PLC-ohjelmat

Eri valmistajien PLC:t voidaan ohjelmoida eri tavoin. Suosittuja PLC:n ohjelmointikieliä ovat tikaputkikaaviot, funktiolohkokaaviot (FBD) ja lausekeluettelo. Muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta yhdessä muodossa kirjoitettua ohjelmaa voidaan tarkastella toisessa muodossa.

4 suosituinta PLC-ohjelmointikieltä ohjauskaavioiden toteuttamiseen
4 suosituinta PLC-ohjelmointikieltä ohjauskaavioiden toteuttamiseen (kuvan luotto: Green Mamba via Flickr)

Suosittuja PLC-ohjelmointikieliä

Keskustelemme jokaisesta PLC-ohjelmointikielestä:

  1. Tikapuukaaviot
    • Esimerkki
    • Videokurssi (Tikapuukaavion perusteet)
  2. Toimilohkokaavio
    • Videokurssi (Toimilohkokaavion (FBD) ohjelmointi)
  3. Lausekeluettelo
    • Videokurssi (PLCSIM:n käyttäminen PLCSIM:n S7-300 STL)
  4. Loogiset funktiot
    • Videokurssi (Logiikkaportit vs. tikapuurilogiikkapiirit)

1. JOHTOPÄÄTÖKSET. Tikapuukaaviot

Tikapuukaavioiden esittelyksi tarkastellaan yksinkertaista relepiiriä, joka sisältää kelan ja koskettimet kuvan 1 mukaisesti.

Kun tulokäämiin kytketään jännite, syntyvä virta luo magneettikentän. Magneettikenttä vetää metallikytkintä (tai kielekettä) kohti ja koskettimet koskettavat, jolloin kytkin sulkeutuu. Kosketinta, joka sulkeutuu, kun käämi on jännitteinen, kutsutaan normaalisti avoimeksi (NO).

Normaalisti suljetut (NC) koskettimet koskettavat, kun tulokäämi ei ole jännitteinen. Kun tulokela ei ole jännitteinen, normaalisti suljetut koskettimet ovat kiinni (johtavat).

Kuvassa esitetyssä releessä on kaksi koskettinta: yksi NO toinen NC. Kun releen käämi on jännitteinen, releen koskettimet muuttavat tilaansa, eli NO-koskettimet sulkeutuvat ja NC-koskettimet avautuvat.

Releen järjestely voidaan esittää erilaisten kaaviopiirien avulla kuvan 1 mukaisesti.

Yksinkertaiset releasettelut ja -kaaviot
Kuva 1 – Yksinkertaiset releasettelut ja -kaaviot

Releet piirretään tavallisesti kaavamaisesti käyttäen ympyrää kuvaamaan tulokäämiä. Lähtökoskettimet esitetään kahdella yhdensuuntaisella viivalla. NO-koskettimet esitetään kahtena viivana, ja ne ovat avoimia (johtamattomia), kun tulo ei ole jännitteinen. NC-koskettimet esitetään kahdella viivalla, joiden läpi kulkee diagonaalinen viiva.

Nyt, jos tämän vaihtovirtalähteeseen kytketyn releen NO (C) -kosketinta halutaan käyttää kahden tuloreleen koskettimen, A (NC) ja B (NO), kautta, niin kuvassa 2 esitetty relelogiikkakaavio soveltuu parhaiten tyypilliseen logiikkaan.

Kuvassa esitetyn relelogiikkakaavion mukaan tuloreleen kelan aktivointi vastaa kosketinta B, jolloin C (lähtö) sulkeutuu ja tuloreleen kelan aktivointi vastaa kosketinta A, jolloin C (lähtö) avautuu.

Tällaista järjestelyä käytetään tavallisesti tavanomaisissa kiinteästi kytketyissä relelogiikkapiireissä.

Yksinkertainen releohjain ja sitä vastaava tikapuurilogiikka
Kuva 2 – Yksinkertainen releohjain ja sitä vastaava tikapuurilogiikka

Samankaltainen systeemi voidaan toteuttaa tikapuurilogiikkaa seuraamalla kuvan 2 mukaisesti. Tikapuurilogiikkakaavio on yleisimmin käytetty PLC-ohjainten ohjelmointitapa. Tikaputkikaavio koostuu kahdesta pystysuorasta viivasta, jotka edustavat virtakiskoja. Kahden kiskon väliin vaakasuorina viivoina kytkettyjä piirejä kutsutaan tikapuiksi. Muutamia symboleja, joita käytetään tikapuuralogiikan sisääntulojen ja ulostulojen merkitsemiseen, on esitetty kuvissa 3 ja 4.

Kun otetaan huomioon nämä tikapuurilogiikan symbolit, kuvassa 2 toteutettu tikapuurilogiikka jäljittelee samaa kiinteästi kytkettyä relelogiikkaa.

Tikapuurilogiikan sisääntulot
Kuva 3 – Tikapuurilogiikan sisääntulot

Tikapuurilogiikan normaali ulostulo
Kuva 4 – Tikapuurilogiikan normaali ulostulo

Tämä tikapuurilogiikka asetetaan lopuksi PLC:hen ohjausohjelmaksi, jossa sisääntulo- ja ulostulovälineet järjestetään kuvassa 5 esitetyllä tavalla.

Tällöin tikaporraslogiikkaohjelmat ladataan PLC:hen, tulo- ja lähtölaitteet kytketään I/O-moduuleihin, minkä jälkeen ohjelman suoritus päivittää lähdöt tulojen tilan mukaan.

PLC havainnollistettuna releillä
Kuva 5 – PLC havainnollistettuna releillä

Monissa releissä on myös useita ulostuloja, ja tämä mahdollistaa sen, että ulostulorele voi olla samanaikaisesti myös sisääntulona.

Kuvassa 6 näkyvä virtapiiri on esimerkki tästä, ja sitä sanotaan sinetöintipiiriksi. Tässä piirissä virta voi kulkea piirin jommankumman haaran, A:lla tai B:llä merkittyjen koskettimien kautta.

Tulo B on päällä vain, kun lähtö B on päällä. Jos B on pois päältä ja A on jännitteinen, B kytkeytyy päälle. Jos B kytkeytyy päälle, tulo B kytkeytyy päälle ja pitää lähdön B päällä, vaikka tulo A sammuu. Kun B on kytketty päälle, lähtö B ei kytkeydy pois päältä.
Suljinpiiri
Kuva 6 – Suljinpiiri

Huom! Jos A on suljettu, lähtö B kytkeytyy päälle, ja myös tulo B kytkeytyy päälle, mikä pitää lähdön B päällä pysyvästi – kunnes virta katkaistaan.

Toinen esimerkki tikapuurilogiikasta on nähtävissä kuvassa 7. Tämän kaavion tulkitsemiseksi kuvittele, että virta on vasemmanpuoleisella pystysuoralla viivalla, jota kutsutaan kuumaksi kiskoksi. Oikealla puolella on neutraali kisko.

Kuviossa on kaksi porrasta, ja kullakin porrasta on tulojen (kaksi pystyviivaa) ja lähtöjen (ympyrät) yhdistelmiä. Jos sisääntulot avataan tai suljetaan oikealla yhdistelmällä, virta voi virrata kuumasta kiskosta sisääntulojen kautta ulostuloihin ja lopulta nollakiskoon. Tulo voi tulla anturista, kytkimestä tai muusta anturityypistä.

Lähtö on jokin PLC:n ulkopuolinen laite, joka kytketään päälle tai pois päältä, kuten valot tai moottorit. Ylimmässä askelmassa koskettimet ovat normaalisti avoimia ja normaalisti suljettuja, mikä tarkoittaa, että jos tulo A on päällä ja tulo B on pois päältä, virta kulkee lähdön läpi ja aktivoi sen.

Mikä tahansa muu tuloarvojen yhdistelmä johtaa siihen, että lähtö X on pois päältä.

Yksinkertainen tikapuutarhalogiikkakaavio
Kuvio 7 – Yksinkertainen tikapuutarhalogiikkakaavio

>Huomaa! Virran on kuljettava jonkin tulojen (A, B, C, D, E, E, F, G ja H) yhdistelmän kautta, jotta lähdöt (X, Y)

Palaa takaisin sisältöön

Esimerkki //

Yritä kehittää (tarkastelematta ratkaisua) relepohjainen ohjain, jonka avulla huoneen kolme kytkintä voivat ohjata yhtä valoa.

Ratkaisu

Tälle ongelmalle on kaksi mahdollista lähestymistapaa. Ensimmäisessä oletetaan, että mikä tahansa kytkimistä päällä sytyttää valon, mutta kaikkien kolmen kytkimen on oltava pois päältä, jotta valo olisi pois päältä. Tikapuurilogiikka on esitetty kuvassa 8.

Tikapuurilogiikka yhden valon ohjaamiseen kolmella kytkimellä
Kuva 8 – Tikapuurilogiikka yhden valon ohjaamiseen kolmella kytkimellä

Toisessa ratkaisussa oletetaan, että kukin kytkin voi sytyttää tai sammuttaa valon riippumatta muiden kytkimien tiloista. Tämä menetelmä on monimutkaisempi, ja se edellyttää kaikkien mahdollisten kytkimen asentojen yhdistelmien miettimistä.

Tunnistat ehkä tämän ongelman eksklusiivisena tai -ongelmana. Tikapuurilogiikka on kuvan 9 mukainen.

Tikapuurilogiikka yhden valon ohjaamiseen eri tavalla kolmella kytkimellä
Kuva 9 – Tikapuurilogiikka yhden valon ohjaamiseen eri tavalla kolmella kytkimellä

Huom! On tärkeää saada selkeä käsitys siitä, miten ohjausten odotetaan toimivan. Tässä esimerkissä saatiin kaksi radikaalisti erilaista ratkaisua yksinkertaisen toimintaeron perusteella.

Palaa takaisin sisältöön

Tikaputkikaavion perusteet #1

Tikaputkikaavion perusteet #2 (Turvaohjauspiiri)

Tikaputkikaavion perusteet #3 (2-johtiminen & 3-johtiminen moottorinohjauspiiri)

Palaa takaisin sisältöön

2. Tikaputkikaavio 1

2. Ohjaus ja ohjaus. Toimintolohkokaavio

Toimintolohkokaaviota (FBD) käytetään PLC-ohjelmiin, jotka kuvataan graafisten lohkojen avulla. Sen kuvataan olevan graafinen kieli signaali- ja tietovirtojen kuvaamiseen tulolohkojen kautta, jotka ovat uudelleenkäytettäviä ohjelmistoelementtejä.

Toimintolohko on ohjelman käskyyksikkö, joka suoritettuna tuottaa yhden tai useamman lähtöarvon. Näin ollen lohko esitetään kuvassa 10 esitetyllä tavalla siten, että toiminnon nimi on kirjoitettu lohkon sisään.

Toimintolohkoilla voi olla vakiotoimintoja, kuten logiikkaporttien, laskurin tai ajastimien toimintoja, tai niillä voi olla käyttäjän määrittelemiä toimintoja, esim. lohko, jolla saadaan tulojen keskiarvo.

Toimintolohko
Kuva 10 – Toimintolohko

Palaa sisältöön

Toimintolohkokaavio-ohjelmointi (FBD) – Ensimmäinen oppitunti

Tässä videossa opit PLC-ohjainten ohjelmoinnin perusteet toimintolohkokaaviointikielellä (Function Block Diagramming, FBD). FBD on graafinen kieli, jossa käsitellään lohkoja ja lohkojen välisiä yhteyksiä.

Funktiolohkojen luominen ja käyttäminen projektissa

Tällä videolla opit, miten projektissa luodaan räätälöityjä funktiolohkoja ja kutsutaan niitä pääohjelmassa.

Palaa sisältöön

3. Statement List

Statement-list-ohjelmointitapaan perustuvassa ohjelmoinnissa käytetään mikroprosessorin assembler-kielen kaltaista käskykantaa. Lausekeluettelot, jotka ovat saatavissa harvoihin PLC-merkkisiin laitteisiin, ovat joustavin ohjelmointimuoto kokeneelle käyttäjälle, mutta niitä ei ole missään nimessä yhtä helppo seurata kuin tikaputkikaavioita tai logiikkasymboleja.

Kuvassa 11 on esitetty yksinkertainen toiminto tikaputkikaavion muodossa Mistsubishi PLC:ssä. Vastaava lausekeluettelo olisi taulukon 1 mukainen.

Mitsubishin tikaputkikaavio
Kuva 11 – Mitsubishin tikaputkikaavio
Kuvan 11 ekvivalenttien lausekkeiden luettelo
Kuvan 11 ekvivalenttien lausekkeiden luettelo

Palaa takaisin sisältöön

PLCSIMin käyttäminen PLCSIM S7-300 STL LESSON 1 Tutorial

Tällä oppitunnilla käsitellään STL-ohjelmaa ja RLO&STA:n käsitettä. Yksityiskohtaiset tiedot RLO:sta ja STA:sta selitetään yhdessä simuloinnin kanssa.

PLCSIM S7 300 STL OPPITUNTI 2 Tutoriaali…automaatio laitoksessa

Tällä oppitunnilla opettelemme kirjoittamaan PLC-ohjelman käyttäen ”S7 300”- PLC-ohjausjärjestelmää ja ”STEP 7”-ohjelmistoa.

Palaa takaisin sisältöön

4. Sisällysluettelo. Logiikkatoiminnot

On olemassa monia ohjaustilanteita, jotka edellyttävät toimintojen käynnistämistä, kun tietty olosuhteiden yhdistelmä toteutuu. Näin ollen automaattisessa porakoneessa voi olla ehto, jonka mukaan poramoottori on aktivoitava, kun rajakytkimet aktivoituvat, jotka ilmaisevat työkappaleen läsnäolon ja poran sijainnin olevan työkappaleen pinnalla.

Tällaiseen tilanteeseen liittyy AND-logiikkafunktio, jossa ehdon A ja ehdon B on molempien täytyttävä, jotta ulostulo tapahtuu. Vastaavasti muut tilanteet voivat vaatia sellaisten logiikoiden toteuttamista kuin OR, NOT, NAND, NOR, XOR.

Taulukossa 2 on esitetty eri logiikoiden sähköpiiri, totuustaulukko, tikaputkikaavio ja toiminnallinen lohkokaavio.

Ominaisuudet eri logiikoille
Taulukko 2 – Ominaisuudet eri logiikoille

Palaa sisältöön

Logiikkaportit vs. tikapuurilogiikkapiirit

Palaa sisältöön

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.