Разработка учебного стенда и комплекса практических заданий для изучения ПЛК "Fatek"
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ень ни один процесс автоматизации невозможно представить без ПЛК, поскольку они предназначены для выполнения широкого спектра технологических задач в различных производственных условиях. Большое разнообразие вариантов использования ПЛК, а также практически безграничные возможности компаний-производителей контроллеров заставляют их выпускать ПЛК самого разного назначения. Именно функциональное разнообразие, а также возможность получения дополнительных необходимых опций привело к практически полному переходу систем автоматизации на базу ПЛК.
В распределенных системах каждый ПЛК решает локальную задачу Задача синхронизации управления выполняется компьютерами среднего звена АСУ. Распределенные системы выигрывают по надежности, гибкости монтажа и простоте обслуживания.
На Рис. 1 представлена типовая иерархическая структура распределенной системы управления [1].
Рис. 1. Иерархическая структура распределенной системы управления
Традиционная область применения ПЛК - нижний уровень автоматизированных систем управления (АСУ) предприятия - систем, непосредственно связанных с технологией производства.
Одно из основных преимуществ ПЛК - средства системной интеграции являются составной частью базового программного обеспечения (ПО) ПЛК (Рис. 2). Благодаря OPC-серверу, входящему в комплекс программирования ПЛК, связь с системой диспетчерского управления, базой данных (БД) и интернет-сервером устанавливается практически таким же способом, как и при настройке общедоступных устройств локальной сети ПК.
Рис. 2. Место ПЛК в АСУ ТП
Главным требованием к ПЛК всегда была и остается возможность его эксплуатации существующим техническим персоналом и возможность быстрой замены старого оборудования. Именно поэтому языки программирования ПК и встраиваемых микропроцессорных систем управления не подходят для программирования ПЛК.
Также следует отметить, что человек, изучающий или работающий непосредственно за ПЛК должен обладать достаточными знаниями об электрических цепях, принципах программирования, принципах функционирования периферийного оборудования, а также особенностях работы исполнительных устройств.
При проектировании программ управления ПЛК инженер (студент) также должен уметь работать в средах программирования (MS Visual Studio) и программах для работы с электрическими схемами (MicroSim, MultiSim).
Сложные программы управления для ПЛК должны писать только специалисты данной предметной области, поскольку для таких задач очень важно, чтобы управляющая программа была понятна техническому персоналу, который осуществляет настройку, сопровождение и ремонт оборудования. Обслуживающий персонал не должен досконально изучать программу и знать каждую ее особенность, однако должен в общих чертах представлять что происходит.
Для того, чтобы человек стал квалифицированным специалистом в области программирования ПЛК, он должен пройти обучение по данной области, причем учебный курс должен включать стандарт МЭК 61131. После этого он сможет работать с ПЛК любой фирмы.
Если же человек уже имел опыт работы с любыми ПЛК, то полученный опыт окажется полезным и заметно упростит изучение последних инноваций.
1. Анализ проблематики изучения аппаратного обеспечения и средств программирования ПЛК
.1 Основные особенности функционирования ПЛК
Аппаратно ПЛК является вычислительной машиной, поэтому архитектура его процессорного ядра практически не отличается от архитектуры персонального компьютера. Отличия заключена в составе периферийного оборудования - отсутствуют видеоплата, средства ручного ввода и дисковая подсистема.
Изучение принципов работы ПЛК тесно связано с применение полученных теоретических знаниях на практике. Изучение теоретических основ работы ПЛК даст только общее представление о принципе их функционирования, решение же прикладных и элементарных задач позволит полностью понять изучаемый тип контроллеров и сопровождающее его программное обеспечение (ПО).
Разнообразие производителей ПЛК имеет как свои достоинства, так и недостатки. Достоинства заключаются в конкурентной борьбе за потребителя, что приводит к снижению стоимости ПЛК с одновременным ростом их функциональности и удовлетворению практически любых запросов заказчика, т.е. решению практически любой технологической задачи.
Недостатком же является то, что большинство контроллеров имеют закрытую структуру, т.е. программируются только ПО от производителя. Переход с контроллеров одного производителя на контроллеры другого влечет не только переналадку АСУ, но и освоение среды разработки для вновь приобретенных ПЛК.
1.2 Применение стандарта МЭК 61131
В 1979 году в рамках Международной Электротехнической Комиссии (МЭК) была создана специальная группа технических экспертов по проблемам ПЛК, включая аппаратные средства, монтаж, тестирование, документацию и связь.
В настоящее время стандарт разделен на восемь частей, среди которых такие, как общая информация, языки программирования, руководства пользователя и др. В данном случае работа ведется с разделом языки программирования.
Стандарт объединил в себя пять наиболее популярных языков программирования ПЛК (SFC, IL, ST, LD и FBD). Данное объединение позволяет переносить программы, написанные на других языках программирования, в среду МЭК с минимальными преобразованиями. Полная переноси