Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Приазовский государственный технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

СУАЭ / № 11

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

05.03.2016

Размер:

208.5 Кб

Скачать

☆

Дисциплина: ПП.03.05 «Системы управления автоматизированного

электропривода»

Блок модулей 3 (ПП.03.05.01) «Принципы автоматизации электропривода»

Модуль 3.1 (3 ПФ.С.11.ЗР.З.01.01) «Основы комплексной автоматизации электро-

привода»

Лекция № 11

«Основные свойства и устройство программируемых контроллеров.

Система команд программируемого контроллера»

План:

1. Основные свойства и устройство программируемых контроллеров.

2. Языки программирования контроллеров.

Пункт 1 - Основные свойства и устройство программируемых контроллеров.

Программи́руемый логи́ческий контро́ллер (ПЛК) (англ. Programmable Logic Controller, PLC) или программируемый контроллер - электронная составляющая промышленного контроллера, специализированного (компьютеризированного) устройства, используемого для автоматизации технологических процессов. В качестве основного режима длительной работы ПЛК, зачастую в неблагоприятных условиях окружающей среды, выступает его автономное использование, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека. Иногда на ПЛК строятся системы числового программного управления станком.

Программируемые логические контроллеры (сокращённо ПЛК) были разработаны для замены релейно-контактных схем управления, собранных на дискретных компонентах - реле, таймерах, счетчиках, элементах жесткой логики. Принципиальное отличие ПЛК от релейных схем заключается в том, что в нем все алгоритмы управления реализованы программно. При этом надежность работы схемы не зависит от ее сложности. Использование ПЛК позволяет заменить одним логическим устройством любое необходимое количество отдельных элементов релейной автоматики, что увеличивает надежность системы, минимизирует затраты на ее тиражирование, ввод в эксплуатацию и обслуживание. ПЛК может обрабатывать дискретные и аналоговые сигналы, управлять клапанами, сервоприводами, преобразователями частоты и осуществлять регулирование.

Готовый к эксплуатации ПЛК имеет физические входы и выходы, интерфейсы и человеко-машинный интерфейс.

Отличие ПЛК от контрольно-измерительных приборов заключается в отсутствии жестко прописанного алгоритма работы. За счет этого на ПЛК можно реализовывать практически любые алгоритмы управления, но сам алгоритм управления должен создать непосредственно пользователь контроллера. Для создания алгоритма, его тестирования и записи в контроллер используется соответствующая среда программирования, в зависимости от производителя. К примееру ПЛК фирмы Siemens программируются в среде Step 7, для российских ПЛК «Овен» - программная среда CoDeSys и т.п.

Краткий исторический экскурс - первые логические контроллеры представляли собой достаточно крупногабаритные системы, состоящие из соединенных между собой контактов и реле. Схема функционирования этих устройств задавалась еще на стадии проектирования и впоследствии не могла быть изменена.

Контроллеры, программируемые с помощью особого языка Ladder Logic Diagram («лестничной логики»), стали следующим поколением и заменили собой устройства с жестко заданной логикой. Внутренняя физическая коммутация (то есть, контакты и реле) была заменена в них виртуальной и представляла собой программу, исполняемую микроконтроллером устройства. Современной разновидностью контроллеров, программируемых после проектирования и сборки, являются так называемые свободно программируемые контроллеры.

Для изменения рабочих параметров, диагностики и обслуживания этих устройств используются специальные устройства - программаторы, или ПК, оснащенные соответствующими интерфейсами для подключения и программным обеспечением. Кроме того, для управления свободно программируемыми контроллерами применяются различные системы человеко-машинного интерфейса, в частности - операторские touch-панели. Важнейшими элементами комплексов автоматизированного управления являются также датчики и исполнительные устройства, подсоединяемые к ПЛК централизованно или по методу распределенной периферии.

К основным свойствам ПЛК необходимо отнести:

- ПЛК прочны и сконструированы таким образом, чтобы выдерживать вибрации, различные температуры, влажность и всевозможные помехи;

- интерфейс входов и выходов находится непосредственно внутри контроллера;

- ПЛК легко программируются и имеют легко понимаемый программный язык (программирование первоначально связано с логическими и переключающими операциями).

На рисунке 1 показана базовая структура ПЛК. В основном он состоит из центрального процессорного устройства (CPU), памяти, и входных-выходных цепей. CPU контролирует и управляет всеми операциями внутри ПЛК. CPU снабжено часами со стандартной частотой между 1 и 8 МГц. Эта частота определяет функциональное быстродействие ПЛК и обеспечивает определение времени и синхронизацию всех элементов в системе. Система шин несёт информацию и данные с выхода CPU, памяти и входных-выходных устройств. Имеются индивидуальные запоминающие устройства: система ROM постоянно передаёт в операционную систему и фиксирует данные, RAM для программ пользователя и временный рабочий запоминающий буфер для каналов ввода-вывода.

Основные типы современных ПЛК, выпускаемые призводителями - лидерами в этой отрасли:

1) Siemens - SIMATIC S5 и S7;

2) Segnetics - Pixel 2511 и SMH 2Gi;

3) Omron;

4) Mitsubishi - серия Melsec (FX, Q);

5) Schneider Electric - Modicon серий Twido, M340, TSX Premium, TSX

Quantum;

6) Beckhoff.

На рисунке 2 приведен общий вид современных ПЛК:

а) б)

Рисунок 2 – Внешний вид программируемого логического контроллера:

а) с вынесенной панелью управления;

б) в классическом форм-факторе (ПЛК + блоки ввода-вывода).

Пункт 2 - Языки программирования контроллеров.

Стандартом Международной энергетической комиссии (МЭК) предусмотрено 5 языков программирования ПЛК: IL; LD; FBD; ST; SFC.

При разработке проекта пользователь может выбратьлюбой из языков для написания конкретного программного модуля. В рамках одного проекта могут присутствовать программные модули, написанные на разных языках. Вкратце рассмотрим суть каждого из языков программирования:

IL (Instruction List) - Список инструкций - язык программирования, напоминающий ассемблер Siemens STEP 7. Все операции производятся через ячейку памяти, в который программа записывает результаты произведенных действий.