Ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirish

PLC ishlashi va dasturlash xususiyatlari
Endi PLClarning asosiy imkoniyatlari aniqroq bo'lib, ulardan qanday foydalanishni aniqlash vaqti keldi.
Dasturlash tizimi PLC ning ajoyib va ​​foydali xususiyatlaridan biri bo'lib, u turli sohalar mutaxassislari uchun boshqaruv dasturlarini ishlab chiqishda soddalashtirilgan yondashuvni taqdim etadi.
Aynan PLC-da dastur operatorlarini tavsiflash uchun kompyuter ekranidagi o'rni kontaktlaridan vizual zanjirlarni yig'ish orqali dasturlash boshqaruvchilari uchun birinchi marta qulay imkoniyat paydo bo'ldi (6-rasm). Shunday qilib, dasturlashdan juda uzoq bo'lgan muhandis-texnologlar ham tezda o'zlari uchun yangi kasbni o'zlashtirmoqdalar. Bunday dasturlash narvon diagrammasi yoki narvon diagrammasi (LD yoki LAD) deb nomlanadi. Dasturda hisoblagichlar, taymerlar va boshqa mantiqiy bloklarning funktsiyalaridan foydalanish tufayli PLC tomonidan hal qilingan vazifalar sezilarli darajada kengaymoqda.

6-rasm Elektr zanjirining dasturiy ta'minotini amalga oshirishga misol

PLC dasturlash vazifasi barcha PLC platformalarida standartlashtirilgan beshta til bilan yanada soddalashtirilgan. Uchta grafik va ikkita matnli dasturlash tillari o'zaro mos keladi. Bunday holda, dasturning bir qismini bitta tilda, ikkinchisini esa boshqa tilda, unga qulayroq yaratish mumkin.
PLC grafik dasturlash vositalariga ketma-ket funktsiyalar jadvali (SFC) tili va funktsiya bloklari diagrammasi (FBD) kiradi, bu jarayon muhandislari uchun ko'proq tushunarli. Dasturchilarga ko'proq tanish bo'lgan odatiy Assemblerga o'xshash Paskalga o'xshash Statement List (STL) tili va Instruction List (IL) tili.
Albatta, PLC dasturlashning qulayligi nisbiy. Agar mashg'ulotdan so'ng, boshlang'ich mantiqni yaxshi biladigan deyarli har qanday muhandis kichik qurilmani dasturlash bilan kurasha oladigan bo'lsa, unda murakkab dasturlarni yaratish uchun dasturchi kasbining asoslarini va PLC dasturlash bo'yicha maxsus bilimlarni talab qiladi.
Kabi zamonaviy PLClar, maxsus komplekslar uchun dasturiy ta'minotni yaratishni soddalashtirish uchun
(7-rasm), ISAGRAF, OpenPCS va boshqa vositalar, ular hech qanday PLC apparat platformasiga bog'lanmagan va dasturchi ishini avtomatlashtirish uchun kerak bo'lgan hamma narsani o'z ichiga oladi. TI tarkibiy qismlariga asoslangan murakkab loyihalarni disk raskadrovka qilish uchun kompaniya maxsus disk raskadrovka to'plamlarini va kerakli dasturiy ta'minotni taklif qiladi.

7-rasm. CoDeSys muhitida dasturlashning ishchi ekrani

Ishni boshlashdan oldin PLC uskunani dastlabki sinovdan o'tkazadi va operatsion tizim va foydalanuvchining ish dasturini RAM va ROMga yuklaydi. Standart PLC, ish rejimidan tashqari, o'zgaruvchan qiymatlarni ko'rish va tahrirlash qobiliyatiga ega dasturni bosqichma-bosqich bajarilishi bilan disk raskadrovka rejimiga ega.
PLC ish rejimi bir xil turdagi takrorlanadigan tsikllardan iborat bo'lib, ularning har biri uch bosqichni o'z ichiga oladi:

• barcha datchiklarni holatini operativ xotirada ro'yxatdan o'tkazish bilan so'roq qilish;

  
  

• datchiklarning joriy holati to'g'risidagi ma'lumotlardan foydalangan holda va bufer registrlariga yozilgan boshqarish harakatlarini shakllantirish bilan ishchi dasturni ketma-ket tahlil qilish;

  
  

• bir vaqtning o'zida nazorat qiluvchi tomonidan uning barcha chiqishi va datchiklarni so'roq qilishning keyingi bosqichining boshlanishi holatini yangilash.

  
  

PLC dasturining bajarilishini ulangan kompyuter ekranida alohida parametrlarning holatini ko'rsatib kuzatib borish mumkin. Masalan, nasosni yoqish va o'chirish protseduralari kerakli kechikishga qarab o'zgarishi mumkin, uning qiymati maxsus o'zgaruvchiga o'rnatiladi.

Agar kerak bo'lsa, siz dasturning bajarilishini to'xtatishingiz va PLC-ni dasturlash rejimiga qo'yishingiz, so'ngra kompyuter ekranida dasturning borishini yoki alohida parametrlarini o'zgartirishingiz va ularni PLC xotirasiga qayta yozishingiz mumkin
Datchiklar sonining ko'payishi, avtomatlashtirilgan tizim joylashgan hudud maydonining ko'payishi va boshqarish algoritmlarining murakkablashishi bilan taqsimlangan tizimlardan foydalanish samaraliroq bo'ladi . Tarqatilgan tizimlar ko'plab geografik jihatdan tarqalgan dispetcherlardan va I / U modullaridan iborat. Ushbu yondashuv bilan taqsimlangan tizimning tuzilishi va uning ishlash algoritmining tuzilishi avtomatizatsiya ob'ektining tuzilishiga o'xshaydi va ma'lumotlarni yig'ish, qayta ishlash, boshqarish va hisoblash funktsiyalari ko'plab boshqaruvchilar o'rtasida taqsimlanadi. Har bir boshqaruvchi o'z guruhiga kiritish-chiqarish qurilmalari bilan ishlaydi va boshqarish ob'ektining ma'lum qismiga xizmat qiladi. Xususan, texnologik uskunalar, qoida tariqasida, o'rnatilgan PLC bilan ta'minlanadi. Boshqaruvni markazlashtirmaslik va boshqaruvchilarni boshqarish moslamalariga yaqinlashtirish tendentsiyasi barcha avtomatlashtirish tizimlari uchun odatiy holdir va qisman ob'ektga yo'naltirilgan dasturlash muvaffaqiyatlaridan ilhomlangan. Bundan tashqari,
Taqsimlangan boshqaruv tizimi ( DCS , DCS) har biri boshqalaridan mustaqil bo'lgan, lekin umumiy vazifalarni bajarish uchun ular bilan o'zaro aloqada bo'lgan bir-biridan ajratilgan ko'plikdagi qurilmalardan tashkil topgan tizim sifatida ta'riflanishi mumkin [- Distributed Control System) Bonastre ]. Haddan tashqari holatda tizimning elementlari dunyoning turli qit'alarida joylashgan bo'lishi mumkin va ular orasidagi aloqa Internet orqali amalga oshirilishi mumkin. Har qanday mikroprotsessor qurilmasi, masalan, PLC yoki bitta tekshirgichning bir-biridan ajratilgan I / U modullari "qurilmalar to'plami" vazifasini bajarishi mumkin. Biroq, ikkinchi holatda, faqat ma'lumotlar yig'ish taqsimlangan deb qaralishi mumkin, boshqaruv funktsiyasi esa bitta tekshirgichda to'plangan.
Tarqatilgan tizimning maksimal afzalliklariga tekshirgichlar avtonom ishlaganda va ular orasidagi ma'lumot almashinuvi minimallashtirilganda erishiladi.
Taqsimlangan tizim uni birlashtirilganidan ajratib turadigan quyidagi xususiyatlarga ega:

• vazifalarni parallel protsessorlar o'rtasida taqsimlanishi tufayli tezroq ishlash;

  
  

• ishonchliligi oshdi (tekshirgichlardan birining ishdan chiqishi boshqalarning ishiga ta'sir qilmaydi);

  
  

• muvaffaqiyatsizliklarga nisbatan ko'proq chidamlilik;

  
  

• tizimni osonroq kengaytirish yoki qayta sozlash;

  
  

• soddalashtirilgan modernizatsiya qilish tartibi;

  
  

• tizim arxitekturasining boshqariladigan ob'ekt me'morchiligiga muvofiqligi, shuningdek tizim modullarining har birining nisbatan soddaligi tufayli dizayn, konfiguratsiya, diagnostika va texnik xizmat ko'rsatishning yanada soddaligi;

  
  

• datchiklardan kirish qurilmalariga analog signal uzatish liniyalarining uzunligini qisqartirishi tufayli shovqin immuniteti va aniqligi yaxshilandi;

  
  

• kabel mahsulotlarining kamroq hajmi, kabelga talablarning pastligi va arzonligi;

  
  

• kabel inshootlarini o'rnatish va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlari pastligi.

  
  

Rasm. 1.3. IEC 61499 standartiga muvofiq taqsimlangan avtomatizatsiya tizimining modeli

Tarqatilgan tizim, shuningdek, real vaqt operatsion tizimlariga (OS) qo'yiladigan talablarni yumshatadi, chunki vazifalar bir vaqtning o'zida ishlaydigan boshqaruvchilar o'rtasida taqsimlanadi, ularning har biri alohida operatsion tizimga ega.

Tarqatilgan tizim modeli
IEC 61499 standartiga muvofiq taqsimlangan avtomatizatsiya tizimining modeli bir yoki bir nechta sanoat tarmoqlari yordamida o'zaro ta'sir o'tkazadigan fizik qurilmalar to'plami (masalan, PLC) sifatida ifodalanishi mumkin. Tarmoqlar ierarxik bo'lishi mumkin.
Avtomatlashtirish tizimi tomonidan bajariladigan funktsiyalar bitta qurilmada (masalan, PLC) joylashishi mumkin bo'lgan dasturiy ta'minot dasturi yordamida modellashtirilgan, masalan, B shaklidagi yoki A va B ilovalari singari bir nechta PLClar orasida taqsimlanishi mumkin, masalan, PID boshqaruvini amalga oshiradigan dastur uchta qurilmada joylashishi mumkin, ulardan birinchisi sensorlardan ma'lumotlarni kiritish funktsiyasini bajaradi (kirish moduli). Ikkinchisi boshqaruv algoritmini, uchinchisi ijro etuvchi qurilmaga ma'lumotlarni chiqarish funktsiyasini bajaradi. Ikkinchi misol, mijoz bir qurilmada, server boshqa qurilmada joylashgan mijoz-server dasturi bo'lishi mumkin.
Taqsimlangan tizimdagi har bir jismoniy qurilma boshqaruv ob'ekti yoki sanoat tarmog'i uchun kamida bitta interfeysni o'z ichiga olishi va bir nechta (shu jumladan nol) manbalarni o'z ichiga olishi mumkin (manba ta'rifi uchun quyida ko'ring). Bunday holda, IEC 61499 bo'yicha moslama ob'ektga yo'naltirilgan dasturlash bilan o'xshashligi bo'yicha ma'lum bir turdagi qurilmaning o'ziga xos nusxasi sifatida qaraladi. Boshqarish ob'ekti bilan interfeys ta'minlanadi jismoniy jarayonning ma'lumotlari va hodisalarini (masalan, analog yoki raqamli signallarni) resurslarga va aksincha xaritalash.
Bitta qurilma bir nechta manbalarni va bir nechta dasturiy ta'minotni o'z ichiga olishi mumkin. Har bir dastur bir nechta qurilmalarda ishlashi mumkin va bitta qurilmadagi resurslarning bir qismini egallashi mumkin. Aloqa interfeyslari resurslar va sanoat tarmog'i o'rtasida xaritalashni amalga oshiradi. Ular ma'lumotlarga yoki hodisalar ko'rinishidagi ma'lumotni ma'lumot bilan ta'minlashi va dasturlash, konfiguratsiya, diagnostika va boshqalarni qo'llab-quvvatlash uchun qo'shimcha funktsiyalarni bajarishi mumkin.
Resurs qurilmada joylashgan (masalan, PLCda), o'z ishini mustaqil boshqaradigan va dasturiy ta'minot uchun turli xil xizmat funktsiyalarini (xizmatlarini), shu jumladan rejalashtirish va bajarishni algoritmlarini ta'minlaydigan funktsional birlik sifatida qaraladi. Resursni boshqa qurilmalar manbalariga ta'sir qilmasdan yaratish, sozlash, parametrlash, boshlash, o'chirish va h.k. Resursga misol sifatida markaziy protsessorda vazifa uchun ajratilgan xotira va vaqt bo'lishi mumkin.
Resursning funktsiyalariga ushbu resursdan foydalangan holda dasturiy ta'minot dasturining algoritmiga muvofiq boshqarish ob'ekti yoki aloqa interfeysidan ma'lumotlar yoki hodisalarni qabul qilish, ma'lumotlar va hodisalarni qayta ishlash, ma'lumotlar yoki hodisalarni jarayonga yoki sanoat tarmog'iga qaytarish kiradi.

Rasm. 1.5. IEC 61499 tarqatilgan tizim resurslari modeli

Shaklga muvofiq manba quyidagi elementlar bo'yicha modellashtirilgan:

• berilgan jismoniy qurilmada yoki tarqatilgan dastur tarkibida joylashgan mahalliy dastur. Mahalliy dasturda qayta ishlangan ma'lumotlar va hodisalar dasturiy ta'minot talab qiladigan operatsiyalarni bajaradigan funktsional bloklarning (FB) kirish qismlaridan olinadi;

  
  

• dasturiy ta'minot dasturi va boshqarish ob'ekti o'rtasidagi voqealar va ma'lumotlarni namoyish qilish interfeysning maxsus funktsional bloki tomonidan amalga oshiriladi

  
  

• dasturiy ta'minot dasturi va aloqa interfeysi o'rtasidagi voqealar va ma'lumotlarni aks ettirish interfeysning xuddi shu maxsus funktsional bloki tomonidan amalga oshiriladi

  
  

• rejalashtirish funktsiyasi ma'lumotni uzatishni va dasturiy ta'minotni bajarilishini vaqt talablari va hodisalar ro'y berishi, funktsional bloklar o'rtasidagi o'zaro bog'liqlik va vazifalarni bajarish ustuvorliklari yoki davri bilan belgilanadigan ketma-ketlikka muvofiq amalga oshiradi.