Что такое программирование ПЛК? Вводное руководство по программированию ПЛК

В этой статье будет представлено всестороннее описание программирования ПЛК, его особенностей, рабочих концепций и приложений, что поможет заказчикам глубже понять преимущества программирования ПЛК и сделать обоснованный выбор при выборе подходящих продуктов ПЛК.

Что такое программирование ПЛК?

ПЛК (Программируемый логический контроллер) — это промышленная система управления, основанная на микропроцессорной технологии, специально созданная для автоматизированного управления.

Он выполняет запрограммированные инструкции для управления производственными инструментами, оборудованием, сборочной линией и т. д. для автоматизации операций. Программирование ПЛК описывает процесс написания инструкций для управления ПЛК с целью выполнения определённых задач.

По сравнению с традиционными релейными системами управления ПЛК обеспечивают большую надежность, универсальность и масштабируемость, что делает их важнейшим компонентом современной коммерческой автоматизации.

7 ключевых особенностей программирования ПЛК

1. Простые и легкие в освоении программы

Наиболее часто используемым языком программирования для ПЛК является язык схем лестничного типа (LD), который имеет знаки и выражения, аналогичные схемам релейных цепей.

Для инженеров-электриков язык программирования Ladder Layout интуитивно понятен и интуитивно понятен. Имея краткий базовый набор знаний, пользователи могут быстро освоить язык и начать программировать.

2. Комплексная поддержка оборудования и высокая гибкость

Изделия ПЛК максимально стандартизированы, модульны и включают в себя разнообразные аппаратные части, из которых пользователи могут выбирать.

Клиенты могут гибко настраивать системы для удовлетворения различных производственных потребностей. Настройка и подключение ПЛК также просты и не вызывают затруднений, что позволяет системе легко адаптироваться к различным технологическим потребностям.

3. Мощные функции и высокое соотношение производительности и стоимости

Системы ПЛК обладают мощными функциями управления и весьма доступны по цене. Компактный ПЛК может содержать сотни и даже бесчисленное количество программируемых компонентов и способен решать сложные задачи управления.

ПЛК могут дополнительно поддерживать связь с другими устройствами, обеспечивая распределенное управление и централизованное администрирование.

4. Снижение нагрузки на компоновку, настройку и отладку

Заменяя стандартные релейные системы управления на ПЛК, можно расширить разнообразие промежуточных реле, таймеров, счетчиков и других деталей значительно сокращено.

Это упрощает проектирование, схемотехническое проектирование и монтаж системы управления. Программы ПЛК структурированы и понятны, что значительно сокращает время проектирования и отладки.

5. Высокая надежность и высокая помехоустойчивость

ПЛК известны своей высокой помехоустойчивостью, что позволяет им стабильно работать даже в условиях сильных помех.

Благодаря сочетанию надежного аппаратного и программного обеспечения ПЛК имеют чрезвычайно низкий процент отказов и считаются одними из самых надежных промышленных устройств управления.

6. Компактные размеры и низкое энергопотребление

В отличие от стандартных релейных систем управления, ПЛК имеют меньшие габариты и потребляют меньше энергии. Использование ПЛК сокращает требуемое пространство для установки, а снижение требований к схемотехнике значительно экономит время и средства.

Кроме того, меньшие размеры шкафов управления и меньшее энергопотребление делают ПЛК еще более экологичным выбором.

7. Простота обслуживания и быстрое устранение ошибок

ПЛК обладают развитыми функциями самодиагностики, что упрощает выявление неисправностей. В случае выхода из строя ПЛК или внешнего устройства ввода пользователи могут быстро определить причину неисправности, используя светодиодные индикаторы или сигналы обратной связи программного устройства. Повреждённые модули можно быстро заменить, что сокращает время простоя и затраты на обслуживание.

Принцип работы программирования ПЛК

ПЛК работают по принципу «последовательного сканирования и непрерывного цикла». В ходе процедуры центральный процессор ПЛК периодически проверяет и выполняет пользовательскую программу, сохранённую в памяти, следуя последовательности адресов.

Если нет ни одного руководства по погружению, он начинает с первого руководства и выполняет каждое из них последовательно до конца, после чего возвращается к началу для следующего цикла проверки. В ходе каждого сканирования ПЛК также считывает входные сигналы и обновляет статусы результатов.

Цикл функционирования ПЛК включает три основных этапа:

1. Входная выборка: ПЛК сканирует все входные терминалы и сохраняет их состояния в соответствующих регистрах состояния входов.
2. Выполнение программы: ПЛК последовательно выполняет инструкции в индивидуальной программе, обрабатывая информацию и сохраняя ее в выходных регистрах состояния.
3. Обновление вывода: После выполнения инструкций ПЛК записывает результирующие условия в регистры результатов, управляя согласующими устройствами.

5 требуемых языков программирования для ПЛК

Программирование ПЛК включает несколько языков, каждый из которых подходит для решения различных задач управления. Наиболее распространёнными языками программирования являются лестничные диаграммы (LD), списки инструкций (IL), функциональные блок-схемы (FBD), последовательные функциональные схемы (SFC) и структурированный текст (ST).

Пользователи могут выбрать наиболее подходящий язык программирования в зависимости от своих конкретных требований к управлению.

1. Язык лестничных диаграмм (LD)

Ladder Layout — наиболее распространённый язык программирования для ПЛК. Он использует графические символы для представления управляющих сигналов, что интуитивно понятно и знакомо разработчикам электроники.

Он очень нагляден и прост для понимания, что делает его рекомендуемым вариантом для большинства систем управления.

2. Язык списка инструкций (IL)

Список инструкций — это мнемонический язык программирования, аналогичный языку настройки. Он состоит из кодов процедур и выбора операндов. Этот язык подходит для портативных устройств разработки, где пользователи могут легко настроить программу без компьютера.

Совместимо с программным приложением Ladder Representation в программах ПЛК.

3. Язык функциональных блок-схем (FBD)

Представление функциональных блоков используется для сложных систем с модульными функциями. Оно представляет собой управляющую логику, представленную функциональными блоками, что делает его интуитивно понятным и простым в использовании, особенно для инженеров, имеющих опыт работы с цифровыми схемами.

4. Язык последовательных функциональных схем (SFC)

Последовательный график функций предназначен для управления последовательными рассуждениями. Он разбивает процедуру на этапы и задачи перехода, позволяя пользователям четко определять каждое управляющее действие и его порядок.

Этот язык особенно полезен для больших систем со сложной логикой управления.

5. Язык структурированного текста (ST)

Структурированный текст аналогичен языкам программирования верхнего уровня и используется для сложных систем управления. Он использует текстовые описания для определения связей между многочисленными переменными, что позволяет обеспечить ещё более полный контроль над системой.

Обычно он используется в крупных системах ПЛК, где другие языки гораздо менее идеальны.

Руководство для новичков по программированию ПЛК

1. Создание блок-схемы

Блок-схемы — это символические изображения инструкций, иллюстрирующие структуру программирования ПЛК. Для создания базовых схем управления пользователям необходимо понимать логические процедуры, такие как И, ИЛИ, НЕ и т. д., а также их эквиваленты.

2. Создание программ лестничной логики

Релейно-контактная логика — основа программ для ПЛК. Она использует графическое представление логики для описания систем управления. Используя различные обозначения и инструкции, заказчики могут создавать сложные системы управления.

3. Использование мнемоники в программах

Мнемоника — это символьное обозначение управляющих инструкций, аналогичное кодам процедур. Она используется в портативных программных устройствах и обеспечивает быстрый и эффективный способ составления и отладки программ для ПЛК.

Применение программирования ПЛК

Программирование ПЛК имеет широкий спектр применения, включая автоматические сборочные линии, оборудование, коммерческих роботов и системы автоматизации зданий.

ПЛК повышают производительность производства, снижают трудозатраты и могут работать в экстремальных условиях. Поэтому программы ПЛК стали важнейшей частью современной коммерческой автоматизации.