Principy programování PLC | Technický pohon

V této recenzi se budeme zabývat řadou problémů souvisejících s programováním moderních logických regulátorů (PLC). Protože řídicí jednotky od různých výrobců mají různé konfigurace, funkčnost a softwarová prostředí, budou uvedeny obecné principy a techniky pro vývoj programů pro PLC.

Technický úkol

Tvorba a schvalování technických specifikací (TS) je velmi důležitou součástí vývoje softwaru. Efektivita vývoje závisí na dobře napsaných technických specifikacích.

Zkušení programátoři vědí, že program se nepíše na jeden zátah. Software je zpravidla upravován a přibližován finální verzi v iteracích podle přání konstruktérů, inženýrů, elektrikářů, mechaniků a technologů. Proto je velmi důležité ve fázi vypracovávání technických specifikací úzce spolupracovat se všemi zainteresovanými odborníky, kteří technické specifikace podepisují a po dokončení dílo přijímají.

Periferie

Nejprve se sestaví seznam všech diskrétních vstupů a výstupů regulátoru. Analogové vstupy/výstupy jsou také indikovány, pokud jsou k dispozici.

Vstupy a výstupy logického řadiče jsou počáteční a koncové body algoritmu, takže musíte mít jasnou představu o tom, jak má zařízení, pro které je program napsán, fungovat.

Pro vyřešení některých standardních problémů se můžete vyhnout psaní programu a použít specializované periferní moduly, jako jsou moduly pro zpracování signálů z tenzometrů nebo z inkrementálního kodéru, specializovaný PID regulátor atd. V důsledku toho se výrazně zjednoduší operační algoritmus a zvýší se výkon celého systému jako celku.

Je potřeba shromáždit podrobné informace o tom, jak konkrétní senzor funguje, jaké signály produkuje, například jaký má senzor výstup – normálně otevřený nebo normálně zavřený. S nouzovým nebo ručním ovládáním výstupních signálů je spojena řada nuancí, například některé pohony mohou vyžadovat korekci časového zpoždění.

Imunita proti hluku

Je důležité pamatovat na možné problémy spojené s maximálním výstupním proudem, zpětným EMF a různými rušeními, protože to vše ovlivní stabilní provoz programu a zařízení jako celku.

Ve složitých zařízeních, kde se používají frekvenční měniče, jsou spínány silové obvody a jsou přítomna silná elektromagnetická pole – tyto faktory je nutné vzít v úvahu, aby se minimalizoval jejich negativní dopad na PLC. To je obvykle podrobně popsáno v instalačních pokynech pro logický kontrolér.

Pro zlepšení odolnosti proti šumu je nutné použít softwarové nástroje. Například je povinné používat hlídací časovač, který „oživí“ PLC, když „zamrzne“.

Dále je nutné počítat s možnou kumulací chyb, zkreslením vstupních dat a dalšími narušeními chodu programu. K tomu je nutné zavést softwarové bloky pro kontrolu a opravu dat a programů. Například i přes to, že při zapnutí reverzačního spouštěče je použita hardwarová ochrana (blokace), aby se zabránilo současnému zapnutí opačných směrů, musí být stejná ochrana implementována i softwarově.

Problémy s kompatibilitou programu s hardwarem

Je možné, že během pracovního procesu bude jasné, že hardware ovladače neodpovídá aktuální úloze. Například není dostatek vstupů nebo výstupů, paměti nebo rychlosti.

Problém s nedostatkem vstupů nebo výstupů lze snadno vyřešit zakoupením dalších periferních modulů. Jsou připojeny k centrálnímu modulu (který má vlastní vstupy a výstupy) a výměna dat probíhá po interní sběrnici.

Vyřešit problém s pamětí a výkonem je prostě nemožné, takže před nákupem hardwaru je potřeba program otestovat v softwarovém emulátoru, který je dostupný v každém programovacím prostředí.

Programovací jazyky a vývojová prostředí

Každý výrobce má své vlastní programovací prostředí, přizpůsobené konkrétním modelům PLC. Výrobci se však dohodli, že budou používat jednotné programovací jazyky vhodné pro různé ovladače.

Nejjednodušším a nejvizuálnějším programovacím jazykem PLC, který je součástí každého vývojového prostředí, je jazyk reléových obvodů. LD (žebříkový diagram), co nejblíže funkčním elektrickým obvodům. Je oblíbený u programátorů, kteří se zpočátku dobře orientují v elektronice.

Dalším jazykem, který má rozsáhlé funkce, je FBD (funkční blokový diagram), který patří mezi grafické programovací jazyky. FBD používá kompletní bloky, které mají specifické funkce. Bloky jsou dodávány s programovacím prostředím nebo vytvořeny programátorem. Existují další jazyky (6 standardních), ale jejich popis je nad rámec tohoto článku.

Prostředí pro vývoj softwaru mají obvykle velkou sadu hotových knihoven prvků, podprogramů standardních procedur a šablon. Součástí vývojového prostředí musí být i softwarový emulátor, který umožní komplexní kontrolu funkčnosti programu před přenosem do reálného ovladače.

Vývojová prostředí od různých dodavatelů mohou obsahovat různé prvky a za každý z nich musíte zaplatit. Například Siemens nabízí mnoho verzí softwarového prostředí, které se výrazně liší funkčností a cenou. Další výrobce, Delta, má plně otevřený zdrojový, plně vybavený software, který lze zdarma stáhnout z oficiálních stránek.