Sw3.6-m7-1.2, Programowanie PLC, Prezentacje
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Systemy wbudowane
Sterowniki PLC
Zygmunt Kubiak
Sterowniki PLC (1)
1
Systemy wbudowane
Języki programowania
Elektroniczne rozwiązania systemów sterowania
Programator
Układy
wejściowe
Układy
wyjściowe
Pamięć
programu
Zygmunt Kubiak
Sterowniki PLC (2)
Pierwsze systemy sterowania budowane byłyz układów
elektromechanicznych, tzn. z różnego typu przekaźników, układów
czasowych i liczników. Takie systemy zajmowały dużą objętość.
Budowane były duże szafy sterownicze. Systemy charakteryzowały się
dużą zawodnością. Kolejne problemy to różne i jednocześnie znaczne
czasy propagacji poszczególnych elementów, drgania styków, mała liczba
styków przekaźników, problemy nierównomiernego zużywania styków
przekaźników itd.
Te problemy spowodowały, że w firmie Modicon
postanowiono zastąpić elementy elektromechaniczne ich elektronicznymi
analogami. Uzyskano w rezultacie system sterowania znacznie bardziej
elastyczny i niezawodny, prostszy w uruchamianiu i serwisowaniu,
zajmujący zdecydowanie mniejszą objętość. Ten kierunek zmian
doprowadził do powstania tzw.sterowników programowalnych, w skrócie
PLC (ang. Programmable Logic Controller).
Przykład pokazuje zastąpienie sterowania przekaźnikowego sterownikiem
elektronicznym.
2
Systemy wbudowane
Wprowadzenie
Rozwój systemów nadzorowania procesów przemysłowych
μ
K
SC
(SD)
SC – stacja centralna
SO – stacja obiektowa
UT – urządzenie transmisyjne
UT
SO
1
UT
SO
2
UT
SO
n
UT
PLC
PLC
.....
PLC
I/O
I/O
I/O
Sterownik programowalny
Programmable Logic Controller
Zygmunt Kubiak
Sterowniki PLC (3)
Slajd przedstawia system sterowania uwzględniający w swojej strukturze
sterowniki PLC.
Istotny postęp nastąpił w latach 80-tych, w momencie pojawienia się
względnie tanich monolitycznych procesorów 8-bitowych. Do najpopularniejszych
należały Intel 8080 oraz Zilog Z80.
W stacji centralnej pojawiły się komputery o zdecydowanie większej
mocy - mikrokomputery. Rozwiązania sterowników stacji obiektowych również stały się
bardziej uniwersalne dzięki wykorzystaniu mikroprocesorów. Znalazły one zastosowanie
w pierwszych programowalnych sterownikach – sterownikach PLC. W rezultacie stacje
obiektowe mogły realizować różne zadania autonomiczne, np. regulację dwupoziomową
wody w zbiorniku, czy regulacja ciśnienia gazu. W tych przypadkach zadania stacji
centralnej sprowadzały się do ustalania limitów wartości oraz odczytu wartości bieżącej.
Zmniejszyła się ilość danych wymienianych między SC i SO. W rezultacie system mógł
obsługiwać więcej punktów we/wy, a stacja centralna mogła realizować dodatkowe
zadania w postaci wizualizacji procesu, archiwizacji danych i raportowania.
Sterowniki PLC programowane są aktualnie przy specjalnych języków
programowania z poziomu komputera PC. Głównym kryterium doboru sterownika do
obiektu jest liczba we/wy. Wprowadzenie sterowników PLC w rezultacie spowodowało
obniżkę kosztów projektowania i budowania systemów sterowania. Skrócił się czas
wdrażania systemu, uprościło się serwisowanie a zwiększyła się niezawodność systemu.
3
Systemy wbudowane
Sterownik PLC
Nastawy
operatora lub/i
wyższy poziom
sterowania
Wejścia
Sterownik
Logika
Obiekt
sterowania
Wyjścia
Wizualizacja
lub/i niższy
poziom
sterowania
Zygmunt Kubiak
Sterowniki PLC (4)
Slajd ilustruje ogólną zasadę powiązania sterownika PLC z
obiektem. Na wejścia sterownika wprowadzana jest informacja o stanie
obiektu a ponadto nastawy operatora lub/i informacje z wyższego poziomu
sterowania. Wyjścia sterujące połączone są z urządzeniami
wykonawczymi obiektu sterowania. Ponadto wyjścia mogą być
wykorzystane dla zadań prezentacji stanu obiektu.
Na slajdzie przedstawiono również przykłady realizacji
sterowników.
Pojedyncze sterowniki znajdują zastosowanie do obsługi
maszyn, obrabiarek, gniazd produkcyjnych, tzn. w przypadkach gdy
odległości między skrajnymi punktami we/wy nie przekraczają kilkunastu
metrów. W innych rozwiązaniach, sterowniki łączone są w sieć. Ponadto
PLC stosowane są jako urządzenia zarządzające siecią miejscową,
bezprzewodową siecią sensorową lub jako urządzenie bramy dla tych
sieci.
4
Systemy wbudowane
Wprowadzenie
Rozwój systemów nadzorowania procesów przemysłowych
μ
K
SC
(SD)
SC – stacja centralna
SO – stacja obiektowa
UT – urządzenie transmisyjne
UT
.....
SO
1
UT
Sieć miejscowa
(Fieldbus)
np.. Modbus
PLC
PLC
.....
PLC
I/O
Sterownik programowalny
Programmable Logic Controller
Zygmunt Kubiak
Sterowniki PLC (5)
Początkowo zwiększanie liczby we/wy sterownika uzyskiwane było
poprzez dołączanie dodatkowych modułów do sterownika matki. Skrajne
rozwiązania tego typu osiągnęły rozmiar do kilku tysięcy we/wy. Można
sobie wyobrazić problemy związane z rozprowadzeniem takiej liczby
przewodów po obiekcie, problemy z uruchamianiem i diagnozowaniem
takiego systemu.
Firma Modicon, która była również pomysłodawcą sterowników PLC, jako
pierwsza wprowadziła sieci sterowników – podstawą jest sterownik o
kilkunastu we/wy; jeżeli zapotrzebowanie jest większe to tworzona jest
sieć sterowników. Dla powyższego celu firma Modicon opracowała i
udostępniła protokół Modbus.
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]