PLC-program

PLC:er från olika tillverkare kan programmeras på olika sätt. Populära programmeringsspråk för PLC:er är stegdiagram, funktionsblockdiagram (FBD) och påståendelistor. Med några få undantag kan ett program som skrivits i ett format visas i ett annat.

4 mest populära PLC-programmeringsspråk för implementering av kontrolldiagram
4 mest populära PLC-programmeringsspråk för implementering av kontrolldiagram (foto: Green Mamba via Flickr)

Populära programmeringsspråk för PLC:er

Låts oss ta diskussionen om vart och ett av populära programmeringsspråk för PLC:er:

  1. Ladderdiagram
    • Exempel
    • Videokurs (grunderna i ladderdiagram)
  2. Funktionsblocksdiagram
    • Videokurs (programmering av funktionsblocksdiagram (FBD))
  3. Statement List
    • Videokurs (hur man använder PLCSIM S7-300 STL)
  4. Logiska funktioner
    • Videokurs (Logiska grindar vs ladderlogiska kretsar)

1. Ladderdiagram

Som en introduktion till ladderdiagram, betrakta den enkla reläkretsen som innehåller en spole och kontakter enligt figur 1.

När en spänning läggs på ingångsspolen skapar den resulterande strömmen ett magnetfält. Magnetfältet drar en metallbrytare (eller reed) mot sig och kontakterna berörs, vilket stänger brytaren. Den kontakt som stängs när spolen är spänningssatt kallas normalt öppen (NO).

Kontakterna som är normalt stängda (NC) rör vid varandra när ingångsspolen inte är spänningssatt. När ingångsspolen inte är strömförande är de normalt stängda kontakterna stängda (ledande).

Reläet som visas i figuren har två kontakter: en NO en annan NC. När reläspolen aktiveras ändrar reläets kontakter sitt tillstånd, dvs. NO-kontakterna stängs och NC-kontakterna öppnas.

Reläet kan visas med hjälp av olika schematiska kretsar som visas i figur 1.

Enkla reläupplägg och scheman
Figur 1 – Enkla reläupplägg och scheman

Reläer ritas normalt schematiskt med en cirkel som representerar ingångsspolen. Utgångskontakterna visas med två parallella linjer. NO-kontakter visas med två linjer och kommer att vara öppna (icke-ledande) när ingången inte är spänningssatt. NC-kontakter visas med två linjer med en diagonal linje genom dem.

Om det nu krävs att manövrera NO-kontakten (C) i detta relä, som är ansluten till en växelströmskälla, genom två ingångsreläkontakter, A (NC) och B (NO), så är det relälogikdiagram som visas i figur 2 det mest lämpliga för en typisk logik.

Enligt relälogikdiagrammet i figuren motsvarar aktivering av inmatningsreläspolen kontakten B, vilket gör att C (utgång) stängs och aktivering av inmatningsreläspolen motsvarar kontakten A, vilket gör att C (utgång) öppnas.

Denna typ av arrangemang används normalt i konventionella hårdförtrådda relälogikkretsar.

En enkel relästyrning och motsvarande steglogik
Figur 2 – En enkel relästyrning och motsvarande steglogik

Samma arrangemang kan implementeras efter steglogik som visas i figur 2. Steglogikdiagrammet är den vanligaste metoden för programmering av PLC:er. Ladderdiagrammet består av två vertikala linjer som representerar strömskenorna. Kretsar som är anslutna som horisontella linjer mellan två skenor kallas steg i stegen. Några få symboler som används för att beteckna steglogikens in- och utgångar visas i figur 3 respektive 4.

Med hänsyn till dessa steglogiksymboler efterliknar den steglogik som implementeras i figur 2 samma hårdförtrådda relälogik.

Strapplogikens ingångar
Figur 3 – Trapplogikens ingångar

Strapplogikens normalutgång
Figur 4 – Trapplogikens normalutgång

Slutligt sätts denna steglogik in som ett kontrollprogram i en PLC där, inmatningsenheter och utmatningsenheter är ordnade på ett sätt som illustreras i Figur 5.

Så laddas steglogikprogrammen in i PLC:n, ingångs- och utgångsenheterna ansluts till I/O-moduler och sedan uppdaterar utförandet av programmet utgångarna i enlighet med ingångarnas status.

En PLC illustrerad med reläer
Figur 5 – En PLC illustrerad med reläer

Många reläer har också flera utgångar och detta gör det möjligt för ett utgångsrelä att också vara en ingång samtidigt.

Kretsen som visas i figur 6 är ett exempel på detta och kallas en seal-in-krets. I den här kretsen kan strömmen flöda genom en av kretsens båda grenar, genom kontakterna märkta A eller B.

Ingången B kommer bara att vara på när utgången B är på. Om B är avstängd och A är strömförande kommer B att slå på. Om B är påslagen kommer ingången B att vara påslagen och hålla utgången B påslagen även om ingången A är avstängd. När B är påslagen kommer utgången B inte att stängas av.
En tätningskrets
Figur 6 – En tätningskrets

Notera! Om A är stängd kommer utgång B att slås på, och ingång B kommer också att slås på vilket kommer att hålla utgång B på permanent – tills strömmen tas bort.

Ett annat exempel på steglogik kan ses i figur 7. För att tolka det här diagrammet, föreställ dig att strömmen finns på den vertikala linjen på vänster sida, som kallas hot rail. På höger sida finns den neutrala rälsen.

I figuren finns det två steg, och på varje steg finns det kombinationer av ingångar (två vertikala linjer) och utgångar (cirklar). Om ingångarna öppnas eller stängs i rätt kombination kan strömmen flöda från den varma rälsen, genom ingångarna, för att driva utgångarna och slutligen till den neutrala rälsen. En ingång kan komma från en sensor, strömbrytare eller någon annan typ av sensor.

En utgång kommer att vara någon enhet utanför PLC:n som slås på eller av, t.ex. lampor eller motorer. I det översta ledet är kontakterna normalt öppna och normalt stängda, vilket innebär att om ingång A är på och ingång B är av kommer strömmen att strömma genom utgången och aktivera den.

Alla andra kombinationer av ingångsvärden kommer att resultera i att utgången X är avstängd.

Ett enkelt logikdiagram för stege
Figur 7 – Ett enkelt logikdiagram för stege

Anmärk! Strömmen måste flöda genom någon kombination av ingångarna (A, B, C, D, E, E, F, G och H) för att slå på utgångarna (X, Y)

Gå tillbaka till innehållet

Exempel //

Försök att utveckla (utan att titta på lösningen) en reläbaserad styrenhet som gör att tre strömbrytare i ett rum kan styra en enda lampa.

Lösning

Det finns två möjliga tillvägagångssätt för detta problem. Den första utgår från att om någon av strömbrytarna är påslagen kommer lampan att tändas, men alla tre strömbrytarna måste vara avstängda för att lampan ska vara släckt. Ladderlogiken visas i figur 8.

Ladderlogik för att styra en lampa med tre strömbrytare
Figur 8 – Ladderlogik för att styra en lampa med tre strömbrytare

Den andra lösningen förutsätter att varje strömbrytare kan tända eller släcka lampan, oavsett tillstånden hos de andra strömbrytarna. Den här metoden är mer komplex och innebär att man måste tänka igenom alla möjliga kombinationer av switchlägen.

Du kanske känner igen det här problemet som ett exklusivt eller problem. Steglogiken är som visas i figur 9.

Stigarlogik för att styra en lampa på ett annat sätt med tre brytare
Figur 9 – Steglogik för att styra en lampa på ett annat sätt med tre brytare

Notera! Det är viktigt att få en tydlig förståelse för hur kontrollerna förväntas fungera. I det här exemplet erhölls två radikalt olika lösningar baserat på en enkel skillnad i handhavandet.

Gå tillbaka till innehållet

Strappdiagram Grunder #1

Strappdiagram Grunder #2 (Säkerhetsstyrkrets)

Strappdiagram Grunder #3 (Motorstyrkrets med 2 trådar & och 3 trådar)

Gå tillbaka till innehållet

2. Funktionsblockdiagram

Funktionsblockdiagram (FBD) används för PLC-program som beskrivs i form av grafiska block. Det beskrivs som ett grafiskt språk för att avbilda signal- och dataflöden genom Ingångsblock, dessa är återanvändbara programvaruelement.

Ett funktionsblock är en programinstruktionsenhet som, när den exekveras, ger ett eller flera utgångsvärden. Ett block representeras således på det sätt som visas i figur 10 med funktionsnamnet skrivet i blocket.

Funktionsblock kan ha standardfunktioner, t.ex. logiska grindar, räknare eller timers, eller ha funktioner som definieras av användaren, t.ex. ett block för att erhålla ett medelvärde av ingångar.

Funktionsblock
Figur 10 – Funktionsblock

Gå tillbaka till innehållet

Programmering av funktionsblocksdiagram (FBD) – Första lektionen

I den här videon får du lära dig grunderna i programmering av PLC:er med språket FBD (Function Block Diagramming). FBD är ett grafiskt språk, där du hanterar blocken och anslutningen mellan blocken.

Hur man skapar och använder funktionsblock i projektet

I den här videon lär du dig hur man skapar anpassade funktionsblock i projektet och anropar dem i huvudprogrammet.

Gå tillbaka till innehållet

3. Statement List

I Statement List-programmeringsmetoden används en instruktionsuppsättning som liknar assembleringsspråk för en mikroprocessor. Statementlistor, som finns på få fabrikat av PLC:er, är den mest flexibla formen av programmering för den erfarne användaren, men de är inte alls lika lätta att följa som steglistor eller logiska symboler.

Figur 11 visar en enkel operation i form av steglistor för en PLC från Mistsubishi. Motsvarande lista med instruktioner skulle vara den som visas i tabell 1.

Mitsubishi ladderdiagram
Figur 11 – Mitsubishi ladderdiagram
Ekvivalent lista över uttalanden för figur 11
Ekvivalent lista över uttalanden för figur 11

Gå tillbaka till innehållet

Hur man använder PLCSIM S7-300 STL LESSON 1 Tutorial

I den här lektionen diskuterar vi STL-programmet och begreppet RLO&STA. Detaljerad information om RLO och STA förklaras tillsammans med simulering.

PLCSIM S7 300 STL LÄSNING 2 Handledning…automation i anläggningen

I den här lektionen kommer vi att lära oss hur man skriver ett PLC-program med hjälp av en ”S7 300”-PLC och ”STEP 7”-programvaran.

Gå tillbaka till innehållet

4. Logikfunktioner

Det finns många styrsituationer som kräver att åtgärder initieras när en viss kombination av villkor förverkligas. För en automatisk borrmaskin kan det således finnas ett villkor som innebär att borrmotorn ska aktiveras när gränslägesbrytare aktiveras som indikerar att arbetsstycket är närvarande och att borrpositionen är vid arbetsstyckets yta.

En sådan situation involverar logikfunktionen AND, där både villkor A och villkor B måste vara uppfyllda för att en utmatning ska inträffa. På samma sätt kan andra situationer kräva att logiker som OR, NOT, NAND, NOR, XOR implementeras.

Den elektriska kretsen, sanningstabellen, ladderdiagrammet och det funktionella blockdiagrammet för olika logiker presenteras i tabell 2.

Kännetecken för olika logiker
Tabell 2 – Kännetecken för olika logiker

Gå tillbaka till innehållet

Logiska grindar vs. ladderlogiska kretsar

Gå tillbaka till innehållet

.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.