Η διαδικασία προετοιμασίας και μεταγλώττισης προγραμμάτων για προγραμματιζόμενους ελεγκτές

Οι λειτουργίες ελέγχου του εξοπλισμού καθορίζονται από την τεχνολογία και την οργάνωση της διαδικασίας. Επομένως, γενικά, είναι αρκετά συγκεκριμένα και μεμονωμένα για κάθε μονάδα ή τοποθεσία. Ωστόσο, όταν τίθεται και επιλύεται το πρόβλημα της ανάπτυξης αποτελεσματικού, κινητού και ευέλικτου λογισμικού για συστήματα αυτοματισμού, οι σύνθετες λειτουργίες ελέγχου συνήθως αναπαρίστανται ως ένα σύνολο απλών στοιχειωδών ενεργειών όπως "ενεργοποίηση", "απενεργοποίηση", "καθυστέρηση υλοποίησης" κ.λπ. .

Από αυτές τις θέσεις, οι περισσότερες από τις λειτουργίες ελέγχου μπορούν να μειωθούν υπό όρους σε δύο, οι οποίες είναι αρκετά συνηθισμένες για οποιεσδήποτε εργασίες — λογικές και ρυθμιστικές. Ο πρώτος είναι γνωστός ως ο γενικός αλγόριθμος δράσης χρόνου και ο δεύτερος είναι γνωστός ως παράμετρος χρόνου. Η πιο γενική παρουσίαση τέτοιων τυπικών λειτουργιών για τον έλεγχο του τεχνολογικού εξοπλισμού φαίνεται στο σχ. 1, α και β.

Ρύζι. 1. Τυπικές λειτουργίες ελέγχου του εξοπλισμού διεργασίας

Με βάση την ανάλυση των ποσοτικών χαρακτηριστικών των εφαρμοζόμενων λειτουργιών ελέγχου σε κάθε συγκεκριμένο παράδειγμα τεχνολογικού εξοπλισμού, μπορούν να διαμορφωθούν τεχνικές απαιτήσεις σε έναν προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή (PLC) ως μέσο ελέγχου όσον αφορά την ακρίβεια, την ταχύτητα, τον αριθμό των παράλληλων εργασιών προς επίλυση, την ποσότητα της μνήμης, τη σύνθεση του περιφερειακού εξοπλισμού, τα εργαλεία διαλόγου κ.λπ.

Το πρότυπο IEC 61131-3 περιγράφει 5 γλώσσες προγραμματισμού που προκύπτουν από την έρευνα των πιο επιτυχημένων ιδιόκτητων εξελίξεων των παγκόσμιων ηγετών στην αγορά PLC:

• τη γλώσσα των κυκλωμάτων επαφής ρελέ (RKS) ή των διαγραμμάτων κλίμακας LD (διάγραμμα κλίμακας),

• Γλώσσα διαγράμματος μπλοκ συναρτήσεων (FBD), FBD (διάγραμμα μπλοκ συναρτήσεων),

• Γλώσσα IL (λίστα οδηγιών) — τυπικός assembler με μεταβάσεις συσσωρευτή και ετικετών,

• Η γλώσσα ST (Structured Text) είναι μια γλώσσα κειμένου υψηλού επιπέδου,

• Διαγράμματα SFC (Sequential Function Chart). Η SFC οφείλει την προέλευσή της στα δίχτυα Petri.

Οι γλώσσες PLC είναι πολύ πρωτότυπες και διαφέρουν σημαντικά από τις γνωστές γλώσσες προγραμματισμού υπολογιστών.

Το πρότυπο δεν υποχρεώνει τους προγραμματιστές PLC να εφαρμόσουν όλες τις γλώσσες προγραμματισμού. Συνήθως, οι μικροί κατασκευαστές PLC εφαρμόζουν πολλές ή μία γλώσσα. Από πολλές απόψεις, η προτεραιότητα χρήσης μιας συγκεκριμένης γλώσσας προγραμματισμού εξαρτάται από τις ιστορικά καθιερωμένες παραδόσεις του κλάδου ή της περιοχής εφαρμογής.

Η τυποποίηση των γλωσσών προγραμματισμού και του μοντέλου PLC οδήγησε στην εμφάνιση εξειδικευμένων εταιρειών που ασχολούνται με το σχεδιασμό συστημάτων προγραμματισμού για PLC, τα οποία παρέχουν τη μετάβαση από μια γλώσσα προγραμματισμού σε μια γλώσσα μηχανής σε διάφορα επίπεδα:

• κατά την είσοδο σε ένα πρόγραμμα?

• κατά την απόδοση?

• όταν αλλάζετε ή μετακινείτε μια ξεχωριστή περιοχή εντολών ή προγράμματος.

• όταν ανιχνεύονται συντακτικά σφάλματα και σηματοδοτούν τον χειριστή.

Για την εκτέλεση αυτών των εργασιών, το σύστημα προγραμματισμού μπορεί να λειτουργήσει με επιτυχία σε τοπική λειτουργία, δηλαδή ανεξάρτητα από τον ελεγκτή. Αυτό δίνει στον προγραμματιστή την ευκαιρία να γράψει ένα πρόγραμμα από οποιοδήποτε βολικό μέρος, και όχι σε εργαστήριο παραγωγής, δηλαδή σε ένα περιβάλλον πιο ευνοϊκό για τη δημιουργική διαδικασία. Η δυνατότητα μοντελοποίησης διευκολύνει πολύ τη διαδικασία αποσφαλμάτωσης του προγράμματος και βελτιώνει την οργάνωση της εργασίας.

Τα κύρια στάδια προετοιμασίας και προγραμματισμού για προγραμματιζόμενους ελεγκτές είναι τα ακόλουθα:

1. Προσδιορίστε τι πρέπει να κάνει το ελεγχόμενο σύστημα (αντικείμενο ελέγχου), τους στόχους ελέγχου και άλλες πρόσθετες λειτουργίες που εκτελούνται από το σύστημα ελέγχου, τη σειρά λειτουργιών που εκτελούνται από τους ενεργοποιητές σε σχέση με το χρόνο και την κατάσταση των αισθητήρων και των συσκευών ελέγχου.

2. Να συνθέσετε τον αλγόριθμο του προγράμματος σε γραφική μορφή.

3. Προσδιορίστε ποιες μονάδες χρειάζονται για τη σύνδεση αισθητήρων, συσκευών ελέγχου, ενεργοποιητών, συναγερμών και άλλου εξοπλισμού που απαιτείται για τη διαχείριση της τοποθεσίας.

Κατά την επιλογή μονάδων, αναλύστε τις παραμέτρους των σημάτων εισόδου/εξόδου (στάθμη τάσης και ρεύματος) και τη λειτουργικότητα των μονάδων. Δώστε προσοχή στη δυνατότητα χρήσης έξυπνες μονάδες, το οποίο μπορεί να εκτελέσει προεπεξεργασία σημάτων εισόδου και ορισμένες λειτουργίες τοπικού ελέγχου, οι οποίες θα μειώσουν σημαντικά την πολυπλοκότητα του προγραμματισμού.

4.Δημιουργήστε ένα διάγραμμα ή πίνακα για να συνδέσετε όλες τις συσκευές εισόδου και εξόδου του αντικειμένου ελέγχου και του εξοπλισμού που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία ελέγχου στις μονάδες ελεγκτή.

5. Γράψτε ένα πρόγραμμα σε μία από τις γλώσσες προγραμματισμού PLC που εκτελεί μια συγκεκριμένη σειρά λειτουργιών, τη διασύνδεσή τους και αναπτύσσει πιθανές καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.

6. Ελέγξτε το πρόγραμμα για σφάλματα σύνταξης και διορθώστε τα, και στη συνέχεια για σφάλματα χρόνου εκτέλεσης και κάντε επίσης τις κατάλληλες διορθώσεις.

7. Γράψτε το πρόγραμμα και όλες τις απαραίτητες παραμέτρους λειτουργίας στον ελεγκτή.

8. Αφού συναρμολογηθεί πλήρως το σύστημα ελέγχου, ελέγξτε το πρόγραμμα στην πραγματική διαδικασία ελέγχου και, εάν χρειάζεται, κάντε πιο ακριβείς ρυθμίσεις.

9. Αποθηκεύστε δύο αντίγραφα του τελευταίου προγράμματος και αποθηκεύστε τα σε ξεχωριστές θέσεις.