Opracował: Jan Front

Transkrypt

1 Opracował: Jan Front

2 Sterownik PLC PLC (Programowalny Sterownik Logiczny) (ang. Programmable Logic Controller) mikroprocesorowe urządzenie sterujące układami automatyki. PLC wykonuje w sposób cykliczny program zapisany w jego pamięci. Algorytm działania PLC zapisywany jest w jednym ze specyficznych dla tego rodzaju urządzeń języków programowania. Istnieje możliwość zmiany algorytmu przez wymianę programu. Sterownik wyposażony jest w układy wejściowe i wyjściowe, do podłączania zestandaryzowanych, fizycznych sygnałów automatyki. Powszechnie obowiązujące konwencje w zakresie sterowników programowalnych opisuje norma IEC Największe znaczenie praktyczne ma arkusz 3 tej normy (IEC ), definiujący zasady i języki programowania.

3 Historia i rozwój Poprzednikami sterowania programowalnego były z jednej strony sterowania programowane połączeniowo, których sposób działania był określany poprzez odpowiednie połączenia modułów logicznych, a z drugiej strony maszyny cyfrowe, przy pomocy których realizowano sterowania binarne z prostego poziomu obsługi. Jedne z pierwszych prawdziwych sterowań programowalnych ze specjalnym do tego zakresu dobranym rozwiązaniem sprzętowym zostały zaoferowane przez firmę Siemens w 1975 roku. Był to system sterowania SIMATIC S 3. W latach 1978/79 został zastąpiony przez system SIMATIC S 5, (już nie produkowany), choć jest już oferowany system SIMATIC S 7. W porównaniu układów automatyki przekaźnikowej (stykowej) ze sterownikami PLC zwykłe układy automatyki przemysłowej, zbudowane są w oparciu o połączone układem styków okablowane elementy przełączne takie jak: stycznik, przekaźnik, człony czasowe itp. wbudowane do szafy sterowniczej. Okablowanie spełnia tu rolę programu, który jest wykonywany w trakcie pracy urządzenia nim sterowanego. Przy zastosowaniu sterownika PLC odpowiadający funkcji sterowania algorytm, realizowany jest programowo przez wyposażony w mikroprocesor sterownik. Wszystkie połączenia pomocnicze zawarte są w tym przypadku w umieszczonym w pamięci sterownika programie. Jest to więc układ programowany pamięciowo. Zaletą takiego układu oprócz zmniejszenia gabarytów i energochłonności jest to, iż w przypadku zmian w układzie sterowania lub rozszerzenia układu nie zmienia się okablowania i nie buduje się nowych bloków lecz wprowadza się zmiany w programie.

4 Zasada działania sterowników PLC Podstawową zasadą pracy sterowników jest praca cykliczna, w której sterownik wykonuje kolejno po sobie pojedyncze rozkazy programu w takiej kolejności, w jakiej są one zapisane w programie. Na początku każdego cyklu program odczytuje "obraz" stanu wejść sterownika i zapisuje ich stany (obraz wejść procesu). Po wykonaniu wszystkich rozkazów i określeniu (wyliczeniu) aktualnego dla danej sytuacji stanu wyjść, sterownik wpisuje stany wyjść do pamięci będącej obrazem wyjść procesu a system operacyjny wysterowujeodpowiednie wyjścia sterujące elementami wykonawczymi. Tak więc wszystkie połączenia sygnałowe spotykają się w układach (modułach) wejściowych sterownika, a program śledzi ich obraz i reaguje zmianą stanów wyjść w zależności od algorytmu. Cykl pracy sterownika można zapisać krokowo: 1. Autodiagnostyka 2. Odczyt wejść 3. Wykonanie programu 4. Zadania komunikacyjne 5. Ustawienia wyjść

5 Programowanie Firmy produkujące sterowniki programowalne dostarczają zwykle wraz nimi środowisko programistyczne, pozwalające pisać aplikacje w jednym lub kilku językach programowania. Języki te są zwykle mniej lub bardziej dokładną implementacją zaleceń normy IEC , która to norma definiuje następujące warianty: LD (Ladder Diagram) logika drabinkowa - schemat zbliżony do klasycznego rysunku technicznego elektrycznego; FBD (Function Block Diagram) - diagram bloków funkcyjnych, sekwencja linii zawierających bloki funkcyjne; ST (Structured Text) tekst strukturalny - język zbliżony do Pascala; IL (Instruction List) lista instrukcji - rodzaj asemblera; SFC (Sequential Function Chart) sekwencyjny ciąg bloków - sekwencja bloków programowych z warunkami przejścia. Środowiska do programowania PLC są albo produktem firm wytwarzających sterowniki albo też niezależnych firm informatycznych.

6 Architektura PLC Sterowniki PLC składają się z: jednostki centralnej (CPU) bloków wejść cyfrowych bloków wejść analogowych bloków komunikacyjnych bloków wyjść cyfrowych bloków wyjść analogowych bloków specjalnych pamięci ROM, PROM, EPROM, EEPROM

7 easy - Uniwersalna seria przekaźników i sterowników programowalnych dla automatyki przemysłowej i budynków Seria easy obejmuje całą rodzinę przekaźników programowalnych, wyświetlaczy i kompaktowych sterowników. EasyRelay, easyhmi i easycontrol bazują na tej samej koncepcji, a duża liczba wersji zapewnia szeroki zakres zastosowań od najprostszych do najbardziej złożonych zadań sterowania. Nawet podstawowe aparaty mają możliwość komunikacji przez easynet, CANopen i Ethernet. Standardowe moduły rozszerzeń są dostępne dla całej rodziny easy. Należą do nich moduły wejść/wyjść, moduły sieciowe, gateway Ethernet oraz wyświetlacze.

8

9 EC4P-200 Kompaktowy aparat easycontrol łączy funkcjonalność rodziny easy z możliwościami sterowników PLC. EasySoft-CoDeSys do programowania i obsługi PLC to uniwersalne środowisko programowania. 12 wejść cyfrowych z których 4 mogą być użyte jako wejścia analogowe (0-10V) 4 szybkie wejścia 6 wyjść przekaźnikowych lub 8 wyjść tranzystorowych 1 wyjście analogowe (0-10V) Zintegrowane easynet i CANopen Rozszerzenia zdalne i lokalne 256k pamięci programu Port Ethernet Języki programowania: IL, LD, FBD, ST, a także schemat drabinkowy CFC Graficzny wyświetlacz LCD i klawiatura do obsługi i wyświetlania tekstu Wersja ekonomiczna bez wyświetlacza i klawiatury (Wersja X)

10 easysoft-codesys Oprogramowanie easysoft CoDeSys pozwala efektywnie wykorzystać możliwości nowych sterowników kompaktowych z serii easycontrol. CoDeSysoferuje bowiem więcej, aniżeli określa międzynarodowy standard IEC Poza standardowymi językami IEC: IL, LD, FBD, ST, SFC jest do dyspozycji dodatkowy język graficzny CFC, który dzięki intuicyjnemu i czytelnemu interfejsowi często jest stosowany przez początkujących automatyków. easysoft CoDeSys posiada bogate narzędzia np. symulacja programu użytkownika, konfiguratorsieci, mocno rozbudowane funkcje testu i monitoringu oraz zintegrowane narzędzie do tworzenia wizualizacji przydatne podczas programowania i wspomagające w trakcie uruchomienia na obiekcie. Sterowniki easycontrol z systemem CoDeSys z powodzeniem mogą być stosowane do zadań automatyzacji o średnim stopniu zaawansowania.

11

12

13 Operacje logiczne

14