Презентация Общие сведения о микропроцессорных средствах автоматизации онлайн

Содержание слайда: “ Програмне забезпечення мікропроцесорних систем ” Лекция 1 Вводная. Общие сведения о микропроцессорных средствах автоматизации

Содержание слайда: План лекции Общие сведения об изучаемом предмете Общая характеристика ПЛК Общая характеристика ПО для ПЛК

Содержание слайда: СОДЕРЖАНИЕ учебного курса: Л-16*2=32 ч., ЛР-8*4=32 ч., СРС-100 ч., РЗ, МКР – 2 , экзамен = ВСЕГО 164 ч\4,55 ECTS цели учебного курса “ПО МПС” изучить принципы применения ПЛК в общей структуре АСУ ТП и П основные сведения о ПЛК разных производителей структуру, характеристики и порядок работы ПЛК стандарт IEC_61131-3 - общую концепцию использования ПЛК и СПО в АСУ ТП и П научиться создавать проекты в системах программирования CoDeSys и WinPLC с программами управления технологическими процессами и объектами подключаться к различным ПЛК для загрузки исходных кодов и отлаживать проекты

Содержание слайда: Введение… место учебной дисциплины в системе подготовки бакалавра по направлению «Автоматизация и компьютерно-интегрированные технологии»

Содержание слайда: Учебная литература Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы программирования, М.:СОЛОН-ПРЕСС, 2008 Аппаратные и программные средства систем управления. Промышленные сети и контроллеры: учебное пособие / В.В. Кангин, В.Н. Козлов. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 418 с. Средства автоматизации: Курс обучения / Р. Близенер, Ф. Эбель, К. Лёфлер и др. / пер. на рус. яз. под ред. В. Ковалёва – Киев: ДП"Фесто", 2005. – 196 с. Ганс Бергер Автоматизация с помощью программ STEP7 LAD и FBD, г.Эрланген, 2001

Содержание слайда: Учебно-методическая литература Методичні вказівки для проведення лабораторних занять з курсу ПЗ МПС. / уклад.: В.І. Тошинський, І.Г.Лисаченко, І.І. Литвиненко та ін. – Х. : НТУ «ХПІ», 2012. – 56 с. Методичні вказівки до виконання індивідуального домашнього завдання з курсу «Програмне забезпечення мікропроцесорних систем» (IEC-програмування ПЛК) / уклад. Лисаченко І.Г., Подустов М.О., Шутинський О.Г., Лобойко В.О. – Х. : НТУ «ХПІ», 2014. – 32 с.

Содержание слайда: Стандарты в области автоматизации IЕС 61131 Part 1: General Overview Part 2 Hardware Part 3 Programming Languages Part 4 User Guidelines Part 5 Communication Part 7 Fuzzy Logic Part 8 Application Guidelines ГОСТ Р 51840-2001 (МЭК 61131-1-92) Программируемые контроллеры. Общие положения и функциональные характеристики. – 16(A4). – Введ. 2003. ДСТУ IEC 61131-1:2005 «КОНТРОЛЕРИ ПРОГРАМОВАНІ. Частина 1. Загальні відомості (IEC 61131-1:2003, IDT)»

Содержание слайда: Полезные ссылки В Internet http://www.vipa.com.ua http://www.abb.com http://www.owen.ru http://www.festo.com.ua http://www.siemens.com.ua http://www.3S-software.com http://www.iec.ch http://www.plcopen.org и много, много других… На сервере кафедры AXTS-server\student\@_PZ_MPS_7\... AXTS-server\install\_PLC\…

Содержание слайда: Место ПЛК в АСУ ТП…

Содержание слайда: ПЛК – основные понятия и свойства ПЛК – цифровой управляющий автомат с жесткой аппаратной структурой и гибкой системой программирования конструкция ПЛК (сходства и отличия от обычного ПК) имеет процессор, память и набор входов/выходов для подключения датчиков и ИМ не имеет средств ввода (клавиатура и мышь) и вывода (видеокарта и дисплей), дисковой и файловой системы исполнение ПЛК моноблочное (фиксированный набор вх./вых.) – посл. шина модульное (набор вх./вых. может наращиваться) – крейт (корзина) с параллельной или последовательной шиной мезонинное (все силовые цепи на несущей плате, процессор с системой исполнения на отдельной сменной плате) распределенное (модуль ввода-вывода удален от ЦПУ) Soft-PLC – программа, имитирующая работу ПЛК на ПК, оснащенном платами ввода-вывода (IPC)

Содержание слайда: Особенности применения ПЛК… ПЛК не имеют ОС – вместо нее «система исполнения» ПЛК ОВЕН, VIPA, ABB, Siemens, Mitsubishi, Festo и др. ПЛК могут иметь собственную ОС OS UNITY - Schneider Electric: ПЛК Modicon M340 MiniOS7 (DOS), WES2009, Linux – DAS ICP: семейство ПЛК PAC ПЛК может работать в РРВ (под ОС РВ QNX, OS/9) ПЛК практически мгновенно перегружаются (до100 мс) благодаря сторожевому таймеру (watchdog) программы могут быть переносимыми (ППЗУ, flash) опрос датчиков и выдача управляющих сигналов происходит циклично в соответствии с ПП ПП не может иметь внутри бесконечный цикл ПП обязательно в конце цикла передает управление исполнительной системе контроллера

Содержание слайда: Эволюция ПЛК (от микропроцессора к микроПК)…

Содержание слайда: Структура и устройство ПЛК

Содержание слайда: Процессор, шина и память в ПЛК архитектура микропроцессоров CISC (Complicated Instruction Set Computer) – процессор со сложной системой команд) – х86-соместимые RISC (Restricted (reduced) Instruction Set Computer) – процессор с упрощенной системой команд - в ПЛК ОВЕН – процессоры ARM Cortex-9 шина адресов данных управления память ПЛК ОЗУ (RAM) ПЗУ, ППЗУ (EPROM, EEPROM) FLASH-память

Содержание слайда: Принцип работы ПЛК…

Содержание слайда: Принцип работы ПЛК… Цикличная обработка данных в начале цикла сохраняется образ состояния входов (process input image - PII) образ процесса (process image - PI) — отдельная область памяти, к которой можно обратиться в течение цикла состояние входов остается постоянным в течение цикла, даже если оно физически изменяется выходы в течение цикла не включаются и не переключаются, хотя изменения их состояния записываются в промежуточную память и формируется образ состояния выходов только в конце цикла все выходы переключаются согласно образу состояния выходов (process output image - POI) служебные операции (самодиагностика, контроль времени цикла и т.д.)

Содержание слайда: Входные и выходные каналы ПЛК… дискретные (бинарные) лог.0 или лог.1 (напряжение пост. тока – 5 или 24 В) вход - кнопки, концевые и бесконтактные датчики, датчики движения, контактные термометры, индикаторы уровня выход – реле, клапаны, пускатели, сигнализаторы аналоговые (уровень тока 0-5, 0-20, 4-20 мА и напряжения 0-1, 0-10 В или -50 … +50 мВ) может соответствовать любой физической величине – давление, уровень, расход АЦП, калибровка, фильтрация можно подключать термометры сопротивления и термопары напрямую (ПЛК ОВЕН, Siemens, ABB) специализированные управление шаговым двигателем дискретный вход в режиме счетчика или энкодера дискретный выход в режиме ШИМ

Содержание слайда: Функции входных каналов ПЛК… распознавание сигналов, фильтрация согласование уровней напряжений сигналов (управления и логических) защита ПЛК от внешних скачков напряжения экранирование сигналов

Содержание слайда: Функции выходных каналов ПЛК… защита ПЛК от скачков напряжения настройка напряжения (уровни логического и управляющего сигналов) усиление мощности до уровня, достаточного для приведения в действие больших исполнительных устройств защита от коротких замыканий и перегрузок

Содержание слайда: Входные\выходные каналы ПЛК (дискретные)…

Содержание слайда: Вход. и вых. каналы ПЛК (аналоговые)…

Содержание слайда: Технические характеристики ПЛК… время цикла сканирования рабочий цикл (частота, тип и разрядность процессора) сторожевой таймер (watchdog) - контроль tцикла время реакции соотношение момента изменения состояния выходов и начала фазы чтения входов, режим РВ – «мягкий» и «жесткий» интерфейсы обмена и протоколы промышленные сети распределенные системы управления условия эксплуатации код IP - система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твёрдых предметов и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (ГОСТ 14254-80)

Содержание слайда: Время реакции ПЛК … время с момента изменения состояния системы до момента выдачи соответствующего воздействия время реакции не превышает удвоенного времени сканирования

Содержание слайда: Код IP (International Protection) это система кодификации для обозначения степеней защиты, обеспечиваемой оболочками степень защиты людей от доступа к опасным частям изделий степень защиты электрооборудования внутри оболочки от попадания посторонних предметов, пыли и от проникновения воды

Содержание слайда: Стандарт IEC_61131 (МЭК)… открытый стандарт, описывающий аппаратные (ПЛК) и программные средства (СПО) в области автоматизации (PLCopen) состоит из 8 частей Общая информация Требования к оборудованию и тестам Языки программирования Руководства пользователя Спецификация сообщений Промышленные сети Программирование с нечеткой логикой Основные принципы применения и реализации языков программирования ПЛК

Содержание слайда: Основные принципы стандарта IEC_61131 (МЭК). Часть 3 Определяет методику программирования ПЛК правила объявления и типы переменных булевы, целые, вещественные, временные типы программных компонентов (POU) функции, программы и функциональные блоки Включает современные языки программирования 5 различных языков программирования IL, FBD, LD, ST и SFC Позволяет разработчику не зависеть от производителя СПО и от аппаратной платформы – использование аппаратно-независимых библиотек Допускает повторное использование исходного кода (переносимость программ) Стандарт является международным, доступным, готовым к редакции

Содержание слайда: Стандарт IEC_61131. Часть 3. СПО Обязательные модули СПО для ввода программы создает и редактирует программы на одном из языков программирования ПЛК для проверки синтаксиса проверяет правильность вводимой программы и входных данных для исключения ошибок для перевода в исполняемый код - транслятор преобразовывает исходную программу в машинный код, который может читаться и обрабатываться ПЛК для связи между ПЛК и ПК загрузка программы в ПЛК и тестирование программы

Содержание слайда: Стандарт IEC_61131. Часть 3. СПО для тестирования поддержка пользователя при написании программы и устранение ошибок, а также проверка программы пользователя контроль состояния входов и выходов, таймеров, счетчиков и т. д. проверка последовательности пошаговых операций, команды СТОП и т. д. моделирование программы посредством ручного ввода сигналов входов и выходов, назначения констант и т. д. для отображения состояния СУ и ОУ предоставление информации о состоянии оборудования, технологическом процессе и статусе ПЛК отображение состояния входов и выходов ПЛК

Содержание слайда: Стандарт IEC_61131. Часть 3. СПО отображение и запись изменений внешних сигналов и состояний внутренних данных контроль времени выполнения программ выполнение программы в режиме реального времени для документирования проекта составление описания конфигурации ПЛК и программы пользователя описание конфигурации аппаратной части ПЛК распечатка программы пользователя с соответствующими данными и идентификаторами для сигналов, а также комментариями справочник всех обрабатываемых данных, таких как входы, выходы, таймеры, счетчики описание модификаций программы

Содержание слайда: СПО в соответствии со стандартом IEC_61131. Ч.3 состоит система программирования - генерирует машинный код для процессоров и включает редактор, компилятор, отладчик МЭК проектов система исполнения – реализует управляющий цикл с обновлением входов/выходов связь с системой программирования загрузка приложения после включения питания ПЛК

Содержание слайда: Выводы по лекции… Рассмотрены основные элементы нижнего уровня КИСУ ПЛК СПО Аппаратно-программные средства КИСУ, их применение, функции полностью стандартизированы Спецификации АПС КИСУ доступны любому пользователю – открытость систем

Содержание слайда: Вопросы для обсуждения 1. Дайте определение понятия “ПЛК” 2. Приведите пример структуры ПЛК, их исполнения и конфигурации 3. Какие причины привели к появлению и развитию стандарта IЕС 61131 4. Что понимают под «открытостью» системы 5. Назовите основные отличия ПЛК от ПК 6. Дайте характеристику системы программирования и системы исполнения СПО, отвечающего требованиям стандарта IЕС 61131-3

Содержание слайда: Литература… Стр. 6 – 31 Стр. 147-230 Стр. 8 – 13, 35 – 55