JĘZYKI PROGRAMOWANIA STEROWNIKÓW

dr inż. Wiesław Madej

Wstęp

Języki programowania sterowników

• 15 h wykład

• 15 h dwiczenia

• Konsultacje:

- pokój 325A

- środa 11 – 14

- piątek 11 - 14

Literatura

Tadeusz Legierski,

Jerzy Kasprzyk,

Janusz Wyrwał,

Janusz Hajda:

„Programowanie sterowników PLC”

3

Literatura (cd.)

Jerzy Kasprzyk:

„Programowanie sterowników

przemysłowych”

4

Kazimierz Dzierżek„Programowanie sterowników GE Fanuc”

5

Literatura (cd.)

Co to jest STEROWNIK PROGRAMOWALNY?

Sterowniki programowalne PLC (Programmable LogicControllers) są komputerami przemysłowymi, które podkontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego:

• Zbierają pomiary• Transmitują dane• Wykonują programy aplikacyjne• Generują sygnały sterujące• Realizują funkcje diagnostyki programowej i sprzętowej.

Opisuje je norma IEC 61131

6

Zbieranie pomiarów

• Za pośrednictwem modułów wejściowych z analogowych i dyskretnych czujników oraz urządzeo pomiarowych

• Wartości pomiarów zmiennych procesowych są wejściami sterownika, zaś obliczone zmienne sterujące stanowią wyjścia sterownika

7

Transmisja danych

• Za pomocą modułów i łącz komunikacyjnych

Wykonywanie programów aplikacyjnych

• Na podstawie przyjętych parametrów i uzyskanych danych o sterowanym procesie lub maszynie

8

Generowanie sygnałów sterujących

• Zgodnie z wynikami obliczeo programów aplikacyjnych i przekazywanie ich poprzez moduły wyjściowe do elementów i urządzeo wykonawczych

9

Główne zadanie sterownika

Głównym zadaniem sterownika jest reagowanie na zmiany wejśd poprzez obliczanie wyjśd według zaprogramowanych reguł sterowania lub regulacji. Reakcja ta może byd zależna od wyników operacji arytmetyczno – logicznych wykonanych dla aktualnych wartości wejśd sterownika, jego zmiennych wewnętrznych oraz od zaprogramowanych warunków czasowych.

10

Struktura sterowników

Proces automatyki

Wyjścia

analogowe

Wejścia

binarne

Wyjścia

binarne

Wejścia

analogowe

ProgramObraz

wejśćlicznik

Obraz

wyjśćtimerdane

zmienne

pomocnicze

PROCESOR

Bloki

specjalne Moduły I/O

Pamięć

Montaż sterowników

Sterowniki PLC są produkowane w postaci modułów montowanychna szynie montażowej w następującej kolejności:

1 2 3

1. Zasilacz.2. Jednostka sterująca.3. Moduły I/O (wejścia i wyjścia).

Najważniejsze firmy produkujące sterowniki PLC

Do najważniejszych firm produkujących sterowniki zaliczamy:

• GE Fanuc Automation

• Siemens

• Allen Bradley

• Schneider Modicon

• Moeller

• Bernecker & Reiner (B&R)

13

Sterowniki GE Fanuc Automation

• Sterowniki serii 90-70• Sterowniki serii 90-30• Sterowniki VersaMax• Sterowniki VersaMax Micro• Sterowniki VersaMax Nano• Sterowniki Durus• Sterowniki Horner – Xle• Sterowniki Horner – XLt• Sterowniki Horner – NX

14

Sterownik 90-70

15

GE Fanuc - Durus

16

Sterowniki firmy Siemens

Firma Siemens oferuje następujące sterowniki:

• Sterowniki LOGO

• Sterowniki S7-200

• Sterowniki S7-300

17

Sterownik S7-200

S7-200 jest sterownikiem dedykowanym automatyzacji maszyn i urządzeooraz przeznaczonym do tworzenia zdecentralizowanych struktur sterowaniadla małych obiektów typu przepompownie, oczyszczalnie ścieków. Sterownikma budowę modułową, dzięki czemu może byd łatwo dopasowany dowymagao użytkownika.

18

Sterownik LOGO! I S7-300

19

Języki programowania sterowników

• Z punktu widzenia użytkownika możliwośdprogramowania sterowników PLC jest najbardziejinteresującym elementem systemu sterowaniarealizowanego za ich pomocą, gdyż to właśnie wten sposób wprowadza się do systemuodpowiedni algorytm sterowania.

• Norma IEC 61131 „Programmable Controllers”składa się z pięciu części, a jej trzecia częśddotyczy języków programowania i stanowi jejnajważniejszą częśd.

20

Języki programowania sterownikówNorma IEC 61131-3 definiuje pojęcia podstawowe, zasady ogólne, modelprogramowy i model komunikacyjny (wymiana danych między elementamioprogramowania) oraz podstawowe typy i struktury danych. Określono w niejdwie grupy języków programowania: języki tekstowe i graficzne.

• W grupie języków tekstowych zdefiniowane zostały następujące języki:

- Język listy instrukcji IL (Instruction List)

- Język strukturalny ST (Structured Text)

• Do grupy języków graficznych należą:

- Język schematów drabinkowych LAD (Ladder Diagram)

- Język schematów blokowych FBD (Function Block Diagram)

Ponadto w normie IEC 61131-3 przedstawiono sposób tworzenia strukturywewnętrznej programu w postaci grafu sekwencji SFC (Sequential FunctionChart), który pozwala na opisywanie zadao sterowania sekwencyjnego zapomocą grafów zawierających etapy (kroki) i warunki przejścia (tranzycji)między tymi etapami.

21

Język listy instrukcji IL (Instruction List)

Język listy instrukcji IL, będący odpowiednikiem języka typu assembler, którego zbiór instrukcji obejmuje operacje logiczne, arytmetyczne, operacje relacji, jak również funkcje przerzutników, czasomierzy, liczników itp..

22

Język strukturalny ST (Structured Text)

Język strukturalny ST, który jest odpowiednikiem języka algorytmicznego wysokiego poziomu, zawierającego struktury programowe takie, jak:

If...then...else...end_if

Case...of...end_case

For...to...do...end_for

While...do...end_while

Repeat...end_repeat

23

Język schematów drabinkowych LAD(Ladder Diagram)

Język schematów drabinkowych LAD (lub LD), podobny do stykowych obwodów przekaźnikowych, w którym dopuszcza się użycie także funkcji: arytmetycznych, logicznych, porównao i relacji jak również bloków funkcyjnych: przerzutników, czasomierzy, liczników, regulatora PID czy bloków programowych.

24

Język schematów blokowych FBD(Function Block Diagram)

Język schematów blokowych FBD, będącyodpowiednikiem schematów przepływu sygnałudla obwodów logicznych przedstawionych wformie połączonych bramek logicznych orazbloków funkcyjnych takich jak w języku LAD.

25

Język C

Język C jest od niedawna stosowany do programowania sterowników programowalnych PLC. Taką możliwośd daje nam m. in. firma GE Fanuc w systemach 90-70 czy PACSystemsRX3i/RX7i.

26

Zapraszam na przerwę!!!

27