Dnes sdílím praktický článek, který vám pomůže pochopit, jak vypadá dokonalý program PLC, a poskytuje standardy programování PLC a návrhy pro praktickou práci.
Požadavky na design pro dokonalý program PLC:
Kompletní program PLC není jen o tom, aby systém běžel; vyžaduje také úplné komentáře, dobře{0}}strukturovanou architekturu, dobrou škálovatelnost, komplexní systém alarmů a ochrany a před-spuštění simulačního systému.
1. Jednoduchost
Udělejte program PLC co nejjednodušší. Jednoduchost znamená použití standardizovaného programového rámce a jednoduchých pokynů. Obecně řečeno to zahrnuje optimalizaci struktury programu a zjednodušení programu pomocí instrukcí řízení toku. Konkrétně to znamená nahrazení instrukcí s jednou funkcí- výkonnějšími a věnovat pozornost pořadí instrukcí.
2. Čitelnost
Navržený program by měl být vysoce čitelný. To nejen pomáhá programátorovi lépe porozumět programu a usnadňuje ladění, ale také usnadňuje ostatním pochopení a uživatelům usnadňuje údržbu. V případě potřeby by měl rovněž usnadnit šíření programu.
Pro zajištění dobré čitelnosti by měl být návrh programu co nejpřehlednější. Věnujte pozornost hierarchii a modularitě, a to i pomocí objektově{1}}orientovaných metod návrhu. V maximální možné míře používejte standardní postupy návrhu.
Pokud se ve speciálních případech používají programovací jazyky, měly by být pro snazší čitelnost ve většině případů použity žebříkové diagramy. Alokace I/O by měla být systematická pro snadnější zapamatování a pochopení. V případě potřeby přidejte komentáře. Systematické by mělo být i používání vnitřních součástí; vyvarujte se jejich náhodnému použití.
Na čitelnost je třeba myslet od začátku návrhu programu. Toho není úplně snadné dosáhnout, protože při ladění programu může přidávání či odebírání instrukcí a změny v použití vnitřních komponent původně přehledný program poněkud zaneřádit. Počítejte proto s úpravami během ladění ve fázi návrhu a po ladění si pak udělejte pořádek. Výsledkem bude kvalitnější program.
Komentáře k programu by měly obsahovat alespoň následující:
A. Poznámky k systému: Držitel autorských práv a účel celého programu; B. Komentáře bloku: Hlavní účel a autor bloku; C. Komentáře k segmentům: Účel segmentu kódu; D. Komentáře proměnných: Důležitost je samozřejmá, včetně komentářů I/O a komentářů přechodných proměnných. Pokud jde o otázky důvěrnosti, měly by být řešeny pomocí šifrovacího algoritmu nebo blokového šifrování programu, spíše než omezováním komentářů.
3. Správnost
Program PLC musí být správný a ověřený skutečným provozem, aby se prokázala jeho správná funkce. Toto je nejzákladnější požadavek na program PLC; pokud toho není dosaženo, bez ohledu na to, jak dobré jsou ostatní aspekty, jsou k ničemu.
Aby byla zajištěna správnost programu, musí být instrukce a interní zařízení používány přesně. Přesné použití pokynů je spojeno s jejich přesným pochopením; proto je třeba důkladně pochopit význam a podmínky použití návodu. V případě potřeby lze napsat malé programy, které otestují některé nejasné instrukce.
U stejných pokynů se mohou některé podrobnosti pokynů lišit kvůli rozdílům ve výrobních sériích PLC nebo sériových modelech. Programovací manuál je třeba pečlivě prostudovat.
Důležité je také správné používání vnitřních zařízení. Některá PLC mají například ochranu proti vypnutí-, zatímco jiná nikoli. Je nezbytné zajistit, aby byla používána zařízení vyžadující-ochranu proti vypnutí a naopak.
Stručně řečeno, nejzákladnějším požadavkem na programy PLC je přesné používání instrukcí a správné využívání vnitřních součástí, aby se zajistilo správné provedení naprogramovaného programu.
Pro jednoduchý příklad PLC Siemens vyžadují proměnné s funkcí úložiště jako meziproměnné pro vzestupné a sestupné hrany, jako jsou M-body nebo DB-body. Použití proměnné teploty FC by způsobilo problémy.
4. Spolehlivost
Programy musí být nejen správné, ale také spolehlivé. Spolehlivost odráží stabilitu programu PLC, která je také základním požadavkem.
Některé programy PLC fungují správně za normálních provozních podmínek nebo během legálních operací, ale nefungují správně za abnormálních provozních podmínek (jako je dočasný výpadek napájení následovaný rychlým obnovením napájení) nebo po nelegálních operacích (jako je stisknutí tlačítek mimo pořadí nebo stisknutí několika tlačítek současně). Takové programy jsou nespolehlivé, nestabilní nebo špatně navržené.
Dobré programy PLC dokážou identifikovat abnormální provozní podmínky a hladce je integrovat s normálními podmínkami, což umožňuje programu přizpůsobit se různým situacím. Dobrý program PLC může odmítnout nelegální operace, aniž by zanechal jakoukoli "stopu", přičemž přijímá pouze legální operace.
Blokování je běžnou metodou pro odmítnutí nelegálních operací; reléové obvody často používají tuto metodu a PLC mohou tento přístup také zdědit.
5. Snadná modifikace
Program by měl být snadno upravitelný. Jednou z charakteristik PLC je jeho pohodlí a flexibilita při přizpůsobování se různým situacím. Toho je dosaženo úpravou nebo přepracováním programu.
Přepracování programu se používá, když je třeba změnit aplikační požadavky procesu PLC. Nejen, že je přepsán program, ale také je potřeba přerozdělit I/O. Ve většině případů není přepis programu nutný; stačí drobné úpravy. To vyžaduje, aby bylo možné program snadno upravovat.
Snadná modifikace také znamená flexibilitu, která vyžaduje pouze drobné změny k dosažení účelu změny parametrů nebo úprav akcí.
6. Rozšiřitelnost
Mnoho programů může být před{0}}naprogramováno před nasazením na web, ale může být nutné přidat na web- další programy. Aby nedošlo k narušení celkové struktury systému, je třeba v každé funkční oblasti vyhradit dostatečný prostor pro zálohovací hardware. Software by měl být navržen s ohledem na ruční, automatický a polo{4}}automatický provoz a podle toho by měl být přidělen prostor.
7. Komplexní poplachový systém
PLC systémy se často používají v průmyslovém prostředí, kde každá nehoda může způsobit velké i malé ztráty. Aby bylo zajištěno předcházení nehodám nebo minimalizovány ztráty během nehody, je třeba klást důraz na poplachové a ochranné funkce PLC. Proto je to zvýrazněno jako důležitá součást systému.
8. Simulace programu
Aby byl zajištěn-pokrok při ladění na webu nebo pro ukázky zákazníkům, je často před nasazením vyžadována plně automatická simulace programu. To vyžaduje přidání části simulačního programu do stávajícího programu, který je po běžném-provozu na místě odpojen. Aby program mohl provádět simulaci, jsou nutné následující kroky:
(1) Převeďte aktuální I/O body PLC na přechodné proměnné nebo proměnné datových bloků;
(2) Napište simulační programy pro každý kus zařízení podle požadavků procesu.
Za dobrý PLC program lze považovat takový, který splňuje výše uvedené požadavky.
Specifikace programování PLC
1. Vyberte vhodný model PLC a počet I/O bodů. Vyberte si speciální funkční moduly pro specifické funkční požadavky.
2. Seznamte se s vybranými instrukcemi pro programování PLC a softwarem pro kompilaci.
3. Naplánujte měkké komponenty, včetně interních relé, přídržných relé, datových registrů, časovačů a čítačů.
4. Naplánujte program, obecně sledujte posloupnost extrakce chyb, zpracování chyb, ruční manipulace, automatická manipulace a zpracování výstupů. Větší projekty nebo zařízení by měly být rozděleny do funkčních celků, jako jsou výtahy, přepravní zařízení a zvedací/otočná zařízení v automatizované výrobní lince. Ty by měly být naprogramovány v segmentech a blocích podle výše uvedené struktury jednotek.
5. Před každý segmentovaný nebo blokový -program přidejte krátké komentáře k segmentům s vysvětlením jeho funkce. Je-li to nutné, uveďte odpovídající průběh procesu. Pořadí segmentovaných nebo blokově{4}}založených programů v rámci celkového programu by se mělo obecně řídit posloupností toku procesu, aby byla zajištěna čitelnost.
6. Před návrhem programu by mělo být zařízení odebráno. Běžné faktory, jako je zastavení, nouzové zastavení, přetížení, překročení-limitu, časový limit, bezpečnostní světelný závěs, zastavení při kolizi a dveřní spínač, by měly být vyjmuty a umístěny do spouštěcího-obvodu nebo hlavního spouštěcího-kontrolního a blokovacího obvodu. To slouží jako zastřešující předpoklad celé programové struktury. Na základě toho je pak program rozdělen na dvě hlavní funkční oblasti: automatickou a manuální.
7. Společné faktory v oblasti manuálních funkcí struktury programu, jako je ruční ovládání a faktory ohrožující zařízení a osobní bezpečnost, by měly být vyjmuty a umístěny do ručního hlavního ovládacího a blokovacího obvodu pro ochranu, stínění a alarm pro ruční ovládání.
8. Běžné faktory v oblasti automatických funkcí struktury programu, jako je automatický provoz, překročení{1}}limitu a faktory časového limitu, by měly být vyjmuty a umístěny do automatického hlavního ovládacího a blokovacího obvodu, aby chránily, stínily a poplachovaly zařízení pod automatickou kontrolou. Obecnou zásadou je přísně omezit vstup zařízení a zároveň volně omezit výstup zařízení, aby byla zajištěna bezpečnost.
9. V programu by měla být navržena funkce hlavního resetu, která usnadní rychlé a snadné obnovení normálního provozu zařízení v případě poruchy. Hlavní reset by měl plně zohledňovat bezpečnost zařízení a personálu během procesu resetování.
10. Při přepnutí z automatického režimu do manuálního režimu by měl program vymazat výstupy a mezistavy z automatického režimu. Zejména při použití instrukce SET v automatickém režimu je nutné ji vymazat pomocí instrukce RESET v manuálním režimu.
11. Duální výstupy jsou při programování přísně zakázány; to znamená, že stejný výstupní příkaz nebo stejná výstupní cívka se v programu objeví dvakrát nebo vícekrát. Pro stejný výstupní bod v různých podmínkách režimu použijte pro přenos mezilehlé relé a nakonec je spojte do jednoho výstupního bodu.
12. Při použití dotykové obrazovky se ovládací oblast a stavová oblast sdílená dotykovou obrazovkou a PLC nesmí používat pro jiné funkční programování.
13. Před použitím jakéhokoli speciálního modulu PLC zkontrolujte, zda jeho řídicí oblast a stavová oblast zabírají pracovní slova. Pokud ano, neprogramujte tato pracovní slova pro jiné účely.
14. Vstupy, výstupy PLC, mezilehlá relé, časovače, čítače a datové registry musí být označeny čínskými znaky. Vstupy a výstupy musí také obsahovat názvy komponent a čísla tagů. Odpovídající vstupní body jsou obecně standardně nastaveny na kontakty NO připojené k externím spínačům. U vstupů vyžadujících NC kontakty je nutné toto specifikovat v komentářích. Všechny komentáře by měly být jasné a jednoznačné, vyhýbat se nedorozuměním a minimalizovat používání obecných výrazů.
15. Po dokončení ladění projektu musí být zachován konečný softwarový program. Název uloženého souboru by měl obsahovat číslo projektu, autora, datum a číslo verze.
16. Pokud jde o šifrování programu: Heslo pro šifrovaný program musí být uloženo ve vyhrazeném souboru, který jasně uvádí uživatelské jméno, heslo a oprávnění. Tento soubor by měl být distribuován alespoň dvěma lidem, aby se dozvěděli heslo a zabránili tomu, aby byl program nepřístupný kvůli ztrátě hesla.
Programovací návrhy
1. Když PLC a hostitelský počítač (nebo dotyková obrazovka) tvoří monitorovací systém, obrazovka často potřebuje zobrazovat řídicí režimy, jako je „ruční“ a „automatický“ (obecně může mít více režimů pouze jeden). V programu lze použít instrukci "MOV". Například, když je vybráno "manuální", konstanta 1 se přesune do registru VB10; když je zvoleno "automaticky", 2 se přesune do stejného registru VB10. Kontrolou údajů v registru lze určit režim řízení systému. Výhodou tohoto přístupu je jeho snadné pochopení a odpadá potřeba složitých postupů, jako je propojování.
2. Pokud program zahrnuje řízení analogového signálu a čtený analogový signál nemá prakticky žádnou chybu, lze ke zpoždění vstupu použít časové filtrování. Pokud mají načtená data velkou chybu, jsou potřeba jiné metody filtrování, jako je průměrování. Další informace naleznete v příslušné dokumentaci.
3. Pokud je během ladění programu splněna podmínka, ale výstupní cívka není aktivována, zkontrolujte, zda se tato část vašeho programu nachází v takových příkazech, jako je `JUMP go to`. Další možností je, že po přerušení programu je podmínka splněna, ale není k dispozici žádný výstup; to obvykle znamená, že tato část programu není kontrolována.
4. V programech sekvenčního ovládání, tj. když je jedna akce dokončena a další akce je zahájena, je režim ovládání +10+10 velmi pohodlný. Myšlenka je následující: Registr je přednastaven na 0 během inicializace. Po spuštění systému se zvýší o 10, čímž se hodnota registru dostane na 10. S registrem na 10 lze provést první akci. Po první akci se registr opět zvýší o 10, čímž se hodnota registru zvýší na 20, což umožní provedení druhé akce. Po druhé akci se opět zvýší o 10, čímž se hodnota registru dostane na 30. Tímto způsobem lze kontrolou hodnoty v registru určit požadovanou akci. Když je potřeba skoková akce, lze přírůstek změnit z 10 na 20, 30 atd. v závislosti na konkrétních požadavcích.
Proč zvyšovat o 10 místo o 1? Protože po zvýšení o 10, pokud je třeba vložit segment, lze jej vložit do kteréhokoli z 10 dostupných slotů.
5. Pokud při navrhování programu dojde k poruše-související s procesem (nekontrolovaná řídicím systémem), je nejlepší zachovat poruchový jev a poskytovat vizuální a zvukové alarmy, dokud operátor neresetuje systém, aby si byl vědom chyby. V opačném případě, pokud se systém zastaví, ostatní mohou předpokládat, že je problém s programem. Tyto body by měly být obecně zohledněny při navrhování nového systému.
6. Z často volaných podprogramů lze vytvořit podmoduly pro časté volání.
7. Vzhledem k tomu, že každý krok v pracovním cyklu výrobního stroje vyžaduje určitou dobu k provedení a tyto časy mají určitá omezení, lze časovač spustit současně se začátkem kroku, který má být sledován. Nastavení času časovače by mělo být o 20 %–30 % delší než normální trvání akce. Výstupní signál časovače lze použít pro alarmy nebo zařízení pro automatické vypnutí. Když čas kroku překročí zadaný čas a dosáhne odpovídajícího přednastaveného času časovače, a před zahájením dalšího kroku časovač vydá poruchový signál. Tento signál zastaví normální pracovní cyklus a spustí alarm nebo proceduru vypnutí; tomu běžně říkáme ochrana před-cyklováním.
8. Některé bezpečnostní detekční spínače (jako tlačítka nouzového zastavení, bezpečnostní světelné závěsy, koncové spínače atd.) by měly používat normálně zavřené (NC) vstupy.
9. Z důvodů bezpečnosti a úspory energie by měly být výstupy navrženy tak, aby se aktivovaly pouze v případě potřeby a zastavily se po dokončení akce, spíše než aby byly navrženy tak, aby vystupovaly nepřetržitě, dokud není vyžadováno zastavení.
10. Princip činnosti pohonů by měl být: lepší zůstat v klidu než se pohybovat nepravidelně.
11. Ovládání zařízení s jednou jednotkou: Každá jednotka musí mít funkci manuálního/automatického přepínání a funkci start/stop během ručního provozu. Při přechodu z automatického na ruční provoz se zařízení nesmí zastavit; při přepnutí z manuálního na automatický závisí start/stop zařízení na automatickém programu.
12. Každá jednotka zařízení (čerpadlo, ventilátor a další velké zařízení) se musí otočit po 24 hodinách provozu a musí existovat kumulativní záznam doby provozu, pokud není sekvence start/stop nastavena hostitelským počítačem; jinak jej musí obsluha nastavit ručně.
