На чем программируются ПЛК

Мир автоматизации прочно связан с программируемыми логическими контроллерами (ПЛК) — мощными «мозгами» современных производств. Они управляют процессами, от запуска конвейерных линий до регулирования температуры в цехах. Но как же программируют этих «умников»? Давайте погрузимся в этот удивительный мир!

1. Стандарт МЭК 61131-3: Основа программирования ПЛК
2. Языки программирования ПЛК: Разнообразие для каждой задачи
3. IDE — Инструменты для программирования ПЛК
4. ПЛК: «Мозг» автоматизации
5. Программирование ПЛИС: Создание собственных цифровых устройств
6. Программирование контроллеров Siemens: LAD, FBD и STL
7. CODESYS: Универсальная среда для программирования ПЛК

Стандарт МЭК 61131-3: Основа программирования ПЛК

Стандарт МЭК 61131-3 — это своего рода «Библия» для программистов ПЛК. Он определяет 5 языков программирования, которые гарантируют совместимость и понимание кода между различными ПЛК-системами.

Языки программирования ПЛК: Разнообразие для каждой задачи

• Язык релейно-контактных схем (LD): Представьте себе электрическую схему с реле, контактами и проводами. LD — это визуальный язык, который «рисует» эту схему, позволяя программисту создавать логику работы ПЛК. Это один из самых популярных языков, особенно для инженеров, знакомых с релейной логикой.
• Язык функциональных блоков (FBD): FBD — это графический язык, который использует блоки с входами и выходами для представления логических операций. Он похож на LD, но позволяет создавать более сложные алгоритмы.
• Язык последовательностных функциональных диаграмм (SFC): SFC — это язык для программирования последовательных процессов. Он использует диаграмму состояний, которая представляет собой набор состояний и переходов между ними. SFC отлично подходит для управления процессами с различными этапами, такими как запуск конвейера или управление роботом.
• Язык списка инструкций (STL): STL — это текстовый язык, похожий на ассемблер. Он позволяет программисту создавать программы с помощью набора инструкций, которые выполняются ПЛК.
• Язык структурного текста (ST): ST — это текстовый язык, который напоминает языки высокого уровня, такие как Pascal или C. Он позволяет программисту создавать программы с помощью структурных элементов, таких как циклы, условия и функции.

IDE — Инструменты для программирования ПЛК

Программирование ПЛК осуществляется с помощью специальных программных сред разработки (IDE). IDE — это комплексный инструмент, который предоставляет программисту все необходимое для написания, отладки и загрузки программы в ПЛК.

Примеры IDE:

• CODESYS — популярная среда разработки, поддерживающая все 5 языков стандарта МЭК 61131-3.
• Siemens TIA Portal — платформа для программирования ПЛК Siemens, также поддерживающая различные языки.
• Rockwell Automation Studio 5000 — среда для ПЛК Rockwell Automation, предоставляющая мощные инструменты для разработки и управления проектами.

ПЛК: «Мозг» автоматизации

ПЛК — это, по сути, «мозг» автоматизированной системы. Он получает информацию от датчиков, анализирует ее, принимает решения и управляет исполнительными механизмами.

Циклическая работа ПЛК:

Программа ПЛК работает циклично, выполняя следующие шаги:

1. Чтение данных: ПЛК получает информацию от датчиков и других устройств.
2. Обработка данных: ПЛК анализирует полученные данные и принимает решение о том, какие действия необходимо выполнить.
3. Выдача управляющих сигналов: ПЛК отправляет сигналы на исполнительные механизмы, такие как двигатели, клапаны и другие устройства, управляя работой системы.
4. Повторение цикла: ПЛК продолжает циклически выполнять эти шаги, обеспечивая непрерывную работу системы.

Программирование ПЛИС: Создание собственных цифровых устройств

ПЛИС (программируемые логические интегральные схемы) — это «кирпичики», из которых можно создавать собственные цифровые устройства. Для программирования ПЛИС используются специальные языки описания аппаратуры, такие как:

• Verilog
• VHDL
• AHDL

Примеры задач для ПЛИС:

• Создание цифровых фильтров
• Разработка интерфейсов
• Разработка специализированных контроллеров

Популярные языки программирования для ПЛИС:

• Verilog — один из самых популярных языков, характеризующийся простотой и интуитивностью.
• VHDL — язык, который широко используется в промышленности и научных исследованиях.

Программирование контроллеров Siemens: LAD, FBD и STL

Siemens — один из ведущих производителей ПЛК. Для программирования контроллеров Siemens используются следующие языки:

• LAD (Ladder Diagram) — язык релейно-контактных схем, который «рисует» электрическую схему, позволяя программисту создавать логику работы ПЛК.
• FBD (Function Block Diagram) — язык функциональных блоков, который использует блоки с входами и выходами для представления логических операций.
• STL (Statement List) — язык списка инструкций, который напоминает ассемблер.

CODESYS: Универсальная среда для программирования ПЛК

CODESYS — это мощная среда разработки, которая поддерживает все 5 языков стандарта МЭК 61131-3. CODESYS — это универсальная платформа, которая позволяет программировать ПЛК различных производителей.

Примеры программ для CODESYS:

• Modbus RTU (Master и Slave) — протокол связи для обмена данными между ПЛК и другими устройствами.
• Modbus TCP (Server и Client) — протокол связи для обмена данными между ПЛК и другими устройствами по сети Ethernet.
• Связь контроллера ECC2100/DC2007 и модуля Seneca Z-SG — пример реализации связи между ПЛК и датчиками.
• Ведение архива на USB-Flash накопитель — функция сохранения данных с ПЛК на флешку.
• Запись/обновление программы в контроллере с USB-Flash накопителя — функция загрузки и обновления программы ПЛК с флешки.

Заключение:

Программирование ПЛК — это увлекательный мир, который открывает двери к созданию умных систем автоматизации. Изучив языки программирования стандарта МЭК 61131-3 и освоив IDE, вы сможете создавать программы для ПЛК, которые будут управлять производством, роботами и другими автоматизированными системами.

Полезные советы:

• Изучите основы программирования: Понимание основ программирования поможет вам быстрее освоить языки стандарта МЭК 61131-3.
• Выберите язык, который вам подходит: Есть много языков программирования ПЛК, выберите тот, который вам больше нравится и который подходит для ваших задач.
• Используйте IDE: IDE — это мощный инструмент, который поможет вам в программировании ПЛК.
• Изучайте документацию: Документация по ПЛК и IDE — это ценный источник информации, который поможет вам разобраться в тонкостях программирования.
• Практикуйтесь: Практика — это ключ к успеху в программировании. Чем больше вы будете практиковаться, тем лучше будете программировать.

Часто задаваемые вопросы (FAQ):

• Какой язык программирования ПЛК самый популярный?
• Язык релейно-контактных схем (LD) — один из самых популярных языков, особенно для инженеров, знакомых с релейной логикой.
• Как выбрать язык программирования ПЛК?
• Выберите язык, который вам больше нравится и который подходит для ваших задач.
• Что такое IDE?
• IDE — это комплексный инструмент, который предоставляет программисту все необходимое для написания, отладки и загрузки программы в ПЛК.
• Что такое ПЛИС?
• ПЛИС — это «кирпичики», из которых можно создавать собственные цифровые устройства.
• Какие языки программирования используются для ПЛИС?
• Verilog, VHDL, AHDL.
• Как программировать контроллеры Siemens?
• Для программирования контроллеров Siemens используются языки LAD (Ladder Diagram), FBD (Function Block Diagram) и STL (Statement List).
• Что такое CODESYS?
• CODESYS — это мощная среда разработки, которая поддерживает все 5 языков стандарта МЭК 61131-3. CODESYS — это универсальная платформа, которая позволяет программировать ПЛК различных производителей.