Programowanie sterowników PLC wprowadzenie Zakład Teorii Maszyn i Automatyki Katedra Podstaw Techniki Felin p.110 http://ztmia.ar.lublin.pl/sips waldemar.samociuk@up.lublin,pl
Sterowniki programowalne PLC Sterownik PLC (ang. Programeble Logic Controller - Programowalny Sterownik Logiczny) jest przemysłowym komputerem, który na podstawie sygnałów wejściowych pochodzących od włączników i czujników, generuje sygnały wyjściowe przeznaczone do sterowania maszyn i procesów.
Sterowniki PLC zastępują tradycyjne rozwiązania sprzętowe wykorzystywane w projektowaniu systemów sterowania, np. układy przekaźnikowe, układy TTL.
Podział sterowników PLC ze względu na ilość przekaźników: Małe 50-100, Średnie 150-500, Duże 500-3000 przekaźników.
Schemat ideowy sterownika PLC Programator Tablica wejść Program u żytkownika Tablica wyjść Pami ęć danych Jednostka Centralna (CPU) Urz ądzenia wejściowe System we / wy Urz ądzenia wyjściowe
Cykl pracy sterownika Funkcje programowe sterownika PLC są cyklicznie powtarzane w porządku zapewniającym reakcje na zmianę warunków w systemie. Sterownik PLC wykonuje ciągle wbudowany, automatyczny cykl nazywany cyklem pracy.
Cykl pracy sterownika PLC Czytanie stanów wej ść Wykonanie programu Aktualizacja stanów wyjść Wykonanie funkcji diagnostycznych
Dodatkowo sterownik PLC sprawdza wykonanie funkcji w każdym cyklu dla zapewnienia poprawnej pracy. Całkowity czas cyklu pracy sterownika PLC wyrażony jest w milisekundach. GE-FANUC serii 90-Micro - około 5 milisekund dla prostych instrukcji (cewki i przekaźniki). Wykonanie złożonych funkcji matematycznych zwykle trwa dłużej.
Interfejs wejścia / wyjścia Optoizolator obwód wejściowy dioda LED Obwody wewn ętrzne sterownika PLC fototranzystor Załączenie wejścia powoduje przepływ prądu przez diodę LED. Dioda LED emituje światło odbierane przez fototranzystor, powodując jego załączenie. Fototranzystor przekazuje sygnał do układów wewnętrznych sterownika PLC. Ten poziom sygnału reprezentuje stan "włączony" dla urządzenia wejściowego.
Każda listwa zaciskowa wyposażona jest w obwody wejściowe zapewniające izolacje elektryczna pomiędzy sygnałami wejściowymi a sterownikiem. CPU sterownika PLC traktuje numer podłączenia na listwie zaciskowej jako numer zmiennej w tablicy stanów wejść. Stan wejścia dyskretnego reprezentowany jest przez 1 (wł.) lub 0 (wył.). CPU zna stan każdego wejścia na podstawie stanu tablicy wejść.
Sterownik PLC steruje stanami wyjść na podstawie stanu wejść i instrukcji zawartych w programie. Stany wyjść zapisane są w tablicy stanów wyjść (podobnie jak stany wejść). Wyjścia sterownika sterowane są przez obwody wyjściowe, zbudowane podobnie jak obwody wejściowe.
Jednostka Centralna CPU CPU jest częścią sterownika PLC koordynującą, ustalającą kolejność zadań i sterującą wszystkimi elementami systemu. CPU wykonuje program realizując każdą instrukcje w kolejności w jakiej pojawia się w programie. Główne elementy CPU to : mikroprocesor, wewnętrzny system operacyjny i pamięć. Zawartość pamięci RAM jest tracona po wyłączeniu zasilania. Sterowniki PLC wyposażone są w kondensator podtrzymujący zasilanie pamięci RAM podczas utraty zasilania sterownika.
Norma PN-IEC 1131-1:1996 - STEROWNIKI PROGRAMOWALNE 2.1 Program użytkowy Logiczne połączenie wszystkich elementów i konstrukcji języka programowania, niezbędnych do planowego przetwarzania sygnału wymaganego do sterowania procesu maszyny lub maszyną przez system PC. 2.5 Liczba dziesiętna kodowana dwójkowo (BCD). Numeryczne przedstawienie liczby dziesiętnej. w której każda cyfra dziesiętna jest przedstawiona przez grupę czterech bitów. Bitom przypisano odpowiednie wagi 8-4-2-1. Np. liczba 14, przedstawiona w kodzie BCD, ma postać 0001 0100.
2.7 Szyna zbiorcza, magistrala Jeden lub większa liczba przewodów używanych do przesyłania sygnałów lub zasilania z jednego lub większej liczby źródeł do jednego tub większej liczby punktów przeznaczenia. 2.8 Bajt Element danych o długości 8 bitów,
2.25 Wejście 1) Prąd, napięcie, moc doprowadzone do obwodu lub siła napędowa przyłożona do urządzenia; nazywane także wartościami wejściowymi lub danymi wejściowymi. 2) Przyłącza lub inne miejsca, w których prąd, napięcie, moc mogą być doprowadzone do obwodu, lub siła napędowa może być przyłożona do urządzenia; nazywane także przyłączami wejściowymi. 3) Dane, które mogą być czytane przez program użytkowy z interfejsu między programem użytkownika wykonującym funkcję a inną jednostką funkcjonalną systemu PC, tak jak zdefiniowano w niniejszym arkuszu normy. Zwany także wejściem programu.
2.29 Schemat drabinkowy (drabinkowy schemat przekaźnikowy) Jedna lub więcej sieci styków, cewek, funkcji reprezentowanych graficznie, bloków funkcjonalnych, elementów danych, etykiet i elementów łączących, ograniczonych z lewej i (opcjonalnie) z prawej przez szyny zasilania.
2.30 Język 1) Język funkcjonalnych schematów blokowych (FBD) - Język programowania używający funkcjonalnych schematów blokowych w celu przedstawienia programu użytkowego systemu PC. 2) Język graficzny - Język programowania oparty na reprezentacji graficznej. 3) Język listy rozkazów (TL) - Tekstowy język programowania, używający rozkazów w celu przedstawienia programu użytkowego syste mu PC. 4) Język schematu drabinkowego (LD) - Język programowania używający schematów drabinkowych w celu przedstawienia programu użytkowego systemu PC.
5) Język tekstu.strukturalnego (ST) - Tekstowy język programowania posługujący się przyporządkowaniami, sterowaniami podprogramami, instrukcjami wyboru i iteracji w celu przedstawienia programu użytkowego systemu PC. 6) Język tekstowy - System składający się z prawidłowo zdefiniowanych, zwykle skończonych, zestawów znaków; reguł łączenia znaków w celu tworzenia wyrazów lub innych wyrażeń oraz specyficznego przyporządkowania znaczeń do słów lub wyrażeń.
2.33 Interfejs człowiek-maszyna (MMI) Urządzenie peryferyjne z katalogu producenta wyposażone w przyciski, lampki, klawiatury, urządzenia wy świetlające itp., przewidziane jako interfejs operatora, np. jako panel sterowniczo-kontrolny silnika, uniwersalny interfejs operatorski itd. MMI może być stalą częścią wyposażenia (np. zamontowaną na płycie czołowej, drzwiach itp.) lub nie.
2.37 Działanie bezpośrednie; on-line O systemie PC mówi się, że działa bezpośrednio, gdy czynnie steruje maszyną lub procesem.
2.50 Sterownik programowalny (PLC) Cyfrowy system elektroniczny przeznaczony, do stosowania w środowisku przemysłowym, który posługuje się pamięcią programowalną do wewnętrznego przechowywania zorientowanych na użytkownika instrukcji do implementowania specyficznych funkcji: logicznych, sekwencyjnych, taktujących, zliczających i arytmetycznych w celu sterowania przez cyfrowe lub analogowe wejścia i wyjścia, szeroką gamą maszyn i procesów. Zarówno PC, jak i związane z nim urządzenia peryferyjne są przeznaczone do łatwego połączenia w przemysłowy system sterowania i w prosty sposób spełniają funkcje przewidywane dla nich.
2.76 Słowo Element danych długości 16 bitów. 3.1 Bod Jednostka szybkości modulacji, określająca liczbę impulsów w czasie jednej sekundy. 3.3 Cyfra binarna (bit) Jedna z dwóch cyfr 0 i 1, gdy jest używana w dwójkowym systemie liczenia.
3.4 Bit 1) Skrót cyfry binarnej 2) Pojedynczy znak w liczbie binarnej 3) Pojedynczy impuls w grupie impulsów 4) Jednostka pojemności informacyjnej urządzenia pamiętającego.