امروز، یک مقاله کاربردی را به اشتراک می‌گذارم تا به شما کمک کنم تا بفهمید یک برنامه PLC کامل چگونه به نظر می‌رسد، و استانداردهای برنامه‌نویسی PLC و پیشنهاداتی را برای کارهای عملی ارائه می‌دهد.
الزامات طراحی برای یک برنامه PLC کامل:
یک برنامه کامل PLC صرفاً در مورد اجرای سیستم نیست. همچنین به نظرات کامل،-معماری ساختاریافته، مقیاس پذیری خوب، سیستم هشدار و حفاظت جامع و یک سیستم شبیه سازی قبل از اجرا نیاز دارد.
1. سادگی
برنامه PLC را تا حد امکان ساده کنید. سادگی به معنای استفاده از چارچوب برنامه استاندارد و دستورالعمل های ساده است. به طور کلی، این شامل بهینه سازی ساختار برنامه و ساده سازی برنامه با دستورالعمل های کنترل جریان است. به طور خاص، به معنای جایگزین کردن دستورالعمل‌های تک عملکردی با دستورالعمل‌های قدرتمندتر و توجه به ترتیب دستورالعمل‌ها است.
2. خوانایی
برنامه طراحی شده باید خوانایی بالایی داشته باشد. این نه تنها به برنامه نویس کمک می کند تا برنامه را بهتر درک کند و اشکال زدایی را تسهیل می کند، بلکه درک آن را برای دیگران و حفظ آن را برای کاربران آسان می کند. همچنین باید در صورت لزوم انتشار برنامه را تسهیل کند.
برای اطمینان از خوانایی خوب، طراحی برنامه باید تا حد امکان واضح باشد. به سلسله مراتب و مدولار بودن توجه کنید، حتی از روش‌های طراحی شی گرا{1}} استفاده کنید. تا حد امکان از شیوه های استاندارد طراحی استفاده کنید.
اگر از زبان‌های برنامه‌نویسی در موارد خاص استفاده می‌شود، برای خوانایی راحت‌تر، در بیشتر موارد باید از نمودارهای نردبانی استفاده شود. تخصیص ورودی/خروجی باید برای به خاطر سپردن و درک آسان تر، سیستماتیک باشد. در صورت لزوم نظرات را اضافه کنید. استفاده از اجزای داخلی نیز باید سیستماتیک باشد. از استفاده بی رویه آنها خودداری کنید.
خوانایی باید از ابتدای طراحی برنامه در نظر گرفته شود. دستیابی به این امر به طور کامل آسان نیست، زیرا در حین اشکال زدایی برنامه، افزودن یا حذف دستورالعمل ها و تغییر در استفاده از اجزای داخلی می تواند یک برنامه اولیه واضح را تا حدودی کثیف کند. بنابراین، در مرحله طراحی در حین اشکال زدایی، اجازه تنظیمات را بدهید و پس از رفع اشکال، آن را مرتب کنید. این منجر به یک برنامه با کیفیت بالاتر می شود.
نظرات برنامه حداقل باید شامل موارد زیر باشد:
الف. نظرات سیستم: دارنده حق چاپ و هدف کل برنامه. B. Block نظرات: هدف اصلی و نویسنده بلوک. ج. نظرات بخش: هدف بخش کد. د. نظرات متغیر: اهمیت خود{4}} مشهود است، از جمله نظرات ورودی/خروجی و نظرات متغیر میانی. با توجه به ملاحظات محرمانگی، این موارد باید از طریق الگوریتم رمزگذاری یا رمزگذاری بلوک برنامه مورد بررسی قرار گیرد، نه از طریق کاهش نظرات.
3. صحت
برنامه PLC باید درست باشد و از طریق عملیات واقعی تأیید شود تا عملکرد صحیح آن ثابت شود. این اساسی ترین نیاز برای یک برنامه PLC است. اگر این امر محقق نشود، هرچقدر هم که جنبه های دیگر خوب باشند، فایده ای ندارند.
برای اطمینان از صحت برنامه، دستورالعمل ها و دستگاه های داخلی باید به طور دقیق استفاده شوند. استفاده دقیق از دستورالعمل ها با درک دقیق آنها مرتبط است. بنابراین، معنی و شرایط استفاده از دستورالعمل ها باید به طور کامل درک شود. در صورت لزوم، می توان برنامه های کوچکی را برای آزمایش برخی دستورالعمل های نامشخص نوشت.
برای همان دستورالعمل، به دلیل تفاوت در دسته های تولید PLC یا مدل های سری، برخی از جزئیات دستورالعمل ممکن است متفاوت باشد. کتابچه راهنمای برنامه نویسی باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد.
استفاده صحیح از دستگاه های داخلی نیز مهم است. به عنوان مثال، برخی از PLC ها دارای حفاظت پایین{1} هستند، در حالی که برخی دیگر ندارند. اطمینان از استفاده از دستگاه‌هایی که نیاز به برق{3}}حفاظت پایین دارند ضروری است و بالعکس.
به طور خلاصه، اساسی ترین نیاز برای برنامه های PLC استفاده دقیق از دستورالعمل ها و استفاده صحیح از اجزای داخلی برای اطمینان از اجرای صحیح برنامه برنامه ریزی شده است.
برای مثال ساده، PLC های زیمنس به متغیرهایی با قابلیت ذخیره سازی به عنوان متغیرهای میانی برای لبه های بالا و پایین، مانند M-نقطه یا نقطه DB- نیاز دارند. استفاده از متغیر temp FC باعث ایجاد مشکل می شود.
4. قابلیت اطمینان
برنامه ها نه تنها باید صحیح باشند، بلکه باید قابل اعتماد نیز باشند. قابلیت اطمینان نشان دهنده پایداری برنامه PLC است که یک نیاز اساسی نیز می باشد.
برخی از برنامه‌های PLC در شرایط عملیاتی معمولی یا در حین عملیات قانونی به درستی کار می‌کنند، اما در شرایط عملکرد غیرعادی (مانند قطع موقت برق و به دنبال بازیابی سریع برق) یا پس از عملیات غیرقانونی (مانند فشار دادن دکمه‌ها به ترتیب یا فشار دادن چند دکمه به طور همزمان) به درستی کار نمی‌کنند. چنین برنامه هایی غیرقابل اعتماد، ناپایدار یا ضعیف طراحی شده اند.
برنامه های PLC خوب می توانند شرایط عملیاتی غیرعادی را شناسایی کرده و به طور یکپارچه آنها را با شرایط عادی ادغام کنند و به برنامه اجازه دهند تا با شرایط مختلف سازگار شود. یک برنامه PLC خوب می تواند عملیات غیرقانونی را بدون باقی گذاشتن هیچ "ردی" رد کند و فقط عملیات قانونی را بپذیرد.
قفل کردن یک روش رایج برای رد عملیات غیرقانونی است. مدارهای رله اغلب از این روش استفاده می کنند و PLC ها نیز می توانند این روش را به ارث ببرند.
5. سهولت در اصلاح
یک برنامه باید به راحتی قابل تغییر باشد. یکی از ویژگی های PLC راحتی و انعطاف پذیری آن در سازگاری با شرایط مختلف است. این با تغییر یا طراحی مجدد برنامه به دست می آید.
طراحی مجدد برنامه زمانی استفاده می شود که الزامات برنامه کاربردی فرآیند PLC نیاز به تغییر داشته باشد. نه تنها برنامه بازنویسی می شود، بلکه I/O نیز نیاز به تخصیص مجدد دارد. در بیشتر موارد، بازنویسی برنامه ضروری نیست. اصلاحات جزئی کافی است این امر مستلزم آن است که برنامه به راحتی قابل تغییر باشد.
سهولت اصلاح همچنین به معنای انعطاف پذیری است که برای دستیابی به هدف تغییر پارامترها یا اصلاح اقدامات فقط به تغییرات جزئی نیاز دارد.
6. قابلیت گسترش
ممکن است بسیاری از برنامه‌ها قبل از استقرار در سایت از قبل-برنامه‌نویسی شده باشند، اما ممکن است نیاز باشد برنامه‌های دیگری در سایت اضافه شوند. برای جلوگیری از ایجاد اختلال در ساختار کلی سیستم، باید فضای کافی در هر ناحیه کاربردی برای سخت افزار پشتیبان رزرو شود. نرم افزار باید با در نظر گرفتن عملکرد دستی، خودکار و نیمه خودکار طراحی شود و فضا باید بر اساس آن اختصاص داده شود.
7. سیستم هشدار جامع
سیستم‌های PLC اغلب در محیط‌های صنعتی استفاده می‌شوند، جایی که هر حادثه می‌تواند باعث خسارات بزرگ یا کوچک شود. برای اطمینان از پیشگیری از تصادف یا به حداقل رساندن تلفات در حین تصادف، باید بر عملکردهای هشدار و حفاظت PLC تاکید شود. بنابراین، این به عنوان یک جزء مهم از سیستم برجسته شده است.
8. شبیه سازی برنامه
برای اطمینان از پیشرفت{0}اشکال‌زدایی سایت یا نمایش مشتری، اغلب قبل از استقرار به شبیه‌سازی کاملاً خودکار برنامه نیاز است. این امر مستلزم افزودن یک بخش برنامه شبیه‌سازی به برنامه موجود است که پس از عملکرد عادی{2}}سایت قطع می‌شود. برای فعال کردن برنامه برای انجام شبیه سازی، مراحل زیر مورد نیاز است:
(1) نقاط ورودی/خروجی PLC واقعی را به متغیرهای میانی یا متغیرهای بلوک داده تبدیل کنید.
(2) برنامه های شبیه سازی را برای هر قطعه از تجهیزات با توجه به الزامات فرآیند بنویسید.
یک برنامه PLC خوب را می توان برنامه ای در نظر گرفت که شرایط فوق را برآورده کند.
مشخصات برنامه نویسی PLC
1. مدل PLC مناسب و تعداد نقاط ورودی/خروجی را انتخاب کنید. ماژول های عملکرد ویژه را برای نیازهای عملکردی خاص انتخاب کنید.
2. با دستورالعمل های برنامه نویسی PLC انتخابی و نرم افزار کامپایل آشنا باشید.
3. اجزای نرم، از جمله رله های داخلی، رله های نگهدارنده، ثبت داده ها، تایمرها و شمارنده ها را برنامه ریزی کنید.
4. برنامه را برنامه ریزی کنید، به طور کلی دنباله ای از استخراج خطا، رسیدگی به خطا، مدیریت دستی، کنترل خودکار و مدیریت خروجی را دنبال کنید. پروژه ها یا تجهیزات بزرگتر باید به واحدهای کاربردی مانند آسانسورها، دستگاه های انتقال و دستگاه های بالابر/چرخش در یک خط تولید خودکار تقسیم شوند. اینها باید در بخش ها و بلوک ها مطابق ساختار واحد بالا برنامه ریزی شوند.
5. نظرات بخش مختصری را قبل از هر برنامه مبتنی بر بخش بندی یا مسدود{1} اضافه کنید و عملکرد آن را توضیح دهید. در صورت لزوم، جریان فرآیند مربوطه را نشان دهید. ترتیب برنامه‌های مبتنی بر بخش‌بندی یا مسدود{4}}در برنامه کلی باید به طور کلی از دنباله جریان فرآیند برای خوانایی پیروی کند.
6. قبل از طراحی برنامه، تجهیزات باید انتزاع شوند. عوامل متداول مانند توقف، توقف اضطراری، اضافه بار، بیش از-محدودیت، مهلت زمانی، پرده چراغ ایمنی، توقف برخورد و سوئیچ در باید استخراج و در مدار راه‌اندازی-راه‌اندازی یا راه‌اندازی-کنترل اصلی و مدار اینترلاک قرار گیرند. این به عنوان پیش فرض کلی کل ساختار برنامه عمل می کند. بر این اساس، برنامه سپس به دو بخش عملکردی اصلی تقسیم می شود: خودکار و دستی.
7. عوامل مشترک در ناحیه عملکرد دستی ساختار برنامه مانند عملیات دستی و عوامل به خطر انداختن تجهیزات و ایمنی شخصی باید استخراج و در مدار کنترل اصلی دستی و اینترلاک قرار گیرد تا محافظت، محافظ و هشدار برای کنترل دستی باشد.
8. عوامل مشترک در ناحیه عملکرد خودکار ساختار برنامه، مانند عملکرد خودکار، عوامل بیش از حد- و زمان‌بندی، باید استخراج شده و در مدار کنترل اصلی و اینترلاک خودکار برای محافظت، محافظ و هشدار برای تجهیزات تحت کنترل خودکار قرار گیرند. یک اصل کلی این است که ورود تجهیزات را به شدت محدود کنید و در عین حال خروج تجهیزات را محدود کنید و ایمنی را تضمین کنید.
9. یک عملکرد اصلی تنظیم مجدد باید در برنامه طراحی شود تا در صورت خرابی، بازیابی سریع و آسان عملیات عادی تجهیزات را تسهیل کند. تنظیم مجدد اصلی باید به طور کامل ایمنی تجهیزات و پرسنل را در طول فرآیند تنظیم مجدد در نظر بگیرد.
10. هنگام تغییر حالت خودکار به حالت دستی، برنامه باید خروجی ها و حالت های میانی را از حالت خودکار پاک کند. به خصوص هنگام استفاده از دستورالعمل SET در حالت خودکار، باید با استفاده از دستورالعمل RESET در حالت دستی پاک شود.
11. خروجی دوگانه در برنامه نویسی اکیداً ممنوع است. یعنی همان عبارت خروجی یا همان سیم پیچ خروجی دو یا چند بار در برنامه ظاهر می شود. برای یک نقطه خروجی در شرایط مختلف حالت، از یک رله میانی برای انتقال استفاده کنید و در نهایت آنها را در یک نقطه خروجی واحد ترکیب کنید.
12. هنگام استفاده از صفحه نمایش لمسی، منطقه کنترل و ناحیه وضعیت به اشتراک گذاشته شده توسط صفحه لمسی و PLC نباید برای برنامه ریزی کاربردی دیگر استفاده شود.
13. قبل از استفاده از هر ماژول PLC ویژه، بررسی کنید که آیا ناحیه کنترل و ناحیه وضعیت آن کلمات کاری را اشغال می کند یا خیر. اگر چنین است، این کلمات کاری را برای مقاصد دیگر برنامه ریزی نکنید.
14. ورودی ها، خروجی های PLC، رله های میانی، تایمرها، شمارنده ها و رجیسترهای داده باید با حروف چینی حاشیه نویسی شوند. ورودی ها و خروجی ها باید شامل نام اجزا و شماره تگ ها نیز باشند. نقاط ورودی مربوطه معمولاً روی NO مخاطبین متصل به سوئیچ‌های خارجی تنظیم می‌شوند. برای ورودی هایی که به مخاطبین NC نیاز دارند، این باید در نظرات مشخص شود. همه نظرات باید واضح و بدون ابهام باشد، از سوء تفاهم جلوگیری شود و استفاده از اصطلاحات عمومی به حداقل برسد.
15. پس از اتمام اشکال زدایی پروژه، برنامه نرم افزار نهایی باید حفظ شود. نام فایل ذخیره شده باید شامل شماره پروژه، نویسنده، تاریخ و شماره نسخه باشد.
16. در مورد رمزگذاری برنامه: رمز عبور برنامه رمزگذاری شده باید در یک فایل اختصاصی ذخیره شود و به وضوح نام کاربری، رمز عبور و مجوزها را مشخص کند. این فایل باید حداقل بین دو نفر توزیع شود تا رمز عبور را یاد بگیرند و از دست نیافتن برنامه به دلیل گم شدن رمز عبور جلوگیری کنند.
پیشنهادات برنامه نویسی
1. هنگامی که یک PLC و یک کامپیوتر میزبان (یا صفحه لمسی) یک سیستم نظارت را تشکیل می دهند، صفحه نمایش اغلب نیاز به نمایش حالت های کنترلی مانند "دستی" و "اتوماتیک" دارد (به طور کلی، چند حالت فقط می توانند یک حالت داشته باشند). دستورالعمل "MOV" را می توان در برنامه استفاده کرد. به عنوان مثال، هنگامی که "دستی" انتخاب می شود، ثابت 1 به ثبات VB10 منتقل می شود. هنگامی که "خودکار" انتخاب می شود، 2 به همان ثبات VB10 منتقل می شود. با بررسی داده های موجود در رجیستر می توان حالت کنترل سیستم را تعیین کرد. مزیت این رویکرد سهولت درک آن و اجتناب از نیاز به رویه های پیچیده مانند درهم تنیدگی است.
2. هنگامی که برنامه شامل کنترل سیگنال آنالوگ است، اگر سیگنال آنالوگ خوانده شده عملاً هیچ خطایی نداشته باشد، می توان از فیلتر زمان برای به تاخیر انداختن ورودی استفاده کرد. اگر داده های خوانده شده دارای خطای زیادی باشد، به روش های فیلترینگ دیگری مانند میانگین گیری نیاز است. برای اطلاعات بیشتر به اسناد مربوطه مراجعه کنید.
3. در حین اشکال زدایی برنامه، اگر شرطی وجود دارد اما سیم پیچ خروجی فعال نشده است، بررسی کنید که آیا این بخش از برنامه شما در عباراتی مانند «JUMP go to» قرار دارد یا خیر. احتمال دیگر این است که پس از قطع برنامه، شرط برقرار است اما خروجی وجود ندارد. این معمولاً نشان می دهد که این بخش از برنامه اسکن نمی شود.
4. در برنامه های کنترل متوالی، یعنی زمانی که یک عمل کامل می شود و اقدام بعدی شروع می شود، حالت کنترل +10+10 بسیار راحت است. ایده به شرح زیر است: یک ثبات در هنگام مقداردهی اولیه روی 0 از پیش تنظیم شده است. پس از راه اندازی سیستم، 10 افزایش می یابد و مقدار ثبات را به 10 می رساند. با ثبات در 10، اولین اقدام را می توان انجام داد. پس از اولین اقدام، ثبات مجدداً 10 افزایش می یابد و مقدار ثبات را به 20 می رساند و امکان انجام عمل دوم را فراهم می کند. بعد از عمل دوم مجدداً 10 افزایش می یابد و مقدار ثبات را به 30 می رساند به این ترتیب با بررسی مقدار موجود در ثبات می توان عمل مورد نظر را تعیین کرد. هنگامی که یک عمل پرش مورد نیاز است، بسته به نیازهای خاص، افزایش را می توان از 10 به 20، 30 و غیره تغییر داد.
چرا به جای 1 10 افزایش می یابد؟ زیرا پس از افزایش 10، در صورت نیاز به درج قطعه، می توان آن را در هر یک از 10 اسلات موجود قرار داد.
5. هنگام طراحی یک برنامه، اگر خطای مربوط به فرآیند- (که توسط سیستم کنترل کنترل نمی شود) رخ دهد، بهتر است پدیده خطا را حفظ کنید و هشدارهای دیداری و شنیداری را تا زمانی که اپراتور سیستم را ریست نکند، ارائه دهید تا از خطا آگاه شود. در غیر این صورت، اگر سیستم متوقف شود، دیگران ممکن است تصور کنند مشکلی در برنامه وجود دارد. این نکات به طور کلی هنگام طراحی یک سیستم جدید باید در نظر گرفته شوند.
6. زیر روال هایی که اغلب نامیده می شوند را می توان به زیر ماژول هایی برای تماس های مکرر تبدیل کرد.
7. از آنجایی که هر مرحله از چرخه کاری یک ماشین تولیدی به زمان معینی برای اجرا نیاز دارد و این زمان ها دارای محدودیت های مشخصی هستند، می توان همزمان با شروع مرحله نظارت، تایمر را راه اندازی کرد. تنظیم زمان تایمر باید 20٪ تا 30٪ بیشتر از مدت زمان عادی عمل باشد. سیگنال خروجی تایمر را می توان برای آلارم ها یا دستگاه های خاموش کننده خودکار استفاده کرد. هنگامی که زمان یک مرحله از زمان مشخص شده فراتر می رود، به زمان از پیش تعیین شده مربوطه می رسد، و قبل از شروع مرحله بعدی، تایمر یک سیگنال خطا صادر می کند. این سیگنال چرخه کار عادی را متوقف می کند و روند هشدار یا خاموش شدن را آغاز می کند. این چیزی است که ما معمولاً آن را حفاظت از چرخه-می نامیم.
8. برخی از سوئیچ های تشخیص ایمنی (مانند دکمه های توقف اضطراری، پرده های چراغ ایمنی، سوئیچ های محدود و غیره) باید از ورودی های معمولی بسته (NC) استفاده کنند.
9. برای ملاحظات ایمنی و صرفه جویی در انرژی، خروجی ها باید به گونه ای طراحی شوند که فقط در صورت نیاز فعال شوند و پس از اتمام عملیات متوقف شوند، نه اینکه به گونه ای طراحی شوند که به طور مداوم تا زمانی که توقف لازم باشد، خروجی داشته باشند.
10. اصل کار برای محرک ها باید این باشد: بهتر است ساکن بمانیم تا نامنظم.
11. کنترل تجهیزات تک واحدی: هر واحد باید یک عملکرد سوئیچینگ دستی/خودکار و یک عملکرد شروع/توقف در طول عملیات دستی داشته باشد. هنگام تغییر از عملکرد خودکار به دستی، تجهیزات نباید متوقف شود. هنگام تغییر از دستی به خودکار، شروع/توقف تجهیزات به برنامه خودکار بستگی دارد.
12. هر واحد از تجهیزات (پمپ، فن و سایر تجهیزات بزرگ) باید پس از 24 ساعت کارکرد چرخانده شود، و باید یک رکورد زمان اجرا تجمعی وجود داشته باشد، مگر اینکه ترتیب شروع/توقف توسط کامپیوتر میزبان تنظیم شده باشد. در غیر این صورت، اپراتور باید آن را به صورت دستی تنظیم کند.
