Программируемые логические контроллеры

Возможно, вам также будет интересно

Какой тип контроллера лучше подойдет для вашего приложения – PLC, PAC или IPC? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим их особенности и типичные области применения.

В апреле компания Cognex выпустила новое поколение системы машинного зрения серии In-Sight 7000 GII. Она объединяет в одном промышленном продукте алгоритмы визуализации и производительности серии In-Sight 8000, встроенные подсветку и автофокус предыдущего поколения серии 7000, а также возможность использования функций серий DataMan и прочность от In-Sight 5000.

12–14 марта 2019 года Петербургская техническая ярмарка (ПТЯ) снова станет местом встречи ведущих российских и зарубежных промышленных предприятий.
ПТЯ является крупнейшей промышленной выставкой Северо-Запада и одним из ведущих выставочно-конгрессных мероприятий России в области металлургии, машиностроения, металлообработки и промышленных инноваций.
В 2018 году ярмарка собрала более 300 участников и 6500 профессиональных посетителей из 20 стран мира.
Выставочная программа ежегодно формируется исходя из требований рынка — пересматриваются тематические разделы, обновляется экспозиция, всегда …

Сетевые опции

Сферы использования ПЛК в полной мере отражают отрасли применения систем автоматизации. Как и ожидалось, управление станками (82 %) все еще самая распространенная сфера применения. Управление процессом (74 %), управление движением (55 %), управление периодическими процессами (31 %), диагностические приложения (25 %). Реже всего PLC используются для обеспечения безопасности производства (1 %).

Методы коммуникации с другими системами управления являются главным показателем гибкости современного ПЛК. Как говорят участники, сетевые протоколы используются в 69 % установленных ПЛК, оставшиеся 31 % используются как автономные приборы. Большинство подключенных к сети контроллеров обменивается информацией с персональными компьютерами и PAC-контроллерами и столько же связано с другими ПЛК. Чуть больше 5 % устройств используется в распределенных системах управления.

Сетевые протоколы ПЛК обеспечивают очень большую гибкость системы управления. Несмотря на то, что существуют очевидные фавориты, такие как Ethernet, последовательный RS232/RS-485 и 4-20 мА, список доступных протоколов гораздо шире и разнообразнее. После трех вышеуказанных лидеров, в порядке популярности:

• DeviceNet
• Allen-Bradley Remote I/O
• Modbus
• ControlNet
• Wireless protocol
• Profibus
• HART.

В ПЛК используются различные языки программирования, но обзор выявил явные предпочтения. Релейная схема (96 %) и функциональные блоки (50 %) возглавляют список. Этот порядок не изменился с 2005 (см. сопроводительную диаграмму). Ясно, что сместить релейную схему с вершины будет очень трудно, но программирование с использованием функциональных блоков достигло большого прогресса за последние два года. Структурный текст поднялся с шестого места в 2005 году с 13 % на третье в 2007 с 24 %. Худший результат у языка программирования C, который опустился с четвертого места в 2005 на шестое. Программирование списком инструкций за это же время переместилось с пятого на шестое место.

Процесс выбора ПЛК не так прост. Тем не менее, некоторые свойства и функции были названы очень важными при определении, рекомендации и/или покупке ПЛК. На первое место в своем хит-параде участники опроса поставили встроенные коммуникационные возможности. Другими характеристиками, выстроенными в порядке убывания значимости, являются: возможности ПИД-регулирования, малое время цикла, объем доступной памяти, поддержка функций управления перемещением, съемные картриджи памяти и беспроводные технологии.

Считают ли инженеры, что поставщики ПЛК выполняют все требования? Вполне довольны 95 % респондентов, оставшиеся 5 %, столкнулись с проблемами, которые повлияют на дальнейшие решения при покупке оборудования. Два самых часто встречающихся комментария к процессу выбора ПЛК участников опроса отражают отношение специалистов. Для этих инженеров, «стандартизация» и «отказ от закупки более сложного ПЛК, чем это необходимо» являются ключевыми критериями при выборе.

Основы программирования ПЛК. Реле и контроллер‌‌

Возможность программирования, безусловно, является главным достоинством систем с ПЛК. Чтобы сделать восприятие процесса предельно понятным, разработчики изобрели визуальное отображение управляющих цепей в виде релейных контактных блоков.

На профессиональном языке такой метод обозначается аббревиатурой LD (logo LAD). В дальнейшем работа ПЛК представляется как взаимодействие отдельных логических элементов. Они выполняют действия таймеров, релейных ячеек, счетчиков. Считается, что благодаря подобной унификации, освоить принципы программирования может каждый. Причем независимо от профильной профессии.

Среда программирования

Стандартом для программирования ПЛК является языки МЕК. В начале 90-х годов для этих задач на рынке появилась ПО «CoDeSys». Продукт соответствует стандарту МЕК 61131-3 для работы с ПЛК. ПО пользуется большим спросом по причине бесплатной лицензии.

Сейчас этот программный пакет серьезно вырос. Кроме стандартных интегрированных в систему редактора кода, отладчика и компилятора также в состав включен конфигуратор для контроллеров, промышленных сетей, редактор для составления мнемосхем, отладочных сервер, серверы OPC и DDE. Многие производители ПЛК предлагают эту среду, как базовый инструмент для работы.

ПТК КОНТАР производства МЗТА

ПТК КОНТАР предназначен для автоматического управления, сбора
и передачи информации, а также дистанционного управления и диспетчеризации
технологических процессов в ЖКХ и промышленности. КОНТАР обеспечивает сбор
информации от разнообразных источников, используемых на объекте (датчики
температуры, давления, расхода, тепло-, водо- и электросчетчики и т.п.) и
передачу ее на верхний уровень. Возможно также и полностью автономное
применение аппаратуры комплекса в виде отдельных модулей.

Рисунок 1 — Внешний вид ПТК КОНТАР

Комплекс построен на новейшей элементной базе и обеспечивает
простой доступ к современным коммуникационным технологиям (подключение к сети
Ethernet, передача информации по сотовой сети стандарта GSM/CDMA). КОНТАР может
использоваться для решения многих задач также с помощью дополнения его
оборудованием других производителей.

Устройство ПЛК

Часто ПЛК состоит из следующих частей:

• центральная микросхема (микроконтроллер, или микросхема FPGA), с необходимой обвязкой;
• подсистема часов реального времени;
• энергонезависимую память;
• интерфейсы последовательного ввода-вывода (RS-485, RS-232, Ethernet)
• схемы защиты и преобразования напряжений на входах и выходах ПЛК.

Обычно вход или выход ПЛК нельзя сразу же подключить к соответствующему выходу центральной микросхемы. Эти выходы характеризуются низкими уровнями напряжений, обычно от 3,3 до 5 вольт. Входы и выходы ПЛК обычно должны работать с напряжениями 24 В постоянного либо 220 В переменного тока. Поэтому между выходом ПЛК и выходом микросхемы необходимо предусматривать усилительные и защитные элементы.

Программирование без программиста

Одной из базовых идей, лежащих в основе использования ПЛК, является упрощение системы программирования и повышение наглядности языковых средств до уровня, доступного для понимания техническому специалисту хорошо знающему и непосредственно эксплуатирующему оборудование, но не обладающему специальными знаниями в области разработки программного обеспечения.

Такой специалист, получив простой и понятный инструмент выражения своих знаний об алгоритмах управления процессами, находящимися в его ведении, во многих случаях будет способен самостоятельно реализовать и отладить программу ПЛК, а при необходимости перенастроить параметры работы оборудования и своевременно изменить программу управления.

Зачастую качество программы ПЛК созданной таким специалистом оказывается выше, чем программы, написанной по его заданию профессиональным программистом не знакомым со всеми особенностями работы автоматизируемого процесса.

ОВЕН ПЛК110 М2, ПЛК110 и ПЛК160

Программируемые логические контроллеры ОВЕН ПЛК 110 М2, 110 и ПЛК 160 входят в линейку моноблоков, которые включают набор входов и выводов обоих основных видов. Были разработаны с целью автоматизации средних систем сложности. Наиболее распространены для реализации распределенных систем управления.

Находят себе место в системах HVAC, ЦТП, ИТП, ЖКХ сферах, управления насосным и другими видами оборудования, станками, механизмами. Широко применяются в производстве климатического, строительного, упаковочного, различного торгового оборудования.

К явным отличиям этих контроллеров ОВЕН следует отнести вычислительные мощности за счет наличия процессора RISC на 32 разряда с 180 и 400 МГц, а также серьезно усовершенствованных высокоскоростных входов и выходов, расширенных программных возможностей.

Сравнения технических характеристик программируемых логических контроллеров

Если вы ещё не определились с выбором нужной модели контроллера, то советуем вам ещё раз просмотреть все варианты этого устройства в нашей статье. Чтобы вам было легче выбрать подходящее устройство, мы разместили все контроллеры в одной сравнительной таблице:

Название	Максимальная потребляемая мощность (Вт.)	Вес (г.)	Цена (руб.)
TDM ПЛК12A230	5	260	9.000–10.000
Segnetics Pixel	2,5	360	11.000–12.000
MCX06D Danfoss 080G0115	6	227	12.500–13.000
ОВЕН ПЛК 100 24	6	500	15.000–16.000
Болид М3000-Т	3	300	18.000–19.000
Segnetics Trim5	5	360	21.000–25.000
Siemens SIMATIC TD 200/TD	—	400	29.000–32.000
ОВЕН ПЛК 160	10	950	34.000–35.000
Siemens EM 241	—	190	45.000–47.000
ОВЕН ПЛК 323 — 220/24	20	600	55.000–60.000

TDM ПЛК12A230

25.00
%
(
3
)

Сохраните результаты голосования, чтобы не забыть!

Чтобы увидеть результаты, вам необходимо проголосовать

Возможно, вам также будет интересно

Какой тип контроллера лучше подойдет для вашего приложения – PLC, PAC или IPC? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим их особенности и типичные области применения.

Разнообразие областей использования систем автоматизации и телеметрии растет с появлением новых технологий и новых направлений их применения. Все системы требуют надежных источников питания, причем год от года потребляемая мощность для аналогичных систем снижается, а требования к надежности возрастают. Прокладка кабеля питания по своей стоимости во много раз может превосходить стоимость самого …

20 000 инсталляций SCADA системы TRACE MODE!

1 декабря, 2005В 4 квартале 2005 года SCADA система TRACE MODE достигла нового рекорда популярности. Теперь TRACE MODE насчитывает более 20 000 инсталляций.

Достижение нового рубежа еще раз подтверждает рыночное лидерство этой SCADA системы. Большая часть инсталляций приходится на Россию и СНГ. Поэтому TRACE MODE является самой покупаемой SCADA системой в нашей стране. Успеху TRACE MODE способствуют:

большая функциональность;

высокое качество программного обеспечения;

разумная ценовая политика;

активное сотрудничество с партнерами — системными интеграторами и производителями …

Принцип работы

ПЛК — это определение, которое часто дают в различной технической документации разного назначения

Но при этом важно сразу отметить, что принцип функционирования в данном случае отличается от работы стандартных микропроцессорных приборов. Программное обеспечение (ПО) контроллеров универсального назначения включает в себя два компонента

Первым является системное программное обеспечение (аналог операционной системы компьютера) находится в центральном процессоре внутри постоянной памяти, всегда находится в состоянии готовности начать работать. Это означает, что любой программируемый логический контроллер в состоянии сразу после включения питания в течение нескольких миллисекунд стартовать функционировать.

ПЛК — это контроллер, который выполняет работу с помощью обхода данных путем последовательного опроса. Каждый из рабочих циклов является четырехфазным. Перечислим:

• первоначальный опрос входов;
• реализация программы пользователя (исполнение);
• на выходах регистрируются конкретные значения;
• далее производятся операции вспомогательного характера. К ним могут относится визуализация, диагностические работы, подбор данных для дальнейшей отладки и т. д.

Начальная фаза реализуется за счет системной программы. После этой процедуры управление идет через прикладную программу, которая была ранее записана пользователем в память устройства. По завершении операций, указанной в ней, управление ведется снова на системном уровне.

Удобство системы заключается в простоте построения структуры самой программы, так как создателю не обязательно иметь информацию об управлении ресурсами аппаратного формата. Но при этом понимание, с какого из выходов передается сигнал, а какая реакция должна присутствовать на выходах, должно быть.

Циклы работы

Таким образом, понятие о PLC контроллере, что это такое, проще всего сформировать на основании принципа работы прибора

Отдельно стоит обратить внимание, что есть время реакции на событие и время выполнения 1-го цикла программы. Первое напрямую зависит от второго

Проще разобраться с процессом на основании простой схемы о составляющих этапах цикла распознавания (сканирования):

• начало события;
• чтение входов;
• код программы управления;
• установка входов;
• прочие фазы.

Все составляющие кроме последней составляют в ПЛК время реакции.

Так как программный логистический контроллер обладает памятью, он способен на текущие события реагировать разным образом. Поэтому в сравнении с обычными комбинационными аппаратами имеет ряд преимуществ:

• возможность перепрограммирования;
• широко развитые способности вычислений;
• цифровая обработка сигналов.

PAC добавлены к линейке PLC

В линейке PLC Modicon, представленной в 1968 году, появился контроллер Modicon M340 PAC, платформа, реализующая функции коммуникаций, управления перемещением и сбора данных в различных средах программирования. Семейство M340 упрощает установку и эксплуатацию, используя один программный продукт: Unity Pro, полностью соответствующий стандарту IEC 61131-3. Предлагая на выбор любой из 5 языков IEC, графическое программирование, и расширенную online-поддержку, M340 обеспечивает быстрое выполнение, как логических, так и математических операций. Контроллер имеет 4 Мбайт внутренней памяти (расширяемой до 16 Мбайт), 256 Кбайт данных, и способен выполнять до 70 Кбайт программного кода.

www.us.telemecanique.comSchneider Electric

Место ПЛК в системе управления

До создания миниатюрных интегральных схем рука оператора буквально не успевала переключать режимы на пульте цепи управления. Использование контроллерных блоков «Сегнетикс», «Дельта» и подобных способствовало снятию нагрузки с человека.

Ее переложили «на плечи» машин с выводом на экран данных мониторинга, отображенных в виде мнемосхем и изменяемых параметров. На ПЛК возлагаются задачи по опросу датчиков и регистров, обработке поступающей информации.

Без микроконтроллеров не было бы РСУ, АСУ, сложных автоматных комплексов управления технологическими процессорами. Используя сетевой трафик, ПЛК анализируют данные, успевая проверять состояние портов входа. Главный недостаток, особенность микроконтроллеров состоит в необходимости прошивки, создания программы для работы.

Впрочем, его следует воспринимать двояко: индивидуально создаваемое ПО позволяет проектировать узкоспециализированные изделия под конкретные задачи.

Общие принципы программирования контроллеров

Определение 1 Программируемый логический контроллер (ПЛК, программируемый контроллер, программоконтроллер, или просто контроллер) — электронное вычислительное устройство, предназначенное для автоматизации процессов на производствах, в «умных домах», робототехнике и т.п.

Для эффективного использования контроллеров необходимо установить в его память программное обеспечение («прошить» контроллер). Для этого разработчикам предоставляются следующие средства:

1. готовые программные библиотеки, процедуры, шаблоны; их применение ускоряет написание прошивок;
2. средства отладки прошивок без загрузки в ПЛК (эмуляторы, симуляторы);
3. средства документирования; программы, предназначенные для промышленного использования, должны быть оснащены комментариями в соответствии с международными стандартами.

Современные IDE для программирования контроллеров могут поддерживать сразу несколько языков разработки. Стандартом Международной Электротехнической Комиссии IEC 61131 такие языки были унифицированы. Целью этого шага было обеспечение переносимости ПО между различными аппаратными платформами. На практике такая совместимость наблюдается далеко не всегда, хотя корпорации-поставщики ПЛК и стараются придерживаться установленных правил.

Готовые работы на аналогичную тему

• Курсовая работа Языки программирования контроллеров 400 руб.
• Реферат Языки программирования контроллеров 230 руб.
• Контрольная работа Языки программирования контроллеров 250 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Особенности конструкции

Большинство контроллеров имеют различное строение. Однако, всем таким приборам присущи следующие общие компоненты:

• главная (центральная) микросхема. Она регулирует все действия, которые осуществляются между пользователем и механизмом;
• энергонезависимая аккумуляторная батарея. Нужна для того, чтобы данные при отключении питания не стирались с устройства;
• часы, показывающие реальное времени. Нужны для правильной синхронизации с другими приборами;
• интерфейс, принимающий вводные данные, а также осуществляющий передачу выходных данных. Предназначен для упрощения управления устройством;
• схема, изменяющая напряжение на выходных или входных устройствах.

Схемы работы ОВЕН ПЛК63 с другими приборами

Область применения

Раньше подобные устройства использовались только на промышленных предприятиях. Сегодня существует две группы – универсальная и специализированная. В первом случае допускается использование ПЛК в различных сферах, в том числе ЖКХ или при обустройстве общественных зданий. Вторая группа ориентирована на выполнение конкретных целей, поэтому область использования узконаправленная. Например, специализированный ПЛ контроллер может устанавливаться в системах, которых снижают перетоки реактивной электрической энергии.

Сегодня большая часть предприятий отдают предпочтение универсальным моделям. Так как продукт дает возможность осуществить полную автоматизацию различных процессов, а также позволяет вести контроль работы исполнительных объектов.

Универсальный ПЛК устанавливается:

• Для осуществления промышленной автоматизации. Устройство принимает и анализируют полученные сигналы, после чего отслеживает информацию с датчиков и выполняет действия, которые были заданны оператором в начале работы.
• В робототехнике устанавливаются контроллеры нового поколения, которые увеличивают выполнение циклических операций и сложных алгоритмов.
• Для автоматизации домашнего оборудования. Установка ПЛК дает возможность экономить ресурсы и позволяет управлять некоторыми процессами без вмешательства владельца.

Программируемые логические контроллеры активно используются на конвейерных линиях. Оборудование упрощает контроль последовательности выполнения операций, а датчики не допускают попадание брака в готовую продукцию, что в разы увеличивает точность и снижает человеческий фактор.

История создания

В 60 годах 20 века для управления телефонными станциями, промышленным оборудованием использовались сложные схемы с реле. Они не отличались повышенной надежностью или ремонтопригодностью. Инженерам одной из компаний, американской General Motors, была поставлена цель по созданию нового оборудования. Задачи, на которые оно было рассчитано, выглядели так:

1. Упрощение отладки, замены.
2. Относительная дешевизна.
3. Гибкость, удобство модернизации.
4. Снижение риска отказов.

Терминология, объясняющая, что такое ПЛК (PLC), внесена в международные и европейские стандарты качества МЭК, EN.

Итог

Выбирая контроллер, рекомендуется обращать внимание на число точек (вывод и ввод), потому что этот параметр говорит о возможности прибора в коннекте с дополнительными устройствами. Рекомендуется заблаговременно определиться с минимальным числом коммуницирующий техники

Важно учесть, что приборы малой категории располагают не внушительным числом разъемов

Если покупатель заинтересован в технике с количеством разъемов более 8 единиц, стоит заострить внимание на моделях средней и большой мощности. При интеграции конкретной модели в производство с уже предустановленной техникой необходимо проверить возможность совместимости нового контроллера и работающего оборудования

В случае несовместимости между старой и новой техникой, обмен информацией и исполнение задач исключены. В редких случаях допускается контакт с мелкой электрикой и предустановленным аппаратом, но коннект с полноценным устройством, зачастую, невозможен.

Контроллеры средней и большой мощности предоставляют владельцу широкий спектр возможных моделей для совместной работы. Электроника малой группы подобных возможностей не предоставляет, а оператору допускается подключать лишь мелкие приборы, вроде датчиков, но лишь на конкретных моделях.

В старые времена, контроллеры считались маломощным и медлительным оборудованием для произведения автоматизации. Современные реалии позволяют осуществлять автоматизацию без лишних промедлений, а мощностных показателей хватает даже у наиболее бюджетных приборов. Оператору стоит учитывать, что оценка скорости работы конкретного контроллера возможна только при осуществлении работы техникой. Проще говоря, необходимо составить тестовую программу и проверить скорость работы на предмет соответствия требованиям производства. На рынке существуют бренды, которые интегрируют функцию оценки цикличной скорости в продукцию.

Также, программные возможности в контроллерах ограничиваются по определению, но, чтобы уложиться в оные границы, необходимо располагать гигантским производством (вряд ли в мире существуют производства подобного масштаба). Статистические данные говорят о том, что четверть объемов мощностей среднего контроллера уходит на обслуживание техпроцесса, а остальной потенциал задействован в обработке вышеупомянутой операции (выявление и устранение ошибок). Также, рабочий баланс напрямую связан с манерой составления программы. Грамотный оператор способен произвести расчёт, который обеспечит автоматизацию и на контроллере малой мощности, а новички, нередко, чрезмерно загружают и передовых представителей подобной техники.

Рекомендуется заострять внимание также и на вопросах среды при составлении программ для контроллера. Если опираться лишь на функционал прибора, существует вероятность ошибиться с выбором

Отправляясь покупать ПЛК, соискателю стоит придерживаться следующих пунктов:

1. Выяснить наименование бренда и серии предустановленной на производстве электроники.
2. Исходя из предыдущего пункта выбрать конкретный бренд (либо соответствующий предустановленному, либо располагающий возможностью к совместной работе).
3. Убедится в наличии достаточного числа разъемов у выбранной модели.
4. Учесть сетевые возможности электрики работающей и новой.
5. Учесть совместимость выбранного оборудования и пункта управления.
6. Учесть мнение оператора (если оный располагает достаточным опытом) о выбранной технике.

Остальные критерии зависят от платежной способности покупателя и личных взглядов его на ПЛК. Также, стоит учитывать, что подобные приборы нередко отсутствуют на складах дистрибьютора, поэтому необходимо заранее рассчитывать время на покупку (возможно придется ждать завоза на склад) и установку оборудование.