PLC-programma’s

PLC’s van verschillende fabrikanten kunnen op verschillende manieren worden geprogrammeerd. Populaire programmeertalen voor PLC’s zijn ladderdiagrammen, functieblokdiagrammen (FBD) en statementlijsten. Op enkele uitzonderingen na kan een programma dat in de ene indeling is geschreven, in een andere indeling worden bekeken.

4 populairste PLC-programmeertalen voor implementatie van besturingsdiagrammen
4 populairste PLC-programmeertalen voor implementatie van besturingsdiagrammen (photo credit: Green Mamba via Flickr)

Populaire programmeertalen voor PLC’s

Laten we de discussie over elk van de populaire programmeertalen voor PLC’s eens doornemen:

  1. Ladderdiagrammen
    • voorbeeld
    • Videocursus (Ladder Diagram Basics)
  2. Functieblokdiagram
    • Videocursus (Programmeren met functieblokdiagrammen (FBD))
  3. Statement List
    • Videocursus (Hoe gebruik je PLCSIM S7-300 STL)
  4. Logische functies
    • Videocursus (Logic Gates vs Ladder Logic Circuits)

1. Ladderdiagrammen

Als inleiding op het ladderdiagram, beschouw de eenvoudige relaisschakeling die een spoel en contacten bevat zoals getoond in figuur 1.

Wanneer een spanning wordt toegepast op de ingangsspoel, creëert de resulterende stroom een magnetisch veld. Het magnetisch veld trekt een metalen schakelaar (of riet) naar zich toe en de contacten raken elkaar, waardoor de schakelaar sluit. Het contact dat sluit wanneer de spoel onder spanning staat, wordt normaal open (NO) genoemd.

De normaal gesloten (NC) contacten raken elkaar wanneer de ingangsspoel niet onder spanning staat. Wanneer de ingangsspoel niet onder spanning staat, zullen de normaal gesloten contacten gesloten zijn (geleiden).

Het relais in de figuur heeft twee contacten: een NO en een NC. Wanneer de relaisspoel onder spanning wordt gezet, veranderen de contacten van het relais van toestand, d.w.z. de NO-contacten worden gesloten en de NC-contacten worden geopend.

De relaissamenstelling kan worden getoond met behulp van verschillende schematische schakelingen, zoals weergegeven in figuur 1.

Eenvoudige relaallay-outs en schema's
Figuur 1 – Eenvoudige relaallay-outs en schema’s

Relais worden gewoonlijk schematisch getekend met een cirkel om de ingangsspoel weer te geven. De uitgangscontacten worden weergegeven met twee parallelle lijnen. NO-contacten worden weergegeven als twee lijnen en zijn open (niet-geleidend) wanneer de ingang niet bekrachtigd is. NC-contacten worden getoond met twee lijnen met een diagonale lijn er doorheen.

Nu, als het nodig is om het NO (C) contact van dit relais, aangesloten op een wisselstroombron, te bedienen via twee ingangsrelaiscontacten, A (NC) en B (NO), dan is het in figuur 2 getoonde relais-logische diagram het meest geschikt voor een typische logica.

Volgens het in de figuur getoonde relais-logische diagram komt activering van de spoel van het ingangsrelais overeen met contact B, waardoor C (uitgang) gesloten wordt, en activering van de spoel van het ingangsrelais komt overeen met contact A, waardoor C (uitgang) geopend wordt.

Dergelijke regelingen worden gewoonlijk toegepast in conventionele hard-wired relais-logicaschakelingen.

Een eenvoudige relais-controller en bijbehorende ladder-logic
Figuur 2 – Een eenvoudige relais-controller en bijbehorende ladder-logic

Hetzelfde schema kan worden geïmplementeerd volgens ladder-logicaschakelingen zoals weergegeven in figuur 2. Het ladderlogische diagram is de meest gebruikte methode om PLC’s te programmeren. Het ladderdiagram bestaat uit twee verticale lijnen die de stroomrails voorstellen. Circuits die als horizontale lijnen tussen twee rails zijn verbonden, worden sporten van de ladder genoemd. Enkele symbolen die worden gebruikt om ladderlogische ingangen en uitgangen aan te geven, zijn respectievelijk weergegeven in figuur 3 en 4.

Rekening houdend met deze ladderlogische symbolen, bootst de ladderlogica die in figuur 2 is geïmplementeerd dezelfde hard-wired relaislogica na.

Ladderlogische ingangen
Figuur 3 – Ladderlogische ingangen

Ladderlogica Normale Uitgang
Figuur 4 – Ladderlogica Normale Uitgang

Figuur 4 – Ladderlogica Normale Uitgang

Daarna wordt deze ladderlogica als besturingsprogramma ingevoerd in een PLC waarin de invoer- en uitvoerapparaten zijn gerangschikt op de in figuur 5 getoonde wijze.

Dus worden de ladderlogische programma’s in de PLC geladen, worden de invoer- en uitvoerapparaten aangesloten op I/O-modules en worden de uitgangen door de uitvoering van het programma bijgewerkt overeenkomstig de status van de ingangen.

Een PLC geïllustreerd met relais
Figuur 5 – Een PLC geïllustreerd met relais

Veel relais hebben ook meerdere uitgangen en hierdoor kan een uitgangsrelais tegelijkertijd ook een ingang zijn.

De schakeling in figuur 6 is hier een voorbeeld van en wordt een seal-in-schakeling genoemd. In deze schakeling kan de stroom door beide takken van de schakeling lopen, door de contacten met het label A of B.

De ingang B zal alleen aan zijn als de uitgang B aan is. Als B uit is, en A wordt bekrachtigd, dan zal B inschakelen. Als B wordt ingeschakeld dan zal de ingang B inschakelen, en uitgang B ingeschakeld houden zelfs als ingang A wordt uitgeschakeld. Als B is ingeschakeld, zal uitgang B niet worden uitgeschakeld.
Een seal-in-circuit
Figuur 6 – Een seal-in-circuit

Note! Als A gesloten is, wordt uitgang B ingeschakeld en wordt ook ingang B ingeschakeld, waardoor uitgang B permanent ingeschakeld blijft – totdat de stroom wordt uitgeschakeld.

Een ander voorbeeld van ladderlogica is te zien in figuur 7. Om dit diagram te interpreteren, moet u zich voorstellen dat de stroom zich bevindt op de verticale lijn aan de linkerkant, de zogenaamde hete rail. Aan de rechterkant bevindt zich de neutrale rail.

In de figuur zijn er twee sporten, en op elke sport zijn er combinaties van ingangen (twee verticale lijnen) en uitgangen (cirkels). Als de ingangen in de juiste combinatie worden geopend of gesloten, kan de stroom vloeien van de hete rail, via de ingangen, naar de uitgangen, en tenslotte naar de neutrale rail. Een ingang kan afkomstig zijn van een sensor, schakelaar of een ander type sensor.

Een uitgang is een apparaat buiten de PLC dat wordt in- of uitgeschakeld, zoals lampen of motoren. In de bovenste sport zijn de contacten normaal open en normaal gesloten, wat betekent dat als ingang A is ingeschakeld en ingang B is uitgeschakeld, er stroom door de uitgang zal stromen en deze zal activeren.

Elke andere combinatie van ingangswaarden zal tot gevolg hebben dat uitgang X is uitgeschakeld.

Een eenvoudig ladderlogisch diagram
Figuur 7 – Een eenvoudig ladderlogisch diagram

Note! Er moet stroom door een of andere combinatie van de ingangen (A, B, C, D, E, F, G en H) stromen om de uitgangen (X, Y) in te schakelen

Ga terug naar de inhoud

Voorbeeld //

Probeer (zonder naar de oplossing te kijken) een op relais gebaseerde regelaar te ontwikkelen waarmee drie schakelaars in een kamer een enkel licht kunnen aansturen.

Oplossing

Er zijn twee mogelijke benaderingen van dit probleem. De eerste gaat ervan uit dat elk van de schakelaars aan het licht zal doen branden, maar dat alle drie de schakelaars uit moeten zijn om het licht uit te doen. De ladderlogica wordt getoond in figuur 8.

Ladderlogica voor het bedienen van één lamp met drie schakelaars
Figuur 8 – Ladderlogica voor het bedienen van één lamp met drie schakelaars

De tweede oplossing gaat ervan uit dat elke schakelaar het licht aan of uit kan zetten, ongeacht de stand van de andere schakelaars. Deze methode is ingewikkelder en houdt in dat u alle mogelijke combinaties van schakelaarstanden moet doordenken.

U herkent dit probleem misschien als een exclusief of probleem. De ladderlogica is zoals weergegeven in figuur 9.

Ladderlogica om één licht op een andere manier te bedienen met drie schakelaars
Figuur 9 – Ladderlogica om één licht op een andere manier te bedienen met drie schakelaars

Note! Het is belangrijk om een duidelijk inzicht te krijgen in de manier waarop de besturingen worden verwacht te werken. In dit voorbeeld werden twee radicaal verschillende oplossingen verkregen op basis van een eenvoudig verschil in de bediening.

Ga terug naar inhoud

Basisbeginselen ladderdiagram #1

Basisbeginselen ladderdiagram #2 (veiligheidsbesturingsschakeling)

Basisbeginselen ladderdiagram #3 (2-draads & 3-draads motorbesturingsschakeling)

Ga terug naar inhoud

2. Function Block Diagram

Function Block Diagram (FBD) wordt gebruikt voor PLC-programma’s die worden beschreven in termen van grafische blokken. Het wordt beschreven als een grafische taal voor het weergeven van signaal- en gegevensstromen door inputblokken, die herbruikbare software-elementen zijn.

Een functieblok is een programma-instructie-eenheid die, wanneer uitgevoerd, een of meer outputwaarden oplevert. Een blok wordt dus weergegeven op de in figuur 10 aangegeven wijze, waarbij de functienaam in het blok wordt geschreven.

Functieblokken kunnen standaardfuncties hebben, zoals die van de logische poorten of tellers of timers, of functies hebben die door de gebruiker zijn gedefinieerd, b.v. een blok om een gemiddelde waarde van ingangen te verkrijgen.

Functieblok
Figuur 10 – Functieblok

Ga terug naar de inhoud

Programmeren van functieblokdiagrammen (FBD) – Eerste les

In deze video leert u de basisbeginselen van het programmeren van PLC’s met de taal Function Block Diagramming (FBD). FBD is een grafische taal, waarin u te maken met de blokken en de verbinding tussen de blokken.

Hoe functieblokken te maken en te gebruiken in het project

In deze video leert u hoe u aangepaste functieblokken maakt in het project en ze aanroept in het hoofdprogramma.

Ga terug naar de inhoud

3. Statement List

Bij het programmeren met statement-lists wordt een instructieset gebruikt die lijkt op assembleertaal voor een microprocessor. Statement lists, die beschikbaar zijn op enkele merken PLC’s, zijn de meest flexibele vorm van programmeren voor de ervaren gebruiker, maar zijn lang niet zo gemakkelijk te volgen als ladderdiagrammen of logische symbolen.

Figuur 11 toont een eenvoudige bewerking in ladderdiagramvorm voor een Mistsubishi PLC. De lijst met equivalente instructies is weergegeven in tabel 1.

Mitsubishi ladderdiagram
Figuur 11 – Mitsubishi ladderdiagram
Equivalente instructielijst voor figuur 11
Equivalente instructielijst voor figuur 11

Ga terug naar de inhoud

Hoe gebruikt u PLCSIM S7-300 STL LESSON 1 Tutorial

In deze les bespreken we het STL-programma en het concept van RLO&STA. Gedetailleerde informatie over RLO en STA wordt uitgelegd samen met simulatie.

PLCSIM S7 300 STL LESSON 2 Tutorial…automatisering in fabriek

In deze les leren we hoe we een PLC programma schrijven met behulp van een “S7 300” PLC en “STEP 7” software.

Ga terug naar de inhoud

4. Logische Functies

Er zijn veel besturingssituaties waarin acties moeten worden gestart wanneer een bepaalde combinatie van voorwaarden wordt gerealiseerd. Zo kan voor een automatische boormachine de voorwaarde gelden dat de boormotor moet worden geactiveerd wanneer eindschakelaars worden geactiveerd die de aanwezigheid van het werkstuk en de boorpositie aangeven als zijnde aan het oppervlak van het werkstuk.

Voor een dergelijke situatie is de logische AND-functie vereist, waarbij aan voorwaarde A en voorwaarde B beide moet zijn voldaan om een uitvoer tot stand te brengen. Ook in andere situaties kan het nodig zijn logica’s als OR, NOT, NAND, NOR, XOR te implementeren.

De elektrische schakeling, waarheidstabel, ladderdiagram en het functionele blokschema voor verschillende logica’s zijn weergegeven in tabel 2.

Karakteristieken voor verschillende logica's
Tabel 2 – Karakteristieken voor verschillende logica’s

Ga terug naar inhoud

Logische poorten vs Ladderlogische schakelingen

Ga terug naar inhoud

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.