Programy PLC

Sterowniki PLC różnych producentów mogą być programowane na różne sposoby. Popularnymi językami programowania sterowników PLC są diagramy drabinkowe, diagramy bloków funkcyjnych (FBD) i listy rozkazów. Z kilkoma wyjątkami, program napisany w jednym formacie może być przeglądany w innym.

4 najpopularniejsze języki programowania sterowników PLC do implementacji schematów kontrolnych
4 najpopularniejsze języki programowania sterowników PLC do implementacji schematów kontrolnych (fot. Green Mamba via Flickr)

Popularne języki programowania sterowników PLC

Przedyskutujmy każdy z popularnych języków programowania sterowników PLC:

  1. Schematy drabinkowe
    • Przykład
    • Kurs wideo (Podstawy schematu drabinkowego)
  2. Schematy bloków funkcyjnych
    • Kurs wideo (Programowanie schematów bloków funkcyjnych (FBD))
  3. Listy zestawień
    • Kurs wideo (Jak używać PLCSIM S7-.300 STL)
  4. Funkcje logiczne
    • Kurs wideo (Bramki logiczne vs układy logiczne drabinkowe)

1. Diagramy drabinkowe

Jako wprowadzenie do diagramu drabinkowego rozważmy prosty obwód przekaźnika, który zawiera cewkę i styki, jak pokazano na rysunku 1.

Gdy do cewki wejściowej przyłożone jest napięcie, powstały prąd wytwarza pole magnetyczne. Pole magnetyczne przyciąga do siebie metalowy przełącznik (lub kontaktron) i styki stykają się, zamykając przełącznik. Styk, który zamyka się, gdy cewka jest pod napięciem, jest nazywany normalnie otwartym (NO).

Styk normalnie zamknięty (NC) dotyka, gdy cewka wejściowa nie jest pod napięciem. Kiedy cewka wejściowa nie jest pod napięciem, styki normalnie zamknięte będą zamknięte (przewodzące).

Przekaźnik pokazany na rysunku ma dwa styki: jeden NO drugi NC. Gdy cewka przekaźnika jest pod napięciem, styki przekaźnika zmieniają swój stan, tzn. styki NO zostają zamknięte, a styki NC zostają rozwarte.

Układ przekaźnika można przedstawić za pomocą różnych schematów ideowych, jak pokazano na rysunku 1.

Proste układy i schematy przekaźników
Rysunek 1 – Proste układy i schematy przekaźników

Przekaźniki są zwykle rysowane w formie schematu z wykorzystaniem okręgu do reprezentowania cewki wejściowej. Styki wyjściowe są pokazane za pomocą dwóch równoległych linii. Styki NO są pokazane jako dwie linie i będą otwarte (nieprzewodzące), gdy wejście nie jest pod napięciem. Styki NC są pokazane jako dwie linie z ukośną linią przechodzącą przez nie.

Teraz, jeśli wymagane jest sterowanie stykiem NO (C) tego przekaźnika, podłączonego do źródła prądu zmiennego, przez dwa wejściowe styki przekaźnika, A (NC) i B (NO), to schemat logiczny przekaźnika pokazany na rysunku 2 jest najbardziej odpowiedni dla typowej logiki.

Zgodnie ze schematem logicznym przekaźnika pokazanym na rysunku, aktywacja cewki przekaźnika wejściowego odpowiada stykowi B, co sprawia, że C (wyjście) jest zamknięte, a aktywacja cewki przekaźnika wejściowego odpowiada stykowi A, co sprawia, że C (wyjście) jest otwarte.

Ten rodzaj układu jest zwykle stosowany w konwencjonalnym, przewodowym obwodzie logicznym przekaźnika.

Prosty sterownik przekaźnika i odpowiadający mu logiczny schemat drabinkowy
Rysunek 2 – Prosty sterownik przekaźnika i odpowiadający mu logiczny schemat drabinkowy

Ten sam schemat może być zaimplementowany w logicznym schemacie drabinkowym, jak pokazano na rysunku 2. Diagram drabinkowy jest najczęściej stosowaną metodą programowania sterowników PLC. Schemat drabinkowy składa się z dwóch pionowych linii reprezentujących szyny zasilające. Obwody połączone liniami poziomymi pomiędzy dwoma szynami są nazywane szczeblami drabinki. Niewiele symboli używanych do oznaczania wejść i wyjść logiki drabinkowej przedstawiono odpowiednio na rysunkach 3 i 4.

Biorąc pod uwagę te symbole logiki drabinkowej, logika drabinkowa zaimplementowana na rysunku 2 naśladuje tę samą logikę przekaźnika przewodowego.

Wejścia logiki drabinkowej
Rysunek 3 – Wejścia logiki drabinkowej

Zwykłe wyjście logiki drabinkowej
Rysunek 4 – Zwykłe wyjście logiki drabinkowej

Wreszcie, ta logika drabinkowa jest wprowadzana jako program sterujący do sterownika PLC, w którym urządzenia wejściowe i wyjściowe są rozmieszczone w sposób przedstawiony na rysunku 5.

Więc, programy logiki drabinkowej są ładowane do PLC, urządzenia wejściowe i wyjściowe są podłączone do modułów I/O, a następnie wykonanie programu aktualizuje wyjścia zgodnie ze stanem wejść.

Sterownik PLC ilustrowany z przekaźnikami
Rysunek 5 – Sterownik PLC ilustrowany z przekaźnikami

Wiele przekaźników ma również wiele wyjść, co pozwala na to, aby przekaźnik wyjściowy był jednocześnie wejściem.

Obwód pokazany na rysunku 6 jest tego przykładem i jest nazywany obwodem seal-in. W tym obwodzie prąd może płynąć przez każdą gałąź obwodu, przez styki oznaczone jako A lub B.

Wejście B będzie włączone tylko wtedy, gdy wyjście B jest włączone. Jeśli B jest wyłączone, a A jest pod napięciem, to B włączy się. Jeśli B zostanie włączone, wejście B zostanie włączone i wyjście B pozostanie włączone, nawet jeśli wejście A zostanie wyłączone. Po włączeniu B, wyjście B nie wyłączy się.
Obwód uszczelniający
Rysunek 6 – Obwód uszczelniający

Uwaga! Jeśli A jest zamknięte, wyjście B włączy się, a wejście B również się włączy, co spowoduje, że wyjście B będzie włączone na stałe – aż do odłączenia zasilania.

Inny przykład logiki drabinkowej można zobaczyć na rysunku 7. Aby zinterpretować ten schemat, wyobraź sobie, że zasilanie znajduje się na pionowej linii po lewej stronie, zwanej gorącą szyną. Po prawej stronie znajduje się szyna neutralna.

Na rysunku są dwa szczeble, a na każdym z nich znajdują się kombinacje wejść (dwie pionowe linie) i wyjść (kółka). Jeśli wejścia są otwarte lub zamknięte w odpowiedniej kombinacji, moc może przepływać z gorącej szyny, przez wejścia, do zasilania wyjść i w końcu do szyny neutralnej. Wejście może pochodzić z czujnika, przełącznika lub dowolnego innego typu czujnika.

Wyjściem będzie jakieś urządzenie poza sterownikiem PLC, które jest włączane lub wyłączane, takie jak światła lub silniki. Na górnym szczeblu styki są normalnie otwarte i normalnie zamknięte, co oznacza, że jeśli wejście A jest włączone, a wejście B wyłączone, to przez wyjście przepłynie prąd i je uaktywni.

Każda inna kombinacja wartości wejściowych spowoduje, że wyjście X będzie wyłączone.

Prosty schemat logiczny drabinki
Rysunek 7 – Prosty schemat logiczny drabinki

Uwaga! Zasilanie musi przepłynąć przez jakąś kombinację wejść (A, B, C, D, E, F, G i H), aby włączyć wyjścia (X, Y)

Powróć do treści

Przykład //

Postaraj się opracować (nie patrząc na rozwiązanie) sterownik oparty na przekaźnikach, który pozwoli trzem przełącznikom w pokoju sterować jednym światłem.

Rozwiązanie

Istnieją dwa możliwe podejścia do tego problemu. Pierwsze zakłada, że dowolny włączony przełącznik włączy światło, ale aby światło było wyłączone, wszystkie trzy przełączniki muszą być wyłączone. Logika drabinkowa jest pokazana na rysunku 8.

Logika drabinkowa do sterowania jednym światłem za pomocą trzech przełączników
Rysunek 8 – Logika drabinkowa do sterowania jednym światłem za pomocą trzech przełączników

Drugie rozwiązanie zakłada, że każdy przełącznik może włączyć lub wyłączyć światło, niezależnie od stanów pozostałych przełączników. Ta metoda jest bardziej złożona i wymaga przemyślenia wszystkich możliwych kombinacji pozycji przełączników.

Możesz rozpoznać ten problem jako wyłączny lub problem. Logika drabinki jest taka, jak pokazano na rysunku 9.

Logika drabinki do sterowania jednym światłem w inny sposób za pomocą trzech przełączników
Rysunek 9 – Logika drabinki do sterowania jednym światłem w inny sposób za pomocą trzech przełączników

Uwaga! Ważne jest, aby dobrze zrozumieć, jak mają działać elementy sterujące. W tym przykładzie uzyskano dwa skrajnie różne rozwiązania na podstawie prostej różnicy w działaniu.

Powrót do treści

Podstawy schematu drabinkowego #1

Podstawy schematu drabinkowego #2 (obwód sterowania bezpieczeństwem)

Podstawy schematu drabinkowego #3 (obwód sterowania silnikiem 2-przewodowym & 3-przewodowym)

Powrót do treści

2. Function Block Diagram

Function Block Diagram (FBD) jest używany dla programów PLC opisanych w kategoriach bloków graficznych. Opisuje się go jako język graficzny do przedstawiania przepływu sygnałów i danych przez bloki wejściowe, które są elementami oprogramowania wielokrotnego użytku.

Blok funkcyjny jest jednostką instrukcji programu, która po wykonaniu daje jedną lub więcej wartości wyjściowych. Tak więc blok jest reprezentowany w sposób pokazany na rysunku 10 z nazwą funkcji wpisaną w blok.

Bloki funkcyjne mogą mieć standardowe funkcje, takie jak funkcje bramek logicznych lub liczników czy timerów lub mieć funkcje zdefiniowane przez użytkownika, np. blok do uzyskiwania średniej wartości wejść.

Blok funkcyjny
Rysunek 10 – Blok funkcyjny

Powrót do treści

Programowanie schematów bloków funkcyjnych (FBD) – lekcja pierwsza

W tym filmie poznasz podstawy programowania sterowników PLC za pomocą języka Function Block Diagramming (FBD). FBD to język graficzny, w którym mamy do czynienia z blokami i połączeniami między blokami.

Jak tworzyć i używać bloków funkcyjnych w projekcie

W tym filmie dowiesz się, jak tworzyć niestandardowe bloki funkcyjne w projekcie i wywoływać je w programie głównym.

Powrót do treści

3. Listy instrukcji

W podejściu do programowania opartym na listach instrukcji używany jest zestaw instrukcji podobny do języka asemblera dla mikroprocesora. Listy instrukcji, dostępne w kilku markach sterowników PLC, są najbardziej elastyczną formą programowania dla doświadczonego użytkownika, ale w żadnym wypadku nie są tak łatwe do naśladowania jak schematy drabinkowe lub symbole logiczne.

Rysunek 11 przedstawia prostą operację w formie schematu drabinkowego dla sterownika PLC firmy Mistsubishi. Odpowiednia lista poleceń byłaby taka, jak pokazano w tabeli 1.

Schemat drabinkowy Mitsubishi
Rysunek 11 – Schemat drabinkowy Mitsubishi
Równoważna lista stwierdzeń dla rysunku 11
Równoważna lista stwierdzeń dla rysunku 11

Powrót do treści

Jak korzystać z PLCSIM S7-.300 STL LEKCJA 1 Tutorial

W tej lekcji omawiamy program STL i koncepcję RLO&STA. Szczegółowe informacje o RLO i STA są wyjaśnione wraz z symulacją.

PLCSIM S7 300 STL LEKCJA 2 Samouczek…automatyzacja w zakładzie

W tej lekcji nauczymy się jak napisać program PLC używając sterownika PLC „S7 300” i oprogramowania „STEP 7”.

Powrót do treści

4. Funkcje logiczne

Istnieje wiele sytuacji sterowania wymagających zainicjowania działań, gdy zrealizowana zostanie pewna kombinacja warunków. Tak więc, w przypadku automatycznej wiertarki, może istnieć warunek, że silnik wiertarki ma być włączony, gdy włączone są wyłączniki krańcowe wskazujące obecność przedmiotu obrabianego i pozycję wiertła na powierzchni przedmiotu obrabianego.

Taka sytuacja wymaga funkcji logicznej AND, warunek A i warunek B muszą być spełnione, aby wystąpiło wyjście. Podobnie, inne sytuacje mogą wymagać implementacji logik takich jak OR, NOT, NAND, NOR, XOR.

Obwód elektryczny, tabela prawdy, diagram drabinkowy i funkcjonalny schemat blokowy dla różnych logik są przedstawione w tabeli 2.

Charakterystyka dla różnych logik
Tabela 2 – Charakterystyka dla różnych logik

Powrót do treści

Bramki logiczne vs drabinkowe układy logiczne

Powrót do treści

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.