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)