АТПиАО с ПУ опорный конспект

Программируемые логические контроллеры

Применение с конца 60-х годов ХХ века миниЭВМ, а потом микроЭВМ в качестве логического блока систем циклового управления привело к созданию систем на базе программируемых логических контролперов (ПЛК - цифровых электронньпс устройств автоматизации (ЭВМ), в которые входят:

• блок связи с технологическим оборудованием (УСО);

• память для хранения программ, реализующих функции управления технологическим оборудованием;

• процессор для выполнения команд программ; • устройство ввода программ в память.

Современные программируемые логические контроллеры (логические микроконтроллеры - ломиконты, регулирующие микроконтроллеры - ремиконты) строятся на базе микропроцессоров и представляют собой специализированную микроЭВМ, у которой основными внешними устройствами ввода данных яв

; ляются конечные выключатели и датчики состояния оборудования, а основными внешними устройствами вывода данных - ;; реле и муфты.

В постоянной памяти (ПЗУ) хранится системная программамонитор (упрощенный вариант ОС), предназначенная для приема с одного из внешних устройств (клавиатуры, магнитного диска, сети) управляющей программы и обслуживания обмена данными с такими устройствами ввода, как датчики, выключатели и т.д., и такими устройствами вывода, как экран дисплея, сигнализирующие табло, усилители, реле, муфты. Кроме того, в ПЗУ

~ может быть прошита исполняющая протрамма - интерпретатор ~ команд управляющей программы на одном из языков програм~;мирования логических контроллеров. Эти компоненты програмs много обеспечения контроллера стабильны, неизменны по вре, мени, поэтому разумно сделать их неотъемлемым дополнением электронной части контроллера.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) используется !, для временного запоминания управляющей программы и данных, нужных для ее работы, сохранения данных от датчиков и выключателей, ведения протокола работы системы.

Контроллер снабжен мощным модулем устройства ввода-вывода (УСО), позволяющим обмениваться данными в стандартизованной форме с десятками датчиков и исполнительньпс устройств. Программируемый контроллер имеет свои часы (таймер), позволяющие выполнять управление не только по сигналам от датчиков типа выключателей, но и по времени. Вычислительная мощь современных микропроцессоров делает возможным создание микроконтроллеров с функцией ПИД-регулятора и ввiполнять сложное управление с обратными связями.

Широкое распространение программируемых логических контроллеров привело к их унификации и стандартизации средств программирования (международный стандарт IEC 1131).

Рассмотрим их на примере следующей задачи. Пусть условием срабатывания реле Q является срабатывание реле А или С или несрабатывание реле В, причем одновременно по цепи обмотки реле D должен течь ток, а реле Е должно быть обесточено.

При программировании контроллеров в настоящее время используют несколько языков программирования:

• графические языки для данного примера в обозначениях ло; гических элементов приведены на рис. 3.62, а, в обозначениях `релейно-контактных схем - на рис. 3.62, б, на рис. З.б2, в показан ~; вид схемы при программировании ПЛК на ЭВМ;

• языки, подобные языкам программирования обычных ЭВМ: для программирования быстрых фрагментов используется язык ;низкого уровня типа ASSEMBLER, на котором программа для ; рассматриваемого примера имеет следующий вид:

LD А загрузить в сумматор состояние переключателя А

ORN В добавить по ИЛИ значение НЕ-В

OR С добавить по ИЛИ значение С

AND D дbбавить по И значениi D

ANI~N Е' ,~обавить по И значени`ё НЕ-Е;

ддя программирования сложных алгоритмов управления используется язык вькокого уровня типа PASCAL, программа на котором выглядит так:

Q :_ (А OR NOT В OR С) AND D AND NOT Е. Алгоритмические языки позволяют создавать сложные программы, включающие в себя условные и безусловные переходы, циклы и даже возможность распараллеливания проrраммы на две ветви, каждая из которых вьшолняется независимо, и в точке слияния ветвей предусмотрен механизм синхронизации - опередившая ветвь ждет отставшую (если время ожидания превышает допустимое, программа завершается аварийно).

Как правило, сами контроллеры в целях снижения стоимости не имеют аппаратных и программных средств создания и отладки управляющих программ. Это делается на специальных интел лектуальных контроллерах (кросс-системах) - мощных ЭВМ, оснац~енных большой памятью и соответствующим программным обеспечением, моделирующих работу контроллера, обмен с дат

`иками и исполнительными устройствами и т.д. Вспомогатель^Т,ое программное обеспечение позволяет быстро находить ошибв программе, детально исследовать ее работу и провести качеr Твенное тестирование. После этого управляющая программа пееводится в язык команд конкретного контроллера и может быть него загружена и выполнена.

~? Системы управления на основе программируемых контролле' в обладают высокой гибкостью и мобильностью, переход к об` ботке другой детали сводится к переустановке путевых упоров и опиров и вводу в память новой программы.

Использование программируемого контроллера значительно роще и дешевле, чем монтаж панели с реле. В состав ПО кон; оллера можно включить программы-тесты для автоматического онтроля и диагностики неисправностей оборудования. ` Контроллер по габаритным размерам значительно меньше стан^Iартного релейного устройства управления. Контроллеры на инте` альных микросхемах потребляют мало электроэнергии и выде

ют мало тепла, поэтому их помещают в герметичный металличекий корпус, защищающий от вредного воздействия среды и эк~ анирующий от электромагнитных помех.

Если требуется обеспечить сложное управление многими ~стройствами, то вместо ПЛК используют ЭВМ с УСО и много',адачной ОС, в которой параллельно вьшолняется несколько заач, ответственных за отдельные участки оборудования.

Если не предполагается смена управляющей программы, то она tамещается в ПЗУ вместе с интерпретатором (например, в бытой технике: печах СВЧ, стиральных машинах и т.д.).

Так как современный программируемый логический коэ~трол` р представляет собой мощную специализированную ЭВМ, соненную по сети с другими средствами цифровой и вычисли~ лъной техники, он является идеальным средством `автоматизав условиях перехода к гибким производственным системам. ц1

Содержание