Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ regionalnego
rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego.
strona: 1 z 8
Prezentacja na temat:
Podstawy programowania sterowników PLC
Przedmiot: Sterowniki PLC
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ regionalnego
rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego.
strona: 2 z 8
1. Programowanie sterowników PLC.
1.1. Standaryzacja programowania sterowników.
Na początkowym etapie rozwoju sterowników PLC każdy producent stosował swoje rozwiązania
programistyczne. Prace normalizacyjne rozpoczęły się dosyć wcześnie, bo w roku 1970. Trwały
jednak bardzo długo, ponieważ poszczególne języki programowania stosowane w sterownikach
różnych firm znacznie się różniły.
Końcowa postać specyfikacji dotyczącej języków programowania (IEC 1131-3) pojawiła się w
latach 90-tych.
Rysunek 1.
Standaryzacja języków programowania przemysłowych sterowników PLC.
W związku ze standaryzacja programowania sterowników PLC w 1993r. pod patronatem
Międzynarodowej Komisji Elektroniki (ICE, ang. International Elektronical Commision) została
opracowana i wydana norma ICE 1131. Norma podaje informacje ogólne i zalecenia w zakresie
sprzętu, wymagań sprzętowych, języków programowania, określa wytyczne dla użytkowników oraz
zalecenia w zakresie wymiany danych. Norma nie ma charakteru wiążącego.
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ regionalnego
rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego.
strona: 3 z 8
Rysunek 2.
Norma ICE 1131 ,,Sterowniki Programowalne’’
Schemat zeskanowany z książki Mechatronika – D.Schmid i współautorzy.
1.2. Podstawowe grupy języków programowania sterowników PLC
Wyróżnia się dwie podstawowe grupy języków programowania:
grupę języków tekstowych oraz
grupę języków graficznych
Do grupy języków tekstowych zalicza się:
język list instrukcji (IL, ang. Instruction List)
języki strukturalne (ST, ang. Structured Text)
Do grupy języków graficznych zalicza się:
język schematów drabinkowych (LD, ang. Lader Diagram)
język schematów blokowych (FBI, ang. Function Block Diagram)
Oprócz tych grup językowych stosowane są powszechnie w technice sterowników
programowalnych dwie metody modelowania i programowania sekwencyjnych procesów
produkcyjnych:
metoda Grafcet podana w normie ICE 848
metoda SFC – grafów sekwencji (ang. Sequential Function Chart)
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ regionalnego
rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego.
strona: 4 z 8
Rysunek 3.
Przykład programu w LD I IL.
Do najwcześniej stosowanych języków należą schemat drabinkowy LD oraz lista
instrukcji IL.
Kolejnym językiem graficznym jest schemat bloków funkcyjnych FBD (ang.
Function Block Diagram). Jest on szczególnie chętnie stosowany w grupie
najprostszych sterowników PLC, dla których jest to z reguły jedyny dostępny język
programowania. Język tekstowy tekst strukturalny ST (ang. Structured Text)
stosowany jest w grupie najmocniejszych sterowników. Jest on podobny do
języków wyższego poziomu typu Pascal.
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ regionalnego
rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego.
strona: 5 z 8
Rysunek 4.
Przykład programu w FBD i ST
Programowanie w języku schematów drabinkowych jest bardzo podobne do tworzenia schematów
stykowo – przekaźnikowych układów sterowania elektrycznego. Języki list instrukcji są najbardziej
uniwersalną grupą języków programowania sterowników PLC.
Rysunek 5.
Przejście ze sterowania stykowego na sterowanie programowe w LD.
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ regionalnego
rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego.
strona: 6 z 8
Pierwszy etap polega na obróceniu schematu o 90 stopni w kierunku przeciwnym do ruchu
wskazówek zegara.
Drugi etap przekształcenia polega na wprowadzeniu uproszczonych symboli styków i cewek.
Uzyskano w efekcie tzw. schemat drabinkowy (ang. ladder diagram). W tej postaci schemat
sterowania można przedstawić na arkuszu o stałej szerokości, niezależnie od jego złożoności.
1.3. Przykład operacji wykonywanych przez sterownik PLC wg. IEC 1131 – 3
Rysunek 6.
Przykłady podstawowych operacji wykonywanych przez sterownik PLC
Schemat zeskanowany z książki Mechatronika – D.Schmid i współautorzy.
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ regionalnego
rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego.
strona: 7 z 8
1.4. Uproszczone zasady programowania sterowników PLC
Na rysunku przedstawiono szczegółowy algorytm prezentujący schemat przetwarzania programu
drabinkowego. Warunek plus operacja (operacje) tworzą pojedynczy szczebel schematu
drabinkowego. Można zauważyć, że przy takiej organizacji algorytmu nie ma znaczenia dla
poprawności wykonywania programu, zamiana szczebli drabinki. Np. na rozważanym schemacie
przestawienie warunków 1 i 2 nie ma wpływu na działanie programu.
Uproszczone zasady programowania:
• Dane wyjście użyte jest raz w programie (wyjątek – użycie instrukcji SET, co wymaga również
instr. RST)
• Podstawowe przypadki
– Określamy warunek aktywności danego wyjścia
– Określamy warunki załączenia oraz wyłączenia wyjścia
– Realizacja sekwencji czasowych
Projekt "Modernizacja oferty kształcenia zawodowego w powiązaniu z potrzebami lokalnego/ regionalnego
rynku pracy" współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu
Społecznego.
strona: 8 z 8
– Przypadek mieszany
• Kolejność szczebli drabinki z reguły nie ma znaczenia na działanie programu
• Program kończymy instrukcją END
Poprawne tworzenie programów wymaga stosowania reguł przewidzianych w normie IEC 61131-3,
ale również uwzględnienia ograniczeń i specyfiki poszczególnych edytorów. Tym drugim problemem
nie będziemy się zajmować. Przedstawione spojrzenie na programowanie sterowników PLC należy
traktować jako uproszczone, ale wystarczające dla potrzeb i zadań niniejszej pracy.
W dalszej części przedstawione zostaną przykłady ilustrujące wspomniane zasady programowania
przemysłowych sterowników PLC.
Pytania sprawdzające wiedzę:
Wymień i scharakteryzuj podstawowe języki programowania
sterowników PLC?
Napisz w LD funkcję iloczynu oraz sumy?
Z jakich bloków składa się sterownik PLC ?
W języku FBD napisz program realizujący następującą funkcję:
( I 0.1 or I 0.2) and (I 0.3 or I 0.4) and not( I 0.5)