4.4.2. Програмні засоби

Міжнародна Електротехнічна Комісія (МЕК) розробила серію станда-ртів для ПЛК: МЕК 1131-1. «Загальні положення» (1992); МЕК 1131-2 «Специфікації і випробування обладнання» (1992); МЕК 1131-3 «Мови програмування» (1993); МЕК 1131-4 «Рекомендації користувачам»; МЕК 1131-5 «Специфікація сервісних служб повідомвень». У стандарт МЕК 1131-3 входять 5 мов програмування:

LD-мова (Ladder Diagram – діаграма покрокової логіки) у графічному вигляді є алгоритмом послідовного розв’язання задачі релейної логіки. В бібліотеку функціональних блоків цієї мови входять: лічильники, реєстра-тори, одновібратори, ПІД-регулятори, обчислювальні блоки, блоки кому-нікацій і операторського інтерфейса і т.д. Аналогом LD-мови є мова ре-лейно-контактних схем;

IL-мова (Instruction List – список інструкцій), за своїми функціональ-ними можливостями аналогічна LD-мові, а зовні схожа на асемблер і більш зручна для програмування складних обчислень;

ST-мова (Structured Text – структурований текст) є паскале-подіб-ною мовою, що дозволяє реалізувати складні алгоритми з програмува-нням умов переходу, різних циклів, спеціальних математичних функцій тощо;

SFC-мова (Sequential Function Chart – граф послідовного керування) є графічною мовою для для програмування роботи машин та установок, що мають послідовний характер функціонування. Ця мова зручна у на-лагодженні та діагностиці машин;

FBD-мова (Function Block Diagram – діаграма функціональних бло-ків) є також графічною мовою, з елементами у вигляді функціональних блоків.

Використання зазначених стандартних мов програмування скорочує час розробки прикладної програми завдяки достатньо великій бібліотеці

функціональних блоків; спрощує обслуговування контролерів за раху-нок знайомства зі стандартною структурою прикладної програми і прин-ципами її функціонування, заощаджує час для початкового навчання пе-рсоналу, враховуючи знання мов стандарту. Водночас у стандарті відсу-тні сервісні функції редакторів (копіювання, пошук, переноси і т.п.), екс- порту / імпорту програм, конвертування мов однієї в іншу тощо.

4.5. Обчислювальні мережі нижнього рівня

4.5.1 Загальна характеристика мереж

Мережі контролерів найчастіше створюються у вигляді промислових мереж та польових шин ПШ (Fieldbus або Field Network). Значення цих протоколів пов’язане із заміною радіальних з’єднань контролерів з об’є-ктними вимірювальними перетворювачами та виконавчими механізмами (ОВП / ВМ) більш економічним паралельним підмиканням їх до польової шини. Таким чином ПШ – це повністю цифрова двоспрямована багато-чкова комунікаційна система, що використовується для зв’язку ОВП / ВМ з контролерами або комп’ютерами. До таких ОВП / ВМ часто застосо-вують термін “інтелектуальні”, тому що вони за допомогою вбудованого мікропроцесора не тільки перетворюють сигнали у цифрову форму і навпаки, але й виконують деякі операції ПОІ та реалізують алгоритми автоматичного регулювання. В той же час протоколи ПШ дуже різнома-нітні і менш стандартизовані, ніж протоколи комп’ютерних мереж, тому що кожна фірма-виробник контролерів підтримує насамперед свій “фір-менний” протокол, як правило, несумісний з іншими.

Як фізичне середовище передачі даних в ПШ застосовують виту па-ру, а за наявності суттєвих електромагнітних шумів – екрановані ВП або ОВ, середня кількість таких пристроїв в мережі знаходиться в межах 50...200 при довжині мережі 100...1000 м. Для з’єднання кількох мало-швидкісних мереж Fieldbus з багатошвидкісною використовують шлюзи. Більша частина горизонтальних інформаційних потоків мережі – цик-лічного типу з часом циклу 0,25...2 с з довжиною 1...5 байт на підключе-ний пристрій, з затримками в передачі повідомлень порядку 100 мс.

ПШ крім фізичного з’єднання пристроїв має забезпечувати вико-нання таких функцій:

• просте підмикання до мережі пристроїв різних виготовлювачів та видалення їх у разі необхідності без створення перешкод іншим при-строям мережі;

• можливість перевірки всього комплексу обладнання з будь-якої точки мережі;

• сигналізація аварійного стану пристроїв мережі;

• можливість виявити та ідентифікувати новий пристрій мережі;

• можливість пересилати ціклічні та аціклічні дані та синхронізувати роботу двох станцій;

• використання мінімум двох і максимум чотирьох рівнів пріоритетів;

• керування ВМ;

• визначення поточного стану фізичного середовища передачі да-них;

• запам’ятовування конфігурації пристроїв.

Таким чином, застосування мереж Fieldbus дає змогу перенести на приладовий рівень функції первинної обробки інформації, регулювання, блокування у гарантованих циклах 50 мс, звільняючи від них ПЛК, розвантажуючи мережу та збільшуючи надійність, оскільки функції контролю і регулювання реалізуються і в разі відмови ПЛК; зменшуються витрати на технічні засоби (у контролерів зникають блоки вводу/виводу, у вимірювальних перетворювачів – спеціальні джерела живлення або живильний кабель, тому що в більшості випадків мережа Fieldbus підло-дить живлення до пристроїв, які з’єднує); скорочується довжина з’єдну-вальних ліній (до 40 %) за рахунок заміни радіальних з’єднань на підклю-чення до польової шини.