Search the Community
Showing results for tags 'русский'.
Found 42 results
-
Пример программирования ПЛК для управления светодиодами
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Изучите пример программирования ПЛК по управлению светодиодами с использованием лестничной логической схемы и изучите описание программы. Этот пример ПЛК предназначен для студентов-инженеров, которые заинтересованы в изучении и практике упражнений с ПЛК. Программы промышленного ПЛК реального времени будут оснащены дополнительными функциями безопасности. Программирование ПЛК Управление светодиодами Разработайте релейную логику ПЛК для следующего приложения. Мы используем три тумблера для управления тремя светодиодами. Если тумблер 1 и тумблер 2 включены, то светодиод 1 и светодиод 2 будут гореть. Если тумблер 2 и тумблер 3 включены, то светодиод 2 будет выключен, а светодиод 3 будет гореть. Цифровые входы Необходимые входные данные перечислены ниже. Тумблер 1: I0.0 Тумблер 2: I0.1 Тумблер 2: I0.1 В наших следующих обсуждениях мы будем называть эти тумблеры просто «Переключатель». Но помните, что это тумблеры. Цифровые входы Необходимые результаты перечислены ниже. Светодиод 1: Q0.0 Светодиод 2: Q0.1 Светодиод 3: Q0.2 Лестничная диаграмма для управления светодиодами Описание программы ПЛК Для этого приложения мы использовали программное обеспечение EcoStruxure Machine Expert Basic v1.2 для программирования. В приведенной выше программе мы использовали нормально разомкнутые контакты для переключателя 1 (I0.0), переключателя 2 (I0.1) и переключателя 3 (I0.2). Мы также использовали нормально закрытый контакт для переключателя 3 (I0.2). Переключатель 1 и переключатель 2, присутствующие в цепочке 0, соединены последовательно для светодиода 1 и светодиода 2, таким образом реализуя логический вентиль И. При использовании переключателя 1 и переключателя 2 переключатель 3 подключен к светодиоду 3 как нормально замкнутый контакт. Для светодиода 3 переключатель 2 и переключатель 3, присутствующие в цепочке 1, соединены последовательно, реализуя таким образом логический элемент И. Чтобы светодиод 1 был включен, переключатель 1 и переключатель 2 должны быть включены. Когда переключатель 1 и переключатель 2 включены, а переключатель 3 выключен, светодиод 2 будет гореть. Когда переключатель 2 и переключатель 3 включены, светодиод 3 будет гореть. Включение переключателя 3 приведет к выключению светодиода 2. Когда переключатель 1 и переключатель 2 включены В цепочке 0 сигнал через переключатель 1 и переключатель 2 при включении. В результате светодиод 1 и светодиод 3 загорятся. Переключатель 3 используется в качестве нормально замкнутого контакта для переключателя 3, когда он находится в ложном состоянии, что позволяет подать сигнал на включение светодиода 2. Когда переключатель 2 и переключатель 3 включены Сигнал через переключатель 2 и переключатель 3 в цепочке 1 включает светодиод 3. В Rung0 переключатель 3 рассматривается как нормально закрытый контакт, в истинном состоянии он не пропускает через себя сигнал. В результате светодиод 2 погаснет. Переключатель 3 подключен к светодиоду 1 и, следовательно, он будет оставаться включенным. -
Серийный контроль уровня в резервуарах с использованием лестничного программирования ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Нам нужно контролировать уровень баков, которые соединены последовательно. Внедрить программу для последовательного контроля уровня в резервуарах с использованием лестничного программирования ПЛК. Серия резервуаров контроля уровня Два бака соединены последовательно. Нам необходимо управлять обоими танками, которые соединены последовательно. Реализуйте программу ПЛК для этого приложения. Диаграмма проблемы Решение проблемы На химических предприятиях имеется множество материалов, которые используются в технологических процессах, а также хранятся в резервуарах для хранения различных процессов. Здесь мы рассматриваем два резервуара: 1. Резервуар для хранения и 2. Резервуар подачи. Резервуар для хранения имеет большую емкость, чем резервуар для подачи. Резервуар для хранения предназначен для хранения материала, а резервуар для подачи — для подачи материала для других процессов. Два реле уровня используются для определения уровня и один впускной клапан для контроля подачи материала. Рассмотрим один ручной выпускной клапан, и он может управляться по требованию оператора. Для этого приложения мы можем использовать ПЛК, мы напишем программу ПЛК для этого приложения. Список входов и выходов Цифровые входы Цикл СТАРТ:- I0.0 Цикл СТОП:- I0.1 Резервуар низкого уровня (LL1):- I0.3 Питающий бак низкого уровня (LL2):- I0.4 Резервуар высокого уровня (LH1):- I0,5 Емкость подачи высокого уровня (LH2): - I0.6 Цифровой выход Впускной клапан:- Q0.0 М-память Бит включения цикла: - M0.0 Состояние закрытия впускного клапана:- M0.1 Лестничная диаграмма ПЛК для контроля уровня в серийных резервуарах Описание программы Для этого приложения мы использовали ПЛК S7-300 и портальное программное обеспечение TIA для программирования. Мы также можем реализовать эту логику, используя другой ПЛК. Сеть 1: Сеть 1 предназначена для схемы фиксации. Каждый раз при нажатии кнопки СТАРТ (I0.0) бит включения цикла (M0.0) будет включен. Цикл можно остановить, нажав STOP PB (I0.1). Сеть 2: Если обнаружен низкий уровень в накопительном резервуаре (I0.3) или низкий уровень в питательном резервуаре (I0.4), впускной клапан (Q0.0) будет включен. (Состояние закрытия впускного клапана не должно присутствовать). Сеть 3: Обнаружены высокие уровни (I0.5 и I0.6) в обоих резервуарах, будет активировано условие закрытия впускного клапана, и впускной клапан (Q0.0) закроется. Здесь выпускной клапан представляет собой ручной клапан, им может управлять оператор в соответствии с требованиями. Примечание. Вышеуказанное приложение может отличаться от фактического. Этот пример предназначен только для пояснения. Мы можем реализовать эту логику и в других ПЛК. Результат -
Как преобразовать электрическую схему в программу ПЛК?
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Программирование ПЛК основывалось на истории и ссылках на электрические чертежи. Со временем стало трудно устранять неисправности в электрических системах, связанных с автоматизацией, возникла необходимость в каком-то контроллере, который мог бы выполнять логику и делать все необходимое. Это привело к появлению систем ПЛК. Как вы знаете, для программирования ПЛК существует множество типов языков, и исходным языком является лестничный язык. Следует знать, что электрические схемы также помогают преобразовать ее в лестничную логику. В этом посте мы увидим, как преобразовать электрическую схему в программу ПЛК. Понимать электрическую схему Прежде всего, необходимо разобраться с электрической схемой. См. изображение ниже. Любая цепь имеет два конца – положительный и отрицательный. Ток начинается с положительного конца и течет через отрицательный конец. Между ними появляются электрические компоненты и устройства. Если вы обратитесь к изображению ниже, то увидите четыре компонента: кнопку запуска, кнопку остановки, вспомогательный контакт лампы и лампу. Питание начинается с положительного конца и поступает на вход кнопки пуска (НО контакт). Выход кнопки пуска поступает на вход кнопки остановки (размыкающий контакт). Выход кнопки остановки поступает на вход лампы. Выход лампы подключен к отрицательному концу питания. Параллельно кнопке запуска от входа кнопки к вспомогательному контакту лампы идет еще один провод. Выход этого контакта обратно соединен с выходом кнопки. При подаче питания и нажатии кнопки запуска лампа включится, поскольку она получит путь для тока. Теперь если кнопку отпустить, то лампа погаснет так как ей не попадает путь. Итак, чтобы зафиксировать его, мы размещаем контакт лампы параллельно, который будет удерживать путь подачи питания. При нажатии кнопки «стоп» путь электропитания прерывается и лампа гаснет. Преобразование схемы подключения в программу ПЛК Теперь, когда вы поняли схему подключения, начните интерпретировать ее таким же образом для программирования ПЛК. См. изображение ниже. Лестничная логика будет иметь два силовых конца – левый и правый. Левый эквивалент соответствует положительному концу мощности, а правый соответствует отрицательному концу мощности. Вам потребуются четыре компонента программирования ПЛК: кнопка запуска -> НО контакт, кнопка остановки -> НЗ контакт, лампа -> выходная катушка и НО контакт лампы. Сначала установите разомкнутый контакт кнопки запуска. Параллельно ему поставьте лампу на Н.О. контакт. После этого установите размыкающий контакт кнопки остановки. В конце поставьте лампу на Н.О. контакт. Работа будет такой же, как описано для схемы подключения. Вы видели, что один и тот же электрический рисунок был интерпретирован и преобразован в лестничную логику. Общие советы, которым следует следовать: 1. Поймите схему подключения входной и выходной мощности. Между ними посмотрите, какие компоненты где расположены и как они подключены. 2. В проводке определите входные и выходные части и отметьте их разными цветами. 3.Начните программирование, следуя схеме и разместив компоненты так же, как было выполнено подключение. 4.Запустите программу и посмотрите, как она работает. -
Управление несколькими насосами с помощью ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Напишите программу ПЛК для управления несколькими насосами с помощью программируемых логических контроллеров. У нас есть два входных насоса, используемых для наполнения резервуара. Убедитесь, что насосы работают одинаковое время в течение всего срока службы. Управление несколькими насосами с помощью ПЛК Логика программы: Разработайте программу лестничной логики в соответствии с логикой, приведенной ниже: Кнопка пуска/останова предназначена для управления двумя входными двигателями насосов P1 и P2. Кнопочная станция «Пуск/Стоп» используется для управления насосом P1. Когда бак заполнен, двигатель сливного насоса P3 запускается автоматически и работает до тех пор, пока не сработает датчик низкого уровня. После 3-х наполнений бака насосом Р1 управление автоматически переключается на насос Р2. Работа кнопки пуска/останова теперь управляет насосом P2. После 3-х наполнений бака насосом Р2 последовательность действий повторяется. Программа ПЛК: Описание программы: Ранг 0000: Пуск/Стоп PB фиксируется с помощью памяти B3:0/0. Ранг 0001: B3:0/0 включен для включения B3:0/1, который включает ВКЛЮЧЕНИЕ НАСОСА P1 (O:0/0), когда датчик низкого уровня (I:0/3) включается, а датчик высокого уровня (I: 0/2) находится в выключенном состоянии. B3:0/1 фиксируется датчиком низкого уровня, поскольку насос p1 не должен выключаться, как только вода начала подниматься. Ранг 0002: Контакты памяти используются для включения PUMP P1 (O:0/0) со счетчиком (C5:0). Поскольку мы собираемся переключить работу насоса с P1 на P2, для переключения между Pl и P2 используются два счетчика. Счетчик C5:1 используется для включения НАСОСА P2(O:0/2). Ранг 0003 и 0004: B3:0/0 включен для включения B3:0/2, который включает НАСОС P3(O:0/1), когда датчик высокого уровня (I:0/2) включается, а датчик низкого уровня (I: 0/3) находится в выключенном состоянии. B3:0/2 фиксируется датчиком высокого уровня, поскольку насос p3 не должен выключаться, как только вода начала уменьшаться. Ранг 0005: Когда насос 3 (O: 0/1) работает, включается датчик низкого уровня, который выключает насос p3 и включает насос P1 (O:0/0). Ранг 0006: Сброс обоих счетчиков выполняется после включения бита завершения второго счетчика (C5:1). Заключение: Мы можем использовать этот пример, чтобы понять логику программирования в ПЛК AB. -
Формула преобразования аналогового входа ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Для любого преобразования единиц измерения в любом ПЛК вы можете использовать четыре математические функции со следующей формулой преобразования аналогового входа ПЛК, которая предполагает целочисленные математические операции: Формула преобразования ПЛК Формулы: EU = ((EUSpan x (DATA – DataOffset))/DataSpan) + EUOffset ProcessValue = ЕС/ФАКТОР DataOffset = данные во входном регистре при токе 4 мА (или нулевой аналоговый сигнал любого диапазона – например, 0 В постоянного тока на передатчике 0–10 В постоянного тока) DataSPan = Данные при 20 мА – Данные при 4 мА ФАКТОР = произвольный коэффициент (кратный 10), необходимый для получения надлежащего разрешения и точности. ЕС = Инженерные единицы x ФАКТОР EUOffset = Технические единицы @ 4 мА x ФАКТОР EUSpan = (Инженерные единицы при 20 мА – Технические единицы при 4 мА) x ФАКТОР ДАННЫЕ = фактическое чтение данных во входном регистре. Например, Датчик давления с диапазоном от 0 до 60 фунтов на квадратный дюйм, ман., подключен к плате аналогового входа ПЛК. Необработанный счетчик карты аналогового входа ПЛК начинается с 6240 для 4 мА и 31 208 для 20 мА. ПЛК считывает 18975 необработанных данных и рассчитывает эквивалентные показания датчика давления. Примечание. Необработанные значения ПЛК могут различаться в зависимости от системы. 0–60 фунтов на квадратный дюйм в диапазоне 4–20 мА с разрешением 0,1 фунтов на квадратный дюйм: ман. ФАКТОР = 10 Данные при 4 мА = 6240 Данные при 20 мА = 31208 Смещение Данных = 6240 DataSpan = 31208 – 6240 = 24968 EUOffset = 0 x 10 = 0 EUSpan = (60 – 0) x 10 = 600 ДАННЫЕ = 18975 EU = ((EUSpan x (DATA – DataOffset))/DataSpan) + EUOffset ЕС = ((600 х (18975 – 6240)) / 24968) + 0 = 306 ProcessValue = ЕС/ФАКТОР Значение процесса = 306/10 = 30,6 фунтов на квадратный дюйм, ман. -
Методы подключения аналоговых сигналов ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
В отличие от дискретно-цифровой схемы (вкл./выкл.), аналоговые сигналы изменяются в диапазоне напряжения или тока. Если взять тот же сосуд, описанный ранее в примере с цифровой проводкой, как изменится проводка, если мы заменим переключатель датчиком уровня? Методы подключения аналоговых сигналов ПЛК На рисунке ниже показана та же панель автоматического выключателя, но теперь она питается от источника постоянного тока. Источник питания может находиться в отдельном шкафу или в распределительной панели. В любом случае мощность постоянного тока распределяется на распределительном щите. Один предохранитель может питать несколько цепей, или каждая цепь может быть защищена предохранителями. На положительную клемму передатчика подается +24 В постоянного тока. Токовый сигнал 4–20 мА поступает с клеммы (-) передатчика на ПЛК. Кабель представляет собой витую пару и экранирован. Сигнальный кабель пронумерован по номеру передатчика, а провода внутри пронумерованы для предоставления информации об источнике питания. Экран подключается к распределительной панели, где все экраны собираются и подключаются к заземляющему наконечнику, изолированному от шкафа. Примечание. Необходимо следить за тем, чтобы экран был заземлен только в одной точке. Экраны, заземленные более чем в одной точке, могут создавать в сигнале большие шумовые всплески. Это состояние называется контуром заземления, и его может быть очень сложно изолировать, поскольку проблема носит периодический характер. «Тихое» заземление следует использовать для заземления всех экранов в одной точке. «Тихое» заземление — это заземление, которое либо подключено к специальной триаде заземления, либо подключено к центральному отводу изолирующего трансформатора. Шумным заземлением будет то, которое физически расположено далеко от трансформатора, а также то, которое обслуживает двигатели, фонари или другие шумные объекты. Это базовая двухпроводная схема аналогового входа. Ниже приводится некоторая конкретная информация о различных аналоговых возможностях: а. Защита цепи (предохранители) Аналоговые цепи всегда имеют низкое напряжение, обычно 24 В постоянного тока. В результате для безопасности персонала не требуется соединение отдельных аналоговых цепей. Кроме того, большинство аналоговых модулей ввода-вывода имеют встроенные схемы ограничения тока. Таким образом, для защиты модулей обычно не требуется плавкий предохранитель. Если эти два условия верны (и разработчик должен подтвердить это у производителя), то при желании можно избежать поточечного плавления. Если проектировщик желает сэкономить деньги, не объединяя каждую точку, следует рассмотреть возможность группировки цепей в зоны контроля повреждений. Например, если есть пара насосов, основной и резервный, приборы для них должны быть в отдельных группах предохранителей, чтобы один перегоревший предохранитель не вывел их обоих из строя. Дополнительные сведения см. в разделе Разделение ввода-вывода в указателе. б. Шумоустойчивость Аналоговые схемы чувствительны к электронному шуму. Если, например, аналоговый кабель пролегает рядом с высоковольтным кабелем двигателя, то кабель аналогового сигнала будет действовать как антенна, улавливая магнитно-связанный шум, создаваемый двигателем. Существуют и другие источники шума, такие как радиочастотное (РЧ) излучение рации. Шум в кабеле аналогового сигнала может вызвать ошибки в считывании значения сигнала, что, в свою очередь, может вызвать множество проблем в системе управления. Некоторые способы снижения шума включают в себя: • Кабели «витая пара»: Электронный шум можно значительно снизить за счет использования кабеля витой пары. Большинство приборов используют два провода для передачи сигналов. Ток течет к устройству по одному проводу и обратно от устройства по другому. Если эти провода скручены, то наведенный шум будет почти одинаковым в каждом проводе. Величина индуцированного тока одинакова в каждом проводнике, но он течет в противоположных направлениях, тем самым подавляя большую часть шума. • Экранирование: Еще одним усовершенствованием подавления помех является экранирование, т. е. использование заземленной оплетки или экрана из фольги вокруг проводников. Как упоминалось ранее, экран никогда не следует заземлять более чем в одном месте, чтобы избежать контуров заземления. Большинство производителей приборов рекомендуют заземлять экран полевого прибора. Однако лучше всего это сделать на распределительной панели. Проще проверять и управлять основаниями, если они находятся в одном месте. Кроме того, в этот момент можно обеспечить хорошее заземление. • Кабелепровод: Последним усовершенствованием в области подавления шума является заземленный металлический кабелепровод. Это требуется редко, за исключением кабелей передачи данных и особо ответственных цепей. в. Температурный детектор сопротивления (RTD) RTD состоит из специального куска провода, электрическое сопротивление которого изменяется предсказуемым образом, когда провод подвергается воздействию различных температур. Сегодня предпочтительным материалом является платина сопротивлением 100 Ом, хотя иногда используются и другие типы, например медь сопротивлением 10 Ом. Для платинового термометра сопротивления номинал составляет 100 Ом при 0°C. Изменения сопротивления в зависимости от температуры очень малы, вызывая изменения напряжения в диапазоне милливольт. ТПС подключаются к мостовой схеме Уитстона, которая настроена на РДТ. Но эта настройка происходит на стенде. А как насчет полевой среды? Мы уже обсуждали трудности с затуханием линии, присущие милливольтовым сигналам (глава 4). Эта проблема решается в схеме RTD за счет использования одного или двух сенсорных входов. Эти входы помогают свести на нет влияние потерь в меди из-за длинных линий и изменений температуры вдоль них и представляют собой дополнительные провода, которые должны быть включены в кабель RTD, отсюда и термины «трехпроводные» и «четырехпроводные RTD». д. Термопара Как мы уже говорили, термопара использует электродвижущую силу (ЭДС), возникающую в результате изменений температуры, воздействующих на два разнородных металла, ламинированных вместе. Эта ЭДС проявляется как сигнал милливольт (постоянный ток). Когда соединяются определенные комбинации этих разнородных металлов, получается предсказуемая кривая зависимости температуры от напряжения при изменении температуры на соединении. Сигнал измеряется на открытом конце двух проводов, а для преобразования напряжения в инженерные единицы используется шкала милливольт на градус. Таким образом, термопара представляет собой двухпроводное устройство. Он чувствителен к излучаемому и наведенному шуму, поэтому его обычно размещают в экранированном кабеле, если его протянуть на очень большое расстояние. Сигнал термопары также подвержен ухудшению из-за потерь в линии, поэтому желательно минимизировать длину кабеля. Кроме того, важно использовать правильный удлинитель. Термопара обычно поставляется с коротким кабелем, к которому необходимо подсоединить удлинительный провод. Если для передачи сигнала на ПЛК используется провод из другого материала, например медь, создается ложный «холодный спай», вызывающий обратную ЭДС, которая частично нейтрализует сигнал. Поэтому следует использовать соответствующий удлинительный провод или установить между медной проводкой и проводкой термопары устройство, называемое компенсатором холодного спая или эталоном точки замерзания. Модули ввода/вывода термопар уже имеют встроенную компенсацию холодного спая, поэтому необходимо использовать соответствующий удлинительный провод для термопары. Конкретные типы термопар имеют разные температурные характеристики. Термопара типа J образуется путем соединения железной проволоки с константановой проволокой. Эта конфигурация обеспечивает относительно линейную кривую в диапазоне от 0 до 750°C.8 Термопара типа K имеет никель-хромовую проволоку, соединенную с никель-алюминиевой проволокой, иногда называемой хромель/алюмель. Термопара типа K охватывает полезный диапазон температур от -200 до 1250°C. Другие комбинации дают разные кривые отклика. е. 0–10 милливольт (мВ) аналоговый Аналоговые сигналы сначала генерировались путем модуляции напряжения. Раньше передатчик генерировал слабый сигнал, который нужно было уловить, а затем отфильтровать и усилить, чтобы его можно было использовать для перемещения ручки на самописце или иглы на манометре. Ахиллесова пята милливольтового сигнала — его восприимчивость к электрическим шумам. Проблема соотношения сигнал/шум возрастает в зависимости от длины кабеля. Поэтому передатчик должен был находиться в непосредственной близости от индикатора или самописца. Сегодня милливольтовые сигналы, как правило, подаются на преобразователи, которые преобразуют слабый сигнал в ток или в другие среды (например, значения цифровых данных), менее чувствительные к шуму и потерям в децибелах (дБ), прежде чем покинуть пределы чувствительного элемента. Однако некоторые регистраторы и системы сбора данных по-прежнему работают на милливольтовом сигнале. ф. 4–20 миллиампер (мА) аналоговый Стремление преодолеть недостатки линейного затухания милливольтового сигнала привело к разработке токовой петли 4–20 мА. Благодаря значительному увеличению производительности этот метод передачи аналоговых сигналов быстро стал отраслевым стандартом. Большинство полевых приборов, представленных на рынке, имеют чувствительный элемент (датчик) и передающий элемент. Передатчик настроен на датчик, который может выдавать любой тип сигнала: от частотно-модулированного аналога до милливольт постоянного тока. Какой бы ни была форма сигнала, передатчик интерпретирует его и преобразует в выходной ток от 4 до 20 мА, который в этом диапазоне пропорционален по величине входному току. Процесс настройки выхода на вход называется масштабированием. Таким образом, передатчик становится так называемым источником переменного тока. Точно так же, как аккумулятор, как источник напряжения, пытается поддерживать постоянное напряжение независимо от величины приложенной к нему нагрузки, источник тока пытается поддерживать постоянный ток (для данного входного сигнала) независимо от нагрузки. Поскольку ток является общим во всех точках последовательной цепи, проблема длины кабеля, отмеченная как проблема с милливольтовым сигналом, сводится на нет. Конечно, способность устройства пропускать постоянный ток через цепь можно преодолеть, если приложить достаточную нагрузку. Поэтому проектировщик должен знать, сколько энергии способен произвести источник тока. Как правило, современные приборы способны поддерживать ток 20 мА при сопротивлении цепи 1000 Ом. Поскольку типовой прибор имеет входное сопротивление не более 250 Ом, можно питать несколько приборов от одного источника тока без необходимости использования изолятора. Например, один передатчик должен иметь возможность передавать свой сигнал на ПЛК, самописец и сумматор при стоимости 750 Ом плюс сопротивление линии. Это все равно должно находиться в зоне комфорта типичного передатчика. Примечание. На рынке все еще существуют приборы с номиналом 600 Ом, поэтому проектировщику следует всегда проверять его, когда рассматривается сложная схема. Чтобы определить энергию, доступную для схемы, разработчик должен иметь возможность идентифицировать поставщика этой энергии. Эта задача иногда не так проста, как может показаться, и ответ на вопрос сильно повлияет на схему подключения схемы. Существует два основных типа аналоговых схем, описанных с точки зрения передатчика. Двухпроводные передатчики считаются пассивными устройствами, поглощающими ток, а четырехпроводные передатчики — активными устройствами, генерирующими ток. На рисунке ниже изображены три датчика температуры, каждый из которых подключен к разным точкам ввода-вывода одного и того же модуля ПЛК. Один передатчик имеет прямое питание (т. е. четырехпроводное), а остальные - косвенное (т. е. двухпроводное). Каждый передатчик подключен к устройству управления — в данном случае к входу ПЛК. С точки зрения ПЛК, все токовые входы 4–20 мА на самом деле являются входами напряжения. Резисторы, предоставленные пользователем внешние, как показано здесь, или внутренние, используются для преобразования тока в напряжение. Сами компьютерные точки фактически представляют собой вольтметры с высоким сопротивлением, что обеспечивает им превосходную изоляцию от полевых устройств и минимизирует дополнительную нагрузку на входную цепь. Точки ввода-вывода на ПЛК показаны с внутренним питанием, доступным для каждой точки, поэтому модуль может быть источником напряжения для контура. Ниже приводится подробный комментарий к различиям между двухпроводными и четырехпроводными устройствами: 1. Четырехпроводная схема Как показано ниже, четырехпроводный передатчик — это тот, который обеспечивает энергию для питания контура и генерации модулированного по току сигнала. Например, большинство датчиков уровня являются четырехпроводными устройствами. Четырехпроводные устройства помимо сигнальных соединений всегда имеют силовые соединения. Однако не все такие передатчики с питанием являются четырехпроводными. Если выход питаемого передатчика отмечен как пассивный, то с точки зрения сигнальной цепи устройство можно рассматривать как двухпроводное устройство. Большинство записывающих устройств имеют внешнее питание, но являются пассивными в схеме. В этих случаях внешнее питание предназначено только для внутренней электроники устройства. Сигнальная цепь изолирована от этого источника питания. Обратите внимание, что рекордер, показанный на нижней схеме, представляет собой пассивное устройство с питанием. 2. Двухпроводная схема. Говорят, что двухпроводное устройство имеет питание по контуру. Это означает, что устройство функционирует, поглощая энергию, необходимую для генерации сигнала из токовой петли. Это также называется «токовым опусканием». Эта номенклатура может немного сбивать с толку, поскольку передатчик, потребляющий ток, по-прежнему остается источником сигнала для схемы. Питание для токового контура подается в другом месте. Передатчик, классифицированный как двухпроводной, обычно должен быть первым устройством в цепи по протеканию тока. Другими словами, положительная клемма передатчика должна быть напрямую подключена к положительной клемме источника напряжения. Источником напряжения обычно является источник питания 24 В постоянного тока. (а) Двухпроводные схемы с автономным источником питания На рисунке выше точка ввода-вывода ПЛК 2 изображает двухпроводную цепь с внешним источником питания постоянного тока. Обратите внимание, что провода должны быть свернуты (в соответствии с полярностью) в ПЛК, чтобы обеспечить правильную полярность в точке ввода-вывода. Это связано с тем, что поток тока теперь обратный по сравнению с предыдущим примером, поскольку передатчик должен стать первой нагрузкой в контуре, а не быть источником энергии для контура. (б) Двухпроводные схемы с внутренним источником питания ПЛК Большинство современных систем ПЛК способны сами генерировать контурный ток, просто подключив положительный вывод передатчика к другому выводу ПЛК. Отрицательный вывод передатчика затем подсоединяется к положительному выводу точки ввода-вывода, а отрицательный вывод точки ввода-вывода подключается к общему проводу постоянного тока системы ПЛК. Это показано на примере точки ввода-вывода 3. В этом примере в цикл добавлен рекордер. -
Методы подключения цифровых сигналов ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
На технологическом предприятии управление включением/выключением осуществляется через ПЛК или РСУ. На рисунке ниже представлен обзор одной дискретной/цифровой (вкл./выкл.) схемы, показывающий весь процесс от источника питания через датчик до ПЛК. Методы подключения цифровых сигналов ПЛК На рисунке выше реле уровня установлено на резервуаре. Переключатель контролируется модулем цифрового ввода ПЛК. Питание цепи осуществляется через автоматический выключатель (CB2) на панели питания прибора. Основное питание подается на распределительную панель, где питание разделяется на несколько цепей с предохранителями. Предохранитель 03FU является главным размыкающим предохранителем, а остальные предохранители являются распределительными. Предохранитель 06FU питает нашу цепь. Горячий (электрически находящийся) провод 06A подается в распределительную коробку (FJB) как один провод в многожильном кабеле. Этот кабель, иногда называемый хоумраном или основным кабелем, разводится в полевой распределительной коробке (FJB), где, в этом примере, два неэкранированных кабеля витой пары подводятся к конечному устройству LSH-47. В результате остается один запасной проводник. Горячий провод 06A попадает на клемму + контакта формы A и перемыкается на клемму H для подачи питания на электронику реле уровня. Номер провода на контакте реле изменится на 06B. Этот провод передает сигнал обратно на FJB, откуда сигнал передается обратно в оконечный шкаф через многожильный кабель. Там сигнал и нейтраль соединяются и передаются в модуль ПЛК. Обратите внимание, что обратный нейтральный провод, обозначенный 02N (поскольку это обратный провод для CB2), подведен к ПЛК и реле уровня. ПРИМЕЧАНИЕ. При подключении к системе ПЛК всегда рекомендуется использовать витую пару. Кабели витой пары обладают превосходной помехозащищенностью, что особенно полезно при подключении к нагрузкам с высоким импедансом, например, в модулях ввода-вывода ПЛК/РСУ. Нагрузка с высоким импедансом может быть особенно чувствительна к шуму, поскольку сопутствующий ток очень мал, а объем фактической работы минимален. Вот и все, в двух словах. Ниже приводится комментарий по вопросам подключения, связанным с проводкой сигналов ПЛК/РСУ. а. Поглощение и поиск Термины сток и источник используются для описания того, как конкретный компонент схемы связан с потоком мощности. Эти термины на самом деле пришли из времен транзисторной логики. В этом обсуждении транзистор можно рассматривать как простой переключатель (рисунок ниже). DC (+) — положительная клемма постоянного тока, DCC — общая клемма постоянного тока. Транзистору этого типа требуется небольшое сопротивление на коллекторе (верхняя сторона) для ограничения тока. В примере случая 1: резистор на месте, нагрузка включена последовательно с эмиттером транзистора. Когда транзистор проводит ток, ток течет через резистор, транзистор, а затем через нагрузку. Эта схема не использовалась очень часто, поскольку ток распределяется по внутренней схеме, в результате чего остается меньше мощности для управления нагрузкой и повышения температуры в модуле ввода-вывода. Случай 2 Это обеспечивает более типичную схему источника, в которой выход ПЛК при отключении переключает ток полной нагрузки для управления нагрузкой. Когда выход включается, транзистор проводит ток, вызывая шунтирование большей части тока через него, вызывая голодание нагрузки и тем самым обесточивая ее. Недостатком этой конфигурации является то, что небольшой ток утечки будет продолжать присутствовать в нагрузке, поскольку определенная величина тока будет продолжать направляться через нагрузку, хотя обычно этого недостаточно, чтобы заставить нагрузку оставаться под напряжением. Однако при поиске неисправностей на обесточенной нагрузке будет обнаружено небольшое напряжение. В примере случая 3: Нагрузка — коллекторный резистор. Когда транзистор проводит ток, на нагрузку подается напряжение. С точки зрения электроники платы это лучшая конфигурация, поскольку большая часть тепла рассеивается нагрузкой. Недостатком этой конфигурации является то, что «переключение нейтрали» противоречит здравому смыслу и может быть небезопасным, поскольку полное напряжение присутствует как на положительной, так и на отрицательной клемме нагрузки, когда она обесточена. По этим причинам вариант 2 превратился в наиболее распространенную конфигурацию вывода. Эту концепцию стока/источника можно распространить на любую схему. б. Защита цепи (предохранители) Большинство модулей ввода/вывода имеют внутренние предохранители. Однако для пользователя это не так уж много значит. Хотя внутренний предохранитель ограничивает повреждение самого модуля, в большинстве случаев модуль все равно необходимо отправить на завод для ремонта. Таким образом, конечный результат для пользователя один и тот же — сломанный модуль. В результате рекомендуется добавлять к каждой точке ввода-вывода внешние предохранители с номиналом чуть ниже номинала предохранителя на печатной плате модуля. Хотя это ограничивает размер нагрузки, которая может управляться непосредственно модулем, внутренний предохранитель и модуль защищены. Внимание: Если дискретные выходы с внутренними предохранителями встроены в цепи блокировки или если они находятся в цепях, которые зависят от нормально замкнутых контактов для инициирования мер безопасности, то следует использовать другой тип модуля без предохранителей. Или можно использовать промежуточные реле. Точка ввода-вывода может работать нормально (например, замыкать ее контакты и сообщать программе, что она их закрыла), но при этом не передавать питание из-за перегоревшего внутреннего предохранителя. в. Цепи цифрового входа (DI) Модули цифрового ввода (DI) постоянно сканируют свои входные точки на наличие или отсутствие напряжения. Если напряжение присутствует, в ячейку памяти записывается 1. Если напряжение отсутствует, там пишется 0. Требуемый тип и величина напряжения — два фактора, которые отличают один модуль DI от другого. Большинство точек цифрового входа имеют высокий импеданс, что сводит к минимуму величину потребляемого тока и поэтому оказывает относительно незначительное влияние на систему распределения электроэнергии. Каждую точку цифрового входа можно рассматривать как лампочку, которая либо включена, либо выключена. Модули DI могут быть электрически изолированы между точками или сгруппированы посредством внутренней шины ввода-вывода. Большинство модулей сегодня сгруппированы, поскольку группировка обеспечивает более высокую плотность. Как мы видели, плотность точек до 32 точек на модуль является обычным явлением в сгруппированной конфигурации. На рисунке ниже показаны два разных модуля DI. Первый модуль обеспечивает внутреннюю шину цепи постоянного тока (+). Затем точка ввода-вывода передает питание на полевое устройство. Этот тип модуля называется модулем поиска. Эта конфигурация необычна. Переключение общей стороны в поле обычно не производится. Если модуль подключает внутреннюю шину к общей стороне цепи постоянного тока, то модуль считается принимающим модулем. Точка ввода-вывода завершает путь к общему разъему постоянного тока. Эта конфигурация используется в подавляющем большинстве случаев, поскольку она позволяет индивидуально защитить каждую точку ввода-вывода рядом с источником питания перед подачей питания на полевое устройство. В любом случае ток течет в одном и том же направлении через переключатель, монтируемый на месте эксплуатации. д. Цепи цифрового выхода (DO) Контакты реле считаются устройствами вывода, поскольку они заставляют другие устройства реагировать при изменении своего состояния. Цифровые выходы ПЛК можно рассматривать как контакты реле. Во многих случаях это именно то, что они есть. В других случаях переключающий элемент может быть каким-либо полупроводниковым устройством. Даже в этом случае аналогия с реле работает до тех пор, пока проектировщик не забывает учитывать ток утечки. Модули DO включают и выключают напряжение, чтобы заставить внешнее устройство изменить состояние. Эти модули бывают «изолированными» или «неизолированными». Если модуль неизолирован, то он либо потребляет, либо потребляет. 1. Изолированные цепи дискретного выхода. Изолированная схема DO — это схема, в которой источник питания может быть изолирован между точками ввода-вывода. Источник не подключен к внутренней шине. Стоимость — два терминала на точку, поэтому это дорого. Существует три источника влажной энергии: точки 1, 2, 4, 5 и 6 изолированы от точки 3 и точек 7 и 8. В этом примере переменный ток подается в точку 3, а сигналы постоянного тока подаются в остальные точки. Это демонстрирует возможности. На практике рекомендуется разделять сигналы переменного и постоянного тока, если это вообще возможно. 2. Неизолированные цифровые цепи. Как и в случае с модулем DI PLC, плотность точек является важной особенностью модулей DO. Как видно из изолированного модуля на рисунке, за изоляцию приходится платить. Модуль с 16 клеммами имеет плотность точек всего восемь, поскольку на каждую точку требуется две клеммы. За счет внутренней шины можно значительно улучшить плотность точек. Однако в результате получается неизолированный модуль, налагающий ограничения на разработчика. Источниками питания необходимо управлять. В большинстве случаев это не является проблемой, поскольку возможно расширение мощности ввода-вывода ПЛК на полевое устройство. Однако если полевое устройство должно подавать собственный сигнал, то в цепь необходимо добавить промежуточное реле для обеспечения изоляции. На рисунке выше показаны два разных модуля цифрового вывода. Первый обеспечивает внутреннюю шину стороны постоянного тока (+) схемы. Затем точка ввода-вывода обеспечивает путь к питанию, превращая ее в модуль источника. Если модуль подключается к общей стороне цепи постоянного тока, как показано на рисунке выше, пример 1, то модуль считается принимающим модулем. Точка ввода-вывода завершает путь к общему. Этот тип модуля сегодня используется редко из-за переключения на общей стороне. Пример 2 гораздо более распространен, поскольку в нем коммутационное действие опережает нагрузку с точки зрения протекания тока. -
Отображение памяти ПЛК и адресация ввода-вывода
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Один мудрый программист ПЛК однажды сказал мне, что первое, что любой начинающий программист должен узнать о ПЛК, который он собирается запрограммировать, — это то, как организована цифровая память этого ПЛК. Это мудрый совет для любого программиста, особенно в системах, где память ограничена и/или где ввод-вывод имеет фиксированную связь с определенными местами в памяти системы. Практически каждая система управления на базе микропроцессора поставляется с опубликованной картой памяти, показывающей организацию ее ограниченной памяти: сколько доступно для определенных функций, какие адреса связаны с какими точками ввода-вывода, на какие разные места в памяти должны ссылаться программист. Каналы дискретного ввода и вывода ПЛК соответствуют отдельным битам в массиве памяти ПЛК. Аналогично, каналы аналогового ввода и вывода в ПЛК соответствуют многобитовым словам (непрерывным блокам битов) в памяти ПЛК. Связь между точками ввода-вывода и ячейками памяти ни в коем случае не стандартизирована между разными производителями ПЛК или даже между разными моделями ПЛК, разработанными одним и тем же производителем. Это затрудняет написание общего руководства по адресации ПЛК, поэтому мой главный совет — обратиться к инженерным справочникам по системе ПЛК, которую вы собираетесь программировать. Наиболее распространенной маркой ПЛК является Allen-Bradley (Rockwell), в которой используется уникальная форма адресации ввода-вывода (примечание 1), что обычно сбивает студентов с толку. По этим двум причинам (популярность и путаница) большую часть этого раздела я сосредоточусь на правилах обращения Аллена-Брэдли. Примечание 1. В большинстве современных ПЛК Allen-Bradley практически отказались от адресации ввода-вывода с фиксированным местоположением, вместо этого выбрав адресацию ввода-вывода на основе имени тега. Однако в промышленности все еще существует достаточно устаревших систем ПЛК Allen-Bradley, чтобы гарантировать соблюдение этих соглашений об адресации. Карта памяти ПЛК В следующей таблице показана частичная карта памяти для ПЛК Allen-Bradley SLC 500. Карта памяти также называется таблицей данных. Эта карта показывает адресацию областей памяти, зарезервированных для программ, введенных пользователем. В процессоре SLC 500 существуют и другие области памяти, но эти области недоступны техническим специалистам, пишущим программы ПЛК. Обратите внимание, что использование Алленом-Брэдли слова «файл» отличается от языка персональных компьютеров. В контроллере SLC 500 «файл» — это блок оперативной памяти, используемый для хранения данных определенного типа. Напротив, «файл» на персональном компьютере представляет собой непрерывный набор битов данных, имеющих коллективное значение (например, файл текстового редактора или файл электронной таблицы), обычно хранящийся на жестком диске компьютера. В каждом из «файлов» ПЛК Allen-Bradley имеется несколько «элементов», каждый элемент состоит из набора битов (8, 16, 24 или 32), представляющих данные. Элементы адресуются по номеру, следующему через двоеточие после обозначения файла, а отдельные биты внутри каждого элемента адресуются по номеру, следующему за косой чертой. Например, первый бит (бит 0) второго элемента в файле 3 (двоичный) будет адресоваться как B3:2/0. В ПЛК Allen-Bradley, таких как модели SLC 500 и PLC-5, файлы 0, 1 и 2 зарезервированы исключительно для дискретных выходов, дискретных входов и битов состояния соответственно. Таким образом, буквенные обозначения O, I и S (типы файлов) избыточны по сравнению с числами 0, 1 и 2 (номера файлов). Другие типы файлов, такие как B (двоичные), T (таймеры), C (счетчики) и другие, имеют свои собственные номера файлов по умолчанию (3, 4 и 5 соответственно), но также могут использоваться в некоторых пользовательских файлах. определенные номера файлов (10 и выше). Например, файл 7 в контроллере Allen-Bradley зарезервирован для данных «целочисленного» типа (N), но целочисленные данные также могут храниться в любом файле с номером 10 или выше по усмотрению пользователя. Таким образом, номера файлов и буквы типов файлов для типов данных, отличных от выходного (O), входного (I) и статуса (S), всегда отображаются вместе. Обычно вы не увидите целочисленное слово, адресованное, например, как N:30 (целочисленное слово 30 в памяти ПЛК), а скорее как N7:30 (целочисленное слово 30 в файле 7 памяти ПЛК), чтобы отличить его от другого целочисленного слова. 30, которые могут существовать в других файлах памяти ПЛК. Эта файловая нотация адресации требует дальнейшего пояснения. Когда адрес появляется в программе ПЛК, для отделения (или «ограничения») различных полей друг от друга используются специальные символы. Общая схема ПЛК Allen-Bradley SLC 500 показана здесь: Не для всех типов файлов требуется различать отдельные слова и биты. Например, целочисленные файлы (N) состоят из одного 16-битного слова для каждого элемента. Например, N7:5 будет 16-битным целым словом номер пять, хранящимся в седьмом файле. Однако тип дискретного входного файла (I) должен рассматриваться как отдельные биты, поскольку каждая отдельная точка ввода-вывода относится к одному биту. Таким образом, I:3/7 будет битом номер семь, находящимся во входном элементе три. Символ косой черты необходим при адресации дискретных битов ввода-вывода, поскольку мы не хотим ссылаться на все шестнадцать битов в слове, когда имеем в виду только одну точку входа или выхода ПЛК. Целые числа, напротив, представляют собой наборы по 16 бит каждый в карте памяти SLC 500, поэтому обычно к ним обращаются как к целым словам, а не побитно. Некоторые типы файлов, такие как таймеры, более сложны. Каждый «элемент» таймера состоит из двух разных 16-битных слов (одно для накопленного значения таймера, другое для целевого значения таймера) в дополнение не менее чем к трем битам, объявляющим состояние таймера (бит «Включен», бит «Время» и бит «Готово»). Таким образом, мы должны использовать как десятичную точку, так и косую черту при обращении к данным внутри таймера. Предположим, мы объявили в нашей программе ПЛК таймер с адресом T4:2, который будет таймером номер два, содержащимся в четвертом файле таймеров. Если бы мы хотели обратиться к текущему значению этого таймера, мы бы сделали это как T4:2.ACC (слово «Аккумулятор» таймера номер два в четвертом файле). Бит «Готово» того же таймера будет иметь адрес T4:2/DN (бит «Готово» второго таймера в четвертом файле). Отличительной чертой схемы адресации SLC 500, общей для многих устаревших систем ПЛК, является то, что метки адреса для входных и выходных битов явно ссылаются на физическое расположение каналов ввода-вывода. Например, если 8-канальная плата дискретного ввода вставлена в слот 4 ПЛК Allen Bradley SLC 500, и вы хотите указать второй бит (бит 1 из диапазона от 0 до 7), вы должны адресовать его с помощью следующая этикетка: I:4/1. Для обращения к седьмому биту (бит номер 6) на карте дискретного вывода, подключенной к слоту 3, потребуется метка O:3/6. В любом случае числовая структура этой метки точно указывает, где реальный входной сигнал подключается к ПЛК. Пример отображения памяти ПЛК Чтобы проиллюстрировать взаимосвязь между физическим вводом-выводом и битами в памяти ПЛК, рассмотрим этот пример ПЛК Allen-Bradley SLC 500, показывающий, что один из его дискретных входных каналов находится под напряжением (переключатель используется в качестве «пускового» переключателя для электрического мотор): Если карта ввода или вывода имеет более 16 бит – как в случае с 32-битной платой дискретного вывода, показанной в слоте 3 примера стойки SLC 500 – схема адресации далее подразделяет каждый элемент на слова и биты (каждое «слово» »имеет длину 16 бит). Таким образом, адрес бита номер 27 32-битного модуля ввода, подключенного к слоту 3, будет I:3.1/11 (поскольку бит 27 эквивалентен биту 11 слова 1 – слово 0 адресует биты с 0 по 15 и слово 1 адресует биты с 16 по 31): На фотографии крупным планом 32-битной платы ввода постоянного тока для системы ПЛК Allen-Bradley SLC 500 показана такая многословная адресация: Первые шестнадцать входных точек на этой плате (левая группа светодиодов с номерами от 0 до 15) имеют адреса от I:X.0/0 до I:X.0/15, где «X» относится к номеру слота, в котором находится карта. подключен в. Следующие шестнадцать входных точек (правая группа светодиодов с номерами от 16 до 31) имеют адреса от I:X.1/0 до I:X.1/15. Устаревшие системы ПЛК обычно обозначают каждый из каналов ввода-вывода такими метками, как «I:1/3» (или эквивалентными), указывающими фактическое расположение клеммы входного канала на блоке ПЛК. Стандарт программирования IEC 61131-3 называет эту канальную адресацию точек данных ввода-вывода прямой адресацией. Синонимом прямой адресации является абсолютная адресация. Адресация битов ввода-вывода непосредственно по меткам их карт, слотов и/или клемм может показаться простой и элегантной, но становится очень обременительной для больших систем ПЛК и сложных программ. Каждый раз, когда техник или программист просматривает программу, он должен «перевести» каждую из этих меток ввода-вывода на какое-либо реальное устройство (например, «Вход I:1/3 на самом деле является кнопкой запуска двигателя смесителя средней емкости). »), чтобы понять функцию этого бита. Более поздней попыткой повысить ясность программирования ПЛК стала концепция адресации переменных в памяти ПЛК с помощью произвольных имен, а не фиксированных кодов. Стандарт программирования IEC 61131-3 называет это символической адресацией в отличие от «прямой» (на основе канала) адресации, что позволяет программистам произвольно называть каналы ввода-вывода способами, которые имеют смысл для системы в целом. Если использовать наш простой пример переключателя «Пуск» двигателя, то теперь программист может назначить вход I:1/3 (пример прямого адреса) как «Выключатель запуска двигателя» (пример символического адреса) внутри программы, что значительно повышает читаемость программы ПЛК. Первоначальные реализации этой концепции поддерживали прямые адреса для точек ввода-вывода, при этом символические имена появлялись как дополнения к абсолютным адресам. Современная тенденция в адресации ПЛК заключается в том, чтобы вообще избегать использования прямых адресов, таких как I:1/3, чтобы они не появлялись нигде в программном коде. Серия программируемых логических контроллеров Allen-Bradley «Logix» является наиболее ярким примером этой новой конвенции на момент написания этой статьи. Каждой точке ввода-вывода, независимо от типа или физического местоположения, присваивается имя тега, имеющее смысл в реальном мире, и эти имена тегов (или символы, как их альтернативно называют) привязаны к абсолютным местоположениям каналов ввода-вывода. по файлу базы данных. Важным требованием к именам тегов является отсутствие пробелов между словами (например, вместо «Выключатель запуска двигателя» в имени тега должны использоваться дефисы или знаки подчеркивания в качестве пробелов: «Выключатель запуска двигателя»), поскольку обычно предполагаются пробелы. языками программирования в качестве разделителей (разделителей между разными переменными). Введя нотацию адресации Аллена-Брэдли для ПЛК модели SLC 500, я теперь откажусь от нее в пользу современного соглашения о символической адресации в остальных статьях, чтобы избежать привязки примеров программирования к конкретной марке или модели. Каждая точка данных в моих программах ПЛК будет иметь собственное имя тега, а не метку прямого (на основе канала) адреса. -
Соглашения об именах тегов ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
При разработке логики ПЛК вам необходимо позаботиться об именах, которые вы присваиваете тегам. Он должен быть легко понятен и интерпретирован любым программистом. Оно не должно быть ни слишком длинным, ни слишком коротким. Соглашение об именах важно, поскольку неправильное присвоение тегов может вызвать у программистов проблемы при устранении неполадок. Кроме того, присвоение длинных имен приведет к использованию памяти ПЛК. Таким образом, каждый программист должен следовать правилам именования перед написанием программы ПЛК. В этом посте мы рассмотрим концепцию соглашений об именах тегов ПЛК. Соглашения об именах тегов ПЛК Прежде всего, давайте поймем, какую важную роль в программировании ПЛК играет соглашение об именовании тегов. У вас есть двигатель с командой запуска и обратной связью по запуску в качестве ввода-вывода ПЛК. Двигатель расположен в воздуходувной камере и используется в качестве воздушного компрессора. Имя тега двигателя в P&ID — M-101. Теперь для программиста ПЛК важно определить местоположение тега. Итак, существует два типа мышления, которые обычно определяют программиста ПЛК. Первый попытается дать как можно больше информации в имени тега; поэтому он может назвать команду запуска двигателя M101_Compressor_Run_Command. Второй попытается дать имя Q_M101_Comp. Второй вариант мышления выглядит очень ясным, поскольку он дает короткие имена и сохраняет их длину как можно меньше. Именно по этой причине присвоение имени тегу ПЛК важно, поскольку оно освобождает программиста от чтения таких длинных тегов в ситуациях, когда требуется срочное устранение неполадок. (Следует отметить, что в именах тегов ПЛК не допускается никаких специальных символов, кроме подчеркивания (_)). Имя тега ПЛК должно содержать информацию, которая может помочь программисту понять его значение. Обычно это подразумевает следующую информацию: тип данных (например, логический, целочисленный), поток данных (например, ввод, вывод), область действия (например, локальная, глобальная), тип прибора или устройства (например, двигатель, клапан, датчик), параметр процесса (например, давление, расход, температура) и расположение устройства. Стили имен тегов В соответствии со стандартами IEC существуют различные стили, которым необходимо следовать для правильного наименования. Давайте посмотрим на некоторые из наиболее часто используемых: Верблюжий стиль, Паскаль Стиль, Змеиный стиль, Префикс со стилем типа данных Верблюжий стиль В этом стиле между ними нет подчеркивания. Полное имя дается всему слову, но каждое слово в нем начинается с заглавной буквы. Например, возьмем рассмотренный выше пример. M101_Compressor_Run_Command будет записан как m101CompressorRunCommand. Каждое слово можно определить по заглавной букве. Первая буква будет обязательной строчной. Этот стиль хорошо смотрится, если слово маленькое. Это предотвращает использование подчеркивания и снижает потребление памяти. Паскаль Стиль Это похоже на верблюжий стиль; с той лишь разницей, что первая буква будет обязательно заглавной. Например, наш тег будет записан как M101CompressorRunCommand. Змеиный стиль Пример, который мы обсуждали ранее, — это стиль змеи. Здесь каждое слово будет отделено подчеркиванием. Префикс со стилем типа данных Здесь тег будет иметь префикс типа данных имени тега. В нашем случае тип тега был логическим. Согласно стандартам IEC, логическому тегу обычно присваивается префикс «x». Итак, наш стиль будет записан как xM101CompressorRunCommand. Это помогает программисту определить, какой тип данных используется для этого конкретного тега. Советы по присвоению имен тегам при программировании ПЛК Первое и главное правило: длина тега должна быть небольшой, но не настолько, чтобы ее никто не мог понять. Как обсуждалось, длина должна содержать соответствующую информацию правильной длины. Следует строго избегать длинных названий. Следуйте общим стилям именования тегов, которые обсуждались. Они соответствуют стандартам IEC и делают логику аккуратной и понятной. Чтобы уменьшить количество ошибок при создании тегов, используйте файлы Excel. Excel значительно снижает рабочую нагрузку, поскольку дублирование и копирование становится очень простым. В файлах Excel практически не возникают ошибки. Не всегда необходимо использовать для слова полное имя. Например, клапан можно записать как vlv, а температуру — как temp. Не делайте тег полностью заглавными. Это выглядит громоздко и неуместно для чтения. -
Управление светофором с использованием лестничной логики ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Чаще всего в нашем городе мы сталкиваемся с трехсторонней пробкой. Эта программа ПЛК позволяет контролировать сильные пробки с помощью программируемого логического управления. Управление светофором с помощью ПЛК Решение проблемы Существует множество способов написать программу для управления светофором, например: метод вывода секвенсора, но при этом обычном вводе используются выходные данные и таймеры. Таймеры используются для задержки времени включения и выключения выхода. Катушка сброса используется в конце для непрерывного запуска программы. Блоки компараторов используются для уменьшения количества используемых таймеров. Программа выполнена в программном обеспечении AB RSLogix 500. Список входов и выходов для системы управления дорожным движением Программа ПЛК для системы управления трехсторонним движением В столбце ниже приведены шаги или последовательность выходов для включения. Логическое описание ПЛК для трехсторонней системы управления движением РУНГ000 : Это фиксирующая ступень для управления системой посредством главного запуска и остановки PB. RUNG001 и RUNG0002: Запускаем таймер для включения первого выхода West Green, поэтому восток и запад должны быть красными. Компараторы в параллельной цепочке используются для выключения восточного красного цвета через 15 секунд. Бит синхронизации таймера T4:2 в параллельном контакте используется для повторного включения восточного красного цвета на 5-м и 6-м шагах. (Пояснения см. в столбце таблицы выше) РУГ 0003 : Включение North Red до 3-го шага с использованием бита синхронизации таймера T4:0 и T4:1 и блоков компаратора. Ранг 0004: Включите Восток-желтый на 5 секунд, используя блоки компаратора. (Шаг 2-й) Звонок 0005-0006-0007-0008-0009-0010: Те же самые процедуры были выполнены для включения дальнейших выходов. (Последовательность операций см. в столбце таблицы) ЗУЧОК 0011: Катушка сброса включается с использованием бита готовности T4:2, чтобы перезапустить цикл с начала. Программа работает непрерывно до тех пор, пока не будет нажата кнопка STOP PB. Заключение: Вышеописанное трехстороннее управление светофором с использованием ПЛК приведено только в качестве примера. Оно может отличаться от реального времени. Мы можем использовать этот пример программы, чтобы понять работу таймеров и функции блока компаратора в ПЛК AB. -
Логика двуручного управления с использованием ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Эта статья о программировании двуручного управления, используемого в печатной отрасли. Целью этой программы является обеспечение безопасности для предотвращения несчастных случаев со смертельным исходом. Ниже показано, как выглядит пресс-машина и почему мы заботимся о безопасности. Как видите, для управления прессом используются кнопки. Центральная пластина прижимается к поверхности заготовки, когда мы нажимаем кнопки. Для управления прессом необходимо одновременно нажать две кнопки, как показано на анимации ниже. Когда оператор одной рукой нажимает кнопку, а второй рукой прижимает пластину к поверхности, он может пораниться. Мощная сила толкания пластины может легко сжать руки, если оператор попытается маневрировать в спешке. Ниже я объяснил программу, используемую для предотвращения подобных инцидентов с помощью портала Siemens TIA. На рисунке ниже показан пресс-машина, имеющая два входа и один выход. Входы подключены к модулю цифровых входов (DI) ПЛК, а один выход подключен к модулю цифровых выходов (DO). Ниже приведен список входов и выходов, используемых для программы. Входы: Кнопка (PB_1): I0.0 Кнопка (PB_2): I0.2 Выходы: Выход пресс-машины: Q0.0 Логика двуручного управления Логическое описание Сеть 1: Здесь две кнопки PB_1 и PB_2 соединены последовательно. Когда обе кнопки нажаты одновременно, сигнал пройдет через размыкающий контакт таймера Т0 и активирует выход. Сеть 2: Теперь, если нажата любая отдельная кнопка PB_1 или PB_2, то включается таймер задержки включения таймера T0 (S_ODT), в нашем случае через 5 секунд. Здесь также используется нормально замкнутый контакт выхода пресса после нажатия кнопки, потому что, если выход включен, он не позволит таймеру включиться. Таким образом, на выходе машины будет подаваться питание только тогда, когда обе кнопки будут нажаты вместе. -
Пять типов языков программирования ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Хотя кажется, что каждая модель ПЛК имеет свой собственный стандарт программирования, существует международный стандарт программирования контроллеров, которому большинство производителей ПЛК, по крайней мере, пытаются соответствовать. Это стандарт IEC 61131-3, который станет стандартом Следует утешаться тем, что, несмотря на различия в деталях программирования ПЛК от одного производителя к другому и от одной модели к другой, основные принципы во многом одинаковы. Между различными языками программирования общего назначения (например, C/C++, BASIC, FORTRAN, Pascal, Java, Ada и т. д.) существуют гораздо большие различия, чем между языками программирования, поддерживаемыми разными ПЛК, и этот факт не мешает программистам быть «многоязычным». Я лично написал и/или проанализировал программы для более чем полдюжины различных производителей ПЛК (Allen-Bradley, Siemens, Square D, Koyo, Fanuc, Moore Products APACS и QUADLOG и Modicon), с несколькими моделями ПЛК в большинстве этих брендов, и я могу вам сказать, что различия в соглашениях по программированию в основном незначительны. Научившись программировать одну модель ПЛК, довольно легко адаптироваться к программированию других марок и моделей ПЛК. Языки программирования ПЛК Стандарт IEC 61131-3 определяет пять различных форм языка программирования для промышленных контроллеров: Лестничная диаграмма (LD) Структурированный текст (СТ) Список инструкций (IL) Функциональная блок-схема (FBD) Последовательная функциональная схема (SFC) Не все программируемые логические контроллеры поддерживают все пять языковых типов, но почти все они поддерживают лестничные диаграммы (LD), которым и будет посвящена данная книга. Языки программирования для многих промышленных устройств ограничены дизайном. Одной из причин этого является простота: любой язык программирования, достаточно простой по структуре для понимания человеком, не имеющим формальных знаний в области компьютерного программирования, будет ограничен в своих возможностях. Другой причиной ограничений программирования является безопасность: чем более гибким и неограниченным является язык программирования, тем больше вероятность непреднамеренного создания сложных ошибок «время выполнения» при программировании. Стандарт безопасности ISA номер 84 классифицирует промышленные языки программирования как языки фиксированного программирования (FPL), языки ограниченной вариативности (LVL) или языки полной вариативности (FVL). Программирование лестничных диаграмм и функциональных блок-схем считается языками «ограниченной вариативности», тогда как список инструкций (и традиционные языки компьютерного программирования, такие как C/C++, FORTRAN, BASIC и т. д.) считаются языками «полной вариативности» со всеми сопутствующий потенциал для сложных ошибок. -
Заблуждения о лестничной логике ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Возможно, самая важная, но неуловимая концепция, которую нужно усвоить при обучении программированию ПЛК, — это взаимосвязь между электрическим состоянием точек ввода-вывода ПЛК и состоянием переменных и других «элементов» в его программировании. Это особенно актуально для программирования лестничных диаграмм (LD), где сама программа напоминает электрическую схему. Установление мысленной связи между «реальным» миром переключателей, контакторов и других электрических устройств, подключенных к ПЛК, и «воображаемым» миром программы ПЛК, состоящей из виртуальных контактов и «обмоток» реле, является наиболее фундаментальным. Первое фундаментальное правило, которое следует иметь в виду при изучении программы ПЛК с релейной диаграммой, заключается в том, что каждый виртуальный контакт, показанный в программе, срабатывает всякий раз, когда он считывает состояние «1» в соответствующем бите, и находится в состоянии покоя всякий раз, когда он считывает «0». состояние в соответствующем бите (в памяти ПЛК). Если контакт относится к нормально открытому (НО) типу, он размыкается, когда его бит равен 0, и закрывается, когда его бит равен 1. Если контакт относится к нормально закрытому типу (НЗ), он закрывается, когда его бит равен 0. и открывается, когда его бит равен 1. Состояние 0 бит приводит к тому, что контакт находится в «нормальном» (покойном) состоянии, тогда как состояние 1 бит активирует контакт, переводя его в ненормальное (сработанное) состояние. Еще одно правило, которое следует помнить при изучении программы ПЛК с релейной диаграммой, заключается в том, что программное обеспечение для программирования предлагает цветовое выделение (Примечание 1) для отображения виртуального состояния каждого элемента программы: цветной контакт закрыт, а неокрашенный контакт открыт. Хотя наличие или отсутствие символа косой черты указывает на нормальное состояние контакта, его цветовая подсветка, отображаемая программным обеспечением ПЛК, показывает «проводящее» состояние элементов в реальном времени. Примечание 1: Следует отметить, что в некоторых ситуациях программное обеспечение для программирования не сможет правильно раскрасить контакты, особенно если их состояние меняется слишком быстро, чтобы канал связи программного обеспечения мог успевать за ним, и/или если бит(ы) меняют состояние несколько раз. раз за одно сканирование программы. Однако для простых программ и ситуаций это правило справедливо и является большим подспорьем для начинающих программистов, когда они изучают взаимосвязь между условиями реального мира и условиями в «виртуальном» мире ПЛК. Заблуждения о лестничной логике ПЛК В следующей таблице показано, как два типа контактов в программе лестничной диаграммы ПЛК реагируют на состояния битов, используя красный цвет для обозначения виртуальной проводимости каждого контакта: Точно так же, как контакты реле давления срабатывают в условиях высокого давления, контакты реле уровня срабатывают в условиях высокого уровня, а контакты температурного реле срабатывают в условиях высокой температуры, так и виртуальный контакт ПЛК срабатывает в условиях высокого давления. битовое состояние (1). В контексте любого переключателя активированное состояние является противоположностью его нормального состояния (покоя). На следующей упрощенной иллюстрации (электрическая проводка, показанная на этой схеме, неполная, для простоты «Общая» клемма показана неподключенной) показан небольшой ПЛК, два дискретных входных канала которого находятся под электрическим напряжением, в результате чего эти два бита имеют «1». » статусы. Выделенные цветом контакты на дисплее программного редактора программирования показывают набор контактов, адресованных этим входным битам в различных состояниях (цветной = замкнутый; неокрашенный = разомкнутый). Как видите, каждый контакт, адресованный «установленному» биту (1), находится в активированном состоянии, тогда как каждый контакт, адресованный «сброшенному» биту (0), находится в нормальном состоянии: Помните, что цветной контакт — это закрытый контакт. Контакты, выделенные цветом, являются либо нормально замкнутыми контактами с состоянием бита «0», либо нормально разомкнутыми контактами с состоянием бита «1». Именно комбинация состояния бита и типа контакта (НО или НЗ) определяет, будет ли виртуальный контакт разомкнутым (нецветным) или закрытым (цветным) в любой момент времени. Соответственно, это комбинация цветного выделения и типа виртуального контакта, которая указывает реальное состояние подачи питания на конкретный вход ПЛК в любой момент времени. Основная проблема студентов/инженеров при понимании программ релейных диаграмм ПЛК заключается в том, что они чрезмерно упрощают и пытаются напрямую связать реальные переключатели, подключенные к ПЛК, с соответствующими контактными инструкциями внутри программы ПЛК. Студенты/инженеры ошибочно полагают, что реальный переключатель, подключаемый к ПЛК, и соответствующий контакт виртуального переключателя внутри программы ПЛК — это одно и то же, хотя это совсем не так. Скорее, реальный переключатель подает питание на вход ПЛК, который, в свою очередь, контролирует состояние виртуальных контактов, запрограммированных в ПЛК. В частности, я вижу, что студенты/инженеры регулярно впадают в следующие заблуждения: Ошибочно полагать, что тип инструкции контакта (НО или НЗ) должен совпадать с типом связанного с ним реального переключателя. Ошибочно думать, что цветовая подсветка команды контакта эквивалентна электрическому состоянию соответствующего реального входа ПЛК. Ошибочно полагать, что замыкание реального переключателя должно приводить к команде замыкания контакта в работающей программе ПЛК. Чтобы внести ясность, вот основные правила, которые следует учитывать при интерпретации контактных инструкций в программах ПЛК релейных диаграмм: Каждый входной бит в памяти ПЛК будет равен «1», когда на его входной канал подается питание, и будет равен «0», когда его входной канал обесточен. Каждый виртуальный контакт, показанный в программе, срабатывает всякий раз, когда он считывает состояние «1» в соответствующем бите, и находится в состоянии покоя, когда он считывает состояние «0» в соответствующем бите. Цветной контакт закрыт (передает виртуальное питание в программе ПЛК), а неокрашенный контакт открыт (блокирует виртуальное питание в программе ПЛК). При попытке понять программы лестничных диаграмм ПЛК важность этих правил невозможно переоценить. На самом деле между реальным переключателем и статусом контактной инструкции существует причинно-следственная цепочка, а не прямая эквивалентность. Реальный переключатель контролирует, достигает ли электрическая мощность входного канала ПЛК, что, в свою очередь, определяет, будет ли бит входного регистра равным «1» или «0», что, в свою очередь, определяет, будет ли активирована команда контакта или нет. отдых. Таким образом, виртуальные контакты внутри программы ПЛК контролируются соответствующими реальными переключателями, а не просто идентичны своим реальным аналогам, как склонны предполагать новички. Следуя этим правилам, мы видим, что инструкции нормально разомкнутых (НО) контактов будут имитировать то, что делают их реальные переключатели, тогда как инструкции нормально замкнутых (НЗ) контактов будут действовать противоположно своим реальным аналогам. Цветовое выделение инструкций катушки в программе ПЛК лестничной схемы подчиняется аналогичным правилам. Катушка будет включена (цветная), когда все команды контактов перед ней замкнуты (цветные). Цветная катушка записывает «1» в соответствующий бит памяти, а инструкция неокрашенной катушки записывает «0» в соответствующий бит памяти. Если эти биты связаны с реальными дискретными выходными каналами ПЛК, их состояния будут управлять реальной подачей питания на устройства, электрически подключенные к этим каналам. Чтобы дополнительно прояснить эти фундаментальные концепции, мы рассмотрим работу простой системы ПЛК, предназначенной для подачи питания на сигнальную лампу в случае, если в технологическом сосуде возникает высокое давление жидкости. Задача ПЛК состоит в том, чтобы включить сигнальную лампу, если давление в технологическом резервуаре когда-либо превысит 270 фунтов на квадратный дюйм, и поддерживать эту сигнальную лампу включенной, даже если давление упадет ниже точки срабатывания 270 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, операторы будут получать оповещения как о прошлых, так и о текущих событиях, связанных с избыточным давлением в технологическом резервуаре. «Линейное» питание 120 В переменного тока (L1 и L2) обеспечивает электроэнергию для работы ПЛК, а также потенциал сигнала для входных переключателей и питание контрольной лампы. К входу этого ПЛК подключаются два переключателя: один нормально разомкнутый кнопочный переключатель, действующий как сброс аварийного сигнала (нажатие этого переключателя «разблокирует» сигнальную лампу), и один нормально разомкнутый переключатель давления, действующий как чувствительный элемент высокого давления в технологическом резервуаре: Кнопка сброса подключается к дискретному входу X1 ПЛК, а переключатель давления подключается к дискретному входу X4. Контрольная лампа подключается к дискретному выходу Y5. Красные светодиодные индикаторы рядом с каждой клеммой ввода-вывода визуально указывают электрическое состояние точек ввода-вывода, а выделение красным цветом показывает состояние виртуального питания (Примечание 2) «контактов» и «обмоток» в программе ПЛК. отображается на экране персонального компьютера, подключенного к ПЛК через кабель программирования. Если никто не нажимает кнопку сброса, этот переключатель будет в своем нормальном состоянии, которое для «нормально разомкнутого» переключателя разомкнуто. Аналогично с реле давления: при технологическом давлении ниже точки срабатывания 270 фунтов на квадратный дюйм реле давления также будет находиться в нормальном состоянии, которое для «нормально разомкнутого» переключателя разомкнуто. Поскольку ни один из переключателей в данный момент не проводит электричество, ни дискретный вход X1, ни X4 не будут под напряжением. Это означает, что «виртуальные» контакты внутри программы ПЛК также будут находиться в своих нормальных состояниях. Таким образом, любой виртуальный контакт, изображенный как нормально разомкнутый, будет разомкнут (не передавая виртуальную энергию), а любой виртуальный контакт, изображенный как нормально закрытый (диагональная косая черта через символ контакта), будет закрыт. Вот почему два нормально открытых виртуальных контакта X4 и Y5 не имеют подсветки, а нормально закрытый виртуальный контакт X1 имеет цветную подсветку, обозначающую способность передавать виртуальную мощность. Примечание 2. Для контакта программы ПЛК затенение представляет виртуальную «проводимость». Для программной катушки ПЛК затенение представляет собой установленный (1) бит. Если в технологическом сосуде оказывается высокое давление (> 270 фунтов на квадратный дюйм), сработает реле давления, закрывая его нормально разомкнутый контакт. Это подаст напряжение на вход X4 ПЛК, что «замкнет» виртуальный контакт X4 в лестничной программе. При этом виртуальная мощность передается на виртуальную «катушку» Y5, которая, в свою очередь, замыкается через виртуальный контакт Y5 (примечание 3), а также подает питание на реальный дискретный выход Y5 для включения контрольной лампы: Примечание 3: Стоит отметить правомерность ссылки виртуальных контактов на выходные биты (например, контакт Y5), а не только на входные биты. «Виртуальный контакт» внутри программы ПЛК — это не что иное, как команда процессору ПЛК прочитать состояние бита в памяти. Не имеет значения, связан ли этот бит с физическим входным каналом, физическим выходным каналом или каким-то абстрактным битом в памяти ПЛК. Однако было бы неправильно связывать виртуальную катушку с входным битом, поскольку инструкции катушки записывают значения битов в память, а входные биты должны управляться исключительно состояниями включения их физических входных каналов. Если теперь технологическое давление упадет ниже 270 фунтов на квадратный дюйм, реле давления вернется в свое нормальное состояние (разомкнуто), тем самым обесточивая дискретный вход X4 на ПЛК. Однако из-за фиксирующего контакта Y5 в программе ПЛК выход Y5 остается включенным, чтобы сигнальная лампа оставалась включенной: Таким образом, контакт Y5 выполняет функцию уплотнения, сохраняя бит Y5 установленным (1) даже после устранения состояния высокого давления. Это в точности та же концепция, что и «запечатываемый» вспомогательный контакт в проводной цепи пускателя двигателя, где электромеханический контактор сохраняет напряжение после отпускания кнопки «Пуск». Единственный способ для человека-оператора переустановить контрольную лампу — это нажать кнопку. Это приведет к подаче питания на вход X1 ПЛК, тем самым размыкая виртуальный контакт X1 (нормально закрытый) в программе, тем самым прерывая виртуальное питание виртуальной катушки Y5, тем самым выключая сигнальную лампу и разблокируя виртуальное питание в программа: -
Счетчик — это инструкция ПЛК, которая либо увеличивает (считает вверх), либо уменьшает (считает вниз) значение целого числа при появлении запроса на переход бита от 0 к 1 («ложь» на «истина»). Инструкции счетчика бывают трех основных типов: счетчики вверх, счетчики вниз и счетчики вверх/вниз. Команды счетчиков «вверх» и «вниз» имеют одиночные входы для запуска счетчиков, тогда как счетчики «вверх/вниз» имеют два триггерных входа: один для увеличения счетчика, а другой для уменьшения счетчика. Инструкции счетчика ПЛК Чтобы проиллюстрировать использование команды счетчика, мы проанализируем систему на базе ПЛК, предназначенную для подсчета объектов, проходящих по конвейерной ленте: В этой системе непрерывный (непрерывный) световой луч заставляет датчик освещенности замыкать выходной контакт, подавая питание на дискретный канал IN4. Когда объект на конвейерной ленте прерывает световой луч от источника к датчику, контакт датчика размыкается, прерывая подачу питания на вход IN4. Кнопочный переключатель, подключенный для активации дискретного входа IN5, при нажатии будет служить ручным «обнулением» значения счета. Индикаторная лампа, подключенная к одному из каналов дискретного вывода, будет служить индикатором превышения значения счетчика объектов некоторого заданного предела. Теперь мы проанализируем простую программу лестничной диаграммы, предназначенную для увеличения команды счетчика каждый раз, когда световой луч прерывается: Эта конкретная команда счетчика (CTU) является инкрементным счетчиком, что означает, что она ведет счет «вверх» при каждом переходе из выключенного состояния во включенное на свой вход «CU». Нормально закрытый виртуальный контакт (объект датчика IN) обычно удерживается в «разомкнутом» состоянии, когда световой луч непрерывен, поскольку датчик удерживает этот дискретный входной канал под напряжением, пока луч непрерывен. Когда луч прерывается проходящим по конвейерной ленте объектом, входной канал обесточивается, в результате чего объект датчика виртуального контакта IN «замыкается» и отправляет виртуальную мощность на вход «CU» инструкции счетчика. Это увеличивает счетчик так же, как передний край объекта разрывает луч. Второй вход блока инструкций счетчика («R») является входом сброса, на который поступает виртуальная энергия от контакта IN, переключателя сброса при каждом нажатии кнопки сброса. Если этот вход активирован, счетчик немедленно сбрасывает свое текущее значение (CV) на ноль. Индикация состояния отображается в этой программе лестничной диаграммы, при этом заданное значение счетчика (PV) 25 и текущее значение счетчика (CV) 0 показаны синим цветом. Заданное значение — это то, что запрограммировано в инструкции счетчика перед вводом системы в эксплуатацию, и оно служит порогом для активации выхода счетчика (Q), который в этом случае включает индикаторную лампу счета (катушка OUT отсчетов достигла). Согласно стандарту программирования IEC 61131-3, этот выход счетчика должен активироваться всякий раз, когда текущее значение равно или превышает заданное значение (Q активен, если CV ≥ PV). Это состояние той же программы после прохождения тридцати объектов мимо датчика на конвейере. Как видите, текущее значение счетчика увеличилось до 30, превысив заданное значение и активировав дискретный выход: В конце концов, мы не заботились о поддержании точного общего количества объектов после 25, а просто хотели, чтобы программа указывала, когда мимо прошло 25 объектов. мы также могли бы использовать команду обратного счетчика, предварительно установленную на значение 25, которая включает выходную катушку, когда счетчик достигает нуля: Здесь вход «нагрузка» приводит к тому, что текущее значение счетчика становится равным заданному значению (25) при активации. С каждым полученным импульсом датчика инструкция счетчика уменьшается. Когда он достигает нуля, активируется выход Q. Потенциальная проблема в любой версии этой системы подсчета объектов заключается в том, что ПЛК не может различать движение вперед и назад на конвейерной ленте. Если, например, конвейерная лента когда-либо поменяет направление, датчик продолжит считать объекты, которые уже прошли мимо (в прямом направлении), когда эти объекты отступят на ленту. Это будет проблемой, поскольку система будет «думать», что по ленте прошло больше объектов (что указывает на большую производительность), чем на самом деле. Одним из решений этой проблемы является использование реверсивного счетчика, способного как увеличивать (подсчитывать в сторону увеличения), так и уменьшать (отсчитывать в обратном направлении), и оснастить этот счетчик двумя датчиками светового луча, способными определять направление движения. Если два световых луча ориентированы параллельно друг другу, ближе ширины самого узкого объекта, проходящего по конвейерной ленте, у нас будет достаточно информации, чтобы определить направление движения объекта: Это называется синхронизацией квадратурного сигнала, поскольку два импульсных сигнала находятся на расстоянии примерно 90 градусов (одна четверть периода) друг от друга по фазе. Мы можем использовать эти два сдвинутых по фазе сигнала для увеличения или уменьшения команды реверсивного счетчика, в зависимости от того, какой импульс опережает, а какой отстает. Здесь показана программа ПЛК Ladder Diagram, предназначенная для интерпретации квадратурных импульсных сигналов, в которой используются контакты с отрицательным переходом, а также стандартные контакты: Счетчик будет увеличиваться (отсчитывать вверх), когда датчик B обесточивается, только если датчик A уже находится в обесточенном состоянии (т. е. световой луч A прерывается раньше B). Счетчик будет уменьшаться (обратный отсчет) при обесточивании датчика A только в том случае, если датчик B уже находится в обесточенном состоянии (т. е. световой луч B прерывается раньше A). Обратите внимание, что реверсивный счетчик имеет как вход «сброс» (R), так и вход «загрузка» («LD») для форсирования текущего значения. Активация входа сброса приводит к обнулению текущего значения счетчика (CV), как мы видели в случае с инструкцией счетчика «вверх». Затем активация входа нагрузки переводит текущее значение счетчика в заданное значение (PV), как мы видели в случае с инструкцией счетчика «вниз». В случае реверсивного счетчика имеется два выхода Q: QU (выход вверх), чтобы указать, когда текущее значение равно или больше заданного значения, и QD (выход вниз), чтобы указать, когда текущее значение значение равно или меньше нуля. Обратите внимание, как текущее значение (CV) каждого отображаемого счетчика связано с собственным именем тега, в данном случае подсчитываются части. Целое число текущего значения счетчика (CV) является переменной в памяти ПЛК, точно так же, как логические значения, такие как входной датчик A и сброс переключателя IN, и может быть точно так же связано с именем тега или символическим адресом. Это позволяет другим инструкциям в программе ПЛК считывать (а иногда и записывать!) значения из этой ячейки памяти и в нее.
-
Инструкции по сравнению данных ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Как мы видели на примере счетчиков и таймеров, некоторые инструкции ПЛК генерируют цифровые значения, отличные от простых логических сигналов (вкл/выкл). Счетчики имеют регистры текущего значения (CV), а таймеры — регистры прошедшего времени (ET), оба из которых обычно представляют собой целочисленные значения. Многие другие инструкции ПЛК предназначены для получения и обработки небулевых значений, подобных этим, для выполнения полезных функций управления. Стандарт IEC 61131-3 определяет множество инструкций сравнения данных для сравнения двух нелогических значений и генерации логических выходных данных. Инструкции по сравнению данных ПЛК Основные операции сравнения «меньше» (<), «больше» (>), «меньше или равно» (≤), «больше или равно» (≥), «равно» (=) , а «не равно» (6=) можно найти в стандарте IEC как серию «коробочных» инструкций: Выход Q для каждого «блока» команд активируется, когда оцениваемая функция сравнения имеет значение «истина» и вход разрешения (EN) активен. Если вход разрешения остается активным, но функция сравнения ложна, выход Q деактивируется. Если вход разрешения деактивируется, выход Q сохраняет свое последнее состояние. Практическое применение функции сравнения — это так называемое попеременное управление двигателем, при котором отслеживается время работы двух резервных электродвигателей, при этом ПЛК определяет, какой двигатель включить следующим, исходя из того, какой двигатель работал меньше всего: В этой программе два сохраняемых таймера задержки включения отслеживают общее время работы каждого электродвигателя, сохраняя значения времени работы в двух регистрах в памяти ПЛК: Время работы двигателя A и время работы двигателя B. Эти два целочисленных значения вводятся в поле инструкции «больше чем» для сравнения. Если двигатель A проработал дольше, чем двигатель B, двигатель B сможет запуститься при следующем нажатии кнопки «пуск». Если двигатель A проработал меньше времени или столько же времени, что и двигатель B (сценарий, показанный индикаторами состояния, выделенными синим цветом), двигатель A сможет запуститься. Два последовательно соединенных виртуальных контакта OUT Motor A и OUT Motor B гарантируют, что сравнение времени работы двигателя не будет производиться до тех пор, пока оба двигателя не будут остановлены. Если бы сравнение производилось постоянно, могла бы возникнуть ситуация, когда оба двигателя запустятся, если кто-то случайно нажмет кнопку «Пуск», когда один из двигателей уже работает. -
Математические инструкции ПЛК
leigehong posted A plc and hmi russian article in PLC programming learning
Стандарт IEC 61131-3 определяет несколько специальных лестничных инструкций для выполнения арифметических вычислений. Некоторые из них показаны здесь: Математические инструкции ПЛК Как и в случае с инструкциями сравнения данных, каждая из этих математических инструкций должна быть активирована подачей сигнала на вход разрешения (EN). Входные и выходные значения связаны с каждой математической инструкцией по имени тега. Здесь показан пример использования таких инструкций, преобразующий измерение температуры в градусах Фаренгейта в градусы Цельсия. В этом конкретном случае программа вводит измеренное значение температуры 138 градусов по Фаренгейту и вычисляет эквивалентную температуру 58,89 градусов по Цельсию: а также специальную переменную (X), используемую для хранения промежуточных вычислений между «коробками» вычитания и деления. Хотя это не указано в стандарте IEC 61131-3, многие программируемые логические контроллеры поддерживают математические инструкции лестничных диаграмм, позволяющие прямой ввод произвольных уравнений. Например, программирование Rockwell (Allen-Bradley) Logix5000 имеет функцию «Вычисление» (CPT), которая позволяет вычислить любое типизированное выражение с помощью одной инструкции, а не использовать несколько специальных математических инструкций, таких как «Сложение», «Вычитание». ," и т. д. Математические инструкции общего назначения значительно сокращают длину лестничной программы по сравнению с использованием специальных математических инструкций для любых приложений, требующих нетривиальных вычислений. Например, та же программа преобразования температур по Фаренгейту в Цельсия, реализованная в программировании Logix5000, требует только одной математической инструкции и не требует объявления промежуточных переменных: -
Таймер — это инструкция ПЛК, измеряющая время, прошедшее после события. Инструкции таймера бывают двух основных типов: таймеры задержки включения и таймеры задержки выключения. Команды таймера «задержка включения» и «задержка выключения» имеют одиночные входы, запускающие таймерную функцию. Таймер задержки включения активирует выход только тогда, когда вход был активен в течение минимального периода времени. Инструкции таймера ПЛК Возьмем, к примеру, эту программу ПЛК, предназначенную для подачи звукового сигнала сирены перед запуском конвейерной ленты. Чтобы запустить двигатель конвейерной ленты, оператор должен нажать и удерживать кнопку «Пуск» в течение 10 секунд, в течение этого времени звучит сирена, предупреждающая людей о необходимости покинуть конвейерную ленту, которая вот-вот запустится. Только после этой 10-секундной задержки двигатель фактически запускается (и фиксируется во включенном состоянии): Подобно счетчику «вверх», значение истекшего времени (ET) таймера задержки включения увеличивается один раз в секунду до тех пор, пока не будет достигнуто заданное время (PT), после чего активируется его выход (Q). В этой программе заданное значение времени составляет 10 секунд, что означает, что выход Q не активируется, пока переключатель «Пуск» не будет нажат в течение 10 секунд. Выход тревожной сирены, который не активируется таймером, включается сразу же при нажатии кнопки «Старт». Важная деталь, касающаяся работы этого конкретного таймера, заключается в том, что он не сохраняет данные. Это означает, что инструкция таймера не должна сохранять значение прошедшего времени, когда вход деактивирован. Вместо этого значение прошедшего времени должно сбрасываться обратно в ноль каждый раз, когда вход деактивируется. Это гарантирует автоматический сброс таймера, когда оператор отпускает кнопку «Старт». Напротив, таймер задержки включения с сохранением сохраняет значение истекшего времени, даже когда вход деактивирован. Это делает его полезным для хранения «общего» времени для какого-либо события. Большинство ПЛК предоставляют сохраняемые и несохраняемые версии инструкций таймера задержки включения, так что программист может выбрать подходящую форму таймера задержки включения для любого конкретного приложения. Однако стандарт программирования IEC 61131-3 решает проблему таймеров с сохранением и таймеров без сохранения немного по-другому. В соответствии со стандартом IEC 61131-3 команда таймера может быть указана с дополнительным входом разрешения (EN), который заставляет команду таймера вести себя без сохранения при активации и с сохранением при деактивации. Общая концепция входа разрешения (EN) заключается в том, что команда ведет себя «нормально», пока вход разрешения активен (в этом случае действие по времени без сохранения считается «нормальным» в соответствии со стандартом IEC 61131-3). , но инструкция «приостанавливает» все выполнение всякий раз, когда вход разрешения деактивируется. Такое «замораживание» работы приводит к сохранению значения текущего времени (CT), даже если входной сигнал деактивируется. Например, если бы мы хотели добавить в нашу систему управления конвейером таймер с сохранением данных для регистрации общего времени работы двигателя конвейера, мы могли бы сделать это, используя «включенную» инструкцию таймера IEC 61131-3, например: Когда бит контактора двигателя (контактор OUT) активен, таймер включается и ему разрешено отсчитывать время. Однако, когда этот бит деактивируется (становится «ложным»), инструкция таймера в целом отключается, что приводит к ее «зависанию» и сохранению текущего значения времени (CT) (Примечание 1). Это позволяет запускать и останавливать двигатель, при этом таймер ведет подсчет общего времени работы двигателя. Примечание 1: Сигнал «выход разрешения» (ENO) в команде таймера служит для указания статуса команды: он активируется, когда активируется вход разрешения (EN), и деактивируется, когда либо вход разрешения деактивируется, либо команда генерирует сигнал разрешения. состояние ошибки (как определено внутренним программированием производителя ПЛК). Выходной сигнал ENO не служит никакой полезной цели в этой конкретной программе, но он доступен, если есть необходимость, чтобы другие звенья программы были «осведомлены» о состоянии таймера времени выполнения. Если бы мы хотели дать оператору возможность вручную сбросить значение общего времени работы до нуля, мы могли бы подключить дополнительный переключатель к карте дискретного входа ПЛК и добавить в программу контакты «сброса» следующим образом: Всякий раз, когда нажимается переключатель «Сброс», таймер включается (EN), но вход синхронизации (IN) отключается, что заставляет таймер (без сохранения) сбросить свое текущее значение времени (CT) на ноль. Другим основным типом инструкций таймера ПЛК является таймер задержки выключения. Эта инструкция таймера отличается от команды с задержкой включения тем, что функция отсчета времени начинается сразу после деактивации инструкции, а не при ее активации. Таймер задержки выключения применяется для управления двигателем охлаждающего вентилятора большого промышленного двигателя. В этой системе ПЛК запускает электрический вентилятор охлаждения, как только обнаруживается, что двигатель вращается, и поддерживает работу этого вентилятора в течение двух минут после выключения двигателя для рассеивания остаточного тепла: Когда вход (IN) этой инструкции таймера активируется, выход (Q) немедленно активируется (без задержки вообще), чтобы включить контактор двигателя охлаждающего вентилятора. Это обеспечивает охлаждение двигателя, как только он начинает вращаться (что определяется переключателем скорости, подключенным к дискретному входу ПЛК). Когда двигатель перестает вращаться, переключатель скоростей возвращается в нормально разомкнутое положение, деактивируя входной сигнал таймера, который запускает отсчет времени. Выход Q остается активным, пока таймер отсчитывает от 0 до 120 секунд. Как только оно достигает 120 секунд, выход деактивируется (отключается двигатель охлаждающего вентилятора), а значение прошедшего времени остается на уровне 120 секунд до тех пор, пока вход снова не активируется, после чего он сбрасывается обратно на ноль. На следующих временных диаграммах сравниваются таймеры задержки включения и таймеры задержки выключения: Хотя инструкции ПЛК с задержкой включения, предлагаемые как в сохраняемой, так и в несохраняемой форме, являются обычным явлением в наборах команд почти каждого производителя и модели ПЛК, найти инструкции таймера выключения с сохраняемой задержкой практически невозможно. Обычно таймеры задержки выключения не сохраняют свою работоспособность (Примечание 2). Примечание 2: Входные сигналы разрешения (EN), указанные в стандарте программирования IEC 61131-3, делают возможным использование таймеров задержки отключения с сохранением (путем деактивации входа разрешения, сохраняя при этом вход «IN» в неактивном состоянии), но учитываются при этом. Имейте в виду, что большинство реализаций таймеров ПЛК не имеют отдельных входов EN и IN. Это означает, что (для большинства инструкций таймера ПЛК) единственным входом, доступным для активации таймера, является вход «IN», и в этом случае невозможно создать сохраняемый таймер с задержкой выключения (поскольку значение истекшего времени такого таймера будет немедленно восстановлено). -устанавливается на ноль каждый раз при повторной активации входа).