Программируемый логический контроллер (ПЛК) — это специализированное промышленное устройство, предназначенное для автоматизации и управления технологическими процессами в режиме реального времени. ПЛК представляет собой совокупность аппаратно-программного обеспечения, которое разработчик использует для реализации системы управления. Требования к ПЛК зависят от особенностей технологического процесса, степени ответственности объекта, законодательных норм, пожеланий и рекомендаций сервисных служб АСУ ТП.
Аппаратная часть ПЛК должна обеспечивать подключение аналоговых и дискретных датчиков, выдачу аналоговых и дискретных сигналов управления, гарантированное выполнение программного кода за определённый цикл времени, коммуникацию с другими устройствами АСУ ТП по специализированным интерфейсам, внутреннюю диагностику.
Программная часть ПЛК должна обеспечивать разработку алгоритмов управления под требуемую задачу по понятным принципам. Это подразумевает п в среде общепринятых языков программирования ПЛК стандарта МЭК61131, таких как IL, LD, FBD, ST, SFC.
Алгоритмические языки программирования Си, Паскаль, Бейсик, ориентированы на решение вычислительных задач общего характера, а потому не рассчитаны на решение задач автоматизации. Кроме того, применение алгоритмических языков снижает надежность системы и усложняет процессы поддержки программного обеспечения АСУ ТП.
Стоит, однако, отметить, что в настоящие время нет однозначного мнения по применению алгоритмических языков в ПЛК – так, явного запрета на их использование нет. А потому интересным решением является применение гибридного подхода, когда в среде разработки присутствует язык FBD наряду с языком Си. Разработчик создает программу управления на языке FBD и дополняет отдельно созданными библиотеками на языке Си.
Библиотеки среды разработки должны обеспечивать как стандартный функционал: логические и арифметические операции, операции сравнения, преобразования типов данных, работы с массивами, так и специализированные функции, которые решают узкоспециализированную задачу (например, движение мотора по трапециевидной траектории).
Аппаратное обеспечение ПЛК серии С1000
В настоящие время в серии C1000 существует две модели ПЛК: C1000-24DT и C1000-24AT. Различия между этими двумя моделями — в напряжении питания (24 В DC или 220 В AC). Для обмена данными между устройствами АСУ ТП на ПЛК предусмотрено две шины RS-485/Modbus RTU, которые работают в двух режимах: «ведущий» и «ведомый». Часто к этим шинам подключаются частотные приводы. Стоит отметить, что в линейке автоматики ДКС (DKC) есть частотные приводы с широким диапазоном номинальной мощности — от 0,4 кВт до 500 кВт.
Помимо RS-485, на ПЛК есть порт Ethernet, который работает в режимах клиента и сервера. В режиме сервера ПЛК поддерживает максимальное количество клиентов — до 16. Клиентами могут выступать: панели оператора, OPC сервера, SCADA-системы.
Для связи с модулями ввода/вывода на ПЛК предусмотрена быстродействующая шина CANbus. Данная шина является «внутренней» — то есть она рассчитана на обмен данными только с модулями ввода/вывода.
Модули ввода/вывода представлены моделями с разным количеством и типом каналов. Максимальное количество подключаемых к ПЛК модулей — 14, что позволяет «собрать» систему до 250 каналов ввод/вывод. При этом максимальное количество каналов аналогового ввода в системе может быть до 56 с возможностью подключения разных типов датчиков: токовые, вольтовые, термосопротивления, термопары.
Также предусмотрено подключение одной коммуникационной платы. Это может быть плата с шиной CAN/СANopen или с дополнительными интерфейсами RS-232 и RS-485.
Особенности ПО для ПЛК серии С1000
Конфигурация ПЛК С1000 и модулей ввода/вывода, разработка алгоритмов управления их отладка и диагностика происходит в среде DKC PLC Tool. В нее входит комплекс подсистем:
- подсистема конфигурации аппаратной части;
- подсистема разработки алгоритмов управления с библиотеками;
- подсистема интерактивной настройки регуляторов, высокоскоростных входов/выходов;
- подсистема настройка обмена данными между ПЛК и другими устройствами АСУ ТП;
- подсистема симуляции и диагностики оборудования;
- библиотека тегов и таблица глобальных переменных;
- подсистема настройки внутренних функций.
Конфигурация аппаратного обеспечения происходит по интуитивно понятному принципу. Аппаратное обеспечение конфигурируется списком. Первой строкой списка идет ПЛК, затем — коммуникационная плата, начиная с третий строки — модули ввода/вывода.
Очередность физического подключения модулей должна совпадать с очередностью в программном обеспечении.
Языки
DKC PLC Tool поддерживает два языка программирования стандарта МЭК61131: LD и IL. Язык LD понятен для специалистов с электротехническим бэкграундом. Программа, созданная на языке LD, представляет собой набор цепочек, похожих на электрические, с замкнутыми и разомкнутыми контактами в начале и конце цепочки. Это упрощает восприятие и отладку программы. Разработчик четко может проследить выполнение каждой цепочки при помощи контактов.
Библиотеки
Для создания логики управления в DKC PLC Tool предусмотрен следующий набор библиотек:
- битовая логика, присвоение;
- логические и арифметические операции;
- преобразование данных;
- работа с массивами;
- циклы и команды прерывания, условного перехода;
- настройка часов реального времени, таймеры;
- настройка обмена данными Modbus RTU, CAN;
- высокоскоростные счетчики, ШИМ;
- ПИД-регулятор, в том числе с автонастройкой;
- управление позиционированием и скоростью.
Режимы работы
Подсистема симуляции кода представлена двумя режимами — режим полноценной отладки с подключенным ПЛК и режим офлайн-симуляции. В режиме офлайн симуляции разработчик может сделать предварительную отладку кода без подключения ПЛК. При симуляции проекта разработчик может видеть состояние дискретных входов и выходов. Например, в программе дискретный выход Q0.0 замкнут, справа в окне каналы I/O отображается состояние Q0.0. Режим офлайн симуляции представляет удобный инструмент отладки кода.
Библиотека тегов
Еще одним удобным инструментом является библиотека тегов (вкладка «Глобальные переменные»). Переменным можно присвоить уникальные названия, которые в дальнейшем можно использовать в программе и оставить информацию о переменной (комментарий).
Разработчик может задать значения, которые присвояться переменным при включении ПЛК (вкладка «Исходные данные»). Стоит отметить, что значение можно присваивать только целочисленным регистрам (регистрам слово) памяти ПЛК.
Интерактивная настройка
В среде DKC PLC Tool присутствуют функции интерактивной настройки ПИД-регулятора, высокоскоростных счетчиков, управления положением и скоростью. Настройка ПИД-регулятора происходит пошагово.
Таким образом, аппаратно-программное обеспечение изделий позволяет закрыть широкий спектр задач малой автоматизации. Вариация ПЛК и модулей ввода/вывода позволяет подключать разные типы датчиков, как токовые датчики давления, которые характерны для объектов водоснабжения и водоподготовки, так и датчики температуры — термосопротивление и термопары, которые используются в высокотемпературных процессах (процессы с температурой больше 1000ºС). Высокоскоростные входы и выходы ПЛК позволяют подключить энкодеры и сервосистемы.
Соответственно, областью применения ПЛК серии С1000 могут быть насосные установки, теплообменные аппараты, конвейерные линии и станки разного типа и назначения.
Реклама АО «ДКС»
ERID: 2VtzqvXv9GM
🔗 Аппаратно-программное обеспечение контроллеров C1000. Обзор среды разработки ДКС (DKC) PLC Tool.