Применение современных инструментальных средств для программирования ПЛК и проектирования систем программного управления на их основе

К числу наиболее эффективных инструментальных средств программирования ПЛК следует отнести систему Ultralogik -" систему разработки программного обеспечения сбора данных и управления для программируемых контроллеров".

Система программирования Ultralogik разработана в соответствии со стандартом Международной Электротехнической Комиссии (МЭК) 1ЕС 61131 и в качестве основного языка программирования использует язык функциональных блоковых диаграмм Function Block Diagram (FBD).

Система предоставляет пользователю механизм объектного визуального программирования, при этом программа собирается из готовых функциональных блоков. Кроме этого Ultralogik позволяет выполнять программные модули, написанные на других языках программирования.

Пользователю нет необходимости изучать устройство конкретной модели контроллера. Контроллер в системе рассматривается как " черный ящик", связанный с объектом управления посредством формальных устройств аналогового и дискретного ввода-вывода. Настройка системы на различные типы контроллеров и модулей ввода-вывода производится в диалоговом режиме.

Создание программ в системе Ultralogik включает в себя следующие этапы:

• заполнение таблиц глобальных переменных;

• конфигурирование контроллера;

• привязка переменных ко входам и выходам контроллера;

• разработка алгоритмов программ;

• компиляция;

• загрузка текста программы в контроллер;

• отладка программы.

Переменные являются основными элементами системы. Через переменные выполняются команды включения-выключения, принимаются данные с датчиков, предается информация в системы более высокого уровня.

Переменные могут иметь следующие атрибуты:

• константа (Constant);

• входная (Input) - переменная, которая может быть привязана к одному из входов контроллера;

• выходная (Output) - переменная, которая может быть привязана к одному из выходов контроллера;

• сетевая (Network) - переменная, которая может быть передана по сети в другой контроллер или в систему верхнего уровня.

Конфигурирование контроллера включает в себя операции по выбору базовой модели контроллера или его базовой кассеты (называемой теперь аппаратной платформой), типа основного вычислительного модуля а также необходимого набора модулей ввода-вывода.

Конфигурирование осуществляется путем заполнения на экране специальной анкеты. В последовательно возникающих окнах с помощью " галочек" отмечается то, что необходимо пользователю иметь в данном контроллере: тип вычислительного модуля, номенклатура модулей ввода-вывода, их количество и другие данные. В последствии эта информация будет использована компилятором проекта.

Так как входы и выходы контроллера являются входами и выходами тех модулей, из которых скомпонован (сконфигурирован) контроллер, то на данном этапе по существу составляется электрическая схема подключения контроллера к объекту, при этом необходимо присвоить каждому входу и выходу имя переменной, с которой будет оперировать программа.

Процесс разработки программ в системе Ultralogik заключается в " сборке " программы из готовых " кубиков" - функциональных блоков. " Сборка" осуществляется с помощью специального графического редактора, который позволяет выполнять такие операции, как вызов из библиотек функциональных блоков, копирование, перемещение и удаление объектов, ввод связей между объектами, ввод комментариев. Редактор позволяет также производить групповые операции, масштабировать изображение. Наличие многооконного интерфейса позволяет организовать работу таким образом, что перед глазами программиста находится вся необходимая информация.

Редактор реализует весьма полезную для пользователей функцию - построение иерархического дерева программы, показывающего последовательность выполнения функциональных блоков программы. Редактор позволяет корректировать библиотечные блоки и добавлять к ним собственные (вновь разработанные).

Библиотеки, поставляемые в составе пакета Ultralogik, охватывают весьма широкий спектр алгоритмов автоматического управления, обработки сигналов, различных приложений для работы с первичными преобразователями различных фирм.

Так же, как и в реально действующем контроллере, система исполнения при использовании пакета Ultralogik работает в циклическом режиме. Циклы контроллера Ultralogik организует следующим образом: сначала считываются состояния всех входов контроллера в глобальные переменные, имеющие атрибут Input, затем осуществляется один проход всех программ, после чего выполняется вывод всех глобальных переменных, имеющих атрибут Output, на соответствующие выходы контроллера. Весь контролируемый технологический процесс разбивается на ряд независимых задач, каждая из которых обслуживается отдельной программой. Программы выполняются поочередно с одинаковым приоритетом.

Для преобразования построенной из " кубиков" программы в команды конкретного процессора запускается компилятор, который из графического образа программы создает ее кодовый аналог (объектный файл).

Компилятор проверяет программу и в случае обнаружения выдает в специальное окно соответствующие сообщения.

Для отладки разработанных программ без загрузки их в реальные контроллеры в пакете Ultralogik предусмотрен режим эмуляции непосредственно на компьютере системы программирования. Эмулятор позволяет отлаживать программу в непрерывном и пошаговом режимах, задавать точки останова, просматривать списки всех переменных.

Контрольные вопросы:

1. В чем состоит смысл анализа объекта управления с целью возможного применения ПЛК?

2. Опишите технологию разработки алгоритма управления промышленным оборудованием на примере любого выбранного Вами объекта.

3. Опишите состав и последовательность действий по выбору типа и исполнения ПЛК.

4. Перечислите основные функции, реализуемые системой Ultralogik.