Nejmenší řídicí systémy

Ing. Marie Martinásková, Ph.D.

Trend ve vývoji PLC

• programovatelné moduly, mikroPLC, nanoPLC

• OPLC - PLC s operátorským panelem• integrace a komplexnost řídicích aplikací• vytváření různorodých ale integrovaných

distribuovaných systémů • „Plně integrovaná automatizace“

(Totally Integrated Automation -TIA)

OPLC SIMATIC C7 – 626

Řídicí relé EASY firmy Moeller

Řídicí relé EASY firmy Moeller-možnost spojování modulů

LOGO! Standard

Trend ve vývoji programování

• Snaha přiblížit se uživatelům

• Grafické jazyky a programovací nástroje:

• Programovatelné moduly FBD, LD

• TIA-SIMATIC- grafické inženýrské nástroje (GRAPH, HiGraph, CFC)

Názvosloví

IL

AWL

SCL

STL

FBD

LD

SFC

FUP

CFC

KOP

STKOP

??????

??????

??? ???

HiGraph GRAPH

Programovacích jazyky podle standardu IEC 1131-3

názvosloví

Jazyky grafické (LD, FBD, SFC) Jazyky textové (IL, ST)

Grafické jazyky

• obecné symboly společné jazyku LD, FBD, a případně i SFC (vodorovné a svislé úsečky, kolmé úsečky s propojením a bez něj, rohové útvary, bloky a konektory)

• speciální symboly

• příčky (networks), sítě a pravidla jejich vyhodnocování

Textové jazyky • obecné symboly, např.

– používání tištěných znaků– vnější reprezentace dat– datové typy– proměnné– jednotky pro organizaci programu– elementy pro strukturování programu ...

• speciální symboly

Jazyk příčkového diagramu A: Ladder Diagram – LD N: Kontaktplan – KOP)

reléové schéma , liniové schéma, žebříčkové schéma, kontaktní schéma

reléový diagram, liniový diagram, žebříčkový diagram, příčkový diagram, reléový příčkový diagram

kontaktní plán

Speciální symboly v jazyku LD– levý a pravý vodič s připojením příčky– úsek příčky vodorovný nebo svislý (může být ve

stavu ON-log. 1 nebo ve stavu OF-log. 0)– kontakty (spínací --] [--, rozpínací --]/[--, s detekcí

náběžné hrany --]P[--, s detekcí sestupné hrany--] N [--)

– cívky ( cívka --( )--, negovaná cívka --(/)--, set --(S)--, reset --(R)--, memory --(M)--, set memory --(SM)--, reset memory --(RM)--, --(P)--, --(N)--)

– funkce a funkční bloky

Příklad programu v jazyku příčkového diagramu, LD (KOP)

Jazyk funkčního blokového schématu A:Function Block Diagram–FBD

N:Funktionsbausteindiagramm–FBD

Jazyk funkčních bloků (FB) Funktionsbausteinsprache (FBS) Funkční diagram (FUP)

FBD – standardní funkční bloky • bistabilní prvky (RS-paměť s dominantním vypnutím,

SR – paměť s dominantním sepnutím, semafor)• prvky pro detekci náběžné a sestupné hrany,

((R_TRIG), (F_TRIG))• čítače (inkrementální (CTU), dekrementální (CTD),

kombinované (CTUD))• časovače (impulsní (TP), zpožděné sepnutí (TON),

zpožděné vypnutí (TOFF))• komunikační bloky (definovány v normě IEC 1131-5).

FBD – speciální bloky

• doplňovány podle potřeby

• každá firma nabízí ve svém programovacím prostředí poněkud odlišný soubor těchto bloků

• např. spínací hodiny týdenní, roční, generátory impulsů, komparátory …..

Příklad programu v jazyku funkčního blokového schématu – FBD

Logické moduly LOGO! – dříve

čtyři typové řady:• standardní• ve dvojité šířce (typ „long“)• ve dvojité šířce s AS-interfacem• ve variantě bez tlačítek a displeje („pure“)

LOGO! Standard 230RC

Logické moduly LOGO! – nyní I• nová modulární řada:

• centrální jednotka (8I/4Q)– ve variantě Logo!Basic (s tlačítky a displejem)– ve variantě Logo!Pure (bez tlačítek a displeje)

• u typů se stejnosměrným napájením dva ze vstupů použitelné jako analogové (0 až 10V) nebo jako rychlé vstupy

• rozšiřující moduly (4I/4Q)

Logické moduly LOGO! – nyní II

Logické moduly LOGO! – nyní III

Rozšiřující moduly jednotná velikost (šířka poloviční oproti centrální jednotce):

• digitální (vždy ve velikosti čtyři vstupy a čtyři výstupy)

• analogové (dva vstupy 0 až 20mA

nebo 0 až 10V)• komunikační (kromě dřívější AS-i přibyla možnost

připojení na instalační sběrnice EIB a LON)

Typické úlohy řešené pomocí LOGO! – I

Automatizace v  instalační technice v domácnostech i ve veřejných budovách (osvětlení místností, osvětlení výloh, ovládání žaluzií, rolet, okenic, dveří, vrat, větrání, bezpečnostních zařízení, slunečních kolektorů, domácích vodáren apod.)

Automatizace strojních zařízení (čerpadla, kompresory, míchadla, nádrže, sila, pohyblivé schody, dopravníky)

Typické úlohy řešené pomocí LOGO! – II

Automatizace zařízení používaných na lodích (především ve spojení s AS-interface )

Speciální úlohy ve sklenících, zimních zahradách Předzpracování signálů pro další řídicí systémy Řízení jednoduchých jednoúčelových zařízení a

strojů nejrůznějšího typu Testovací zařízení, kde je nutno vykonávat velký

počet jednoduchých sekvencí

Programovací jazyk pro LOGO!

Jazyk funkčních bloků (FBD)

Typy bloků:• konektory Co• základní funkce GF• zvláštní funkce SF

LOGO! SW – Konektory Co

skutečné vstupy I (Input) a číslo vstupy z AS-interface Ia a číslo (1-4) skutečné výstupy Q (Output) a číslo výstupy z AS interface Qa a číslo (1-4) vnitřní jednobitové proměnné – merkery Mi stálá hodnota logické nuly lo (low) stálá hodnota logické jedničky hi (high) „nepřipojeno” x

LOGO! SW – Základní funkce GF

• základní kombinační logické funkce se třemi vstupy AND, OR, NAND, NOR

• výlučný součet se dvěma vstupy XOR

• negace NOT

• funkce AND s detekcí náběžné hrany a NAND s detekcí sestupné hrany signálu (třívstupové)

Základní funkce GF v LOGO! – I

Časový diagram funkce AND s detekcí náběžné hrany

Základní funkce GF v LOGO! – II

Porovnání funkce zpožděného vypnutí v klasické spínací technice a v jazyku FBD

LOGO! SW – Zvláštní funkce SFNejrůznější sekvenční funkce:

• klopné obvody, časovače, čítače, hodiny reálného času, generátory impulsů, komparátory apod.

U některých funkcí časového typu volitelně tzv. remanence:

• po výpadku napájecího napětí navazuje aktuální hodnota uběhlého času správně, jako kdyby k výpadku nedošlo

Zvláštní funkce SF v LOGO! – I

Zvláštní funkce SF v LOGO! – II

Způsoby programování

• bez PC– vložení naprogramovaného paměťového

modulu– přímé programování na LOGO!

• pomocí PC– LOGO! Soft - analogie přímého programování – LOGO! Soft Comfort - pohodlné

Znázornění jednoho bloku pro logický součet na displeji LOGO!

Programování logické funkce „odzadu” přímo na LOGO!

Struktura menu v LOGO! sloužící pro přímé programování

Příklad části spínacího programu vytvořeného v prostředí LOGO!Soft

Comfort

Přiřazení fyzických vstupů/výstupů

k virtuálním AS–i výstupům/ vstupům

Mikrokontroléry ALPHA

Mikrokontrolér ALPHA

Vývojové prostředí pro PneuAlpha