Kompilieren Sie ein Steuerprogramm für eine programmierbare Steuerung
Programmierbare Steuerungen sind für die zyklisch programmierte Steuerung von Metallschneidemaschinen und verschiedenen technologischen Geräten konzipiert und mit Sensoren und Aktoren ausgestattet, die nach dem Zwei-Positionen-Ein-Aus-Prinzip arbeiten. In dem Artikel wird der Prozess der Kompilierung eines Steuerungsprogramms am Beispiel einer Steuerung des Modells MKP-1 betrachtet.
Je nach Ausführung ermöglicht dieser Controller die Steuerung von 16, 32 oder 48 Geräten. Die Anzahl der Eingangskreise zum Anschluss von Sensoren entspricht der Anzahl der Ausgänge. Jeder Ein- und Ausgang hat eine eigene Adresse.
Der Controller ermöglicht die Steuerung von Antrieben, empfängt Informationen von Sensoren über den Zustand der Ausrüstung, erzeugt Verzögerungen, organisiert bedingte und unbedingte Übergänge gemäß dem Steuerprogramm und führt auch andere Funktionen aus.
Der Entwurf des Steuergeräts gliedert sich in zwei Phasen: 1 – Erstellen eines Diagramms zum Anschluss von Sensoren und Aktoren an die Steuerung, 2 – Erstellen eines Steuerprogramms gemäß dem algorithmischen Schema.
Sensoren anschließen
DIP-Taster und Sensoren werden gemäß Tabelle 1 an die Eingangsanschlüsse des Controllers angeschlossen. Jeder Eingang hat eine eigene Adresse.
Zur Versorgung der Eingangskreise ist ein Netzteil mit der Ausgangsspannung Un = 20 … 30 V erforderlich. Das Auslösen des Sensors entspricht dem Schließen des Eingangskreises (Binärpegel 1), der geöffnete Zustand des Kreises entspricht dem Binärpegel 0 .
Ein Beispiel für den Anschluss des Sensorkontakts an den Controller-Eingang ist in Abb. dargestellt. 1
Feige. 1. Anschlussplan des Sensorkontakts
Tabelle 1. Eingangsschaltkreise des Controllers
Anschluss von Executive-Geräten
Aktoren (Relaisspulen, Eingangskreise berührungsloser Geräte) werden gemäß Tabelle 2 an die Ausgangsanschlüsse des Reglers angeschlossen.
Tabelle 2. Ausgangsschaltungen des Controllers
Ein Beispiel für den Anschluss der Relaisspulen an die Reglerausgänge ist in Abb. dargestellt. 2.
Feige. 2. Schaltplan der Relaisspulen
Ein Beispiel für ein vollständiges Schema zum Anschluss externer Geräte an den Controller
Digitaler Systemcontroller
Der Controller arbeitet mit Zahlen in hexadezimaler Schreibweise. Grundlage des Systems ist die Dezimalzahl 16, das Alphabet besteht aus zehn Ziffern (0 ... 9) und sechs lateinischen Buchstaben (A, B, C, D, E, F). Die Buchstaben entsprechen den Dezimalzahlen 10, 11, 12, 13, 14, 15.
Erfahren Sie mehr über das hexadezimale Zahlensystem: Zahlensysteme
Bei der Programmierung werden alle Zahlenwerte hexadezimal angegeben. Tabelle 3 zeigt einen Bereich von Zahlen im Hexadezimalformat N16 und ihre dezimalen Äquivalente Nl0.
Tabelle 3. Zahlen in hexadezimaler Schreibweise
Eine Reihe von Controller-Befehlen
Der programmierbare Controller ist mit einem Steuerungssystem ausgestattet, das zur Lösung von Softwaresteuerungsproblemen entwickelt wurde. Tabelle 4 zeigt einen kleinen Teil der Controller-Befehle.
Der Befehl besteht aus zwei Teilen: dem Code der auszuführenden Operation (CPC) und dem Operanden, der die Adresse des Objekts angibt, für das die Operation ausgeführt wird. Als solches Objekt fungieren in diesem Fall sowohl die Sensoren als auch die Aktoren und Befehle des Programms selbst. Bei der Angabe von Zeitintervallen ist der Operand die Dauer dieser Intervalle.
Tabelle 4. Controller-Befehlssatz
Diagramme von Algorithmen
Die Betriebsreihenfolge jedes Geräts kann mithilfe grafischer Symbole beschrieben werden, die ein Algorithmusdiagramm bilden. Bei der Erstellung eines Diagramms können vier Arten von Symbolen, sogenannte Scheitelpunkte, verwendet werden (Abb. 3).
Reis. 3. Eckpunkte des algorithmischen Schemas
Der „Start“-Scheitelpunkt entspricht dem Ausgangszustand des Steuergeräts vor der Einwirkung der Bedienelemente, beispielsweise der „Start“-Taste, auf das Steuergerät.
Der Scheitelpunkt „Ende“ entspricht dem Ende des Steuerungsvorgangs, beispielsweise nach Betätigung der Schaltfläche „Stopp“.
Der Arbeitspunkt entspricht der Ausführung einer bestimmten Elementaroperation der Geräte, aus denen das Steuergerät besteht, beispielsweise dem Ein- oder Ausschalten eines Relais. Der durchgeführte Vorgang wird im Diagramm im oberen Symbol aufgezeichnet.
Ein bedingter Scheitelpunkt definiert die Bedingung für den Wechsel von einem Betriebsscheitelpunkt zu einem anderen. Der Zustand wird durch den Sensor eingestellt, Steuertaste oder ein anderes Gerät. Der Zustand des Sensors bzw. der Taste bzw. die Ausgänge der Vertices werden durch die Zahlen 1 oder 0 angezeigt.
Zum Beispiel: Bewegungsschalter „ein“ – 1; „Aus“ – 0.
Das Kompilieren eines Algorithmusdiagramms reduziert sich auf das Verbinden von Eckpunkten gemäß der erforderlichen Betriebsreihenfolge des automatisierten Geräts. Ein Fragment des Diagramms des Algorithmus ist in Abb. dargestellt. 4. Im Diagramm steht das Symbol X1 für den Schalter, Δt ist das Zeitintervall.
Zusammenstellung eines Steuerungsprogramms
Jeder Befehl im Programm wird unter einer eigenen Seriennummer geschrieben, die seine Adresse darstellt. Das Programm wird nach dem Schema des Algorithmus kompiliert und muss eine Reihe von Befehlen enthalten, die alle im Schema angegebenen Operationen ausführen.
Vor der Entwicklung des Programms ist es notwendig, einen Anschlussplan von Sensoren und Antrieben zu erstellen. Je nachdem, wo diese Geräte angeschlossen sind, erhalten sie eine eigene Nummer, die ihre Adresse im Programm darstellt.
Die Erstellung des Programms sollte am oberen Rand des „Start“-Diagramms beginnen und dann die Operationen nacheinander bis zum oberen „Ende“ programmieren.
Wenn eine Operation ausgeführt wird, nachdem eine Taste, ein Endschalter oder ein anderer Sensor betätigt wurde, wird der Befehl 02 gesetzt und die Nummer dieses Sensors als Operand geschrieben. In diesem Fall führt der Controller den Befehl zum Ein- oder Ausschalten der ausführenden Geräte erst aus, nachdem er ein Auslösesignal von diesem Sensor empfangen hat.
Das Ein- bzw. Ausschalten der Geräte erfolgt mit den Befehlen 05 bzw. 06. In den Operanden wird die Nummer des eingeschalteten Geräts geschrieben
Zeitintervalle werden mit Befehl 07 eingestellt. Der Koeffizient wird in den Operanden geschrieben, der bei Multiplikation mit 0,1 Sek. gibt die nötige Verzögerungszeit an.
Wenn beispielsweise t = 2,6 Sek. eingestellt wird.der Operand enthält die Zahl 1A (26 in Dezimalschreibweise). Die maximale Zeitverzögerung, die durch einen einzelnen 07-Befehl eingestellt wird, beträgt 25,5 Sekunden (07 FF-Befehl). Wenn eine Verzögerung von mehr als 25,5 Sekunden erforderlich ist, müssen mehrere 07-Befehle nacheinander in das Steuerprogramm aufgenommen werden, die zusammen das erforderliche Zeitintervall bereitstellen.
Um bedingte Sprünge im Programm zu implementieren (im Algorithmusdiagramm ein bedingter Scheitelpunkt mit den Operationen „1“ und „0“), müssen Sie zunächst den Prüfbefehl auf diesen Scheitelpunkt 04 setzen.
Befindet sich der diesem Scheitelpunkt entsprechende Sensor im Zustand „1“, so wird das Bedingungsbit BU = 1 generiert. Befindet sich der Sensor im Zustand „0“, so wird BU = 0 generiert.
Anschließend wird der OA-Befehl ausgegeben, der, wenn BU = 1 im vorherigen Befehl festgelegt wurde, den Controller so schaltet, dass er den im Operanden dieses Befehls angegebenen Befehl ausführt.
Bei BU = 0 führt die Steuerung den Befehl nach dem OA-Befehl aus.
Beim Kompilieren eines Programms empfiehlt es sich, zunächst eine Befehlsfolge zu schreiben, die der Controller ausführen soll, wenn BU = 0, ohne den Operanden im OA-Befehl anzugeben. Schließlich sind alle vom Controller gemäß der Bedingung „0“ ausgeführten Befehle geschrieben, wird der Befehl, erfüllt gemäss Bedingung «1», in das Programm eingetragen. Die Adresse dieses Befehls wird im Operanden des OA-Befehls angegeben.
HINWEIS: Für das Bedingungsbit ist der Anfangszustand BU = 1, der nach dem Einschalten des Controllers und nach der Ausführung der bedingten Sprungbefehle gesetzt wird.
Ein Beispiel für das Schreiben eines Programms für ein Fragment des Algorithmusdiagramms in Abb. 4 ist in Tabelle 5 dargestellt.
Reis. 4. Fragment des Diagramms des Algorithmus
Tabelle 5. Fragment des Managementprogramms