kategoriler: Acemi elektrikçiler, Elektrik mühendisliği ve elektronik ile ilgili kitaplar ve video kursları, Endüstriyel elektrikçi, Programlanabilir kontrolörler
Görüntülenme sayısı: 32688
Makaleye yorum: 5

PLC programlama dilleri ve CoDeSys otomasyon yazılım platformu

PLC, programlama dilleri ve CoDeSys otomasyon yazılım platformu En basit görevi örnek olarak alın: Operatör aynı anda iki düğmeyi basılı durumda tuttuktan 1 saniye sonra basmayı açmanız gerekir. Böylece, operatörün her iki elinin de meşgul olduğunu garanti eder ve makinenin hazır olup olmadığını izlemek için ona zaman tanırız. En basit çözüm, her iki düğmenin kontaklarını seri olarak bağlamak ve bir zamanlayıcılı bir elektronik röle koymaktır. Zamanlayıcı gecikme süresinin ayarlanmasına izin veriyorsa, böyle bir şema sistemin biraz esnekliğini sağlar, ancak çok yüksek olmaz.

Herhangi bir ek koşul, örneğin, düğme preslerinin sırasını kontrol etme gereksinimi bizi zor bir duruma sokacaktır - ek röleler ekleyerek devreyi değiştirmek zorunda kalacağız. Böyle bir ihtiyaç çok nadiren ortaya çıkarsa, bu zor bir sorun değildir.

Ancak rekabetçi üretim koşullarında, yeni bir ürünün pazara girmesi için gereken zaman çok önemlidir ve bu nedenle esnek otomatik üretim söz konusu olduğunda, ekipman yeniden ayarlaması en az maliyetle hızlı bir şekilde gerçekleştirilmelidir.

Ek bir sorun, üretim geliştikçe ve ek fonksiyonlar ortaya çıktığında (işletim algoritmasının komplikasyonları) kontrol sisteminin karmaşıklığındaki artıştır.

Herhangi bir otomasyon uzmanı da, o konuda yeterince tanımadığı bir ekipman için bir kontrol sistemi inşa etme sorunuyla karşı karşıya kaldı: sorunun açık bir ifadesinin olmaması, ekipman tanıtıldıkça yeni koşulların ortaya çıkması, bir projenin başarıyla uygulanmasını imkansız hale getirebilir.

Çalışma algoritması, kontrol sisteminin bağlantı şemasını yeniden yapmadan değiştirilebilen bir kontrol cihazı oluşturmak için gerekliydi ve sonuç olarak, kontrol sistemlerini “sert” çalışma mantığıyla (bir dizi röle, regülatör, zamanlayıcı, vb.) Değiştirmek için mantıklı bir fikir ortaya çıktı. programlanabilir çalışma mantığına sahip otomata. Çok doğmuş programlanabilir lojik kontrolörler (PLC'ler). İlk kez ABD'de otomotiv endüstrisinde montaj hattı montaj üretimini otomatikleştirmek için PLC'ler kullanıldı (1969).

“Programlanabilir lojik kontrolör” tanımı “programlanabilir” olduğundan, soru hemen ortaya çıktı, PLC nasıl programlanır?

O zamanların bilgisayarlarının algoritmik programlama dilleri hesaplama problemlerini çözmeye yönelikti. Bir programcının mesleği son derece nadir ve zor olarak kabul edildi; herhangi bir üretim alanında böyle bir uzman yoktu. İdeal bir seçenek, röle makinelerinin devre şemalarını otomatik olarak PLC programlarına çevirmek olacaktır.

Neden olmasın? Yani PLC'de ortaya çıktı röle temas devrelerinin dili (İngilizce Kaynaklar Merdiven Şemasında RCS veya LD). Teknolog PLC programlama istasyonunun ekranındaki kontrol devresini “yeniden çizebilir”. Doğal olarak, diyagram grafiksel olarak değil, koşullu semboller aracılığıyla tasvir edilmiştir.

Örneğin, yukarıda açıklanan görev aşağıdaki gibi programlanabilir:

Böyle bir programda solda ve sağda, yatay devrelerle bağlı dikey güç otobüsleri görüyoruz. Devreler kontakları ve paralel veya seri bağlı bazı ek elemanlardan (örneğin, bir zamanlayıcı) oluşabilir. Sağda, her devre bir röle bobini ile biter. Bu rölenin kontakları da diğer devrelerde mevcut olabilir. Böylece, gerçek bir röle devresine benzer şekilde işlevsel olarak oldukça karmaşık bir devre yapmak mümkündür.

İlk programlama istasyonları, birkaç kişi tarafından taşınan çok hantal cihazlardı. Bununla birlikte, PLC'ler daha hantal ve en önemlisi röle otomasyon kabinlerini aktif olarak “katı” mantıkla değiştirmeye başladı.

Fiziksel olarak, bir PLC sensörleri ve aktüatörleri bağlamak için belirli bir çıkış ve giriş setine sahip bir veya daha fazla bloktur (bkz. Şekil 1).

Çalışmasının mantığı yazılımda açıklanmıştır ve yerleşik mikroişlemci tarafından gerçekleştirilir. Sonuç olarak, tam olarak aynı PLC'ler tamamen farklı işlevler gerçekleştirebilir. İşlem algoritmasını değiştirmek için herhangi bir donanım değişikliği gerekmez.

Şek. 1. PLC çalışma prensibi

Elektroniklerin geliştirilmesi PLC'lerin çarpıcı minyatürleşmesine yol açtı. Bugün küçük bir ekran ve yerleşik programlama yetenekleri ile donatılmış minyatür programlanabilir kontrolörler vardır, bu kontrolörlere programlanabilir röleler denir. Programlanabilir rölelerin tipik görevleri, bir düzine girişe ve birkaç güç rölesi çıkışına sahip çok basit yerel sistemlerdir.

Dahili uzaktan kumandayı kullanarak daha karmaşık bir program yazmak kolay değildir. Benzer şekilde, bir cep telefonunun klavyesine kolayca SMS metni yazabiliriz, ancak büyük hacimlerden bahsetmemek için birkaç sayfa metin bile girmek sorunlu görünüyor. Bunun için, insanlar için çok daha rahat çalışma koşulları sağlayan kişisel bilgisayarlar (PC'ler) vardır.

Modern bir PLC düzinelerce regülatörün, yüzlerce zamanlayıcının ve binlerce rölenin yerini alabilir. Böyle bir sistemi programlamak için bir PC kullanmak hiç de zor değil. PC'yi PLC programlama istasyonu olarak kullanmak bugün baskın çözümdür. Bu sadece programlamayı kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda projelerin arşivlenmesi, dokümantasyon hazırlanması, görselleştirme ve modelleme problemlerini de çözer. Bilgisayar, bir PLC'deki en basit yerel görevleri programlamanın yanı sıra otomatik bir proses kontrol sistemi için kullanışlı bir evrensel araç sağlar.

PLC programlama hakkında konuşurken, bu sürecin insanlar için nasıl basit ve kullanışlı hale getirileceğine her zaman geri döndüğümüzü lütfen unutmayın. Programlanmış bir PLC yıllarca çalışacak gibi görünüyor ve programının güzel görünüp görünmeyeceği çok önemli değil, asıl şey iyi çalışması.

Ne yazık ki, bu böyle değil. PLC'deki programı değiştirme ihtiyacı düzenli olarak ve beklenmedik bir şekilde ortaya çıkar. Bu nedenle, sadece yazarı değil, herhangi bir kişinin onu hızlı bir şekilde anlayabilmesi ve gerekli iyileştirmeleri hızlı bir şekilde yapabilmesi için yazılmalıdır. PLC için yazılan programların tam olarak doğru olmadığını söylemek.

Tüm programlar insan tarafından yazılmıştır ve insan okuması içindir. Herhangi bir programlama aracı en sonunda makine kodlarında mikroişlemci talimatları verir. Programın yazıldığı dilde onun için hiçbir fark yok.

Yukarıda belirtilenler LD dili röle otomasyonu döneminde ABD'de icat edildi. PLC'lerin modası, röle dolaplarının zaten mantık devreli dolaplarla başarıyla değiştirilmesiyle biraz sonra Avrupa'ya geldi. Bu nedenle, yeni nesil mühendislerin anlayabileceği diğer programlama dillerini icat etme ihtiyacı doğdu.

Almanya'da montajcıya (IL) benzeyen basit metin talimatları dilleri ortaya çıktı. Fransa'da grafik fonksiyonel blok diyagram dilleri (FBD) ve geçişlerin aşamalarını ve koşullarını açıklayan üst düzey diyagramlar (Graphset, modern SFC). Bilgisayarları programlamada kullanılan diller de (Pascal, Basic) kullanıldı. Yetmişli yılların sonlarında, son derece zor bir durum gelişti.

Her bir PLC üreticisi (SSCB dahil) kendi programlama dilini geliştirdi, bu nedenle farklı üreticilerin PLC'leri yazılımla uyumsuzdu, ayrıca donanım uyumsuzluğu sorunu vardı. PLC'yi başka bir üreticinin ürünüyle değiştirmek büyük bir sorun haline geldi.PLC'nin alıcısı, sadece bir şirketin ürünlerini kullanmaya ya da uygun araçları elde etmek için farklı dilleri ve parayı öğrenmek için enerji harcamak zorunda kaldı.

Sonuç olarak, 1979 yılında, Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) çerçevesinde, PLC sorunları üzerine özel bir teknik uzmanlar grubu oluşturulmuştur. Donanım, yazılım, kurulum kuralları, test, dokümantasyon ve PLC iletişimi için standart gereksinimler geliştirmekle görevlendirildi.

1982 yılında, IEC 1131 adını alan standardın ilk taslak sürümü yayınlandı. Ortaya çıkan belgenin karmaşıklığı nedeniyle, onu birkaç parçaya ayırmaya karar verildi, standart “PLC Programlama Dilleri” nin üçüncü kısmı programlama sorunlarına ayrıldı.

IEC, 1997'den bu yana 5 dijital gösterime geçtiğinden, standardın PLC programlama dillerine ayrılmış kısmının uluslararası sürümü için doğru isim IEC 61131-3'tür. IEC Çalışma Grubu oldukça orijinal bir karar verdi. Standardın geliştirilmesi sırasında var olan tüm PLC programlama dillerinden en yaygın olarak kullanılan 5 dil belirlenmiştir.

Dil spesifikasyonları, bu dillerden herhangi birinde yazılmış programlarda standartlaştırılmış bir dizi öğe ve veri türünün kullanılabilmesi için sonlandırılmıştır. IEC'nin bu yaklaşımı bir kereden fazla eleştirildi, ancak zaman bu kararın doğruluğunu kanıtladı.

Böyle bir yaklaşımın uygulanması, çeşitli bilgi alanlarından (ve özellikle önemli olan, farklı yeterliliklerden) uzmanları aynı PLC'yi programlamaya çekmeyi mümkün kıldı: röle otomasyon uzmanları (ve hatta elektrikçiler), LD'deki programcılar, yarı iletken devre ve otomatik kontrol alanındaki uzmanlar olağan dil FBD'dir, derleme dilindeki bilgisayarlar için (PLC'ler için IL diline karşılık gelir), yüksek seviyeli dillerde (ST dili) bilgisayarlar için deneyim yazma programlarına sahip programcılar, Programlama teknoloji uzmanları programlama araçlarını (SFC dili) aldılar.

IEC programlama sistemlerinin tanıtımı profesyonel programcıların hizmetlerinden tamamen vazgeçmemesine rağmen (ancak bu hedef belirlenmemiştir), ancak PLC programcıları için yeterlilik gereksinimlerini ve buna bağlı işçilik maliyetini azaltmaya izin verdi. Dillerin standardizasyonu (en azından kısmen) PLC kullanıcısının belirli bir üreticiye bağımlılığı sorununu çözmesine izin verdi.

Tüm modern PLC'ler, denetleyici kullanıcılarının çalışmalarını basitleştiren (çeşitli şirketlerin PLC'lerini yeniden eğitim almadan kullanabilirsiniz) ve aynı zamanda PLC üreticileri için bir dizi sorunu ortadan kaldıran (diğer üreticilerin PLC bileşenlerini kullanabilirsiniz) IEC 61131-3 programlama araçları ile donatılmıştır.

Standart, PLC programlamada bir uzmanın işgücü piyasasındaki olasılıkları önemli ölçüde genişletmiştir. Nasıl bir standart araç setine sahip bir otomatik tamircinin herhangi bir şirketin bir makinesinin herhangi bir parçasının (standart dışı hariç) onarımını yapabilmesi gibi, IEC 61131-3 dillerini inceleyen bir uzman herhangi bir modern PLC'nin programını anlayabilecektir. Bu, şirketin hem PLC programlama uzmanına hem de firmanın uzmana bağımlılığını azaltmayı mümkün kıldı.

Bugün, IEC programlama sistemleri için pazardaki lider konum CoDeSys kompleksi Alman şirketi 3S-Smart Software Solutions GmbH. Dünya çapında 190 şirket tarafından kullanılmaktadır, bu şirketlerin çoğu ekipman ve / veya endüstriyel otomasyon sistemleri konusunda lider üreticilerdir.

Rusya'da CoDeSys'li PLC'ler uzmanlar tarafından iyi bilinir; Bu PLC'lerin kontrolü altında üretilen ürün yelpazesi çok büyük CoDeSys, standart programlama dillerinin her biri için 5 özel editör içerir:

Talimatlar Listesi (IL),
Fonksiyonel Blok Diyagramları (FBD),
Röle kontak devreleri (LD),
Yapısal Metin (ST),
Sıralı Fonksiyon Grafikleri (SFC).

Editörler, program girişini hızlandıran çok sayıda yardımcı araç tarafından desteklenmektedir. Bunlar giriş yardımcısı, otomatik değişken bildirimi, akıllı giriş düzeltme, giriş, ölçekleme, otomatik yerleştirme ve grafik öğelerin bağlantısı sırasında renk vurgulama ve sözdizimi kontrolüdür.

Bir projede, birkaç IEC dilinde yazılmış programları birleştirebilir veya bunlardan birini kullanabilirsiniz. Bir dil seçmek için özel bir gereklilik yoktur. Sadece kişisel tercihlerden kaynaklanmaktadır.

Rusya'daki en popüler dil ST. Bu, biraz uyarlanmış bir Pascal olan bir metin dilidir. En popüler ikinci grafik dili FBD'dir ve bunu LD takip eder. Program hazırlama araçlarına ek olarak, CoDeSys entegre bir hata ayıklayıcı, emülatör, görselleştirme ve proje yönetim araçları, PLC ve ağ konfigüratörleri içerir.

Toplu olarak CoDeSys kullanıcıları tarafından üretilen beklenmedik bir başka fikrin somutlaşmış örneği, CoDeSys'i destekleyen kâr amacı gütmeyen kuruluş CoDeSys Automation Alliance (CAA) ile PLC üreticilerinin gönüllü birlikteliğiydi. Fikrin özü, CoDeSys'i destekleyen endüstriyel otomasyon ürünleri üreticilerini (rekabetçi bir pazarda mümkün olduğunca) ortaklara dönüştürmek ve PLC kullanıcıları için üreticiler arasındaki rekabetin sonuçlarını etkisiz hale getirmektir.

CAA üyeleri, kullanıcıların başka bir şirketin ürünlerini kolayca kullanmasını engelleyen kasıtlı olarak teknik engeller oluşturmak yerine, ürünlerinin uyumluluğunu sağlamak için kasıtlı olarak önlemler alırlar.

Kullanıcı, CoDeSys uygulamasının CAA üyesi olan herhangi bir şirketin herhangi bir denetleyicisinde çalışacağından emin olabilir. Kullanıcı, kullandığı araçların (CoDeSys) dünyadaki binlerce kullanıcı tarafından doğrulandığından emin olabilir. Kullanıcı her zaman zorluklarını tartışabilir ve bu tür problemleri çözme deneyimi olan çok çeşitli meslektaşlarından gerçek yardım alabilir.

Brokarev A.Zh., Petrov I.V. "PROLOGUE" şirketi