Съставяне на програма за управление за програмируем контролер

Програмируемите контролери са предназначени за циклично програмирано управление на металорежещи машини и различно технологично оборудване, оборудвано със сензори и задвижващи механизми, които работят на двупозиционен принцип «включване-изключване». В статията процесът на съставяне на програма за управление се разглежда на примера на контролер на модела MKP-1.

В зависимост от версията, този контролер ви позволява да управлявате 16, 32 или 48 устройства. Броят на входните вериги за свързване на сензори съответства на броя на изходите. Всеки вход и изход има свой собствен адрес.

Контролерът осигурява контрол на задвижванията, получаване на информация от сензорите за състоянието на оборудването, генериране на закъснения, организиране на условни и безусловни преходи според програмата за управление, а също така изпълнява и други функции.

Проектирането на управляващото устройство се свежда до два етапа: 1 — съставяне на диаграма за свързване на сензори и задвижващи механизми към контролера, 2 — съставяне на програма за управление съгласно алгоритмичната схема.

Свързване на сензори

DIP бутоните и сензорите са свързани към входните конектори на контролера в съответствие с Таблица 1. Всеки вход има свой собствен адрес.

За захранване на входните вериги е необходимо захранване с изходно напрежение Un = 20 … 30 V. Задействането на сензора съответства на затварянето на входната верига (двоично ниво 1), отвореното състояние на веригата е еквивалентно на двоично ниво 0.

Пример за свързване на сензорния контакт към входа на контролера е показан на фиг. 1

Фиг. 1. Схема на свързване на сензорния контакт

Таблица 1. Входни вериги на контролера

Свързване на изпълнителни устройства

Задвижващи механизми (релейни бобини, входни вериги на безконтактни устройства) са свързани към изходните конектори на контролера в съответствие с таблица 2.

Таблица 2. Изходни вериги на контролера

Пример за свързване на релейните бобини към изходите на контролера е показан на фиг. 2.

Фиг. 2. Схема на свързване на релейни бобини

Пример за пълна схема за свързване на външни устройства към контролера

Контролер на цифрова система

Контролерът работи с числа, изразени в шестнадесетична нотация. Основата на системата е десетичен номер 16, азбуката се състои от десет цифри (0 … 9) и шест латински букви (A, B, C, D, E, F). Буквите съответстват на десетични числа 10, 11, 12, 13, 14, 15.

Научете повече за шестнадесетичната бройна система: Числови системи

По време на програмирането всички числови стойности са посочени в шестнадесетични стойности. Таблица 3 показва редица числа в шестнадесетичен N16 и техните десетични еквиваленти Nl0.

Таблица 3. Числа в шестнадесетична нотация

Набор от команди на контролера

Програмируемият контролер е оборудван със система за управление, предназначена за решаване на проблеми със софтуерното управление. Таблица 4 показва малка част от командите на контролера.

Командата се състои от две части: кодът на операцията, която ще се извърши (CPC) и операндът, който показва адреса на обекта, върху който се извършва операцията. В този случай както сензорите, така и изпълнителните механизми и командите на самата програма действат като такъв обект. При определяне на интервали от време операндът е продължителността на тези интервали.

Таблица 4. Набор от команди на контролера

Диаграми на алгоритми

Редът на действие на всяко устройство може да бъде описан с помощта на графични символи, които образуват алгоритъмна диаграма. При съставянето на диаграма могат да се използват четири типа символи, наречени върхове (фиг. 3).

Ориз. 3. Върхове на алгоритмичната схема

Върхът «Начало» съответства на първоначалното състояние на устройството за управление преди въздействието върху него от органите за управление, например бутона «Старт».

Върхът „Край“ съответства на края на контролния процес, например след натискане на бутона „Стоп“.

Работният връх съответства на изпълнението на определена елементарна операция на устройствата, които съставляват управляващото устройство, например включване или изключване на реле. Извършената операция се записва на диаграмата вътре в иконата на върха.

Условният връх определя условието за преминаване от един оперативен връх към друг. Условието се задава от сензора, бутон за управление или друго устройство. Състоянието на сензора или бутона и съответно изходите на върховете са обозначени с цифри 1 или 0.

Например: превключвател за движение «включен» — 1; «Изключено» — 0.

Съставянето на алгоритъмна диаграма се свежда до свързване на върхове в съответствие с необходимия ред на работа на автоматизираното устройство. Фрагмент от диаграмата на алгоритъма е показан на фиг. 4. На диаграмата символът X1 означава превключвателя, Δt е интервалът от време.

Съставяне на програма за контрол

Всяка команда в програмата е написана под собствен сериен номер, който е нейният адрес. Компилирането на програмата се извършва съгласно схемата на алгоритъма и трябва да съдържа набор от команди, които изпълняват всички операции, посочени в схемата.

Преди разработването на програмата е необходимо да се изготви схема на свързване на сензори и задвижвания. В зависимост от това къде са свързани тези устройства, те получават свой собствен номер, който е техният адрес в програмата.

Създаването на програмата трябва да започне от горната част на диаграмата «Начало» и след това последователно да програмира операциите до върха «Край».

Ако операция се извърши след задействане на бутон, краен превключвател или друг сензор, тогава се задава команда 02 и номерът на този сензор се записва като операнд. В този случай контролерът ще изпълни командата за включване или изключване на изпълнителните устройства само след получаване на сигнал за задействане на този сензор.

Включването или изключването на устройствата се извършва съответно с команди 05 или 06. Номерът на включеното устройство се записва в операнда

Настройката на времевите интервали се извършва чрез команда 07. Коефициентът се записва в операнда, който при умножение по 0,1 сек. дава необходимото време за забавяне.

Например при настройка t = 2,6 сек. операндът съдържа числото 1A (26 в десетична нотация). Максималното време закъснение, зададено от една команда 07, е 25,5 сек (команда 07 FF). Ако е необходимо да се получи закъснение по -голямо от 25,5 секунди, тогава няколко команди 07 трябва последователно да бъдат включени в програмата за управление, като общо осигурят необходимия интервал от време.

За да реализирате условни скокове в програмата (в диаграмата на алгоритъма, условен връх с операции както «1», така и «0»), първо трябва да зададете командата за проверка на този връх 04.

Ако сензорът, съответстващ на този връх, е в състояние «1», тогава ще бъде генериран битът на условието BU = 1. Ако сензорът е в състояние «0», тогава ще бъде генериран BU = 0.

След това се задава командата OA, която, ако BU = 1 е зададена в предишната команда, ще превключи контролера да изпълни командата, посочена в операнда на тази команда.

С BU = 0, контролерът ще изпълни командата след командата OA.

При компилиране на програма се препоръчва първо да се напише последователност от команди, които контролерът да изпълни, когато BU = 0, без да посочва операнда в командата OA.След като всички команди, изпълнени от контролера според условието «0», са записани, командата, изпълнена съгласно условието «1», се въвежда в програмата. Адресът на тази команда е посочен в операнда на командата OA.

ЗАБЕЛЕЖКА: За бита на условието първоначалното състояние е BU = 1, което се задава след включване на контролера и след изпълнението на командите за условен скок.

Пример за писане на програма за фрагмент от алгоритмната диаграма на фиг. 4 е показано в таблица 5.

Ориз. 4. Фрагмент от диаграмата на алгоритъма

Таблица 5. Фрагмент от програмата за управление