Система ввода/вывода сигналов в контроллерах Quantum (локальная, распределенная)
Режимы:
1. Локальный ввод/вывод – это ввод/вывод с модулей, расположенных на одном шасси с ЦП.
Преимущества:
- Обмен информацией с датчиками и ИМ осуществляются max быстрым способом.
Недостатки:
- Ограниченное количество модулей;
- Невозможность подключения датчиков и ИМ, находящихся на большом расстоянии от контроллера (сложность монтажа, расход кабеля, э/м помехи):
2. Распределенный ввод/вывод DIO (DistractionInputOutput);
Выполняется с помощью специальных модулейDIO-Head и DIO-Drop.
Преимущества:
— Возможность подключения удаленных датчиков и ИМ;
Недостатки:
— Длительный опрос датчиков и ИМ.
Протокол – Modbus+
Физическая среда – Витая пара
Расстояние до последнего узла- 450м
Колличество узлов до 32шт
Структура проекта в системе Concept. Конфигурирование контроллеров Quantumв системе Concept. взаимодействие переменных с платами ввода/вывода.
Рисунок 1.1. Основные компоненты проекта в системе Concept
Проект представляет программу для одного контроллера, который управляется одним CPU.
1) Проект включает одну или несколько программ (размещаются в отдельных секциях), конфигурацию, список переменных, локальные и глобальные функциональные блоки пользователя (опционально).
2) Проект может быть размещен в одной или более секциях (max 1 600 секций). Это позволяет структурировать проект и улучшить читаемость.
3) Программы в каждой секции пишутся на одном из стандартных языков IEC – FBD, SFC, LD, IL, SТ, или на специализированном языке фирмы SchneiderElectrics (LL 984).
4) Выполнение программы в каждой секции может включаться и выключаться индивидуально.
Конфигурирование контроллера
Конфигурирование системы оказывает влияние на всю операцию управления. Оно определяет всю специфическую для контроллера информацию:
— типконтроллера (Quantum, Compact, Momentum);
— состав и типы модулей контроллера;
— распределение памяти контроллера (для ОС, для управляющей программы, для регистров ввода-вывода, свободная память для промежуточных результатов вычислений);
— диапазоны регистров ввода/вывода для каждого модуля ввода/вывода (I/OMap);
— специальные функции контроллера (часы реального времени, аппаратный таймер, контроль резервной батареи и т.д.);
— параметры Modbus протокола (скорость работы, режим работы, контроль четности и т.д.);
— поддержка дополнительных сетевых протоколов (Ethernet, Profibus, Interbus) и их параметры.
Регистр — область оперативной памяти контроллера, которой связываются с каналами модулей ввода/вывода и соответственно с датчиками и исполнительными механизмами
Стандарт IEC-61131-3. Классификация и краткое описание языков.
Проблема выбора той или иной системы для программирования ПЛК обычно решается сама при выборе пользователем конкретного контроллера. Практически каждый производитель ПЛК поставляет в комплекте с оборудованием программное обеспечение, позволяющее программировать данный контроллер.
Существует множество специализированных языков программирования. Обычно каждая фирма вводима собственный язык. В этом случае при смене аппаратной базы было необходимо переписывать программы заново. Радикально изменить ситуацию мог стандарт на языки программирования ПЛК, процесс разработки которого начался в 1979 году, и только к 1992 году он был утвержден как IEC 1131-3.
В стандарте введена абстракция управления, и это можно считать главным достижением. Разработчик имеет дело с переменными состояния и не зависящими от типа контроллера способами их обработки, а реальный В/В вынесен на уровень драйверов.
В феврале 1993 года международная организация по стандартизации IEC приняла и выпустила стандарт IEC-1131-3 (МЭК-1131-3), описывающий синтаксис и семантику пяти языков программирования ПЛК.
Что определяет стандарт:
1) состав языков программирования (5 шт.)
2) Синтаксис языков программирования (для текстовых языков) – список ключевых слов, выполняемые ими функции, способы употребления.
3) Вид графических объектов (для графических языков).
4) Структуру программного обеспечения – из каких основных частей должна состоять любая программа управления.
5) Типы и виды переменных – внутреннюю структуру, но не внешние названия.
6) Интерфейсы функций и функциональных блоков – как должны организовываться входы и выходы этих ФБ.
Стандарт не определяет:
1) Размеры текстовых и графических редакторов.
2) Не определяет минимальный набор ФБ, но допускает создавать свою библиотеку, т.к. интерфейсы стандартизированы.
3) Средства разработки и сервисные утилиты (редакторы, отладчики, системы документирования).
4) Не описывает конвертирование языков.
5) Не определяет форматы файлов, т.о. не обеспечивается переносимость разработанного проекта в программные продукты других фирм.
В соответствии с указанным стандартом такими стандартными языками являются три графических языка и два текстовых:
FBD (FunctionBlockDiagram) – графический язык функциональных блоковых диаграмм, с помощью которого программа составляется из различных функциональных библиотечных блоков — арифметических, тригонометрических, регуляторов, мультиплексоров и т.д. Язык удобен для программирования задач, например вычислительного характера, решение которых может быть представлена функциональной схемой, состоящий из таких блоков как сложение, умножение, интегрирование и т.д.
LD (LadderDiagram) – графический язык диаграмм релейной логики. Язык удобен для программирования несложных булевых операций и для решения задач в виде релейно-контактных схем автоматики.
SFC (SequentialFunctionChart) — графический язык последовательных функциональных схем. С его помощью программа представляется последовательностью шагов разделяемых переходами. Язык хорошо приспособлен для программирования задач логического управления и т.д. К программированию на этом языке удобно переходить от графа переходов.
ST (StructuredText) – язык структурированного текста — относится к классу языков высокого уровня, по мнемонике похож на Паскаль и применяется для разработки сложных процедур обработки данных, которые трудно описать графическими языками.
IL (InstructionList) – язык инструкций – текстовый язык низкого уровня. Это язык низкого уровня класса ассемблера, что объясняется его происхождением: для некоторых моделей ПЛК фирмы Siemens является языком Ассемблера. В рамках стандарта IEC 1131-3 к архитектуре конкретного процессора не привязан. Является высокоэффективным для небольших программ или для оптимизации отдельных частей сложных программ, если требуется высокое быстродействие, экономия памяти и т.д.
