Dnes zdieľam praktický článok, ktorý vám pomôže pochopiť, ako vyzerá dokonalý program PLC, a poskytuje štandardy programovania PLC a návrhy pre praktickú prácu.
Požiadavky na dizajn dokonalého programu PLC:
Kompletný program PLC nie je len o spustení systému; vyžaduje si to aj úplné komentáre, dobre{0}}štruktúrovanú architektúru, dobrú škálovateľnosť, komplexný alarmový a ochranný systém a pred-spustený simulačný systém.
1. Jednoduchosť
Urobte program PLC čo najjednoduchší. Jednoduchosť znamená používanie štandardizovaného programového rámca a jednoduchých pokynov. Vo všeobecnosti ide o optimalizáciu štruktúry programu a zjednodušenie programu pomocou inštrukcií riadenia toku. Presnejšie povedané, znamená to nahradiť inštrukcie s jednou funkciou{3}} výkonnejšími a venovať pozornosť poradiu pokynov.
2. Čitateľnosť
Navrhnutý program by mal byť dobre čitateľný. To nielen pomáha programátorovi lepšie pochopiť program a uľahčuje ladenie, ale tiež uľahčuje ostatným porozumenie a používateľom uľahčuje údržbu. V prípade potreby by mala tiež uľahčiť šírenie programu.
Na zabezpečenie dobrej čitateľnosti by mal byť návrh programu čo najjasnejší. Venujte pozornosť hierarchii a modularite, a to aj pomocou objektovo{1}}orientovaných metód návrhu. V maximálnej možnej miere používajte štandardné konštrukčné postupy.
Ak sa v špeciálnych prípadoch používajú programovacie jazyky, pre ľahšiu čitateľnosť by sa vo väčšine prípadov mali používať rebríkové diagramy. Prideľovanie I/O by malo byť systematické pre ľahšie zapamätanie a pochopenie. V prípade potreby pridajte komentáre. Používanie vnútorných komponentov by malo byť tiež systematické; vyhnite sa ich náhodnému používaniu.
Čitateľnosť by sa mala zvážiť od začiatku návrhu programu. Nie je ľahké to úplne dosiahnuť, pretože pri ladení programu môže pridávanie alebo odstraňovanie inštrukcií a zmeny v používaní vnútorných komponentov pôvodne prehľadný program trochu zamotať. Počítajte preto s úpravami počas ladenia vo fáze návrhu a potom urobte poriadok po ladení. Výsledkom bude vyššia kvalita programu.
Komentáre k programu by mali obsahovať aspoň nasledovné:
A. Poznámky k systému: Držiteľ autorských práv a účel celého programu; B. Komentáre bloku: Hlavný účel a autor bloku; C. Poznámky k segmentom: Účel segmentu kódu; D. Komentáre premenných: Dôležitosť je zrejmá, vrátane komentárov I/O a komentárov prechodných premenných. Pokiaľ ide o dôvernosť, tieto by sa mali riešiť pomocou šifrovacieho algoritmu alebo blokového šifrovania programu, a nie znížením počtu komentárov.
3. Správnosť
Program PLC musí byť správny a overený skutočnou prevádzkou, aby sa preukázala jeho správna funkcia. Toto je najzákladnejšia požiadavka na program PLC; ak sa to nedosiahne, bez ohľadu na to, aké dobré sú ostatné aspekty, sú zbytočné.
Na zabezpečenie správnosti programu sa musia presne používať pokyny a interné zariadenia. Presné používanie pokynov je spojené s ich presným pochopením; preto je potrebné dôkladne pochopiť význam a podmienky používania pokynov. V prípade potreby je možné napísať malé programy na testovanie niektorých nejasných pokynov.
Pre ten istý pokyn sa môžu niektoré podrobnosti pokynov líšiť v dôsledku rozdielov vo výrobných šaržiach PLC alebo sériových modeloch. Programovací manuál by ste si mali dôkladne preštudovať.
Dôležité je aj správne používanie vnútorných zariadení. Napríklad niektoré PLC majú ochranu-vypnutia, zatiaľ čo iné nie. Je nevyhnutné zabezpečiť, aby sa používali zariadenia vyžadujúce-ochranu pri vypnutí a naopak.
Stručne povedané, najzákladnejšou požiadavkou na programy PLC je presné používanie inštrukcií a správne využívanie vnútorných komponentov, aby sa zabezpečilo správne vykonanie naprogramovaného programu.
Pre jednoduchý príklad PLC Siemens vyžadujú premenné s funkciou ukladania ako prechodné premenné pre stúpajúce a klesajúce hrany, ako sú M-body alebo DB{1}}body. Použitie premennej teploty FC by spôsobilo problémy.
4. Spoľahlivosť
Programy musia byť nielen správne, ale aj spoľahlivé. Spoľahlivosť odráža stabilitu PLC programu, čo je tiež základná požiadavka.
Niektoré programy PLC fungujú správne za normálnych prevádzkových podmienok alebo počas legálnych operácií, ale nefungujú správne za abnormálnych prevádzkových podmienok (ako je dočasný výpadok napájania nasledovaný rýchlym obnovením napájania) alebo po nelegálnych operáciách (ako je stlačenie tlačidiel mimo poradia alebo súčasné stlačenie niekoľkých tlačidiel). Takéto programy sú nespoľahlivé, nestabilné alebo zle navrhnuté.
Dobré programy PLC dokážu identifikovať abnormálne prevádzkové podmienky a bez problémov ich integrovať s normálnymi podmienkami, čo umožňuje programu prispôsobiť sa rôznym situáciám. Dobrý program PLC dokáže odmietnuť nelegálne operácie bez zanechania akejkoľvek „stopy“, pričom akceptuje iba legálne operácie.
Blokovanie je bežnou metódou na odmietnutie nelegálnych operácií; reléové obvody často používajú túto metódu a PLC môžu tiež zdediť tento prístup.
5. Jednoduchosť úprav
Program by sa mal dať ľahko upravovať. Jednou z charakteristík PLC je jeho pohodlie a flexibilita pri prispôsobovaní sa rôznym situáciám. To sa dosiahne úpravou alebo prerobením programu.
Prepracovanie programu sa používa, keď je potrebné zmeniť aplikačné požiadavky procesu PLC. Nielenže sa prepíše program, ale aj I/O sa musia prerozdeliť. Vo väčšine prípadov nie je potrebné program prepisovať; stačia menšie úpravy. To si vyžaduje, aby sa program dal ľahko upravovať.
Jednoduchosť úprav znamená aj flexibilitu, ktorá si vyžaduje len malé zmeny na dosiahnutie účelu zmeny parametrov alebo úprav akcií.
6. Rozšíriteľnosť
Mnoho programov môže byť pred nasadením na stránku-naprogramovaných, ale možno bude potrebné pridať na-stránku ďalšie programy. Aby nedošlo k narušeniu celkovej štruktúry systému, je potrebné v každej funkčnej oblasti vyhradiť dostatočný priestor pre zálohovací hardvér. Softvér by mal byť navrhnutý s ohľadom na manuálnu, automatickú a polo{4}}automatickú prevádzku a podľa toho by mal byť pridelený priestor.
7. Komplexný poplachový systém
PLC systémy sa často používajú v priemyselných prostrediach, kde každá nehoda môže spôsobiť veľké alebo malé straty. Aby sa zabezpečila prevencia pred nehodami alebo minimalizovali straty počas nehody, je potrebné zdôrazniť poplachové a ochranné funkcie PLC. Preto je to zdôraznené ako dôležitá súčasť systému.
8. Simulácia programu
Aby sa zabezpečil-pokrok pri ladení na lokalite alebo pre ukážky zákazníkom, je často pred nasadením potrebná plne automatická simulácia programu. To si vyžaduje pridanie sekcie simulačného programu do existujúceho programu, ktorý je po normálnej-operácii na mieste odpojený. Ak chcete, aby program mohol vykonávať simuláciu, sú potrebné nasledujúce kroky:
(1) Konvertujte aktuálne I/O body PLC na prechodné premenné alebo premenné bloku údajov;
(2) Napíšte simulačné programy pre každý kus zariadenia podľa procesných požiadaviek.
Za dobrý PLC program možno považovať ten, ktorý spĺňa vyššie uvedené požiadavky.
Špecifikácie programovania PLC
1. Vyberte vhodný model PLC a počet I/O bodov. Vyberte si špeciálne funkčné moduly pre špecifické funkčné požiadavky.
2. Oboznámte sa s vybranými programovými pokynmi PLC a kompilačným softvérom.
3. Naplánujte mäkké komponenty vrátane interných relé, prídržných relé, dátových registrov, časovačov a počítadiel.
4. Naplánujte program, vo všeobecnosti sledujte postupnosť extrakcie chýb, spracovania porúch, manuálnej manipulácie, automatickej manipulácie a spracovania výstupov. Väčšie projekty alebo zariadenia by mali byť rozdelené do funkčných celkov, ako sú výťahy, prepravné zariadenia a zdvíhacie/rotačné zariadenia v automatizovanej výrobnej linke. Tie by mali byť naprogramované v segmentoch a blokoch podľa vyššie uvedenej štruktúry jednotiek.
5. Pred každý segmentovaný alebo blokový -program pridajte krátke komentáre k segmentom s vysvetlením jeho funkcie. Ak je to potrebné, uveďte zodpovedajúci priebeh procesu. Poradie segmentovaných alebo blokových{4}}programov v rámci celkového programu by malo vo všeobecnosti sledovať postupnosť toku procesu, aby bola čitateľnosť.
6. Pred návrhom programu by sa malo vybrať zariadenie. Bežné faktory, ako je zastavenie, núdzové zastavenie, preťaženie, prekročenie-limitu, časový limit, bezpečnostný svetelný záves, zastavenie pri kolízii a dverový spínač, by sa mali vytiahnuť a umiestniť do štartovacieho-obvodu alebo hlavného ovládacieho a blokovacieho obvodu{4}}štartovania. Toto slúži ako zastrešujúci predpoklad celej programovej štruktúry. Na základe toho je potom program rozdelený na dve hlavné funkčné oblasti: automatickú a manuálnu.
7. Spoločné faktory v oblasti manuálnej funkcie programovej štruktúry, ako je ručná prevádzka a faktory ohrozujúce zariadenie a osobnú bezpečnosť, by sa mali vyňať a umiestniť do ručného hlavného ovládacieho a blokovacieho obvodu na ochranu, štít a alarm pre manuálne ovládanie.
8. Bežné faktory v automatickej funkčnej oblasti štruktúry programu, ako je automatická prevádzka, prekročenie{1}}limitu a faktory časového limitu, by sa mali extrahovať a umiestniť do automatického hlavného ovládacieho a blokovacieho obvodu na ochranu, tienenie a alarm pre zariadenia pod automatickou kontrolou. Všeobecnou zásadou je prísne obmedziť vstup zariadenia a zároveň voľne obmedziť výstup zariadenia, čím sa zabezpečí bezpečnosť.
9. V programe by mala byť navrhnutá funkcia hlavného resetu, ktorá umožní rýchle a jednoduché obnovenie normálnej prevádzky zariadenia v prípade poruchy. Hlavný reset by mal počas procesu resetovania plne zohľadňovať bezpečnosť zariadení a personálu.
10. Pri prepnutí z automatického režimu do manuálneho režimu by mal program vymazať výstupy a medzistavy z automatického režimu. Najmä pri použití príkazu SET v automatickom režime je potrebné ho vymazať pomocou príkazu RESET v manuálnom režime.
11. Duálne výstupy sú pri programovaní prísne zakázané; to znamená, že rovnaký výstupný príkaz alebo rovnaká výstupná cievka sa v programe objaví dvakrát alebo viackrát. Pre rovnaký výstupný bod v rôznych podmienkach režimu použite na prenos medziľahlé relé a nakoniec ich spojte do jedného výstupného bodu.
12. Pri použití dotykovej obrazovky sa oblasť ovládania a stavová oblasť zdieľaná dotykovou obrazovkou a PLC nesmie používať na iné funkčné programovanie.
13. Pred použitím akéhokoľvek špeciálneho modulu PLC skontrolujte, či jeho riadiaca oblasť a stavová oblasť zaberajú pracovné slová. Ak áno, neprogramujte tieto pracovné slová na iné účely.
14. Vstupy, výstupy PLC, medziľahlé relé, časovače, počítadlá a dátové registre musia byť označené čínskymi znakmi. Vstupy a výstupy musia obsahovať aj názvy komponentov a čísla tagov. Zodpovedajúce vstupné body sú vo všeobecnosti štandardne nastavené na NO kontakty pripojené k externým spínačom. Pre vstupy vyžadujúce NC kontakty to treba špecifikovať v komentároch. Všetky komentáre by mali byť jasné a jednoznačné, vyhýbať sa nedorozumeniam a minimalizovať používanie všeobecných výrazov.
15. Po dokončení ladenia projektu sa musí zachovať konečný softvérový program. Názov uloženého súboru by mal obsahovať číslo projektu, autora, dátum a číslo verzie.
16. Pokiaľ ide o šifrovanie programu: Heslo pre šifrovaný program musí byť uložené vo vyhradenom súbore, ktorý jasne uvádza používateľské meno, heslo a oprávnenia. Tento súbor by mal byť distribuovaný aspoň dvom ľuďom, aby sa dozvedeli heslo a zabránili tomu, aby bol program nedostupný v dôsledku straty hesla.
Programovacie návrhy
1. Keď PLC a hostiteľský počítač (alebo dotyková obrazovka) tvoria monitorovací systém, na obrazovke je často potrebné zobraziť riadiace režimy, ako je „manuálny“ a „automatický“ (vo všeobecnosti môže mať viacero režimov iba jeden). V programe je možné použiť inštrukciu "MOV". Napríklad, keď je zvolené "manuálne", konštanta 1 sa presunie do registra VB10; keď je zvolené "automaticky", 2 sa presunie do rovnakého registra VB10. Kontrolou údajov v registri možno určiť režim riadenia systému. Výhodou tohto prístupu je jeho ľahké porozumenie a vyhýbanie sa potrebe zložitých postupov, ako je napríklad vzájomné prepojenie.
2. Ak program zahŕňa riadenie analógového signálu, ak načítaný analógový signál nemá prakticky žiadnu chybu, možno na oneskorenie vstupu použiť časové filtrovanie. Ak majú načítané dáta veľkú chybu, sú potrebné iné metódy filtrovania, ako je napríklad spriemerovanie. Ďalšie informácie nájdete v príslušnej dokumentácii.
3. Ak je počas ladenia programu splnená podmienka, ale výstupná cievka nie je aktivovaná, skontrolujte, či sa táto časť vášho programu nachádza v takých príkazoch, ako napríklad `JUMP go to`. Ďalšou možnosťou je, že po prerušení programu je podmienka splnená, ale nie je výstup; zvyčajne to znamená, že táto časť programu sa nekontroluje.
4. V sekvenčných riadiacich programoch, tj keď je dokončená jedna akcia a iniciovaná ďalšia akcia, je režim ovládania +10+10 veľmi pohodlný. Myšlienka je nasledovná: Register je prednastavený na 0 počas inicializácie. Po spustení systému sa zvýši o 10, čím sa hodnota registra dostane na 10. S registrom na 10 je možné vykonať prvú akciu. Po prvej akcii sa register opäť zvýši o 10, čím sa hodnota registra zvýši na 20, čo umožní vykonať druhú akciu. Po druhej akcii sa opäť zvýši o 10, čím sa hodnota registra dostane na 30. Týmto spôsobom možno kontrolou hodnoty v registri určiť požadovanú akciu. Keď je potrebná akcia skoku, prírastok sa môže zmeniť z 10 na 20, 30 atď., v závislosti od špecifických požiadaviek.
Prečo zvyšovať o 10 namiesto o 1? Pretože po zvýšení o 10, ak je potrebné vložiť segment, môže byť vložený do ktoréhokoľvek z 10 dostupných slotov.
5. Ak sa pri navrhovaní programu vyskytne chyba súvisiaca s procesom (nekontrolovaná riadiacim systémom), je najlepšie zachovať jav poruchy a poskytnúť vizuálne a zvukové alarmy, kým operátor neresetuje systém, aby si bol vedomý chyby. V opačnom prípade, ak sa systém zastaví, ostatní môžu predpokladať, že je problém s programom. Tieto body by sa mali vo všeobecnosti zvážiť pri navrhovaní nového systému.
6. Z často volaných podprogramov možno vytvoriť podmoduly pre časté volania.
7. Pretože každý krok v pracovnom cykle výrobného stroja vyžaduje určitý čas na vykonanie a tieto časy majú určité limity, je možné spustiť časovač súčasne so začiatkom kroku, ktorý sa má sledovať. Časové nastavenie časovača by malo byť o 20 % – 30 % dlhšie ako normálne trvanie akcie. Výstupný signál časovača môže byť použitý pre alarmy alebo automatické vypnutie zariadení. Keď čas kroku prekročí špecifikovaný čas, dosiahne zodpovedajúci prednastavený čas časovača a pred začiatkom ďalšieho kroku vydá časovač poruchový signál. Tento signál zastaví normálny pracovný cyklus a spustí alarm alebo procedúru vypnutia; toto bežne nazývame ochrana pred-cyklovaním.
8. Niektoré bezpečnostné detekčné spínače (ako sú tlačidlá núdzového zastavenia, bezpečnostné svetelné závesy, koncové spínače atď.) by mali používať normálne zatvorené (NC) vstupy.
9. Z hľadiska bezpečnosti a úspory energie by mali byť výstupy navrhnuté tak, aby sa aktivovali iba vtedy, keď je to potrebné a zastavili sa po dokončení akcie, než aby boli navrhnuté tak, aby vystupovali nepretržite, kým sa nevyžaduje zastavenie.
10. Princíp činnosti ovládačov by mal byť: lepšie zostať v kľude, ako sa pohybovať nepravidelne.
11. Ovládanie zariadenia s jednou jednotkou: Každá jednotka musí mať funkciu manuálneho/automatického prepínania a funkciu štart/stop počas ručnej prevádzky. Pri prechode z automatickej na manuálnu prevádzku sa zariadenie nesmie zastaviť; pri prepnutí z manuálneho na automatický závisí spustenie/zastavenie zariadenia od automatického programu.
12. Každá jednotka zariadenia (čerpadlo, ventilátor a iné veľké zariadenie) sa musí otočiť po 24 hodinách prevádzky a musí existovať kumulatívny záznam doby chodu, pokiaľ sekvenciu štart/stop nenastaví hostiteľský počítač; inak ho musí operátor nastaviť ručne.
