Программирование на языке fbd в среде owen logic

Поддержка универсальных средств разработки ПО наиболее серьезное преимущество на рынке ПЛК

Майк Миклот, менеджер по продукции отдела компании Rockwell Automation, наблюдает эти тенденции с позиции поставщика — небольшие ПЛК набирают популярность по сравнению с крупными системами и решениями на платформе PК. Миклот называет три причины успеха небольших ПЛК. Во-первых, новые компактные контроллеры обладают большими возможностями и могут заменить более крупные аналоги. Во-вторых, распределенная архитектура на основе объединенных в сети небольших ПЛК становится общепринятой (ключевыми факторами здесь являются производительность и автономность). Третья причина, по словам Миклота, состоит в сокращении общих затрат.

Есть ли предел миниатюризации этих устройств? Если контроллеры и станут компактней современных нано-ПЛК, то, скорее всего, лишь благодаря дальнейшему уменьшению размеров используемых производителем электронных компонент. «Но, хотя устройства становятся все более мощными и компактными, на некотором этапе их применение на производстве станет нецелесообразным из-за слишком сложной установки или эксплуатации»,- утверждает Миклот.

Следуя тенденциям миниатюризации, компания Divelbiss Corp. предлагает ПЛК на основе всего одной микросхемы.

Входы и выходы

В любом контроллере реализованы входы трех типов – дискретные, аналоговые, специальные.

Дискретный вход

Один вход может принять только один сигнал и он будет бинарным. Вход может быть либо включенным, либо выключенным. Один вход — это 1 бит. К этому входу подключают соответствующее оборудование.

Если состояние приборов не удается описать в 1 бит, тогда для работы такого оборудования применяют несколько дискретных входов.

Системное ПО обязательно оснащено драйвером. Он считает физические значения каждого входа в ОЗУ. За счет этого программистам нет нужды понимать, как устроен контролер внутри. Дискретный вход – биты, которые можно читать и изменять из оперативной памяти устройства.

Аналоговый вход

Электрический аналоговый сигнал — это уровень напряжения или тока, соответствующий определенным физическим величинам. Это может быть значение температуры, давления, веса, положения, скорости перемещения, частоты оборотов. Так как ПЛК – это прежде всего вычислительный прибор, то аналоговый сигнал переводится в цифровой. Получается дискретная переменная.

Специальный вход

Обыкновенные входы способны удовлетворить практически все нужды. Необходимость в в спец. входах появляется при трудностях в обработке сигналов.

ПЛК оснащены специализированными входами, позволяющие измерять длительность, фиксировать фронты, подсчитывать импульсы. К примеру, для определения положения валов, используют датчики, способные выдавать импульсы на один оборот. Частота может быть очень высокой. Даже на мощных процессорах процесс занимает много времени. В таких ситуациях и нужны спец. входы, способные первично обрабатывать информацию.

Второй тип таких входов – это входы, которые могут мгновенно запускать команды пользователей с прерываниями на выполнения основного ПО.

Дискретный выход

С одним выходом можно коммутировать только один сигнал. В качестве нагрузки на выходы могут использоваться различные исполнительные устройства.

Ограничения ПЛК

Не стоит полагать, что наличие программируемого контроллера способно решить все глобальные проблемы пользователя. ПЛК, работающие на основе протоколов Codesys, Modbus (для модульных решений), обладают ограниченной сферой применения. Их выбор обусловлен поставленной задачей. Попытку создать универсальные ПЛК вряд ли можно признать целесообразной.

Подобный ход лишает технологический процесс гибкости. Создание требуемой конфигурации осуществляется комплектацией готового моноконтроллера, согласно проекту заказчика. В исключительных ситуациях проблему решают сборкой мегаустройства из дискретных блоков. Последний вариант предпочтительнее: каждый элемент допускается оборудовать индивидуальным пультом ввода команд, сенсорной панелью, устройством отображения данных.

Роль каналов обмена данными играют кабельные медные шины, оптоволоконная связь. Успешно используются варианты стандартизированных интерфейсов RS-232, RS-485 (кабель), промышленных Profibus или CAN. Не возбраняется коммутация по беспроводным линиям (Wi-Fi).

Принцип действия ПЛК

В отличие от микропроцессорной техники принцип действия ПЛК немного другой. Софт делится на две части. Первая часть представляет собой блок системных программ. Если провести аналогию с ПК, то системное ПО контроллера выступает в роли операционной системы, ответственной за работу низкоуровневых процессов. Системная часть ПО устанавливается в постоянной памяти в любой момент вступает в работу.

Когда ПЛК включается, то уже через мгновение запускается операционная система. Выполнение пользовательской программы циклическое. Цикл работы состоит из четырех фаз:

Опрос входов;
Выполнение команд;
Установка значений для входов;
Вспомогательные операции.

Первая фаза цикла полностью обеспечивается системным ПО управления ПЛК. Затем управление берет на себя прикладное ПО – созданный оператором алгоритм. По данной программе контроллер будет выполнять то, что от него хотят. По завершению выполнения этих команд работа опять передается системному ПО. Процесс составления управляющей прикладной программы ПЛК максимально упрощен – программист не должен задумываться, как управлять аппаратными возможностями. Оператор лишь должен указать, какой сигнал будет на входе и как нужно на него реагировать на выходе.

Входы и выходы ПЛК

Дискретные входы – предназначены для ввода сигналов от дискретных датчиков (кнопки, тумблеры, концевые выключатели, термостаты и др.). Напряжение сигнала унифицировано для всех ПЛК и составляет 24 В. Проще говоря, при «появлении» на входе контроллера напряжение 24 В – ПЛК будет считать этот вход «включенным», то есть он примет значение логической «1» в восприятии контроллера.

Дискретные выходы – предназначены для управления устройствами по принципу «включить/выключить» (магнитные пускатели, лампочки, клапаны и др.). Дискретный выход – это обычный контакт, который может замкнуть или разомкнуть управляющую или питающую цепь устройства.

Аналоговые входы – предназначены для ввода непрерывного сигнала с датчиков и других устройств. Существует два основных вида унифицированных аналоговых сигналов: по току – 4..20 мА, по напряжению 0..10 В. Например, датчик температуры имеет диапазон -10 — +70 °С, тогда 4мА на выходе соответствует -10 °С, а 20мА – это +70 °С. С аналоговыми сигналом по напряжению всё аналогично.

Аналоговые выходы – предназначены для плавного управления устройствами. Унифицированные значения аналогового сигнала на выходах такое же, как и на входах – 4..20мА (0..10В). Например, вентиль может поворачиваться в пределах от 0° до 90°. Ток 4мА повернёт его в положение 0°, а 20мА – в положение 90°. Для того, чтобы повернуть его на 45°, нужно подать на него управляющий сигнал 8мА. Таким образом, меняя значение силы тока на выходе, контроллер может поворачивать вентиль на заданный угол.

Специализированные входы/выходы – не унифицированы, применяются для подключения нестандартных датчиков и исполнительных устройств со специфическим уровнем сигнала, питанием и программной обработкой.

Структурированный Текст Программирование ПЛК

Структурированный текст-это язык программирования ПЛК. Который очень похож на C или ассемблер. Пользователь вводит строки кода, которые выполняются последовательно, оценивают определенные функции. Логические проверки и активируют соответствующие выходы ПЛК. Структурированный текст обеспечивает простой переход в PLCS для тех. Кто имеет опыт работы с традиционными языками программирования. Такими как C, C++. Java или Python. Кроме того, им можно легко манипулировать в текстовых процессорах. Что делает его быстрым в реализации без необходимости использования аппаратного обеспечения.

Структурированное текстовое программирование ПЛК | Пример в Studio 5000 CompactLogix PLC

Преимущества структурированного текстового программирования ПЛК

Интуитивно понятный для других языков программирования | Как уже упоминалось выше, структурированный текст легко усваивается теми. Кто хочет перейти от опыта разработки программного обеспечения. Он имеет те же структуры, парадигмы программирования и функции, которые можно было бы ожидать увидеть в C или Java.
Высокая сложность | Структурированный текст обеспечивает большую гибкость, чем другие языки, и, таким образом. Облегчает реализацию расширенных функциональных возможностей для тех. Кто владеет языком.
Переносимость | Структурированный текст стандартизирован среди большинства ПЛК-систем. Что облегчает миграцию между платформами. Вы найдете значительные различия в других языках между платформами. Но структурированный текст может быть реализован в аппаратных и программных платформах.

Недостатки структурированного текста

По сравнению с лестничным логическим программированием структурированный текст гораздо сложнее с точки зрения устранения неполадок.

Нет визуальных очередей. Меньше наглядных пособий и. Как правило. Больше кода в одной строке. Тем, кто не знаком с этим языком. Будет трудно разобраться в потоке процесса.
Подверженный ошибкам | структурированный текст обеспечивает большую гибкость для пользователя. Однако такая гибкость достигается ценой стандартизации. Пользователи должны использовать передовые методы разработки программного обеспечения для создания безопасных резервов и ловушки любых потенциальных сбоев программного обеспечения.

Обычно мы рекомендуем изучать структурированный текст только после того. Как вы освоили Лестничную логику

, если у вас нет опыта работы на другом языке программирования. Это не часто встречается в производственных средах из-за недостатков. Упомянутых выше. Однако это отличный способ манипулировать данными. Реализовывать циклы и другие структуры. Требующие дополнительных шагов в лестничной логике.

Среда программирования

Основой комплекса CODESYS является среда разработки прикладных программ для программируемых логических контроллеров (ПЛК). Она распространяется бесплатно и может быть без ограничений установлена на нескольких рабочих местах.

В CODESYS для программирования доступны все пять определяемых стандартом IEC 61131-3 (МЭК 61131-3) языков:

IL (Instruction List) — ассемблер-подобный язык
ST (Structured Text) — Pascal-подобный язык
LD (Ladder Diagram) — язык релейных схем
FBD (Function Block Diagram) — язык функциональных блоков
SFC (Sequential Function Chart) — язык диаграмм состояний

В дополнение к FBD поддержан язык программирования CFC (Continuous Function Chart) с произвольным размещением блоков и расстановкой порядка их выполнения.

В CODESYS реализован ряд других расширений спецификации стандарта IEC 61131-3. Самым существенным из них является поддержка Объектно-ориентированного программирования (ООП).

Встроенные компиляторы CODESYS генерируют машинный код (двоичный код), который загружается в контроллер. Поддерживаются основные 16- и 32-разрядные процессоры: Infineon C166, TriCore, 80×86, ARM (архитектура), PowerPC, SH, MIPS (архитектура), Analog Devices Blackfin, TI C2000/28x и другие.

При подключении к контроллеру среда программирования переходит в режим отладки. В нем доступен мониторинг/изменение/фиксация значений переменных, точки останова, контроль потока выполнения, горячее обновление кода, графическая трассировка в реальном времени и другие отладочные инструменты.

CODESYS версии V3 построен на базе так называемой платформы автоматизации: CODESYS Automation Platform. Она позволяет изготовителям оборудования развивать комплекс путём подключения собственных плагинов.

Расширенная профессиональная версия среды разработки носит название CODESYS Professional Developer Edition. Она включает поддержу UML-диаграмм классов и состояний, подключение системы контроля версий Subversion, статический анализатор и профилировщик кода. Распространяется по лицензии.

Инструмент CODESYS Application Composer позволяет перейти от программирования практических приложений к их быстрому составлению. Пользователь составляет собственную базу объектов, соответствующих определенным приборам, механическим узлам машины и т. п. Каждый объект включает программную реализацию и визуальное представление. Законченное приложение составляется из необходимых объектов, конфигурируется и автоматически генерируется программа на языках МЭК 61131-3.

CODESYS Automation Server — это облачная платформа автоматизации для контроллеров с CODESYS. Обеспечивает: удаленный мониторинг данных ПЛК, контроль исправности ПЛК, обновление ПО ПЛК по расписанию, резервное копирование проектов и параметров, контроль версий, удаленное формирование нарядов для обслуживания на местах.

С 20 марта до конца 2020 года платформа удаленной работы CODESYS Automation Server доступна бесплатно для всех пользователей.

Конфигуратор входов/выходов

Теперь вернёмся к конфигуратору входов-выходов. О чем идёт речь? Предположим, у вас есть контроллер. У него много входов и выходов, аналоговых и дискретных. И, нам же к каждому входу и выходу нужно каким-то образом привязаться. Чтобы мы могли управлять, либо считывать данные.

Компания 3S Software реализовала в своём пакете CoDeSyS структуру дерева, в которой уже подготовлены некие ячейки памяти, отвечающие за каждый вход и выход контроллера. И мы просто присваиваем имя каждой ячейке, чтобы в дальнейшем управлять ими.

Очень большой плюс комплекса CoDeSyS в том, что среда разработки внедрена во многих логических контроллерах, как и в отечественных, так и в заморских.

Список контроллеров внушителен, поэтому я приведу те, которые знаю:

ОВЕН ПЛК;
WAGO;
Beckhoff;
Berghof;
EMKO;

В целом CoDeSyS это мощный инструмент для реализаций технических задач. Для изготовления пультов управления технологическим процессом, от простых до сложных. Удобен для автоматизации умных домов. Минусом является стоимость подобных систем. Ну как говорится, в автоматике, чем надёжнее система, тем она дороже.

На этом у меня всё, успешных вам внедрений.

P.S. Если вы вдруг задавались вопросом, как можно сделать баннер для сайта, заходите сюда.

С наилучшими пожеланиями, Гридин Семён.

Другие решения Texas Instruments, используемые для реализации аналоговых входов и выходов

Компания Texas Instruments предоставляет разработчикам широкий перечень всевозможных решений для упрощения процесса реализации аналоговых входов и выходов (табл. 6).

Таблица 6. Решения от Texas Instruments для реализации аналоговых входов и выходов

Наименование

Описание

TIPD216

4-канальный драйвер выхода на базе цифро-аналогового преобразователя DAC8775

TIDA-03031

Оценочная плата на базе электронного предохранителя TPS2660 и 25-Вт резервного источника питания

TIDA-00233

Решение для защиты входов ПЛК (10 А, 24 В)

TIDA-00401

10-Вт изолированный источник питания с широким диапазоном входных напряжений (15–36 В)

TIDA-00118

Тестовая плата для 16-разрядного модуля аналогового выхода ПЛК

PMP10189

Преобразователь напряжения на базе микросхем LM5017, TPS62160, TLV62080 и TPS62160

TIDA-01438

Модуль защиты от электростатических импульсов, построенный на базе TVS-диодов

TIDA-00689

Низкопрофильный и малогабаритный изолированный источник питания

TIDA-00688

Изолированный источник питания. Имеет изолированные выходы ±15 В и 5 В в форм-факторе с высотой 2,2 мм

TIDA-00237

Изолированный источник питания мощностью 1 Вт с диапазоном входного напряжения 12–36 В

TIDA-00400

Изолированный источник питания с 3 выходами: ±15 В/30 мА и +5 В/40 мА

PMP8871

Обратноходовой преобразователь с выходным напряжением 5 В, 1 А

TIDEP-0086

Оценочный модуль для работы с Ethernet-интерфейсом

TIDEP0033

Оценочный модуль для работы с SPI-интерфейсом

TIDA-00204

Оценочный модуль для работы с гигабитным Ethernet

TIDA-00230

Модуль для настройки и логирования NFC (два порта FRAM: NFC<->FRAM<->Serial)

TIDA-00560

Проект 16-канального статусного LED-драйвера, предназначенный для индикации статуса нескольких аналоговых и цифровых входных и выходных каналов

TIDA-01333

8-канальный модуль аналогового ввода на базе АЦП ADS8681

TIDA-00550

Проект модуля с двумя изолированными универсальными аналоговыми входными каналами на базе АЦП ADS1262

TIDA-00164

8-канальный модуль аналогового ввода на базе 16-битного АЦП ADS8688

TIDA-00764

8-канальный модуль аналогового ввода на базе 16-битного АЦП ADS8681

TIPD195

Референс-дизайн 3-контактного ПЛК

TIPD169

16-битная система сбора данных (DAQ) с частотой выборки 1 MSPS и несбалансированным мультиплексированным входом

TIPD166

8-канальный модуль аналогового ввода на базе 16-битного АЦП ADS8688

TIPD164

Модуль аналогового ввода для промышленного оборудования и температурных датчиков

TIPD151

Базовый проект 16-битной 4-канальной мультиплексированной системы сбора данных с частотой выборок 400 KSPS, высоковольтными входами и низким уровнем искажений

TIDEP0032

Мулитипротокольный промышленный Ethernet-детектор W/PRU-ICSS

TIDEP0028

Платформа разработчика Ethernet PowerLink

TMDSICE3359

Отладочная платформа для индустриальных систем на базе процессора Sitara AM335x и с возможностью работы с PROFIBUS

TIDEP0029

Сертифицированное устройство для работы с Profinet IRT V2.3 с 1-ГГц процессором

TIDEP0010

Платформа разработки связи по Sercos III на базе AM335x

TIDEP0003

Решение является платформой для создания и разработки ETHERNET/IP-коммуникаций

TIDEP0079

Проект EtherCAT на базе Sitara AM57x и PRU-ICSS с передачей в определенных временных интервалах

TIDA-00231

Адаптивный источник питания для ПЛК с аналоговым защищенным выходом на базе DAC8760 и LM5017

TIPD155

2-канальный модуль с аналоговыми выходами по напряжению и току на базе АЦП DAC8563 и драйвера XTR300

Принцип работы ПЛК

ПЛК предназначены для автоматического управления дискретными и непрерывными технологическими процессами.

Основные принципы работы ПЛК:

Цикличность
Работа в реальном масштабе времени, обработка прерываний

Цикличность работы ПЛК

В одном цикле ПЛК последовательно выполняет следующие задачи:

Самодиагностика
Опрос датчиков, сбор данных о текущем состоянии технологического процесса
Обмен данными с другими ПЛК, промышленными компьютерами и системами человеко-машинного интерфейса (HMI)
Обработка полученных данных по заданной программе
Формирование сигналов управления исполнительными устройствами

Время цикла

Время выполнения одного цикла программы зависит от:

размера программы
количества удалённых входов-выходов
скорости обмена данными с распределённой периферией
быстродействия ЦПУ

Время цикла (время квантования) должно быть настолько маленьким, чтобы ПЛК успевал за скоростью изменения переменных процесса (см. теорию автоматического управления),
в противном случае процесс станет неуправляемым.

Watchdog

Строжевой таймер следит за тем, чтобы время цикла не превышало заданное.

Обработка прерываний

По прерываниям ПЛК запускает специальные программы обработки прерываний.

Типы прерываний:

Циклические прерывания по времени (например, каждые 5 секунд)
Прерывание по дискретному входу (например, по сработке концевика)
Прерывания по программным и коммуникационным ошибкам, превышению времени цикла, неисправностям модулей, обрывам контуров

Модули ПЛК

Корзина для установки модулей
Стабилизированный блок питания AC/DC (~220В/=24В)
Центральное процессорное устройство (ЦПУ) с интерфейсом для подключения программатора,
переключателем режимов работы, индикацией статуса, оперативной (рабочей) памятью, постоянной памятью для хранения программ и блоков данных
Интерфейсные модули для подключения корзин расширения локального ввода-вывода и распределённой периферии
Коммуникационные модули для обмена данными с другими контроллерами и промышленными компьютерами
Модули ввода-вывода
Прикладные модули (синхронизация, позиционирование, взвешивание и т.п.)

Функции устройств ввода

Электрическое подключение и питание технологических датчиков (дискретных и аналоговых)
Диагностика состояния (обрыв провода, контроль граничных значений, короткое замыкание и т.п.)
Формирование цифровых значений (машинных слов) технологических параметров
Передача этих данных в память ПЛК для дальнейшей обработки

Функции устройств вывода

Электрическое подключение исполнительных устройств
Диагностика состояния (обрыв провода, контроль граничных значений, короткое замыкание и т.п.)
Приём управляющих машинных слов из памяти ПЛК
Формирование управляющих сигналов (дискретных и аналоговых)

Типы устройств ввода-вывода

Модули локального ввода-вывода располагаются:
- в одной корзине с ЦПУ
- в соседних корзинах в одном шкафу с ЦПУ
- в корзинах в соседних шкафах в одном помещении с ЦПУ
Модули распределённого ввода-вывода (децентрализованная периферия) располагаются удалённо (в другом здании или в поле по по месту управления)
и связываются с ЦПУ по промышленной полевой шине. Станции удалённого ввода-вывода могут иметь взрывозащищённое исполнение или повышенный
класс защиты корпуса (например, IP67) и устанавливаться без шкафа

Функции коммуникационных модулей

Коммуникационные модули предназначены для обмена данными:

с удалёнными модулями ввода-вывода (Profibus, Modbus и др.)
с программаторами, панелями оператора (HMI) и другими контроллерами
с полевыми устройствами (HART, Foundation Fieldbus и др.)
с сервоприводами (SERCOS)
с промышленными компьютерами верхнего уровня (Industrial Ethernet и др.)
по радиоканалам (GSM, GPRS)
по телефонным линиям
по Internet (встроенные web-серверы публикуют на своих страницах статусную информацию)

Расходы увеличиваются, размер уменьшается

Опрос 2005 года показал, что 51% респондентов планируют увеличить расходы на ПЛК, в то время как 8% планируют сократить расходы. Оставшаяся часть (42%) хотят сохранить уровень расходов в следующем году на прежнем уровне. Эти показатели отражают мощную тенденцию в распределении расходов: по данным опроса 2002 года лишь 29% респондентов планировали увеличение расходов, 64% предполагали, что уровень расходов останется на прежнем уровне, а 7% ожидали сокращения. Опрос 2005 года показал 2-5% увеличение использования нано-ПЛК (менее 15 соединений ввода/ вывода), микро-ПЛК (12-128 соединений ввода/вывода), и ПЛК среднего размера (128-512 соединений ввода/вывода). Использование больших ПЛК (более 512 соединений) и решений на основе платформы PC снизилось на 4%.

Небольшой «спад» популярности платформы PК среди пользователей ПЛК может быть связан с объединением видов продукции. Устройства на базе платформы PК с форм-фактором ПЛК (также известные как программируемые контроллеры автоматизации или PAC) размывают границу между PК и ПЛК. Некоторые производители даже называют свои контроллеры PAC простыми «контроллерами» или ПЛК. Эта терминология также размывает границу между ПЛК и устройствами класса «контроллеров обратной связи».

Показатели использования ПЛК, основанных на программной логике, и встраиваемых систем управления остались в 2005 году практически неизменными.

Последовательные Функциональные Диаграммы Язык программирования ПЛК

Как следует из названия, последовательные функциональные диаграммы, или SFC, сияют. Когда дело доходит до последующего процесса. Для тех. Кто не знаком с этим понятием, примером может служить химическое превращение сырья в готовый продукт. Давайте возьмем в качестве примера простой процесс заваривания.

Представьте себе большое пивоваренное предприятие с многочисленными резервуарами, клапанами, датчиками давления. Нагревательными элементами и упаковочной секцией.

Когда оператор инициирует производство новой партии, процесс проходит через следующую последовательность шагов

Обратите внимание. Что эти шаги упрощены

Шаг 1 — Система проверяется на готовность. Есть ли в наличии все необходимые ингредиенты? Баки пусты? Находятся ли клапаны в правильном состоянии? Если ответ верен для всех проверок. Продолжайте. Если нет, прервите.

Шаг 2 — Инициируйте последовательность заполнения резервуара, которая может включать несколько ингредиентов (вода. Сахар, соль. Дрожжи и т. Д.). Проверьте состояние и продолжайте. Как только резервуар заполнится.

Шаг 3 — Инициируйте процесс заваривания. Поднимайте и поддерживайте температуру в течение определенного периода. Контролируйте давление в баке и реагируйте соответствующим образом. При необходимости добавьте ингредиенты. После завершения варки переходите к следующему шагу.

Шаг 4 — Инициировать передачу в резервуар для хранения. Наша партия готова; убедитесь, что все соответствующие клапаны установлены в нужное положение, резервуар для хранения пуст. И начните процесс передачи.

Шаг 5 — Перенесите партию на завод по розливу.

Как вы можете видеть из приведенного выше примера, этапы процесса выполняются в определенной последовательности. Имеют определенные начальные условия и поток. Как процесс будет выполняться на производственном объекте. В лестничной логике этот процесс может быть реализован с помощью инструкции SQI/SQO. Однако лучшим подходом было бы использовать SFC.

Последовательные функциональные диаграммы Программирование ПЛК | Пример последовательного процесса в RSLogix 5000

Преимущества последовательного программирования функциональных диаграмм ПЛК

Имитация технологических потоков большинства химических процессов

| Дозирование-это распространенный химический технологический подход. Который берет заданное количество исходных ингредиентов и преобразует их в конечный продукт. SFC блестят в этих приложениях.
В сочетании с редакторами ST | Most SFC позволяет использовать структурированный текст в конкретных случаях для создания сложных логических потоков.

Недостатки последовательных диаграмм функций

Неприменимо в большинстве приложений | Сложно применить последовательные диаграммы функций к процессу. Который не является последовательным. Другими словами. Он имеет ограниченное количество вариантов использования.

‍
Параллельные потоки трудно реализовать и устранить неполадки | Вы можете реализовать неограниченное количество потоков процессов через SFCs. Однако, поскольку пути процесса разделяются на несколько потоков, становится трудно реализовать отдельные пути потока. Которые привели бы к надежной последовательности.

Последовательные функциональные диаграммы чрезвычайно полезны в конкретных случаях. Однако попытка вписать этот тип языка программирования в случай. Который не является последовательным. Быстро приводит к разочарованию.

Когда вы работаете в производственной среде. Мы рекомендуем вам ознакомиться с процессом. Понять поток продукта и попытаться построить модель на бумаге. Прежде чем погружаться в программирование SFC.

Применение контроллеров

Современный ПЛК, недорогой и надежный, находит применение в ПИД-регуляторах, счетчиках типа «Меркурий», промышленных устройствах серии DVP. Компактность блоков позволяет встраивать их в бытовую технику, монтировать в щитах и шкафах совместно с прочим электрооборудованием.

Энкодер, подключенный к контроллеру, применяется в автомобилестроении, реагируя на изменение угла поворота руля. Удобно использовать ПЛК при создании комплексов с ЧПУ, автоматизированных систем запуска аварийной откачки сточных вод в канализации. Видеонаблюдение, интегрированное в охранный пост, создаст полноценный обзор зоны наблюдения для оператора.

Все требуемые данные при этом будут сохранены на носителе информации (переданы в сеть), а в случае опасности сигнал тревоги будет подан автоматически. Цепочке контроллеров под силу управлять работой цеха металлообработки, пошивочной мастерской. В домашнем варианте ПЛК без участия человека включит свет, накачает воду из колодца в бак до требуемого уровня.

Удаленное управление и мониторинг

Контроллеры имеют гибкие возможности для коммуникации с другим оборудованием. Эти возможности позволяют удаленно управлять устройствами, а также интегрировать ПЛК в системы автоматизированного управления и сбора данных.

Операторская панель или HIM – это устройство для визуализации. Она может быть встроенной или подключаться кабелем. Существует масса различных типов таких решений – от простых цифровых с кнопками до серьезных сенсорных с функцией оперативного мониторинга и коррекции параметров.

SCADA – это аббревиатура означает систему диспетчеризации и сбора данных. Это программные пакеты, которые позволяют разрабатывать приложения в режиме реального времени. Также пакет имеет инструменты сбора и обработки данных, архивирования и отображения или управления.

Веб-интерфейс позволяет получать доступ к ПЛК по локальным или глобальным сетям. В зависимости функциональности контроллер может не иметь операторской панели, но есть порт для подключения ПЛК к Ethernet. Тогда устройство можно настраивать удаленно по веб-интерфейсу или с ноутбука.

Более продвинутое решение реализовано в семействе ПЛК Siemens – встроенный веб-сервер. Он позволяет выполнять мониторинг, а также управлять системой. Сегодня в ПЛК реализованы функции подключения к облакам для осуществления удаленного контроля.

Интеграция модулей ввода/вывода и универсальное программное обеспечение являются ключевыми возможностями ПЛК

По этим и ряду других причин подписчики Control Engineering, судя по недавнему опросу Reed Research Group, планируют покупку большего числа ПЛК в наступившем году. Среди 202 респондентов, занимающихся составлением спецификаций или покупкой ПЛК, 59% делают это для конечных потребителей, 19% – для изготовителей оборудования и 22% – для обоих применений.

45% респондентов сообщили, что они увеличат затраты на ПЛК, 49% – оставят на прежнем уровне и 6% предполагают уменьшить; в 2002 г. только 29% планировали увеличить покупки, 64% оставить на прежнем уровне и 7% уменьшить.

Опрос показал также, что в наступившем году ожидается существенное увеличение беспроводных соединений с ПЛК. Возрастет также иx использование Ethernet.

Популярность емкости ПЛК (выраженной числом входов/выходов) в 2004 г. осталась на уровне 2002 г.; но использование систем управления на базе ПК и систем soft-logic немного увеличилось. Микро ПЛК (от 16 до 128 входов/выходов) использовали 27%, ПЛК среднего размера (от 129 до 512 входов/выходов) – 27%, большие ПЛК (>512 входов/выходов) – 18%, контроллеры на базе ПК 10%, нано ПЛК (менее 15 входов/выходов) – 7%, soft-logic – 7% и встроенные – 4%.

Майк Миклот, менеджер по маркетингу Rockwell Automation, заявляет, что некоторое увеличение использования систем управления на основе ПК и систем soft-logic „не удивительно и в большей степени характерно для организаций, переходящих от традиционных „доморощенных“ систем управления к реализации и внедрению готовых решений“.

Большая часть ПЛК используется в технологических процессах или в дискретном производстве, и эту тенденцию Миклот также не находит неожиданной, поскольку „потребители начали понимать, что распределенные системы управления (DCS) являются избыточными для операций с партиями продуктов“.

Респонденты в 2004 г. Используют ПЛК в равной степени (72% случаев) для управления как процессами, так и механизмами, для управления движением – 45%, для управления партиями 36%, для диагностики – 19% и в других случаях – 6%. Эти показатели в сущности такие же, как и в 2002 г., за исключением управления движением (было 79%) и управления партиями – 31%.

Большая часть ПЛК подключается к ПК и лишь немногие используются в автономных приложениях. Возможно, это две стороны одной и той же тенденции увеличившегося распределения информации. Отвечая на вопрос: „Как большинство ПЛК взаимодействует с другими системами?“ респонденты заявили следующее: соединены сетью с персональным компьютером – 30%, работают автономно – 29%, через сеть с другими ПЛК – 24%, соединены сетью распределенной системы управления 18%.

В 2002 г. автономно работали 34%, были включены в сети с ПК – 26%, в сети с другими ПЛК – 24% и в сети распределенной системы управления 16%.

Ник Инфелис, торговый менеджер продукции ПЛК в Omron Electronics, говорит, что развитые коммуникации „облегчают изготовителю распределение данных и получение единой точки доступа к уровню предприятия“. Рассматривая текущее состояние и перспективы применения протоколов коммуникации с ПЛК, пользователи ожидают уменьшения роли последовательного интерфейса, роста Ethernet и еще большего роста беспроводных соединений. Ведущими способами связи с ПЛК являются: последовательный RS-232/RS-485 89%, Ethernet – 86%, и 4-20 мА/0-10 В постоянного тока – 81%.

Коммуникации ПЛК обеспечивают повышение качества предупредительного ремонта за счет „возможностей оценки текущего состояния и диагностики, встроенных в удаленные устройства сетей ввода/вывода, сетей безопасности и прямого доступа к удаленным сетям из одной точки для ускорения отладки“ – добавляет Инфелис.

В 2004 г. среди всех, кто сообщает об использовании Ethernet, 79% применяют его для решения задач контроля. Около двух третей (65%) используют его для объединения в сеть ПЛК; 44% – дляуправления устройствами ввода/вывода.

Среди тех, кто использует Ethernet, 83% применяют TCP/IP; EtherNet/IP 54% и Profinet – около 7%.

Среди ведущих языков программирования доминирующим остается язык релейно-контактных схем. Даже приэтих условиях, отмечает Конни Чик, бизнес-менеджер по контроллерам GE Fanuc Automation, „развитие таких программных инструментов, как функцио нальные блоковые диаграммы и последовательные функциональные схемы, увеличивает возможности выбора функциональности приложения разработчиками систем управления и сводит к минимуму время выполнения проекта“.