היום, אני משתף מאמר מעשי שיעזור לכם להבין איך נראית תוכנית PLC מושלמת, ומספק תקני תכנות PLC והצעות לעבודה מעשית.
דרישות עיצוב לתוכנית PLC מושלמת:
תוכנית PLC שלמה היא לא רק להפעיל את המערכת; זה גם דורש הערות מלאות, ארכיטקטורה מובנית- היטב, מדרגיות טובה, מערכת אזעקה והגנה מקיפה ומערכת סימולציה- מראש.
1. פשטות
הפוך את תוכנית ה-PLC לפשוטה ככל האפשר. פשטות פירושה שימוש במסגרת תוכנית סטנדרטית והוראות פשוטות. באופן כללי, זה כרוך באופטימיזציה של מבנה התוכנית ופישוט התוכנית עם הוראות בקרת זרימה. ליתר דיוק, המשמעות היא החלפת הוראות- של פונקציה יחידה בהוראות חזקות יותר ושימת לב לסדר ההוראות.
2. קריאה
התוכנית המעוצבת צריכה להיות קריאה מאוד. זה לא רק עוזר למתכנת להבין טוב יותר את התוכנית ומקל על ניפוי באגים, אלא גם מקל על אחרים להבין ולמשתמשים לתחזק. זה צריך גם להקל על הפצת התוכנית בעת הצורך.
כדי להבטיח קריאה טובה, עיצוב התוכנית צריך להיות ברור ככל האפשר. שימו לב להיררכיה ולמודולריות, אפילו תוך שימוש בשיטות עיצוב מוכוונות-אובייקט. השתמש בשיטות עיצוב סטנדרטיות ככל האפשר.
אם משתמשים בשפות תכנות במקרים מיוחדים, ברוב המקרים יש להשתמש בדיאגרמות סולמות לקריאה קלה יותר. הקצאת קלט/פלט צריכה להיות שיטתית לצורך שינון והבנה קלים יותר. הוסף הערות בעת הצורך. השימוש ברכיבים פנימיים צריך להיות גם שיטתי; להימנע משימוש בהם באופן אקראי.
יש לקחת בחשבון את הקריאה מתחילת עיצוב התוכנית. זה לא קל להשגה לחלוטין, מכיוון שבמהלך איתור באגים בתוכנית, הוספה או הסרה של הוראות ושינויים בשימוש ברכיבים פנימיים יכולים להפוך תוכנית ברורה במקור למבולבלת במקצת. לכן, אפשר לבצע התאמות במהלך איתור הבאגים בשלב התכנון, ולאחר מכן לסדר לאחר איתור הבאגים. זה יביא לתוכנית איכותית יותר.
הערות התוכנית צריכות לכלול לפחות את הדברים הבאים:
א. הערות מערכת: בעל זכויות יוצרים ומטרת התוכנית כולה; ב. הערות לחסום: מטרה עיקרית ומחבר הבלוק; ג. הערות קטע: מטרת קטע הקוד; ד. הערות משתנים: החשיבות ברורה מאליה-, כולל הערות I/O והערות משתני ביניים. לגבי שיקולי סודיות, יש לטפל בהם באמצעות אלגוריתם ההצפנה או הצפנת חסימות של התוכנית, ולא באמצעות צמצום הערות.
3. נכונות
תוכנית ה-PLC חייבת להיות נכונה ומאומתת באמצעות פעולה בפועל כדי להוכיח את תפקודה הנכון. זוהי הדרישה הבסיסית ביותר עבור תוכנית PLC; אם זה לא מושג, לא משנה כמה טובים ההיבטים האחרים, הם חסרי תועלת.
כדי להבטיח את תקינות התוכנית, יש להשתמש בהוראות ובהתקנים פנימיים בצורה מדויקת. שימוש מדויק בהוראות מקושר להבנה מדויקת שלהן; לכן, יש להבין היטב את המשמעות ותנאי השימוש של ההוראות. במידת הצורך, ניתן לכתוב תוכניות קטנות כדי לבדוק כמה הוראות לא ברורות.
עבור אותה הוראה, עקב הבדלים באצוות ייצור של PLC או בדגמי סדרה, חלק מפרטי ההוראות עשויים להשתנות. יש לעיין בקפידה במדריך התכנות.
גם שימוש נכון במכשירים פנימיים חשוב. לדוגמה, לחלק מה-PLC יש הגנת-כיבוי, בעוד שאחרים לא. חיוני לוודא שמשתמשים במכשירים הדורשים הגנת כיבוי-, ולהיפך.
בקיצור, הדרישה הבסיסית ביותר עבור תוכניות PLC היא שימוש מדויק בהוראות וניצול נכון של רכיבים פנימיים כדי להבטיח שהתוכנית המתוכנתת תבוצע כהלכה.
לדוגמא פשוטה, PLCs של סימנס דורשים משתנים עם פונקציונליות אחסון כמשתני ביניים לקצוות עולים ויורדים, כגון M-points או DB-points. שימוש במשתנה הטמפ' של FC יגרום לבעיות.
4. אמינות
תוכניות חייבות להיות לא רק נכונות אלא גם אמינות. אמינות משקפת את היציבות של תוכנית ה-PLC, שהיא גם דרישה בסיסית.
חלק מתוכניות ה-PLC פועלות כהלכה בתנאי הפעלה רגילים או במהלך פעולות חוקיות, אך אינן מצליחות לתפקד כראוי בתנאי הפעלה חריגים (כגון הפסקת חשמל זמנית ולאחריה שחזור חשמל מהיר) או לאחר פעולות לא חוקיות (כגון לחיצה על כפתורים מחוץ לרצף או לחיצה על מספר לחצנים בו-זמנית). תוכניות כאלה אינן אמינות, לא יציבות או מעוצבות בצורה גרועה.
תוכניות PLC טובות יכולות לזהות תנאי הפעלה חריגים ולשלב אותם בצורה חלקה עם תנאים רגילים, מה שמאפשר לתוכנית להסתגל למצבים שונים. תוכנית PLC טובה יכולה לדחות פעולות לא חוקיות מבלי להשאיר "עקבות", לקבל רק פעולות חוקיות.
שלובים היא שיטה נפוצה לדחיית פעולות בלתי חוקיות; מעגלי ממסר משתמשים לעתים קרובות בשיטה זו, ו-PLCs יכולים גם לרשת את הגישה הזו.
5. קלות שינוי
תוכנית צריכה להיות קלה לשינוי. אחד המאפיינים של PLC הוא הנוחות והגמישות שלו בהתאמה למצבים שונים. זה מושג על ידי שינוי או עיצוב מחדש של התוכנית.
עיצוב מחדש של התוכנית משמש כאשר יש לשנות את דרישות היישום של תהליך ה-PLC. לא רק שהתוכנית נכתבת מחדש, אלא שיש להקצות מחדש את ה-I/O. ברוב המקרים, אין צורך בשכתוב התוכנית; די בשינויים קלים. זה דורש שהתוכנית תהיה קלה לשינוי.
קלות השינוי פירושה גם גמישות, הדורשת שינויים קלים בלבד כדי להשיג את המטרה של שינוי פרמטרים או שינוי פעולות.
6. יכולת הרחבה
תוכניות רבות עשויות להיות-מתוכנתות מראש לפני הפריסה לאתר, אך ייתכן שיהיה צורך להוסיף תוכניות נוספות באתר-. כדי להימנע משיבוש מבנה המערכת הכולל, יש לשמור מספיק מקום בכל אזור פונקציונלי עבור חומרת גיבוי. התוכנה צריכה להיות מתוכננת מתוך מחשבה על פעולה ידנית, אוטומטית וחצי אוטומטית-, ויש להקצות מקום בהתאם.
7. מערכת אזעקה מקיפה
מערכות PLC משמשות לעתים קרובות בסביבות תעשייתיות, בהן כל תאונה עלולה לגרום להפסדים, גדולים או קטנים. כדי להבטיח מניעת תאונות או למזער אובדן במהלך תאונה, יש לשים דגש על פונקציות האזעקה וההגנה של ה-PLC. לכן, זה מודגש כמרכיב חשוב של המערכת.
8. סימולציית תוכנית
כדי להבטיח-התקדמות של ניפוי באגים באתר או להדגמות של לקוחות, לעתים קרובות נדרשת סימולציה אוטומטית מלאה של התוכנית לפני הפריסה. זה מחייב הוספת קטע של תוכנית סימולציה לתוכנית הקיימת, אשר מנותקת לאחר פעולה רגילה- באתר. כדי לאפשר לתוכנית לבצע סימולציה, נדרשים השלבים הבאים:
(1) המר את נקודות ה-PLC I/O בפועל למשתני ביניים או למשתני בלוק נתונים;
(2) כתוב תוכניות סימולציה עבור כל ציוד בהתאם לדרישות התהליך.
תוכנית PLC טובה יכולה להיחשב ככזו שעומדת בדרישות לעיל.
מפרט תכנות PLC
1. בחר את דגם ה-PLC המתאים ואת ספירת נקודות הקלט/פלט. בחר מודולי פונקציות מיוחדות לדרישות פונקציונליות ספציפיות.
2. הכירו את הוראות תכנות ה-PLC ותוכנת ההידור שנבחרו.
3. תכנן את הרכיבים הרכים, כולל ממסרים פנימיים, ממסרי אחזקה, אוגרי נתונים, טיימרים ומונים.
4. תכנן את התוכנית, בדרך כלל בהתאם לרצף של חילוץ תקלות, טיפול בתקלות, טיפול ידני, טיפול אוטומטי וטיפול בפלט. יש לחלק פרויקטים או ציוד גדולים יותר ליחידות פונקציונליות, כגון מעליות, התקני העברה והתקני הרמה/סיבוב בקו ייצור אוטומטי. אלה צריכים להיות מתוכנתים בקטעים ובבלוקים לפי מבנה היחידה לעיל.
5. הוסף הערות קצרות לפלח לפני כל תוכנית מפולחת או מבוססת-חסימה, תוך הסבר על תפקידה. במידת הצורך, ציין את זרימת התהליך המתאימה. סדר התוכניות המפולחות או המבוססות-חסימות בתוך התוכנית הכוללת צריך בדרך כלל לעקוב אחר רצף זרימת התהליך לקריאה.
6. לפני עיצוב התוכנית, יש להפשט את הציוד. יש לחלץ גורמים נפוצים כגון עצירה, עצירת חירום, עומס יתר,-הגבלה, זמן קצוב, מסך תאורה בטיחותי, עצירת התנגשות ומתג דלת ולהציב אותם במעגל ההפעלה- או התנעה-במעגל הבקרה הראשי והנעילה הראשית. זה משמש כהנחת היסוד של כל מבנה התוכנית. בהתבסס על כך, התוכנית מחולקת לאחר מכן לשני אזורים פונקציונליים עיקריים: אוטומטי וידני.
7. יש לחלץ גורמים נפוצים בתחום התפקוד הידני של מבנה התוכנית, כגון הפעלה ידנית וגורמים המסכנים את הציוד והבטיחות האישית, ולהציב אותם במעגל הבקרה הראשי והנעילה הידנית כדי להגן, לסכך ולהתראה לשליטה ידנית.
8. יש לחלץ גורמים נפוצים באזור הפונקציה האוטומטית של מבנה התוכנית, כגון הפעלה אוטומטית, גורמי הגבלה-מעלה וזמן קצוב, ולהציב אותם במעגל הבקרה הראשי והנעילה האוטומטית כדי להגן, להגן ולהתזעק עבור ציוד בשליטה אוטומטית. עיקרון כללי הוא להגביל בקפדנות את כניסת הציוד תוך הגבלת יציאת ציוד באופן רופף, תוך הבטחת בטיחות.
9. יש לתכנן פונקציית איפוס מאסטר בתוכנית כדי להקל על שחזור מהיר וקל של פעולת ציוד רגילה במקרה של תקלה. האיפוס הראשי צריך לשקול באופן מלא את בטיחות הציוד והצוות במהלך תהליך האיפוס.
10. בעת מעבר ממצב אוטומטי למצב ידני, התוכנית צריכה לנקות את הפלטים ומצבי הביניים ממצב אוטומטי. במיוחד כאשר משתמשים בהוראת SET במצב אוטומטי, יש לנקות אותה באמצעות הוראת RESET במצב ידני.
11. יציאות כפולות אסורות בהחלט בתכנות; כלומר, אותה משפט פלט או אותו סליל פלט המופיע פעמיים או יותר בתוכנית. עבור אותה נקודת פלט בתנאי מצב שונים, השתמש בממסר ביניים להעברה, ולבסוף שלבו אותם לנקודת פלט אחת.
12. בעת שימוש במסך מגע, אסור להשתמש באזור הבקרה ואזור המצב המשותף למסך המגע וה-PLC עבור תכנות פונקציונליות אחרות.
13. לפני השימוש בכל מודול PLC מיוחד, בדוק אם אזור הבקרה ואזור המצב שלו תופסים מילות עבודה. אם כן, אל תתכנת את מילות העבודה הללו למטרות אחרות.
14. כניסות PLC, יציאות, ממסרי ביניים, טיימרים, מונים ואוגרי נתונים חייבים להיות מסומנים עם תווים סיניים. כניסות ויציאות חייבות לכלול גם שמות רכיבים ומספרי תגים. ברירת המחדל של נקודות הקלט המתאימות הן בדרך כלל ללא מגעים המחוברים למתגים חיצוניים. עבור כניסות הדורשות מגעי NC, יש לציין זאת בהערות. כל ההערות צריכות להיות ברורות וחד משמעיות, למנוע אי הבנות ולצמצם את השימוש במונחים כלליים.
15. לאחר השלמת איתור באגים של הפרויקט, יש לשמור את התוכנה הסופית. שם הקובץ השמור צריך לכלול את מספר הפרויקט, מחבר, תאריך ומספר גרסה.
16. לגבי הצפנת תוכנית: יש לשמור את הסיסמה לתוכנית המוצפנת בקובץ ייעודי, המציין בבירור את שם המשתמש, הסיסמה וההרשאות. יש להפיץ את הקובץ הזה לשני אנשים לפחות כדי ללמוד את הסיסמה ולמנוע מהתוכנית להיות בלתי נגישה עקב אובדן סיסמה.
הצעות תכנות
1. כאשר PLC ומחשב מארח (או מסך מגע) יוצרים מערכת ניטור, המסך צריך לעתים קרובות להציג מצבי בקרה כגון "ידני" ו"אוטומטי" (בדרך כלל, למספר מצבים יכולים להיות רק מצב אחד). ניתן להשתמש בהוראה "MOV" בתוכנית. לדוגמה, כאשר "ידני" נבחר, הקבוע 1 מועבר לאוגר VB10; כאשר "אוטומטי" נבחר, 2 מועברים לאותו אוגר VB10. על ידי בדיקת הנתונים בפנקס, ניתן לקבוע את מצב הבקרה של המערכת. היתרון של גישה זו הוא קלות ההבנה שלה ומונעת את הצורך בהליכים מורכבים כמו השלבים.
2. כאשר התוכנית כוללת בקרת אות אנלוגי, אם לאות האנלוגי הנקרא כמעט אין שגיאה, ניתן להשתמש בסינון זמן כדי לעכב את הקלט. אם בנתוני הקריאה יש שגיאה גדולה, יש צורך בשיטות סינון אחרות, כגון ממוצע. עיין בתיעוד הרלוונטי למידע נוסף.
3. במהלך איתור באגים בתוכנית, אם מתקיים תנאי אך סליל הפלט אינו מופעל, בדוק אם החלק הזה של התוכנית שלך נמצא בתוך הצהרות כאלה, כגון 'JUMP go to'. אפשרות נוספת היא שאחרי הפסקת תוכנית, התנאי מתקיים אך אין פלט; זה בדרך כלל מציין שחלק זה של התוכנית אינו נסרק.
4. בתוכניות בקרה עוקבות, כלומר, כאשר פעולה אחת הושלמה והפעולה הבאה מתחילה, מצב הבקרה +10+10 נוח מאוד. הרעיון הוא כדלקמן: אוגר מוגדר מראש ל-0 במהלך האתחול. לאחר הפעלת המערכת, היא מוגברת ב-10, מה שמביא את ערך האוגר ל-10. כשהאוגר נמצא ב-10, ניתן לבצע את הפעולה הראשונה. לאחר הפעולה הראשונה, הרגיסטר מוגדל שוב ב-10, מה שמביא את ערך האוגר ל-20, מה שמאפשר לבצע את הפעולה השנייה. לאחר הפעולה השנייה, הוא מוגדל שוב ב-10, ומביא את ערך האוגר ל-30. כך, על ידי בדיקת הערך במאגר, ניתן לקבוע את הפעולה הרצויה. כאשר יש צורך בפעולת קפיצה, ניתן לשנות את התוספת מ-10 ל-20, 30 וכו', בהתאם לדרישות הספציפיות.
למה להגדיל ב-10 במקום ב-1? מכיוון שלאחר הגדלה של 10, אם יש צורך להכניס קטע, ניתן להכניס אותו לכל אחד מ-10 המשבצות הזמינות.
5. בעת תכנון תוכנית, אם מתרחשת תקלה הקשורה לתהליך (שאינה נשלטת על ידי מערכת הבקרה), עדיף לשמור על תופעת התקלה ולספק אזעקות ויזואליות וקוליות עד שהמפעיל יאפס את המערכת, כדי שיהיה מודע לתקלה. אחרת, אם המערכת נעצרת, אחרים עשויים להניח שיש בעיה בתוכנית. בדרך כלל יש לקחת בחשבון נקודות אלה בעת תכנון מערכת חדשה.
6. תת-שגרות הנקראות תכופות יכולות להתבצע לתת-מודולים לשיחות תכופות.
7. מאחר וכל שלב במחזור העבודה של מכונת ייצור דורש פרק זמן מסוים לביצוע, ולזמנים אלו יש מגבלות מסוימות, ניתן להפעיל טיימר בו-זמנית עם תחילת השלב שיש לנטר. הגדרת הזמן של הטיימר צריכה להיות ארוכה ב-20%-30% מהמשך הרגיל של הפעולה. ניתן להשתמש באות הפלט של הטיימר לאזעקות או להתקני כיבוי אוטומטי. כאשר הזמן של צעד חורג מהזמן שצוין, מגיע לזמן הקבוע מראש של הטיימר המתאים, ולפני שהשלב הבא מתחיל, הטיימר מוציא אות תקלה. אות זה מפסיק את מחזור העבודה הרגיל ומתחיל את הליך האזעקה או הכיבוי; זה מה שאנו מכנים בדרך כלל הגנה על-מחזוריות.
8. מתגי זיהוי בטיחות מסוימים (כגון לחצני עצירת חירום, וילונות תאורה בטיחותיים, מתגי גבול וכו') צריכים להשתמש בכניסות סגורות רגילות (NC).
9. משיקולי בטיחות וחיסכון באנרגיה, יש לתכנן את הפלטים כך שיופעלו רק בעת הצורך וייעצרו לאחר השלמת הפעולה, במקום להיות מתוכננים כך שיופעלו באופן רציף עד שיידרש עצירה.
10. עקרון הפעולה של מפעילים צריך להיות: עדיף להישאר בשקט מאשר לנוע בצורה לא סדירה.
11. בקרת ציוד-יחידה: לכל יחידה חייבת להיות פונקציית החלפה ידנית/אוטומטית, ופונקציית התחלה/עצירה במהלך פעולה ידנית. בעת מעבר מהפעלה אוטומטית להפעלה ידנית, אסור שהציוד יפסיק; בעת מעבר מידני לאוטומטי, ההפעלה/עצירה של הציוד תלויה בתוכנית האוטומטית.
12. יש לסובב כל יחידת ציוד (משאבה, מאוורר וציוד גדול אחר) לאחר 24 שעות פעילות, וחייבת להיות שיא זמן ריצה מצטבר, אלא אם רצף ההפעלה/עצירה נקבע על ידי המחשב המארח; אחרת, על המפעיל להגדיר זאת באופן ידני.
