Средства технологического программирования контроллеров
Специфика работы с контроллерами по сравнению с обычными офисными компьютерами состоит не только в ориентации на работу с платами ввода-вывода, но и в преимущественном использовании языков технологического программирования. Как правило, на промышленных предприятиях с контроллерами работают не программисты, а технологи, хорошо знающие специфику объектов управления и технологического процесса. В связи с этим для программирования контроллеров стандартом IEC 61131.3 определены следующие пять языков программирования. SFC (Sequential Function Chart) – язык последовательных функциональных схем, т.е. графический набор шагов и переходов, объединенных логическими условиями. Язык предназначен для реализации алгоритмов последовательного управления. Действия внутри шагов описываются на других языках (FBD,LD, ST, IL). LD (Ladder Diagram) – язык лестничных диаграмм. По другому еще называют языком релейно-контактных схем. Традиционный графический язык релейных блокировок, в котором разработчик изображает необходимые релейные схемы, что хорошо знакомо профессиональным электрикам и специалистам в области автоматики. FBD (Function Block Diagram) - язык функциональных блоковых диаграмм. Графический конфигуратор с набором типовых программных модулей. Наиболее распространенный язык. Он определяет взаимосвязь и поведение составляющих его функций, функциональных блоков, отдельных фрагментов программ. Язык определяет протекание сигналов между процессорными элементами; ST (Structured Text) - язык структурированного текста. Язык типа Pascal, поддерживающий структурное программирование. Он может использоваться для программирования комплексных функциональных блоков любой сложности, используемых внутри других языков, написания процедур и переходов в языке SFC, дополняет другие языки стандарта; IL (Instruction List) - язык инструкций. Текстовый язык низкого уровня типа Ассемблера, но без ориентации на конкретную микропроцессорную архитектуру. С его помощью можно создавать быстродействующие программные модули. Он может, в частности, использоваться для программирования логических функций. Два графических языка: LD и FBD являются основными, а остальные языки служат дополнениями к ним. Важно отметить, что использование данного стандарта полностью соответствует концепции открытых систем, а именно, делает программу для контроллера независимой от конкретного оборудования - ни от типа процессора, ни от операционной системы, ни от плат ввода-вывода. 4. Промышленная локальная сеть. Обычно выделяют, по назначению и функциям коммуникации, двух видов: - промышленные сети, связывающие контроллеры между собою и с рабочими станциями операторов, - полевые каналы и сети, связывающие контроллеры с удаленными (выносными) блоками ввода/вывода и с интеллектуальными приборами. Эти коммуникации не имеют четкой разделяющей их границы, некоторые сети могут использоваться для обоих указанных целей, поэтому они обычно объединяются общим наименованием - Fieldbus, что в буквальном переводе обозначает "полевая шина", а обычно в русском языке принято называть "промышленная сеть". Промышленную локальную сеть называют также промышленной шиной. Шина – это средство обеспечения взаимодействия близко расположенных объектов. Характерной особенностью шины как устройства является тот факт, что все взаимодействующие компоненты подключаются к шине одинаковым образом. Шины тем или иным образом присутствуют на всех уровнях автоматизации. В настоящее время наиболее распространены следующие топологии сетей. 1) Общая шина. Рис. 6. Топология сети «Общая шина». - возможно подключение / отключение устройств во время работы; - опасность потери связи при одиночном обрыве; - присутствие общего трафика во всей системе; - широко используется для сильно распределенных объектов (дешевизна). 2) «Кольцо». Рис. 7. Топология сети «Кольцо». - хорошая пропускная способность; - высокая стоимость; - нерациональное использование сетевого трафика; - потеря синхронизации всей сети в случае отказа хотя бы одного из узлов. 3) «Звезда». Рис. 8. Топология сети «Звезда».
- дополнительная защита сети от выхода узлов из строя; - опасность аварии при выходе из строя устройства связи; - оптимизация трафика. Промышленная сеть обладает рядом специфических особенностей, выделяющих ее в отдельный класс, отличный от информационных сетей: - работа в режиме реального времени; - необходимость предсказуемости времени передачи сообщений и гарантия их доставки по назначению; - отсутствие передаваемых больших массивов информации; - обязательная повышенная надежность передачи данных в промышленной среде (в частности, при электромагнитных помехах); - предпочтительная работа на недорогих физических средах; - возможность больших расстояний между узлами сети; - упрочненная механическая конструкция аппаратуры сети. Если выделить из промышленных сетей подкласс чисто полевых сетей, то они призваны подключать к контроллерам расположенные непосредственно по месту нахождения оборудования блоки ввода/вывода, а также интеллектуальные датчики и исполнительные механизмы. Для их распространения требуется, чтобы каждое подключаемое к сети устройство (в том числе, любой прибор) имело вычислительный ресурс, т. е. было бы интеллектуальным. Тогда подключение приборов к контроллерам становится цифровым, децентрализованным; они объединяются между собою цифровой, двунаправленной, последовательной коммуникационной сетью; при этом каждый прибор будет обслуживать двунаправленную связь. Подкласс чисто полевых сетей по сравнению с общими промышленными сетями отличается значениями основных характеристик сетей: меньшей длиной сети, меньшей скоростью, меньшим объемом передаваемых данных за цикл, меньшей стоимостью сетевых компонентов. Последнее время появился международный стандарт на промышленную и полевую управляющие сети - стандарт IEC 61158. По этому стандарту следующие сети признаны стандартными промышленными управляющими сетями: - Technical specification TS 61158; - ControlNet; - Profibus; - P-Net; - Foundation Fieldbus; - SwiftNet; - WorldFip; - Interbus. Следует подчеркнуть, что из всех этих сетей подавляющее распространение в мире получили сети Profibus и Foundation Fieldbus. 5. Уровень АРМподробно рассматривается во втором разделе данного пособия, посвященном SCADA-системам. 6. Сервер(управляющая ЭВМ). На уровне управляющих ЭВМ решаются следующие задачи: - управление технологическими контроллерами; - ведение архивов технологической информации; - обеспечение работы автоматизированных рабочих мест (АРМов). На рисунке 2 показана структура, при которой задачи управления и ведения архивов разделены между двумя вычислительными машинами. В реальности, уровень управляющих ЭВМ может быть представлен различными архитектурами, от одиночной вычислительной машины до больших вычислительных систем (мейнфреймов), объединенных в локальную сеть рабочих станций и серверов. Очевидно, что для обеспечения функционирования уровня управляющих ЭВМ необходимо специализированное программное обеспечение. В качестве такого программного обеспечения используются системы SCADA. Использование систем SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) – (системы диспетчерского управления и сбора данных) является в настоящее время основным и наиболее перспективным методом управления сложными динамическими системами. Именно на принципах диспетчерского управления строятся крупные автоматизированные системы в ряде отраслей промышленности и народного хозяйства. Всю совокупность программного обеспечения SCADA-систем можно подразделить на две большие группы. 1) Серверное ПО.Данное ПО предназначено для: - обеспечения процесса управления технологическим оборудованием; - ведения архивов данных; - обеспечения двусторонней связи АРМов и технологического оборудования. 2) Прикладное ПО.Данное ПО выполняет следующие функции: - реализация АРМ на локальных рабочих станциях; - обеспечение пользовательского интерфейса. Также прикладное ПО предоставляет средства проектирования АРМов, алгоритмов управления, связей с технологическими контроллерами и т.д.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1013)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |