PLC - informacje(1).pdf - Sterowniki PLC - amok10

1. WPROWADZENIE

Sterowniki programowalne ( PLC , ang. Programmable Logic Controllers ) są komputerami

przemysłowymi, które pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego:

zbierają pomiary za pośrednictwem modułów wejściowych z cyfrowych i analogowych

czujników oraz urządzeń pomiarowych;

korzystając z uzyskanych danych o sterowanym procesie lub maszynie wykonują

programy użytkownika , zawierające zakodowane algorytmy sterowania i przetwarzania

danych;

generują sygnały sterujące odpowiednie do wyników obliczeń tych programów

i przekazują je poprzez moduły wyjściowe do elementów i urządzeń wykonawczych;

a ponadto mają możliwość:

•

transmitowania danych za pomocą modułów i łączy komunikacyjnych;

realizacji funkcji diagnostyki programowej i sprzętowej.

Wartości pomiarów zmiennych procesowych stanowią wejścia sterownika , zaś obliczone

zmienne sterujące są jego wyjściami .

Norma IEC 61131-1 określa sterownik programowalny jako:

„ cyfrowy system elektroniczny do stosowania w środowisku przemysłowym, który posługuje

się pamięcią programowalną do przechowywania zorientowanych na użytkownika instrukcji

w celu sterowania przez cyfrowe lub analogowe wejścia i wyjścia szeroką gamą maszyn i

procesów .”

Historia sterowników programowalnych sięga roku 1968, gdy w firmie General Motors grupa

inżynierów rozpoczęła prace projektowe nad nową generacją sterowników, przyjmując

następujące założenia:

1. Łatwość programowania i przeprogramowywania, stosownie do zmieniających się

warunków pracy.

2. Łatwość utrzymania w ruchu produkcyjnym, z możliwością napraw przez wymianę

instalowanych modułów (ang. plug-in modules ).

3. Większa niezawodność w warunkach przemysłowych, przy mniejszych gabarytach niż

sprzęt przekaźnikowy.

4. Koszty porównywalne ze stosowanymi panelami przekaźnikowymi i szafami

sterowniczymi.

Do rozszerzenia produkcji i zastosowań sterowników PLC przyczyniły się głównie:

•

łatwość programowania przy użyciu języka schematów drabinkowych podobnego do

schematów stykowo-przekaźnikowych;

zwiększenie niezawodności komputerów przemysłowych na tyle, aby mogły działać

w zanieczyszczonym środowisku;

wprowadzenie programowej kontroli obwodów wejściowych i wyjściowych, oraz

innych możliwości diagnostyki systemowej i obiektowej;

zapewnienie komunikacji z gniazdami przemysłowymi, panelami operatorskimi,

wyświetlaczami, komputerami osobistymi oraz innymi urządzeniami stanowiącymi

łącze operatora ( MMI , ang. Man Machine Interface ).

Rodziny sterowników charakteryzują się tym, że poszczególne modele:

mogą być programowane w tym samym języku i przy użyciu tego samego pakietu

programowego;

posiadają takie same zmienne programowe oraz taką samą strukturę modułów I/O

(moduły, płyty łączeniowe, drajwery, kable łączeniowe itp.);

istnieje możliwość przenoszenia programów między modelami oraz korzystania z tych

samych opcji w każdym modelu.

Systemy SCADA (ang. Supervisory Control and Data Acquisition ) dopełniają i rozszerzają

możliwości sterowników, realizując w warstwie sterowania nadrzędnego następujące funkcje:

•

zbieranie i przetwarzanie oraz archiwizacja danych pochodzących bezpośrednio

z systemów sterownikowych;

opracowywanie raportów dotyczących bieżącego stanu procesu, zużycia materiałów

oraz stanu pracy maszyn i urządzeń;

wizualizacja wartości zmiennych procesowych (aktualnych i historycznych) w różnych

formach graficznych;

generowanie sygnałów alarmowych związanych z przekroczeniem wartości

granicznych;

wypracowywanie danych dla warstw sterowania operatywnego produkcją oraz warstwy

zarządzania.

W celu podwyższenia niezawodności systemów sterownikowych wielu producentów

wprowadziło sprzętowe i programowe rozwiązania redundancyjne .

Doświadczenia zebrane przez wielu producentów oraz użytkowników sterowników

programowalnych zaowocowały opracowaniem i wydaniem w latach 1992 – 1993 przez

Międzynarodową Komisję Elektrotechniki IEC ( International Electrotechnical Commission )

normy IEC 1131. Programmable Controllers , od 1998 r. oznaczonej jako IEC 61131 ,

przyjętej bez zmian w Europie jako EN 61131.

Norma ta dotyczy sterowników programowalnych oraz związanych z nimi urządzeń

peryferyjnych, takich jak: narzędzia programujące i uruchomieniowe ( PADT , ang.

Programming And Debugging Tools ), wyposażenie testujące ( TE , ang. Test Equipment ),

interfejs człowiek-maszyna ( MMI , ang. Man-Machine Interface ).

Przedmiotem normy jest:

ustalenie definicji i określenie głównych właściwości istotnych przy wyborze i

stosowaniu sterowników programowalnych i związanych z nimi urządzeń

peryferyjnych;

specyfikacja minimalnych wymagań dotyczących własności funkcjonalnych

i konstrukcyjnych, warunków serwisowania, bezpieczeństwa i testów dla sterowników

programowalnych;

zdefiniowanie reguł składni i semantyki dla ogólnie stosowanych języków

programowania, zestawu podstawowych elementów oprogramowania oraz środków, za

pomocą których producent może rozbudowywać te podstawowe zestawy dla własnych

implementacji PLC;

podanie użytkownikowi ogólnych informacji i wskazówek;

zdefiniowanie zasad komunikacji między sterownikami a innymi systemami

elektronicznymi z użyciem określonych w normie ISO/IEC 9506 Specyfikacji

Komunikatów w Procesie Wytwarzania ( MMS , ang. Manufacturing Message

Specification ).

Schemat ideowy sterownika

Magistrala systemowa

%I1

Pamięć

danych RAM

CPU

Program

użytkownika

w pamięci RAM

lub EPROM

%I2

Wejścia

%I3

Aktualizacja

stanu wejść

ALU

Adres Stan

%I1 0

%I2 0

%I3 1

Adres Rozkaz

000 LD %I1

001 AND %I2

002 ST %Q1

003 itd.

itd.

Rejestry

robocze

Wejścia

Moduł

wejść

Wyjścia

itd.

%Q1

Rejestr

rozkazów

%Q2

Wyjścia

LD %I1

%Q3

Aktualizacja

stanu wyjść

Adres Stan

%Q1 0

%Q2 0

%Q3 1

Licznik

rozkazów

n END

itd.

000

Moduł

wyjść

itd.

Sterownik pracuje w cyklu programowym (ang. Program Sweep ), w którym:

W fazie aktualizacji stanu wejść występuje przepisanie wartości wejść z modułów

wejściowych do odpowiadających im obszarów w pamięci danych sterownika

(oznaczonych tu jako %In , gdzie n jest numerem wejścia);

W fazie wykonania programu realizowany jest jeden przebieg programu użytkownika –

kolejne instrukcje programu przekazywane są z pamięci programu do mikroprocesora,

który je dekoduje, wykonuje odpowiednie działania i zapisuje wynik obliczeń w pamięci

danych. Program użytkownika kończy się instrukcją END ;

W fazie aktualizacji wyjść następuje przepisanie obliczonych wartości wyjść

(oznaczonych tu jako %Qn , gdzie n jest numerem wyjścia) z odpowiedniego obszaru

danych do modułów wyjściowych, które generują sygnały sterujące.

Schemat obwodu mocy trójfazowego silnika prądu przemiennego

Schemat stykowy obwodu sterowania

w prawo

w lewo

stop

24V

PLC - informacje(1).pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: