PLC.pdf

Wstęp ......................................................................................................................... 5

1. Rys historyczny ......................................................................................................... 6

2. Budowa i zasada działania sterowników PLC ....................................................... 8

3. Przegląd sprzętu, oprogramowania dostępnego na rynku oraz obszary

ich zastosowań ........................................................................................................ 13

3.1. Rodzaje sterowników dostępnych obecnie na rynku ........................................ 13

3.2. Aplikacje do programowania sterowników PLC .............................................. 16

4. Język LD dla sterowników GE Fanuc .................................................................. 17

4.1. Zasady tworzenia programu drabinkowego ...................................................... 17

4.2. Typy danych i rodzaje zmiennych .................................................................... 18

5. Opisy podstawowych elementów języka LD ........................................................ 21

5.1. Funkcje przekaźnikowe..................................................................................... 21

5.2. Funkcje arytmetyczne ....................................................................................... 21

5.3. Funkcje relacji................................................................................................... 22

5.4. Timery i liczniki................................................................................................ 22

5.5. Funkcje na ciągach bitów.................................................................................. 24

5.6. Funkcje przesyłania danych i operacje tablicowe............................................. 25

5.7. Funkcje konwersji ............................................................................................. 25

6. Opis symulatora PLC Sim ..................................................................................... 26

6.1. Budowa Programu............................................................................................. 26

6.2. Opis elementów menu programu ...................................................................... 27

6.3. Przeznaczenie poszczególnych okien aplikacji................................................. 28

6.3.1. Okno deklaracji zmiennych.............................................................. 28

6.3.2. Inspektor obiektów ........................................................................... 28

6.3.3. Okno symulacji programu ................................................................ 29

6.3.4. Przebiegi czasowe ............................................................................ 30

6.4. Programowanie i symulacja z programem PLC Sim ........................................ 31

6.4.1. Rozpoczęcie pracy z programem ..................................................... 31

6.4.2. Podstawowe zasady tworzenia i rozwijania projektu....................... 32

6.4.3. Sposoby symulacji............................................................................ 32

7. Współpraca z innymi aplikacjami ........................................................................ 34

7.1. Program LM 90 ................................................................................................. 34

7.2. Komunikacja poprzez DDE .............................................................................. 34

Autorzy:

Szymon Franczyk, Ryszard Janus

7.3. Ograniczenia programu..................................................................................... 34

8. Opis poszczególnych faz projektu ......................................................................... 35

8.1. Określenie wymagań......................................................................................... 35

8.2. Projektowanie.................................................................................................... 35

8.3. Kodowanie ........................................................................................................ 35

8.4. Testowanie ........................................................................................................ 35

9. Proces powstawania programu ............................................................................. 36

9.1. Ograniczenia systemu Windows i ich wpływ na budowę programu ................ 36

9.2. Opis środowiska programistycznego – C++Builder 6.0 (wersja testowa)........ 37

9.3. Opis najważniejszych fragmentów programu ................................................... 41

9.4. Metody wykrywania błędów w programie ....................................................... 42

9.5. Analiza budowy pliku LM90 ............................................................................ 42

9.6. Testowanie programu i zbieranie informacji o błędach.................................... 43

Zakończenie ............................................................................................................ 44

Bibliografia ............................................................................................................. 45

Autorzy:

Szymon Franczyk, Ryszard Janus

Wstęp

W ostatnich latach daje się zauważyć bardzo szybki rozwój dziedzin automatyki

ściśle związanych z zastosowaniem sterowników PLC (ang. Programmable Logic

Controllers – Programowalne Sterowniki Logiczne). Przyczyną tego jest łatwość

implementacji algorytmów sterowania automatycznego w oparciu o sterowniki PLC, ich

niezawodność sprzętowa, modułowa budowa umożliwiająca łatwą skalowalność oraz

łatwość serwisowania.

Ponieważ firma GE Fanuc nie oferuje oprogramowania symulującego pracę

swoich sterowników, co znacznie utrudnia testowanie poprawności zaimplementowanego

dla nich oprogramowania, postanowiliśmy stworzyć takie oprogramowanie, dzięki któremu

takie testowanie będzie możliwe. Dodatkowo, dzięki symulatorowi będzie możliwa nauka

programowanie sterowników bez potrzeby ich posiadania.

Oprogramowanie prezentowane w niniejszej pracy łączy ze sobą cechy edytora,

symulatora i kompilatora, co sprawia, że jest w pełni funkcjonalnym i wygodnym w użyciu

narzędziem. Pomimo, iż w internecie dostępne są programy tego typu pisane również jako

prace dyplomowe, to posiadają one następujące wady:

- zbyt mała liczba dostępnych zmiennych

- słaba funkcjonalność edytora programu

- brak możliwości współpracy z programem LM 90 (komercyjne

oprogramowanie narzędziowe służące do programowanie sterowników

GE Fanuc)

- ograniczone możliwości symulacji

- brak możliwości wyboru typu symulowanego sterownika

- nieergonomiczne wykonanie interfejsu użytkownika

Autorzy:

Szymon Franczyk, Ryszard Janus

1. Rys historyczny

Historia programowanych sterowników logicznych sięga 1968 roku, kiedy to

firma Gemeral Motors rozpoczęła prace nad budową sterowników przyjmując następujące

założenia:

• Łatwość programowania i przeprogramowywania stosownie do

zmieniających się warunków przemysłowych.

• Łatwość w utrzymaniu w ruchu produkcyjnym z możliwością napraw przez

wymianę pojedynczych modułów.

• Większa niezawodność w warunkach przemysłowych przy mniejszych

wymiarach niż urządzenia przekaźnikowe

• Koszty porównywalne z urządzeniami dotychczas stosowanymi.

Sterowniki programowalne, które rozwinęły się na początku lat 70 – tych stały

się integralną częścią systemów sterowania automatycznego. Pomimo, iż początkowo

ich celem było zastąpienie układów przekaźnikowych zostały one od razu

zaakceptowane w przemyśle samochodowym, a później w pozostałych gałęziach

przemysłu.

W latach 70-tych sterowniki wyposażono w moduły komunikacyjne oraz

koprocesory, które umożliwiły przyśpieszenie wykonywania operacji obliczeniowych.

Już w latach 80-tych układy przekaźnikowe, regulatory analogowe, a nawet

mikrokomputery zostały prawie całkowicie wyparte przez sterowniki PLC.

Sterowniki PLC rozwinęły się głównie dlatego, ponieważ umożliwiają szybkie

reagowanie na zmiany wymagań aplikacyjnych poprzez łatwiejszą możliwość

przeprogramowania bez potrzeby zmian sprzętowych.

Duże znaczenie w rozwoju PLC odegrały również następujące fakty:

• podobieństwo schematów drabinkowych używanych w programowaniu PLC

do stosowanych schematów stykowo – przekaźnikowych

• zwiększenie niezawodności komputerów przemysłowych

Autorzy:

Szymon Franczyk, Ryszard Janus

• możliwość kontrolowania poprawności obwodów wejściowych i

wyjściowych

• posiadanie specjalnego zbioru instrukcji uwzględniające warunki

przemysłowe

• możliwość komunikacji operatorów procesu z systemami sterowania

poprzez urządzenia typu HMI (Human Machine Interface).

Duże znaczenie dla rozwoju PLC miało pojawienie się w latach 90 – tych

systemów do sterowania nadrzędnego i archiwizacji danych SCADA (ang. Supervisory

Control and Data Aquisition). Systemy te dopełniają i rozszerzają możliwości

sterowników poprzez następujące funkcje:

• zbieranie, przetwarzanie oraz archiwizację danych

• opracowywanie raportów dotyczących bieżącego stanu procesu

przemysłowego

• wizualizacja zmiennych procesowych aktualnych i historycznych

• generowanie sygnałów alarmowych przy określonych warunkach

• wypracowywanie danych dla warstw operatywnego sterowania produkcją i

warstw zarządzania

W chwili obecnej sterowniki PLC znajdują zastosowanie praktycznie

wszędzie tam, gdzie istnieje konieczność sterowania wykonaniem jakiejś czynności.

Przez ich rozpowszechnienie i zwiększającą się konkurencję na rynku stają się one

coraz tańsze, a przez co bardziej dostępne. Umożliwiając one również zabezpieczenie

najważniejszych procesów przez redundancję sterowników PLC realizujących

sterowanie tymi procesami.

Coraz większe rozpowszechnienie sterowników PLC wymusiło ich

standaryzację. W 1993 roku została wydana przez Międzynarodową Komisję

Elektroniki norma IEC 1131 „Programmable Controllers”, która łączy w sobie

doświadczenia wielu producentów i użytkowników sterowników PLC. Norma ta

standaryzuje sprzęt i określa wymagania testowe. Definiuje ona również podstawowe

pojęcia związane z językiem programowania oraz standaryzację w zakresie wymiany

informacji.

Autorzy:

Szymon Franczyk, Ryszard Janus

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: