Avui comparteixo un article pràctic per ajudar-vos a entendre com és un programa de PLC perfecte i ofereix estàndards de programació de PLC i suggeriments per al treball pràctic.
Requisits de disseny per a un programa PLC perfecte:
Un programa PLC complet no consisteix simplement en fer funcionar el sistema; també requereix comentaris complets, una arquitectura ben-estructurada, una bona escalabilitat, un sistema complet d'alarma i protecció i un sistema de simulació pre-executat.
1. Simplicitat
Feu que el programa PLC sigui el més senzill possible. Simplicitat significa utilitzar un marc de programa estandarditzat i instruccions senzilles. A grans trets, això implica optimitzar l'estructura del programa i simplificar el programa amb instruccions de control de flux. Més concretament, significa substituir les instruccions d'una-funció per altres de més potents i prestar atenció a l'ordre de les instruccions.
2. Llegibilitat
El programa dissenyat ha de ser molt llegible. Això no només ajuda el programador a entendre millor el programa i facilita la depuració, sinó que també fa que sigui fàcil d'entendre per als altres i per als usuaris de mantenir. També ha de facilitar la difusió del programa quan sigui necessari.
Per garantir una bona llegibilitat, el disseny del programa ha de ser el més clar possible. Preste atenció a la jerarquia i la modularitat, fins i tot utilitzant mètodes de disseny orientats a objectes-. Utilitzeu les pràctiques de disseny estàndard tant com sigui possible.
Si s'utilitzen llenguatges de programació en casos especials, en la majoria dels casos s'han d'utilitzar diagrames d'escala per facilitar la lectura. L'assignació d'E/S ha de ser sistemàtica per facilitar la memorització i la comprensió. Afegiu comentaris quan sigui necessari. L'ús de components interns també ha de ser sistemàtic; evitar utilitzar-los a l'atzar.
La llegibilitat s'ha de tenir en compte des del començament del disseny del programa. Això no és fàcil d'aconseguir completament, perquè durant la depuració del programa, l'addició o eliminació d'instruccions i canvis en l'ús de components interns pot fer que un programa originalment clar sigui una mica desordenat. Per tant, permet fer ajustos durant la depuració en la fase de disseny i, a continuació, endreçar després de la depuració. Això donarà lloc a un programa de més qualitat.
Els comentaris del programa han d'incloure almenys el següent:
A. Comentaris del sistema: titular dels drets d'autor i finalitat de tot el programa; B. Comentaris del bloc: Propòsit principal i autor del bloc; C. Comentaris del segment: Propòsit del segment de codi; D. Comentaris de variables: importància-evident, inclosos els comentaris d'E/S i els comentaris de variables intermèdies. Pel que fa a les consideracions de confidencialitat, aquestes s'han de tractar mitjançant l'algoritme de xifratge o el xifratge de bloqueig del programa, en lloc de reduir els comentaris.
3. Correcció
El programa PLC ha de ser correcte i verificat mitjançant el funcionament real per demostrar el seu correcte funcionament. Aquest és el requisit més fonamental per a un programa PLC; si això no s'aconsegueix, per bons que siguin els altres aspectes, no serveixen per a res.
Per garantir la correcció del programa, les instruccions i els dispositius interns s'han d'utilitzar amb precisió. L'ús precís de les instruccions està vinculat a la comprensió precisa d'aquestes; per tant, el significat i les condicions d'ús de les instruccions s'han d'entendre a fons. Si cal, es poden escriure petits programes per provar algunes instruccions poc clares.
Per a la mateixa instrucció, a causa de les diferències en els lots de fabricació de PLC o els models de sèrie, alguns detalls de les instruccions poden variar. S'ha de consultar detingudament el manual de programació.
També és important l'ús correcte dels dispositius interns. Per exemple, alguns PLC tenen protecció-d'apagada, mentre que d'altres no. És essencial assegurar-se que s'utilitzen dispositius que requereixen protecció-d'apagada, i viceversa.
En resum, el requisit més fonamental per als programes PLC és utilitzar les instruccions amb precisió i utilitzar correctament els components interns per garantir que el programa programat s'executi correctament.
Per a un exemple senzill, els PLC de Siemens requereixen variables amb funcionalitat d'emmagatzematge com a variables intermèdies per a arestes ascendents i descendents, com ara M-punts o DB-punts. L'ús de la variable temporal de FC causaria problemes.
4. Fiabilitat
Els programes no només han de ser correctes sinó també fiables. La fiabilitat reflecteix l'estabilitat del programa PLC, que també és un requisit bàsic.
Alguns programes de PLC funcionen correctament en condicions de funcionament normals o durant operacions legals, però no funcionen correctament en condicions de funcionament anormals (com ara un tall d'alimentació temporal seguit d'una restauració ràpida de l'alimentació) o després d'operacions il·legals (com prémer botons fora de seqüència o prémer diversos botons simultàniament). Aquests programes són poc fiables, inestables o mal dissenyats.
Els bons programes PLC poden identificar condicions de funcionament anormals i integrar-les perfectament amb condicions normals, permetent que el programa s'adapti a diverses situacions. Un bon programa PLC pot rebutjar operacions il·legals sense deixar cap "rastre", acceptant només operacions legals.
L'enclavament és un mètode comú per rebutjar operacions il·legals; Els circuits de relé sovint utilitzen aquest mètode, i els PLC també poden heretar aquest enfocament.
5. Facilitat de modificació
Un programa ha de ser fàcil de modificar. Una de les característiques d'un PLC és la seva comoditat i flexibilitat per adaptar-se a diverses situacions. Això s'aconsegueix modificant o redissenyant el programa.
El redisseny del programa s'utilitza quan cal canviar els requisits d'aplicació del procés del PLC. No només es reescriu el programa, sinó que també cal reassignar E/S. En la majoria dels casos, no cal reescriure el programa; amb petites modificacions són suficients. Això requereix que el programa sigui fàcil de modificar.
La facilitat de modificació també significa flexibilitat, ja que només requereixen canvis menors per aconseguir el propòsit de canviar paràmetres o modificar accions.
6. Expandabilitat
És possible que molts programes estiguin-preprogramats abans de la implementació al lloc, però és possible que s'hagin d'afegir programes addicionals al-lloc. Per evitar interrompre l'estructura general del sistema, cal reservar espai suficient a cada àrea funcional per al maquinari de còpia de seguretat. El programari s'ha de dissenyar tenint en compte el funcionament manual, automàtic i semi-automàtic, i l'espai s'ha d'assignar en conseqüència.
7. Sistema d'alarma integral
Els sistemes PLC s'utilitzen sovint en entorns industrials, on cada accident pot provocar pèrdues, grans o petites. Per garantir la prevenció d'accidents o minimitzar les pèrdues durant un accident, cal destacar les funcions d'alarma i protecció del PLC. Per tant, això es destaca com un component important del sistema.
8. Simulació de programes
Per garantir el progrés de la depuració-del lloc o per a les demostracions dels clients, sovint es requereix una simulació totalment automàtica del programa abans del desplegament. Això requereix afegir una secció de programa de simulació al programa existent, que es desconnecta després d'un funcionament normal-del lloc. Per permetre que el programa realitzi la simulació, cal seguir els passos següents:
(1) Converteix els punts d'E/S reals del PLC en variables intermèdies o variables de bloc de dades;
(2) Escriure programes de simulació per a cada equip d'acord amb els requisits del procés.
Un bon programa PLC es pot considerar que compleix els requisits anteriors.
Especificacions de programació de PLC
1. Seleccioneu el model de PLC i el recompte de punts d'E/S adequats. Trieu mòduls de funció especials per a requisits funcionals específics.
2. Estar familiaritzat amb les instruccions de programació del PLC i el programari de compilació seleccionats.
3. Planifiqueu els components suaus, inclosos els relés interns, els relés de retenció, els registres de dades, els temporitzadors i els comptadors.
4. Planificar el programa, generalment seguint la seqüència d'extracció d'errors, tractament d'avaries, manipulació manual, gestió automàtica i gestió de la sortida. Els projectes o equips més grans s'han de dividir en unitats funcionals, com ara ascensors, dispositius de transferència i dispositius d'elevació/giració en una línia de producció automatitzada. Aquests s'han de programar en segments i blocs segons l'estructura de la unitat anterior.
5. Afegiu comentaris breus de segment abans de cada programa segmentat o basat en bloc-, explicant-ne la funció. Si cal, indiqueu el flux de procés corresponent. L'ordre dels programes segmentats o basats en blocs-dins del programa general hauria de seguir, en general, la seqüència de flux del procés per a la seva llegibilitat.
6. Abans del disseny del programa, l'equip s'ha de resumir. Els factors habituals com ara la parada, la parada d'emergència, la sobrecàrrega, el sobre-límit, el temps d'espera, la cortina de llum de seguretat, la parada de col·lisió i l'interruptor de la porta s'han d'extreure i col·locar-los al circuit d'engegada-o en el circuit principal de control i enclavament-. Això serveix com a premissa general de tota l'estructura del programa. A partir d'això, el programa es divideix en dues àrees funcionals principals: automàtica i manual.
7. Els factors comuns a l'àrea de funció manual de l'estructura del programa, com ara l'operació manual i els factors que posen en perill l'equip i la seguretat personal, s'han d'extreure i col·locar al circuit de control principal manual i enclavament per protegir, blindar i alarmar per al control manual.
8. Els factors comuns a l'àrea de funció automàtica de l'estructura del programa, com ara l'operació automàtica, el límit-superior i els factors de temps d'espera, s'han d'extreure i col·locar al circuit automàtic de control principal i enclavament per protegir, blindar i alarmar els equips sota control automàtic. Un principi general és restringir estrictament l'entrada d'equips i alhora restringir la sortida de l'equip, garantint la seguretat.
9. Al programa s'ha de dissenyar una funció de restabliment principal per facilitar la restauració ràpida i senzilla del funcionament normal de l'equip en cas de mal funcionament. El reinici mestre ha de tenir en compte plenament la seguretat de l'equip i el personal durant el procés de reinici.
10. Quan es canvia del mode automàtic al mode manual, el programa hauria d'esborrar les sortides i els estats intermedis del mode automàtic. Especialment quan s'utilitza la instrucció SET en mode automàtic, s'ha d'esborrar mitjançant la instrucció RESET en mode manual.
11. Les sortides duals estan estrictament prohibides en la programació; és a dir, la mateixa instrucció de sortida o la mateixa bobina de sortida apareixen dues o més vegades al programa. Per al mateix punt de sortida en diferents condicions de mode, utilitzeu un relé intermedi per a la transferència i, finalment, combineu-los en un únic punt de sortida.
12. Quan s'utilitza una pantalla tàctil, l'àrea de control i l'àrea d'estat compartida per la pantalla tàctil i el PLC no s'han d'utilitzar per a altres programacions funcionals.
13. Abans d'utilitzar qualsevol mòdul PLC especial, comproveu si la seva àrea de control i àrea d'estat ocupen paraules de treball. Si és així, no programeu aquestes paraules de treball per a altres propòsits.
14. Les entrades, sortides, relés intermedis, temporitzadors, comptadors i registres de dades dels PLC s'han d'anotar amb caràcters xinesos. Les entrades i sortides també han d'incloure noms de components i números d'etiqueta. Els punts d'entrada corresponents solen tenir per defecte els contactes NO connectats a interruptors externs. Per a les entrades que requereixen contactes NC, això s'ha d'especificar als comentaris. Tots els comentaris han de ser clars i inequívocs, evitant malentesos i minimitzant l'ús de termes genèrics.
15. Un cop finalitzada la depuració del projecte, s'ha de conservar el programa de programari final. El nom del fitxer desat ha d'incloure el número del projecte, l'autor, la data i el número de versió.
16. Pel que fa al xifratge del programa: La contrasenya del programa xifrat s'ha d'emmagatzemar en un fitxer dedicat, indicant clarament el nom d'usuari, la contrasenya i els permisos. Aquest fitxer s'ha de distribuir a almenys dues persones per conèixer la contrasenya i evitar que el programa sigui inaccessible a causa de la pèrdua de la contrasenya.
Suggeriments de programació
1. Quan un PLC i un ordinador amfitrió (o pantalla tàctil) formen un sistema de monitorització, la pantalla sovint necessita mostrar modes de control com ara "manual" i "automàtic" (generalment, diversos modes només poden tenir un). La instrucció "MOV" es pot utilitzar al programa. Per exemple, quan se selecciona "manual", la constant 1 es mou al registre VB10; quan se selecciona "automàtic", 2 es mou al mateix registre VB10. Comprovant les dades del registre, es pot determinar el mode de control del sistema. L'avantatge d'aquest enfocament és la seva facilitat de comprensió i evita la necessitat de procediments complexos com l'enclavament.
2. Quan el programa implica un control de senyal analògic, si el senyal analògic de lectura pràcticament no té cap error, es pot utilitzar el filtrat de temps per retardar l'entrada. Si les dades llegides tenen un error important, calen altres mètodes de filtratge, com ara la mitjana. Consulteu la documentació rellevant per obtenir més informació.
3. Durant la depuració del programa, si es compleix una condició però la bobina de sortida no està activada, comproveu si aquesta secció del vostre programa es troba dins d'aquestes declaracions, com ara `JUMP go to`. Una altra possibilitat és que després d'una interrupció del programa es compleixi la condició però no hi hagi sortida; això normalment indica que aquesta secció del programa no s'està escanejant.
4. En els programes de control seqüencial, és a dir, quan es completa una acció i s'inicia la següent, el mode de control +10+10 és molt convenient. La idea és la següent: un registre està preestablert a 0 durant la inicialització. Després de l'inici del sistema, s'incrementa en 10, portant el valor del registre a 10. Amb el registre a 10, es pot realitzar la primera acció. Després de la primera acció, el registre s'incrementa de nou en 10, portant el valor del registre a 20, permetent que es realitzi la segona acció. Després de la segona acció, es torna a incrementar en 10, portant el valor del registre a 30. D'aquesta manera, comprovant el valor al registre, es pot determinar l'acció desitjada. Quan es necessita una acció de salt, l'increment es pot canviar de 10 a 20, 30, etc., depenent dels requisits específics.
Per què augmentar en 10 en lloc d'1? Perquè després d'incrementar en 10, si cal inserir un segment, es pot inserir en qualsevol de les 10 ranures disponibles.
5. Quan es dissenya un programa, si es produeix un error relacionat amb el procés-(no controlat pel sistema de control), el millor és mantenir el fenomen de l'error i proporcionar alarmes visuals i sonores fins que l'operador reiniciï el sistema, de manera que sigui conscient de l'error. En cas contrari, si el sistema s'atura, altres poden suposar que hi ha un problema amb el programa. Aquests punts s'han de tenir en compte generalment a l'hora de dissenyar un nou sistema.
6. Les subrutines anomenades freqüentment es poden convertir en submòduls per a trucades freqüents.
7. Atès que cada pas del cicle de treball d'una màquina de producció requereix un cert temps d'execució, i aquests temps tenen uns límits, es pot iniciar un temporitzador simultàniament amb l'inici del pas a controlar. La configuració de temps del temporitzador ha de ser un 20%-30% més llarg que la durada normal de l'acció. El senyal de sortida del temporitzador es pot utilitzar per a alarmes o dispositius d'apagat automàtic. Quan el temps d'un pas supera el temps especificat, arribant al temps preestablert del temporitzador corresponent, i abans que comenci el següent pas, el temporitzador emet un senyal d'error. Aquest senyal atura el cicle de treball normal i inicia el procediment d'alarma o apagada; això és el que normalment anomenem protecció durant-cicles.
8. Alguns interruptors de detecció de seguretat (com ara botons d'aturada d'emergència, cortines de llum de seguretat, interruptors de límit, etc.) haurien d'utilitzar entrades normalment tancades (NC).
9. Per consideracions de seguretat i estalvi d'energia, les sortides s'han de dissenyar per activar-se només quan sigui necessari i aturar-se un cop finalitzada l'acció, en lloc de dissenyar-se per sortir contínuament fins que es requereixi una parada.
10. El principi de funcionament dels actuadors hauria de ser: millor romandre quiet que moure's de manera irregular.
11. Control d'equips d'una unitat-única: cada unitat ha de tenir una funció de commutació manual/automàtica i una funció d'arrencada/aturada durant el funcionament manual. Quan es passa del funcionament automàtic al manual, l'equip no s'ha d'aturar; quan es passa de manual a automàtic, l'arrencada/parada de l'equip depèn del programa automàtic.
12. Cada unitat d'equip (bomba, ventilador i altres equips grans) s'ha de girar després de 24 hores de funcionament, i hi ha d'haver un registre de temps de funcionament acumulat, tret que la seqüència d'inici/parada sigui establerta per l'ordinador amfitrió; en cas contrari, l'operador l'ha de configurar manualment.
