Täna jagan ma praktilist artiklit, mis aitab teil mõista, milline täiuslik PLC programm välja näeb, ning pakun PLC programmeerimisstandardeid ja soovitusi praktiliseks tööks.
Täiusliku PLC programmi disaininõuded:
Täielik PLC programm ei seisne lihtsalt süsteemi käivitamises; see nõuab ka täielikke kommentaare, hästi{0}}struktureeritud arhitektuuri, head skaleeritavust, kõikehõlmavat häire- ja kaitsesüsteemi ning -eelset simulatsioonisüsteemi.
1. Lihtsus
Muutke PLC programm võimalikult lihtsaks. Lihtsus tähendab standardiseeritud programmiraamistiku ja lihtsate juhiste kasutamist. Laias laastus hõlmab see programmi struktuuri optimeerimist ja programmi lihtsustamist voo juhtimise juhistega. Täpsemalt tähendab see üksikute-funktsioonide juhiste asendamist võimsamatega ja juhiste järjekorrale tähelepanu pööramist.
2. Loetavus
Kavandatud programm peaks olema hästi loetav. See mitte ainult ei aita programmeerijal programmi paremini mõista ja hõlbustab silumist, vaid muudab selle ka teistele arusaadavaks ja kasutajatele hõlpsaks hooldamise. Samuti peaks see vajaduse korral hõlbustama programmide levitamist.
Hea loetavuse tagamiseks peaks programmi ülesehitus olema võimalikult selge. Pöörake tähelepanu hierarhiale ja modulaarsusele, kasutades isegi objekt{1}}orienteeritud disainimeetodeid. Kasutage nii palju kui võimalik standardseid projekteerimisvõtteid.
Kui programmeerimiskeeli kasutatakse erijuhtudel, tuleks enamikul juhtudel hõlpsama loetavuse huvides kasutada redeldiagramme. I/O eraldamine peaks olema süstemaatiline, et seda oleks lihtsam meelde jätta ja mõista. Vajadusel lisage kommentaare. Ka sisemiste komponentide kasutamine peaks olema süstemaatiline; vältige nende juhuslikku kasutamist.
Loetavust tuleks arvestada programmi koostamise algusest peale. Täielikult seda saavutada pole lihtne, sest programmide silumise käigus juhiste lisamine või eemaldamine ning sisemiste komponentide kasutuse muudatused võivad algselt selge programmi mõnevõrra sassi ajada. Seetõttu lubage projekteerimisetapis silumise ajal kohandusi ja seejärel pärast silumist korrastage. Selle tulemuseks on kvaliteetsem programm.
Programmi kommentaarid peaksid sisaldama vähemalt järgmist:
A. Süsteemi kommentaarid: autoriõiguste omanik ja kogu programmi eesmärk; B. Ploki kommentaarid: ploki põhieesmärk ja autor; C. Segmendi kommentaarid: Koodisegmendi eesmärk; D. Muutujate kommentaarid: tähtsus on iseenesestmõistetav, sealhulgas I/O kommentaarid ja vahepealsed muutujate kommentaarid. Seoses konfidentsiaalsuse kaalutlustega tuleks neid käsitleda programmi krüpteerimisalgoritmi või plokkrüptimise kaudu, mitte kommentaare vähendades.
3. Korrektsus
PLC programm peab olema õige ja selle õige toimimise tõestamiseks kontrollitud tegeliku tööga. See on PLC-programmi kõige olulisem nõue; kui seda ei saavutata, on need muud aspektid kasutud kui tahes head.
Programmi korrektsuse tagamiseks tuleb juhiseid ja siseseadmeid täpselt kasutada. Juhiste täpne kasutamine on seotud nende täpse mõistmisega; seetõttu tuleb juhendite tähendust ja kasutustingimusi põhjalikult mõista. Vajadusel saab mõne ebaselge juhise testimiseks kirjutada väikseid programme.
Sama juhise puhul võivad mõned juhiste üksikasjad PLC tootmispartiide või seeriamudelite erinevuste tõttu erineda. Programmeerimisjuhendit tuleks hoolikalt uurida.
Samuti on oluline siseseadmete õige kasutamine. Näiteks mõnel PLC-l on voolukatkestuse{1}}kaitse, teistel aga mitte. Oluline on tagada, et kasutataks seadmeid, mis vajavad väljalülituskaitset-ja vastupidi.
Lühidalt öeldes on PLC-programmide kõige olulisem nõue kasutada täpselt juhiseid ja õigesti kasutada sisemisi komponente, et tagada programmeeritud programmi õige käitamine.
Näiteks vajavad Siemensi PLC-d salvestusfunktsiooniga muutujaid kui tõusvate ja langevate servade vahemuutujaid, nagu M-points või DB-points. FC temp-muutuja kasutamine tekitaks probleeme.
4. Töökindlus
Programmid peavad olema mitte ainult õiged, vaid ka usaldusväärsed. Töökindlus peegeldab PLC programmi stabiilsust, mis on samuti põhinõue.
Mõned PLC-programmid töötavad normaalsetes töötingimustes või seaduslike toimingute ajal korralikult, kuid ei tööta korralikult ebatavalistes töötingimustes (nt ajutine voolukatkestus, millele järgneb kiire toite taastamine) või pärast ebaseaduslikke toiminguid (nt nuppude järjestikusest väljavajutamine või mitme nupu samaaegne vajutamine). Sellised programmid on ebausaldusväärsed, ebastabiilsed või halvasti kavandatud.
Head PLC-programmid suudavad tuvastada ebatavalisi töötingimusi ja integreerida need sujuvalt tavatingimustega, võimaldades programmil kohaneda erinevate olukordadega. Hea PLC programm suudab illegaalseid toiminguid tagasi lükata, jätmata jälgi jätmata, aktsepteerides ainult legaalseid toiminguid.
Blokeerimine on levinud meetod ebaseaduslike toimingute tagasilükkamiseks; releeahelad kasutavad seda meetodit sageli ja ka PLC-d võivad selle lähenemisviisi pärida.
5. Muutmise lihtsus
Programmi peaks olema lihtne muuta. Üks PLC omadusi on selle mugavus ja paindlikkus erinevate olukordadega kohanemisel. See saavutatakse programmi muutmise või ümberkujundamisega.
Programmi ümberkujundamist kasutatakse siis, kui on vaja muuta PLC protsessi rakendusnõudeid. Programmi ei kirjutata mitte ainult ümber, vaid ka I/O-d tuleb ümber paigutada. Enamikul juhtudel pole programmi ümberkirjutamine vajalik; piisab väikestest muudatustest. See eeldab, et programmi oleks lihtne muuta.
Muutmise lihtsus tähendab ka paindlikkust, mis nõuab parameetrite muutmise või toimingute muutmise eesmärgi saavutamiseks vaid väikseid muudatusi.
6. Laiendatavus
Paljud programmid võivad olla eel{0}}programmeeritud enne saidile juurutamist, kuid saidil võib olla vaja lisada täiendavaid programme. Süsteemi üldise struktuuri häirimise vältimiseks tuleb varuriistvara jaoks igas funktsionaalses piirkonnas reserveerida piisavalt ruumi. Tarkvara peaks olema kavandatud käsitsi, automaatset ja pool{4}}automaatset tööd silmas pidades ning ruumi tuleks eraldada vastavalt.
7. Põhjalik häiresüsteem
PLC-süsteeme kasutatakse sageli tööstuslikes keskkondades, kus iga õnnetus võib põhjustada suuri või väikeseid kahjusid. Õnnetuste ärahoidmiseks või õnnetuse ajal tekkivate kahjude minimeerimiseks tuleb rõhutada PLC häire- ja kaitsefunktsioone. Seetõttu tõstetakse see esile kui süsteemi oluline komponent.
8. Programmi simulatsioon
Saidil{0}}silumise edenemise või klientidele tutvustamise tagamiseks on sageli enne juurutamist vaja programmi täisautomaatset simulatsiooni. See tingib vajaduse lisada olemasolevale programmile simulatsiooniprogrammi sektsioon, mis katkestatakse pärast tavapärast kohapeal töötamist. Selleks, et programm saaks simulatsiooni teha, on vaja järgmisi samme:
(1) Teisendage tegelikud PLC I/O punktid vahemuutujateks või andmeploki muutujateks;
(2) Koostage simulatsiooniprogrammid iga seadme jaoks vastavalt protsessi nõuetele.
Heaks PLC-programmiks võib lugeda sellist, mis vastab ülaltoodud nõuetele.
PLC programmeerimise spetsifikatsioonid
1. Valige sobiv PLC mudel ja I/O punktide arv. Valige konkreetsete funktsionaalsete nõuete jaoks spetsiaalsed funktsioonimoodulid.
2. Olge kursis valitud PLC programmeerimisjuhiste ja kompileerimistarkvaraga.
3. Planeerige pehmed komponendid, sealhulgas sisemised releed, hoidereleed, andmeregistrid, taimerid ja loendurid.
4. Planeerige programm, järgides üldiselt rikete eemaldamise, tõrkekäsitluse, käsitsi käsitsemise, automaatse käsitsemise ja väljundi käsitsemise järjestust. Suuremad projektid või seadmed tuleks automatiseeritud tootmisliinil jagada funktsionaalseteks üksusteks, nagu liftid, ülekandeseadmed ja tõste-/pöörlemisseadmed. Need tuleks programmeerida segmentideks ja plokkideks vastavalt ülaltoodud üksuse struktuurile.
5. Lisage iga segmenteeritud või ploki{1}}põhise programmi ette lühikesed segmendikommentaarid, selgitades selle funktsiooni. Vajadusel märkige vastav protsessi voog. Segmenteeritud või ploki--põhiste programmide järjekord üldises programmis peaks üldiselt järgima loetavuse huvides protsessi voo järjestust.
6. Enne programmi kavandamist tuleks seadmed välja võtta. Üldised tegurid, nagu seiskamine, hädaseiskamine, ülekoormus, üle-limiit, ajalõpp, turvavalgusti kardin, kokkupõrkepeatus ja ukselüliti, tuleks eemaldada ja asetada käivitus-käivitusahelasse või käivitus-peajuhtimis- ja blokeerimisahelasse. See toimib kogu programmi struktuuri üldise eeldusena. Selle põhjal jagatakse programm seejärel kaheks peamiseks funktsionaalseks piirkonnaks: automaatseks ja manuaalseks.
7. Programmi struktuuri käsitsi funktsioonide ala ühised tegurid, nagu käsitsi juhtimine ning seadmeid ja isiklikku turvalisust ohustavad tegurid, tuleks eraldada ja paigutada käsitsi põhijuhtimis- ja blokeerimisahelasse, et kaitsta, varjestada ja anda häiret käsitsi juhtimiseks.
8. Programmi struktuuri automaatsete funktsioonide ala ühised tegurid, nagu automaatne töö, piirangu ületamine ja ajalõpu tegurid, tuleks eraldada ja paigutada automaatsesse põhijuhtimis- ja blokeerimisahelasse, et kaitsta, varjestada ja häiret anda automaatjuhtimisega seadmetele. Üldine põhimõte on rangelt piirata seadmete sisenemist, piirates samal ajal lõdvalt seadmest väljumist, tagades ohutuse.
9. Programmis tuleks kavandada põhi lähtestamise funktsioon, et hõlbustada seadme normaalse töö kiiret ja lihtsat taastamist rikke korral. Põhilähtestamine peaks lähtestamise ajal täielikult arvestama seadmete ja personali ohutust.
10. Automaatrežiimilt käsirežiimile üleminekul peaks programm väljundid ja vaheseisundid automaatrežiimist tühjendama. Eriti kui kasutate SET-juhist automaatrežiimis, tuleb see käsitsi režiimis RESET-juhise abil kustutada.
11. Kaks väljundit on programmeerimisel rangelt keelatud; see tähendab, et sama väljundlause või sama väljundmähis esineb programmis kaks või enam korda. Sama väljundpunkti jaoks erinevates režiimitingimustes kasutage edastamiseks vahereleed ja ühendage need lõpuks üheks väljundpunktiks.
12. Puuteekraani kasutamisel ei tohi puuteekraani ja PLC ühiskasutatavat juhtimisala ja olekuala kasutada muuks funktsionaalseks programmeerimiseks.
13. Enne mis tahes spetsiaalse PLC-mooduli kasutamist kontrollige, kas selle juhtimisala ja olekuala hõivavad töösõnu. Kui jah, siis ärge programmeerige neid töösõnu muuks otstarbeks.
14. PLC sisendid, väljundid, vahereleed, taimerid, loendurid ja andmeregistrid peavad olema varustatud hiina tähtedega. Sisendid ja väljundid peavad sisaldama ka komponentide nimesid ja siltide numbreid. Vastavad sisendpunktid on üldiselt vaikimisi määratud väliste lülititega ühendatud kontaktidele EI. NC-kontakte vajavate sisendite puhul tuleb see märkustes täpsustada. Kõik kommentaarid peaksid olema selged ja üheselt mõistetavad, vältides arusaamatusi ja minimeerides üldmõistete kasutamist.
15. Pärast projekti silumise lõpetamist tuleb lõplik tarkvaraprogramm alles jätta. Salvestatud faili nimi peaks sisaldama projekti numbrit, autorit, kuupäeva ja versiooni numbrit.
16. Programmi krüptimise kohta: krüptitud programmi parool tuleb salvestada spetsiaalsesse faili, milles on selgelt märgitud kasutajanimi, parool ja õigused. Seda faili tuleks levitada vähemalt kahele inimesele, et parool teada saada ja programm parooli kadumise tõttu kättesaamatuks jääks.
Programmeerimissoovitused
1. Kui PLC ja hostarvuti (või puuteekraan) moodustavad seiresüsteemi, peab ekraan sageli kuvama juhtimisrežiime, nagu "käsitsi" ja "automaatne" (üldiselt võib mitmel režiimil olla ainult üks). Programmis saab kasutada käsku "MOV". Näiteks kui on valitud "käsitsi", teisaldatakse konstant 1 registrisse VB10; kui on valitud "automaatne", teisaldatakse 2 samasse registrisse VB10. Registris olevaid andmeid kontrollides saab määrata süsteemi juhtimisrežiimi. Selle lähenemisviisi eeliseks on selle mõistmise lihtsus ja see väldib vajadust keerukate protseduuride, näiteks blokeerimise järele.
2. Kui programm hõlmab analoogsignaali juhtimist, siis kui analoogsignaali lugemisel pole praktiliselt ühtegi viga, saab sisendi viivitamiseks kasutada aja filtreerimist. Kui loetud andmetel on suur viga, on vaja muid filtreerimismeetodeid, näiteks keskmistamist. Lisateabe saamiseks vaadake asjakohast dokumentatsiooni.
3. Programmi silumise ajal, kui tingimus on täidetud, kuid väljundmähis pole aktiveeritud, kontrollige, kas see teie programmi jaotis on sellistes lausetes, näiteks 'JUMP go to'. Teine võimalus on, et pärast programmi katkestamist on tingimus täidetud, kuid väljundit pole; see näitab tavaliselt, et seda programmi jaotist ei kontrollita.
4. Järjestikuste juhtimisprogrammide puhul, st kui üks toiming on lõpetatud ja järgmine toiming algatatud, on +10+10 juhtimisrežiim väga mugav. Idee on järgmine: Initsialiseerimise ajal on register eelseadistatud 0-le. Pärast süsteemi käivitamist suurendatakse seda 10 võrra, viies registri väärtuse 10-ni. Kui registri väärtus on 10, saab teha esimese toimingu. Pärast esimest toimingut suurendatakse registrit uuesti 10 võrra, viies registri väärtuse 20-ni, võimaldades sooritada teist toimingut. Pärast teist toimingut suurendatakse seda uuesti 10 võrra, viies registri väärtuse 30-ni. Nii saab väärtust registris kontrollides määrata soovitud toimingu. Kui on vaja hüppetoimingut, saab juurdekasvu muuta 10-lt 20-le, 30-le jne, olenevalt konkreetsetest nõuetest.
Miks suurendada 1 asemel 10 võrra? Kuna pärast 10 võrra suurendamist saab segmendi sisestamise vajaduse korral sisestada ükskõik millisesse 10 saadaolevast pesast.
5. Kui programmi kavandamisel ilmneb protsessiga seotud tõrge (mida juhtimissüsteem ei juhi), on kõige parem tõrkenähtust säilitada ja anda visuaalseid ja helisignaale seni, kuni operaator süsteemi lähtestab, nii et nad on veast teadlikud. Vastasel juhul, kui süsteem seiskub, võivad teised eeldada, et programmis on probleem. Neid punkte tuleks üldiselt uue süsteemi kavandamisel arvesse võtta.
6. Tihti kutsutavatest alamprogrammidest saab teha sagedaste kõnede jaoks alammooduleid.
7. Kuna tootmismasina töötsükli iga etapp nõuab teatud aja täitmiseks ja nendel aegadel on teatud piirid, saab jälgitava etapi algusega samaaegselt käivitada ka taimeri. Taimeri aja seadistus peaks olema 20–30% pikem kui toimingu tavaline kestus. Taimeri väljundsignaali saab kasutada häirete või automaatsete väljalülitusseadmete jaoks. Kui sammu aeg ületab määratud aja, saavutades vastava taimeri eelseadistatud aja ja enne järgmise sammu algust, annab taimer veasignaali. See signaal peatab normaalse töötsükli ja käivitab häire- või väljalülitusprotseduuri; seda kutsume tavaliselt üle-tsüklikaitseks.
8. Mõned ohutustuvastuslülitid (nagu hädaseiskamisnupud, turvavalgustuskardinad, piirlülitid jne) peaksid kasutama normaalselt suletud (NC) sisendeid.
9. Ohutuse ja energiasäästu kaalutlustel tuleks väljundid kavandada nii, et need aktiveeruvad ainult vajaduse korral ja peatuvad pärast toimingu lõpetamist, mitte ei peaks olema kavandatud nii, et need väljuksid pidevalt, kuni on vaja peatada.
10. Täiturmehhanismide tööpõhimõte peaks olema järgmine: parem püsida paigal, kui ebakindlalt liikuda.
11. Ühe-seadme seadmete juhtimine: igal seadmel peab olema käsitsi/automaatse lülitusfunktsioon ja käsitsi töötamise ajal käivitus-/seiskamisfunktsioon. Automaatselt käsirežiimile üleminekul ei tohi seadmed seiskuda; manuaalselt automaatsele üleminekul sõltub seadmete käivitamine/seiskamine automaatprogrammist.
12. Iga seadmeüksust (pump, ventilaator ja muud suured seadmed) tuleb pärast 24-tunnist töötamist pöörata ja peab olema kumulatiivne tööaja rekord, välja arvatud juhul, kui hostarvuti on seadistanud käivitus-/seiskamisjärjestuse; vastasel juhul peab operaator selle käsitsi seadistama.
