложности с ремонтом в случае выхода из строя всего ПЛК

Принцип работы программируемого логического контроллера

Работа программируемого логического контроллера (PLC) основывается на сборе внешних данных, в том числе через промышленные интерфейсы, с последующей выдачей управляющих сигналов на внешние устройства. Настройка ПЛК заключается в конфигурировании его входов и выходов и написании пользовательской программы. Программа содержит инструкции по обработке полученных данных и реализацию законов управления.

Выбрать и купить программируемый логический контроллер вы можете в интернет-магазине РусАвтоматизация …

Программные средства для программируемых логических контроллеров/ИНЭУМ

Программные средства поддержки языков стандарта МЭК 61131-3 для программируемых логических контроллеров на базе технических средств семейства СМ1820М

Программируемые логические контроллеры семейства СМ1820М оснащены современной системой программирования стандарта МЭК 61131-3. Данная среда охватывает контроллеры, построенные на базе процессорных модулей МП-8, МП-10, MPU-MPC. В качестве базового пакета была адаптирована свободно распространяемая интегрированная среда разработки Beremiz (www.beremiz.org). Основными её компонентами являются:

  • редактор для текстовых (IL и ST) и графических языков (FBD, LD, SFC) стандарта МЭК 61131-3;
  • компилятор MatIEC, преобразующий логику и алгоритмы программных модулей (из которых состоит прикладная программа), описанных на языках стандарта МЭК 61131-3 в эквивалентный С код;
  • механизм плагинов, позволяющий связывать внешние источники данных, такие как модули УСО (их параметры, состояния), SCADA-системы с логикой и алгоритмами программных модулей;
  • средства отладки прикладной программы в режиме исполнения;
  • элементы для создания человеко-машинного интерфейса управления прикладной программой.

Для пакета Beremiz разработаны и протестированы плагины для всех модулей ввода/вывода семейства СМ1820М, поддержаны основные протоколы СМ1820, а также такие протоколы как ModBus-RTU, ModBus-TCP.

Данный пакет является полноценной средой разработки для ПЛК семейства СМ1820М.

Редакторы языков стандарта МЭК 61131-3

Текстовые и графические редакторы среды Beremiz позволяют разрабатывать алгоритмы управления на технологических языках стандарта МЭК 61131-3: ST, IL, FBD, LD, SFC. Формат представления данных языков соответствует TC6 – XML Schemes (www.plcopen.org).

 

ST (Structured Text) представляет собой текстовый, Паскалеподобный язык программирования.

 Удобен для программ, включающих числовой анализ или сложные алгоритмы. Может использоваться в программах, в теле функции или функционального блока, а также для описания действия и перехода внутри элементов SFC.

IL (Instruction List) является aппаратно-независимым, низкоуровневым, ассемблероподобный языком.

Основа языка программирования IL, как и в случае ассемблера, это переходы по меткам и аккумулятор. В аккумулятор загружается значения переменной, а дальнейшее выполнение алгоритма представляет собой извлечение значения из аккумулятора и совершение над ним операций.

Описание программы на графическом языке FBD (Function Block Diagram) образуется из списка цепей, выполняемых последовательно сверху вниз. Цепи строятся из наборов библиотечных и пользовательских функций и функциональных блоков.

Позволяет использовать мощные алгоритмы простым вызовом функций и функциональных блоков. Замечательно подходит для небольших приложений и реализации сложных вещей подобно ПИД регуляторам.

LD (Ladder Diagram) – графический язык, основанный на принципах релейно-контактных схем (элементами релейно-контактной логики являются: контакты, обмотки реле, вертикальные и горизонтальные перемычки и др.) с возможностью использования большого количества различных функциональных блоков.

 

Достоинствами языка LD являются: представление программы в виде электрического потока (близко специалистам по электротехнике), наличие простых правил, использование только булевых выражений.

Графический язык SFC (Sequential Function Chart) создан на базе математического аппарата сетей Петри, описывающий последовательность состояний и условий переходов. Для создания программы используются следующие структурные элементы: шаг (и начальный шаг), переход, блок действий, прыжок и связи типа дивергенция и конвергенция.

 

SFC позволяет легко описывать последовательность протекания процессов в системе.

Данные языки ориентированы, в первую очередь, на инженеров-технологов, не имеющих специальных навыков в области программирования на традиционных языках, таких как С или С++.

Механизм плагинов

Среда разработки Beremiz предоставляет интерфейс, позволяющий связывать внешние источники данных, такие как модули УСО (их параметры, состояния) с программными модулями (в частности с их переменными), написанными на языках высокого уровня (МЭК 61131-3), из которых состоит прикладная программа. Интерфейс реализован с помощью механизма плагинов для модулей УСО и библиотек коммуникационных протоколов («Modbus», «SM1820-TCP» и др.).

 

Данный механизм представляет собой редактор настройки различных параметров (например, фильтрацию шумов сигнала или минимальное электрическое значение измеряемого сигнала) данного плагина и драйверы внешних устройств, написанные на языке C и компилируемые вместе со сгенерированным кодом проекта.

 Процесс компиляции и запуска

Сгенерированный C код и код всех используемых плагинов (как правило, драйверов модулей УСО или других источников данных на языке C) с помощью кросс-компилятора, запущенного под UNIX-подобной оболочной Cygwin, компилируется в исполняемый бинарный файл (динамическая библиотека). Ниже представлен процесс компиляции для ПЛК MPU-MPC на базе микропроцессоров SPARC.

 

 

Исполняемый бинарный файл, благодаря средствам Beremiz, может быть размещен на целевом устройстве через локальную сеть. В процессе работы он выполняет следующие действия:

  • с помощью драйверов модулей УСО обменивается данными с внешними модулями;
  • исполняет алгоритмы и логику, определенную пользователем в программных модулях проекта;
  • приём и передача отладочной информации.

Отладка алгоритмов

После установки соединения с целевым устройством и запуском прикладной программы на выполнение, среда разработки Beremiz позволяет отслеживать и изменять значения переменных программных модулей, из которых состоит проект. Происходит визуальное представление исполнения алгоритмов, написанных на графических языках стандарта МЭК 61131-3.


 Инженер-технолог имеет возможность изменить в режиме отладки необходимые значений элементов программных модулей и отслеживать изменения соответствующих алгоритмов.

Так же есть возможность отображать в виде графика изменение значения интересующей переменной.

В итоге выработан единый, стандартизованный подход к разработке прикладных программ для программируемых логических контроллеров на базе комплекса технических средств семейства СМ1820М и соответствующие инструменты, поддерживающие высокоуровневые, технологические языки программирования стандарта МЭК 61131-3.

Программирование LOGO Siemens

Программирование LOGO Siemens

ИЦ «Альма инжиниринг» оказывает услуги по программированию LOGO. Наши специалисты имеют многолетний опыт работы программирования ПЛК LOGO Siemens. 

Программирование логических реле LOGO от Siemens производится в программной среде разработки LOGO Soft Comfort.

Наши специалисты оказывают следующие услуги по работе с контроллерным оборудованием LOGO Siemens:

  • Разработка и согласование Технического Задания на программирование Logo;
  • Разработка алгоритма программы LOGO;
  • Программирование LOGO;
  • Отладка программы LOGO на стенде с ПЛК.

Заказать программирование LOGO Siemens

Если Вы хотите заказать услуги по программированию LOGO, обращайтесь в наш Центр, отправив заявку по электронной почте. Мы найдем оптимальное решение для Вашей задачи.

ПЛК LOGO Siemens

Фирма Siemens по праву считается ведущим производителем программируемых логических контроллеров. Линейка контроллеров LOGO Siemens в основном используется для разработки несложных средств автоматизации и управления, они считаются компонентами нижнего уровня программирования ПЛК. Контроллеры LOGO Siemens отличаются простотой обслуживания, удобством использования и программирования ПЛК. Существенным преимуществом является возможность использовать до 200 функциональных блоков при программировании Logo.

Расширение ПЛК LOGO Siemens

В линейке контроллеров LOGO предусмотрено расширение за счет использования разнообразных модулей. Количество входов и выходов общей системы (контроллер + модуль) ограничено. Дискретных входов не должно быть более 24, выходов не более 16. Аналоговых входов не должно быть более 8, аналоговых выходов не более 2. 
Дальнейшее расширение возможно за счет использования модуля, имеющего возможность сетевого обмена.

Ассортимент ПЛК LOGO Siemens

Основное семейство LOGO Siemens включает в себя следующие устройства:

  • Универсальные логические модули: с встроенным дисплеем и клавиатурой или без них.
  • Модули расширения: 8 и 16 – канальные модули ввода-вывода дискретных сигналов, 2 – канальные модули ввода-вывода аналоговых сигналов, модули для сетевого обмена.
  • Модули блоков питания LOGO!Power с выходными напряжениями 5 В, 12 В, 15 В, 24 В и стабилизатор питания.
  • Дополнительное оборудование, такое как программатор, соединительные кабели, памяти, батареи и так далее.

Языки программирования ПЛК LOGO Siemens

Программирование ПЛК LOGO Siemens осуществляется за счет использования языков программирования FunctionBlockDiagram (FBD) или LadderDiagrams (LAD), о которых говорится ниже. Программирование LOGO может реализовываться с помощью программной среды LOGO! SoftComfort для персонального компьютера, либо клавишами непосредственно на самом устройстве (интерфейс контроллера поддерживает десять языков на текстовом дисплее), либо установкой заранее запрограммированного модуля памяти.

Пример программы для плк LOGO Siemens

ИЦ «Альма инжиниринг» выполнено множество работ по программированию LOGO. Одна из последних работ по программированию LOGO представлена ниже.

На рисунке показан пример программы для контроллера LOGO Siemens, выполненный на языке FBD специалистами ИЦ «Альма инжиниринг» в 2014 году.

Что такое ПЛК LOGO Siemens?

Программируемый логический контроллер LOGO (ПЛК) – это электронное устройство, предназначенное для управления и контроля разрабатываемого процесса и его автоматизации. Программируемый логический контроллер LOGO отличается от релейных систем – в нем алгоритмы работы реализованы программно. Исходя из этого, можно отметить преимущество в том, что надежность работы схемы с ПЛК LOGO не будет зависеть от её сложности.

Цикл работы ПЛК LOGO проходит в четыре этапа:

  • Опрос входов LOGO.
  • Исполнение пользовательской программы LOGO.
  • Установление выходных значений плк LOGO.
  • Подготовка работы отладчика, диагностика, визуализация и другие вспомогательные функции плк LOGO.

Этим LOGO отличается от более простых микропроцессорных устройств. Обычно программное обеспечение программируемого логического контроллера состоит из двух частей: системное ПО, которое управляет разными узлами контроллера и связывает его составляющие (если сравнивать контроллер с персональным компьютером, то можно сказать, что это операционная система) и вторая часть – это прикладное программное обеспечение.

На этом уровне контроллер LOGO выполняет те функции, которые с прикладной программой, ему в память закладывает программист. Программирование LOGO достаточно просто реализуется, так как специалисту важно знать лишь, с какого входа контроллера идет сигнал и как выход будет на него реагировать.

В настоящее время разработчики стандартов по языкам программирования ПЛК стремятся сделать их максимально понятными не только для специалистов по разработке и написанию программ, но и для инженеров-технологов.

Для систем автоматизации технологических процессов Международной Электротехнической Комиссией разработан стандарт МЭК-61131-3, который сочетает в себе принципы программирования ПЛК различных изготовителей. Данный стандарт содержит пять следующих языков программирования ПЛК:

  • FunctionBlockDiagram (FBD) –простой и наглядный язык программирования ПЛК LOGO, позволяющий достаточно легко обучаться ему прикладным специалистам, не имеющих специальных знаний в области программирования LOGO. При программировании ПЛК LOGO данным языком, используются специальные блоки (элементы). Это могут быть счетчики, триггеры, таймеры, элементы И, ИЛИ, НЕ и другие. При последовательном выполнении, внутренняя структура команд транслируется в быстрый и достаточно надежный код.
  • LadderDiagrams (LАD) –также составляющая стандарта МЭК-61131-3. Данный язык программирования ПЛК LOGO реализован на принципах релейной логики, аналогично электрической цепи с замыканием и размыканием контактов. Здесь значение ИСТИНА будет иметь ситуация — «ток течет», а значение ЛОЖЬ – «ток не течет». Благодаря этому соответствию, LАD язык программирования ПЛК LOGO понятен для инженеров по автоматизации, также широко используется в промышленности.
  • SequentialFunctionChart (SFC) –это графический язык программирования ПЛК, реализующий последовательное управление функциональными блоками системы. Достаточно широко используется в SCADA и HMI пакетах.
  • StatementList (STL) – этот язык программирования ПЛК по своей структуре и принципам работы ближе всего сравним с языком Паскаль. Его используют при написании больших по объему программ и в случаях, когда требуется работа с аналоговыми сигналами.
  • InstructionList (IL) –язык программирования ПЛК, отдаленно напоминающий Ассемблер. В настоящее время, ввиду развития других направлений программирования логических контроллеров, практически не используется.

Каждый язык программирования ПЛК имеет свои преимущества и недостатки. Выбор нужного языка программирования ПЛК полностью зависит от опыта работающего специалиста и его предпочтений. На данный момент наиболее популярными языками программирования ПЛК являются языки, FBD, LAD и STL, так как они удобны в использовании, наглядны и достаточно просты в использовании.

Для программирования LOGO специалистами ИЦ «Альма инжиниринг», в основном, используются языки программирования LOGO такие, как FBD и LAD.

программируемые логические контроллеры

Общие сведения
Конструктивное исполнение Корпус для крепления на щит.
Габаритные размеры, мм

Агава ПЛК-50.10
Агава ПЛК-50.15

265х197х53
407x263x74

Степень защиты корпуса IP54 – лицевая панель / IP20 – задняя панель
Вес и материал корпуса

Агава ПЛК-50. 10
Агава ПЛК-50.15

1,2 кг., пластик
3,5 кг., металл

Напряжение питания:

90-265 В переменного или постоянного тока. Частота переменного тока до 63 Гц.

Номинальное значение: ~220 В 50 Гц.

Потребляемая мощность, не более 35 Вт
Аппаратные ресурсы
Микроконтроллер 32-х разрядный, Cortex-A8 1ГГц, 3D-ускоритель, L2-кэш 256Кб
Объем и тип оперативной памяти 256Мб DDR3
Объем flash-памяти 4 Гб
Объем SD-карты до 2 Тб
Часы реального времени Есть
Сторожевой таймер Есть
Поддержка многозадачности Codesys Есть
Поддержка реального времени Есть
Интерфейсы программирования Ethernet, USB (RNDIS)
Человеко-машинный интерфейс
Размер диагонали и тип дисплея
Агава ПЛК-50. 10
Агава ПЛК-50.15
10,1» TFT
15,6» TFT
Разрешение дисплея
Агава ПЛК-50.10
Агава ПЛК-50.15
1024х600 (WSVGA)
1366х768 (WXGA)
Количество цветов 16,2М
Органы управления Резистивная сенсорная панель
Индикация Двуцветные программируемые светодиодные индикаторы 3 шт.
Звуковая сигнализация Встроенный пьезоэлектрический зуммер
Линейный аудиовыход

2 канала (стерео), 1 В ампл., RН ≥ 10 кОм, разъем mini-jack 3,5 мм., 1 шт.

Интерфейсы
RS-485 Скорость до 230.4 Кб/с, групповая гальваническая развязка, 3 шт.
Profibus Скорость до 230.4 Кб/с, групповая гальваническая развязка, совмещен с RS485-3, разъем DB-9 1 шт.
RS-232

Cкорость до 921.6 Кб/с,

разъем DB-9 (сигналы RX, TX, RTS, CTS, DTR, DSR, DCD) 1 шт.

Ethernet Гальваническая развязка, 10/100 Мб/с 1 шт.
USB 2.0

1.5, 12, 480 Мб/с,

HOST, разъем USB тип А – 1шт,

OTG, разъем miniUSB – 1шт.

SD-карта SD, SDHC, SDXC — 1шт.
Программные ресурсы
Операционная система Реального времени Linux RT 4.4.12
Система исполнения ПЛК CODESYS 3.5.10
Характеристики подключаемых устройств хранения данных USB-flash
Версии спецификации USB 2.0 LS, FS, HS
Типы файловых систем FAT(12,16,32), NTFS, ext(2,3,4)
Максимальная емкость USB-накопителя 2 Тб
Характеристики подключаемых устройств хранения данных SD-карт
Версии спецификации SD 2. 00 часть A2
Типы SD-карт Полноформатная SD (до 2Гб), SDHC (до 32Гб), SDXC (до 2Тб)
Класс скорости SD class 2 и выше
Типы файловых систем FAT(12,16,32), NTFS, ext(2,3,4)
Максимальная емкость SD-накопителя 2 Тб

AMCI: Advanced Micro Controls Inc :: Что такое ПЛК?

A ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР (ПЛК) — это промышленная компьютерная система управления, которая непрерывно отслеживает состояние устройств ввода и принимает решения на основе специальной программы для управления состоянием устройств вывода.

Практически любая производственная линия, функция машины или процесс могут быть значительно улучшены с помощью этого типа системы управления. Однако самым большим преимуществом использования ПЛК является возможность изменять и воспроизводить операцию или процесс при сборе и передаче важной информации.

Еще одним преимуществом системы ПЛК является ее модульность. То есть вы можете смешивать и сопоставлять типы устройств ввода и вывода в соответствии с вашим приложением.

История ПЛК

Первые программируемые логические контроллеры были спроектированы и разработаны Modicon в качестве замены реле для GM и Landis.

  • Эти контроллеры устраняют необходимость в переподключении и добавлении дополнительного оборудования для каждой новой конфигурации логики.
  • Новая система значительно увеличила функциональность элементов управления, уменьшив при этом пространство шкафа, в котором размещалась логика.
  • Первый ПЛК, модель 084, был изобретен Диком Морли в 1969 году.
  • Первый коммерчески успешный ПЛК 184 был представлен в 1973 году и был разработан Майклом Гринбергом.

Что находится внутри ПЛК?

Центральный процессор, ЦП, содержит внутреннюю программу, которая сообщает ПЛК, как выполнять следующие функции:

  • Выполнить инструкции по управлению, содержащиеся в пользовательских программах. Эта программа хранится в «энергонезависимой» памяти, что означает, что программа не будет потеряна при отключении питания.
  • Обменивайтесь данными с другими устройствами, которые могут включать устройства ввода-вывода, устройства программирования, сети и даже другие ПЛК.
  • Выполнение служебных действий, таких как связь, внутренняя диагностика и т. Д.

Как работает ПЛК?

В работе всех ПЛК есть четыре основных шага; Входное сканирование, сканирование программ, выходное сканирование и обслуживание.Эти шаги постоянно повторяются в цикле.

Четыре шага в операциях ПЛК

1.) Сканирование ввода
  • Обнаруживает состояние всех устройств ввода, которые подключены к ПЛК
2. ) Сканирование программы
  • Выполняет созданную пользователем логику программы
3.) Выходное сканирование
  • Включает или отключает все устройства вывода, подключенные к ПЛК.
4.) Уборка
  • Этот шаг включает обмен данными с терминалами программирования, внутреннюю диагностику
    и т. Д.

Эти шаги
непрерывно обрабатываются в цикле.

Какой язык программирования используется для программирования ПЛК?

Хотя язык релейной логики является наиболее часто используемым языком программирования ПЛК, он не единственный. В следующей таблице перечислены некоторые языки, которые используются для программирования ПЛК.

Релейная диаграмма (LD) Традиционная релейная логика — это графический язык программирования. Первоначально запрограммированное с помощью простых контактов, имитирующих размыкание и замыкание реле, программирование релейной логики было расширено за счет включения таких функций, как счетчики, таймеры, регистры сдвига и математические операции.

Функциональная блок-схема (FBD) — графический язык для изображения потоков сигналов и данных с помощью повторно используемых функциональных блоков. FBD очень полезен для выражения взаимосвязи алгоритмов и логики системы управления.

Структурированный текст (ST) — текстовый язык высокого уровня, поддерживающий структурированное программирование. Он имеет языковую структуру (синтаксис), которая очень напоминает PASCAL и поддерживает широкий спектр стандартных функций и операторов. Например;

Если Speed1> 100.0, затем
Flow_Rate: = 50.0 + Offset_A1;
Иначе
Flow_Rate: = 100.0; Steam: = ON
End_If;

Список инструкций (IL): низкоуровневый «похожий на ассемблер» язык, основанный на аналогичных языках списка инструкций, которые можно найти в широком диапазоне современных ПЛК.

LD
MPC
LD
ST
СБРОС:
ST

R1
СБРОС
PRESS_1
MAX_PRESS
LD 0
A_X43

Последовательная функциональная схема (SFC) Метод программирования сложных систем управления на более структурированном уровне.Программа SFC — это обзор системы управления, в которой основными строительными блоками являются целые программные файлы. Каждый программный файл создается с использованием одного из других типов языков программирования. Подход SFC координирует большие сложные задачи программирования на более мелкие, более управляемые задачи.

Что такое устройства ввода / вывода?

Что нужно учитывать при выборе ПЛК?

Сегодня на рынке представлено множество систем ПЛК.Помимо стоимости, вы должны учитывать следующее, решая, какой из них лучше всего соответствует потребностям вашего приложения.

  • Будет ли система работать от постоянного или переменного напряжения?
  • Достаточно ли памяти ПЛК для выполнения моей пользовательской программы?
  • Достаточно ли быстро работает система для удовлетворения требований моего приложения?
  • Какой тип программного обеспечения используется для программирования ПЛК?
  • Сможет ли ПЛК управлять количеством входов и выходов, которое требуется моему приложению?
  • Может ли ПЛК обрабатывать аналоговые входы и выходы, или, может быть, комбинацию аналоговых и дискретных входов и выходов, если этого требует ваше приложение?
  • Как я буду связываться с моим ПЛК?
  • Требуется ли подключение к сети и можно ли его добавить в мой ПЛК?
  • Будет ли система расположена в одном месте или на большой площади?

ПЛК Сокращения

В следующей таблице представлен список часто используемых сокращений, которые вы видите при исследовании или использовании вашего ПЛК.

ASCII Американский стандартный код для обмена информацией
BCD Десятичное двоичное кодирование
CSA Канадская ассоциация стандартов
DIO Распределенный ввод / вывод
EIA Ассоциация электронной промышленности
EMI Электромагнитные помехи
ЧМИ Человеко-машинный интерфейс
МЭК Международная электротехническая комиссия
IEEE Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике
ввод / вывод Вход (ы) и / или выход (ы)
ISO Международная организация по стандартизации
LL Релейная логика
LSB Наименьший значащий бит
MMI Интерфейс человек-машина
MODICON Модульный цифровой контроллер
MSB Самый важный бит
PID Пропорциональная интегральная производная (управление с обратной связью)
РФ Радиочастота
РИО Удаленный ввод / вывод
RTU Удаленный терминал
SCADA Диспетчерский контроль и сбор данных
TCP / IP Протокол управления передачей / Интернет-протокол

части этого учебного пособия предоставлены www. modicon.com и www.searcheng.co.uk

Небольшое количество технологических компаний из США разрабатывает, производит и продает модули ПЛК. Advanced Micro Controls Inc (AMCI) — такая компания, специализирующаяся на интерфейсах определения положения и модулях управления движением.

Что такое ПЛК? Программируемый логический контроллер

Есть несколько ключевых функций, которые отличают ПЛК от промышленных ПК, микроконтроллеров и других промышленных систем управления:
• Ввод / вывод — ЦП ПЛК хранит и обрабатывает программные данные, но модули ввода и вывода подключают ПЛК к остальным устройствам. машина; именно эти модули ввода-вывода предоставляют информацию для ЦП и запускают определенные результаты.Ввод / вывод может быть аналоговым или цифровым; устройства ввода могут включать датчики, переключатели и измерители, а выходы могут включать реле, световые приборы, клапаны и приводы. Пользователи могут смешивать и согласовывать ввод-вывод ПЛК, чтобы получить правильную конфигурацию для своего приложения.
• Связь. Помимо устройств ввода и вывода, ПЛК может также потребоваться подключение к другим типам систем; например, пользователи могут захотеть экспортировать данные приложений, записанные ПЛК, в систему диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), которая контролирует несколько подключенных устройств.ПЛК предлагают ряд портов и протоколов связи, чтобы гарантировать, что ПЛК может взаимодействовать с этими другими системами.
• HMI — для взаимодействия с ПЛК в реальном времени пользователям необходим HMI, или человеко-машинный интерфейс. Эти операторские интерфейсы могут быть простыми дисплеями с текстовым считыванием и клавиатурой или большими сенсорными панелями, более похожими на бытовую электронику, но в любом случае они позволяют пользователям просматривать и вводить информацию в ПЛК в режиме реального времени.

В современном мире промышленного Интернета вещей (iIoT) и Industry 4.0 предназначены для передачи данных через веб-браузер, подключения к базам данных через SQL и даже к облачным данным через MQTT.

ПЛК «все в одном» объединяет контроллер с панелью HMI, создавая компактное и простое в использовании решение автоматизации. Пользователям больше не нужно устанавливать связь между ПЛК и панелью, и они могут программировать как релейно-контактную логику, так и дизайн HMI в единой программной среде. Универсальный подход экономит время, сокращает количество проводов и снижает затраты на покупку нескольких устройств.

Программа ПЛК обычно записывается на компьютер, а затем загружается в контроллер.
Большая часть программного обеспечения для программирования ПЛК предлагает программирование на языке релейной логики или «C». Ladder Logic — традиционный язык программирования. Он имитирует принципиальные схемы с «ступенями» логики, читаемыми слева направо. Каждая ступень представляет собой определенное действие, управляемое ПЛК, начиная с входа или серии входов (контактов), которые приводят к выходу (катушке). Из-за своей визуальной природы лестничную логику проще реализовать, чем многие другие языки программирования.
Программирование на «C» — более поздняя инновация.
Некоторые производители ПЛК поставляют программное обеспечение для программирования управления.

В дополнение к традиционному ПЛК, описанному выше, существуют различные варианты, включая контроллеры ПЛК + HMI.

Unitronics теперь предлагает несколько линейок защищенных ПЛК для поддержки широкого диапазона системных требований. Компактная конструкция этих контроллеров, меняющих правила игры, дает немедленную экономию за счет устранения трудоемких задач, таких как подключение панели ПЛК и настройка связи.Unitronics поддерживает концепцию All-in-One с революционным программным обеспечением, которое позволило программировать лестничное управление, проектирование HMI, а также всю конфигурацию оборудования и связи в единой простой программной среде.

Программируемые логические контроллеры (ПЛК)

| Релейная логика

До появления полупроводниковых логических схем, системы логического управления проектировались и строились исключительно на основе электромеханических реле. Реле далеко не устарели в современном дизайне, но были заменены во многих из их прежних ролей в качестве устройств управления логическим уровнем, которые чаще всего используются в тех приложениях, где требуется переключение высокого тока и / или высокого напряжения.

Системы и процессы, требующие управления «вкл / выкл», изобилуют в современной торговле и промышленности, но такие системы управления редко строятся либо из электромеханических реле, либо из дискретных логических вентилей. Вместо этого цифровые компьютеры удовлетворяют потребность, которая может быть запрограммирована на выполнение различных логических функций.

История программируемых логических контроллеров

В конце 1960-х годов американская компания Bedford Associates выпустила вычислительное устройство, которое они назвали MODICON .В качестве аббревиатуры оно обозначало Mod ular Di gital Con troller, а позже стало названием подразделения компании, занимающегося разработкой, производством и продажей этих управляющих компьютеров специального назначения.

Другие инженерные фирмы разработали свои собственные версии этого устройства, и в конечном итоге оно стало известно в непатентованных условиях как программируемый контроллер PLC или P с программируемым контроллером L ogic C . Целью ПЛК было напрямую заменить электромеханические реле в качестве логических элементов, заменив вместо этого твердотельный цифровой компьютер с сохраненной программой, способной имитировать взаимосвязь многих реле для выполнения определенных логических задач.

ПЛК с релейной логикой и программированием

ПЛК имеет множество «входных» клемм, через которые он интерпретирует «высокий» и «низкий» логические состояния от датчиков и переключателей. Он также имеет множество выходных клемм, через которые он выводит «высокий» и «низкий» сигналы для питания осветительных приборов, соленоидов, контакторов, небольших двигателей и других устройств, позволяющих управлять включением / выключением.

Стремясь упростить программирование ПЛК, их язык программирования был разработан так, чтобы напоминать схемы релейной логики.Таким образом, промышленный электрик или инженер-электрик, привыкший к чтению схем релейной логики, будет чувствовать себя комфортно при программировании ПЛК для выполнения тех же функций управления.

ПЛК

— это промышленные компьютеры, и поэтому их входные и выходные сигналы обычно составляют 120 вольт переменного тока, как и электромеханические управляющие реле, на замену которым они были разработаны. Хотя некоторые ПЛК могут вводить и выводить низкоуровневые сигналы постоянного напряжения той величины, которая используется в схемах логических вентилей, это исключение, а не правило.Стандарты подключения сигналов и программирования несколько различаются между разными моделями ПЛК, но они достаточно похожи, чтобы дать здесь «общее» введение в программирование ПЛК.

На следующем рисунке показан простой ПЛК, который может показаться на виде спереди. Две винтовые клеммы обеспечивают подключение к 120 В переменного тока для питания внутренних схем ПЛК, обозначенных L1 и L2. Шесть винтовых клемм на левой стороне обеспечивают подключение к устройствам ввода, каждая клемма представляет отдельный входной «канал» с собственной меткой «X».

Левая нижняя винтовая клемма представляет собой «общее» соединение, которое обычно подключается к L2 (нейтрали) источника питания 120 В переменного тока.

Внутри корпуса ПЛК, подключенного между каждой входной клеммой и общей клеммой, находится оптоизолирующее устройство (светоизлучающий диод), которое обеспечивает электрически изолированный «высокий» логический сигнал для схем компьютера (фототранзистор интерпретирует светодиоды светится), когда между соответствующей входной клеммой и общей клеммой подается напряжение 120 В переменного тока.Светодиодный индикатор на передней панели ПЛК дает визуальную индикацию «под напряжением» на входе:

Выходные сигналы генерируются компьютерной схемой ПЛК, активирующей переключающее устройство (транзистор, симистор или даже электромеханическое реле), подключающее клемму «Источник» к любой из выходных клемм с маркировкой «Y-». Клемма «Источник», соответственно, обычно подключается к стороне L1 источника питания 120 В переменного тока. Как и для каждого входа, светодиодный индикатор на передней панели ПЛК дает визуальную индикацию «активированного» выхода:

Таким образом, ПЛК может взаимодействовать с реальными устройствами, такими как переключатели и соленоиды.Фактическая логика системы управления устанавливается внутри ПЛК с помощью компьютерной программы. Эта программа определяет, какой выход будет активирован, при каких условиях входа.

Хотя сама программа выглядит как диаграмма релейной логики с символами переключателей и реле, внутри ПЛК нет реальных контактов переключателей или катушек реле, которые бы создавали логические отношения между входом и выходом. Это мнимых контактов и катушек , если хотите.Программа вводится и просматривается через персональный компьютер, подключенный к порту программирования ПЛК. Рассмотрим следующую схему и программу ПЛК:

Когда кнопочный переключатель не задействован (не нажат), на вход X1 ПЛК не подается питание. Согласно программе, которая показывает нормально разомкнутый контакт X1 последовательно с катушкой Y1, на катушку Y1 не будет подаваться «питание». Таким образом, выход Y1 ПЛК остается обесточенным, а подключенная к нему индикаторная лампа остается темной.

Однако при нажатии кнопочного переключателя питание будет отправлено на вход X1 ПЛК. Любые и все контакты X1, появляющиеся в программе, перейдут в активированное (ненормальное) состояние, как если бы они были контактами реле, активированными при подаче питания на катушку реле с именем «X1».

В этом случае подача напряжения на вход X1 вызовет «закрытие» нормально разомкнутого контакта X1, посылая «питание» на катушку Y1. Когда катушка Y1 программы «активируется», активизируется реальный выход Y1, загораясь подключенной к нему лампой:

Следует понимать, что контакт X1, катушка Y1, соединительные провода и «питание», отображаемые на дисплее персонального компьютера, — все это virtual . Они не существуют как настоящие электрические компоненты. Они существуют как команды в компьютерной программе — всего лишь часть программного обеспечения — которая просто напоминает настоящую принципиальную схему реле.

Не менее важно понимать, что персональный компьютер, используемый для отображения и редактирования программы ПЛК, не нужен для непрерывной работы ПЛК. Как только программа была загружена в ПЛК с персонального компьютера, персональный компьютер может быть отключен от ПЛК, и ПЛК продолжит выполнять запрограммированные команды.

Я включил дисплей персонального компьютера в эти иллюстрации только для вас, чтобы помочь понять взаимосвязь между реальными условиями (замыкание переключателя и состояние лампы) и состоянием программы («питание» через виртуальные контакты и виртуальные катушки).

Поведение системы управления

Истинная мощность и универсальность ПЛК раскрывается, когда мы хотим изменить поведение системы управления. Поскольку ПЛК — это программируемое устройство, мы можем изменить его поведение, изменив команды, которые мы ему даем, без необходимости перенастраивать подключенные к нему электрические компоненты.

Например, предположим, что мы хотим заставить эту схему переключателя и лампы работать перевернутым образом: нажмите кнопку, чтобы лампа выключила , и отпустите ее, чтобы заставить ее включить на . «Аппаратное» решение потребовало бы, чтобы нормально замкнутый кнопочный переключатель был заменен нормально разомкнутым переключателем, установленным в настоящее время. «Программное» решение намного проще: просто измените программу так, чтобы контакт X1 был нормально замкнутым, а не нормально разомкнутым.

На следующем рисунке показана измененная система в состоянии, когда кнопка не задействована (, а не нажат):

На следующем рисунке переключатель показан в рабочем состоянии (нажатом):

Одним из преимуществ реализации логического управления в программном обеспечении, а не в аппаратном обеспечении, является то, что входные сигналы можно повторно использовать в программе столько раз, сколько необходимо. Например, возьмите следующую схему и программу, предназначенную для включения лампы, если одновременно задействованы как минимум два из трех кнопочных переключателей:

Для построения эквивалентной схемы с использованием электромеханических реле необходимо использовать три реле с двумя нормально разомкнутыми контактами каждое, чтобы обеспечить два контакта на каждый входной переключатель. Однако с помощью ПЛК мы можем запрограммировать столько контактов, сколько захотим, для каждого входа «X» без добавления дополнительного оборудования, поскольку каждый вход и каждый выход представляют собой не более чем один бит в цифровой памяти ПЛК (либо 0, либо 1). , и его можно вызывать сколько угодно раз.

Кроме того, поскольку каждый выход в ПЛК — это не что иное, как бит в его памяти, мы можем назначить контакты в программе ПЛК, «активируемые» состоянием выхода (Y). Возьмем, к примеру, следующую систему, цепь управления пуском-остановом двигателя:

Кнопочный переключатель, подключенный к входу X1, служит переключателем «Пуск», а переключатель, подключенным к входу X2, служит переключателем «Стоп». Другой контакт в программе, названный Y1, напрямую использует состояние выходной катушки в качестве герметичного контакта, так что контактор двигателя будет продолжать находиться под напряжением после отпускания кнопочного переключателя «Пуск».Вы можете увидеть, что нормально замкнутый контакт X2 появляется в цветном блоке, показывая, что он находится в замкнутом («электрически проводящем») состоянии.

Если бы мы нажали кнопку «Пуск», вход X1 запитался бы, таким образом, «замкнув» контакт X1 в программе, посылая «питание» на «катушку» Y1, запитав выход Y1 и подав переменный ток 120 В на настоящая катушка контактора двигателя. Параллельный контакт Y1 также «замкнется», зафиксировав, таким образом, «цепь» в возбужденном состоянии:

Теперь, если мы отпустим кнопку «Пуск», нормально разомкнутый «контакт» X1 вернется в свое «разомкнутое» состояние, но двигатель будет продолжать работать, потому что герметичный «контакт» Y1 продолжает обеспечивать «непрерывность». »Для« питания »катушки Y1, таким образом удерживая выход Y1 под напряжением:

Чтобы остановить двигатель, мы должны на мгновение нажать кнопку «Стоп», которая активирует вход X2 и «размыкает» нормально замкнутый «контакт», нарушая целостность «катушки» Y1:

Когда кнопка «Стоп» отпускается, вход X2 обесточивается, возвращая «контакт» X2 в нормальное, «замкнутое» состояние.Двигатель, однако, не запустится снова, пока не будет нажата кнопка «Пуск», потому что «опломбирование» Y1 потеряно:

Отказоустойчивая конструкция в системах с ПЛК

Здесь важно отметить, что отказоустойчивый дизайн так же важен в системах с ПЛК, как и в системах с электромеханическим релейным управлением. Всегда следует учитывать влияние неисправной (открытой) проводки на управляемое устройство или устройства.В этом примере схемы управления двигателем у нас есть проблема: если бы входная проводка для X2 (переключатель «Стоп») вышла из строя при отказе, то не было бы возможности остановить двигатель!

Решением этой проблемы является изменение логики между «контактом» X2 внутри программы ПЛК и фактическим кнопочным переключателем «Стоп»:

Когда нормально замкнутый кнопочный переключатель «Стоп» не задействован (не нажат), на вход X2 ПЛК будет подано напряжение, таким образом «замыкая» «контакт» X2 внутри программы. Это позволяет запускать двигатель, когда на вход X1 подается питание, и позволяет ему продолжать работу, когда кнопка «Пуск» больше не нажимается. При нажатии кнопки «Стоп» вход X2 обесточивается, таким образом «размыкая» «контакт» X2 внутри программы ПЛК и выключая двигатель.

Итак, мы видим, что функциональной разницы между этим новым и предыдущим дизайном нет. Однако, если входная проводка на входе X2 при отказе размыкается, вход X2 будет обесточен так же, как при нажатии кнопки «Стоп».Таким образом, в результате неисправности проводки на входе X2 двигатель немедленно отключается.

Это более безопасная конструкция, чем показанная ранее, где отказ проводки переключателя «Стоп» привел бы к неспособности выключить двигатель. В дополнение к программным элементам ввода (X) и вывода (Y), ПЛК имеют «внутренние» катушки и контакты без внутренней связи с внешним миром. Они используются почти так же, как «управляющие реле» (CR1, CR2 и т. Д.), Которые используются в стандартных релейных цепях: для обеспечения инверсии логического сигнала при необходимости.

Чтобы продемонстрировать, как можно использовать одно из этих «внутренних» реле, рассмотрим следующий пример схемы и программы, разработанные для имитации функции трехвходового логического элемента И-НЕ. Поскольку программные элементы ПЛК обычно обозначаются отдельными буквами, я назову внутреннее управляющее реле «C1», а не «CR1», как это принято в схеме управления реле:

В этой цепи лампа будет гореть до тех пор, пока любые кнопок остаются незадействованными (не нажатыми).Чтобы лампа выключилась, нам нужно будет задействовать (нажать) все три переключателя , например:

Расширенные функции ПЛК

Этот раздел о программируемых логических контроллерах иллюстрирует лишь небольшой пример их возможностей. Как компьютеры, ПЛК могут выполнять функции синхронизации (для эквивалента реле с временной задержкой), последовательность барабанов и другие расширенные функции с гораздо большей точностью и надежностью, чем это возможно при использовании электромеханических логических устройств. Большинство ПЛК могут иметь более шести входов и шести выходов. На следующей фотографии показаны несколько модулей ввода и вывода одного ПЛК Allen-Bradley.

Поскольку каждый модуль имеет шестнадцать «точек» ввода или вывода, этот ПЛК имеет возможность контролировать и управлять десятками устройств. Устанавливаемый в шкаф управления, ПЛК занимает мало места, особенно с учетом эквивалентного пространства, которое потребуется электромеханическим реле для выполнения тех же функций:

Удаленный мониторинг и управление ПЛК через цифровые компьютерные сети

Одно из преимуществ ПЛК, которое просто не может быть скопировано с помощью электромеханических реле, — это удаленный мониторинг и управление через цифровые компьютерные сети.Поскольку ПЛК — это не что иное, как цифровой компьютер специального назначения, он довольно легко может связываться с другими компьютерами. На следующей фотографии показан персональный компьютер, отображающий графическое изображение реального процесса уровня жидкости (насосная или «подъемная» станция для городской системы очистки сточных вод), управляемая ПЛК.

Фактическая насосная станция находится в нескольких милях от дисплея персонального компьютера:

Программируемые логические контроллеры (ПЛК)

: основы, типы и приложения

Что такое ПЛК?

PLC означает «Программируемый логический контроллер».ПЛК — это компьютер, специально разработанный для надежной работы в суровых промышленных условиях, таких как экстремальные температуры, влажные, сухие и / или пыльные условия. ПЛК используются для автоматизации промышленных процессов, таких как сборочная линия производственного предприятия, завод по переработке руды или очистные сооружения.

ПЛК

имеют много общего с персональным компьютером, который у вас дома. У них обоих есть источник питания, ЦП (центральный процессор), входы и выходы (I / O), память и операционное программное обеспечение (хотя это другое операционное программное обеспечение).

Самое большое отличие состоит в том, что ПЛК может выполнять дискретные и непрерывные функции, которые ПК не может выполнять, а ПЛК гораздо лучше подходит для тяжелых промышленных условий. ПЛК можно рассматривать как «защищенный» цифровой компьютер, который управляет электромеханическими процессами в промышленной среде.

ПЛК играют решающую роль в области автоматизации, являясь частью более крупной системы SCADA. ПЛК можно запрограммировать в соответствии с эксплуатационными требованиями процесса.В обрабатывающей промышленности возникнет необходимость в перепрограммировании из-за изменения характера производства. Чтобы преодолеть эту трудность, были внедрены системы управления на основе ПЛК. Сначала мы обсудим основы ПЛК, прежде чем рассматривать различные применения ПЛК.

Если вы хотите научиться программировать ПЛК, вам следует ознакомиться с некоторыми из различных онлайн-курсов по ПЛК. Эти курсы могут помочь вам начать карьеру в области техники управления.

PLC Basics

ПЛК

были изобретены Диком Морли в 1964 году.С тех пор PLC произвела революцию в промышленном и производственном секторах. Существует широкий спектр функций ПЛК, таких как синхронизация, подсчет, вычисление, сравнение и обработка различных аналоговых сигналов.

Основное преимущество ПЛК по сравнению с «зашитой» системой управления состоит в том, что вы можете вернуться и изменить ПЛК после того, как запрограммировали его, с небольшими затратами ( — это всего лишь затраты времени программиста ). В проводной системе управления вам, по сути, приходится вырывать провода и начинать с нуля (что дороже и занимает больше времени).Давайте рассмотрим пример, чтобы лучше понять это преимущество.

Представьте, что у вас есть свет, подключенный к выключателю. В общем, свет работает в двух условиях — включен и выключен. Теперь вам дается задание, что при включении переключателя свет должен загореться только через 30 секунд. С этой жесткой настройкой — мы застряли. Единственный способ добиться этого — полностью переделать нашу схему, чтобы добавить реле времени. Из-за небольшого изменения это очень хлопотно.

Выключатель света

Здесь появляется программируемый логический контроллер, который не требует дополнительной проводки и оборудования, чтобы гарантировать изменение. Скорее, требуется простое изменение кода, программирование ПЛК на включение света только через 30 секунд после включения переключателя. Таким образом, с помощью ПЛК легко объединить несколько входов и выходов.

Это простой пример — ПЛК может управлять гораздо более крупными и более сложными процессами. ПЛК можно настроить в зависимости от приложения и потребностей пользователя.

Light, управляемый ПЛК

Как работает ПЛК?

Работу программируемого логического контроллера можно легко понять как метод циклического сканирования, известный как цикл сканирования.

Блок-схема работы ПЛК

Процесс сканирования ПЛК включает в себя следующие шаги.

  • Операционная система начинает цикл и отслеживание времени.
  • ЦП начинает считывать данные из модуля ввода и проверяет состояние всех входов.
  • ЦП начинает выполнение программы пользователя или приложения, написанной на релейно-релейной логике или на любом другом языке программирования ПЛК.
  • Затем ЦП выполняет все задачи внутренней диагностики и связи.
  • Согласно результатам программы, он записывает данные в модуль вывода, чтобы все выводы были обновлены.
  • Этот процесс продолжается, пока ПЛК находится в рабочем режиме.

Физическая структура ПЛК

Структура ПЛК почти аналогична архитектуре компьютера. Блок-схема ПЛК

Программируемые логические контроллеры

непрерывно контролируют входные значения от различных входных датчиков (например, акселерометра, весов, проводных сигналов и т. Д.)) и производит соответствующую продукцию в зависимости от характера производства и отрасли. Типичная блок-схема ПЛК состоит из пяти частей, а именно:

  • Стойка или шасси
  • Модуль источника питания
  • Центральный процессор (ЦП)
  • Модуль ввода и вывода
  • Модуль интерфейса связи

Стойка или шасси

Во всех системах ПЛК стойка или шасси ПЛК образует наиболее важный модуль и выступает в качестве магистрали для системы.ПЛК доступны в различных формах и размерах. Когда задействованы более сложные системы управления, требуются более крупные стойки для ПЛК.

Малогабаритный ПЛК имеет фиксированную конфигурацию контактов ввода / вывода. Таким образом, они выбрали стоечный ПЛК модульного типа, который принимает различные типы модулей ввода-вывода с выдвижной и соответствующей концепцией. Все модули ввода / вывода будут находиться внутри этой стойки / шасси.

Поломка стойки ПЛК

Модуль источника питания

Этот модуль используется для обеспечения необходимого питания всей системы ПЛК.Он преобразует имеющуюся мощность переменного тока в мощность постоянного тока, которая требуется для ЦП и модуля ввода-вывода. ПЛК обычно работает от источника постоянного тока 24 В. Некоторые ПЛК используют изолированный источник питания.

Модуль ЦП и память

Модуль ЦП имеет центральный процессор, ПЗУ и ОЗУ. Память ПЗУ включает операционную систему, драйверы и прикладные программы. Память RAM используется для хранения программ и данных. ЦП — это мозг ПЛК с восьмеричным или гексагональным микропроцессором.

Являясь микропроцессорным процессором, он заменяет таймеры, реле и счетчики.Два типа процессоров, такие как однобитовый или текстовый процессор, могут быть объединены с ПЛК. Однобитовый процессор используется для выполнения логических функций. В то время как текстовые процессоры используются для обработки текста, числовых данных, управления и записи данных.

CPU считывает входные данные с датчиков, обрабатывает их и, наконец, отправляет команду управляющим устройствам. Источник питания постоянного тока, как упоминалось в предыдущем обсуждении, требует сигналов напряжения. ЦП также содержит другие электрические детали для подключения кабелей, используемых другими устройствами.

Модуль ввода и вывода

Задумывались ли вы о том, как определять физические параметры, такие как температура, давление, расход и т. Д.? используя ПЛК? Конечно, в ПЛК есть специальный модуль для взаимодействия входов и выходов, который называется модулем ввода и вывода.

Устройствами ввода могут быть кнопки пуска и останова, переключатели и т. Д., А устройствами вывода могут быть электрический нагреватель, клапаны, реле и т. Д. Модуль ввода / вывода помогает сопрягать устройства ввода и вывода с микропроцессором.Модуль ввода ПЛК поясняется на рисунке ниже.

Модуль ввода ПЛК Принципиальная схема модуля ввода ПЛК

Модуль ввода ПЛК выполняет четыре основные функции.

  1. Интерфейс входного модуля принимает сигнал от технологических устройств при 220 В переменного тока
  2. Преобразует входной сигнал в 5 В постоянного тока, который может использоваться ПЛК
  3. Блок изолятора используется для изоляции / предотвращения колебаний ПЛК
  4. После чего сигнал отправляется на выходной конец, то есть на ПЛК

. В модуле ввода есть две основные секции, а именно силовая и логическая.Обе секции электрически изолированы друг от друга. Первоначально кнопка закрыта. Итак, через резисторы R1 и R2 на мостовую схему подается напряжение 220 В переменного тока.

Мостовой выпрямитель (например, диодный мостовой выпрямитель) используется для преобразования сигнала переменного тока в постоянный, а стабилитрон используется для подачи низкого напряжения на светодиоды. Когда свет от светодиода попадает на фототранзистор, он работает в области проводимости. Наконец, на процессор подается питание 5 В постоянного тока.

Модуль вывода ПЛК работает аналогично модулю ввода, но в обратном порядке.Он связывает выходную нагрузку и процессор. Итак, здесь первый раздел будет логическим сеансом, а затем силовым. Работа модуля вывода показана на рисунке ниже.

Модуль вывода ПЛК

. Итак, здесь, когда сигнал высокого логического уровня программы генерируется процессором, светодиод включается и позволяет свету падать на фототранзистор. Когда транзистор переходит в область проводимости, он генерирует импульс на затвор симистора. Блок изолятора используется для изоляции логической секции и секции управления.

Модуль интерфейса связи

Для передачи информации между ЦП и сетями связи используются интеллектуальные модули ввода / вывода. Эти коммуникационные модули помогают соединяться с другими ПЛК и компьютерами, расположенными в удаленном месте.

Типы ПЛК

Два основных типа ПЛК — это фиксированный / компактный ПЛК и модульный ПЛК.

Компактный ПЛК

В одном корпусе может быть много модулей. Он имеет фиксированное количество модулей ввода-вывода и внешних карт ввода-вывода.Таким образом, у него нет возможности расширять модули. Каждый вход и выход будет определяться производителем.

Модульный ПЛК

Этот тип ПЛК допускает многократное расширение с помощью «модулей», поэтому называется модульным ПЛК. Компоненты ввода / вывода могут быть увеличены. Его проще использовать, потому что каждый компонент не зависит друг от друга.

A ПЛК модульного типа ПЛК

делятся на три типа в зависимости от выхода, а именно: релейный выход, транзисторный выход и ПЛК с симисторным выходом.Тип релейного выхода лучше всего подходит для выходных устройств переменного и постоянного тока. ПЛК с транзисторным выходом использует операции переключения и используется внутри микропроцессоров.

По физическому размеру ПЛК делится на мини, микро и нано ПЛК.

Некоторые производители ПЛК включают:

Приложения ПЛК

ПЛК

имеют множество применений и применений, в том числе:

  1. Заводы по автоматизации процессов (например, горнодобывающая, нефтегазовая)
  2. Стекольная промышленность
  3. Бумажная промышленность
  4. Производство цемента
  5. В котлах — Тепловые электростанции

Программирование ПЛК

При использовании ПЛК важно разработать и реализовать концепции в зависимости от конкретного случая использования.Для этого нам сначала нужно больше узнать о специфике программирования ПЛК.

Программа ПЛК состоит из набора инструкций в текстовой или графической форме, которые представляют логику, управляющую процессом, которым управляет ПЛК. Существует две основных классификации языков программирования ПЛК, которые далее делятся на множество подклассов.

  1. Текстовый язык
    • Список инструкций
    • Структурированный текст
  2. Графическая форма
    • Релейные диаграммы (LD) (т.е. Релейная логика)
    • Функциональная блок-схема (FBD)
    • Последовательная функциональная диаграмма (SFC)

Хотя все эти языки программирования ПЛК могут использоваться для программирования ПЛК, графические языки (например, лестничная логика) обычно предпочтительнее текстовые языки (например, программирование со структурированным текстом).

Релейная логика

Релейная логика — это простейшая форма программирования ПЛК. Это также известно как «релейная логика». Контакты реле, используемые в системах с релейным управлением, представлены с использованием релейной логики.
На рисунке ниже показан простой пример лестничной диаграммы.

Релейная логика ПЛК

В вышеупомянутом примере две кнопки используются для управления одной и той же ламповой нагрузкой. Когда один из переключателей замкнут, лампа загорится.

Две горизонтальные линии называются ступеньками, а две вертикальные линии — направляющими. Каждая ступенька обеспечивает электрическое соединение между положительной шиной (P) и отрицательной шиной (N). Это позволяет току течь между устройствами ввода и вывода.

Функциональные блок-схемы

Функциональные блок-схемы (FBD) — это простой и графический метод программирования нескольких функций в ПЛК. PLCOpen описал использование FBD в стандарте IEC 61131-3. Функциональный блок — это программный блок команд, который при выполнении дает одно или несколько выходных значений.

Он представлен блоком, как показано ниже. Он представлен в виде прямоугольного блока с входами, входящими слева, и выходными строками, выходящими справа. Он устанавливает связь между состоянием входа и выхода.

Функциональный блок

Преимущество использования FBD состоит в том, что в функциональном блоке можно использовать любое количество входов и выходов. При использовании нескольких входов и выходов вы можете соединить выход одного функционального блока со входом другого. Посредством построения функциональной блок-схемы .

Пример функциональной блок-схемы

На рисунке ниже показаны различные функциональные блоки, используемые при программировании FBD.

Программирование функциональных блоков

На рисунке ниже показана лестничная диаграмма и ее эквивалент функционального блока в нотации Сименс.

Релейная логика в функциональный блок [Источник] Релейная диаграмма в функциональную блок-схему [Источник]

Программирование структурированного текста

Структурированный текст — это текстовый язык программирования, который использует операторы для определения того, что выполнять.Он следует более традиционным протоколам программирования, но не чувствителен к регистру. Серия утверждений (логики) состоит из выражения присваиваний и отношений с помощью нескольких операторов. Текстовые операторы структур перечислены ниже на изображении.

Программирование структурированного текста

Примеры программирования ПЛК

Сигнальная лампа должна быть включена, если насос работает и давление удовлетворительное, или если выключатель проверки лампы замкнут. В этом приложении, если должен быть выход лампы, требуются входы как от насоса, так и от датчиков давления.Следовательно, используются логические вентили И.

Логика ИЛИ используется для условия тестового входа, требуется, чтобы выход лампы был включен независимо от того, есть ли сигнал от системы И. Используя инструкцию END или RET на релейной диаграмме, мы можем сказать, что ПЛК достиг конца программы. Функциональная блок-схема и лестничная диаграмма показаны ниже на рисунке.

Программа ПЛК для проверки горения лампы

В качестве другого примера рассмотрим клапан, который должен приводиться в действие для подъема груза, когда насос работает и либо включен переключатель подъема, либо переключатель, указывающий на то, что груз еще не был поднят и находится внизу его подъемного канала.

Логика ИЛИ используется для двух переключателей, а логика И используется для двух переключателей и насоса. Клапан будет работать, только если насос включен и работают два переключателя.

Программа ПЛК для управления клапаном

Рассмотрим автомат по продаже напитков, который позволяет выбирать чай или кофе, молоко или без него, сахар или без сахара, и подает необходимый горячий напиток после вставки монеты. Из рисунка ниже видно, что чай или кофе выбирается с использованием первого логического элемента ИЛИ.

Первый логический элемент И дает результат, когда выбран чай или кофе и в автомат вставлена ​​монета. Выход из этого логического элемента И передается второму вентилю И. Второй вентиль И работает только тогда, когда горячая вода сочетается с чаем. Молоко и сахар — необязательные добавки, которые могут появиться после того, как была вставлена ​​монета.

FBD для поилочного автомата Лестничная логика для приложения для поения ).

По мере развития программных терминалов все чаще использовалась релейная логика, потому что это был знакомый формат, используемый для электромеханических панелей управления. Существуют более современные форматы, такие как логика состояний и диаграммы функциональных блоков, но они все еще не так популярны, как релейная логика.

Возможная причина этого заключается в том, что программисты предпочитают более визуальную привлекательность релейной логики над структурированным текстовым программированием.

Примерно до середины 1990-х годов для программирования ПЛК использовались проприетарные программные панели или специализированные программные терминалы, которые часто имели специальные функциональные клавиши, представляющие различные логические элементы программ ПЛК.

Некоторые собственные программные терминалы отображали элементы программ ПЛК в виде графических символов, но обычным явлением было представление контактов, катушек и проводов простым кодом ASCII.

Основы программируемого логического контроллера

— Trimantec

Что такое ПЛК?

ПЛК или программируемый языковой контроллер — это компактный промышленный компьютер, предназначенный для управления системными процессами из одного места. Возможно, вы слышали о ПЛК, но не до конца поняли концепцию.ПЛК подобны мозгу оборудования промышленной автоматизации. Вместо того, чтобы иметь несколько машин или рабочих, управляющих разными системами и оборудованием, контроллеры ПЛК могут выполнять различные задачи одновременно с помощью встроенного модуля ввода-вывода (входы и выходы). Программируемые логические контроллеры широко используются во многих отраслях промышленности. В этом посте будут рассмотрены основные компоненты ПЛК, языки программирования, типы ПЛК и системы ПЛК в будущем.

Сигналы светофора — отличный пример приложения PLC.Вместо того, чтобы кто-то считывал данные и нажимал кнопки, теперь существует система ПЛК для управления и мониторинга этой функции в пределах одного корпуса. Если программируемые логические контроллеры — относительно новая концепция для вас, то, возможно, будет трудно представить себе множество типов возможных приложений ПЛК вокруг вас. Другие известные приложения ПЛК включают автоматические автомойки, лифты, автоматические двери и аттракционы.

ПЛК в средствах автоматизации

История ПЛК

Чтобы понять назначение ПЛК, нам нужно вернуться в 1960-е годы.Картина транзисторных радиоприемников, куклы Барби, Г.И. Фигурки Джо и Chevrolet Impalas. В то время машинные процессы контролировались с помощью электромеханических реле. Мы не говорим и о нескольких реле, эти системы заняли целые стены. Однако размер машин с релейным питанием был не единственным недостатком.

Недостатки релейных машин:

  • Проводку нужно было выполнять в очень специфическом порядке.
  • Поиск и устранение неисправностей, требующих много времени.
  • Постоянный поиск неисправностей из-за изношенных контактов реле.
  • Строгий график технического обслуживания.
  • Большой и громоздкий.
  • Изменения касались переустановки всей системы.

Вскоре инженеры начали поиск решений этих проблемных точек. С внедрением компьютерного управления в промышленном секторе была разработана первая версия ПЛК. Изобретение программируемого логического контроллера приписывается Ричарду Морли и его компании Bedford and Associates.

Пример релейной комнаты перед ПЛК

Преимущества ПЛК

Ричард и его команда сосредоточили свои усилия на обеспечении того, чтобы электрики по обслуживанию и инженеры завода могли легко понять и использовать этот новый программируемый контроллер. Естественно, чтобы получить контроллер, решивший все предыдущие проблемы, оставаясь при этом удобным для пользователя, потребовалось много проб и ошибок. В конце концов, им удалось добиться этого с помощью MODICON 184.

В настоящее время ПЛК обладают рядом преимуществ по сравнению с проводными реле, включая надежность, гибкость, экономическую эффективность, скорость, улучшенную связь и расширенные функции обработки данных. Однако наиболее уникальным преимуществом систем ПЛК является возможность их перепрограммирования. Следовательно, они легко адаптируются к изменениям в процессах или контролю требований приложений.

Кроме того, программируемые логические контроллеры оснащены несколькими диагностическими инструментами, которые упрощают поиск и устранение неисправностей, например:

  • Создание отчета
  • Журналы отказов
  • Пошаговое программное моделирование
  • Ручное управление входами / выходами

Компоненты ПЛК

Когда вы думаете о ПЛК, вы можете думать о большом устройстве с множеством кнопок и плагинов, но на самом деле контроллеры ПЛК — это небольшие компактные устройства, интегрированные с другими аппаратными и программными компонентами.Чтобы понять систему ПЛК, лучше всего разбить систему на две основные части: центральный процессор (ЦП) и интерфейсную систему ввода / вывода (I / O).

ЦП ПЛК

Центральный процессор содержит память и систему связи, необходимую для указания ПЛК, как действовать. Отсюда причина того, почему процессоры являются «мозгом» программируемых логических контроллеров. Здесь также происходит обработка данных и диагностика. Блок памяти обеспечивает постоянное место для хранения программ без потери информации при выключении машины.Вы можете выбрать объем памяти в зависимости от задач, поставленных ПЛК. Система связи позволяет ЦП обмениваться данными с другими устройствами, такими как устройства ввода-вывода, устройства программирования и другие системы ПЛК.

Вам также понадобится коммуникационный порт, шасси или стойка и устройство программирования, такое как внешний компьютер. В зависимости от типа ПЛК многие из этих компонентов объединяются в одно устройство. Например, компактный модуль может иметь ЦП с заданным количеством входов / выходов и конкретный порт связи.Мы обсудим каждый компонент и варианты, доступные для каждого.

Ввод-вывод ПЛК

Модули ввода / вывода (I / O) передают необходимую информацию в CPU и сообщают требуемую задачу в непрерывном цикле. Устройства ввода и вывода могут быть в цифровой или аналоговой форме: цифровые устройства — это конечные значения, представленные значениями 1 или 0, аналоговые устройства — это бесконечные значения и измеряют диапазоны токов или напряжений. Входы или поставщики — это переключатели, датчики и интеллектуальные устройства в аналоговой или цифровой форме.Выходы могут быть пускателями двигателей, освещением, клапанами и интеллектуальными устройствами. Доступны многие типы модулей ввода-вывода, позволяющие получить правильную конфигурацию для работы вашего компьютера.

Дополнительные примечания: Блок питания либо встроен в базовый модуль, либо продается как отдельный компонент. Два наиболее распространенных диапазона напряжения, доступные для ПЛК, включают 12-24 В постоянного тока и 110/220 В переменного тока. Убедитесь, что выбранного диапазона напряжения достаточно для питания модулей ЦП и ввода-вывода.

Панель управления ПЛК

Программирование ПЛК

ПЛК

требуют программирования, прежде чем они смогут функционировать и выполнять поставленные перед ними задачи.Эти программы обычно пишутся на устройстве программирования или в программном обеспечении. Затем программа загружается в память или ОЗУ программируемого логического контроллера. На основе написанной программы ЦП может считывать информацию, предоставленную входами, и давать команду ПЛК выполнять желаемые выходные данные. Для настройки вашей системы ПЛК доступно множество языков программирования.

Согласно IEC 61131 доступно 5 стандартных языков программирования:

  • Релейная диаграмма или лестничная логика (LD)
  • Функциональная блок-схема (FBD)
  • Структурированный текст (ST)
  • Последовательная функциональная схема (SFC)
  • Список инструкций (IL)

Релейная логика

Релейная логика — самый популярный язык программирования для ПЛК.Это широко используемый и признанный язык программирования во многих производственных отраслях. Благодаря визуальному оформлению его легко читать и программировать. Релейная логика — это программа, написанная в символах, которые переводят реле включения и выключения, таймеры, регистры сдвига, счетчики и математические операции. Написанные символы доставляют программу пользователя в систему ПЛК.

Пример лестничной логики

Работа ПЛК

Если вы пытаетесь лучше понять систему ПЛК, будет полезно узнать, как работает контроллер ПЛК, после того, как программа будет написана и будут выбраны соответствующие модули ввода-вывода.Программируемый логический контроллер будет обрабатывать данную информацию (входные данные), выполнять инструкции из программы и выдавать результаты (выходы) на основе предоставленной информации и записанной логики. ПЛК работают в повторяющемся цикле после того, как пользователь определяет входы и выходы.

Четыре основных шага в работе ПЛК:

  1. Сканирование ввода — определяет состояние устройств ввода, подключенных к ПЛК
  2. Program Scan — выполняет программу, созданную пользователем
  3. Сканирование выходов — управление всеми устройствами вывода, подключенными к ПЛК
  4. Уборка — общается с другими устройствами и запускает диагностику


Типы ПЛК

Унитарный ПЛК

Унитарные ПЛК

, также известные как компактные или интегрированные ПЛК, представляют собой простейший тип контроллера ПЛК и подходят для простых процессов. Унитарный ПЛК будет иметь заданное количество точек ввода / вывода и интегрированный ЦП с портами подключения. Обычно вы можете напрямую подключить эти контроллеры к рассматриваемому устройству или приложению.

Модульный ПЛК

Модульные ПЛК

, также известные как монтируемые в стойку, обеспечивают большую гибкость. Вам по-прежнему понадобится базовый модуль, который будет включать в себя ваш ЦП, входы и источник питания. Однако вы можете настроить ПЛК, добавив дополнительные модули ввода-вывода. Вы можете просто безумно добавить сюда столько модулей, сколько позволяет ПЛК.Вы даже можете вставить аналого-цифровой преобразователь сигнала.

Как выбрать тип ПЛК, который мне нужен?

Теперь, когда вы понимаете основные компоненты ПЛК и доступные типы, вы можете задаться вопросом, как сузить выбор. В первую очередь следует подумать о том, будете ли вы внедрять новую систему или дополнять существующую. Если это новая система, ваши возможности остаются открытыми.Однако, если система уже существует, вам необходимо будет соответствовать ее требованиям.

Ниже приведены 6 вопросов, которые следует задать себе при покупке программируемого логического контроллера:

1. Внедряете ли вы этот ПЛК в новую или существующую систему?

2. В какой среде будет находиться ПЛК?

3. Какой тип и сколько точек ввода-вывода требуется вашей системе?

4. Насколько сложны процессы, которые вы хотите контролировать?

5.Как ваш ПЛК будет взаимодействовать с другими сетями, системами или полевыми устройствами?

6. Какой язык программирования вы будете использовать для управления процессами ПЛК?

ПЛК продвигаются вперед ПЛК

есть повсюду, и они существуют там, где мы никогда не думали, например, светофоры. Контроллеры ПЛК существуют уже более 50 лет и будут продолжать существовать, но с ростом «больших данных», роботизированной интеграции и облачным вычислениям ПЛК должны будут адаптироваться к этим новым изменениям, поскольку производство продолжает становиться быстрее и эффективнее. .

В будущем ПЛК должны будут стать более надежными, чтобы противостоять экстремальным климатическим изменениям, работать удаленно, не требуя присутствия на объекте, и связываться с датчиками через промышленный Интернет вещей (IIoT) для сбора и анализа данных, необходимых для лучший выбор. ПЛК необходимо будет оснастить более высоким уровнем безопасности, поскольку кибербезопасность необходима во всех отраслях.

Надеюсь, вы впервые оценили ПЛК. Это определенно лучше, чем пытаться управлять сотнями электромеханических реле.Вы все еще уверены в ценности ПЛК для ваших процессов? Мы рады предложить вам микро-ПЛК от Lovato Electric в нашем интернет-магазине. Если у вас все еще есть вопросы по ПЛК, не стесняйтесь обращаться к нам.

Базовая архитектура программируемого логического контроллера

Программируемый логический контроллер (ПЛК) управляет производственными процессами для интегрированных производственных линий и оборудования. ПЛК были разработаны, чтобы заменить потребность в большом банке реле или таймеров на объектах с многочисленными входами и выходами. Благодаря своей прочности и способности автоматизировать несколько процессов, ПЛК стали основным продуктом современного производства. В этом руководстве мы рассмотрим базовую архитектуру программируемых логических контроллеров.

Аппаратное обеспечение

Основные компоненты ПЛК состоят из центрального процессора (ЦП), источника питания, устройства программирования и модулей ввода и вывода (I / O).

CPU

CPU является мозгом ПЛК и выполняет запрограммированные операции. Эти операции или выходы выполняются на основе сигналов и данных, поступающих с подключенных входов.

Модули ввода / вывода

Модули ввода ПЛК подключают к ПЛК различные внешние устройства, такие как датчики, переключатели и кнопки, для считывания различных цифровых и аналоговых параметров, таких как температура, давление, расход, скорость и т. Д. Модули вывода преобразуют сигналы от ЦП в цифровые или аналоговые значения для управления устройствами вывода.

Источник питания

Источник питания обеспечивает питание ПЛК путем преобразования доступной входящей мощности переменного тока в мощность постоянного тока, требуемую ЦП и модулями ввода / вывода для правильной работы.

Программное обеспечение

Производитель ПЛК обычно определяет программное обеспечение для разработки ПЛК. У Аллена Брэдли, Siemens и GE есть собственные платформы разработки программного обеспечения для программирования своих моделей ПЛК. Как только платформа определена, фактическое программирование логики ПЛК может быть выполнено несколькими различными методами.Наиболее распространенные методы программирования ПЛК включают релейную логику, функциональный блок и структурированный текст.

Ladder Logic

Ladder Logic — это графический язык программирования ПЛК, который является наиболее распространенным методом программирования. Релейную логику можно использовать для выполнения таких задач, как определение последовательности, подсчет, синхронизация, обработка данных и многое другое. Релейная логика устроена аналогично релейной логике; однако физические переключатели и катушки, используемые в релейной логике, заменяются ячейками памяти и вводами / выводами ПЛК.

Структурированный текст

Структурированный текст — это текстовый язык программирования ПЛК, подобный языкам программирования Python, Visual Basic или C. Программирование со структурированным текстом имеет множество преимуществ, например, программа требует меньше места из-за того, что она основана на тексте, а не на графике. Кроме того, структурированный текст можно комбинировать с другими языками программирования, например, создавать функциональные блоки, содержащие функции, написанные в виде структурированного текста.

Функциональный блок

Функциональный блок Программы ПЛК представлены в виде графических блоков. Сигналы или данные поступают в функциональный блок от входов, подключенных к ПЛК. Когда входящие сигналы или данные запускают предварительно запрограммированную функцию функционального блока, ПЛК выполняет один или несколько выходов. Функциональные блоки могут иметь стандартные функции, такие как таймеры, счетчики, вычисление минимальных и максимальных значений, получение средних значений и многое другое.

О Process Solutions

Компания Process Solutions, расположенная недалеко от Сиэтла, штат Вашингтон, имеет более чем 30-летний опыт производства высококачественных и надежных систем управления.Имея в штате более 100 инженеров и техников и производя более 3000 панелей управления в год, Process Solutions является крупнейшим интегратором систем управления на Северо-Западе. Услуги по системам управления Process Solutions включают проектирование, сборку и ввод в эксплуатацию индивидуальных панелей управления, программирование HMI, интеграцию ПЛК, системы управления энергопотреблением и охлаждения, программное обеспечение SCADA и программное обеспечение для мониторинга оборудования.

Релейная логика в программируемых логических контроллерах (ПЛК)

Релейная диаграмма, более известная как релейная логика, — это язык программирования, используемый для программирования ПЛК (программируемых логических контроллеров).В этой статье будет кратко описано, что такое релейная логика, и приведены некоторые примеры ее функционирования.

Программируемые логические контроллеры или ПЛК — это цифровые компьютеры, используемые для выполнения функций управления, обычно в промышленных приложениях. Из различных языков, которые можно использовать для программирования ПЛК, релейная логика — единственный язык, непосредственно смоделированный после систем электромеханических реле.

В нем используются длинные ступеньки, расположенные между двумя вертикальными полосами, представляющими мощность системы. Вдоль ступенек расположены контакты и катушки, смоделированные по образцу контактов и катушек механических реле.Контакты действуют как входы и часто представляют собой переключатели или кнопки; катушки действуют как выходы, такие как свет или двигатель.

Выходы не обязательно должны быть физическими и могут представлять один бит в памяти ПЛК. Позже этот бит можно использовать в коде как другой вход. Контакты размещаются последовательно для представления логики И и параллельно при использовании логики ИЛИ. Как и в случае с настоящими реле, есть нормально разомкнутые контакты и нормально замкнутые контакты.

Пример лестничной логики

Давайте посмотрим на пример программирования релейной логики:

Рисунок 1. Простая программа релейной логики

Эта программа релейной логики состоит из трех звеньев. Программа «сканируется» или запускается ЦП слева направо и сверху вниз. Символы, размещенные на ступенях, на самом деле являются графическими инструкциями. Названия этих инструкций:

  • XIC (Проверить, закрыто ли)
  • XIO (Проверить, если открыт)
  • OTE (выход под напряжением).
Первая ступень

Посмотрев на первую ступень, обратите внимание на первые два входа I: 1/1 и I: 1/2.Символ — это XIC, а I означает, что это вход. Эта инструкция представляет собой физический ввод, обнаруженный на одной из плат дискретного ввода.

Рисунок 2. Первая ступень представляет собой физический вход, обнаруженный на одной из плат дискретного ввода.

I: 1 означает, что эта плата ввода была установлена ​​в слот 1, непосредственно рядом с процессором. / 1 указывает интересующий бит. Карты ввода имеют более одного канала, и если инструкция указывает / 1, инструкция обращается к каналу 1.

Второй вход представляет канал 2 на той же карте. Инструкция XIC действительно означает истину, если закрыта. То есть эта инструкция будет истинной, если устройство ввода, которое она представляет, закрыто. Если инструкция верна, она выделяется зеленым цветом. Единственный способ подать питание на выход — это если можно проследить путь истинных инструкций от левого рельса к правому рельсу. Следовательно, выход на первой ступени будет истинным, потому что существует путь истинных инструкций, I: 1/1 и I: 1/2. По сути, это операция И.

Выход в этом случае, B: 0/1, фактически является внутренним битом, хранящимся в памяти ПЛК. Вот почему он помечен буквой B вместо O, что означает «выход». Эти внутренние биты отлично работают, когда необходимо записать определенное состояние или набор входов без фактического включения физического выхода.

Вторая ступень

На второй ступени у нас есть третий вход, обозначенный I: 1/3, и наш внутренний бит теперь используется с инструкцией ввода вместо вывода.

Рисунок 3. Вторая ступень представляет собой третий вход, используемый с инструкцией ввода.

Эти два входа расположены параллельно и представляют собой условие ИЛИ. O: 2/1 — это команда вывода, которая представляет канал 1 на физической карте дискретного вывода, помещенной в слот 2. Эту вторую цепочку можно переписать без внутреннего бита, заменив B: 0/1 двумя входами из первой цепочки. Таким образом, вывод O: 2/1 будет истинным, если I: 1/3 истинно ИЛИ если оба I: 1/1 И I: 1/2 истинны. Это основная структура всех программ релейной логики.

Третья ступень

Третья ступенька вводит инструкцию XIO. Инструкцию XIO лучше всего описать как истинную, если она открыта.

Рисунок 4. Третья ступень вводит инструкцию XIO.

XIO будет истинным, только если подключенный к нему вход открыт. В случае внутренних битов эта инструкция верна, если внутренний бит выключен. Следовательно, поскольку I: 1/1 и I: 1/2 закрыты, инструкции XIO, представляющие эти входы, ложны.XIO, представляющее I: 1/3, истинно, потому что устройство ввода, которое оно представляет, открыто. Без пути истинных инструкций слева направо выход на третьей ступени, O: 2/2, отключен.

Системные инструкции ПЛК

Команды, описанные выше, являются наиболее фундаментальными командами в системах ПЛК, но они представляют собой небольшую часть всего набора команд. Большинство ПЛК включают таймер, счетчик, фиксацию и расширенные логические инструкции.

На рис. 5 показана несколько более сложная программа управления уровнем, написанная автором для ПЛК Allen-Bradley.

Рисунок 5. Программа контроля уровня

Для начала обратите внимание на вход I: 1/0. Как ни странно, Аллен-Брэдли называет первый канал на любом канале карты 0. Это похоже на то, как индексы массива начинаются с нуля.

Эта программа использует два реле уровня, прикрепленных к резервуару, для активации двух насосов, которые должны начать работу один за другим, а не одновременно. Обратите внимание, что два одинаковых входа XIC управляют насосами A и B.Однако внутренний бит используется с XIC для управления насосом A и с XIO для управления насосом B. Если цепочка 0000 истинна, насос A фиксируется с помощью инструкции фиксации.

Если цепочка 0001 истинна, насос B фиксируется. Как только инструкция фиксации выполняется, выход остается включенным до тех пор, пока не будет активирована дополнительная инструкция разблокировки. Последняя ступень управляет переключением насоса с помощью однократной операции и инструкции XOR.

Одноразовый, когда он активирован, остается верным для одного сканирования программы, в то время как XOR ведет себя как обычно.Это простой способ немного переключиться с помощью одного входа.


Используемые здесь инструкции — это лишь малая часть того, что доступно. Лестничную логику можно использовать для создания конечных автоматов, управления аналоговыми значениями и даже выполнения ПИД-регулирования.

Для более глубокого изучения релейной логики обратитесь к главе 6 тома IV учебника AAC, посвященной истории релейной логики, функциям цифровой логики и приложениям релейной логики.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *