Системы автоматического контроля и сбора информации (SCADA)
Контроллер с программируемой логикой, ПЛК
Программируемый логический контроллер, ПЛК; англ.: programmable logic controller, сокр. PLC; более точный перевод на русский - контроллер с программируемой логикой), программируемый контроллер - электронная составляющая промышленного контроллера, специализированного (компьютеризированного) устройства, используемого для автоматизации технологических процессов. В качестве основного режима работы ПЛК выступает его длительное автономное использование, зачастую в неблагоприятных условиях окружающей среды, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека.
Иногда на ПЛК строятся системы числового программного управления станков.
ПЛК являются устройствами реального времени.
ПЛК имеют ряд особенностей, отличающих их от прочих электронных приборов, применяемых в промышленности:
в отличие от микроконтроллера (однокристального компьютера) - микросхемы, предназначенной для управления электронными устройствами - областью применения ПЛК обычно являются автоматизированные процессы промышленного производства в контексте производственного предприятия;
в отличие от компьютеров, ориентированных на принятие решений и управление оператором, ПЛК ориентированы на работу с машинами через развитый ввод сигналов датчиков и вывод сигналов на исполнительные механизмы;
в отличие от встраиваемых систем ПЛК изготавливаются как самостоятельные изделия, отдельные от управляемого при его помощи оборудования.
В системах управления технологическими объектами логические команды, как правило, преобладают над арифметическими операциями над числами с плавающей точкой, что позволяет при сравнительной простоте микроконтроллера (шины шириной 8 или 16 разрядов), получить мощные системы, действующие в режиме реального времени. В современных ПЛК числовые операции в языках их программирования реализуются наравне с логическими. Все языки программирования ПЛК имеют лёгкий доступ к манипулированию битами в машинных словах, в отличие от большинства высокоуровневых языков программирования современных компьютеров.
Содержание
1 История
2 Виды ПЛК
2.1 Основные ПЛК
2.2 Программируемое (интеллектуальные) реле
2.3 Программные ПЛК на базе IBM PC-совместимых компьютеров (англ. SoftPLC)
2.4 ПЛК на базе простейших микропроцессоров (i8088/8086/8051 и т. п.)
2.5 Контроллер ЭСУД
3 Структуры систем управления
4 Интерфейсы ПЛК
5 Удаленное управление и мониторинг
6 Языки программирования ПЛК
7 Программирование ПЛК
8 См. также
9 Литература
10 Примечания
11 Ссылки
История
Первые логические контроллеры появились в виде шкафов с набором соединённых между собой реле и контактов. Эта схема задавалась жёстко на этапе проектирования и не могла быть изменена далее. Первый в мире программируемый логический контроллер (1968) - Modicon 084 (от англ. modular digital controller), имевший 4 кБ памяти.
Термин PLC ввел Odo Josef Struger (Allen-Bradley) в 1971 году. Он также сыграл ключевую роль в унификации языков программирования ПЛК и принятии стандарта IEC61131-3. Вместе с Richard Morley (Modicon) их называют 'отцами ПЛК'. Параллельно с термином ПЛК в 1970-е годы широко использовался термин микропроцессорный командоаппарат.
В первых ПЛК, пришедших на замену релейным логическим контроллерам, логика работы программировалась схемой соединений LD. Устройство имело тот же принцип работы, но реле и контакты (кроме входных и выходных) были виртуальными, то есть существовали в виде программы, выполняемой микроконтроллером ПЛК. Современные ПЛК являются свободно программируемыми.
Виды ПЛК
Основные ПЛК
Siemens - SIMATIC S5 и S7;
Schneider Electric - серия Modicon (M168, M238, M258, M340, Premium, Quantum);
Beckhoff;
Segnetics - Pixel2511 и SMH 2Gi;
Mitsubishi - серия Melsec (FX, L, Q);
Honeywell - MasterLogic;
Omron CJ1, CJ2, CS1
Программируемое (интеллектуальные) реле
Основная статья: Программируемое реле
Siemens LOGO!,
Mitsubishi - серия Alpha XL,
Schneider Electric - Zelio Logic,
Omron - ZEN,
Moeller - EASY, MFD-Titan,
Comat BoxX.
ОВЕН ПР110 и ПР114
Delta Electronics DVP-SS2, DVP-SE, DVP-SA2, DVP-SV и DVP-PM
Программные ПЛК на базе IBM PC-совместимых компьютеров (англ. SoftPLC)
MicroPC,
WinCon,
WinAC,
CoDeSys SP/SP RTE,
S2 Netbox,
ICP DAS.
ПЛК на базе простейших микропроцессоров (i8088/8086/8051 и т. п.)
ICP DAS,
Advantech
Vishay PLC - одноплатный контроллер производства Vishay Israel Co.;
Контроллер ЭСУД
Электронный блок управления - Контроллер ЭСУД (Электронная система управления двигателем).
ECM (Engine Control Module) - Модуль управления двигателем.
ECU (Electronic Control Unit) - Электронный блок управления, является общим термином для любого электронного блока управления. (См. п.3.9. SAE J1979[1].)
Структуры систем управления
Централизованная: в корзину ПЛК устанавливаются модули ввода-вывода. Датчики и исполнительные устройства подключаются отдельными проводами непосредственно, либо при помощи модулей согласования к входам/выходам сигнальных модулей;
Распределенная: удалённые от ПЛК датчики и исполнительные устройства связаны с ПЛК посредством каналов связи и, возможно, корзин-расширителей с использованием связей типа <ведущий-ведомый> (англ. Master-Slave).
Интерфейсы ПЛК
См. также: Промышленная сеть
RS-232
RS-485
ModBus
ProfiBus
DeviceNet
ControlNet
CAN
AS-Interface
Промышленный Ethernet
Удаленное управление и мониторинг
SCADA
операторскими панелями
Языки программирования ПЛК
Для программирования ПЛК используются стандартизированные языки МЭК (IEC) стандарта IEC61131-3
Языки программирования (графические)
LD (Ladder Diagram) - Язык релейных схем - самый распространённый язык для PLC
FBD (Function Block Diagram) - Язык функциональных блоков - 2-й по распространённости язык для PLC
SFC (Sequential Function Chart) - Язык диаграмм состояний - используется для программирования автоматов
CFC (Continuous Function Chart) - Не сертифицирован IEC61131-3, дальнейшее развитие FBD
Языки программирования (текстовые)
IL (Instruction List) - Ассемблеро-подобный язык
ST (Structured Text) - Паскале-подобный язык
Структурно в IEC61131-3 среда исполнения представляет собой набор ресурсов (в большинстве случаев это и есть ПЛК, хотя некоторые мощные компьютеры под управлением многозадачных ОС представляют возможность запустить несколько программ типа softPLC и имитировать на одном ЦП несколько ресурсов). Ресурс предоставляет возможность исполнять задачи. Задачи представляют собой набор программ. Задачи могут вызываться циклически, по событию, с максимальной частотой.
Программа - это один из типов программных модулей POU. Модули (Pou) могут быть типа программа, функциональный блок и функция. В некоторых случаях для программирования ПЛК используются нестандартные языки, например: Блок-схемы алгоритмов Си-ориентированная среда разработки программ для ПЛК. HiGraph 7 - язык управления на основе графа состояний системы.
Инструменты программирования ПЛК на языках МЭК 61131-3 могут быть специализированными для отдельного семейства ПЛК (например, STEP 7 для контроллеров SIMATIC S7-300/400) или универсальными, работающими с несколькими (но далеко не всеми) типами контроллеров:
CoDeSys
ISaGRAF
ИСР "КРУГОЛ"
Beremiz
KLogic
Программирование ПЛК
Конфигурируемые: В ПЛК хранится несколько программ, а через клавиатуру ПЛК выбирается нужная версия программы.
свободно программируемые: программа загружается в ПЛК через его специальный интерфейс с Персонального компьютера используя специальное ПО производителя, иногда с помощью программатора
См. также
Микроконтроллер
Промышленный контроллер
Промышленная автоматика
Литература
Мишель Ж. Программируемые контроллеры: архитектура и применение. - М.: Машиностроение, 1986
Э. Парр. Программируемые контроллеры: руководство для инженера. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 516 с. ISBN 978-5-94774-340-1
Петров И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / Под ред. проф. В. П. Дьяконова. - М.: СОЛОН-Пресс, 2004. - 256 c. ISBN 5-98003-079-4
Денисенко В. В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. - М: Горячая Линия-Телеком, 2009. - 608 с. ISBN 978-5-9912-0060-8
Минаев И. Г. Программируемые логические контроллеры. Практическое руководство для начинающего инженера. /И. Г. Минаев, В. В. Самойленко - Ставрополь: АГРУС, 2009. - 100 с. ISBN 978-5-9596-0609-1
Минаев И. Г. Программируемые логические контроллеры в автоматизированных системах управления / И. Г. Минаев, В. М. Шарапов, В. В. Самойленко, Д. Г. Ушкур. 2-е изд., перераб. и доп. - Ставрополь: АГРУС, 2010. - 128 с. ISBN 978-5-9596-0670-1
О. А. Андрюшенко, В. А. Водичев. Электронные программируемые реле серий EASY и MFD-Titan. - 2-е изд., испр. - Одесса: Одесский национальный политехнический университет, 2006. - С. 223.
Знаете ли Вы, что Программный сниппет (англ. snippet — фрагмент, отрывок) в практике программирования — небольшой фрагмент исходного кода или текста, пригодный для повторного использования. Сниппеты не являются заменой процедур, функций или других подобных понятий структурного программирования. Они обычно используются для более лёгкой читаемости кода функций, которые без их использования выглядят слишком перегруженными деталями, или для устранения повторения одного и того же общего участка кода. Интегрированные среды разработки (IDE) содержат встроенные средства для ввода конструкций языка. Например, в Microsoft Visual Studio, Borland Developer Studio, для этого необходимо ввести ключевое слово и нажать определённую клавишную комбинацию. В IDE Geany существует специальный файл snippets.conf (путь к файлу: /home/user/.config/geany) позволяющий создавать свои сниппеты. Другие программы, такие как Macromedia Dreamweaver и Zend Studio, позволяют использовать сниппеты в Веб-программировании.
