Sterowniki Programowalne (SP) - Strona główna - SP_20142015... · Norma IEC 61131-1 Część 1: Postanowienia ogólne (ang. General Information) Zawiera ogólne definicje i typowe
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
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
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
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
6
Sterowniki PLC a Normy
- 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 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 ofProgramming 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))
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) 2014+5
61131- 4, Ed 2.0 User guidelines (TR), 2004-07 2010
61131- 5, Ed 1.0 Communications, 2000-11 201361131- 5, Ed 1.0 Communications, 2000-11 2013
61131- 6, Ed 1.0 Functional safety for PLC (Currently CDV - Committee Draft for Voting) 2012+5
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 1.0Single-drop digital communication interface for small sensorsand actuators (SDCI) aka “IO-Link” (Currently CD - Committee Draft)
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
� 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 ofProgramming 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))
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
� 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
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
� 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
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
� 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
21
Norma IEC 61131-6
� Część 6: Bezpieczeństwo funkcjonalne(ang. Functional safety)
� Określa wymagania dla sterowników programowalnych (PLC) i ichperyferii, które są przeznaczone do używania jako podsystemy logiczneelektrycznych/elektronicznych/programowalnych (E/E/PE) systemów
elektrycznych/elektronicznych/programowalnych (E/E/PE) systemówzwiązanych z bezpieczeństwem
� Sterownik i jego peryferia spełniające wymagania tej części normy jestidentyfikowany jako bezpieczny sterownik programowalny (FS-PLC)
� Odnosi się tylko do bezpieczeństwa funkcjonalnego i wymagańnienaruszalności bezpieczeństwa FS-PLC kiedy są wykorzystywane jakoelementy systemów E/E/PE związanych z bezpieczeństwem
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
Language), który umożliwia programowanie aplikacji systemów sterowania opartych na teorii zbiorów rozmytych (przy użyciu języków zdefiniowanych w Części 3 normy)
25
Norma IEC 61131-8 (TR)
� Część 8: Wytyczne do implementacji językówprogramowania(ang. Guidelines for the Application and Implementation of Programming Languages)
� Przedstawia informacje uzupełniające dotyczące stosowania
� 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
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
� 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 ofProgramming 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))
28
Coś więcej o:
IEC 61131-1Między innymi:
- Ogólna struktura funkcjonowania systemusterowania PLC
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
Jednostki organizacyjne oprogramowania POU (ang. Program Organization Units) stanowią najmniejsze niezależne jednostki oprogramowania aplikacji użytkownika, a składają się na nie:
Coś więcej o IEC 61131-3- model oprogramowania – elementy konfiguracji
� 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
Model oprogramowaniaSekwencyjny Schemat Funkcjonalny
(ang. Sequential Function Chart - SFC)
62
Coś więcej o IEC 61131-3
- 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
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
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.
Więcej informacji o FBD i LD na pozostałych wykładach z SP!
Coś więcej o IEC 61131-3
- języki programowania
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.
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.