1. Descripción general del control de relés
Los estudiantes respondieron la estructura y el principio de los relés (contactores) y dibujaron el diagrama del circuito principal y el diagrama del circuito de control para arranque y parada. un motor asíncrono trifásico.
Los estudiantes resumieron las deficiencias del control de conexión de relés, lo que llevó a la "aparición del PLC"
2. Controlador lógico programable
Requisitos de licitación de 1968 de General Motors:
(1) Conexiones suaves en lugar de cableado duro (2) Mantenimiento fácil (3) Rendimiento confiable superior al del gabinete de control de relés ( 4) El volumen es menor que el del gabinete de control de relés (5) El costo es menor que el del gabinete de control de relés (6) Función de comunicación de datos (7) Entrada de 115 V (8) Puede funcionar en entornos hostiles (9) Cuando se expande el sistema original,
Concepto central:
Reemplazar el cableado físico con programas.
Los niveles de entrada/salida se pueden vincular directamente a dispositivos externos.
La estructura es fácil de ampliar
Este es el prototipo de PLC.
En 1969, la empresa estadounidense DEC desarrolló el primer PLC del mundo (PDP-14) y lo aplicó con éxito a la línea de producción de automóviles de General Motors.
El nacimiento del PLC:
En 1969, Estados Unidos desarrolló el primer PDP-14 del mundo.
En 1971, Japón desarrolló el primer DCS-8.
En 1973, Alemania desarrolló el primer PLC.
En 1974, China desarrolló el primer PLC.
2. Características, situación actual y desarrollo del PLC
(1) Características
(1) Tamaño pequeño (2) Alta confiabilidad (3) Flexibilidad Buena , el programa se puede modificar en línea (4) Sin requisitos de condiciones ambientales (5) Precio bajo... todas las funciones requeridas por el documento de licitación.
Situación actual
Más del 80% de las industrias y más del 80% de los equipos pueden utilizar PLC.
(3) Desarrollo
Historia del desarrollo:
Primera generación: 1969 ~ 1972, los productos representativos incluyen
American DEC Company PDP- 14/L.
SCY-022 de Japan Lux Electric Company
HOSC-20 Japan Beichen Electric Company
Segunda generación: 1973 ~1975, los productos representativos son
Logística de la empresa GE en Estados Unidos
Series SIMATIC S3 y S4 de Siemens de Alemania.
Serie SC de Fuji Electric Company de Japón
Tercera generación: 1976~1983, los productos representativos incluyen M84, 484, 584 de Gould Company de los Estados Unidos, 684,884.
Serie SIMATIC S5 de Siemens de Alemania.
MELPLAC-50 y 550 de Mitsubishi Corporation de Japón.
Cuarta generación: 1983 ~Ahora, los productos representativos son
A5900 de la American Gould Company.
Serie alemana Siemens S7
Dirección de desarrollo:
La escala del producto está polarizada.
Procesamiento de cantidades analógicas
Persiguiendo una alta confiabilidad
Interfaces de comunicación y módulos inteligentes
La estación de operación del sistema está equipada con una pantalla de alta resolución monitor .
Perseguir la estandarización del software y hardware.
3. Clasificación de los PLC
Según estructura:
Tipo integral
Tipo combinado
Según Puntos de E/S y capacidad de memoria:
Ultrapequeño: menos de 64 puntos, 256 Byet~1 KB
Pequeño: 65~128 puntos, 1~3,6 KB
Tamaño mediano: 129~512 puntos, 3,6~13 KB
Grande: 513~896 puntos, mayor que 13 KB.
Extra grande: 896 puntos o más, 13 KB o más.
4. La relación entre el PLC de red y el DCS
El DCS se origina a partir de cantidades analógicas
El PLC se origina a partir de cantidades de conmutación.
Se penetran entre sí, aprenden de las fortalezas de cada uno y compensan sus debilidades, y sus funciones se acercan cada vez más, haciendo que el mundo digital y el mundo analógico sean cada vez más borrosos.
Lo que determina los campos de aplicación de DCS y PLC es su rentabilidad.
1. PLC (controlador lógico programable) se refiere a un nuevo tipo de equipo de control industrial basado en tecnología informática. En el borrador del estándar PLC emitido por la Comisión Eléctrica Internacional en 1987, PLC se define de la siguiente manera:
El nombre completo de PLC es controlador lógico programable en inglés y controlador lógico programable en chino. Su definición es: Sistemas electrónicos de operaciones digitales diseñados específicamente para su uso en entornos industriales. Utiliza una memoria programable para almacenar programas que realizan operaciones lógicas, control de secuencia, temporización, conteo y operaciones aritméticas, y otras instrucciones orientadas al usuario, y controla varios tipos de máquinas o procesos de producción a través de entradas/salidas digitales o analógicas. El PLC es un circuito lógico programable, un lenguaje que está estrechamente integrado con el hardware y tiene aplicaciones muy importantes en semiconductores. Se puede decir que donde hay semiconductores, hay PLC.
"Un PLC es un dispositivo electrónico operado digitalmente diseñado específicamente para su uso en un entorno industrial. Utiliza memoria programable para almacenar instrucciones para realizar operaciones lógicas, operaciones secuenciales, temporización, conteo y operaciones aritméticas, y varias Los tipos de máquinas o procesos de producción se pueden controlar a través de entradas y salidas digitales o analógicas. Los PLC y sus periféricos asociados deben diseñarse de acuerdo con los principios de fácil integración con sistemas de control industrial y fácil expansión de funciones”.
Características. de PLC
2.1 Alta confiabilidad y fuerte capacidad antiinterferente.
La alta confiabilidad es un desempeño clave de los equipos de control eléctrico. Dado que el PLC adopta una moderna tecnología de circuito integrado a gran escala y una estricta tecnología de producción, su circuito interno adopta una avanzada tecnología antiinterferencias y tiene una alta confiabilidad. Por ejemplo, el PLC de la serie F producido por Mitsubishi tiene un tiempo medio entre fallas de hasta 300.000 horas. Algunos PLC que utilizan CPU redundantes tienen un tiempo de trabajo medio más largo entre fallas. En cuanto al circuito externo del PLC, en comparación con un sistema de contactor de relé de la misma escala, el cableado eléctrico y los contactos del interruptor se reducen a cientos o incluso miles, y las fallas se reducen considerablemente. Además, el PLC tiene una función de autodiagnóstico de fallas de hardware, que puede enviar mensajes de alarma a tiempo cuando ocurre una falla. En el software de la aplicación, los usuarios también pueden escribir programas de autodiagnóstico de fallas para equipos periféricos, de modo que los circuitos y equipos distintos del PLC en el sistema también puedan obtener protección de autodiagnóstico de fallas. No sorprende que todo el sistema sea muy fiable.
2.2 Conjunto completo, funciones completas y gran aplicabilidad.
Hoy en día, PLC se ha convertido en una serie de productos de gran, mediana y pequeña escala. Se puede utilizar en ocasiones de control industrial de varios tamaños. Además de las funciones de procesamiento lógico, la mayoría de los PLC modernos también tienen capacidades completas de computación de datos y pueden usarse en diversos campos de control digital. En los últimos años, ha surgido una gran cantidad de unidades funcionales de PLC, lo que permite que el PLC penetre en diversos controles industriales, como el control de posición, el control de temperatura y el control numérico. Junto con la mejora de las capacidades de comunicación PLC y el desarrollo de la tecnología de interfaz hombre-máquina, es muy fácil utilizar PLC para formar varios sistemas de control.
2.3 Es fácil de aprender y usar, y es popular entre el personal técnico y de ingeniería.
El PLC, como computadora de control industrial general, es un equipo de control industrial para empresas industriales y mineras. Su interfaz es sencilla y su lenguaje de programación es fácilmente aceptado por el personal técnico y de ingeniería. Los símbolos gráficos y las expresiones del lenguaje del diagrama de escalera están bastante cerca del diagrama del circuito del relé. Solo una pequeña cantidad de instrucciones de control de lógica de conmutación del PLC pueden realizar fácilmente las funciones del circuito del relé. Abre la puerta a personas que no están familiarizadas con los circuitos electrónicos, los principios informáticos y el lenguaje ensamblador para utilizar computadoras para el control industrial.
La carga de trabajo de diseño y construcción del sistema 2.4 es pequeña y fácil de mantener y modificar.
El PLC utiliza lógica de almacenamiento en lugar de lógica de cableado, lo que reduce en gran medida el cableado externo del equipo de control, acorta el ciclo de diseño y construcción del sistema de control y facilita el mantenimiento. Además, es posible cambiar el proceso de producción con el mismo equipo cambiando el programa. Esto es muy adecuado para la producción de lotes pequeños de múltiples variedades.
2.5 es de tamaño pequeño, ligero y de bajo consumo energético.
Tomemos como ejemplo el PLC ultrapequeño, el tamaño inferior de las variedades recién producidas es inferior a 100 mm, el peso es inferior a 150 g y el consumo de energía es de sólo unos pocos vatios. Por su reducido tamaño es fácil de instalar en maquinaria y es un dispositivo de control ideal para la integración electromecánica.
3.
Conocimiento básico de PLC
1.1 La historia del desarrollo de PLC En el proceso de producción industrial, una gran cantidad de interruptores se controlan secuencialmente, actúan secuencialmente de acuerdo con condiciones lógicas, controlan las acciones de protección de enclavamiento de acuerdo con relaciones lógicas y recopilan una gran cantidad de datos discretos. Tradicionalmente, estas funciones se logran mediante sistemas de control neumáticos o eléctricos.
4. Campos de aplicación del PLC
En la actualidad, el PLC se ha utilizado ampliamente en acero, petróleo, industria química, energía eléctrica, materiales de construcción, fabricación de maquinaria, automóviles, textiles y transporte. , protección del medio ambiente. En las industrias cultural y de entretenimiento, su uso se puede resumir aproximadamente en las siguientes categorías.
4.1 Control de lógica de conmutación
Este es el campo de aplicación más básico y más extenso del PLC. Reemplaza los circuitos de relés tradicionales para lograr control lógico y control de secuencia. Se puede utilizar para control de una sola máquina, control de grupos de varias máquinas y líneas de producción automatizadas. Como máquinas de moldeo por inyección, máquinas de impresión, grapadoras, máquinas herramienta combinadas, rectificadoras, líneas de producción de envases, líneas de producción de galvanoplastia, etc.
4.2 Control analógico
En el proceso de producción industrial, hay muchas cantidades que cambian continuamente, como temperatura, presión, flujo, nivel de líquido, velocidad, etc., todas ellas analógicas. cantidades. Para que el controlador programable procese cantidades analógicas, es necesario implementar conversión A/D y conversión D/A entre cantidades analógicas y cantidades digitales. Todos los fabricantes de PLC producen módulos de conversión A/D y D/A compatibles, de modo que los controladores programables se pueden utilizar para control analógico.
4.3 Control de movimiento
El PLC se puede utilizar para controlar el movimiento circular o lineal. Desde la perspectiva de la configuración del mecanismo de control, en los primeros días, los módulos de E/S se usaban para conectar directamente sensores y actuadores de posición, hoy en día, generalmente se usan módulos de control de movimiento dedicados. Por ejemplo, los módulos de control de posición de un solo eje o de varios ejes pueden accionar motores paso a paso o servomotores. Casi todos los productos de los principales fabricantes de PLC del mundo tienen funciones de control de movimiento y se utilizan ampliamente en diversas maquinarias, máquinas herramienta, robots, ascensores y otras ocasiones.
4.4 Control de Procesos
El control de procesos se refiere al control de circuito cerrado de cantidades analógicas como temperatura, presión, flujo, etc. Como computadora de control industrial, el PLC puede programar varios algoritmos de control y un control completo de circuito cerrado. El ajuste PID es un método de ajuste ampliamente utilizado en sistemas generales de control de circuito cerrado. Los PLC grandes y medianos cuentan con módulos PID, y actualmente muchos PLC pequeños también cuentan con este módulo funcional. El procesamiento PID general consiste en ejecutar una subrutina PID especial. El control de procesos se usa ampliamente en metalurgia, industria química, tratamiento térmico, control de calderas y otras ocasiones.
4.5 Procesamiento de datos
El PLC moderno tiene funciones tales como operaciones matemáticas (incluidas operaciones matriciales, operaciones funcionales y operaciones lógicas), transmisión de datos, conversión de datos, clasificación, búsqueda de tablas, operaciones de bits. , etc. Se puede completar la recopilación, el análisis y el procesamiento de datos. Estos datos se pueden comparar con valores de referencia almacenados en la memoria para completar ciertas operaciones de control, también se pueden transmitir a otros dispositivos inteligentes mediante el uso de funciones de comunicación, o se pueden imprimir y tabular. El procesamiento de datos se utiliza generalmente en sistemas de control a gran escala, como sistemas de fabricación flexibles sin controlador; también se puede utilizar en sistemas de control de procesos, como algunos sistemas de control a gran escala en la fabricación de papel, la metalurgia, la alimentación y otras industrias.
4.6 Comunicación y Red
La comunicación PLC incluye la comunicación entre PLC y la comunicación entre PLC y otros dispositivos inteligentes. Con el desarrollo del control por computadora, las redes de automatización de fábricas se han desarrollado rápidamente. Todos los fabricantes de PLC otorgan gran importancia a la función de comunicación del PLC y han lanzado sus propios sistemas de red. Todos los PLC de nueva producción tienen interfaces de comunicación, lo que hace que la comunicación sea muy cómoda.
5. Estado actual de los PLC en el país y en el extranjero
En el proceso de producción industrial, una gran cantidad de interruptores se controlan secuencialmente, actúan en secuencia de acuerdo con condiciones lógicas y controlan el enclavamiento. Acciones de protección según relaciones lógicas. Grandes cantidades de datos discretos. Tradicionalmente, estas funciones se logran mediante sistemas de control neumáticos o eléctricos. En 1968, la empresa estadounidense GM (General Motors) propuso la sustitución del dispositivo de control electrónico. Al año siguiente, la American Digital Equipment Corporation (DEC) desarrolló un dispositivo de control basado en circuitos integrados y tecnología electrónica, que se aplicó por primera vez al control eléctrico mediante programación. Esta es la primera generación de controlador programable y está reconocido como el primer PLC del mundo.
Limitados por las condiciones de los componentes y el nivel de desarrollo informático en ese momento, los primeros PLC estaban compuestos principalmente por componentes discretos y circuitos integrados de tamaño pequeño y mediano, que podían completar funciones simples de control lógico, temporización y conteo. Los microprocesadores aparecieron a principios de los años 1970.
Rápidamente se introdujo en los controladores programables, que añadieron funciones de cálculo, transmisión de datos y procesamiento al PLC, completando dispositivos de control industrial con características informáticas reales. Para facilitar el uso de ingenieros familiarizados con sistemas de relés y contactores, el controlador programable utiliza un diagrama de escalera similar al diagrama de circuito de relé como lenguaje de programación principal. Todos los elementos de almacenamiento de computadora involucrados en el cálculo y el procesamiento llevan el nombre de relés. En este momento, el PLC es el producto de la combinación de tecnología de microcomputadora y conceptos de control de relés convencionales. Tras el desarrollo de las computadoras personales (PC para abreviar), con el fin de facilitar y reflejar las características funcionales de los controladores programables, se les denominó controladores lógicos programables (PLC).
A mediados y finales de la década de 1970, los controladores programables entraron en una etapa de desarrollo práctico. La tecnología informática introdujo por completo los controladores programables, logrando que sus funciones dieran un salto. Mayor velocidad de computación, tamaño ultrapequeño, diseño industrial antiinterferencias más confiable, cálculo de simulación, función PID y desempeño de alto costo han establecido su posición en la industria moderna. A principios de la década de 1980, los controladores programables se utilizaban ampliamente en los países industriales avanzados. Las características de desarrollo de los controladores programables durante este período fueron la serialización de productos a gran escala, alta velocidad, alto rendimiento. Otra característica de esta etapa es que cada vez más países del mundo producen controladores programables y la producción va en aumento. Esto indica que los controladores programables han entrado en una etapa de madurez.
Desde la década de 1980 hasta mediados de la de 1990, PLC se desarrolló más rápidamente, con una tasa de crecimiento anual del 30 al 40 %. Durante este período, las capacidades de procesamiento analógico, las capacidades de computación digital, las capacidades de interfaz hombre-máquina y las capacidades de red de los PLC han mejorado enormemente. El PLC ingresó gradualmente al campo del control de procesos y reemplazó el sistema de control de procesos dominante en algunas aplicaciones.
A finales del siglo XX, el desarrollo de controladores programables se adaptaba más a las necesidades de la industria moderna. En términos de escala de control, durante este período se desarrollaron mainframes y computadoras ultrapequeñas; en términos de capacidades de control, nacieron una variedad de unidades funcionales especiales para diversas situaciones de control como presión, temperatura, velocidad y desplazamiento. En términos de capacidades de combinación de productos, se han producido varias unidades de interfaz hombre-máquina y unidades de comunicación, lo que facilita la combinación de equipos de control industrial mediante controladores programables. En la actualidad, la aplicación de controladores programables en la fabricación de maquinaria, industria petroquímica, metalurgia y acero, automóviles, industria ligera y otros campos ha logrado grandes avances.
La introducción, aplicación, desarrollo y producción de controladores programables en mi país comenzó con la reforma y apertura. Inicialmente, los controladores programables se utilizaban ampliamente en equipos importados. A continuación, continúa expandiéndose la aplicación de PLC en los equipos de producción y productos de varias empresas. En la actualidad, China ha podido producir controladores programables de tamaño pequeño y mediano. Productos como la serie CF producida por Shanghai Wudong Electric Co., Ltd., las series DKK y D producidas por Hangzhou Machine Tool Electrical Factory, la serie S producida por Dalian Combined Machine Tool Research Institute y la serie YZ producida por Suzhou Electronic Computer Factory ha alcanzado una cierta escala y se utiliza ampliamente en la industria. Además, empresas conjuntas chino-extranjeras como Wuxi Huaguang Company y Shanghai Haidao Company también son famosos fabricantes de PLC en China. Se puede esperar que a medida que se profundice el proceso de modernización de China, PLC tenga campos de aplicación más amplios en China.
6. Perspectivas futuras del PLC
En el siglo XXI el PLC tendrá un mayor desarrollo. Técnicamente, los nuevos logros en tecnología informática se aplicarán más al diseño y fabricación de controladores programables, y desde la perspectiva de la escala del producto, las variedades con velocidades de computación más rápidas, mayores capacidades de almacenamiento y mayor inteligencia se desarrollarán aún más en el desarrollo; desde la perspectiva de la compatibilidad del producto, la variedad y especificaciones de los productos serán más abundantes, y las interfaces hombre-máquina perfectas y los equipos de comunicación completos satisfarán mejor las necesidades de diversas ocasiones de control industrial del mercado; Mire, la situación en la que cada país produce múltiples productos se romperá a medida que se intensifique la competencia internacional. Habrá una situación en la que unas pocas marcas monopolizarán el mercado internacional y surgirá un lenguaje de programación común a nivel internacional desde la perspectiva del desarrollo de Internet. , programable El controlador está conectado en red con otras computadoras de control industrial para formar un sistema de control a gran escala, que es la dirección de desarrollo de la tecnología de controladores programables. Actualmente, se ha utilizado una gran cantidad de controladores programables en DCS (sistemas de control distribuido) informáticos. Con el desarrollo de las redes informáticas, los controladores programables, como parte importante de las redes de control de automatización y de las redes generales internacionales, desempeñarán un papel cada vez más importante en muchos campos fuera de la industria.
1.2 Composición del PLC
Desde el punto de vista estructural, el PLC se puede dividir en fijo y modular. El PLC fijo incluye placa de CPU, placa de E/S, panel de visualización, bloque de memoria, fuente de alimentación, etc.
Estos elementos se combinan en un todo indivisible. El PLC modular incluye módulos de CPU, módulos de E/S, memoria, módulos de alimentación, backplanes o bastidores, que se pueden combinar y configurar según ciertas reglas.
1.3 Composición de la CPU
La CPU es el núcleo del PLC y desempeña el papel de centro neurálgico. Cada conjunto de PLC tiene al menos una CPU, que recibe y almacena programas y datos de usuario de acuerdo con las funciones proporcionadas por el programa del sistema PLC. Recopila el estado o los datos enviados por los dispositivos de entrada en el sitio mediante escaneo y los almacena en registros designados. Diagnostique simultáneamente el estado de funcionamiento de la fuente de alimentación y los circuitos internos del PLC, así como errores de sintaxis durante la programación. Después de ingresar a la operación, las instrucciones se leen una por una desde la memoria del programa de usuario y, después del análisis, se generan las señales de control correspondientes de acuerdo con las tareas especificadas en las instrucciones para comandar los circuitos de control relevantes.
La CPU está compuesta principalmente por unidades aritméticas, controladores, registros y buses de datos, control y estado que los conectan. La unidad CPU también incluye chips periféricos, interfaces de bus y circuitos relacionados. La memoria se utiliza principalmente para almacenar programas y datos y es una unidad indispensable del PLC.
Desde la perspectiva del usuario, no es necesario analizar en detalle el circuito interno de la CPU, pero sí es necesario comprender completamente el mecanismo de funcionamiento de cada parte. El controlador de la CPU controla el trabajo de la CPU, que lee, interpreta y ejecuta instrucciones. Pero el ritmo de trabajo está controlado por señales oscilantes. La unidad aritmética se utiliza para operaciones numéricas o lógicas y funciona según el comando del controlador. El registro participa en la operación y almacena los resultados intermedios de la operación. También funciona bajo el mando del controlador.
La velocidad de la CPU y la capacidad de memoria son parámetros importantes del PLC, que determinan la velocidad de trabajo, la cantidad de IO y la capacidad del software del PLC, limitando así la escala de control.
1.4 Módulo de E/S
La interfaz entre el PLC y el circuito se completa con entradas y salidas (E/S). El módulo de E/S integra el circuito de E/S del PLC. Su registro de entrada refleja el estado de la señal de entrada y su punto de salida refleja el estado del pestillo de salida. El módulo de entrada convierte señales eléctricas en señales digitales e ingresa al sistema PLC, mientras que el módulo de salida hace lo contrario. Las E/S se dividen en módulos como entrada de conmutación (DI), salida de conmutación (DO), entrada analógica (AI) y salida analógica (AO).
Las clasificaciones de E/S comúnmente utilizadas son las siguientes:
Valor encendido-apagado: dividido por el nivel de voltaje, hay 220 VCA, 110 VCA, 24 VCC, dividido por método de aislamiento, hay relé aislamiento y aislamiento de transistores.
Cantidad analógica: Según el tipo de señal, existen tipos de corriente (4-20mA, 0-20mA), tipos de voltaje (0-10V, 0-5V, -10-10V), etc. según la precisión, hay 12 bits, 65438+.
Además de las IO generales anteriores, también hay módulos IO especiales, como resistencias térmicas, termopares, pulsos, etc.
Las especificaciones y cantidad del módulo se determinan según el número de puntos de E/S. Puede haber más o menos módulos de E/S, pero el número máximo está limitado por la capacidad de configuración básica que la CPU puede gestionar, es decir, por el número máximo de ranuras de backplane o rack.
Módulo de alimentación 1.5
La fuente de alimentación del PLC se utiliza para proporcionar energía operativa al circuito integrado del módulo PLC. Al mismo tiempo, algunos también proporcionan una fuente de alimentación de funcionamiento de 24 V para el circuito de entrada. Los tipos de entrada de energía incluyen: alimentación de CA (220 VCA o 110 VCA) y alimentación de CC (generalmente 24 VCC).
1.6 Backplane o rack
Los PLC modulares utilizan mayoritariamente backplanes o racks. Su función es conectar eléctricamente los módulos para que la CPU pueda acceder al backplane. Todos los módulos de la placa son mecánicos. conectados entre sí para formar un todo.
1.7 Otros equipos del sistema PLC
1.7.1
Equipo de programación: Los programadores son indispensables para el desarrollo, aplicación, monitoreo, operación, inspección y mantenimiento del PLC. equipo. Se utiliza para programar, configurar el sistema y monitorear el estado de funcionamiento del PLC y el sistema que controla, pero no participa directamente en las operaciones de control en sitio. Los PLC programadores pequeños generalmente tienen programadores portátiles. Actualmente, una computadora (que ejecuta software de programación) generalmente actúa como programador. Es la computadora host de nuestro sistema.
1.7.2 Interfaz hombre-máquina: La interfaz hombre-máquina más sencilla son las luces indicadoras y los botones.
En la actualidad, los terminales de operador integrados con pantallas LCD (o pantallas táctiles) son cada vez más utilizados, y es muy común que se utilicen ordenadores (que ejecutan software de configuración) como interfaces hombre-máquina.
Red de comunicación PLC 1.8
Con base en tecnología de red industrial avanzada, los datos de producción y gestión se pueden recopilar y transmitir de forma rápida y eficaz. Por lo tanto, la importancia de la red en la ingeniería de integración de sistemas de automatización es cada vez más obvia, y algunas personas incluso plantean la opinión de que "la red es el controlador".
PLC tiene una función de red de comunicación, que permite el intercambio de información entre PLC y PLC
PLC, computadora host y otros dispositivos inteligentes para formar un todo unificado y lograr un control descentralizado y centralizado. La mayoría de los PLC tienen interfaces RS-232 y también hay algunas interfaces integradas que admiten sus propios protocolos de comunicación. La comunicación PLC ahora utiliza principalmente MPI y PROFIBUS para la comunicación de datos.
O Ethernet industrial.
2 Principios básicos del diseño de sistemas de control PLC
2.1 Maximizar los requisitos de control del objeto controlado.
2.2 Bajo la premisa de cumplir con los requisitos de control, intentar que el sistema de control sea simple, económico, fácil de usar y mantener.
2.3 Garantizar la seguridad y fiabilidad del sistema de control.
2.4 Teniendo en cuenta el desarrollo de la producción y la mejora de la tecnología, se debe dejar un margen adecuado a la hora de seleccionar la capacidad del PLC.
3 Sistema de software PLC y lenguajes de programación comunes
3.1 El sistema de software PLC consta de un programa de sistema y un programa de usuario. Los programas del sistema incluyen programas de monitoreo, compiladores, programas de diagnóstico, etc. Se utiliza principalmente para administrar toda la máquina, traducir el lenguaje del programa al lenguaje de la máquina y diagnosticar fallas de la máquina. El software del sistema lo proporciona el fabricante del PLC y se ha solidificado en EPROM y no se puede acceder directamente ni interferir con él. El programa de usuario es un programa de aplicación (es decir, control lógico) escrito por el usuario en el lenguaje de programación PLC para implementar varios controles de acuerdo con los requisitos del control in situ. STEP7 es un paquete de software estándar para la configuración y programación de controladores lógicos programables SIMATIC, es decir, un programa de usuario. Utilizamos STEP7 para la configuración del hardware y la programación lógica, así como para el seguimiento en línea de los resultados de ejecución del programa lógico.
3.2 Lenguaje de programación proporcionado por PLC
3.2.1 Lenguaje estándar El lenguaje de diagrama de escalera también es uno de nuestros lenguajes más utilizados. Tiene las siguientes características.
3.2.1.1 Es un lenguaje gráfico que sigue términos como contactos de relé, bobinas y conexiones en serie y algunos símbolos gráficos en los diagramas de control tradicionales. Las líneas verticales izquierda y derecha se denominan barras colectoras izquierda y derecha.
3.2.1.2 En el diagrama de escalera, los contactos (contactos) solo están normalmente abiertos y normalmente cerrados. El contacto puede ser un interruptor conectado a la entrada del PLC, o un contacto del relé interno del PLC. , o Estado de registros y contadores internos.
3.2.1.3 Los contactos en el diagrama de escalera se pueden conectar en serie o en paralelo, pero las bobinas solo se pueden conectar en paralelo y no en serie.
3.2.1.4 Relés internos, contadores, registros, etc. Las cargas externas no se pueden controlar directamente y los resultados intermedios solo se pueden producir para uso interno de la CPU.
3.2.1.5 El PLC ejecuta la secuencia del diagrama de escalera de acuerdo con el evento de escaneo del ciclo. Los resultados dentro del mismo ciclo de escaneo se guardan en el registro de estado de salida, por lo que el valor del punto de salida se puede utilizar como. una condición en el programa de usuario.
3.2.2 Lenguaje de lista de sentencias, similar al lenguaje ensamblador.
3.2.3 El lenguaje del diagrama de funciones lógicas se representa mediante un diagrama de bloques lógicos de semiconductores. Generalmente, un cuadro de operación representa una función, con entrada de dibujo a la izquierda y salida de dibujo a la derecha.
Crear la estructura del proyecto utilizando el programa 4 STEP7
4.1. Un proyecto es como una carpeta. Todos los datos existen en una jerarquía que puede utilizar en cualquier momento. Una vez que se crea un proyecto, todas las demás tareas se realizan en ese proyecto.
4.2 Configurar una estación significa especificar el controlador programable que desea utilizar, como S7300 y S7400.
4.3 Configurar el hardware. Configurar el hardware significa especificar las plantillas que utilizará su esquema de control en la tabla de configuración y las direcciones para acceder a estas plantillas en el programa de usuario. En circunstancias normales, el programa genera automáticamente la dirección y no es necesario modificarla. Las características de la plantilla también se pueden asignar mediante parámetros.
4.4 Configurar las conexiones de red y comunicación.
La base de la comunicación es preconfigurar la red, es decir, crear una subred que coincida con su esquema de control, configurar las características de la red, configurar las características de la conexión de la red y cualquier conexión requerida por el sitio de la red. Las direcciones de red también las genera automáticamente el programa. Si no tiene experiencia en realizar cambios, asegúrese de no realizar cambios.
4.5 Definir símbolos. Puede definir símbolos locales o símbolos * * en la tabla de símbolos y reemplazar direcciones absolutas con estos nombres de símbolos más descriptivos en el programa de usuario. Los nombres de los símbolos generalmente se escriben en letras de no más de 8 bytes. Es mejor no utilizar caracteres chinos largos para describirlos, de lo contrario tendrá un gran impacto en la ejecución del programa.
4.6 Crear un programa, utilizar el lenguaje de programación de diagrama de escalera para crear un programa vinculado o independiente de la plantilla y almacenarlo. La creación de programas es una de las tareas importantes en nuestros proyectos de control. Generalmente se puede utilizar programación lineal (basada en un bloque, OB1), programación distribuida (escritura de bloque de funciones FB, llamada de organización OB1) y programación estructurada (escritura de bloques generales). A menudo utilizamos programación estructurada y programación distribuida juntas, y rara vez programación lineal.
4.7 Descarga del programa al controlador programable. Después de completar todas las tareas de configuración, parametrización y programación, puede descargar el programa de usuario completo al controlador programable. Al descargar un programa, el autómata programable debe estar en un modo de trabajo (STOP o RUN-P) que permita la descarga.
El modo RUN-P significa que este programa descargará un bloque a la vez. Si se reescribe un programa antiguo de la CPU, pueden ocurrir conflictos, por lo que la CPU generalmente se cambia al modo STOP antes de la descarga.
5 Uso del programa WinCC
5.1 Introducción WINCC es un sistema neutro en tecnología industrial que resuelve tareas de visualización y control en la automatización de procesos y producción. Tiene la poderosa función de controlar el proceso de automatización y es un sistema de monitoreo de operaciones basado en computadora personal. Es fácil combinar programas estándar y programas de usuario para establecer una interfaz hombre-máquina para cumplir con precisión los requisitos de producción reales. WINCC dispone de dos versiones: versión RC (con entorno de configuración y desarrollo) y versión RT (sólo con entorno de ejecución). Generalmente utilizamos la versión RC.
5.2 Pasos sencillos para utilizar WINCC
5.2.1 Gestión de variables: Primero determine el método de comunicación del controlador instalado y luego defina las variables internas y externas. Las variables externas están restringidas por la licencia de software WINCC adquirida, mientras que las variables internas no están restringidas.
5.2.2 Generación de imágenes, ingrese al editor de gráficos, que es un programa de dibujo orientado a vectores que se utiliza para crear imágenes artesanales. También puede crear imágenes artesanales complejas utilizando los numerosos objetos gráficos incluidos en la biblioteca de objetos y estilos. Puede agregar efectos dinámicos a objetos gráficos individuales mediante programación de acciones.
5.2.3 La configuración de grabación de alarmas proporciona opciones de visualización y operación para obtener y archivar resultados. Los bloques de mensajes, los niveles de mensajes, los tipos de mensajes, las visualizaciones de mensajes y los informes se pueden seleccionar libremente. Para mostrar mensajes en tiempo de ejecución, puede utilizar el control de alarma incluido en la biblioteca de objetos en Graphics Designer.
5.2.4 Registro de variables, utilizado para recopilar datos del proceso de operación y prepararlos para su visualización y archivo.
5.2.5 La configuración de informes se implementa a través del editor de informes. Es un sistema de informes integrado para mensajes, operaciones, contenido archivado y temporizadores de datos actuales o archivados o documentos de control de eventos. La forma de informe del usuario puede elegirse libremente.
5.2.6 Aplicación de scripts globales. Guión global es un término general para funciones y acciones en lenguaje C. Dependiendo del tipo de script, se utilizan para configurar acciones para objetos y son procesados por el compilador de lenguaje C en el sistema. Las acciones de script globales se utilizan para ejecutar la ejecución del proceso. Los desencadenantes pueden iniciar la ejecución de estas operaciones.
5.2.7 La configuración del administrador de usuarios se utiliza para asignar y controlar la configuración personal y los derechos de acceso de los usuarios que ejecutan el editor del sistema. Cada vez que se crea un usuario, los derechos de acceso a las funciones de WINCC se configuran de forma independiente y se asignan a este usuario. Se pueden asignar hasta 999 licencias diferentes.
5.2.8 Índice de tablas cruzadas, utilizado para buscar y mostrar todos los usos de objetos, como variables, imágenes y funciones. Utilice la función Enlace para cambiar los nombres de las variables sin causar inconsistencias en la configuración.