8/3/2019 Despre Plc

1/26

Definirea notiunii PLCNotiunea de PLC vine de la Programmable Logic Controller (Controller Logic

Programabil) si este un computer digital folosit la automatizarea proceselor industrialeprecum controlul masinilor dintr-o fabrica ce utilizeaza linii de asamblare.PLC are mai multe porturi de intrare si iesire, fiind bazat pe arhitectura RISC

(Reduced Instruction Set Computer) si proiectat pentru a rezista la conditii mai severe(praf, umezeala, limite de temperatura mari, caldura, frig); are imunitate la zgomot electric sirezistenta la vibratii si impact. PLC consta dintr-un microprocesor programabilsi este programat folosind un limbaj masina specializat. Inainte se utiliza ca limbaj deprogramare "ladder logic", insa astazi se folosesc mai multe limbaje de programareincepand cu "ladder logic" pana la C. De obicei programul este scris intr-un mediu dedezvoltare pe PC, iar apoi este descarcat in PLC printr-un cablu de conexiune. Programele de control ale masinii sunt, de regula, stocate intr-omemorie nevolatila. PLC este un exemplu al unui sistem in timp real din moment ce rezultateleiesirii trebuie sa fie produse ca raspuns la conditiile intrarii, intr-un timp limita,altfel va rezulta o operatie neasteptata.

PLC ofera diverse avantaje, dar si dezavantaje. Ca avantaje avem:- cost favorabil pentru controlarea sistemelor complexe;- flexibil, putand fi reaplicat la controlul rapid si usor al altor sisteme;- abilitatile computationale permit control sofisticat;- instrumentele de identificare a problemelor faciliteaza programarea si reduce

timpul de nefunctionare;- componentele de incredere face ca sistemul sa functioneze mai multi ani fara

probleme;- posibilitatea vizualizarii functionarii;- viteza de functionare;

- metode diferite de programare.PLC-urile nu sunt atat de bune in:- a utiliza o multime mare de date, date complexe sau functii matematice

complicate;- a citi si scrie baze de date;- a genera rapoarte;- a afisa datele si informatiile operatorului.

Alt dezavantaj il constituie si noutatea tehnologiei.Controllerele Logice Programabile (PLC) au o utilizare variata incluzand

controlul de baza al releelor, controlul miscarii, al procesului, putand fi folosit si laSistemele de Control Distribuite.

Pe scurt, un PLC este un automat ce foloseste intrarile pentru a monitoriza unproces si iesirile pentru a controla un proces, utilizand un program.Principiile de functionare, scheme bloc

Functionarea unui PLC se bazeaza pe scanarea programata a intrarilor si iesirilor sale.Procesul de scanare prezinta 3 etape de baza:

Pasul 1 - Stadiul de testare a intrarilor. Pentru nceput, PLC-ul scaneaza fiecareintrare cu scopul stabilirii starilor ON sau OFF pe care acestea le pot prezenta. Altfelspus, se verifica daca senzorii sau switch-urile conectate n intrari sunt activate sau

8/3/2019 Despre Plc

2/26

nu.Informatia culeasa pe parcursul acestui pas se stocheaza n memorie, urmnd a fi utilizata npasul urmator.

Pasul 2 - Executia programului. n acest stadiu, PLC-ul executa un program n modsecvential (instructiune dupa instructiune). Ca rezultat, se poate activa una sau mai multe iesiri,sau se pot stoca informatii n zone specifice n memorie, urmnd ca acestea sa fie utilizate n

pasul urmator.Pasul 3 - Verificarea si setarea iesirilor. n final, PLC-ul verifica starile iesirilor si lemodifica daca este cazul. Modificarile se bazeaza pe starile intrarilor citite pe durata primuluipas si pe rezultatele executiei programului din pasul doi. Dupa executia pasului3, PLC-ul reia ciclul celor 3 pasi.

Timpul de scanare este definit ca fiind timpul necesar parcurgerii celor 3 pasi siuneori reprezinta o caracteristica importanta de sistem, luata n considerare nprogramarea PLC-ului.

In functie de complexitatea sa, automatul programabil (AP) poate realiza siurmatoarele functii (primele trei identificandu-se cu pasii de mai sus): citirea intrarilor;

rezolvarea ecuatiilor booleene si executia secventelor de calcul logic; comanda iesirilor; stocarea n memorie a rezultatelor partiale sau a starii intrarilor si iesirilor; nregistrarea valorilor de consemn si transferarea acestora catre proces; implementarea unor functii de calcul aritmetic; realizarea dialogului de exploatare; realizarea dialogului de supervizare; realizarea dialogului de programare; realizarea dialogului cu elementele periferice. Citirea intrarilor

Functionarea AP presupune urmarirea variatiilor unor semnale provenite de la

proces. n acest scop, intrarile AP sunt citite la intervale bine stabilite de timp. Fiecare citire seface pe rnd dar, avnd n vedere ca timpul dintre citirile a doua intrari diferite este foarte mic(de ordinul microsecundelor) pentru o anumita categorie de procese, se poate considera cacitirile se fac simultan pentru toate intrarile. Rezolvarea ecuatiilor booleene si executia secventelor de calcul logic

Implementarea schemei de comanda n cadrul AP se realizeaza prin modelareaacesteia prin intermediul unor ecuatii booleene sau a unor secvente de calcul logic undevariabilele sunt semnalele de intrare ale AP. Rezultatele sunt valorile care trebuie sa fie atribuiteiesirilor AP. Aceasta operatie se executa n fiecare ciclu tinnd seama de valorile actualizate aleintrarilor.

Ecuatiile sunt rezolvate pe rnd dar, pentru o anumita categorie de procese, se

poate considera ca rezultatele se obtin simultan pentru toate ecuatiile datorita faptului ca timpulde rezolvarea a doua ecuatii diferite este foarte mic. Comanda iesirilor

Functionarea AP presupune ca acesta sa emita, prin intermediul iesirilor, semnalede comanda pe baza valorilor intrarilor programului care implementeaza functia decomanda. Fiecare iesire este comandata pe rand. De asemenea, pentru o anumitacategorie de procese, se poate considera ca toate iesirile sunt comandate simultandeoarece timpul dintre comenzile a doua iesiri diferite este foarte mic.

8/3/2019 Despre Plc

3/26

Stocarea n memorie a rezultatelor partiale sau a starii intrarilor si iesirilorn cazul unor programe de complexitate ridicata ce presupun o serie de calcule

laborioase, este posibil ca registrele procesorului sa nu fie suficiente pentru stocarearezultatelor intermediare. Pentru a evita aceasta problema, AP trebuie sa poata stocatemporar aceste rezultate ntr-

o memorie de lucru pentru a le putea utiliza mai trziu. Exista posibilitatea stocariivalorilor intrarilor si iesirilor ntr-un ciclu anterior. Implementarea unor functii de calcul aritmetic

Complexitatea proceselor comandate prin intermediul AP face ca schema decomanda implementata de acesta sa trebuiasca sa realizeze si o serie de alte operatii dect celelogice.

Functiile de calcul aritmetic pot fi: radicalul, ridicarea la putere, functiitrigonometrice, operatii asupra datelor din memorie (incrementarea, decrementarea, decalajde biti la stnga sau la dreapta, codificare, registru de deplasare bit cu bit etc). Dialogul de exploatare

n perioada de exploatare, sunt necesare dialoguri om-masina avnd drept scop

conducerea masinii, realizarea de reglaje sau efectuarea depanarii.Elementele prevazute n acest scop sunt:- butoane,- elemente de semnalizare,- panouri de comanda configurabile,- terminale de exploatare,- terminale de reglare,- terminale de depanare. Dialogul de supervizare

Sistemele de comanda se integreaza ntr-un proces de productie care adesea este condussi supravegheat de la un punct de comanda si control central. AP trebuie sa aibaposibilitatea de a dialoga ntr-un mod bine determinat cu terminalele periferice alesistemului central. Dialogul de programare

Prima punere n functiune precum si eventualele modificari datorita evolutieiprocesului de productie necesita existenta unui dialog de programare. Cele mai uzuale cai de arealiza acest dialog este utilizarea unui calculator sau a unei console de programare. Legaturadintre dispozitivele de programare si AP se realizeaza n general folosind o linie de comunicatieseriala. Dialog cu elemente periferice (imprimantele)

Imprimantele sunt utilizate pentru a lista informatiile existente n memoria AP sau

informatiile oferite de software-ul utilizat pentru programarea acestuia fiind astfelusurata vizualizarea programului si a datelor legate de AP. Utilizatorul are posibilitatea dea urmari mult mai usor programul indiferent daca acesta este sub forma listei de

instructiuni sau diagrama de tip schema cu contacte. Se poate verifica mult mai usor attcorectitudinea schemei implementate, ct si calitatea acesteia.Principalele informatii care pot fi listate la imprimanta sunt:- diagrama bazata pe schema de contacte;- programul sub forma de lista de instructiuni;

8/3/2019 Despre Plc

4/26

- referintele ncrucisate;- blocurile de comentarii;- starea registrelor procesorului din unitatea centrala;- lista si starea conditiilor de fortare;- valorile impuse temporizatoarelor si numaratoarelor.Elementele componente ale AP1. Unitatea centrala de prelucrare2. Programatorul/Monitorul3. Module de intrare/iesire4. Sertare si carcase5. Imprimanta (optional)6. Unitati de stocare a informatiei

1. Unitatea centrala de prelucrareContine:- Procesorul ce consta dintr-unul sau mai multe microprocesoare care realizeazacalcule aritmetice si logice precum si comunicatia si interactiunea dintre celelaltecomponente.

- MemoriaROM - utilizata pentru stocarea sistemului de operare al AP;RAM - mpartita n mai multe blocuri in care sunt pastrate:

- imaginile iesirilor si intrarilor AP,

- valorile prestabilite si actuale ale temporizatoarelor si contoarelor,- zona de lucru a procesorului,- zona de stocare a programului,- alte zone de memorie avnd destinatie speciala.

Memoria RAM si pierde continutul la ntreruperea sursei de alimentare de aceea,pentru mentinerea programului si a datelor stocate n aceasta, AP trebuie sa aibaprevazuta o sursa de alimentare auxiliara (baterie).

8/3/2019 Despre Plc

5/26

- Sursa de alimentare realizeaza adaptarea si conversia tensiunii alternative ntensiune continua pentru alimentarea diferitelor elemente ale AP, cum ar fi elementeleconectate la intrari si iesiri (senzori, elemente de executie etc).2. Programatorul/Monitorul

Este un dispozitiv care comunica cu elementele AP si care permite transferarea

programului de aplicatie n memoria AP, monitorizarea si vizualizarea functionarii AP.Programatorul poate fi:- un programator manual,- un terminal industrial,- un calculator personal.3. Module de intrare/iesire

Sunt dispozitive prin care AP comunica cu sistemul de actionare sau instalatia pe caretrebuie sa le comande si cu mediul exterior.4. Sertare si carcase -permit montarea ntr-un ansamblu unitar a elementelor automatuluiprogramabil.5. Imprimanta

Este folosita pentru listarea programului de aplicatie dupa care functioneaza APsi a altor mesaje si informatii legate de sistemul comandat.6. Unitatile de stocare a informatieiSunt folosite ca dispozitive de stocare secundare pentru:- programul de aplicatie din memoria AP

- alte date si informatii utile pentru salvarea acestora sau ncarcarea lor pe/de pesuportul magnetic (banda sau disc magnetic).

Programele de aplicatii pot fi realizate si nregistrate pe suport magnetic nlaboratoare de dezvoltare a aplicatiilor de baza pentru AP si apoi ncarcate n memoria AP aflatan sistemele de comanda plasate n halele de productie.

Versiunile mai vechi de AP erau dotate cu casetofoane. Versiunile recente utilizeaza unitati de disc flexibil sau unitati de disc dur.Modulele de intrare/iesire totul sau nimic (digitale)Semnalele sunt de tip logic. Valoriletipice sunt:- "0" logic = 0 V- "1" logic = 5 Vcc, 12 Vcc, 24 Vcc, 48 Vcc, 12 Vca, 24 Vca, 120 Vca,240 Vca.Modulele de intrare digitale

Permit unitatii centrale a AP sa efectueze o citire a starii logice a traductoarelor sausenzorilor care i sunt asociati.

Modulele au n general 4, 8, 16 sau 32 de intrari. Fiecarei intrari i corespunde o

cale care prelucreaza semnalul electric pentru a elabora o informatie binara, bitul deintrare care este memorat.Schema bloc a caii de semnal pentru o intrare digitala

8/3/2019 Despre Plc

6/26

Ansamblul de biti de intrare formeaza cuvntul de intrare. Periodic, procesorul

automatului adreseaza (citeste modulul), continutul cuvntului de intrare fiind astfel copiat n zona de date ale automatului. Fiecare cale este filtrata mpotriva parazitilor si a contactelorimperfecte si izolate electric pentru a mari fiabilitatea si securitatea sistemului(izolare galvanica).Un modul de intrare este definit n principal prin numarul de intrari pe care le aresi caracteristicile electrice acceptate (tensiune, tipul curentului etc).Module de numarare de mare viteza

Sunt module de intrare digitale care au de ndeplinit functia de numarare aimpulsurilor aplicate la intrarea modulului. Sunt utilizate n general pentru numarareaimpulsurilor cu frecventa mare provenind de la senzori, encodere, sau contacte.

Informatia transmisa catre memoria automatului, atunci cnd AP va adresa acestmodul, va fi numarul de impulsuri sosite de la ultima adresare sau numarul total de

impulsuri numarate de la initializare.Utilizarea modulelor de numarare de mare viteza usureaza muncaprogramatorului deoarece el poate degreva unitatea centrala a AP de astfel de functii careconsuma din puterea si timpul de calcul al acesteia.Modulele de iesire digitale

Un modul de iesire permite automatului programabil sa actioneze asupra elementelor de actionare. Realizeaza corespondenta: stare logica - semnal electric.Periodic, procesorul adreseaza modulul de iesire si realizeaza nscrierea bitilor unui cuvntde memorie pe caile de iesire ale modulului.Elementele de comutatie ale modulului sunt:- electronice (tranzistoare si triacuri),

- electromecanice (contacte de relee interne modulului).Iesirile cu tranzistoare sunt utilizate n cazul comenzii dispozitivelor de c.c. Iesirile cutriacuri sunt folosite pentru comanda dispozitivelor de c.a.

Iesirile cu relee pot fi utilizate att pentru comanda dispozitivelor de c.c. ct si a celor dec.a.Modulele care au numar mare de iesiri au avantajul ca, prin utilizarea lor, se ocupamai putine locuri pe magistrala automatului si dezavantajul ca nu pot furniza un curent mare decomanda pentru iesiri.Schema bloc a caii de semnal pentru o iesire digitala

8/3/2019 Despre Plc

7/26

Modulele de intrare/iesire analogice

Avnd n vedere ca AP sunt dispozitive numerice, modulele analogicetrebuie sa realizeze o corespondenta ntre marimi analogice (curenti sau tensiuni) sivalori numerice.Modulele de intrare analogiceExista doua tipuri de module de intrare analogice:

- intrari analogice care realizeaza detectarea depasirii unui prag de tensiune saucurent,- intrari analogice de masura.Modulele de intrare analogice cu detectie de pragSchema bloc a caii de semnal pentru o intrare analogica cu detectie de prag

Modulele de intrare analogice de masuraSunt prevazute cu circuite de conversie analog numerica (A/N). Modulele de intra

re analogice de masura de tensiune pot fi:- unipolare (primesc la intrare numai tensiuni pozitive n general 010V), un

exemplu fiind modulele de current ce primesc la intrare curenti n general n gama420mA;

8/3/2019 Despre Plc

8/26

- bipolare (primesc la intrare tensiuni negative si pozitive n general -10+10V). Existaposibilitatea reglarii atenuarii sau amplificarii semnalului de intrare ceea ce

permite marirea domeniului de masura. Un astfel de modul poate sau nu sa efectueze o serie deoperatiuni de liniarizare a semnalului de intrare nainte de a fi scris cuvntul de intrare nmemorie.

Schema bloc a caii de semnal pentru o intrare analogica de masura

Modulele de iesire analogiceFiecare iesire este imaginea analogica a valorilor numerice codificate pe un grup de biti

(8 sau 12) definit de program si este definita prin natura semnalului furnizat si prin limitele sale(0-10V, 4-20 mA).Modulele analogice de iesire permit conectarea AP la elemente de preactionare(variatoare de putere, variatoare de viteza) pentru a realiza functii de comanda si de

reglare.Schema bloc a caii de semnal pentru o iesire analogica

Module de intrare/iesire la distanta

8/3/2019 Despre Plc

9/26

8/3/2019 Despre Plc

10/26

8/3/2019 Despre Plc

11/26

Module de comunicare de la egal la egal (peer-to-peer)Modulele de la egal la egal sunt utilizate pentru a permite comunicare AP ntre ele.

Informatiile pe care acestea le schimbantre ele sunt utilizate pentru obtinerea unei functionarin care AP sa coopereze n vederea ndeplinirii unor sarcini.Module de comunicare ASCII

Au capacitatea de a recept

ionas

i a transmite informat

ia codificata

folosindfisiere n cod ASCII. Avantajul acestor module este faptul ca pot fi folosite pentru a realiza interfata dintre AP si alte echipamente care recunosc informatia n cod ASCII cum ar fiimprimantele sau terminalele de dialog cu utilizatorul.Module pentru controlul pozitiei

Aceste module sunt utilizate n cadrul aplicatiilor care necesita pozitionareaspatiala a unor elemente componente prin intermediul unor elemente de actionare.Modulele pot fi utilizate pentru controlul pozitiei n sisteme n bucla deschisa -bucla nchisa.a) Module de pozitionare n bucla deschisa

n aceasta categorie intra modulele de control a pozitiei bazate pe utilizarea

motoarelor pas cu pas (MPP). Asigura

o serie de funct

ii, n special de accelerares

incetinire. Este mult usurata comanda MPP cu ajutorul AP n aplicatii ce implica pozitionarea precisa n doua sau trei axe.Alte functii:- pozitionare a sistemului ntr-o pozitie initiala,- protectie a sistemului prin limitarea cursei anumitor elemente mobile.b) Module de pozitionare n bucla nchisa

Utilizate pentru comanda masinilor cu comanda numerica, linii de asamblareautomate sau robotica. Cele mai ntlnite aplicatii presupun pozitionarea unei mesemobile care este actionata de motoare de c.c. sau de c.a.Pentru nchiderea buclei, n cazul controlului pozitiei se utilizeaza un encoder. Pentru reglajul

vitezei, nchiderea buclei este realizata cu ajutorul unui tahometru.Module video

Folosite n special n aplicatiile care necesita realizarea unor operatii de inspectie ncadrul procesului de fabricatie. Se poate face un reglaj automat al procesului pentrueliminarea pieselor fabricate necorespunzator.Module cititoare pentru codurile de bare

Utilizarea codurilor de bare pentru identificarea automata a devenit o practica curenta n cadrul liniilor de asamblare automata. Folosite pentru a codifica informatiareferitoare la diverse etape ale procesului de productie/asamblare, pentru a urmari traseul sievolutia anumitor produse n cadrul fluxului tehnologic permit tinerea evidentei exacte astocurilor existente si a celor care sunt n curs de a fi finalizate.

mbogatesc capacitatea unui AP cu functii ce permit citirea informatiilor astfelcodificate pentru a fi ulterior folosite n comanda instalatiei.Module pentru reglajul automat

AP pot fi utilizate n acest scop n cazul n care nu se urmareste aplicarea unoralgoritmi de reglare de complexitate ridicata.Variante:- utilizarea unor module de prelucrare speciale;

8/3/2019 Despre Plc

12/26

- utilizarea modulelor de intrare/iesire obisnuite si materializarea prin program aalgoritmilor de reglaj.Cele mai utilizate module pentru reglajul automat sunt cele care implementeazaalgoritmii de tip PID.

Ajustarea sistemului se realizeaza prin reglarea potentiometrelor care stabilesc

parametrii buclelor de reactie proportionala, diferentialasi integrala.Reglaj automat materializat prin program

n cazul n care bucla de reglare este materializata prin program, ajustareasistemului se realizeazaprin modificarea unor parametri din program. n acest caz pentru intrarise utilizeaza module de intrare analogice obisnuite n timp ce pentru iesiri se pot utiliza modulede intrare analogice sau digitale.

Exista module prin care se materializeaza alti algoritmi de reglare automata cum ar fimodule pentru controlul folosind reactia pozitiva sau folosind logica fuzzy. Ca si ncazul reglarii PID, ca urmare a cresterii puterii de calcul a unitatii centrale, acestialgoritmi pot fi materializati prin programul automatului programabil.Dispozitive de intrare/iesire pentru interfata om-masina

Functii:- (principala) cea de programare a AP,- monitorizarea functionarii AP,- verificarea programului nscris n memoria AP,- depanarea circuitului.

Prin intermediul acestor terminale, operatorul uman poate introduce sau modificaprogramul unui AP la locul n care acesta se afla, fara a mai fi nevoie de alte dispozitive sauaparate ajutatoare. Prin cuplarea terminalului, comportarea AP poate fi examinata n timpulfunctionarii.

Informatiile necesare operatorului sunt afisate prin intermediul unui ecran cu

tub catodic sau cu cristale lichide. Dimensiunile acestora pot varia de la cteva linii decaractere pnala un ecran. n primul caz, dispozitivul de afisare va fi mai ieftin nsa nu vapermite dect afisarea unei portiuni mici din programul AP si un numar restrns de informatiilegate de starea AP.Informatiile catre AP sunt introduse de catre operatorul uman prin intermediul:- unor butoane,- a tastaturii,- a ecranelor sensibile la atingere,- cititoarelor de coduri de bare.Terminale simple

Dispozitive simple care au de cele mai multe ori doar un monitor si o tastatura.

Sunt dotate cu inteligenta, ntreaga functionalitate privind comunicarea dintre om simasinaeste nglobata n AP. Afiseaza informatia transmisa de AP si permitintroducerea si transmiterea informatiei de la utilizator la AP. Transmiterea informatiei prin intermediul acestor terminale se realizeaza n format ASCII.

Avantaj: pret de cost redus, terminalul poate fi utilizat cu o gama larga de AP.Dezavantaj: nu permit ncarcarea unui program sau modificarea acestuia n memoria AP.Utilizarea lor devine din ce n ce mai redusa.Terminale industriale dedicate

8/3/2019 Despre Plc

13/26

Au ncorporata o anumita inteligenta care le permite sa ndeplineasca o parte maimicasau mai mare din functiile amintite mai sus.

O serie de terminale permit scrierea directa a programului n memoria AP. Oalta categorie de terminale sunt dotate cu memorie proprie astfel nct programul poate fiscris n aceasta memorie dupa care el este transferat n memoria AP.

Mare parte din aceste dispozitive permit utilizatorului sa depaneze programul scrischiar n timpul functionarii acestuia.Pot fi introduse valori pentru intrarile sau pentru iesirile automatului astfel nct sa se

poata urmari functionarea acestuia n diverse situatii.Programatoare de mnaSunt utilizate n general pentru programarea AP de dimensiuni mici. Cuplate laAP, ele pot afisa informatii privind:- starea AP,- starea intrarilor,- starea iesirilor,- valorile diferitelor variabile interne,

- valoarea curentasi cea prestabilita a numaratoarelor,- valoarea curentasi cea prestabilita a temporizatoarelor.

Programatoarele de mna pot fi folosite pentru depanarea AP prin monitorizareafunctionarii acestuia si prin modificarea intrarilor, iesirilor sau alti parametri aiprogramului.Avantaje: dimensiunile mici care le fac portabile.

Dezavantaje: au nglobata inteligenta redusa, dimensiunea mica a ecranului deafisare (la un moment dat nu poate fi vizualizata dect o mica parte a programului din memoriacalculatorului).

8/3/2019 Despre Plc

14/26

Programarea controlerelor PLCMetoda uzuala de programare a unui controler PLC este cea care utilizeaza un

PC conectat cu sistemul de control. Exista nsa si posibilitatea programarii manuale asistemului, utiliznd o microtastatura si un monitor software cu functiuni specifice.

n scopul depanarii sistemului de control, un PLC este de regula nsotit de un

subsistem de testare, realizat pe baza unor switch-uri ce pot pozitiona n 0 sau 1 logicdiverse linii. n felul acesta sistemul de control poate fi testat pas cu pas, urmarindu-semodul de comportare conform diagramei de functionare specificata n documentatie.Diagrama de functionare estegndita astfel nct sa poata fi testata si nteleasa ntreaga gama deposibilitati comportamentale si de eventuale malfunctiuni. Programatorul poate adaugacomentarii programului de test, poate denumi dispozitive de intrare si/sau iesire sipoate preciza secventele de executie ce trebuie urmate de catre sistem la ntlnireaanumitor erori sau comportari defectuoase ale unor subansamble. De cele mai multeori, un sistem cu PLC este documentat printr-o "diagrama n scara", care prezinta structuralogica de functionare a ntregului sistem. ntelegerea acestei diagramepermite depanatorului sa nteleaga comportamentul sistemului n diversele cazuri

malfunctionale.IEC 61131-3, a treia parte a standardului international IEC 61131, se ocupa culimbajele de programare si defineste urmatoarele standarde de limbaje de programarePLC:- Ladder diagram (LD);- Diagrame de blocuri functionale ( Function Block Diagram-FBD);- Texte structurate (Structured Text-ST);- Liste de instructiuni (Instruction List-IL);

- Sequential function chart (SFC) ce are elemente pentru a organiza programepentru procesarea controlului secvential si paralel.Elementele de programare ale limbajului orientat pe scheme cu contacte

Scrierea unui program n limbajul orientat pe scheme de contacte (LadderDiagram - LD) presupune desenarea unei diagrame (diagrama LD) similare unei schemeelectrice cu contacte.Elementele componente ale diagramei LD modeleazafunctionareaelementelor unei scheme cu contacte. De aceea interpretarea functionarii diagramei LD estesimilara interpretarii schemelor electrice cu contacte.

Elementele de baza utilizate pentru scrierea unui program n limbaj LD suntcontactele, bobinele, temporizatoarele, numaratoarele si blocurile functionale (functiile).

Contactele

IN001 IN002 IN003

a) b)

Fig.1

8/3/2019 Despre Plc

15/26

8/3/2019 Despre Plc

16/26

Baza detimp

Valoareaprestabilita

InitializareFig.3 Structura unui temporizator.

Iesire

Temporizatoarele sunt elemente de programare care modeleaza functionareareleelor de timp si a contactelortemporizate. Ele sunt utilizate pentru a realiza actiuni ntrziate sau ce dureaza unanumit interval de timp.

8/3/2019 Despre Plc

17/26

Temporizatoarele simple permit realizarea unei actiuni ntrziate cu un anumitinterval de timp ce poate fi programat. Functiile de temporizare mai complexe au nvedere obtinerea unor temporizari variabile, functie de anumite conditii care apar la un momentdat.

n cadrul programelor LD, un temporizator are o structura de tipul celei din Fig.3.

Fiecare temporizator din schema esteidentificat n mod unic, modul de identificare fiind diferitde la un producator la altul.Materializarea temporizatoarelor n AP se realizeaza utiliznd circuit

e numaratoare. Ca urmare, indicarea temporizarii se va face preciznd numarul deincremente de timp pe care temporizatorul l va numara (valoarea prestabilita) sidurata unui increment (baza de timp). n cazul n care implementarea limbajului permiteutilizarea unor baze de timp diferite pentru temporizatoare diferite, trebuie precizat pentrufiecare temporizator aceasta baza de timp. Valorile uzuale pe care le poate avea baza de timpsunt 0,01s; 0,1s sau 1s.

n cazul n care baza de timp este aceeasi pentru toate temporizatoarele, precizata n manualul de programare a AP, aceasta este omisa. Ca urmare, valoarea prestabilita

poate fi exprimata n unitati de timp (s).Temporizatoarele au cel putin o intrare de initializare, la activarea careia ncepe temporizarea si o iesire. n unele variante, acestea sunt prevazute si cu o intrare de validare si nca o iesire care reprezinta negata primei iesiri.

Numaratoarele

Numarare Iesire

Nr. numaratorIesire negata

Initializare

Fig.4. Structura unui numarator.Numaratoarele sunt elemente de programare care poate primi o serie de

impulsuri care sunt analizate n cadrul programului LD pentru a detecta numarulde aparitii ale unor evenimente cum ar fi: numarul de pasi efectuati de un motor pas cupas, conectari deconectari ale unui aparat.

8/3/2019 Despre Plc

18/26

n cadrul programelor LD, un numarator are o structura de tipul celei din Fig.4.Fiecare numarator din schema este identificat n mod unic, modul de identificare fiinddiferit de la un producator la altul. Pentru fiecare numarator se precizeaza valoareaprestabilita, aceasta reprezentnd valoarea maxima pe care o va numara numaratorul dupa careva activa iesirea.

Numaratorul are cel putin doua intrari, una de numarare si una de initializare (laactivarea acesteia numaratorul ncepe sa numere impulsurile sosite la intrarea denumarare) si o iesire. Alte variante de numaratoare sunt prevazute si cu o intrare devalidare si o iesire care reprezinta negata primei iesiri.Blocurile functionale

Pentru materializarea unor functii mai complexe menite sa usureze scriereaprogramelor n limbaj LD sunt utilizate blocuri functionale. Aceste blocuri modeleazadiverse categorii de functii dintre care cele mai utilizate sunt urmatoarele: functii de ncarcare a unor constante numerice, functii aritmetice, functii logice pe 8 sau 16 biti,functii de conversie a informatiei din diferite formate (binar, BCD, Gray etc), functii de tratare a ntreruperilor, functii pentru detectarea fronturilor crescatoare sau descrescatoare

a semnalelor, functii pentru realizarea controlerelor si secventiatoarelor, functii pentruactualizarea rapida a intrarilor si iesirilor, functii pentru comanda numaratoarelor de mareviteza.

De obicei, formatul si modul de functionare a blocurilor functionale difera dela un automat la altul, fiind specific fiecarui producator n parte. Prin intermediulstandardului IEC 61131-3 si a altor initiative recente se cauta standardizarea unor astfel deblocuri astfel nct ele sa aiba nu numai aceeasi interfata dar si acelasi comportament,diferenta fiind data numai de modul n care acestea sunt materializate pentru fiecareautomat n parte. Standardul are drept scop si asigurarea ca aceste blocuri functionale pot fiutilizate, folosind aceeasi interfata n oricare alt limbaj din cele 4 adoptate.Restrictii n scrierea programelor orientate pe scheme de contacte

Atunci cnd se realizeaza scrierea unui program LD pentru un automat programabil concret, trebuie sa se tina seama de limitarile pe care pachetul de programe le poateavea.

Limitari importante pe care le pot avea pachetele de programe ce utilizeazalimbajul LD sunt cele legate de formatul diagramei care materializeaza schema cucontacte. O parte din aceste limitari tin de proprietatile intrinseci ale limbajului; altelesunt specifice diferitelor programe comerciale si sunt datorate solutiilor tehnice adoptate defirmele producatoare pentru implementarea diverselor elemente ale limbajului. O parte a acestorlimitari sunt prezentate n continuare:a) o bobina trebuie sa fie alimentata ntotdeauna prin intermediul unui contact;b) bobina trebuie sa fie introdusa ntotdeauna la capatul din dreapta al liniei;

c) toate contactele trebuie sa fie pe directie orizontala;d) numarul contactelor pe o linie de alimentare a unei bobine este limitat prin

program;e) un grup de contacte poate alimenta o singura bobina;f) formarea buclelor poate fi realizata ntr-un singur mod sau poate sa nu fie permisa;g) sensul curentului prin circuit este de la stnga la dreapta diagramei.

8/3/2019 Despre Plc

19/26

De obicei manualele de utilizare ale programelor contin toate informatiilenecesare pentru ca utilizatorul sa poata scrie programul n formatul acceptat de AP.Transcrierea schemelor electrice cu contacte

Scrierea unui program n limbajul LD poate fi realizata ntr-un mod simplupornind de la schema electrica cu contacte al unui circuit care ar ndeplini aceeasi functie.

Ceea ce trebuie sa faca programatorul este sa transpuna schema respectiva folosindelementele de programare ale limbajului. Pentru acest lucru el va trebui sa parcurgaurmatoarele etape:

definirea listei dispozitivelor conectate la intrarile si iesirile AP,atribuirea unor identificatori de intrare si de iesire acestor dispozitive,trasarea diagramei LD,indicarea conexiunilor la AP a elementelor de comanda.

Programarea AP folosind limbaje bazate pe blocuri functionaleLimbajele de programare a automatelor programabile (AP) bazate pe blocuri

functionale (FBD - functional block diagram) fac parte din categoria limbajelor grafice si suntnormalizate prin standardul IEC 1131-3.

Aceste limbaje specifica n mod grafic comportamentul unui program prinintermediul unor functii, acestea fiind reprezentate sub forma unor blocuri grafice(numite blocuri functionale - BF) interconectate si care comunica ntre ele prinintermediul unor semnale. n limbajele evoluate, mai multe blocuri functionale interconectate pot fi reprezentate printr-un alt bloc ceea ce permite odescriere ierarhizata pe mai multe niveluri.Pentru a realiza comportamentul general, toate blocurile sunt conectate ntre ele. Circulatiasemnalelor n cadrul unei scheme cu FBeste unidirectionala si se faceconform urmatoarelor reguli:- semnalele circula de la intrarile schemei catre intrarile BF sau iesirile schemei;

- semnalele circula de la iesirile BF catre intrarile celorlalte BF sau catre

iesiri. Evaluarea unui program scris folosind FB se realizeaza conform urmatoarelorreguli:

- un element este executat odata ce au fost calculate toate semnalele de intrarepentru acel element;

- un element este complet evaluat atunci cnd au fost calculate toate semnalele de iesireale acestuia;

- evaluarea unei scheme cu BF se ncheie atunci cnd toate iesirile schemei au fostcalculate.Identificarea unor produse disponibile pe piata1. Automatele programabile din seria ALPHA

AP din seria ALPHA permit realizarea unor comenzi flexibile cu aplicatii nindustrie, pentru automatizarea serviciilor proprii unor cladiri sau chiar pentru realizarea unorautomatizari casnice.

AP ALPHA accepta la intrare semnale digitale sau analogice si furnizeaza laiesire semnale digitale. Ele pot fi programate prin intermediul panoului frontal saufolosind programul AL-PCS/WIN-E. Programarea acestor automate se realizeaza folosind programarea cu blocuri functionale.

8/3/2019 Despre Plc

20/26

n continuare, programarea AP folosind blocurile functionale este exemplificatapentru cazul AP ALPHA si pentru limbajul specific acestora.Tipurile de blocuri

ntr-un program ce utilizeaza blocuri functionale se pot utiliza 5 seturi deelemente:

intrari: n functie de tipul AP, acesta poate avea 4, 6 sau 12 intrari. Acestea pot fi attintrari digitale ct si analogice. Intrarile sunt notate cu I01-I06.

taste ale panoului frontal: acestea sunt notate cu K01-K08 si permit introducereadatelor n zona de date a programului, deplasarea prin meniuri si program, selecteazaoptiunile de programare sau pot fi folosite ca intrari suplimentare n timpul functionarii AP.

bitii de memorie a sistemului: acestia por furniza valori predefinite alesemnalelor si informatii despre erorile din sistem. Bitii de memorie sunt notati cu M01- M05.

iesiri: acestea sunt digitale si permit comanda elementelor de comutare de tipreleu sau tranzitor ce pot fi introduse n schemele electrice de comanda. Acestea sunt notate cu O01-O04.

blocurile functionale: acestea sunt elementele de baza ale programului. Cuajutorul lor informatiile primite de la intrari, taste ale panoului frontal si bitii de memorie suntprelucrare fiind elaborate comenzile transmise la iesirile AP.

Toate aceste elemente, alcatuind o diagrama bloc functionala, trebuie sa fiedispuse pe o placade baza avnd intrarile n stnga si iesirile n dreapta. Acest cadru maipoarta numele dezona de conexiuni.Automatul ALPHA2

Se apropie de functionalitatea unui Micro PLC. Un program cu capacitatea de 200de functii si 15 noi blocuri functionale incluzand operatii matematice, PWM, vitezacontorului de 1KHz si mesaje text SMS, pe langa intervalul mare de temperatura la carefunctioneaza (-25,55 grade C) deschid posibilitatea utilizarii lor in domenii de constructie

si industrie automatizata. Pe ecran se afiseaza optiuni incluzand bara de grafice siderulare de text. Unitatile optionale de extensie pot mari numarul porturilor digitale de I/O cu 4.Caracteristicile sunt: expandabilitate, iesiri analogice, optiuni GSM, intrari de temperatura.

15 intrari - 9 iesiri Simplitate - executa functii PLC precum cele matematice, logice cat si

timere, clockuri, contoare, smith trigger,flicker (scanteiere) etc. Programare direct pe aparat sau pe softul optional VLS Windows

8/3/2019 Despre Plc

21/26

Ecran LCD pentru panoul deprogramare sau functii de interfata operator

Programare bazata pe functii bloc grafice cu iconite "drag and drop" Calendar/ functie ceas integrat. Setare timp de vara Ceas in timp real cu 4 biti pentru an Intretinere la distanta si comunicare SMS prin cablu GSM 8 intrari analogice integrate si 2 contoare de viteza mare Optiuni de interfata AS-i Optional Sursa de Alimentare Expantion Boards (prelungire tablouri)

AlphaT Programmable Controller 15 intrari digitale, 8 dintre ele putand fi folosite ca analogice Intrarile pot fi "on/off" sau 8-bit, 0-10 VDC Impedanta intrarii 142 k.Ohm Timp maxim de raspuns 10 ms 9 Relay Output 8 Amp 250 VAC Interfata RS232 Putere 24.VDC 7.Watts Dimensiuni 4.91x3.5x2.16 inch (124.6x90x55 mm) Opereaza la temperatura de la -25 la +55C UL, listed, licenta CE

Interfata de programare- Afisorul LCD

Prin intermediul lui pot fi afisate si alte informatii inafara meniurilor AP.- Imagiea I/O

Primul lucru ce e afisat de afisorul LCD este imaginea I/O si ceasul de timp real careindica ora curenta. Fiecarei intrari si iesri ii curespunde un cerc. Daca acesta este golinseamna ca intrarea/iesirea respectiva este inactiva. Daca cercul este plin inseamna ca I/O esteactiva. Pentru ceasul de timp real, modul corespunzator orarului de vara este indicat prinafisarea literei S in fata orei afisate.

Functia LCDPrin aceasta functie pot fi afisate informatii pe 4 linii, fiecare continand maxim 10

caractere.

Interfata cu PC pentru programareConectarea cablului GSMCablul AL2-GSM-CAB poate fi folosit pentru a conecta automatul ALPHA2 la un

GSM modem. AL2-GSM-CAB poate trimite Short Message Service (SMS) catre unmodem GSM pentru transmisii catre mobile si adrese de e-mail sau poate monitorizaautomatul.

Conexiuni

8/3/2019 Despre Plc

22/26

8/3/2019 Despre Plc

23/26

- are dimensiuni mici;- are putine accesorii;- este aproape fara fire;- poate fi programat prin apasarea unui buton;- configurare utilizator prietenoasa;

- schimbare automata a timpului de vara/iarna;- 4 module suficiente pentru a inlocui mai multe relee, switch-uri si intrerupatoare;- 8 functii de baza si 28 speciale inlocuiesc multe switch-uri conventionale;- rezistenta la vibratii;- compatibilitate la un inalt nivel electromagnetic (EMC);- standard industrial;- pentru orice conditie climatica;- retinere a interferentei radio clasa B;

LOGO! Soft Comfort creeaza ladder diagram si diagrame de blocuri functionale prinsimpla selectare, tragere si punere a functiilor relevante si conexiunilor sale. Foloseste toate

simularile offline al intregului program de comutare de pe PC la fel de bine ca si testareaonline in timpul operarii.

Functiile de LOGO!Cu cele 8 functii de baza poti creea programe de comutare simple mai repede decat de

pe masina sau PC.Functii de baza

8/3/2019 Despre Plc

24/26

Cucelelalte 28 de functii speciale poti de asemenea crea repede si usor programe de comutarecomplexe.

8/3/2019 Despre Plc

25/26

8/3/2019 Despre Plc

26/26

Bibliografie:

http://en.wikipedia.org/wiki/Programmable_logic_controllerhttp://iota.ee.tuiasi.ro/~cghaba/index.html

http://iota.ee.tuiasi.ro/~cghaba/LabSPME/L08%20-%20Programe%20AP%20cu%20BF.htmhttp://www.plcs.net/contents.shtml

http://www.eod.gvsu.edu/~jackh/books/plcs/chapters/plc_intro.pdf

http://www.htservices.com/Tools/PLC/index.htm

http://www.htservices.com/Tutorials/plctutorial1.htm

http://www.wisegeek.com/what-is-a-programmable-logic-controller.htmhttp://www.eed.usv.ro/~mahalu/Curs/1.pdf

http://www.eed.usv.ro/~mahalu/Curs/3.pdfhttp://www.eed.usv.ro/~mahalu/Curs/5.pdfhttp://www.electrodepot.com/al24mrd.htm

http://www.pneumaticlines.co.uk/Site/img/PDF/Alphas.pdf

http://www.automation.siemens.com/download/internet/cache/3/1138479/pub/de/LOGO_WERBESCHRIFT_07_2003_E