1

Producenci PLC

Sterowniki PLC s

ą

produkowane przez wiele firm np. :

Allen Bradley (Rockwell Automation), S7 (Siemens), GE Fanuc (GE
Intelligent Platforms), Bernecker & Rainer, Omron, Modicon (Schneider),
Saia, Mitsubishi, Hitachi, Moeller, Wago, Beckhoff, Fatek, Horner

Rodziny sterowników danego producenta charakteryzuj

ą

si

ę

tym,

ż

e

poszczególne modele:

h

mog

ą

by

ć

programowane w tym samym j

ę

zyku i przy u

ż

yciu tego samego

pakietu programowego;

h

posiadaj

ą

takie same zmienne programowe oraz tak

ą

sam

ą

struktur

ę

modułów wej

ść

/wyj

ść

;

h

istnieje mo

ż

liwo

ść

przenoszenia programów mi

ę

dzy modelami oraz

korzystania z tych samych opcji w ka

ż

dym modelu.

Normy

h

Rozwi

ą

zania proponowane przez producentów PLC ró

ż

ni

ą

si

ę

mi

ę

dzy sob

ą

, co dla u

ż

ytkowników i projektantów systemów

automatyki stanowiło du

żą

niedogodno

ść

i powodowało

konieczno

ść

dostosowywania do ró

ż

nych wymaga

ń

. St

ą

d

przekonanie o konieczno

ś

ci standaryzacji.

h

Chaotyczny rozwój produkcji PLC został ujednolicony przez
norm

ę

IEC 1131 Programmable Controllers

opracowan

ą

w 1993 r. przez Mi

ę

dzynarodow

ą

Komisj

ę

Elektrotechniki (

IEC

-

I

nternational

E

lectrotechnical

C

ommission).

h

Od 1998 r. norm

ę

uzupełniono i oznaczono jako

IEC 61131

.

W Europie norm

ę

przyj

ę

to bez zmian jako

EN 61131

.

Polskie tłumaczenie tej normy, to:

PN-EN 61131

.

2

Norma IEC 61131

Norma składa si

ę

z nast

ę

puj

ą

cych cz

ęś

ci:

1.

Postanowienia ogólne

2.

Wymagania i badania dotycz

ą

ce sprz

ę

tu

3.

J

ę

zyki programowania

4.

Wytyczne dla u

ż

ytkownika

5.

Wymiana informacji

6.

Komunikacja przez sieci polowe

7.

Programowanie sterowania z wykorzystaniem zbiorów
rozmytych

8.

Wytyczne do implementacji j

ę

zyków programowania

Sterownik programowalny - definicja

Norma PN-EN 61131-1 okre

ś

la sterownik programowalny jako:

„cyfrowy system elektroniczny do stosowania w

ś

rodowisku

przemysłowym, który posługuje si

ę

pami

ę

ci

ą

programowaln

ą

do przechowywania zorientowanych na u

ż

ytkownika instrukcji

w celu sterowania przez cyfrowe lub analogowe wej

ś

cia i

wyj

ś

cia szerok

ą

gam

ą

maszyn i procesów.”

3

Struktura sterownika PLC

Elementy konfiguracji sterownika PLC

h

Jednostka centralna CPU

(

C

entral

P

rocessing

U

nit) – mikrokomputer,

odpowiada za realizacj

ę

programu, diagnostyk

ę

. W skład wchodz

ą

:

−

procesor,

−

pami

ęć

stała ROM (Read Only Memory) - EPROM (kasowana

ś

wiatłem UV) lub Flash (kasowana elektrycznie), zawiera system

zarz

ą

dzaj

ą

cy prac

ą

sterownika (Firmware)

−

pami

ęć

programu - pami

ęć

zapisywalna RAM (Random Access

Memory) podtrzymywana bateryjnie lub pami

ęć

stała EEPROM,

EPROM, Flash, słu

żą

do przechowania programu u

ż

ytkownika

−

pami

ęć

danych – pami

ęć

zapisywalna RAM (Random Access

Memory) podtrzymywana bateryjnie, słu

ż

y do przechowywania

wyników pomiarów, oblicze

ń

itp.

−

porty komunikacyjne (np. RS232, RS422/485, Ethernet, Profibus)

4

Elementy konfiguracji sterownika PLC

h

Zasilacz PS

(

P

ower

S

upply) – dostarcza energii dla pozostałych

elementów systemu. Stosuje si

ę

zasilacze podł

ą

czane do

ź

ródła

zasilania 120/240 VAC, 12 VDC, 24 VDC lub 48 VDC.

h

Kaseta (Rack)

– płyta ł

ą

czeniowa z magistral

ą

systemow

ą

,

zwana szyn

ą

danych, słu

żą

c

ą

do komunikacji z modułami, które

wkłada si

ę

do gniazd (Slots). W niektórych rozwi

ą

zaniach kaseta

mo

ż

e by

ć

składana z podstawek (Carriers) lub z poł

ą

czonych

szeregowo modułów – sloty s

ą

wówczas tylko logiczne.

Najcz

ęś

ciej poło

ż

enie zasilacza i procesora w kasecie jest stałe

– od lewej zasilacz, z za nim jednostka centralna.

Elementy konfiguracji sterownika PLC

h

Moduły sygnałowe

– po

ś

rednicz

ą

w wymianie informacji pomi

ę

dzy

jednostk

ą

centraln

ą

a sterowanym obiektem:

−

moduł wej

ść

dwustanowych (binarnych, cyfrowych, dyskretnych)

– przetwarza poziom napi

ę

cia reprezentuj

ą

cy otwarcie lub

zamkni

ę

cie wył

ą

cznika na stany logiczne „1” lub „0”.

−

moduł wyj

ść

dwustanowych (binarnych, cyfrowych, dyskretnych)

– wyprowadza sygnały steruj

ą

ce typu zał

ą

cz/wył

ą

cz,

−

moduł wej

ść

analogowych

– posiada przetworniki analogowo-

cyfrowe, które przetwarzaj

ą

sygnały z postaci jak

ą

udost

ę

pniaj

ą

urz

ą

dzenia obiektowe do postaci cyfrowej, zrozumiałej przez

CPU,

−

moduł wyj

ść

analogowych

– posiada przetworniki cyfrowo-

analogowe, które wytwarzaj

ą

pr

ą

d lub napi

ę

cie słu

żą

ce do

sterowania ci

ą

głego.

5

Elementy konfiguracji sterownika PLC

h

Moduły specjalne

– pozwalaj

ą

na odci

ąż

enie CPU i realizacj

ę

zło

ż

onych zada

ń

:

−

moduł szybkiego licznika,

−

moduł pozycjonowania,

−

moduł sterowania silnikiem krokowym,

−

moduł wagowy,

h

Moduły komunikacyjne

– słu

żą

do podł

ą

czenia sterownika do sieci

lokalnej w okre

ś

lonym standardzie, np. Modbus RTU, Profibus,

Modbus TCP, CAN, DeviceNet, Genius, ControlNet, Profinet.

Konfigurowanie i programowanie PLC

h

Konfigurowanie

sterownika PLC - proces przypisywania adresów

logicznych

oraz

innych

parametrów

sprz

ę

towym

modułom

systemu.

Mo

ż

e

ono

zosta

ć

dokonane

za

pomoc

ą

oprogramowania

konfiguracyjnego

przed

lub

po

zaprogramowaniu sterownika. Zaleca si

ę

, aby skonfigurowanie

sterownika nast

ą

piło w pierwszej kolejno

ś

ci.

h

Programowanie

sterownika

PLC

-

opracowanie

programu

steruj

ą

cego

dla

konkretnego

zastosowania

sterownika,

przetłumaczenie

i przesłanie go do pami

ę

ci sterownika za

pomoc

ą

programatora. Program steruj

ą

cy stanowi realizacj

ę

algorytmu wi

ążą

cego sygnały wej

ś

ciowe, które dopływaj

ą

do

sterownika, z sygnałami wyj

ś

ciowymi, słu

żą

cymi do sterowania

urz

ą

dzeniami wykonawczymi. Nowy program wprowadzony do

pami

ę

ci sterownika zmienia przebieg realizowanego procesu

przy zachowanej architekturze sprz

ę

towej. Jest to ogromn

ą

zalet

ą

PLC.

6

Programator

Program

u

ż

ytkownika

Pami

ęć

Programator

(komputer)

Tablica stanu

wej

ść

Tablica stanu

wyj

ść

Wej

ś

cia i wyj

ś

cia

sterownika

Urz

ą

dzenia

wykonawcze

Czujniki i

przetworniki

h

Programator

-

słu

ż

y do pisania, korekty i testowania programu

steruj

ą

cego,

przetłumaczenia

go

na

kod

sterownika

PLC

oraz

przeniesienie uzyskanego kodu do pami

ę

ci sterownika PLC.

q

programator firmowy, programator r

ę

czny lub specjalizowana karta

do komputera PC.

q

oprogramowanie narz

ę

dziowe na komputer PC, komunikacja ze

sterownikiem za pomoc

ą

portu szeregowego, sieci Ethernet lub

innej sieci przemysłowej.

Zalety PLC

h

łatwo

ść

monta

ż

u i naprawy – szybka wymiana elementów bez narz

ę

dzi

h

mniejsze rozmiary, ni

ż

w „logice szytej”

h

niezawodno

ść

w warunkach przemysłowych (wibracje, zapylenie, niska lub

wysoka temp., du

ż

a wilgotno

ść

), brak elementów ruchomych (dyski,

wentylatory)

h

rozs

ą

dny koszt układu

h

uniwersalno

ść

- szeroki zakres zastosowa

ń

h

skalowalno

ść

- czyli dzi

ę

ki modułowo

ś

ci mo

ż

liwo

ść

dostosowania do

wymaga

ń

oraz rozbudowy

h

łatwo

ść

programowania – j

ę

zyk zorientowany na problemy sterowania

h

przejrzysto

ść

struktury sterowania

h

elastyczno

ść

- mo

ż

liwo

ść

szybkiej zmiany programu

h

du

ż

e mo

ż

liwo

ś

ci komunikacyjne (protokoły Modbus RTU, Profibus, CAN,

DeviceNet, Modbus TCP, Profinet)

h

mo

ż

liwo

ść

ł

ą

czenia z sieciami biurowymi i lokalnymi

7

Literatura

1.

Sałat R., Korpysz K., Obstowski P. Wst

ę

p do programowania sterowników PLC.

WKŁ Warszawa 2010.