Mga kategorya: Mga bagyong elektrisista, Mga libro at video na kurso sa elektrikal na engineering at electronics, Pang-industriya ng elektrisidad, Mga Programmable na kontrol
Bilang ng mga tanawin: 32688
Mga puna sa artikulo: 5

Mga wika ng programming ng PLC at platform ng automation ng CoDeSys

PLC, wika ng programming at CoDeSys platform ng automation software Gawin ang pinakasimpleng gawain bilang isang halimbawa: dapat mong i-on ang pindutin 1 segundo matapos na sabay-sabay na hawakan ng operator ang dalawang pindutan sa pinindot na estado. Kaya, ginagarantiyahan namin na ang parehong mga kamay ng operator ay abala at bigyan siya ng oras upang masubaybayan ang pagiging handa ng makina. Ang pinakasimpleng solusyon ay upang ikonekta ang mga contact ng parehong mga pindutan sa serye at maglagay ng isang electronic relay na may isang timer. Kung pinapayagan ng timer ang pagsasaayos ng oras ng pagkaantala, kung gayon ang naturang pamamaraan ay magbibigay ng ilang kakayahang umangkop ng system, ngunit hindi masyadong mataas.

Ang anumang mga karagdagang kundisyon, halimbawa, ang kinakailangan upang kontrolin ang pagkakasunud-sunod ng mga pindutin ng pindutan ay ilalagay sa amin sa isang mahirap na sitwasyon - mapipilitan kaming baguhin ang circuit sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga karagdagang relay. Hindi ito isang mahirap na problema, sa kondisyon na ang ganoong pangangailangan ay napakahusay na lumitaw.

Ngunit sa mga kondisyon ng mapagkumpitensyang produksyon, ang oras na kinakailangan para sa isang bagong produkto upang makapasok sa merkado ay mahalaga at samakatuwid pagdating sa nababaluktot na awtomatikong produksyon, ang pag-aayos ng kagamitan ay dapat isagawa nang mabilis, na may kaunting gastos.

Ang isang karagdagang problema ay ang pagtaas ng pagiging kumplikado ng control system habang ang produksyon ay bubuo at lumilitaw ang mga karagdagang pag-andar (mga komplikasyon ng algorithm ng operasyon).

Ang sinumang dalubhasa sa automation ay nahaharap din sa problema ng pagbuo ng isang control system para sa kagamitan sa nasabing lugar na hindi siya pamilyar sa sapat: ang kakulangan ng isang malinaw na pahayag ng problema, ang paglitaw ng mga bagong kondisyon habang ipinakilala ang kagamitan, maaaring gawin itong imposible upang matagumpay na maipatupad ang proyekto.

Kinakailangan na lumikha ng isang aparato na kontrol, ang algorithm ng operasyon na kung saan ay maaaring mabago nang walang muling pag-redo ng mga kable ng diagram ng control system, at bilang isang resulta, isang lohikal na ideya ang bumangon upang palitan ang mga system ng control na "hard" na lohika ng pagpapatakbo (isang hanay ng mga relay, regulator, timers, atbp.) automata na may mga maaaring maiprogramang lohika ng trabaho. Kaya ipinanganak maaaring ma-program na mga kontrol sa lohika (PLC). Sa kauna-unahang pagkakataon, ang mga PLC ay ginamit sa Estados Unidos upang i-automate ang pagpupulong ng linya ng pagpupulong ng pagpupulong sa industriya ng automotiko (1969).

Dahil ang kahulugan ng "programmable logic controller" ay "mai-program", ang tanong ay lumitaw agad, kung paano i-program ang PLC?

Ang mga wika ng programming ng Algorithmic ng mga computer ng oras na iyon ay nakatuon sa paglutas ng mga problema sa pagkalkula. Ang propesyon ng isang programmer ay itinuturing na bihirang at mahirap; walang mga tulad na espesyalista sa anumang site ng paggawa. Ang isang mainam na pagpipilian ay ang awtomatikong isalin ang mga diagram ng circuit ng mga relay machine sa mga programa ng PLC.

Bakit hindi? Kaya lumitaw ang PLC wika ng mga relay-contact circuit (RCS o LD sa mga mapagkukunang Ingles na Ladder Diagram). Ang teknolohikal ay maaaring "redraw" ang control circuit sa pagpapakita ng PLC programming station. Naturally, ang diagram ay nailarawan hindi graphically ngunit sa pamamagitan ng mga kundisyon ng kondisyon.

Halimbawa, ang gawain na inilarawan sa itaas ay maaaring mai-program tulad ng sumusunod:

Sa kaliwa at sa kanan sa ganoong programa ay nakikita namin ang mga vertical power bus na konektado ng mga pahalang na circuit. Ang mga circuit ay maaaring binubuo ng kanilang mga contact at ilang karagdagang mga elemento (halimbawa, isang timer) na konektado sa kahanay o sa serye. Sa kanan, ang bawat circuit ay nagtatapos sa isang relay coil. Ang mga contact ng relay na ito ay maaaring maging sa iba pang mga circuit. Kaya, posible na gumawa ng isang medyo kumplikadong circuit na katulad sa pag-andar sa isang tunay na circuit relay.

Ang mga unang istasyon ng programming ay napakalaking aparato na dinala ng maraming tao. Gayunpaman, ang mga PLC ay nagsimulang aktibong palitan ang mas malaki at, pinaka-mahalaga, i-relay ang mga cabinets ng automation na may "mahigpit" na lohika.

Sa pisikal, ang isang PLC ay isa o higit pang mga bloke na mayroong isang tiyak na hanay ng mga output at mga input para sa pagkonekta ng mga sensor at actuators (tingnan ang Fig. 1).

Ang lohika ng operasyon nito ay inilarawan sa software at isinasagawa ng built-in na microprocessor. Bilang isang resulta, eksakto ang parehong mga PLC ay maaaring magsagawa ng ganap na magkakaibang mga pag-andar. Upang baguhin ang algorithm ng operasyon, walang kinakailangang pagbabago sa hardware.

Fig. 1. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng PLC

Ang pag-unlad ng electronics ay humantong sa nakamamanghang miniaturization ng mga PLC. Ngayon may mga maliit na programmable na mga Controller na nilagyan ng isang maliit na display at built-in na mga kakayahan sa pagprograma, ang mga naturang mga Controller ay tinatawag na mga programmable relay. Ang mga karaniwang gawain ng mga maaaring ma-program na relay ay napaka-simpleng mga lokal na sistema ng pagkakaroon ng hanggang isang dosenang mga input at maraming mga output ng relay ng kuryente.

Ang pagsulat ng isang mas kumplikadong programa gamit ang built-in na remote ay hindi madali. Katulad nito, madali nating mai-type ang teksto ng SMS sa keyboard ng isang cell phone, ngunit kahit na ang pagpasok ng maraming mga pahina ng teksto, hindi upang mailakip ang mga malalaking volume, ay tila may problema. Para sa mga ito, mayroong mga personal na computer (PC) na nagbibigay ng mas komportableng kondisyon sa pagtatrabaho para sa mga tao.

Ang isang modernong PLC ay maaaring mapalitan ang dose-dosenang mga regulator, daan-daang mga timer at libu-libong mga relay. Ang paggamit ng isang PC upang i-program ang tulad ng isang sistema ay hindi lahat mahirap. Ang paggamit ng PC bilang isang istasyon ng programming ng PLC ay ang nangingibabaw na solusyon ngayon. Hindi lamang pinapagaan nito ang programming, ngunit nalulutas din ang mga problema ng mga proyekto sa pag-archive, paghahanda ng dokumentasyon, paggunita at pagmomolde. Nagbibigay ang computer ng isang maginhawang unibersal na tool para sa pag-programming ng pinakasimpleng lokal na gawain sa isang PLC, pati na rin para sa isang awtomatikong sistema ng control control.

Mangyaring tandaan na kapag pinag-uusapan ang tungkol sa pagprograma ng PLC, lagi kaming bumalik sa kung paano gawing simple at maginhawa ang prosesong ito para sa mga tao. Tila na sa sandaling ang isang naka-program na PLC ay gagana nang maraming taon at hindi napakahalaga kung magiging maganda ang hitsura ng programa nito, ang pangunahing bagay ay gumagana nang maayos.

Sa kasamaang palad, hindi ito ganito. Ang pangangailangan na baguhin ang programa sa PLC ay regular na bumangon nang madalas at hindi inaasahan. Samakatuwid, dapat itong isulat upang ang sinumang tao, at hindi lamang ang may-akda nito, ay madaling maunawaan ito at mabilis na gawin ang mga kinakailangang pagpapabuti. Upang sabihin na ang mga programa ay isinulat para sa PLC ay hindi ganap na tama.

Ang lahat ng mga programa ay isinulat ng tao at inilaan para sa pagbasa ng tao. Ang anumang mga tool sa pag-programming sa wakas ay nagbibigay ng mga tagubilin sa microprocessor sa mga code ng machine nito. Walang pagkakaiba para sa kanya sa kung anong wika ang isinulat ng programa.

Nabanggit sa itaas LD wika ay naimbento sa USA sa panahon ng relay automation. Ang fashion para sa mga PLC ay dumating sa Europa ng kaunti pa, nang ang relay cabinets ay matagumpay na napalitan ng mga cabinet na may mga logic circuit. Samakatuwid, ang pangangailangan ay lumitaw para sa pag-imbento ng iba pang mga wika ng programming na maunawaan sa isang bagong henerasyon ng mga inhinyero.

Kaya sa Alemanya ay lumitaw ang mga wika ng mga simpleng tagubilin sa teksto na kahawig ng nagtipon (IL). Sa Pransya, graphic mga wika ng pag-block ng diagram ng pag-block (FBD) at mga diagram na may mataas na antas na naglalarawan sa mga yugto at kundisyon ng mga paglilipat (Graphset, modernong SFC). Ginamit din ang mga wika na ginagamit para sa mga computer na programming (Pascal, Basic). Sa huling bahagi ng pitumpu't pitumpu, isang napakahirap na sitwasyon ang nabuo.

Ang bawat tagagawa ng PLC (kabilang ang USSR) ay binuo ng sariling wika sa pagprograma, samakatuwid ang mga PLC ng iba't ibang mga tagagawa ay hindi katugma sa software, bilang karagdagan mayroong isang problema sa hindi pagkakatugma sa hardware. Ang pagpapalit ng isang PLC sa isang produkto mula sa isa pang tagagawa ay naging isang malaking problema.Ang mamimili ng PLC ay pinilit na gumamit ng mga produkto ng isang kumpanya lamang o gumugol ng enerhiya sa pag-aaral ng iba't ibang wika at pera sa pagkuha ng mga naaangkop na tool.

Bilang isang resulta, noong 1979, sa loob ng balangkas ng International Electrotechnical Commission (IEC), nilikha ang isang espesyal na grupo ng mga eksperto sa teknikal sa mga problema sa PLC. Inatasan siya sa pagbuo ng mga karaniwang kinakailangan para sa hardware, software, mga panuntunan sa pag-install, pagsubok, dokumentasyon at komunikasyon ng PLC.

Noong 1982, ang unang bersyon ng pamantayan ng pamantayan ay nai-publish, na natanggap ang pangalang IEC 1131. Dahil sa pagiging kumplikado ng nagresultang dokumento, napagpasyahan na masira ito sa maraming bahagi, ang pangatlong bahagi ng pamantayang "Mga Programa ng Programa ng PLC" ay nakatuon sa mga isyu sa programming.

Dahil ang IEC ay lumipat sa 5 mga digital na mga notasyon mula pa noong 1997, ang tamang pangalan para sa internasyonal na bersyon ng bahagi ng pamantayang nakatuon sa mga wika ng programming ng PLC ay IEC 61131-3. Ang IEC Working Group ay gumawa ng isang halip na desisyon. Mula sa buong iba't ibang mga wika ng programming ng PLC na umiiral sa panahon ng pag-unlad ng pamantayan, 5 mga wika na pinaka-malawak na ginagamit ay nakilala.

Ang mga pagtutukoy sa wika ay na-finalize upang posible na gumamit ng isang pamantayang hanay ng mga elemento at mga uri ng data sa mga programa na nakasulat sa alinman sa mga wikang ito. Ang pamamaraang ito ng IEC ay pinuna nang pinuna, ngunit ang oras ay napatunayan ang tama ng desisyon na ito.

Ang pagpapatupad ng naturang pamamaraan na posible upang maakit ang mga espesyalista mula sa iba't ibang larangan ng kaalaman (at, na lalo na mahalaga, ng iba't ibang mga kwalipikasyon) sa pagprograma ng parehong PLC: mga relay na espesyalista sa pag-automate (at maging mga electrician), mga programista sa LD, mga dalubhasa sa larangan ng semiconductor circuitry at awtomatikong kontrol para kanino ang karaniwang wika ay ang FBD, mga programmer na may karanasan sa pagsulat ng mga programa para sa mga computer sa wikang pagpupulong (tumutugma ito sa wikang IL para sa mga PLC), sa mga wikang high-level (wika ng ST), kahit na malayo sa Nakukuha ng mga teknolohiyang nagrograma ang kanilang tool sa programming - ang wika ng SFC.

Bagaman ang pagpapakilala ng mga sistema ng programming ng IEC ay hindi ganap na pinabayaan ang mga serbisyo ng mga propesyonal na programmer (gayunpaman, ang layuning ito ay hindi naitakda), ngunit pinapayagan nitong mabawasan ang mga kinakailangan sa kwalipikasyon at, nang naaayon, ang gastos ng paggawa para sa mga programer ng PLC. Ang standardisasyon ng mga wika na pinapayagan (hindi bababa sa bahagyang) upang malutas ang problema ng pag-asa ng gumagamit ng PLC sa isang tiyak na tagagawa.

Ang lahat ng mga modernong PLC ay nilagyan ng IEC 61131-3 na mga tool sa pagprograma, na pinapasimple ang gawain ng mga gumagamit ng magsusupil (maaari kang gumamit ng mga PLC ng iba't ibang mga kumpanya nang walang mga retraining na gastos) at sa parehong oras ay nag-aalis ng maraming mga problema para sa mga tagagawa ng PLC (maaari mong gamitin ang mga bahagi ng PLC mula sa iba pang mga tagagawa).

Ang pamantayan ay makabuluhang pinalawak ang mga posibilidad sa merkado ng paggawa ng isang dalubhasa sa programming ng PLC. Tulad ng isang mekaniko ng auto na may isang karaniwang hanay ng mga tool ay maaaring magsagawa ng pagkumpuni ng anumang bahagi (maliban sa hindi pamantayan) ng isang makina ng anumang kumpanya, ang isang espesyalista na nag-aral ng mga wika ng IEC 61131-3 ay magagawang malaman ang programa ng anumang modernong PLC. Ginagawa nitong posible na mabawasan ang parehong pag-asa ng kumpanya sa dalubhasa sa pagprograma ng PLC at ang dalubhasa sa kumpanya.

Ngayon, ang nangungunang posisyon sa merkado para sa IEC programming system ay Kumplikadong CoDeSys Aleman na kumpanya 3S-Smart Software Solutions GmbH. Ginagamit ito ng 190 mga kumpanya sa buong mundo, karamihan sa mga kumpanyang ito ay nangunguna sa mga tagagawa ng kagamitan at / o mga sistemang pang-industriya na automation.

Sa Russia, ang mga PLC na may CoDeSys ay kilalang kilala sa mga espesyalista; ang saklaw ng mga produkto na ginawa sa ilalim ng kontrol ng mga PLC na ito ay malaki.Ang CoDeSys ay nagsasama ng 5 dalubhasang mga editor para sa bawat isa sa mga karaniwang wika ng programming:

Listahan ng Mga Tagubilin (IL),
Functional Block Diagram (FBD),
Relay contact circuit (LD),
Nakabalangkas na Teksto (ST),
Mga Sequential Fact Charts (SFC).

Ang mga editor ay suportado ng isang malaking bilang ng mga pandiwang pantulong na nagpapabilis sa pag-input ng programa. Ito ang mga katulong sa input, awtomatikong variable na deklarasyon, pagwawasto ng intelektwal na pag-input, pag-highlight ng kulay at kontrol ng syntax sa panahon ng pag-input, pag-scale, awtomatikong paglalagay at koneksyon ng mga graphic na elemento.

Sa isang proyekto, maaari mong pagsamahin ang mga programa na nakasulat sa maraming wika ng IEC o gumamit ng isa sa mga ito. Walang mga espesyal na kinakailangan para sa pagpili ng isang wika. Ito ay dahil lamang sa mga personal na kagustuhan.

Ang pinakapopular na wika sa Russia ay ang ST. Ito ay isang wika ng teksto, na kung saan ay isang medyo inangkop Pascal. Ang pangalawang pinakapopular na graphic na wika ay ang FBD, na sinusundan ng LD. Bilang karagdagan sa mga tool sa paghahanda ng programa, ang CoDeSys ay nagsasama ng isang integrated debugger, emulator, visualization at mga tool sa pamamahala ng proyekto, PLC at mga configurator ng network.

Ang sagisag ng isa pang hindi inaasahang ideya, na kolektibong nabuo ng mga gumagamit ng CoDeSys, ay ang kusang pagsasama ng mga tagagawa ng PLC na sumusuporta sa CoDeSys sa organisasyon ng non-profit na CoDeSys Automation Alliance (CAA). Ang ideya ay upang buksan ang mga tagagawa ng mga produktong pang-industriya na automation na sumusuporta sa CoDeSys sa mga kasosyo (hangga't maaari sa isang mapagkumpitensyang merkado) at i-neutralisahin ang mga epekto ng kumpetisyon sa pagitan ng mga tagagawa sa mga gumagamit ng PLC.

Sa halip na sinasadyang lumikha ng mga teknikal na hadlang na maiwasan ang mga gumagamit na madaling gamitin ang mga produkto ng ibang kumpanya, ang mga miyembro ng CAA ay sadyang gumawa ng mga hakbang upang matiyak ang pagiging tugma ng kanilang mga produkto.

Ang gumagamit ay maaaring maging sigurado na ang kanyang aplikasyon sa CoDeSys ay gagana sa anumang magsusupil ng anumang kumpanya na isang miyembro ng CAA. Maaaring matiyak ng gumagamit na ang mga tool na ginagamit nila (CoDeSys) ay napatunayan ng libu-libong mga gumagamit sa buong mundo. Ang gumagamit ay palaging tatalakayin ang kanilang mga paghihirap at makakuha ng tunay na tulong mula sa isang malawak na hanay ng mga kasamahan na may karanasan sa paglutas ng mga naturang problema.

Brokarev A.Zh., Petrov I.V. Kumpanya "PROLOGUE"