[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->STEROWNIKI – wykład monograficznyJerzy KasprzykLiteratura:1. Kasprzyk J.: Programowanie sterowników przemysłowych. WNT, Warszawa, 2005.2. Legierski T., Kasprzyk J., Wyrwał J., Hajda J.: Programowanie Sterowników PLC.Wyd. Pracowni Komputerowej J. Skalmierskiego, Gliwice, 1998.3. Jakuszewski R.: Programowanie Systemów SCADA. Intellution FIX32. Wyd. PracowniKomputerowej J. Skalmierskiego, Gliwice, 200311.WPROWADZENIEHierarchiczna struktura systemusterowania i zarządzania:•warstwa czujników i elementów wykonawczych (w tym rozproszone systemy we/wy,urządzenia inteligentne)−interfejs z procesem,•warstwa sterowania bezpośredniego (sterowanie napędami, układy regulacji itd.) –sterowniki programowalne (PLC),•warstwa sterowania nadrzędnego i operatorskiego−systemySCADAna komputerachPC, urządzenia interfejsu operatora (MMI),•warstwazarządzania(sterowanieprodukcją,zasobami,bazydanych,harmonogramowanie itp.).Hierarchia sieci LAN: od sieci polowych (fieldbus) i przemysłowych po Ethernet (takżeInternet)Kierunek rozwoju:Totally Integrated Automation, Totally Distributed Control:21.1Sterowniki programowalne PLCSterowniki programowalne(PLC, ang.Programmable Logic Controllers)są komputeramiprzemysłowymi, które pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego:•zbierają pomiaryza pośrednictwem modułów wejściowych z cyfrowych i analogowychczujników oraz urządzeń pomiarowych;•korzystając z uzyskanych danych o sterowanym procesie lub maszyniewykonująprogramy użytkownika,zawierające zakodowane algorytmy sterowania i przetwarzaniadanych;•generują sygnały sterująceodpowiednie do wyników obliczeń tych programówi przekazują je poprzez moduły wyjściowe do elementów i urządzeń wykonawczych;a ponadto mają możliwość:••transmitowania danychza pomocą modułów iłączykomunikacyjnych;realizacji funkcji diagnostykiprogramowej i sprzętowej.Wartości pomiarów zmiennych procesowych stanowiąwejścia sterownika,zaś obliczonezmienne sterujące są jegowyjściami.Norma IEC 61131-1 określa sterownik programowalny jako:„cyfrowysystem elektroniczny do stosowania wśrodowiskuprzemysłowym, któryposługuje się pamięcią programowalną do przechowywania zorientowanych naużytkownika instrukcji w celu sterowania przez cyfrowe lub analogowe wejściai wyjścia szeroką gamą maszyn i procesów.”Rozróżnienia:••algorytm sterowania realizowany sprzętowo a realizowany programowosterownik programowalny a sterownik dedykowany3Historiasterowników programowalnychsięga roku 1968, gdy w firmieGeneral Motorsgrupainżynierów rozpoczęła prace projektowe nad nową generacją sterowników, przyjmującnastępujące założenia:Łatwośćprogramowania i przeprogramowywania, stosownie do zmieniających sięwarunków pracy.Łatwośćutrzymania w ruchu produkcyjnym, z możliwością napraw przez wymianęinstalowanych modułów (ang.plug-in modules).Większa niezawodność w warunkach przemysłowych, przy mniejszych gabarytach niżsprzęt przekaźnikowy.Kosztyporównywalnezestosowanymipanelamiprzekaźnikowymiiszafamisterowniczymi.Do rozszerzenia produkcji i zastosowań sterowników PLC przyczyniły się głównie:•łatwośćprogramowania przy użyciu języka schematów drabinkowych podobnego doschematów stykowo-przekaźnikowych;•zwiększenie niezawodności komputerów przemysłowych na tyle, aby mogły działaćw zanieczyszczonymśrodowisku;•wprowadzenie programowej kontroli obwodów wejściowych i wyjściowych, orazinnych możliwości diagnostyki systemowej i obiektowej;•zapewnienie komunikacji z gniazdami przemysłowymi, panelami operatorskimi,wyświetlaczami, komputerami osobistymi oraz innymi urządzeniami stanowiącymiłączeoperatora (MMI, ang.Man Machine Interface).Rodziny sterownikówcharakteryzują się tym,żeposzczególne modele:•mogą być programowane w tym samym języku i przy użyciu tego samego pakietuprogramowego;•posiadają takie same zmienne programowe oraz taką samą strukturę modułów I/O(moduły, płytyłączeniowe,drajwery, kablełączenioweitp.);•istnieje możliwość przenoszenia programów między modelami oraz korzystania z tychsamych opcji w każdym modelu.4SystemySCADA(ang.Supervisory Control and Data Acquisition)dopełniają i rozszerzająmożliwości sterowników, realizując w warstwie sterowania nadrzędnego następujące funkcje:•zbieranie i przetwarzanie oraz archiwizacja danych pochodzących bezpośrednioz systemów sterownikowych;•opracowywanie raportów dotyczących bieżącego stanu procesu, zużycia materiałóworaz stanu pracy maszyn i urządzeń;•wizualizacja wartości zmiennych procesowych (aktualnych i historycznych) w różnychformach graficznych;•generowaniegranicznych;•wypracowywanie danych dla warstw sterowania operatywnego produkcją oraz warstwyzarządzania.W celu podwyższenianiezawodnościsystemów sterownikowych wielu producentówwprowadziło sprzętowe i programowe rozwiązaniaredundancyjne.sygnałówalarmowychzwiązanychzprzekroczeniemwartości5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]