Sterowniki Programowalne (SP) - Strona główna - SP_20142015... · Norma IEC 61131-1 Część 1: Postanowienia ogólne (ang. General Information) Zawiera ogólne definicje i typowe

Sterowniki Programowalne

(SP)

O normie IEC 61131

© SP 2014

O normie IEC 61131

a w szczególności o normie IEC 61131-3

1

Politechnika Gdańska

Wydział Elektrotechniki i Automatyki

Kierunek: Automatyka i Robotyka

Studia stacjonarne I stopnia: rok III, semestr V

dr inż. Tomasz Rutkowski

Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Czym jest PLC?

PLC (ang. Programmable Logic Controler) jest komputerem przemysłowym, który pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego:

� zbiera pomiary za pomocą modułów wejściowych z cyfrowych i analogowych czujników oraz urządzeń pomiarowych

� na bazie zebranych danych o sterowanym procesie, wykonuje program użytkownika zawierający zakodowany algorytm sterowania oraz

© SP 2014

na bazie zebranych danych o sterowanym procesie, wykonuje program użytkownika zawierający zakodowany algorytm sterowania oraz przetwarzania danych

� generuje sygnały sterujące odpowiednie do wyników obliczeń algorytmów sterowania i przekazuje je poprzez moduły wyjściowe do elementów i urządzeń wykonawczych

dodatkowo PLC ma możliwość:� transmisji danych za pomocą modułów i łączy komunikacyjnych

� realizacji funkcji diagnostyki programowej i sprzętowej

2

Czym jest PLC?

W normie IEC 61131-1 sterownik programowalny zdefiniowano jako:

„cyfrowy system elektroniczny do stosowania w środowisku przemysłowym, który posługuje się pamięcią programowalną

do przechowywania zorientowanych na użytkownika instrukcji w celu sterowania

© SP 2014

w celu sterowaniaprzez cyfrowe lub analogowe wejścia i wyjścia

szeroką gamą maszyn i procesów”

3

Czym jest PLC?

W normie IEC 61131 do oznaczenia sterowników programowalnych wykorzystuje się skrót:

PC – Programmable Controller

© SP 2014

PLC – Logic w nazwie ma jedynie znaczenie historyczne, dodatkowo odróżnienie od:

PC – Personal Computer

4

Sterowniki PLCa

© SP 2014

aNormy

5

Sterowniki PLC a Normy

� Bujny rozwój oraz popularność sterowników PLC w przemyśle

� Rozwiązania sterowników PLC proponowane przez różnych producentów różnią się między sobą, co dla użytkowników i projektantów systemów automatyki

© SP 2014

użytkowników i projektantów systemów automatyki stanowiło dużą niedogodność i powodowało koniczność dostosowywania do różnych wymagań

� Stąd pierwsze próby oraz przekonanie „środowiska” (producenci i użytkownicy) o konieczności ich standaryzacji

6


- Norma IEC 1131

� W 1993 Międzynarodowa Komisja Elektrotechniki (ang. International Electrotechnical Commission - IEC) wypracowała normę IEC 1131 „Programmable Controllers”

� Norma IEC 1131 składała się z pięciu części:� Część 1: Informacje ogólne (ang. General Information)

© SP 2014

� Część 1: Informacje ogólne (ang. General Information)

� Część 2: Sprzęt i wymagania testowe (ang. Equipment Requirements and Tests)

� Część 3: Języki programowania (ang. Programing Languages)

� Część 4: Wytyczne dla użytkownika (ang. User Guidelines)

� Część 5: Wymiana informacji (ang. Messaging Service Specifications)

7


- Norma IEC 61131

� W 1998 IEC wypracowała normę IEC 61131 „Programmable Controllers”

� Norma IEC 61131 stanowi kontynuację normyIEC 1131 oraz szeregu innych standardów

� Norma IEC 61131 odwołuje się do innych norm:

© SP 2014

� Norma IEC 61131 odwołuje się do innych norm:IEC 50, IEC 559, IEC 617-12, IEC 617-13, IEC 848, ISO/AFNOR, ISO/IEC 646, ISO 8601, ISO 7185, ISO 7498

� W Europie norma IEC 61131 została przyjęta bez zmian i oznaczona EN 61131

8


- Norma IEC 61131� Norma IEC 61131 składała się z następujących części:

� Część 1: Postanowienia ogólne (ang. General Information)

� Część 2: Wymagania i badania dotyczące sprzętu (ang. EquipmentRequirements and Tests)


� Część 4: Wytyczne dla użytkownika (ang. User Guidelines) - statusTR

� Część 5: Wymiana informacji (ang. Communications)

© SP 2014

Część 5: Wymiana informacji (ang. Communications)

aktualnie: „Messaging service specification”

� Część 6: Bezpieczeństwo funkcjonalne (ang. Functional Safety)

� Część 7: Programowanie sterowania z wykorzystaniem zbiorów rozmytych (ang. Fuzzy Control Programming)

� Część 8: Wytyczne do implementacji języków programowania (ang. Guidelines for the Application and Implementation ofProgramming Languages) - status TR

� Część 9: Interfejs komunikacji cyfrowej punkt-punkt do małych czujników i elementów wykonawczych (SDCI) (ang. Single-drop digital communication interface for small sensors and actuators (SDCI))

9

IEC 61131

Project Title Valid till

61131- 1, Ed 2.0 General information, 2003-05 2013

61131- 2, Ed 3.0 Equipment requirements and tests, 2007-07 2012

61131- 3, Ed 3.0 Programming languages (Currently CDV - Committee Draft for Voting) 2014+5

61131- 4, Ed 2.0 User guidelines (TR), 2004-07 2010

61131- 5, Ed 1.0 Communications, 2000-11 201361131- 5, Ed 1.0 Communications, 2000-11 2013

61131- 6, Ed 1.0 Functional safety for PLC (Currently CDV - Committee Draft for Voting) 2012+5

61131- 7, Ed 1.0 Fuzzy control programming, 2000-08 2013

61131- 8, Ed 2.0 Guidelines applic. & implem. progr. languages (TR), 2003-09 2008

61131- 9, Ed 1.0Single-drop digital communication interface for small sensorsand actuators (SDCI) aka “IO-Link” (Currently CD - Committee Draft)

2012+5

www.PLCopen.org

Norma IEC 1131 vs Norma IEC 61131

� Nie ma żadnej różnicy co do głównej zawartości

� Zmiana numeru normy (6 na początku) wynika z potrzeby uzyskania unikalnego numeru normy, który

© SP 2014

potrzeby uzyskania unikalnego numeru normy, który umożliwiłby stosowanie we wszystkich standardach krajowych tej samej numeracji

11

Normy IEC 1131, IEC 61131

– polskie tłumaczenia

� W 1996 roku ukazały się polskie tłumaczenia:� PN-IEC 1131-1:1996 „Sterowniki programowalne –

Postanowienia ogólne”

� PN-IEC 1131-2:1996 „Sterowniki programowalne –Wymagania i badania dotyczące sprzętu”

W 1998 roku ukazało się polskie tłumaczenie:

© SP 2014

� W 1998 roku ukazało się polskie tłumaczenie:� PN-EN 61131-3:1998 „ Sterowniki programowalne –

Języki programowania”

� W 2002 roku ukazało się polskie tłumaczenie:� PN-EN 61131-5:2002 „ Sterowniki programowalne –

Część 5: Komunikacja”

12

Normy IEC 1131, IEC 61131

– polskie tłumaczenia

Tłumaczenia norm IEC 1131 i IEC 61131z 1996, 1998 i 2002 roku zostały wycofane

w 2004 roku przez Polski Komitet Normalizacyjny,

© SP 2014

w 2004 roku przez Polski Komitet Normalizacyjny,i od tego czasu obowiązują

w Polsce jako normy europejskie EN uznaniowe,bez tłumaczenia z języka oryginalnego

13

Norma IEC 61131– aktualne polskie normy wprowadzające normy europejskie

PN-EN 61131-1:2004

Sterowniki programowalne. Część 1: Postanowienia ogólne (oryg.)

PN-EN 61131-2:2008

Sterowniki programowalne. Część 2: Wymagania i badania dotyczące sprzętu (oryg.)

PN-EN 61131-3:2013

Sterowniki programowalne. Część 3: Języki programowania (oryg.)

PN-EN 61131-5:2002

© SP 2014

PN-EN 61131-5:2002

Sterowniki programowalne. Część 5: Komunikacja (oryg.)

PN-EN 61131-6:2013

Sterowniki programowalne. Część 6: Bezpieczeństwo funkcjonalne (oryg.)

PN-EN 61131-7:2004

Sterowniki programowalne. Część 7: Programowanie rozmyte (oryg.)

PN-EN 61131-9:2013

Sterowniki programowalne. Część 9: Interfejs komunikacji cyfrowej punkt-punkt do małych czujników i elementów wykonawczych (SDCI) (oryg.)

14

Norma IEC 61131– aktualne polskie normy wprowadzające normy europejskie

© SP 2014 15Źródło: http://eNormy.pl (XI 2014)








© SP 2014







16

Norma IEC 61131-1

� Część 1: Postanowienia ogólne(ang. General Information)

� Zawiera ogólne definicje i typowe własności funkcjonalne,� które odróżniają sterowniki programowalne PLC od innych systemów

sterowania

© SP 2014

sterowania

� które są istotne przy jego wyborze do konkretnej aplikacji przemysłowej

� Opisuje standardowe własności sterowników PLC, jak np. cykliczne przetwarzanie programu aplikacyjnego korzystającego z przechowywanego w pamięci obrazu stanu wejść i wyjść sterownika lub przydział czasu pracy na komunikację z programatorem czy urządzeniami interfejsu operatora

17

Norma IEC 61131-2

� Część 2: Wymagania i badania dotyczące sprzętu(ang. Equipment Requirements and Tests)

� Opisuje elektryczne, mechaniczne i funkcjonalne wymagania dla sterowników oraz ich urządzeń peryferyjnych

� Opisuje warunki użytkowania, przechowywania i transportu urządzeń

© SP 2014

urządzeń

� Opisuje metody badań i procedury spełnienia wymagań w stosunku do sterowników PLC

� Określa także warunki środowiskowe (temperatura, wilgotność powietrza itp.) oraz przedstawia klasyfikację sterowników i narzędzi programowania

� Definiuje terminy takie jak: rodzaj obudowy, odporność na zakłócenie, izolacja …

18

Norma IEC 61131-3

� Część 3: Języki programowania(ang. Programing Languages)

� Ujednolica stosowane dotychczas języki programowania w zharmonizowany i zorientowany przyszłościowo system

� Za pomocą formalnych definicji opisuje pojęcia podstawowe,

© SP 2014

� Za pomocą formalnych definicji opisuje pojęcia podstawowe, zasady ogólne, model programowy i model komunikacyjny (wymiana danych między elementami oprogramowania) oraz podstawowe typy i struktury danych

� Przedstawia specyfikację tekstowych i graficznych języków programowania, oraz elementy konfiguracji wspomagających instalację programowania w sterownikach

19

Norma IEC 61131-4 (TR)

� Część 4: Wytyczne dla użytkownika(ang. User Guidelines)

� Stanowi przewodnik dla użytkowników PLC, wspomagający ich we wszystkich fazach projektowania systemu automatyki

� Podaje praktyczne informacje i wskazówki, poczynając od

© SP 2014

� Podaje praktyczne informacje i wskazówki, poczynając od analizy systemu i wyboru sprzętu, a kończąc na zastosowaniach i konserwacji

20

Norma IEC 61131-5

� Część 5: Wymiana informacji(ang. Communications)


� Przedstawia zasady komunikacji między sterownikami z różnych rodzin oraz z innymi urządzeniami

© SP 2014

różnych rodzin oraz z innymi urządzeniami

� W połączeniu z normą ISO 9506 specyfikuje zasady komunikacji w procesie produkcji określa funkcje adresowania urządzeń, wymiany danych, przetwarzania alarmów, sterowanie dostępem i administrowanie siecią

21

Norma IEC 61131-6

� Część 6: Bezpieczeństwo funkcjonalne(ang. Functional safety)

� Określa wymagania dla sterowników programowalnych (PLC) i ichperyferii, które są przeznaczone do używania jako podsystemy logiczneelektrycznych/elektronicznych/programowalnych (E/E/PE) systemów

© SP 2014

elektrycznych/elektronicznych/programowalnych (E/E/PE) systemówzwiązanych z bezpieczeństwem

� Sterownik i jego peryferia spełniające wymagania tej części normy jestidentyfikowany jako bezpieczny sterownik programowalny (FS-PLC)

� Odnosi się tylko do bezpieczeństwa funkcjonalnego i wymagańnienaruszalności bezpieczeństwa FS-PLC kiedy są wykorzystywane jakoelementy systemów E/E/PE związanych z bezpieczeństwem

22

Norma IEC 61131-6

Celem szóstej części normy jest:� ustanowić i opisać elementy cyklu życia bezpieczeństwa FS-PLC, w zgodzie

z ogólnym cyklem życia bezpieczeństwa określonym w IEC 61508-1, -2 i -3

� ustanowić i opisać wymagania dla FS-PLC sprzętu i oprogramowania, które odnoszą się do bezpieczeństwa funkcjonalnego i wymagań nienaruszalności bezpieczeństwa systemu E/E/PE związanego z bezpieczeństwem

ustanowić definicje i określić główne charakterystyki w odniesieniu do

© SP 2014

� ustanowić definicje i określić główne charakterystyki w odniesieniu do wyboru i zastosowania FS-PLC i ich powiązanych peryferii

� ustanowić metody oceny dla FS-PLC na podstawie zdefiniowanych parametrów/kryteriów :

23

Norma IEC 61131-6

� żądanego Poziomu Nienaruszalności Bezpieczeństwa (SIL) ,

� wartości (PFD) prawdopodobieństwa uszkodzenia na przywołanie,

� średniej wartości częstości uszkodzeń niebezpiecznych na godzinę (PFH),

© SP 2014

� średniej wartości częstości uszkodzeń niebezpiecznych na godzinę (PFH),

� wartości składowej uszkodzeń bezpiecznych (SFF),

� wartości tolerancji defektu sprzętu (HFT),

� wartości pokrycia diagnostycznego (DC),

24

Norma IEC 61131-7

� Część 7: Programowanie sterowania z wykorzystaniemzbiorów rozmytych(ang. Fuzzy Control Programming)

� Definiuje język sterowania rozmytego FCL (ang. Fuzzy Control Language), który umożliwia programowanie aplikacji systemów

© SP 2014

Language), który umożliwia programowanie aplikacji systemów sterowania opartych na teorii zbiorów rozmytych (przy użyciu języków zdefiniowanych w Części 3 normy)

25

Norma IEC 61131-8 (TR)

� Część 8: Wytyczne do implementacji językówprogramowania(ang. Guidelines for the Application and Implementation of Programming Languages)

� Przedstawia informacje uzupełniające dotyczące stosowania

© SP 2014

� Przedstawia informacje uzupełniające dotyczące stosowania języków programowania zdefiniowanych w Części 3 normy

� Przedstawia ogólne wymagania dotyczące sprzętu i oprogramowania konieczne do rozwijania i konserwacji programów użytkownika

26

Norma IEC 61131-9

� Część 9: Interfejs komunikacji cyfrowej punkt-punkt do małych czujników i elementów wykonawczych (SDCI) (ang. Single-drop digital communication interface for small sensors and actuators SDCI)

Interfejs IO-Link, połączenie punkt-punkt, rozwijany przez IO

© SP 2014

� Interfejs IO-Link, połączenie punkt-punkt, rozwijany przez IO Consorcium:� szybka i prosta instalacja bazująca na standardowym nieekranowanym

przewodzie 3-żyłowym

� połączenie punkt do punkt w strukturze master-slave (max dystans 20m)

� niezawodna transmisja danych: cykliczna (dwukierunkowy proces wymiany danych), acykliczna (usługa transmisji danych na żądanie)

� zintegrowane komunikaty diagnostyczne

� montaż urządzeń IO-Link bezpośrednio w miejscu zdarzeń27








© SP 2014







28

Coś więcej o:

IEC 61131-1Między innymi:

- Ogólna struktura funkcjonowania systemusterowania PLC

© SP 2014


- Model oprogramowania

- Języki programowania

- Model komunikacji

29

Coś więcej o IEC 61131-1Ogólna struktura funkcjonowania systemu sterowania PLC

Inne systemyF

unkc

je z

asila

nia

Funkcjekomunikacyjne

Funkcje interfejsuCZŁOWIEK - MASZYNA

Funkcje programowaniatestowania i usuwania błędów

© SP 2014 30

Fun

kcje

zas

ilani

a

Funkcje systemu operacyjnego

Funkcje pamięci programu użytkownika

Funkcje pamięci danych użytkownika

Funkcje interfejsu czujników i urz ądzeń wykonawczych

Maszyna / Proces

Wykonywanieprogramuużytkowego

Funkcje przetwarzaniasygnałów


Inne systemyF

unkc

je z

asila

nia




© SP 2014 31

Fun

kcje

zas

ilani

a





Maszyna / Proces




Inne systemyF

unkc

je z

asila

nia




© SP 2014 32

Fun

kcje

zas

ilani

a





Maszyna / Proces




Inne systemyF

unkc

je z

asila

nia




© SP 2014 33

Fun

kcje

zas

ilani

a





Maszyna / Proces




Inne systemyF

unkc

je z

asila

nia




© SP 2014 34

Fun

kcje

zas

ilani

a





Maszyna / Proces




Inne systemyF

unkc

je z

asila

nia




© SP 2014 35

Fun

kcje

zas

ilani

a





Maszyna / Proces




Inne systemyF

unkc

je z

asila

nia




© SP 2014 36

Fun

kcje

zas

ilani

a





Maszyna / Proces



Coś więcej o:


- Ogólna struktura funkcjonowania systemu sterowania PLC

© SP 2014


- Model oprogramowania- Języki programowania

- Model komunikacji pomiędzy elementami programu/programów

37

Coś więcej o IEC 61131-3

IEC 61131-3

© SP 2014

“The best thing that happened to industrial control”

38

www.PLCopen.org


� Część 3 normy IEC 61131 dotyczy głównie języków programowania

� Określono w niej dwie podstawowe grupy języków programowania: języki tekstowe i języki graficzne

� Przedstawia ujednoliconą koncepcję programowania sterowników PLC tak aby użytkownik korzystając z

© SP 2014

sterowników PLC tak aby użytkownik korzystając z wprowadzonych w normie reguł, był w stanie programować bez „większych trudności” różne systemy PLC

� Przedstawia sposób tworzenia struktury wewnętrznej programu w postaci sekwencyjnego schematu funkcjonalnego (grafu) SFC (ang. Sequential Function Chart)

� Z punktu widzenia użytkownika, Część 3 normy IEC 61131 stanowi jej najważniejszą część

39

IEC 61131-3

© SP 2014

Model oprogramowania

40


- model oprogramowania

Norma IEC 61131-3 wyróżnia następujące elementy języków programowania dla sterowników PLC:

� typy danych (ang. Data types)

� jednostki organizacyjne oprogramowania (ang. Program Organization Units - POU)

© SP 2014

(ang. Program Organization Units - POU)

� elementy konfiguracji (ang. Configuration elements)

� elementy sekwencyjnego schematu funkcjonalnego (ang. Sequential Function Chart - SFC)

41


- model oprogramowania – typy danych

Typy danych służą określeniu:

� struktury danych w sterowniku (stałe jak i zmienne)

� zakresu wartości jakie mogą przyjmować dane

� obszaru pamięci potrzebnego do ich przechowywania

© SP 2014 42



© SP 2014 43



© SP 2014 44


- model oprogramowania - POU

Jednostki organizacyjne oprogramowania POU (ang. Program Organization Units) stanowią najmniejsze niezależne jednostki oprogramowania aplikacji użytkownika, a składają się na nie:

� funkcje (ang. functions)

� bloki funkcyjne (ang. function blocks)

© SP 2014

� bloki funkcyjne (ang. function blocks)

� programy (ang. programs)

45



� Funkcje standardowe:

ADD, SQRT, SIN, COS, GT, MIN, MAX, AND, OR …

© SP 2014

� Funkcje definiowane przez użytkownika:

FUNCTION SIMPLE_FUN : REALFUNCTION SIMPLE_FUN : REALFUNCTION SIMPLE_FUN : REALFUNCTION SIMPLE_FUN : REALVAR_INPUTVAR_INPUTVAR_INPUTVAR_INPUT

A, B A, B A, B A, B : REAL;: REAL;: REAL;: REAL;CCCC : REAL := 1.0;: REAL := 1.0;: REAL := 1.0;: REAL := 1.0;

END_VAREND_VAREND_VAREND_VARSIMPLE_FUN := A*B/C;SIMPLE_FUN := A*B/C;SIMPLE_FUN := A*B/C;SIMPLE_FUN := A*B/C;END FUNCTIONEND FUNCTIONEND FUNCTIONEND FUNCTION

46

www.PLCopen.org



Każdy POU zawiera następujące elementy:

� typ i nazwa POU (w przypadku funkcji także typ danej wyjściowej)

� deklaracja zmiennych (wejściowych, wyjściowych i lokalnych)

� ciało POU (kod programu)

© SP 2014 47

FUNCTION_BLOCK

I NPUT OUTPUT I N_OUT EXTERNAL

LocalType

Histereza

QXIN1

XIN2

EPS

BOOLREAL

REAL

REAL

www.PLCopen.org



Histereza

QXIN1

XIN2

EPS

BOOLREAL

REAL

REAL

© SP 2014 48

www.PLCopen.org

1

EPSEPS

0

XIN2

Q


- model oprogramowaniaFUNCTION_BLOCK HISTEREZAVAR_INPUTXIN1, XIN2 : REAL;EPS : REAL; (* Szerokosc

histerezy*)END_VARVAR_OUTPUTQ : BOOL := 0

END_VAR

Histereza

QXIN1

XIN2

EPS

BOOLREAL

REAL

REAL

© SP 2014 49

IF XIN1 < (XIN2-EPS) THENQ := 0; (* XIN1 maleje *)

ELSIF XIN1 > (XIN2 + EPS ) THENQ := 1; (* XIN1 rosnie *)

END_IF;

END_FUNCTION_BLOCK

www.PLCopen.org

1

EPSEPS

0

XIN2

Q



Aplikacjasterowania

Start : BOOL;Emergency : BOOL;Limit : INT;

© SP 2014 50

PROGRAM

GLOBAL

LocalType

FUNCTION

INPUT

LocalType

FUNCTION_BLOCK

INPUT OUTPUT IN_OUT EXTERNAL

LocalType

www.PLCopen.org

Coś więcej o IEC 61131-3- model oprogramowania – elementy konfiguracji

Elementy konfiguracji wspomagają instalowanie i uruchamianie programów w systemach sterownikowych. Zalicza się do nich:

� konfigurację (ang. configurations)

� zasoby (ang. resources)

zadania (ang. tasks)

© SP 2014

� zadania (ang. tasks)

� zmienne globalne (ang. global variables)

� ścieżki dostępu (ang. access path)

51


� Konfiguracja : element języka, który reprezentuje system sterowników programowalnych

� Zasób : element języka który reprezentuje funkcję przetwarzania sygnałów łącznie z funkcjami określonymi przez podłączone czujniki i elementy wykonawcze oraz urządzenia operatorskie

© SP 2014

elementy wykonawcze oraz urządzenia operatorskie

� Zadanie : element kontrolujący wykonanie grupy skojarzonych z nimi elementów oprogramowania (okresowo lub przez wyzwolenie)

� Zmienna globalna : zmienna, której zasięg jest globalny

� Ścieżka dostępu : skojarzenie nazwy symbolicznej ze zmienną w celu uzyskania komunikacji

52


Konfiguracja

© SP 2014 53

Funkcja komunikacjiwww.PLCopen.org


Konfiguracja

Zasób Zasób

© SP 2014 54



Zadanie

Zasób Zasób

Konfiguracja

Zadanie Zadanie Zadanie

© SP 2014 55



Zasób Zasób

Konfiguracja

Zadanie Zadanie Zadanie Zadanie

© SP 2014 56

ŚcieżkaSterowaniawykonaniem

Program Program Program

Funkcja komunikacji

Program

www.PLCopen.org


Zasób Zasób

KonfiguracjaŚcieżka dostępu do zmiennych

BF

Blok


© SP 2014 57

Zmienne globalne i zmienne reprezentowane bezpośrednio

Ścieżki dostępu

Program Program

BF BF

Program Program

BF BF

Funkcja komunikacji


Blok funkcyjny

Zmienna

www.PLCopen.org

Coś więcej o IEC 61131-3- model oprogramowania – norma a standardowy PLC

Ścieżka dostępu do zmiennych

BF

Zasób Zasób

Konfiguracja

Blok


© SP 2014 58

Zmienne globalne i zmienne reprezentowane bezpośrednio

Ścieżki dostępu


Program Program

BF BF

Program Program

BF BF

Funkcja komunikacji

Blok funkcyjny

Zmienna

www.PLCopen.org


Zadanie

Zasób

Czytanie wejść

Nieskończona pętla:Zadanie 1 okresowo

Zadanie 2

© SP 2014 59

Program

Zadanie

„Obliczenia”

Wystawienie wyjść

w wyniku zdarzenia

w wyniku zdarzenia

okresowo

Zadanie 2

Zadanie 3

Zadanie 4

www.PLCopen.org


IEC 61131-3

EmbeddedPLCs

DrivesDCS

© SP 2014 60

www.PLCopen.org

IEC 61131-3

PC basedControl

SoftLogic

LON nodes

DCS


RPM =2000

Zadania IEC 61131-3

Wielofunkcyjny panel operatorski

© SP 2014 61

www.PLCopen.org

Zadania SCADA & HMI

Zadania komunikacji (np. OPC)

komunikacja

IEC 61131-3

© SP 2014

Model oprogramowaniaSekwencyjny Schemat Funkcjonalny

(ang. Sequential Function Chart - SFC)

62


- model oprogramowania – SFC

� Sekwencyjny schemat funkcjonalny SFC opisuje zadania sterowania sekwencyjnego za pomocą sieci zawierających kroki (etapy) i warunki przejścia (tranzycji) między tymi krokami

© SP 2014

krokami

� Ten sposób programowania może służyć przede wszystkim do tworzenia odpowiedniej struktury wewnętrznej programu użytkownika i może być wykorzystany do programowania w jednym z języków: FBD, LD, IL, ST

63



Krok 1 N Napełniaj

Tranzycja 1

© SP 2014 64

Krok 2 S Podgrzewaj

Tranzycja 2

Więcej informacji o SFC na kolejnych wykładach z SP!

Tranzycja 3

Krok 3 S Opróżniaj



Tranzycja 1bTranzycja 1a

Krok 1 N Napełniaj

© SP 2014 65

Tranzycja 2b

Krok 2 a S Podgrzewaj

Tranzycja 2a

Krok 2 b S Podgrzewaj

Tranzycja 3

Krok 3 S Opróżniaj

Więcej informacji o SFC na kolejnych wykładach z SP!

IEC 61131-3

© SP 2014

Języki programowania

66


- języki programowania

W grupie języków graficznych zdefiniowane zostały następujące języki:

� Język LD (ang. Ladder Diagram – Schemat drabinkowy), podobny do stykowych obwodów przekaźnikowych, w którym oprócz symboli styków, cewek i połączeń między nimi, dopuszcza się także użycie funkcji (np. arytmetycznych, logicznych, porównań, relacji) oraz

© SP 2014

funkcji (np. arytmetycznych, logicznych, porównań, relacji) oraz bloków funkcjonalnych (np. przerzutniki, czasomierze, liczniki).

� Język FBD (ang. Function Block Diagram – Funkcjonalny schemat blokowy), będący odpowiednikiem schematu przepływu sygnału dla obwodów logicznych przedstawionych w formie połączonych bramek logicznych oraz funkcji i bloków funkcjonalnych, takich jak w języku LD.

67



Funkcjonalny schemat Schemat drabinkowyblokowy (FBD) (LD)

ANDA B C

© SP 2014 68

AND

A C

B

A B C

-| |--|/|---------------( )-

Więcej informacji o FBD i LD na pozostałych wykładach z SP!



W grupie języków tekstowych zdefiniowane zostały następujące języki:

� Język IL (ang. Instruction List – Lista rozkazów), będący odpowiednikiem języka typu asembler, którego zbiór instrukcji obejmuje operacje logiczne, arytmetyczne, operacje relacji, jak również funkcje przerzutników, czasomierzy, liczników itp.

© SP 2014

również funkcje przerzutników, czasomierzy, liczników itp.

� Język ST (ang. Structured Text –Tekst strukturalny), który jest odpowiednikiem języka algorytmicznego wysokiego poziomu, zawierającego struktury programowe i polecenia podobne do występujących w językach typu PASCAL lub C.

69



LD A

Lista rozkazów (IL) Tekst strukturalny (ST )

© SP 2014 70

C:= A AND NOT B

LD A

ANDN B

ST C

Więcej informacji o IL i ST na pozostałych wykładach z S P!

IEC 61131-3

© SP 2014

Model komunikacjipomiędzy elementami programu/programów

71


- model komunikacji

Wymiana danych pomiędzy elementami oprogramowania w systemie sterowania składającym się ze sterowników PLC może odbywać się pomiędzy:

� elementami jednego programu

� programami w ramach jednej konfiguracji

© SP 2014

� programami w ramach jednej konfiguracji

� różnymi konfiguracjami

72


- model komunikacji

PROGRAM A

FB_X FB_Y

a b

© SP 2014 73

FB_1 FB_2

Wymiana danych pomi ędzy elementami jednego programu (np. j ęzyk FBD wy. bloku FB_X na we. bloku FB_Y)


- model komunikacji

KONFIGURACJA C

© SP 2014 74

Wymiana danych pomi ędzy elementami jednego programu(przez zmienne globalne)


- model komunikacji

KONFIGURACJA C KONFIGURACJA D

© SP 2014 75

Wymiana danych pomi ędzy elementami jednego programuoraz pomi ędzy ró żnymi konfiguracjami


- model komunikacji

CONFIGURACJA C CONFIGURACJA D

© SP 2014 76

Wymiana danych pomi ędzy ró żnymi programami z wykorzystaniem ścieżek dost ępu

IEC 61131-3

© SP 2014

Podsumowanie

77


- zalety

� Wygoda i bezpieczeństwo w stosowaniu zmiennych i typów danych

� Rozszerzenie możliwości jednostek organizacyjnych oprogramowania

Ujednolicenie języków programowania

© SP 2014

� Ujednolicenie języków programowania

� Ujednolicenie struktury oprogramowania

� Konfiguracja sterowników z określeniem sposobu wykonania zadań

78

Źródła:

� IEC 61131-3 „Programmable Controllers - Programing Languages”

� PN-IEC 1131-1 „Sterowniki programowalne – Postanowienia ogólne”

� PN-IEC 1131-2 „Sterowniki programowalne – Wymagania i badania dotyczące sprzętu”

© SP 2014

dotyczące sprzętu”

� PN-EN 61131-3 „ Sterowniki programowalne – Języki programowania”

� PN-EN 61131-5 „ Sterowniki programowalne – Część 5: Komunikacja”

� Kasprzyk J. „Programowanie sterowników przemysłowych”. WNT 2006.

� Seta K. „Wprowadzenie do zagadnień sterowania”. NIKOM 2002.

� www.PLCopen.org

79

OrganizacjaPLCopen

© SP 2014

PLCopen

http://www.plcopen.org/

80

Dziękuję za uwagę !!!

© SP 2014

Dziękuję za uwagę !!!

81

Documents

Sterowniki Programowalne (SP) - Strona główna - SP_20142015... · Norma IEC 61131-1 Część 1: Postanowienia ogólne (ang. General Information) Zawiera ogólne definicje i typowe