Программирование контроллера

 

Пакет Alpha Programming предоставляет возможность разработки проектов с использованием функционального блочного программирования FBD (Function Block Diagram). Суть данного подхода заключается в построении программы из элементарных блоков-функций, объединенных линиями связи. В результате получаем наглядную, легкую в отладке и модифицировании программу. Также пакет Alpha Programming включает в себя симулятор контроллера, позволяющий имитировать входные и выходные сигналы и выполнять отладку программы без контроллера.

Визуальный интерфейс пакета Alpha Programming представлен на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 – Визуальный интерфейс среды разработки

 

Основные элементы интерфейса: 1- верхняя панель инструментов; 2- боковая панель инструментов; 3- кнопка создания связей; 4- окно схематического представления устройств; 5- программное представление входных клемм контроллера; 6- программное представление выходных клемм контроллера; 7- рабочее поле.

 

Основное назначение ПЛК заключается в формировании алгоритмизированной зависимости между состояниями входных и выходных сигналов. Данная зависимость реализуется программно на языке FBD (Function Block Diagram). Программа создается в виде структуры на рабочем поле, состоящей из узлов-преобразователей сигнала и линий связи – «проводов» для сигнала. Таким образом, поступающий на входную клемму сигнал проходит по линиям связи, модифицируясь в функциональных блоках (ФБ) и поступает на выход в необходимой форме и в необходимое время.

 

Рассмотрим пример: необходимо обеспечить задержку включения лампочки, после нажатия на кнопку:

 

 

 

Вариант реализации данной задачи средствами FBD:

 

 

 

Входной сигнал, формируемый ключом S1, поступает на функциональный блок задержки DELAY. Время задержки определяется настройками функционального блока. Окно настроек вызывается двойным щелчком мыши на функциональном блоке и выглядит следующим образом:

 

 

Комментарий – задает пользовательское имя для ФБ, отображаемое на рабочем поле.

Задержка операции включения – значение, определяющее промежуток времени между появлением сигнала на входе ФБ и его формированием на выходе.

Задержка операции выключения – значение, определяет время поддержания сигнала на выходе ФБ после исчезновения сигнала на входе.

Единицы времени – коэффициент для значения задержек.

 

Стоит отметить, что под «отсутствием сигнала» понимаем логический ноль (близкое к нулю напряжение (менее 1В)), а под активным сигналом – логическую единицу (+5В).

 

Для задержки включения лампочки на 30с. Необходимо указать время задержки 30 и единицу времени 1s.

 

После настройки параметров ФБ работу программы можно промоделировать, нажав на кнопку «Запуск/останов моделирования» верхней панели инструментов. В процессе моделирования линии связи изменят цвет (синий – логический ноль, красный – логическая единица) и появится возможность воздействия на входные сигналы щелчком мыши для имитации реальных процессов.

 

Задача управления лампочкой не предполагает изменение интенсивности свечения, поэтому для ее решения используются дискретные (двоичные) элементы (поддерживается выполнение только двух действий: включить (логическая единица) и выключить (логический ноль)).

 

Каждый функциональный блок может иметь разное количество и тип входных и выходных клемм. Рассмотрим основные типы клемм на примере ФБ «Счетчик»:

 

 

Серые клеммы предназначены для подключения двоичных сигналов, зеленые – для аналоговых, синие клеммы обозначают вход для сброса значений ФБ.

ФБ Counter (счетчик) предназначен для подсчета количества импульсов. Импульсы, подаваемые на вход (1) суммируются и их общее количество передается на аналоговый выход (3) в виде десятичного числа.

 

В случае если возникает необходимость разветвить сигнал для управления несколькими ФБ необходимо соединить один и тот же выход с разными целевыми ФБ:

 

 

В данном примере один генератор формирует одинаковые импульсы одновременно на два счетчика.

Мультиплексирование двух выходных сигналов на один вход не допускается. Если необходимо объединить два сигнала в общую линию,- используется логический элемент «И»:

 

 

Объединение двух аналоговых сигналов возможно только посредством суммирования их значений при помощи соответствующего ФБ.

 

Готовую программу можно протестировать при помощи функции симуляции (кнопка “S” верхней панели инструментов). В режиме симуляции двойной щелчок мыши по входным клеммам приводит к изменению их состояния. Сигналы, передаваемые в системе по линиям связи будут условно обозначены разными цветами (по умолчанию, синий – логический ноль, красный – логическая единица). Также имеется возможность воздействовать на клеммы с аналоговыми сигналами и на некоторые ФБ.

 

 

При создании нового проекта в среде Alpha Programming необходимо указать тип используемого контроллера AL2 и выбрать модификацию на 8 входов и 6 выходов БЕЗ модулей расширения.

Некоторые, наиболее важные элементарные блоки приведены ниже.

· Входные сигналы (закладка IN боковой панели инструментов).

Аналоговые и дискретные входы, сигналы с датчиков и т.д.

В условиях настоящей лабораторной работы целесообразно использовать в качестве входов переключатели нажимного действия.

· Управление сигналами (закладка Func).

Реализация задержек, счетчиков, триггеров, PID, и т.д.

Особое внимание стоит уделить функции аналогового выхода, которая будет использоваться для управления частотным приводом.

· Логические функции (закладка Logi).

· Выходные сигналы (закладка Out).

Левая граница рабочей области представляет входные клеммы контроллера, правая – выходные. Для использования клеммы на нее необходимо перетянуть соответствующий функциональный блок входного/выходного сигнала.

Важно! Функциональный блок «Аналоговый выход» необходимо располагать на рабочем поле, а не на выходных клеммах. Также, стоит учесть, что хотя количество подобных блоков может быть любым – все они управляют единственным физическим выходом! При этом сигналы, подаваемые от нескольких блоков одновременно, не суммируются.

Объем памяти контроллеров AL2 составляет 5Кб, что соответствует 200 функциональным блокам.