Podstawy Automatyzacji i Robotyzacji Procesów Technologicznych

Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych nr 2

STEROWNIKI PLC

Rafał Pradelok

ZiIP (zaoczne) ZZC

Na początku sprawozdania wyjaśnię co to są i do czego służą sterowniki PLC.

Otóż jako sterownik określamy Programowalny Sterownik Logiczny (ang. Programmable Logic Controller) jest to uniwersalne urządzenie mikroprocesorowe przeznaczone do sterowania pracą maszyny lub urządzenia technologicznego, musi zostać dopasowany do określonego obiektu sterowania poprzez wprowadzenie do jego pamięci żądanego algorytmu działania obiektu. Cechą charakterystyczną sterowników odróżniającą ten sterownik od innych sterowników komputerowych jest cykliczny obieg pamięci programu.

Algorytm jest zapisywany w dedykowanym sterownikowi języku programowania. Istnieje możliwość zmiany algorytmu przez zmianę zawartości pamięci programu. Sterownik wyposaża się w odpowiednią liczbę układów wejściowych zbierających informacje o stanie obiektu i żądaniach obsługi oraz odpowiednią liczbę i rodzaj układów wyjściowych połączonych z elementami wykonawczymi, sygnalizacyjnymi lub transmisji danych.

Podstawową zasadą pracy sterowników jest praca cykliczna, w której sterownik wykonuje kolejno po sobie pojedyncze rozkazy programu w takiej kolejności, w jakiej są one zapisane w programie. Na początku każdego cyklu program odczytuje "obraz" stanu wejść sterownika i zapisuje ich stany. Po wykonaniu wszystkich rozkazów i określeniu aktualnego dla danej sytuacji stanu wyjść, sterownik wpisuje stany wyjść do pamięci będącej obrazem wyjść procesu a system operacyjny wysterowuje odpowiednie wyjścia sterujące elementami wykonawczymi.

Tak więc wszystkie połączenia sygnałowe spotykają się w układach (modułach) wejściowych sterownika, a program śledzi ich obraz i reaguje zmianą stanów wyjść w zależności od algorytmu.

Cykl pracy sterownika można zapisać krokowo:

1. Autodiagnostyka

2. Odczyt wejść

3. Wykonanie programu

4. Zadania komunikacyjne

5. Ustawienia wyjść

Firmy produkujące sterowniki programowalne dostarczają zwykle wraz z nimi środowisko programistyczne, pozwalające pisać aplikacje w jednym lub kilku językach programowania. Języki te są zwykle mniej lub bardziej dokładną implementacją zaleceń normy IEC 61131-3, która to norma definiuje następujące warianty:

• LD (Ladder Diagram) logika drabinkowa - schemat zbliżony do klasycznego rysunku technicznego elektrycznego;

• FBD (Function Block Diagram) - diagram bloków funkcyjnych, sekwencja linii zawierających bloki funkcyjne;

• ST (Structured Text) tekst strukturalny - język zbliżony do Pascala;

• IL (Instruction List) lista instrukcji - rodzaj asemblera;

• SFC (Sequential Function Chart) sekwencyjny ciąg bloków - sekwencja bloków programowych z warunkami przejścia.

Środowiska do programowania PLC są albo produktem firm wytwarzających sterowniki albo też niezależnych firm informatycznych.

Sterowniki PLC składają się z:

• jednostki centralnej (CPU)

• bloków wejść cyfrowych

• bloków wejść analogowych

• bloków komunikacyjnych

• bloków wyjść cyfrowych

• bloków wyjść analogowych

• bloków specjalnych

• pamięci ROM, PROM, EPROM, EEPROM

Przykładowy algorytm pracy systemu alarmowego

Fragment schematu drabinkowego algorytmu sterującego pracą systemu

Przykładowe sterowniki PLC.

Zadania realizowane przez sterowniki

• Sterowanie maszynami lub procesami zgodnie z zapisanym programem,

• Realizacja funkcji diagnostycznych sterowanych urządzeń i procesów (również autodiagnostyka),

• Kontrola układów zabezpieczeń,

• Komunikacja z systemami zarządzania produkcją i urządzeniami typu HMI (panele operatorskie, monitory itp.) umożliwiająca na bieżąco prezentację i archiwizację stanu procesów produkcyjnych

WNIOSKI:

• Podobieństwo schematów drabinkowych używanych w oprogramowaniu PLC do stosowanych schematów stykowo - przekaźnikowych

• Prostota i szybkość programowania sterowników bez znajomości specjalistycznej wiedzy na temat systemów komputerowych

• Oferowany bogaty zestaw modułów wejść/wyjść cyfrowych, analogowych, dedykowanych np. do sterowania napędami, modułów komunikacyjnych, alarmami

Strona 5 z 6

---