Особенности конструкции
Большинство контроллеров имеют различное строение. Однако, всем таким приборам присущи следующие общие компоненты:
- главная (центральная) микросхема. Она регулирует все действия, которые осуществляются между пользователем и механизмом;
- энергонезависимая аккумуляторная батарея. Нужна для того, чтобы данные при отключении питания не стирались с устройства;
- часы, показывающие реальное времени. Нужны для правильной синхронизации с другими приборами;
- интерфейс, принимающий вводные данные, а также осуществляющий передачу выходных данных. Предназначен для упрощения управления устройством;
- схема, изменяющая напряжение на выходных или входных устройствах.
Схемы работы ОВЕН ПЛК63 с другими приборами
№4 – Sigma Sport BC 14.16
Цена: 6 700 рублей
Если велоспорт занимает не последнее место в вашей жизни, то Sigma Sport BC 14.16 вам просто необходим. Велокомпьютер отображает графический профиль высоты, процент подъёма, а также оснащен технологией NFC, которая позволяет ему обмениваться данными с любым смартфоном через приложение LINK SIGMA.
В арсенале модели имеются шесть функций работы, а также две функции частоты вращения педалей, между которыми пользователь может переключаться по своему усмотрению. Чтобы в дороге не было скучно, девайс оснащен поддержкой цифрового радио. С его помощью удобно отслеживать прогресс, так как он сохраняется статистику тренировок за последние 12 месяцев. Главный недостаток гаджета – цена.
Sigma Sport BC 14.16
PLC заменяют реле
Наиболее подходящее назначение для PLC – приложения управления отдельным оборудованием, для применения в которых он и был изначально разработан. Для многих приложений такого типа оптимальным выбором являются PLC-кирпичики за счет низкой стоимости, малого форм-фактора и конструктивного исполнения. Недорогая аппаратная реализация и простое программное обеспечение таких PLC делают их наиболее востребованными среди производителей оригинального оборудования (OEM).
Важно отметить то, что разрыв в функциональности PLC и PAC все время сужается. Поэтому многие из возможностей PAC, описанные ниже, могут быть реализованы и с помощью современных высококачественных PLC
Возможно, вам также будет интересно
При выборе подходящего контроллера для современных приложений промышленной автоматизации необходимо учитывать такие возможности, как обработка данных, связь и высокоскоростное управление.
Как обеспечить точность углового позиционирования?
1 сентября, 2005 Угловой энкодер, установленный на двигатель с прямой передачей момента вращения
Энкодеры вокруг нас
Энкодеры – преобразователи линейных или угловых перемещений – неотъемлемая часть любых технических устройств, имеющих дело с прецизионными перемещениями. Будь то обрабатывающие станки с поворотными осями или оборудование для резки и проверки кремниевых пластин, устройства для поверхностного монтажа, гониометры или машины барабанного типа по изготовлению печатных форм (технология CTP): все они в той или иной форме используют круговые датчики или угловые энкодеры 1).
Требования, …
17–19 ноября 2015 года в «Центре Международной Торговли Екатеринбург» откроет двери XI Международная специализированная выставка «Передовые Технологии Автоматизации. ПТА-Урал 2015». В этом году экспозицию проекта украсит демозона промышленной и сервисной робототехники. Наряду со взрослыми участниками свои разработки представит Кружок экспериментальной механики и робототехники, в котором почти два года занимаются 80 детей в возрасте от 6 до 14 лет.
Обучение в кружке проводится на системной основе и позволяет постепенно освоить необходимые для будущих Кулибиных навыки. Школьники младших …
Ограничения ПЛК
ПЛК имеет ограниченную память, программное обеспечение и периферийные возможности, по сравнению с персональным компьютером ПК. Управление движением (например, робототехника или сложная автоматизированная система) требует огромного количества входов/выходов, требующих дополнительных модулей управление ПЛК или внешней электроники. Тем не менее, стоит отметить, что компьютер способен обрабатывать гораздо большее количество информации, причем быстрее, что может значительно уменьшить физический размер и обеспечить необходимую вычислительную мощность для внедрения систем машинного зрения, управления движением и обеспечить быструю обработку больших потоков данных. Постоянный рост обрабатываемой информации связан с постепенным внедрением некоторыми компаниями промышленных интернет вещей IIoT в производственные линии и промышленные объекты, которые требуют больших вычислительных мощностей.
Оригинальные производители оборудования (англ. original equipment manufacturer OEM) способны увеличить производительность оборудования, позволяя машинам одновременно выполнять несколько операций. Максимально интенсивные И/ИЛИ вычисления критически важных процессов, запущенных одновременно, может привести к перегрузке программируемого логического контроллера. Для уменьшения времени обработки критически важных процессов машины могут использовать несколько вычислительных платформ. Как правило, они включают в себя один или несколько контроллеров движения и один или более наблюдающий процессор, который поддерживает интерфейс оператора для программирования, информации работы машины, сбора данных, функции техподдержки. Однако, использование нескольких процессоров является более дорогим. Новое программное обеспечение, ориентированное на платформы ПК, может помочь решить данную проблему, хотя…
ПК не так надежен и ему трудно «выживать» в промышленных условиях, таких как повышенная запыленность и влажность. Использования ПК с боле сложным программным обеспечением или большим количеством программных опций, занимает гораздо больше времени для обучения обслуживающего персонала. Усовершенствованное программное обеспечение может потребовать наличие программиста для проведения технического обслуживания, а также выполнение ремонтных работ и установки обновлений. Программное обеспечение ПЛК может быть базовым, но имеющие свои проверенные временем стандартные языки, которые могут обеспечить долговечность устройства, несмотря на его скорость и линейный характер.
ПЛК обычно используют в отрасли стандартный набор языков программирования (МЭК 61131-3), в том числе LAD диаграммы. LAD диаграммы строятся по аналогии с электрическими схемами, что позволяет значительно упростить обучение персонала, проведения технического обслуживания и ремонта. В большинстве случаев вполне возможно обойтись без программиста. Другой язык из стандарта МЭК 61131-3 — структурированный текст, который похож на язык «высокого уровня». Тем не менее, использование других нестандартных языков высокого уровня, таких как C ++ или Visual Basic, может быть трудно с ПЛК. Только в последнее время новые программные инструменты позволяли пользователям общаться с ПЛК так, как если бы это был обычный ПК.
Последовательная программа ПЛК сканирует все инструкции в каждом цикле. Цикл сканирования занимает примерно 10 мс или чуть больше. После завершения выполнения всех инструкций программа переходит к следующему сканированию. Если инструкция не выполняется в установленное время, то это вызывает сообщение об ошибке и выполнение программы прекращается. Это программное обеспечение жесткого времени может ограничивать продолжительность программы и любые входные сигналы с частотой менее 100 Гц.
Например, если необходимо обрабатывать сигнал от датчика скорости с номинальными оборотами 1200 об/мин (частота сигнала 1200/60 = 200 Гц), микроконтроллер на базе ПЛК не может корректно измерять скорость используя такой вход. Необходима интеграция специального модуля с декодером или счетчиком на интегральных микросхемах, который преобразует сигнал от датчика в нормально-обрабатываемый микроконтроллером. Такие преобразовательные модули часто используются во многих системах. Также стоит отметить и необходимость модулей вывода на примере управление соленоидом с частотой работы ШИМ в 10 кГц. Для управления таким устройством с помощью ПЛК необходим модуль вывода с ШИМ генератором. Добавление таких модулей увеличивает стоимость системы в 2-3 раза.
Pop Hi-Tech
Итак, вы решили изучать программирование ПЛК (Программируемых Логических Контроллеров). С чего стоит начать изучение программирования контроллеров? Какие учебные материалы искать, стоит ли заниматься этим самостоятельно или лучше пойти на курсы, сколько времени займёт обучение и насколько оно будет сложным? Доступно ли программирование ПЛК всем или для этого нужно быть программистом? Как быстро стоит переходить от теории к практике? Мы подготовили ответы на эти и другие вопросы.
1. Для того чтобы начать изучать программирование ПЛК, быть программистом вовсе не обязательно. Достаточно иметь так называемый логический склад ума. Если вы любили математику и информатику в школе — скорее всего, у вас всё получится. 2. Однако определённые навыки и понимание машинной логики все же необходимы. Если вы изучали в школе или институте основы программирование на Паскале, Бейсике или Ассемблере — это значительный плюс. 3. Первые шаги в программировании ПЛК можно и даже лучше всего делать самостоятельно, это позволит изучить основы в комфортном для себя темпе. Учебных материалов о ПЛК и их программировании достаточно много в интернете, а приблизительный план для самостоятельного обучения вы можете найти в этой статье. 4
А вот сразу после изучения основ следует обратить своё внимание на профессиональные курсы и руководства. От своего имени особо рекомендуем видеокурс по Simatic Step 7, который можно купить на сайте https://step7-kurs.ru
Этот курс как нельзя лучше подходит для новичков, в то же время Simatic Step 7 используется для разработки систем автоматизации для ПЛК Simatic — одних из самых популярных и востребованных на сегодня контроллеров. 5. После того как вы сделаете свои первые шаги step 7 — милости просим на специализированные форумы: здесь вы сможете не только «задачки порешать», но и уже начинать подыскивать работу или стажировку. 6. Время, необходимое для изучения программирования ПЛК, — параметр индивидуальный. Однако в любом случае это займёт у вас гораздо меньше времени, чем попытки освоить Java или C#.
Темы, которые стоит изучить самостоятельно до того, как вы приступите к изучению профессиональных курсов (т. е. на этапе самообучения):
1. Требования техники безопасности при работе с ПЛК. Хотя в начале обучения вам, возможно, будет казаться, что эта тема вам не нужна — все же потратьте некоторое время и изучите ТБ работы с ПЛК. Пригодится обязательно. 2. Назначение, функции, принципы работы и конструкция ПЛК. Условия, в которых работают ПЛК и требования к ним. Если вы раньше занимались радиотехническим конструированием — эта тема не составит для вас особого труда. 3. История ПЛК. Необязательная, но весьма интересная часть. 4. Знакомство с основными языками программирования ПЛК согласно стандарту МЭК-61131-3: Sequential Function Chart (SFC), Function Block Diagram (FBD), Ladder Diagrams (LАD), Statement List (STL), Instruction List (IL). 5. Знакомство со средой разработки, лучше всего — с двумя-тремя наиболее популярными. Например, это могут быть CoDeSys и Simatic Step 7. 6. Изучение методики программирования ПЛК. Структуризация программы, вызов подпрограмм, задание циклов и времени работы программы. 7. Основные команды (операторы). К этому моменту вы уже должны были определиться с языком программирования и средой разработки, наиболее симпатичной лично вам. 8. Функции и функциональные блоки. 9.Примеры кода работающих программ. 10. Практикум. При написании собственных программ переходите от элементарных задач к более сложным. На этом этапе нет ничего плохого в том, чтобы использоваться в своих программах части чужого кода, однако старайтесь со временем уменьшать их количество (в процентном выражении).
Структура и устройство ПЛК
Любой плк Siemens или аналогичный, других производителей, ориентирован на выполнение конкретных действий. Микроконтроллер опрашивает блоки ввода информации, чтобы принять решение, сформировать на выходе готовую команду. Упрощенно схема стандартного элемента включает:
- вход;
- центр;
- выход.
Входные цепи образованы набором датчиков (аналоговых или цифровых), переключающих устройств, смарт-систем. В центральном блоке расположены: процессор, обрабатывающий команды, модуль памяти и средства коммуникации. Выходные цепи отвечают за передачу сигнала на моторы привода, вентиляцию, осветительную арматуру. Туда же допускается подключить управляющее смарт- устройство архитектуры ардуино или подобное. Необходимо также выполнить условие подключения ПЛК к цепям питания. Без них устройство работать не будет. Внешний компьютер через унифицированный интерфейс используется для отладки, программирования контроллера.
Сравнения технических характеристик программируемых логических контроллеров
Если вы ещё не определились с выбором нужной модели контроллера, то советуем вам ещё раз просмотреть все варианты этого устройства в нашей статье. Чтобы вам было легче выбрать подходящее устройство, мы разместили все контроллеры в одной сравнительной таблице:
| Название | Максимальная потребляемая мощность (Вт.) | Вес (г.) | Цена (руб.) |
|---|---|---|---|
| TDM ПЛК12A230 | 5 | 260 | 9.000–10.000 |
| Segnetics Pixel | 2,5 | 360 | 11.000–12.000 |
| MCX06D Danfoss 080G0115 | 6 | 227 | 12.500–13.000 |
| ОВЕН ПЛК 100 24 | 6 | 500 | 15.000–16.000 |
| Болид М3000-Т | 3 | 300 | 18.000–19.000 |
| Segnetics Trim5 | 5 | 360 | 21.000–25.000 |
| Siemens SIMATIC TD 200/TD | – | 400 | 29.000–32.000 |
| ОВЕН ПЛК 160 | 10 | 950 | 34.000–35.000 |
| Siemens EM 241 | – | 190 | 45.000–47.000 |
| ОВЕН ПЛК 323 – 220/24 | 20 | 600 | 55.000–60.000 |
TDM ПЛК12A230
Сохраните результаты голосования, чтобы не забыть!
Чтобы увидеть результаты, вам необходимо проголосовать
Особенности конструкции
Сегодня существует десятки моделей, которые отличаются по внешнему исполнению, а также способу программирования. Однако общие компоненты никогда не меняются.
Так оборудование состоит из:
- Центральной микросхемы. Главное назначение элемента – контроль и регулировка решений, что позволяет добиться правильной автоматизации.
- Чтобы процесс выполнялся правильно и не сбивался, оборудование оснащают энергонезависимой памятью.
- Для лучшего отслеживания процессов используются часы реального времени.
- Подключение осуществляется при помощи специальных интерфейсов ввода и вывода.
- Специальная схема, предназначенная для изменения поступающего напряжения на входе и выходе.
Управление может быть централизованным, когда входные и выходные модули устанавливаются в специальную корзину ПЛК, или распределительной, в этом случая для взаимодействия датчиков и объектов исполнения с микропроцессором применяют специальные каналы связи.
Внешние объекты, которые подключены к ПЛК, принимают информацию о работе. Чтобы снизить погрешность, устанавливаются измерительные датчики. Полученная информация хранится в памяти прибора, там она анализируется и преобразуется. После выполнения этих действий, создаются специальные команды, которые поступают на исполнительное оборудование и там выполняются. В этом и заключается главное преимущество программируемых логических контроллеров, так как они не требуют вмешательство оператора и все выполняют самостоятельно.
Ближе к реальности: неттопы и мини-ПК
Это выбор для тех, кто любит экономить место и предпочитает всё компактное. У таких компьютеров скорость сопоставима с ноутбуком, но для работы им нужна внешняя клавиатура, мышь, монитор и блок питания.
У Intel есть линейка NUC: на них спокойно работает Windows 10, можно использовать как полноценный офисный компьютер
Обратите внимание, что NUC обычно поставляется без диска и оперативной памяти, их придётся докупать. Зато NUC маленький
Если вы фанат Apple, то на вас смотрит Mac mini. Из хорошего — он симпатичен. Из плохого — последние модели очень трудно обновлять. Если через пару лет вы захотите увеличить на них память, скорее всего, не выйдет.
Это Intel Nuc. Внутри — полноценный компьютер с процессором Intel i7, 32 гигабайтами памяти и диском на 1 терабайт. Это неплохо для компьютера размером с ладонь.
функция
ПЛК Allen-Bradley
В простейшем случае ПЛК имеет входы, выходы, операционную систему ( прошивку ) и интерфейс, через который можно загрузить программу пользователя. Программа пользователя определяет, как выходы должны переключаться в зависимости от входов.
Операционная система гарантирует, что текущее состояние кодировщика всегда доступно для пользовательской программы. Используя эту информацию, пользовательская программа может переключать выходы, чтобы машина или система функционировали желаемым образом.
ПЛК подключается к машине или системе с помощью датчиков и исполнительных механизмов . Также есть индикаторы состояния. Датчики подключаются к входам ПЛК и передают ПЛК, что происходит в машине или системе. Примеры датчиков: B. кнопки , световые барьеры , инкрементальные энкодеры , концевые выключатели или датчики температуры, датчики уровня и т. Д. Исполнительные механизмы подключаются к выходам ПЛК и дают возможность управлять машиной или системой. Примерами исполнительных механизмов являются контакторы для включения электродвигателей, электрические клапаны для гидравлики или сжатого воздуха, а также модули для управления приводом (управление движением, управление скоростью с управляемым ускорением или замедлением, управление шаговыми двигателями).
ПЛК можно реализовать по-разному, например: B. как единое устройство (« сборка »), как съемная карта ПК, как программная эмуляция и т. Д. Широко используются модульные решения, в которых ПЛК состоит из отдельных подключаемых модулей (также называемых сборками). . Тема управления приводом (управление движением, управление скоростью с управляемым ускорением или замедлением) все чаще ассоциируется с ПЛК.
Во многих областях ПЛК заменил ранее зашитую схему реле ( управление с программированием соединения ). Недорогие сборки, стандартизация задач управления и высокая гибкость являются характерными чертами концепции ПЛК и помогли ПЛК добиться успеха.
В дополнение к основной задаче (контроль и регулирование) современные сборки ПЛК также все чаще берут на себя другие задачи: визуализацию (проектирование человеко-машинного интерфейса ), сигнализацию и запись всех рабочих сообщений (регистрация данных).
Датчики и исполнительные механизмы также все чаще подключаются к ПЛК через полевую шину, а не дискретно. Это снижает затраты на электромонтаж. В течение некоторого времени не только датчики и исполнительные механизмы, но и части ПЛК, такие как модули ввода и вывода, были подключены к центральной станции через шину и (шину) интерфейсные модули ( децентрализованные периферийные устройства ). В современных системах шинные системы заменяются сетями (Profi-Net) или дополняются ими. По сравнению с шинными системами сети (Ethernet) более гибкие и быстрые.
Наконец, растет число подключений к административному компьютеру компании ( вертикальная интеграция ). Так что z. Например, всегда доступны текущие данные о состоянии производства, запасах и т. Д. («Сетевой завод»).
Разница между современным ПЛК и АСУ ТП становится все меньше и меньше. Дальнейшее техническое развитие идет столь же бурно, как и в компьютерных технологиях в целом.
Входы и выходы ПЛК
Дискретные входы – предназначены для ввода сигналов от дискретных датчиков (кнопки, тумблеры, концевые выключатели, термостаты и др.). Напряжение сигнала унифицировано для всех ПЛК и составляет 24 В. Проще говоря, при «появлении» на входе контроллера напряжение 24 В – ПЛК будет считать этот вход «включенным», то есть он примет значение логической «1» в восприятии контроллера.
Дискретные выходы – предназначены для управления устройствами по принципу «включить/выключить» (магнитные пускатели, лампочки, клапаны и др.). Дискретный выход – это обычный контакт, который может замкнуть или разомкнуть управляющую или питающую цепь устройства.
Аналоговые входы – предназначены для ввода непрерывного сигнала с датчиков и других устройств. Существует два основных вида унифицированных аналоговых сигналов: по току – 4..20 мА, по напряжению 0..10 В. Например, датчик температуры имеет диапазон -10 — +70 °С, тогда 4мА на выходе соответствует -10 °С, а 20мА – это +70 °С. С аналоговыми сигналом по напряжению всё аналогично.
Аналоговые выходы – предназначены для плавного управления устройствами. Унифицированные значения аналогового сигнала на выходах такое же, как и на входах – 4..20мА (0..10В). Например, вентиль может поворачиваться в пределах от 0° до 90°. Ток 4мА повернёт его в положение 0°, а 20мА – в положение 90°. Для того, чтобы повернуть его на 45°, нужно подать на него управляющий сигнал 8мА. Таким образом, меняя значение силы тока на выходе, контроллер может поворачивать вентиль на заданный угол.
Специализированные входы/выходы – не унифицированы, применяются для подключения нестандартных датчиков и исполнительных устройств со специфическим уровнем сигнала, питанием и программной обработкой.
история
Ричарда Э. Морли (Modicon) и Одо Дж. Струджера ( Allen-Bradley ) можно назвать отцами PLC. В 1969 году Морли представил Modicon 084 как твердотельное устройство для последовательной логики (система последовательной логики на основе полупроводников).
Штрудер, помимо прочего, принимал активное участие в разработке стандартов соответствующего института в США .
Морли сопротивлялся термину «компьютер». Он видел, что это поставило под угрозу принятие ранее работавших экспертов по контролю. Поэтому была разработана лестничная диаграмма , аналогичная принципиальной. Затем была индивидуальная реализация NC контактов, NO контактов, параллельного и последовательного подключения к новой концепции.
Место ПЛК в системе управления
До создания миниатюрных интегральных схем рука оператора буквально не успевала переключать режимы на пульте цепи управления. Использование контроллерных блоков «Сегнетикс», «Дельта» и подобных способствовало снятию нагрузки с человека.
Ее переложили «на плечи» машин с выводом на экран данных мониторинга, отображенных в виде мнемосхем и изменяемых параметров. На ПЛК возлагаются задачи по опросу датчиков и регистров, обработке поступающей информации.
Без микроконтроллеров не было бы РСУ, АСУ, сложных автоматных комплексов управления технологическими процессорами. Используя сетевой трафик, ПЛК анализируют данные, успевая проверять состояние портов входа. Главный недостаток, особенность микроконтроллеров состоит в необходимости прошивки, создания программы для работы.
Впрочем, его следует воспринимать двояко: индивидуально создаваемое ПО позволяет проектировать узкоспециализированные изделия под конкретные задачи.
Учебный план
| № п/п | Наименование разделов и тем | Всего часов | В том числе | Форма контроля |
| лекции | практич. занятия | |||
| 1 | ПЛКFastwel I/O CPM713 | 5 | 3 | 2 |
| 1.1 | Общие сведения о ПЛК: структура, рабочий цикл, время реакции, адресное пространство | 1 | 1 | — |
| 1.2 | Особенности программирования ПЛК | 2 | 1 | 1 |
| 1.3. | Технические характеристики CPM713, модули контроллера | 2 | 1 | 1 |
| 2 | Стандарт IEC 61131-3 | 3 | 3 | — |
| 2.1 | Программная модель. Данные и переменные | 1 | 1 | — |
| 2.2 | Текстовые языки | 1 | 1 | — |
| 2.3 | Графические языки | 1 | 1 | — |
| 3. | Система программирования СoDeSys | 6 | 6 | |
| 3.1 | Установка, общие сведения | 1 | — | 1 |
| 3.2 | Редактор программных модулей. Отладка и тестирование | 1 | — | 1 |
| 3.4 | Программирование на языках стандарта IEC. Имитатор ПЛК | 3 | — | 3 |
| 3.5 | Встроенная визуализация | 1 | — | 1 |
| 4 | Сетевые технологии автоматизации | 2 | 2 | — |
| 4.1 | Интерфейсы. Протоколы | 1 | 1 | — |
| 4.2 | Коммуникационное оборудование | 1 | 1 | — |
| 5 | Программирование и конфигурирование контроллера Fastwel I/O CPM713 в СoDeSys | 8 | 2 | 6 |
| 5.1 | Общие принципы, структура программного обеспечения | 1 | 1 | — |
| 5.2 | Настройка параметров и конфигурирование ПЛК | 2 | — | 2 |
| 5.3 | Организация сетевого обмена с контроллером посредством Modbus TCP | 1 | — | 1 |
| 5.4 | Создание программного обеспечения для контроллера | 2 | — | 2 |
| 5.5 | Принципы управления дискретными и непрерывными процессами с использованием ПЛК | 2 | 1 | 1 |
| 6 | Составление программы для автоматизации реального объекта по описанию технологического процесса и алгоритму | 6 | — | 6 |
| Итоговый контроль знаний | 2 | — | — | Зачет |
| Всего часов | 32 |
Что же выбрать
ПЛК 110 «Овен» или Simatic s7 производства «Сименс», Modicon m340, Segnetics trim5 четко подчинены встроенной инструкции. Работают по разработанному производителем алгоритму. Программное обеспечение разных марок не всегда совместимо, это учитывается при модернизации (замене) или комплектации технологических цепочек средствами автоматизации.
Кому-то термины step7, ms4, opc, pixel ни о чем не говорят. Разобраться с каталогом, обилием информации помогут специалисты. Расшифровка обозначения микроконтроллера, выбор программы ПЛК для человека неосведомленного станут непосильной задачей. Отличие, оценка, сравнение представленных решений также достаточно сложны, чтобы приступать к ним без подготовки.
Выбрать свой прибор помогут отзывы, обзоры, опыт эксплуатации владельцев контроллеров. Нужный микронтролллер — не обязательно дорогой. Цена определяется выполняемыми функциями, маркой прибора. Описание, настройка параметров приводятся в паспорте устройства.
Там же находится перечень портов ввода-вывода, краткое пособие как подключать изделие. Для отдельных типов может понадобиться преобразователь напряжения, его характеристики производитель обязан указать в руководстве по эксплуатации. А хороший контроллер — тот, который справляется с поставленными задачами.
Ограничения ПЛК
Не стоит полагать, что наличие программируемого контроллера способно решить все глобальные проблемы пользователя. ПЛК, работающие на основе протоколов Codesys, Modbus (для модульных решений), обладают ограниченной сферой применения. Их выбор обусловлен поставленной задачей. Попытку создать универсальные ПЛК вряд ли можно признать целесообразной.
Подобный ход лишает технологический процесс гибкости. Создание требуемой конфигурации осуществляется комплектацией готового моноконтроллера, согласно проекту заказчика. В исключительных ситуациях проблему решают сборкой мегаустройства из дискретных блоков. Последний вариант предпочтительнее: каждый элемент допускается оборудовать индивидуальным пультом ввода команд, сенсорной панелью, устройством отображения данных.
Роль каналов обмена данными играют кабельные медные шины, оптоволоконная связь. Успешно используются варианты стандартизированных интерфейсов RS-232, RS-485 (кабель), промышленных Profibus или CAN. Не возбраняется коммутация по беспроводным линиям (Wi-Fi).
Способ работы
Как и любой другой компьютер, ПЛК работает по принципу EVA , поэтому у него есть входная, обрабатывающая и выходная части. Устройства ввода / вывода (к входам / выходам, англ. Input / Output , подключенным устройствам) подключены к ПЛК. Карта периферийных входов считывается в начале цикла, затем программа обрабатывается, и выходы переносятся на периферийную карту выходов. В более ранних программируемых логических контроллерах периферийная карта входов отражалась на флагах, и они запрашивались в программе, потому что время запроса входов было значительно выше.
ПЛК работает циклически: он считывает значения всех входов в начале цикла (в этом контексте также говорят о «чтении в образе процесса») – если команда повторяется, применяется последняя инструкция (доминирующая set или reset) – затем ведет сохраненные программы (также называемые модулями или сетями ) и в конце устанавливает выходы. Затем цикл начинается снова – программе нет конца. Обработка, ориентированная на события, в основном поддерживается только так называемыми элементами управления высокого уровня.
Состояния ПЛК
Компактный ПЛК для небольших контроллеров (Siemens: LOGO! )
Модульный ПЛК нижнего и среднего класса производительности (Siemens: Simatic S7-300)
Изменения состояния, которые происходят на датчиках, подключенных к входам во время цикла, распознаются только в том случае, если они загружаются специальными командами непосредственно перед обработкой. В зависимости от их значений исполнительные механизмы, подключенные к их выходам , управляются по встроенной программе. Это происходит один раз в конце цикла.
В большинстве концепций ПЛК ПЛК различает рабочие состояния.
- ОСТАНАВЛИВАТЬСЯ,
- СТАРТ ( РАБОТА ).
Их не следует путать с возможностями ПЛК для выключения и включения глобального источника питания.
| Перезагрузка системы |
| ||||
| цикл | Системная часть: |
| |||
| Пользовательская часть: |
| ||||
| Системная часть: |
|
Как только он переходит в режим STOP, системная программа больше не вызывает пользовательскую программу. Более того, образы процессов больше не обновляются. Остальная часть циклической обработки остается. Это также включает обновление списка заблокированных программ пользователя. Все выходы отключаются, при этом образ процесса сохраняется.
После СТАРТА вся циклическая обработка начинается снова. Только первая обработка пользовательской программы может изменить образ процесса выходов. Тогда часть образа процесса может сохранить состояние до перезапуска. Такое поведение часто нежелательно. Затем перед перезапуском требуется СБРОС, который удаляет образ процесса выходов.
История создания
В 60 годах 20 века для управления телефонными станциями, промышленным оборудованием использовались сложные схемы с реле. Они не отличались повышенной надежностью или ремонтопригодностью. Инженерам одной из компаний, американской General Motors, была поставлена цель по созданию нового оборудования. Задачи, на которые оно было рассчитано, выглядели так:
- Упрощение отладки, замены.
- Относительная дешевизна.
- Гибкость, удобство модернизации.
- Снижение риска отказов.
Терминология, объясняющая, что такое ПЛК (PLC), внесена в международные и европейские стандарты качества МЭК, EN.
Основы программирования ПЛК. Реле и контроллер
Возможность программирования, безусловно, является главным достоинством систем с ПЛК. Чтобы сделать восприятие процесса предельно понятным, разработчики изобрели визуальное отображение управляющих цепей в виде релейных контактных блоков.
На профессиональном языке такой метод обозначается аббревиатурой LD (logo LAD). В дальнейшем работа ПЛК представляется как взаимодействие отдельных логических элементов. Они выполняют действия таймеров, релейных ячеек, счетчиков. Считается, что благодаря подобной унификации, освоить принципы программирования может каждый. Причем независимо от профильной профессии.
PAC добавлены к линейке PLC
В линейке PLC Modicon, представленной в 1968 году, появился контроллер Modicon M340 PAC, платформа, реализующая функции коммуникаций, управления перемещением и сбора данных в различных средах программирования. Семейство M340 упрощает установку и эксплуатацию, используя один программный продукт: Unity Pro, полностью соответствующий стандарту IEC 61131-3. Предлагая на выбор любой из 5 языков IEC, графическое программирование, и расширенную online-поддержку, M340 обеспечивает быстрое выполнение, как логических, так и математических операций. Контроллер имеет 4 Мбайт внутренней памяти (расширяемой до 16 Мбайт), 256 Кбайт данных, и способен выполнять до 70 Кбайт программного кода.
www.us.telemecanique.com Schneider Electric
Основы программирования ПЛК. Реле и контроллер
Логика загружается в ПЛК при помощи программного обеспечения. Это ПО определяет, какие из выходов будут под напряжением и какие входные условия нужны для любых изменений. Управляющая программа аналогична схеме работы физического реле, но физически нет ни реле, ни проводов, ни катушек. Все эти элементы – мнимые. ПО разрабатывается и просматривается на ПК, соединенном с интерфейсом контроллера.
Есть кнопка, контроллер и индикатор. Когда кнопка не задействована, сигнал на вход контроллера отправлен не будет. ПО, показывающее открытый вход, не отправит сигнал на выход. Так, на выходе ток отсутствует и лампа не будет гореть.
Если кнопку нажать, то на входной канал отправиться соответствующий сигнал. Контакты переведутся в активное состояние, как физическое реле. В данном случае контакт контроллера, открытый ранее, закроется и программа отправит сигнал на выход. Когда выходной контакт будет под напряжением, то индикатор загорится.
Контакты с индикатором соединены физическим способом. А сигнал виртуальный. Однако, все элементы существуют только в компьютерном ПО, а как физические – нет. Но принцип реле здесь используется. Также в программе можно задавать условия, которые будут проверятся и выполнятся контроллером.
Чтобы создать такую же схему, но на основе физических железных компонентов, понадобится три реле, где два открытых контакта – каждый из них будет использоваться. Но с помощью ПЛК можно не добавляя лишнего оборудования использовать столько контактов на каждый вход, сколько захочется.
Управляющие команды на языке релейной логики просты и понятны для инженеров-электриков. На графическом интерфейсе видны все логические операции. Это электрическая ц3епь с замкнутыми либо разомкнутыми контактами. Если по цепи протекает ток, что это истина. Если ток не протекает, тогда состояние – ложь.
Основой управляющей программы служат логические выражения, состоящие из операндов и переменных. Также программа состоит из операторов. Операторы – это команды языка программирования.
Инженер-программист ПЛК – это сегодня больше инженер, чем программист. Сейчас не нужны сложные языки, писать ассемблерные вставки. Достаточно использовать стандартные функциональные блоки.
Применение контроллеров
Современный ПЛК, недорогой и надежный, находит применение в ПИД-регуляторах, счетчиках типа «Меркурий», промышленных устройствах серии DVP. Компактность блоков позволяет встраивать их в бытовую технику, монтировать в щитах и шкафах совместно с прочим электрооборудованием.
Энкодер, подключенный к контроллеру, применяется в автомобилестроении, реагируя на изменение угла поворота руля. Удобно использовать ПЛК при создании комплексов с ЧПУ, автоматизированных систем запуска аварийной откачки сточных вод в канализации. Видеонаблюдение, интегрированное в охранный пост, создаст полноценный обзор зоны наблюдения для оператора.
Все требуемые данные при этом будут сохранены на носителе информации (переданы в сеть), а в случае опасности сигнал тревоги будет подан автоматически. Цепочке контроллеров под силу управлять работой цеха металлообработки, пошивочной мастерской. В домашнем варианте ПЛК без участия человека включит свет, накачает воду из колодца в бак до требуемого уровня.
