PLC programozás.

Az előadások a következő témára: "PLC programozás."— Előadás másolata:

1 PLC programozás

2 PLC-ben futó programok
ALAPSZOFTVER A PLC operációs rendszere (gyártó-, ill. típusfüggő) Funkciói: interpreter funkció: a felhasználói program értelmezésére és végrehajtására státusz-generáló funkció önteszt funkció kommunikációs vonalak kezelése ember-gép kapcsolat programfejlesztési funkció FELHASZNÁLÓI PROGRAM a PLC programok változó részét jelenti segítségével válik alkalmassá a PLC az adott vezérlési feladatra PLC típustól függő program- nyelven készülnek

3 PLC programszerkezet

4

5 PLC prog. – alapfogalmak
PLC ciklus 1. A bemenetekről a rendszer feltölti a PAE-t. 2. Megindul a program futása (jellemzően az OB1 végrehajtásával). 3. A programok olvassák a PAE-t és írják / olvassák a PAA-t. 4. A program futása lezárul. 5. A rendszer végrehajtja a PAA terület kiírását a perifériákra.

6

7

8 Ciklikus utasítás feldolgozás
a rendszer „ms” ciklusidővel a bemeneti állapotot állandóan lekérdezi. Ha az állapot változik, a bemeneti jelek aktualizálódnak és a programozott műveletek elvégzése után a kívánt kimeneti jelek létrejönnek. Az összes kimenet kapcsolása egy időben történik a ciklusidő és a reakcióidő függ a felhasználói program hosszától és az utasítások típusától Pl: OMRON, SIEMENS PLC-k

9 Lépéses utasítás feldolgozás
A PLC csak az aktuális lépés bemeneti feltételeit vizsgálja, nem vizsgálja ciklikusan az összes bemenetet A bemeneti feltételek teljesülése után csak az érintett kimenetet vezérli Ha valamelyik lépésben a bemeneti feltételek nem teljesülnek, ott a program leáll. ritkán használatos működési mód PL.: FESTO PLC-k

10 IL - Instructionlist AWL - Anweisungliste LD - Ladder diagramm KOP – Kontanktplan FB – Funktions Blokk FUP - Funktionsplan

11 Létradiagrammos programozási mód (LD, LAD,KOP)
A bemenetek és kimenetek kapcsolatait egy áramúttervhez hasonló ún. létradiagrammban grafikusan ábrázoljuk. A bemenetek ábrázolásához használt jelképek: Záró érintkező: ] [--- Bontó érintkező: ]/[--- A kimenetek ábrázolásához használt jelképek: Bekapcsolás (SET) ( )---- Kikapcsolás (RESET) ----(/)----

12 Logikai alapkapcsolások
ÉS függvény KOP AWL FUP E1 L E1 U E2 =A1 PE A1 & E2 A programok a legtöbb esetben ÉS, VAGY valamint NEM kapcsolatokból állnak.

13 Logikai alapkapcsolások
VAGY függvény KOP AWL FUP E1 L E1 O E2 =A1 PE A1 ≥1 E2

14 Funkcióblokkos programozás
Ez a programnyelv is egy grafikus programozási mód. A bemenetek és a kimenetek közötti függvénykapcsolatot logikai jelképekkel adjuk meg. ÉS függvény VAGY függvény Logikai tagadás (NEM) /bemenetek/ /kimenet/ & ≥1 1

15 Utasítás listás programozás (IL,STL, AWL)
Az utasításlistás programozás esetén a különböző bemeneti feltételeket valamint a bemenetek és a kimenetek kapcsolatait szöveges utasítások rövidítéseivel programozhatjuk. Művelet Jele (német) Jele (angol) Logikai összeadás (VAGY) O (=Oder) O (=Or) Logikai szorzás (ÉS) U (=Und) A (=And) Logikai tagadás N (= Nicht) N (=No) Betöltés L (=Laden) L (=Load) Nullművelet NOP (= Nicht Operandus) NOP (=No Operandus) Hozzárendelés kimenethez =

16 Kimenetek, bemenetek, belső változók címzése
A be- és kimeneti jeleket (változókat), a belső változókat, valamint az időzítőket, számlálókat címezni kell. A címzés általában egy jellemző betűből (operandus / változó) és egy számból (paraméter), vagy csak számokból áll. Pl.: E1, E0.1, I0.0, Q0.1, M0.5 stb. Belső változó (merker/flag) egy bites memória egység, jelállapot átmeneti tárolására használjuk. Ugyanúgy működnek mint a kimenetek csak nincsenek elektromosan kivezetve. Jele (német) (angol) Bemenet E (=Eingang) I (=Input) Kimenet A (=Ausgang) O (=Output) Belső változó M (=Merker) F (=Flag) Állandó K (=Konstans) Időtag T (=Timer) Számláló Z (=Zahler) C(=Count) Program egység P Hálózat NW(=Netzwerk) NW(=Network)

17 PLC prog. – alapfogalmak
Memória A memóriát a németből átvett „merker” (jelölő) szócskával szoktuk illetni, mellé biggyesztve a hivatkozás típusát is, pl. merker-byte, merker-bit, merker-szó, merker-duplaszó. A memória címzés lehet byte alapú (pl. Siemens) vagy word alapú (pl. Omron).  Byte-alapú címzés esetén a merkereket [Byte.0..7] formában, word esetén [word.0..15] formában címezhetjük.

18 PLC prog. – alapfogalmak
Memória A memóriaterület mérete PLC függő, erre néhány (S7) példa: CPU 312: 128 byte, CPU 314: 256 byte, CPU 315-2DP: 2048 byte, CPU 317-2DP: 4096 byte. Fontos még a memória alkalmazása esetén szem előtt tartani a remanens (memória) terület hosszát. Ez az a terület, mely újraindítás esetén is megőrzi a tartalmát, azaz nem nullázódik. Ennek a beállítását Siemens esetén a HW-Konfig-ban, a CPU-ra kétszer kattintva a "Remanenz" ablakban ellenőrizheti.

19 PLC prog. – alapfogalmak
Memória

20 PLC prog. – alapfogalmak
PAE, PAA de: Prozessabbild der Eingänge, en: process input image, hu: bemeneti folyamatkép de: Prozessabbild der Ausgänge, en: process output image, hu: kimeneti folyamatkép A PAE az összes bemeneti jel összességét jelenti, melyek valamelyik perifériától érkeznek a PLC-be, és az adott memóriaterületen tárolásra kerülnek. A PAA azt a memóriaterületet jelöli, ahonnan a kimenetek kerülnek kiírásra. A PAE/PAA mérete PLC-függő.

21 PLC prog. – alapfogalmak
PLC ciklus A PLC programok ezen a ponton térnek el teljesen a PC-s (meg egyéb) programozástól, itt ugyanis ciklikus programvégrehajtást kell futtatni ahhoz, hogy a bemeneti jelekre tudjon reagálni a program, és a kimeneteket is (ciklikusan) kiadja. A PLC-nként meghatározott maximális ciklusidő túllépése esetén a PLC hibaüzenettel STOP-ba megy. A PLC-knek a ciklusideje nem csak a felhasználói program futását tartalmazza.

22 PLC prog. – alapfogalmak
PLC ciklus ciklusidő indítása szignálképek kiadása a kártyákra / perifériákra szignálképek beolvasása a kártyákról / perifériákról, PAE aktualizálása felhasználói program futtatása az operációs rendszer futtatása (ZKP/BeSy) a CPU kivárja a (projektált) minimum ciklusidőt, és ennek leteltével zárja a ciklusidő mérést

23 PLC prog. – alapfogalmak
PLC ciklus A felhasználói program futása a ki- és bemenetek kezelésén kívül, egyéb operációs rendszer szintű műveleteket és kommunikációt is igényel. Ezek a feladatok úgy valósulnak meg, hogy a felhasználói program futását a CPU 1 ms-os időszeletekre osztja, és ezekben - mint a lenti ábra szemlélteti - valósítja meg a fenti funkciókat.

24 PLC prog. – alapfogalmak
OB de: Organisationsbausteine, en: organisation blocks A PLC a betöltött OB-kat hívogatja minden ciklusban (prioritás –sorrendben), és az innen meghívott FC-k és FB-k kerülnek végrehajtásra, természetesen hívási sorrendben. Az OB-knek sok típusa létezik (vannak, melyek időközönként, mások eseményekre – például programozói hiba esetén – kerülnek meghívásra).

25 PLC prog. – alapfogalmak
OB1 Az alap-OB, melynek a prioritása jellemzően a legalacsonyabb. Ez azt jelenti, hogy a magasabb prioritású OB-k ennek a futását megszakítják. Addig, amíg a többi OB indítása valamely feltételhez van kötve (időzítés, esemény bekövetkezése), az OB 1 folyamatosan futtatásra kerül. Amennyiben a programunk csak az OB1-ből áll, és más OB nem kerül meghívásra a ciklusidő kiosztás az alábbi ábra szerint alakul:

26 PLC prog. – alapfogalmak
Időzített OB-k Ezeknek az OB-knak az indítása időraszterhez van kötve. A paraméterezési lehetőség nem túl széles. Ez azért van, mert ellenben az S7-400-as PLC sorozattal, ahol jellemzően ezek a beállítások eszközölhetők és az OB-k használhatók, az S7-300-as PLC-ken általában csak az OB35 használható, fix prioritással, csak az időzítés állítható. Az időzített OB-ket jellemzően csak speciális műveletek szűk köréhez szokás hasznáni, ahol a hívás-sűrűség fontos. Ilyen például a szabályozók (főleg a PID-ek) hívása.

27 PLC prog. – alapfogalmak
FC, SFC de: Funktion / Systemfunktion, en: function / system function A funkció strukturált programozás egyik alapeleme. Az FC rendelkezhet bemeneti, kimeneti paraméterekkel és lokális (belső) változókkal, jellemzően egy funkciót tartalmaz . Speciális esete az SFC (Systemfunktionen), mely egy előre megírt célfunkció, melyet az alapkönyvtárban találhatunk meg. A funkció lezárásával a lokális változóit „elveszti”, amennyiben a kimenetet az FC-ben nem definiáltuk vagy olyan lokális változót másoltunk ki a kimenetre, melyet a programban nem inicializáltunk, akkor a kimenet tartalma bizonytalan lesz. Hívása OB-ből, FC-ből vagy FB-ből történhet - amennyiben paramétereket határoztunk meg, úgy ezeket a hívó oldalon (kiadni, fogadni) kezelni kell.

28 PLC prog. – alapfogalmak
DB de: Datenbaustein, en: data block A DB-ket a PLC-n a PC-s fájlok analógiájára hozták létre. A DB-k szeparált és előre meghatározott struktúra szerint felépített adatterületek. Két típusuk lehetséges, a globális és az instant DB. A globális DB-t jellemzően a programozó hozza létre, és univerzális célokra alkalmazza, míg az instant DB-t jellemzően FB hívás generálja, és az instant DB az adott FB-hez köthető.

29 PLC prog. – alapfogalmak
FB, SFB de: Funktionsblock / Systemfunktionsblock, en: function block / system function block Funkció blokk. Ez egy „emlékező funkció”, ugyanis minden FB-hez hozzá kell rendelni egy instant DB-t, melybe az erre a célra kijelölt változóit elmenti. Ebből is létezik az SFB (Systemfunktionsbausteine), melyet szintén az alapkönyvtárból tudunk előkaparni. A DB-ben eltárolásra nem kerülő változók (TEMP) az FC lokális változóihoz hasonlóan viselkednek. Hívása OB-ből, FC-ből vagy FB-ből történhet - amennyiben paramétereket határoztunk meg, úgy ezeket a hívó oldalon (kiadni, fogadni) kezelni kell.

30 PLC prog. – alapfogalmak
Instant DB en: instant DB, de: instanz DB Az instant DB-t jellemzően programozás közben hozzuk létre, amikor egy FB felhívásakor megadunk egy DB-t, melyet a szerkesztő az FB-ben meghatározott interface-listával inicializál. Az FB-k interface deklarációja az FC deklarációtól csak a STAT csoporttal tér el, ebben a csoportban lehet azokat a változókat definiálni, melyek az FB-ből kilépve is megőrzik az értéküket úgy, hogy az FB-hez rendelt DB-ben tárolásra kerülnek. A TEMP csoport változói - ugyanúgy, mint az FC változói - kilépés után nem őrzik meg értéküket, meghívás esetén kezdeti értékük bizonytalan. A TEMP csoport változói értelemszerűen nem kerülnek be az instant DB-be.

31 PLC programszerkezet

32 PLC prog. – alapfogalmak
Forrás:

33

34 PLC-ben futó programok
ALAPSZOFTVER A PLC operációs rendszere (gyártó-, ill. típusfüggő) Funkciói: interpreter funkció: a felhasználói program értelmezésére és végrehajtására státusz-generáló funkció önteszt funkció kommunikációs vonalak kezelése ember-gép kapcsolat programfejlesztési funkció FELHASZNÁLÓI PROGRAM a PLC programok változó részét jelenti segítségével válik alkalmassá a PLC az adott vezérlési feladatra PLC típustól függő program- nyelven készülnek

35

36

37 Ciklikus utasítás feldolgozás
a rendszer „ms” ciklusidővel a bemeneti állapotot állandóan lekérdezi. Ha az állapot változik, a bemeneti jelek aktualizálódnak és a programozott műveletek elvégzése után a kívánt kimeneti jelek létrejönnek. Az összes kimenet kapcsolása egy időben történik a ciklusidő és a reakcióidő függ a felhasználói program hosszától és az utasítások típusától Pl: OMRON, SIEMENS PLC-k

38 Lépéses utasítás feldolgozás
A PLC csak az aktuális lépés bemeneti feltételeit vizsgálja, nem vizsgálja ciklikusan az összes bemenetet A bemeneti feltételek teljesülése után csak az érintett kimenetet vezérli Ha valamelyik lépésben a bemeneti feltételek nem teljesülnek, ott a program leáll. ritkán használatos működési mód PL.: FESTO PLC-k

39 IL - Instructionlist AWL - Anweisungliste LD - Ladder diagramm KOP – Kontanktplan FB – Funktions Blokk FUP - Funktionsplan

40

41

42

43 Logikai alapkapcsolások
VAGY függvény KOP AWL FUP E1 L E1 O E2 =A1 PE A1 ≥1 E2

44 Logikai alapkapcsolások
ÉS függvény KOP AWL FUP E1 L E1 U E2 =A1 PE A1 & E2 A programok a legtöbb esetben ÉS, VAGY valamint NEM kapcsolatokból állnak.

45 Funkcióblokkos programozás
Ez a programnyelv is egy grafikus programozási mód. A bemenetek és a kimenetek közötti függvénykapcsolatot logikai jelképekkel adjuk meg. ÉS függvény VAGY függvény Logikai tagadás (NEM) /bemenetek/ /kimenet/ & ≥1 1

46 Létradiagrammos programozási mód (LD, LAD,KOP)
A bemenetek és kimenetek kapcsolatait egy áramúttervhez hasonló ún. létradiagrammban grafikusan ábrázoljuk. A bemenetek ábrázolásához használt jelképek: Záró érintkező: ] [--- Bontó érintkező: ]/[--- A kimenetek ábrázolásához használt jelképek: Bekapcsolás (SET) ( )---- Kikapcsolás (RESET) ----(/)----

47 Utasítás listás programozás (IL,STL, AWL)
Az utasításlistás programozás esetén a különböző bemeneti feltételeket valamint a bemenetek és a kimenetek kapcsolatait szöveges utasítások rövidítéseivel programozhatjuk. Művelet Jele (német) Jele (angol) Logikai összeadás (VAGY) O (=Oder) O (=Or) Logikai szorzás (ÉS) U (=Und) A (=And) Logikai tagadás N (= Nicht) N (=No) Betöltés L (=Laden) L (=Load) Nullművelet NOP (= Nicht Operandus) NOP (=No Operandus) Hozzárendelés kimenethez =

48 Kimenetek, bemenetek, belső változók címzése
A be- és kimeneti jeleket (változókat), a belső változókat, valamint az időzítőket, számlálókat címezni kell. A címzés általában egy jellemző betűből (operandus / változó) és egy számból (paraméter), vagy csak számokból áll. Pl.: E1, E0.1, I0.0, Q0.1, M0.5 stb. Belső változó (merker/flag) egy bites memória egység, jelállapot átmeneti tárolására használjuk. Ugyanúgy működnek mint a kimenetek csak nincsenek elektromosan kivezetve. Jele (német) (angol) Bemenet E (=Eingang) I (=Input) Kimenet A (=Ausgang) O (=Output) Belső változó M (=Merker) F (=Flag) Állandó K (=Konstans) Időtag T (=Timer) Számláló Z (=Zahler) C(=Count) Program egység P Hálózat NW(=Netzwerk) NW(=Network)

49

50

51

52

53