W6 - SP_20142015_Norma_IEC61131

Transkrypt

Sterowniki Programowalne
(SP)
O normie IEC 61131
a w szczególności o normie IEC 61131-3
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
© SP 2014
1
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
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
© SP 2014
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
przez cyfrowe lub analogowe wejścia i wyjścia
szeroką gamą maszyn i procesów”
© SP 2014
3
Czym jest PLC?
W normie IEC 61131 do oznaczenia sterowników
programowalnych wykorzystuje się skrót:
PC – Programmable Controller
PLC – Logic w nazwie ma jedynie znaczenie historyczne,
dodatkowo odróżnienie od:
PC – Personal Computer
© SP 2014
4
Sterowniki PLC
a
Normy
© SP 2014
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
stanowiło dużą niedogodność i powodowało
koniczność dostosowywania do różnych wymagań
Stąd pierwsze próby oraz przekonanie „środowiska”
(producenci i użytkownicy) o konieczności ich
standaryzacji
© SP 2014
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)
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)
© SP 2014
7
- Norma IEC 61131
W 1998 IEC wypracowała normę IEC 61131
„Programmable Controllers”
Norma IEC 61131 stanowi kontynuację normy
IEC 1131 oraz szeregu innych standardów
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
© SP 2014
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. Equipment
Requirements and Tests)
Część 4: Wytyczne dla użytkownika (ang. User Guidelines) - statusTR
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 of
Programming 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))
© SP 2014
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)
61131- 4, Ed 2.0
User guidelines (TR),
2004-07
2010
61131- 5, Ed 1.0
Communications,
2000-11
2013
61131- 6, Ed 1.0
Functional safety for PLC
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 1.0
Single-drop digital communication interface for small sensors
and actuators (SDCI) aka “IO-Link” (Currently CD - Committee Draft)
(Currently CDV - Committee Draft for Voting)
2014+5
2012+5
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
umożliwiłby stosowanie we wszystkich standardach
krajowych tej samej numeracji
© SP 2014
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:
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”
© SP 2014
12
Normy IEC 1131, IEC 61131
– polskie tłumaczenia
Tłumaczenia norm IEC 1131 i IEC 61131
z 1996, 1998 i 2002 roku zostały wycofane
w 2004 roku przez Polski Komitet Normalizacyjny,
i od tego czasu obowiązują
w Polsce jako normy europejskie EN uznaniowe,
bez tłumaczenia z języka oryginalnego
© SP 2014
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
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.)
© SP 2014
14
Norma IEC 61131
– aktualne polskie normy wprowadzające normy europejskie
© SP 2014
Źródło: http://eNormy.pl (XI 2014)
15
- Norma IEC 61131
© 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
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
© SP 2014
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
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 …
© SP 2014
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,
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
© SP 2014
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
analizy systemu i wyboru sprzętu, a kończąc na zastosowaniach
i konserwacji
© SP 2014
20
Norma IEC 61131-5
Część 5: Wymiana informacji
(ang. Communications)
Przedstawia zasady komunikacji między sterownikami z
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
© SP 2014
21
Norma IEC 61131-6
Część 6: Bezpieczeństwo funkcjonalne
(ang. Functional safety)
Określa wymagania dla sterowników programowalnych (PLC) i ich
peryferii, które są przeznaczone do używania jako podsystemy logiczne
elektrycznych/elektronicznych/programowalnych
(E/E/PE)
systemów
związanych z bezpieczeństwem
Sterownik i jego peryferia spełniające wymagania tej części normy jest
identyfikowany jako bezpieczny sterownik programowalny (FS-PLC)
Odnosi się tylko do bezpieczeństwa funkcjonalnego i wymagań
nienaruszalności bezpieczeństwa FS-PLC kiedy są wykorzystywane jako
elementy systemów E/E/PE związanych z bezpieczeństwem
© SP 2014
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
wyboru i zastosowania FS-PLC i ich powiązanych peryferii
ustanowić metody oceny dla FS-PLC na podstawie zdefiniowanych
parametrów/kryteriów :
© SP 2014
23
Norma IEC 61131-6
żądanego Poziomu Nienaruszalności Bezpieczeństwa (SIL) ,
wartości (PFD) prawdopodobieństwa uszkodzenia na przywołanie,
średniej wartości częstości uszkodzeń niebezpiecznych na godzinę (PFH),
wartości składowej uszkodzeń bezpiecznych (SFF),
wartości tolerancji defektu sprzętu (HFT),
wartości pokrycia diagnostycznego (DC),
© SP 2014
24
Norma IEC 61131-7
Część 7: Programowanie sterowania z wykorzystaniem
zbiorów rozmytych
(ang. Fuzzy Control Programming)
Definiuje język sterowania rozmytego FCL (ang. Fuzzy Control
Language), który umożliwia programowanie aplikacji systemów
sterowania opartych na teorii zbiorów rozmytych (przy użyciu
języków zdefiniowanych w Części 3 normy)
© SP 2014
25
Norma IEC 61131-8 (TR)
Część 8: Wytyczne do implementacji języków
programowania
(ang. Guidelines for the Application and
Implementation of Programming Languages)
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
© SP 2014
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
Consorcium:
© SP 2014
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 zdarzeń
27
- Norma IEC 61131
© SP 2014
28
Coś więcej o:
IEC 61131-1
Między innymi:
- Ogólna struktura funkcjonowania systemu
sterowania PLC
IEC 61131-3
Między innymi:
- Model oprogramowania
- Języki programowania
- Model komunikacji
© SP 2014
29
Coś więcej o IEC 61131-1
Ogólna struktura funkcjonowania systemu sterowania PLC
Inne systemy
Funkcje zasilania
Funkcje
komunikacyjne
Funkcje przetwarzania
sygnałów
Wykonywanie
programu
użytkowego
Funkcje interfejsu
CZŁOWIEK - MASZYNA
Funkcje programowania
testowania i usuwania błędów
Funkcje systemu operacyjnego
Funkcje pamięci programu użytkownika
Funkcje pamięci danych użytkownika
Funkcje interfejsu czujników i urządzeń wykonawczych
Maszyna / Proces
© SP 2014
30
Inne systemy
Funkcje zasilania
Funkcje
komunikacyjne
sygnałów
Wykonywanie
programu
użytkowego
Funkcje interfejsu
CZŁOWIEK - MASZYNA
Maszyna / Proces
© SP 2014
31
Inne systemy
Funkcje zasilania
Funkcje
komunikacyjne
sygnałów
Wykonywanie
programu
użytkowego
Funkcje interfejsu
CZŁOWIEK - MASZYNA
Maszyna / Proces
© SP 2014
32
Inne systemy
Funkcje zasilania
Funkcje
komunikacyjne
sygnałów
Wykonywanie
programu
użytkowego
Funkcje interfejsu
CZŁOWIEK - MASZYNA
Maszyna / Proces
© SP 2014
33
Inne systemy
Funkcje zasilania
Funkcje
komunikacyjne
sygnałów
Wykonywanie
programu
użytkowego
Funkcje interfejsu
CZŁOWIEK - MASZYNA
Maszyna / Proces
© SP 2014
34
Inne systemy
Funkcje zasilania
Funkcje
komunikacyjne
sygnałów
Wykonywanie
programu
użytkowego
Funkcje interfejsu
CZŁOWIEK - MASZYNA
Maszyna / Proces
© SP 2014
35
Inne systemy
Funkcje zasilania
Funkcje
komunikacyjne
sygnałów
Wykonywanie
programu
użytkowego
Funkcje interfejsu
CZŁOWIEK - MASZYNA
Maszyna / Proces
© SP 2014
36
Coś więcej o:
IEC 61131-1
Między innymi:
- Ogólna struktura funkcjonowania systemu sterowania PLC
IEC 61131-3
Między innymi:
- Model oprogramowania
- Języki programowania
- Model komunikacji pomiędzy elementami
programu/programów
© SP 2014
37
IEC 61131-3
“The best thing that happened to
industrial control”
www.PLCopen.org
© SP 2014
38
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
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
© SP 2014
39
IEC 61131-3
Model oprogramowania
© SP 2014
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)
elementy konfiguracji
(ang. Configuration elements)
elementy sekwencyjnego schematu funkcjonalnego
(ang. Sequential Function Chart - SFC)
© SP 2014
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)
programy (ang. programs)
© SP 2014
45
Funkcje standardowe:
ADD, SQRT, SIN, COS, GT, MIN, MAX, AND, OR …
Funkcje definiowane przez użytkownika:
FUNCTION SIMPLE_FUN : REAL
VAR_INPUT
A, B : REAL;
C
: REAL := 1.0;
END_VAR
SIMPLE_FUN := A*B/C;
END FUNCTION
© SP 2014
www.PLCopen.org
46
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)
Histereza
I NPUT OUTPUT I N_OUT EXTERNAL
REAL
XIN1
FUNCTION_BLOCK
REAL
XIN2
Type Local
REAL
EPS
Q
BOOL
www.PLCopen.org
© SP 2014
47
Histereza
XIN1
Q
XIN2
EPS
REAL
REAL
REAL
BOOL
Q
1
0
EPS
EPS
XIN2
www.PLCopen.org
© SP 2014
48
Histereza
XIN1
Q
XIN2
EPS
REAL
REAL
REAL
BOOL
FUNCTION_BLOCK HISTEREZA
VAR_INPUT
XIN1, XIN2 : REAL;
EPS : REAL; (* Szerokosc
histerezy*)
END_VAR
VAR_OUTPUT
Q : BOOL := 0
END_VAR
IF XIN1 < (XIN2-EPS) THEN
Q := 0; (* XIN1 maleje *)
ELSIF XIN1 > (XIN2 + EPS ) THEN
Q := 1; (* XIN1 rosnie *)
END_IF;
Q
1
END_FUNCTION_BLOCK
0
EPS
EPS
XIN2
www.PLCopen.org
© SP 2014
49
Start : BOOL;
Emergency : BOOL;
Limit : INT;
Aplikacja
sterowania
INPUT
OUTPUT
IN_OUT
EXTERNAL
FUNCTION_BLOCK
PROGRAM
Type
Type
Local
Local
GLOBAL
INPUT
FUNCTION
Type
Local
www.PLCopen.org
© SP 2014
50
- 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)
zmienne globalne (ang. global variables)
ścieżki dostępu (ang. access path)
© SP 2014
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
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
© SP 2014
52
Konfiguracja
Funkcja komunikacji
www.PLCopen.org
© SP 2014
53
Konfiguracja
Zasób
Zasób
Funkcja komunikacji
www.PLCopen.org
© SP 2014
54
Konfiguracja
Zasób
Zadanie
Zasób
Zadanie
Zadanie
Zadanie
Funkcja komunikacji
www.PLCopen.org
© SP 2014
55
Konfiguracja
Zasób
Zasób
Zadanie
Zadanie
Program
Program
Zadanie
Zadanie
Program
Program
Ścieżka
Sterowania
wykonaniem
Funkcja komunikacji
www.PLCopen.org
© SP 2014
56
Konfiguracja
Zasób
Zadanie
Ścieżka
dostępu do
zmiennych
Zasób
Zadanie
Zadanie
Zadanie
BF
Blok
funkcyjny
Program
Program
BF
Program
BF
Program
BF
BF
Zmienne globalne i zmienne reprezentowane bezpośrednio
Zmienna
Ścieżka
Sterowania
wykonaniem
Ścieżki dostępu
Funkcja komunikacji
www.PLCopen.org
© SP 2014
57
- model oprogramowania – norma a standardowy PLC
Konfiguracja
Zasób
Zadanie
Ścieżka
dostępu do
zmiennych
Zasób
Zadanie
Zadanie
Zadanie
BF
Blok
funkcyjny
Program
Program
BF
Program
BF
Program
BF
BF
Zmienne globalne i zmienne reprezentowane bezpośrednio
Zmienna
Ścieżka
Sterowania
wykonaniem
Ścieżki dostępu
Funkcja komunikacji
www.PLCopen.org
© SP 2014
58
Zadanie 1
Nieskończona pętla:
okresowo
Zasób
Zadanie 2
w wyniku zdarzenia
Zadanie
Czytanie wejść
„Obliczenia”
Zadanie 3 w wyniku zdarzenia
Zadanie 4
Program
Wystawienie wyjść
okresowo
www.PLCopen.org
© SP 2014
59
PLCs
DCS
PC based
Control
Embedded
IEC 61131-3
Drives
LON nodes
SoftLogic
www.PLCopen.org
© SP 2014
60
Wielofunkcyjny panel operatorski
RPM =2000
Zadania IEC 61131-3
Zadania SCADA & HMI
Zadania komunikacji (np. OPC)
komunikacja
www.PLCopen.org
© SP 2014
61
IEC 61131-3
Model oprogramowania
Sekwencyjny Schemat Funkcjonalny
(ang. Sequential Function Chart - SFC)
© SP 2014
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
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
© SP 2014
63
Krok 1
N
Napełniaj
Tranzycja 1
Krok 2
S
Podgrzewaj
Tranzycja 2
Krok 3
S
Opróżniaj
Tranzycja 3
© SP 2014
Więcej informacji o SFC na kolejnych wykładach z SP!
64
Krok 1
Tranzycja 1a
Krok 2 a
S Podgrzewaj
N
Napełniaj
Tranzycja 1b
Krok 2 b
Tranzycja 2a
S Podgrzewaj
Tranzycja 2b
Krok 3
S
Opróżniaj
Tranzycja 3
© SP 2014
Więcej informacji o SFC na kolejnych wykładach z SP!
65
IEC 61131-3
Języki programowania
© SP 2014
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
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.
© SP 2014
67
Funkcjonalny schemat
blokowy (FBD)
AND
A
Schemat drabinkowy
(LD)
A B
C
C
-| |--|/|---------------( )-
B
Więcej informacji o FBD i LD na pozostałych wykładach z SP!
© SP 2014
68
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.
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.
© SP 2014
69
Lista rozkazów (IL)
LD
A
ANDN
B
ST
C
Tekst strukturalny (ST)
C:= A AND NOT B
Więcej informacji o IL i ST na pozostałych wykładach z SP!
© SP 2014
70
IEC 61131-3
Model komunikacji
pomiędzy elementami programu/programów
© SP 2014
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
różnymi konfiguracjami
© SP 2014
72
- model komunikacji
PROGRAM A
FB_X
FB_Y
a
FB_1
© SP 2014
b
FB_2
Wymiana danych pomiędzy elementami jednego programu
(np. język FBD wy. bloku FB_X na we. bloku FB_Y)
73
- model komunikacji
KONFIGURACJA C
© SP 2014
(przez zmienne globalne)
74
- model komunikacji
KONFIGURACJA C
KONFIGURACJA D
© SP 2014 oraz pomiędzy różnymi konfiguracjami
75
- model komunikacji
CONFIGURACJA C
© SP 2014
CONFIGURACJA D
Wymiana danych pomiędzy różnymi programami
z wykorzystaniem ścieżek dostępu
76
IEC 61131-3
Podsumowanie
© SP 2014
77
- zalety
Wygoda i bezpieczeństwo w stosowaniu zmiennych i typów danych
Rozszerzenie możliwości jednostek organizacyjnych
oprogramowania
Ujednolicenie języków programowania
Ujednolicenie struktury oprogramowania
Konfiguracja sterowników z określeniem sposobu wykonania zadań
© SP 2014
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”
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
© SP 2014
79
Organizacja
PLCopen
http://www.plcopen.org/
© SP 2014
80
Dziękuję za uwagę !!!
© SP 2014
81

W6 - SP_20142015_Norma_IEC61131

Transkrypt

Podobne dokumenty

moduł pomiaru temperatury emdx3

LICZNIK ENERGII POMIAR BEZPOŚREDNI 3 FAZ. 63 A WYJŚCIE

instalacja fotowoltaiczna o mocy 3 kw - Ceo

Podstawy Prawne Ochrony Odgromowej

A9W11225

A9A15306 - Elektrozakupy.com.pl

emdx3 amt moduł pomiaru temperatury

38 Charakterystyka języków programowania sterowników

Grupa 8 - zasilacz UPS