Metode voor het ontwerpen van een programmabel besturingssysteem

Ontwerpmethode Programmeerbaar controllerbesturingssysteem

Breng eerst het probleem ter sprake

Programmeerbare controllertechnologie wordt voornamelijk gebruikt in de automatische besturingstechniek, hoe de kennis vóór de kennis kan worden gebruikt, volgens de werkelijke vereisten van het project in een redelijk besturingssysteem, geïntroduceerd in dit systeem om het algemene besturingssysteem te besturen.

Ten tweede, het programmeerbare controllerbesturingssysteemontwerp van de basisstappen

1. Ontwerp de hoofdinhoud van het systeem

(1) het ontwikkelen van de technische voorwaarden voor het ontwerp van het besturingssysteem. De technische voorwaarden worden doorgaans vastgelegd in de vorm van een ontwerptakenboek, dat de basis vormt voor het gehele ontwerp;

(2) selecteer de vorm van elektrische transmissie en motor, magneetventiel en andere uitvoerende instanties;

(3) geselecteerd PLC-model;

(4) het opstellen van een PLC-ingangs-/uitgangstoewijzingstabel of het tekenen van het bedradingsschema van de ingangs-/uitgangsterminal;

(5) volgens de vereisten van de systeemontwerpsoftwarespecificaties, en vervolgens de juiste programmeertaal (veelgebruikte ladder) gebruiken voor programmaontwerp;

(6) het begrijpen en volgen van de cognitieve psychologie van de gebruiker, aandacht voor het ontwerp van mens-machine-interfaces, het verbeteren van de vriendschappelijke relatie tussen mensen en de machine;

(7) ontwerpconsole, elektrische kasten en niet-standaard elektrische componenten;

(8) het opstellen van ontwerpspecificaties en instructies;

Afhankelijk van specifieke taken kan de bovenstaande inhoud dienovereenkomstig worden aangepast.

2. Ontwerp de basisstappen van het systeem

Programmeerbaar controllerapplicatiesysteemontwerp en foutopsporing van de belangrijkste stappen, zoals weergegeven in figuur 1.

In het geval van Figuur 1 Programmeerbare controllerapplicatiesysteemontwerp en foutopsporing van de belangrijkste stappen

(1) diepgaand begrip en analyse van het gecontroleerde object van de procesomstandigheden en controlevereisten

A. Het bestuurde object is een bestuurde machine, elektrische uitrusting, productielijn of productieproces.

B. De controle-eisen hebben vooral betrekking op de basismanier van controle, de uit te voeren actie, de samenstelling van de automatische werkcyclus, de noodzakelijke beveiliging en vergrendeling. Voor complexere besturingssystemen kunnen besturingstaken worden onderverdeeld in verschillende onafhankelijke delen, dit kan worden vereenvoudigd en is bevorderlijk voor programmeren en debuggen.

(2) om het I/O-apparaat te bepalen

Afhankelijk van het bestuurde object aan de functievereisten van het PLC-besturingssysteem, bepaalt u het door het systeem vereiste gebruikersinvoer en uitvoerapparaat. Veelgebruikte invoerapparaten hebben knoppen, keuzeschakelaars, eindschakelaars, sensoren, enz.. Veelgebruikte uitvoerapparaten zijn relais, schakelaars, verlichting, magneetkleppen enzovoort.

(3) Selecteer het juiste PLC-type

Selecteer het juiste PLC-type, inclusief de selectie van het model, de selectie van de capaciteit, de selectie van de I/O-module, de selectie van de voedingsmodule, etc., afhankelijk van het bepaalde gebruikers-I/O-apparaat, het vereiste ingangssignaal en het aantal uitgangssignalen. De

(4) Wijs I/O-punten toe

Wijs de ingangs- en uitgangspunten van de PLC toe om de ingangs-/uitgangstoewijzingstabel samen te stellen of teken het bedradingsschema van de ingangs-/uitgangsklemmen. Vervolgens kunnen er negen PLC-programmering zijn, en het ontwerp van de schakelkast of console en de constructie van de locatie.

(5) ontwerp applicatiesysteem ladderprogramma

Volgens het werkfunctiediagram of het statusstroomschema ontwerpladderdiagram dat programmeert. Deze stap is de kern van het gehele ontwerpwerk van het applicatiesysteem, maar ook een moeilijkere stap: om een ​​ladderdiagram te ontwerpen, moeten we eerst goed bekend zijn met de besturingsvereisten, maar ook een zekere ervaring hebben met elektrisch ontwerp.

(6) Voer het programma in PLC in

Wanneer u de eenvoudige programmeur gebruikt om het programma in de PLC in te voeren, moet u eerst het ladderdiagram omzetten in de instructie-ezelsbruggetjes voor invoer. Bij programmeerbaar programmeren op de computer met behulp van het programmeerbare logicaprogramma van de programmeerbare controller kan het programma via de verbindingskabel van de bovenste en onderste computer naar de PLC worden gedownload.

(7) voor het testen van software

Na de programma-invoer moet de PLC eerst het werk testen. Omdat er tijdens het programmeren onvermijdelijk omissies zullen zijn. Voordat u de PLC op het veldapparaat aansluit, is het daarom noodzakelijk om de softwaretest uit te voeren om de fouten in het programma te elimineren, maar ook om de basis te leggen voor de algehele foutopsporing en de algehele foutopsporingscyclus te verkorten.

(8) algehele foutopsporing van het applicatiesysteem

In het PLC-hardware- en softwareontwerp en de constructie van de schakelkast en de site is voltooid, kunt u het hele systeem van online foutopsporing uitvoeren. Als het besturingssysteem uit verschillende delen bestaat, moet u eerst wat lokale foutopsporing uitvoeren en vervolgens de algehele foutopsporing; Als het besturingsprogramma meer stappen heeft, kunt u eerst subsecties debuggen en vervolgens aansluiten op de totale melodie. Foutopsporing gevonden in het probleem, één voor één uit te sluiten, tot het succes van de foutopsporing.

(9) de voorbereiding van technische documenten

Technische systeemdocumenten omvatten instructies, elektrische schema's, elektrische lay-out, schema's voor elektrische componenten, PLC-ladderdiagram.

Ten derde, PLC-hardwaresysteemontwerp

1. Selectie van PLC-modellen

Voordat u een beslissing neemt over een systeembesturingsplan, is het noodzakelijk om meer te weten te komen over de besturingsvereisten van het bestuurde object en te beslissen of u de PLC voor de besturing wilt gebruiken.

In het besturingssysteem is de logica complexer (vereist veel tussenrelais, tijdrelais, tellers, enz.), vaker proces- en productwijzigingen, de behoefte aan gegevensverwerking en informatiebeheer (gegevensbewerking, analoge besturing, PID-regeling, enz.). Het systeem vereist een hogere betrouwbaarheid en stabiliteit, klaar om fabrieksautomatiseringsnetwerken te realiseren, enz., het gebruik van PLC-besturing is noodzakelijk.

Op dit moment bieden veel binnenlandse en buitenlandse fabrikanten een verscheidenheid aan reeksen verschillende functies van de PLC-producten, zodat gebruikers verblind worden met verlies. Dus een alomvattend evenwicht tussen voor- en nadelen, een redelijke keuze aan modellen om economische en praktische doeleinden te bereiken. Algemene keuze van modellen om aan de behoeften van het systeem voor het doel te voldoen, niet blindelings hebzuchtig voor het geheel, om zo investeringen en verspilling van apparatuur te voorkomen. De keuze van modellen kan worden overwogen vanuit de volgende aspecten.

(1) Selectie van invoer-/uitvoerpunten

Als je blindelings het aantal modellen selecteert, ontstaat er een zekere mate van verspilling.

Om het totale aantal I/O-punten in het besturingssysteem te achterhalen en vervolgens het aantal benodigde PLC's in te stellen op 15 tot 20% van het totaal aantal benodigde punten voor het werkelijke aantal (voor het hermodelleren van het systeem).

Merk ook op dat bij sommige ingangspunten met hoge dichtheid van de module het aantal ingangspunten tegelijkertijd beperkt is, en dat het ingangspunt over het algemeen tegelijkertijd niet meer dan 60% van het totale ingangspunt mag bedragen; PLC elk uitgangspunt van de aandrijfcapaciteit (A / is ook beperkt, en een deel van de uitgangsstroom van de PLC per punt varieert met de grootte van de belastingsspanning; de algemeen toegestane uitgangsstroom PLC met de stijging van de omgevingstemperatuur enzovoort. Bij de selectie moet met deze kwesties rekening worden gehouden.

PLC-uitgangspunten kunnen worden onderverdeeld in gemeenschappelijk punt, groepering en isolatie van verschillende verbindingen. Er kan gebruik worden gemaakt van isolatie tussen de uitgangen van elke groep tussen de verschillende spanningstypes en spanningsniveaus, maar hierdoor ligt de gemiddelde PLC-prijs per punt hoger. Als er geen noodzaak is voor isolatie tussen de uitgangssignalen, moeten de eerste twee uitgangsmodi worden geselecteerd.

(2) de keuze van de opslagcapaciteit

De gebruikersopslagcapaciteit kan slechts een ruwe schatting zijn. In het systeem dat alleen het schakelbedrag regelt, kan dit worden geschat door het totale aantal punten te vermenigvuldigen met 10 woorden/punt + het totale aantal punten met 5 woorden/punt; de teller / timer wordt geschat op (3 ~ 5) woorden; (5 ~ 10) woord-/volumeschatting; in het analoge invoer / uitvoer-systeem kunt u op elke invoer / (of uitvoer) alle analoge ongeveer (80 ~ 100) woordopslagcapaciteit indrukken om te schatten; Er zijn communicatieverwerkingen met een ruwe schatting van meer dan 200 woorden per interface. Tenslotte is er nog een marge van 50 tot 100% van de geschatte capaciteit. Vanwege het gebrek aan ervaring van de ontwerper, selecteert u de capaciteit om de marge te behouden om groter te zijn.

(3) de keuze van de I/O-responstijd

De I/O-responstijd van de PLC omvat de vertraging van het ingangscircuit, de vertraging van het uitgangscircuit en de tijdvertraging veroorzaakt door de scanmodus (meestal 2 tot 3 scancycli). Op het schakelbesturingssysteem voldoen de PLC- en I/O-responstijd over het algemeen aan de werkelijke technische vereisten, waarbij mogelijk geen rekening hoeft te worden gehouden met het I/O-responsprobleem. Maar het analoge besturingssysteem, en vooral het gesloten-lussysteem, zal dit probleem in overweging nemen.

(4) volgens de kenmerken van de uitgangsbelastingselectie

Verschillende belastingen op de PLC-uitvoermethode hebben de overeenkomstige vereisten. Bij het veelvuldig aan-uitschakelen van de inductieve belasting moet bijvoorbeeld het transistor- of thyristoruitgangstype worden gekozen, en mag niet het relaisuitgangstype worden gebruikt. Het relaisuitgangstype PLC heeft echter veel voordelen, zoals een kleine geleidingsspanningsval, er is isolatie, de prijs is relatief goedkoop, bestand tegen tijdelijke overspanning en overstroom, de belastingsspanning is flexibel (AC, DC) en spanningsbereik, enzovoort. De actie komt dus niet vaak voor, DC-belasting kan het relaisuitgangstype PLC kiezen.

(5) de keuze tussen online en offline programmering

Offline programmeren betekent dat de host en de programmeur een CPU delen, via de programmeur om de schakelaar te selecteren om de PLC-programmering, monitoring en werking van de werkstatus te selecteren. Bij het programmeren dient de CPU alleen de programmeur en niet de controle ter plaatse. Er is sprake van speciale programmeurprogrammering. Online programmeren betekent dat de host en de programmeur elk een CPU hebben, de host-CPU om de besturing van de scène te voltooien, aan het einde van elke scancyclus met de programmeur, de programmeur om het programma aan te passen aan de host, in de volgende scancyclus zal de host op drukken. Het nieuwe programma bestuurt de site. Computerondersteund programmeren maakt zowel online programmeren als online programmeren mogelijk. Online programmeren vereist de aanschaf van een computer en de configuratie van de programmeersoftware. Welke programmeermethode moet indien nodig worden gebruikt.

(6) Afhankelijk van de vraag of de netwerkcommunicatieselectie is

Als het PLC-gestuurde systeem moet worden aangesloten op het fabrieksautomatiseringsnetwerk, moet de PLC de communicatienetwerkfunctie hebben, dat wil zeggen dat de PLC moet worden aangesloten op een andere PLC, de bovenste computer en de CRT enzovoort op de interface. Grote, middelgrote machines hebben een communicatiefunctie, de meeste minicomputers hebben ook een communicatiefunctie.

(7) de keuze van de vorm van de PLC-structuur

In het geval van dezelfde functie en dezelfde I/O-puntgegevens is de totale prijs lager dan de modulaire prijs. Maar de module heeft een flexibele functie-uitbreiding, eenvoudig onderhoud (voor de module), eenvoudig om de voordelen van falen te bepalen, afhankelijk van de werkelijke noodzaak om de vorm van PLC te kiezen.

2. Wijs in-/uitgangspunten toe

Algemene ingangspunten en ingangssignalen, uitgangspunten en uitgangsbesturing zijn één-op-één correspondentie.

Na de toewijzing, volgens de systeemconfiguratie, wordt het kanaal en het contactnummer toegewezen aan elk ingangssignaal en wordt het uitgangssignaal genummerd.

In sommige gevallen zijn er twee signalen met een ingangspunt, die zich vóór de ingang in het toegangspunt moeten bevinden, volgens de logische relatie tussen de goede lijn (zoals twee contacten in serie of parallel), en vervolgens het ingangspunt ontvangen.

(1) Bepaal het I/O-kanaalbereik

Verschillende soorten PLC, het ingangs- / uitgangskanaalbereik is niet hetzelfde, moet gebaseerd zijn op het geselecteerde PLC-model, toegang tot de bijbehorende programmeerhandleiding mag niet "Zhang Guan Li Dai." Moet de relevante bedieningshandleiding raadplegen.

(2) hulprelais

Intern hulprelais is geen externe uitgang, kan geen externe apparaten rechtstreeks aansluiten, maar stuurt andere relais aan, timer / teller voor gegevensopslag of gegevensverwerking.

Functioneel gezien is het interne hulprelais gelijkwaardig aan de traditionele elektrische schakelkast in het midden van het relais.

Het ingangs-/uitgangsrelaisgebied van de niet-toegewezen module en het linkrelaisgebied wanneer de 1: 1-link niet wordt gebruikt, kunnen worden gebruikt als intern hulprelais. Volgens de behoeften van het programmaontwerp moeten er redelijke regelingen zijn voor het interne hulprelais van PLC, in de ontwerpspecificatie moet het interne hulprelais in het programma worden gedetailleerd om hergebruik te voorkomen. Raadpleeg de relevante bedieningshandleiding.

(3) Wijs de timer/teller toe

Het aantal timers/tellers voor de PLC wordt beschreven in de betreffende bedieningshandleiding.

7.3 Methoden en stappen voor het ontwerpen van PLC-softwaresystemen

7.3.1 Ontwerpmethode voor PLC-softwaresysteem

Nadat u de PLC-programmastructuur begrijpt, is het noodzakelijk om het programma specifiek voor te bereiden. PLC-besturingsprocedures voor de voorbereiding van veel manieren, hier worden voornamelijk enkele typische programmeermethoden beschreven.

1. Grafisch programmeren

Grafische methode is door het PLC-programmaontwerp te tekenen. Gewoonlijk zijn er een ladderdiagram, een logische stroomdiagrammethode, een timingstroomdiagrammethode en een stapcontrolemethode.

(1) laddermethode: laddermethode is het gebruik van laddertaal om het PLC-programma te compileren. Dit is een programmeermethode die het relaisbesturingssysteem nabootst. De grafische weergave en zelfs de componentnamen lijken sterk op het relaisbesturingscircuit. Bij deze methode kan eenvoudig het originele relaisbesturingscircuit worden getransplanteerd in PLC-laddertaal. Dit is het handigst voor iemand die bekend is met de besturing van het relais, een programmeermethode.

(2) logische stroomschema-methode: logische stroomschema-methode is een logisch blokdiagram dat het PLC-programma-uitvoeringsproces, de relatie tussen de invoer en uitvoer. De logische stroomschemamethode is de processtroom van het systeem, met een logisch blokdiagram om het systeemlogische stroomschema te vormen. Deze bereidingswijze van het PLC-besturingsprogramma is logisch denken duidelijk, de causale relatie tussen input en output en de in elkaar grijpende omstandigheden duidelijk. Een logisch stroomschema maakt het hele proces duidelijk, het besturingsprogramma gemakkelijk te analyseren, gemakkelijk foutpunten te vinden, eenvoudig te debuggen en onderhoudsprocedures. Soms kan het voor een complex programma dat rechtstreeks met de instructietabel en het gebruik van ladderprogrammering moeilijk is om te starten, eerst een logisch stroomschema tekenen, en vervolgens voor de verschillende delen van het logische stroomschema en de ladder met de voorbereiding van PLC-toepassingen.

(3) Timingstroomschemamethode: timingstroomschemamethode om eerst het timingdiagram van het besturingssysteem te tekenen (dat wil zeggen, tot een bepaalde tijd moet worden gecontroleerd die het timingdiagram bestuurt), en vervolgens volgens de timingrelatie om de overeenkomstige besturingstaken van het programmablokdiagram te tekenen, en ten slotte het programmablokdiagram geschreven in het PLC-programma. De timingstroomschemamethode is zeer geschikt voor de tijdgebaseerde programmeermethode voor besturingssystemen.

(4) stapsgewijze controlemethode: stapsgewijze controlemethode is in de volgordeopdracht met het ontwerp van complexe controleprocedures. Over het algemeen kunnen complexere procedures worden onderverdeeld in een aantal relatief eenvoudige functies van het programma; een blok kan worden gezien als een hele stap in het besturingsproces. Vanuit het hele gezichtspunt bestaat een complex systeemcontroleproces uit een aantal stappen. Systeemgestuurde taken kunnen feitelijk op verschillende tijdstippen of in verschillende processen worden overwogen om de controle over elke stap te voltooien. Daartoe hebben veel PLC-fabrikanten hun eigen PLC in gebruik genomen om de besturingsinstructies stapsgewijs te vergroten. Nadat u de statusstroomdiagrammen van elke stap hebt getekend, kunt u het commando Stapreeks gebruiken om eenvoudig het besturingsprogramma te schrijven.

2. Ervaringsgerichte programmering

Ervaring is het gebruiken van jouw eigen ervaring of die van iemand anders om te ontwerpen. Het grootste deel van het ontwerp vóór de eerste keuze met hun eigen procesvereisten vergelijkbaar met de procedures, deze procedures als hun eigen 'testprocedures'. Gecombineerd met hun eigen technische situatie worden deze "testprocedures" één voor één geschikt gemaakt voor hun eigen technische eisen. Hier is de ervaring, sommige uit eigen ervaring, sommige kunnen de ontwerpervaring van iemand anders zijn, die je moet verzamelen, goed in samenvatten.

3. Computerondersteunde ontwerpprogrammering

Computerondersteund ontwerp gebeurt via de PLC-programmeersoftware op de computer voor programmeren, offline of online programmeren, offline simulatie en online foutopsporing enzovoort. Het gebruik van programmeersoftware kan erg handig zijn bij het offline of online programmeren van de computer, online debuggen, het gebruik van programmeersoftware kan erg handig zijn bij de toegang tot computerprogramma's, codering en de vorming van EXE-besturingsbestanden.

7.3.2 Ontwerpstappen voor PLC-softwaresysteem

In het begrijpen van de programmastructuur en programmeermethoden, gebaseerd op de daadwerkelijke voorbereiding van het PLC-programma. Voor het schrijven van PLC-programma's en het schrijven van andere computerprogramma's moet u het volgende proces doorlopen.

1. Blokkeer de systeemtaken

Het doel van het blok is om een ​​complex project op te splitsen in een aantal relatief eenvoudige kleine taken. Zodat een complex groot probleem wordt omgezet in een aantal eenvoudige kleine problemen. Hierdoor is het eenvoudig te programmeren.

2. Stel het logische relatiediagram van het besturingssysteem samen

Vanuit het logische relatiediagram kun je de resultaten van een logische relatie weergeven, wat de resultaten van de Britten zijn en welke actie. Deze logische relatie kan gebaseerd zijn op de volgorde van elke controleactiviteit, of op de tijd van de gehele activiteit. Het logicaschema weerspiegelt de besturing van het besturingsproces en de activiteiten van het bestuurde object, maar weerspiegelt ook de relatie tussen input en output.

3. Teken verschillende schakelschema's

Het doel van het tekenen van verschillende circuits is om het adres en de naam van de in- en uitgang van het systeem in te stellen. Dit is een zeer cruciale stap. Bij het tekenen van het ingangscircuit van de PLC moet niet alleen worden overwogen of het verbindingspunt van het signaal consistent is met de naamgeving, maar ook of de spanning en stroom van de ingang geschikt zijn, en de betrouwbaarheid en stabiliteitsomstandigheden van de werking onder speciale omstandigheden. Vooral om te overwegen of de hoge spanning om de ingang naar de PLC te leiden, de introductie van hoge spanning in de PLC-ingang, de PLC relatief grote schade zal veroorzaken. Bij het tekenen van het uitgangscircuit van de PLC moet niet alleen worden overwogen of het aansluitpunt van het uitgangssignaal hetzelfde is als de naam, maar ook of de PLC-laadmodule een laadvermogen heeft en bestand is tegen spanning. Daarnaast wordt er ook rekening gehouden met het uitgangsvermogen en de polariteit van de voeding. Houd bij het tekenen van het hele circuit ook rekening met de principes van ontwerpinspanningen om de stabiliteit en betrouwbaarheid ervan te verbeteren. Hoewel de besturing met PLC handig en flexibel is. Maar bij het ontwerp van het circuit moet je nog steeds voorzichtig en uitgebreid zijn. Daarom moet bij het tekenen van het schakelschema rekening worden gehouden met de volledige plaats van de geïnstalleerde knop, waar de installatieschakelaar zorgvuldig moet zijn.

4. Bereid het PLC-programma voor en ga door met het debuggen van de simulatie

Na het tekenen van het schakelschema kunt u doorgaan met het opstellen van het PLC-programma. Natuurlijk kunt u de bovenstaande programmeermethode gebruiken. Let er bij het programmeren naast dat het programma correct en betrouwbaar is, maar beschouw het programma ook als eenvoudig, tijdbesparend, gemakkelijk te lezen en gemakkelijk aan te passen. Een programma samengesteld om het experiment te simuleren, zo gemakkelijk om het probleem te vinden, gemakkelijk op tijd aan te passen, het is het beste om het hele proces niet te voltooien na het grootboek.

5. Productieconsole en schakelkast

Na het tekenen van de elektrische installatie, na voltooiing van het programma, kunt u de console en schakelkast maken. In tijden van spanning kunnen deze werkzaamheden ook parallel aan het voorbereidingsproces worden uitgevoerd. Bij de productie van consoles en schakelkasten moet aandacht worden besteed aan de keuze van schakelaars, knoppen, relais en andere apparaatkwaliteit, specificaties moeten aan de eisen voldoen. De installatie van de apparatuur moet veilig en betrouwbaar zijn. Afschermingsproblemen, aardingsproblemen, hogedrukisolatie en andere problemen moeten bijvoorbeeld op de juiste manier worden afgehandeld.

6. Inbedrijfstelling ter plaatse

Inbedrijfstelling op locatie is een belangrijk onderdeel van het gehele besturingssysteem. Van elk programma-ontwerp is moeilijk te zeggen dat het niet kan worden gebruikt bij het debuggen in het veld. Alleen door veldfoutopsporing om de regellus en controleprocedures te vinden, kan niet aan de systeemvereisten worden voldaan; alleen door het veld debuggen kan worden gevonden in het controlecircuit en controleprocedures tegenstrijdig; alleen debuggen ter plaatse tot de laatste veldtest en uiteindelijk het regelcircuit en de controleprocedures aanpassen, om aan de eisen van het controlesysteem te voldoen.

7. Technische documenten voorbereiden en ter plaatse uitvoeren

Na het debuggen in het veld worden in principe het besturingscircuit en de besturingsprocedures bepaald, de gehele systeemhardware en -software is in principe geen probleem. Op dit moment is het noodzakelijk om de technische documenten volledig te corrigeren, inclusief het afwerken van schakelschema's, PLC-programma's, instructies en helpbestanden. Dit werk is in principe voorbij.