Днес споделям практическа статия, за да ви помогна да разберете как изглежда перфектната PLC програма и предоставя стандарти за програмиране на PLC и предложения за практическа работа.
Изисквания за дизайн за перфектна PLC програма:
Пълната PLC програма не е просто да накарате системата да работи; също така изисква пълни коментари, добре-структурирана архитектура, добра мащабируемост, всеобхватна система за аларма и защита и предварително{1}}система за симулация.
1. Простота
Направете PLC програмата възможно най-проста. Простотата означава използване на стандартизирана програмна рамка и прости инструкции. Най-общо казано, това включва оптимизиране на програмната структура и опростяване на програмата с инструкции за контрол на потока. По-конкретно, това означава замяна на инструкции за една-функция с по-мощни и обръщане на внимание на реда на инструкциите.
2. Четивност
Проектираната програма трябва да бъде много четлива. Това не само помага на програмиста да разбере по-добре програмата и улеснява отстраняването на грешки, но също така я прави лесна за разбиране за другите и за потребителите за поддръжка. Той също така трябва да улесни разпространението на програмата, когато е необходимо.
За да се осигури добра четливост, дизайнът на програмата трябва да бъде възможно най-ясен. Обърнете внимание на йерархията и модулността, дори като използвате обектно{1}}ориентирани методи за проектиране. Използвайте стандартните практики за проектиране колкото е възможно повече.
Ако езиците за програмиране се използват в специални случаи, в повечето случаи трябва да се използват стълбови диаграми за по-лесна четимост. Разпределението на I/O трябва да бъде систематично за по-лесно запаметяване и разбиране. Добавете коментари, когато е необходимо. Използването на вътрешни компоненти също трябва да бъде систематично; избягвайте да ги използвате случайно.
Четивността трябва да се има предвид от началото на проектирането на програмата. Това не е лесно да се постигне напълно, тъй като по време на отстраняване на грешки в програмата добавянето или премахването на инструкции и промените в използването на вътрешните компоненти могат да направят първоначално ясна програма донякъде объркана. Следователно, позволете корекции по време на отстраняване на грешки във фазата на проектиране и след това подредете след отстраняване на грешки. Това ще доведе до по-високо качество на програмата.
Коментарите по програмата трябва да включват най-малко следното:
A. Системни коментари: Притежател на авторското право и цел на цялата програма; B. Блок коментари: Основна цел и автор на блока; C. Сегментни коментари: Целта на кодовия сегмент; D. Променливи коментари: Важността е-очевидна, включително I/O коментари и междинни коментари за променливи. По отношение на съображенията за поверителност, те трябва да бъдат разгледани чрез алгоритъма за криптиране или блоково криптиране на програмата, а не чрез намаляване на коментарите.
3. Коректност
Програмата на PLC трябва да бъде правилна и проверена чрез действителна работа, за да докаже правилната си функция. Това е най-основното изискване за PLC програма; ако това не се постигне, колкото и добри да са другите аспекти, те са безполезни.
За да се гарантира коректността на програмата, инструкциите и вътрешните устройства трябва да се използват точно. Точното използване на инструкциите е свързано с точното им разбиране; следователно значението и условията за използване на инструкциите трябва да бъдат напълно разбрани. Ако е необходимо, могат да бъдат написани малки програми за тестване на някои неясни инструкции.
За една и съща инструкция, поради разлики в производствените партиди на PLC или серийните модели, някои подробности за инструкцията може да варират. Ръководството за програмиране трябва да се прегледа внимателно.
Правилното използване на вътрешните устройства също е важно. Например, някои PLC имат защита-от изключване, докато други не. От съществено значение е да се гарантира, че се използват устройства, изискващи-защита от изключване, и обратното.
Накратко, най-основното изискване за PLC програмите е точното използване на инструкциите и правилното използване на вътрешните компоненти, за да се гарантира, че програмираната програма се изпълнява правилно.
За прост пример, PLC на Siemens изискват променливи с функционалност за съхранение като междинни променливи за нарастващи и спадащи фронтове, като M-точки или DB-точки. Използването на временната променлива на FC би причинило проблеми.
4. Надеждност
Програмите трябва да бъдат не само правилни, но и надеждни. Надеждността отразява стабилността на PLC програмата, което също е основно изискване.
Някои PLC програми работят правилно при нормални работни условия или по време на законни операции, но не успяват да функционират правилно при необичайни работни условия (като временно прекъсване на захранването, последвано от бързо възстановяване на захранването) или след незаконни операции (като натискане на бутони извън последователността или натискане на няколко бутона едновременно). Такива програми са ненадеждни, нестабилни или лошо проектирани.
Добрите PLC програми могат да идентифицират необичайни работни условия и безпроблемно да ги интегрират с нормални условия, позволявайки на програмата да се адаптира към различни ситуации. Една добра PLC програма може да отхвърли нелегални операции, без да оставя "следи", приемайки само легални операции.
Блокирането е често срещан метод за отхвърляне на незаконни операции; релейните вериги често използват този метод и PLC могат също да наследят този подход.
5. Лесно модифициране
Програмата трябва да може лесно да се променя. Една от характеристиките на PLC е неговото удобство и гъвкавост при адаптиране към различни ситуации. Това се постига чрез модифициране или преработване на програмата.
Редизайнът на програмата се използва, когато трябва да се променят изискванията на приложението на процеса на PLC. Не само програмата е пренаписана, но I/O също трябва да бъде преразпределен. В повечето случаи не е необходимо пренаписване на програмата; малки модификации са достатъчни. Това изисква програмата да може лесно да се променя.
Лесното модифициране също означава гъвкавост, изискваща само незначителни промени за постигане на целта за промяна на параметри или модифициране на действия.
6. Разширяемост
Много програми може да са предварително-програмирани преди внедряване на сайта, но може да се наложи да се добавят допълнителни програми на-сайта. За да се избегне нарушаването на цялостната структура на системата, трябва да се запази достатъчно място във всяка функционална област за резервен хардуер. Софтуерът трябва да бъде проектиран с ръчна, автоматична и полу-автоматична работа и пространството трябва да бъде разпределено по съответния начин.
7. Комплексна алармена система
PLC системите често се използват в индустриални среди, където всяка авария може да причини загуби, големи или малки. За да се осигури предотвратяване на злополука или минимизиране на загубите по време на авария, трябва да се наблегне на алармените и защитните функции на PLC. Ето защо това е подчертано като важен компонент на системата.
8. Програмна симулация
За да се гарантира -напредък при отстраняване на грешки на място или за демонстрации на клиенти, често се изисква напълно автоматична симулация на програмата преди внедряването. Това налага добавянето на раздел за симулационна програма към съществуващата програма, която се изключва след нормална-работа на място. За да позволите на програмата да извършва симулация, са необходими следните стъпки:
(1) Преобразувайте действителните I/O точки на PLC в междинни променливи или променливи на блок данни;
(2) Напишете симулационни програми за всяка част от оборудването според изискванията на процеса.
За добра PLC програма може да се счита тази, която отговаря на горните изисквания.
Спецификации за програмиране на PLC
1. Изберете подходящия PLC модел и брой I/O точки. Изберете специални функционални модули за специфични функционални изисквания.
2. Бъдете запознати с избраните инструкции за програмиране на PLC и софтуер за компилиране.
3. Планирайте софтуерните компоненти, включително вътрешни релета, релета за задържане, регистри за данни, таймери и броячи.
4. Планирайте програмата, като обикновено следвате последователността от извличане на грешки, обработка на грешки, ръчна обработка, автоматична обработка и обработка на изхода. По-големите проекти или оборудване трябва да бъдат разделени на функционални единици, като асансьори, устройства за прехвърляне и устройства за повдигане/въртене в автоматизирана производствена линия. Те трябва да бъдат програмирани в сегменти и блокове в съответствие с горната структура на устройството.
5. Добавете кратки коментари за сегменти преди всяка сегментирана или блок-базирана програма, обяснявайки нейната функция. Ако е необходимо, посочете съответния поток на процеса. Редът на сегментирани или блок-базирани програми в рамките на цялостната програма обикновено следва последователността на потока на процеса за четливост.
6. Преди проектирането на програмата оборудването трябва да бъде абстрахирано. Общи фактори като спиране, аварийно спиране, претоварване, над-ограничение, изчакване, предпазна светлинна завеса, спиране при сблъсък и превключвател на вратата трябва да бъдат извлечени и поставени в началната-връзка или стартира-главната контролна и блокираща верига. Това служи като основна предпоставка на цялата програмна структура. Въз основа на това програмата е разделена на две основни функционални области: автоматична и ръчна.
7. Общите фактори в ръчната функционална зона на програмната структура, като ръчна работа и фактори, застрашаващи оборудването и личната безопасност, трябва да бъдат извлечени и поставени в ръчното главно управление и веригата за блокиране за защита, екраниране и аларма за ръчно управление.
8. Общите фактори в автоматичната функционална зона на програмната структура, като автоматична работа, над-лимит и фактори на изчакване, трябва да бъдат извлечени и поставени в автоматичното главно управление и веригата за блокиране за защита, екраниране и аларма за оборудване под автоматично управление. Общ принцип е стриктно ограничаване на влизането на оборудването, докато слабо ограничаване на изхода на оборудването, като се гарантира безопасността.
9. В програмата трябва да бъде проектирана функция за основно нулиране, за да се улесни бързото и лесно възстановяване на нормалната работа на оборудването в случай на неизправност. Основното нулиране трябва напълно да вземе предвид безопасността на оборудването и персонала по време на процеса на нулиране.
10. При преминаване от автоматичен режим към ръчен режим програмата да изчисти изходите и междинните състояния от автоматичен режим. Особено когато използвате инструкцията SET в автоматичен режим, тя трябва да бъде изчистена с помощта на инструкцията RESET в ръчен режим.
11. Двойните изходи са строго забранени при програмиране; тоест един и същ изходен оператор или една и съща изходна намотка се появява два или повече пъти в програмата. За една и съща изходна точка при различни условия на режим използвайте междинно реле за прехвърляне и накрая ги комбинирайте в една изходна точка.
12. Когато използвате сензорен екран, зоната за управление и областта на състоянието, споделени от сензорния екран и PLC, не трябва да се използват за друго функционално програмиране.
13. Преди да използвате специален PLC модул, проверете дали неговата контролна област и област за състояние заемат работни думи. Ако е така, не програмирайте тези работни думи за други цели.
14. PLC входовете, изходите, междинните релета, таймерите, броячите и регистрите на данни трябва да бъдат анотирани с китайски символи. Входовете и изходите трябва също да включват имена на компоненти и номера на тагове. Съответните входни точки обикновено са зададени по подразбиране на NO контакти, свързани към външни превключватели. За входове, изискващи NC контакти, това трябва да бъде посочено в коментарите. Всички коментари трябва да бъдат ясни и недвусмислени, като избягват недоразумения и минимизират използването на общи термини.
15. След приключване на отстраняването на грешки в проекта окончателната софтуерна програма трябва да се запази. Името на запазения файл трябва да включва номера на проекта, автора, датата и номера на версията.
16. По отношение на шифроването на програмата: Паролата за шифрованата програма трябва да се съхранява в специален файл, ясно посочващ потребителското име, паролата и разрешенията. Този файл трябва да се раздаде на поне двама души, за да научат паролата и да предотвратят недостъпността на програмата поради загуба на парола.
Предложения за програмиране
1. Когато PLC и хост компютър (или сензорен екран) образуват система за наблюдение, екранът често трябва да показва режими на управление като "ръчно" и "автоматично" (като цяло, няколко режима могат да имат само един). Инструкцията "MOV" може да се използва в програмата. Например, когато е избрано "ръчно", константата 1 се премества в регистър VB10; когато е избрано "автоматично", 2 се премества в същия регистър VB10. Чрез проверка на данните в регистъра може да се определи режимът на управление на системата. Предимството на този подход е лесното му разбиране и избягва необходимостта от сложни процедури като взаимно блокиране.
2. Когато програмата включва управление на аналогов сигнал, ако прочетеният аналогов сигнал практически няма грешка, може да се използва времево филтриране за забавяне на входа. Ако прочетените данни имат голяма грешка, са необходими други методи за филтриране, като например усредняване. Обърнете се към съответната документация за допълнителна информация.
3. По време на отстраняване на грешки в програмата, ако дадено условие е изпълнено, но изходната бобина не е активирана, проверете дали този раздел от вашата програма е в такива инструкции, като например `JUMP go to`. Друга възможност е след прекъсване на програмата условието да е изпълнено, но да няма изход; това обикновено означава, че този раздел от програмата не се сканира.
4. В програми за последователно управление, т.е. когато едно действие е завършено и следващото действие е инициирано, режимът на управление +10+10 е много удобен. Идеята е следната: регистърът е предварително зададен на 0 по време на инициализацията. След стартиране на системата, той се увеличава с 10, като стойността на регистъра става 10. Когато регистърът е 10, може да се извърши първото действие. След първото действие регистърът се увеличава отново с 10, което довежда стойността на регистъра до 20, позволявайки изпълнението на второто действие. След второто действие той се увеличава отново с 10, като стойността на регистъра става 30. По този начин, чрез проверка на стойността в регистъра, може да се определи желаното действие. Когато е необходимо действие за скок, увеличението може да се промени от 10 на 20, 30 и т.н., в зависимост от специфичните изисквания.
Защо да увеличавате с 10 вместо с 1? Тъй като след увеличаване с 10, ако трябва да се вмъкне сегмент, той може да бъде вмъкнат във всеки от 10-те налични слота.
5. Когато проектирате програма, ако възникне-неизправност, свързана с процес (която не се контролира от системата за управление), най-добре е да се поддържа явлението на повредата и да се осигурят визуални и звукови аларми, докато операторът нулира системата, така че да е наясно с неизправността. В противен случай, ако системата спре, другите може да предположат, че има проблем с програмата. Тези точки обикновено трябва да се имат предвид при проектирането на нова система.
6. Често извикваните подпрограми могат да бъдат превърнати в подмодули за чести извиквания.
7. Тъй като всяка стъпка в работния цикъл на производствена машина изисква определено време за изпълнение и тези времена имат определени ограничения, таймерът може да бъде стартиран едновременно с началото на стъпката, която трябва да се наблюдава. Настройката на времето на таймера трябва да бъде 20%–30% по-дълго от нормалната продължителност на действието. Изходният сигнал на таймера може да се използва за аларми или устройства за автоматично изключване. Когато времето на една стъпка надвиши определеното време, достигайки съответното предварително зададено време на таймера и преди да започне следващата стъпка, таймерът издава сигнал за грешка. Този сигнал спира нормалния работен цикъл и инициира аларма или процедура за изключване; това е, което обикновено наричаме-цикълна защита.
8. Някои превключватели за откриване на безопасност (като бутони за аварийно спиране, предпазни светлинни завеси, крайни превключватели и т.н.) трябва да използват нормално затворени (NC) входове.
9. От съображения за безопасност и пестене на енергия, изходите трябва да бъдат проектирани да се активират само когато е необходимо и да спрат, след като действието приключи, вместо да бъдат проектирани да извеждат непрекъснато, докато се изисква спиране.
10. Принципът на действие на задвижващите механизми трябва да бъде: по-добре да стоят неподвижни, отколкото да се движат хаотично.
11. Управление на оборудването на един-блок: Всеки модул трябва да има функция за ръчно/автоматично превключване и функция за стартиране/стоп по време на ръчна работа. При преминаване от автоматична към ръчна работа оборудването не трябва да спира; при превключване от ръчно към автоматично, пускането/спирането на оборудването зависи от автоматичната програма.
12. Всяка единица оборудване (помпа, вентилатор и друго голямо оборудване) трябва да се завърти след 24 часа работа и трябва да има кумулативен запис на работно време, освен ако последователността за стартиране/стоп не е зададена от хост компютъра; в противен случай операторът трябва да го настрои ръчно.
