 |
Работа с программируемыми логическими контроллерами
|
|
|
|
Изучение работы программируемого логического контроллера рассмотрим на примере реализации задачи построения регулирующего приложения одноконтурного PID регулятора потока (рис. 30):
Рис. 30. Одноконтурный PID регулятор потока
Для решения поставленной задачи необходимо:
- изучить структуры программируемого логического контроллера (ПЛК):
· модули;
· программное обеспечение;
· функции;
· рабочие условия и т.п.
- изучить программирование ПЛК.
Контроллеры FCN/FCJ (FCN/FCJ) программируется с использованием стандарта IEC61131-3. Стандарт специфицирует следующие языки программирования PLC:
1. FBD (Function Block Diagram) – язык описания Функционально Блочных Схем осуществляет обработку данных используя модуляризацию различных функций в функциональные блоки и соединение блоков между собой посредством сигнальных связей. Благодаря поддержке средств разработки потоков данных, FDB наиболее подходит для решения задач непрерывного управления;
2. LD (Ladder Diagram) – язык описания Логических Диаграмм является наиболее широко используемым языком программирования для PLC. Использование символов контактов и обмоток электромагнитных реле, как базовых элементов, позволяет кодировать логические функции привычным для большинства пользователей образом;
3. SFC (Sequential Function Chart) – язык описания Последовательных Функциональных Карт удобен для построения приложений последовательного управления. Комбинация описания процессов последовательного управления средствами SFC и описания комбинационной логики средствами LD (управление не последовательного характера) позволяет строить изящные последовательные программы управления;
4. IL (Instruction List) – язык описания Листа Инструкций является стандартным мнемоническим языком. Благодаря возможности одним оператором с набором операндов, закодированным одной строкой, описать функцию процесса управления, можно получить лаконичную и довольно компактную программу. Но для построения сложных, комплексно связанных логических схем управления он не очень удобен;
|
|
|
5. ST (Structured Text) – язык описания Структурированного Текста является текстовым языком, подобным языкам высокого уровня, таким как PASCAL. Язык поддерживает приложения с множеством ветвлений, которые кодируются условными операторами типа IF-THEN-ELSE [17].
Примечание: Как правило, только один язык может быть использован для создания программы. Однако FBD и LD могут использоваться совместно.
Стандарт специфицирует незначительное количество базовых функций, которое расширено фирмой Yokogawa включая ряд функций высокого уровня подобных функциональным Блокам CS3000 (DCS).
Наряду со специфицированием языков программирования стандарт также определяет структуры данных (data structure) для всех данных которые дефинированы в системах управления. Данные могут быть связаны с функциональными блоками и их элементами (Tags) или объявлены как глобальные (global) или внешними переменными (external variables), которые также свойственны системе как системе в целом. Они включают в себя также и переменные ввода/вывода (I/O variables), которые по сути своей являются глобальными переменными.
Программирование системы поддерживается логическим конструктором (Logic Designer). Logic Designer / Разработчик Логики - это пакет программного обеспечения, выполняемый на РС общего назначения. Он используется для создания управляющих приложений для автономных контроллеров FCN/FCJ.
Logic Designer имеет следующие функции:
- управляющее приложение может создаваться на языках управления в соответствии с международным стандартом IEC 61131-3;
- поддерживаются пять типов языков, включая функциональную блок-схему, цепную схему и программирование SFC (проверка системных файлов). Они могут выбираться в соответствии с конкретными целями;
|
|
|
- управляющее логическое приложение может быть сконструировано из модулей (в дальнейшем применяется как POU); управляющее приложение может, таким образом, быть спроектировано иерархическим способом;
- поддержка различных папок приложений, которые являются наборами POU для различных целей управления;
- обеспечение редактора для каждого языка разработки;
- оборудован мощной функцией отладки.
Logic Designer обеспечивает следующие функции, существенно упрощающие отладку и поддержку управляющих приложений:
1. Software Wiring Function – связывание программных компонентов с модулями ввода/вывода с использованием определений коммутации позволяющих проводить отладку без подключения реальных внешних входных сигналов;
2. Online Layout и Value Display – значения переменных в программе могут отображаться и изменяться в процессе отладки;
3. Setting Breakpoints – внутри программы могут устанавливаться точки останова её выполнения. Впоследствии, после завершения отладки, пошаговый режим может быть отключен;
4. Logic Analyzer Function – функция логического анализатора позволяет записывать значения переменных в моменты времени с заданным интервалом и отображать их в виде графиков;
5. Watch Window – регистрация переменных в окне наблюдения переменных позволяет наблюдать за значениями переменных в рабочем режиме [17].
С его использованием создаётся проект (project), который содержит в себе конфигурационную информацию системы. Внутри проекта содержатся программы созданные и скомпонованные для всех FCN/FCJ в виде задач (tasks), которые определяют, как работают программы внутри FCN/FCJ.
Аппаратура настраивается при помощи конфигуратора ресурсов (Resource Configurator). При помощи него конфигурируется процессорный модуль (CPU) и модули ввода/вывода (I/O moduls) FCN/FCJ, допускается также и копирование данных из FCN/FCJ и сохранение их PC
Составим алгоритм выполнения работ (рис. 31):
Рис. 31. Алгоритм выполнения работ
Для создания управляющих приложений, исполняемых в FCN/FCJ, используетсяLogic Designer. ЗапускLogic Designer может быть выполнен двойным щелчком по иконке на рабочем столе.
|
|
|
