Требования к языкам программирования плк

5 самых популярных типов языков программирования ПЛК 2020 года:

  • Структурированный текст (ST)
  • Последовательные функциональные диаграммы (SFC)
  • Логическая схема лестницы (LD)
  • Функциональная блок-схема (FBD)
  • Список инструкций (IL)

Международная электротехническая комиссия 61131-3 выделяет 5 различных языков программирования ПЛК: лестничную логику. Структурированный текст. Функциональные блок-схемы. Последовательные функциональные диаграммы и списки инструкций. Каждый из этих языков имеет свои преимущества. Недостатки и лучшие варианты использования. Как компетентный программист ПЛК, важно знать эти параметры для устранения неполадок существующего кода. Использовать правильный инструмент для работы и иметь другой взгляд на то. Как проблемы могут быть решены. Кроме того, в зависимости от выбранной платформы ПЛК, конкретные языки могут быть очень дорогими или вообще недоступными. Например, только полная лицензия RSLogix 5000 будет иметь доступ к языкам за пределами лестничной логики.

Давайте более подробно рассмотрим каждый из этих языков, рассмотрим их приложения. Общую структуру и примеры использования.

Какой самый популярный язык программирования для ПЛК?

Этот вопрос обсуждается среди программистов ПЛК по всему миру. По общему мнению, наиболее часто используемым языком программирования ПЛК является лестничная логика. Это связано с тем, что он очень гибок, прост в освоении и очень хорошо понятен электрикам, которые работали со схемами. Моделирующими одну и ту же архитектуру.

Однако за последнее десятилетие в производство пришла более молодая рабочая сила. Эти инженеры и техники в основном обучались современным языкам, таким как Java, Python и Javascript. Эти языки имеют более близкое сходство с Strcutured Text [ST] и, таким образом, способствуют его использованию.

Также важно учитывать отрасль. О которой идет речь. Химический процесс обычно разрабатывается с использованием схем трубопроводов и контрольно-измерительных приборов (P & ID). Эти специфические схемы легко воспроизводятся с помощью функциональных блок-схем [FBD].

Языки программирования ПЛК - Пример химического процесса. Который было бы проще реализовать в программировании ПЛК функциональных блок-схем (FBD)
Языки программирования ПЛК — Пример химического процесса. Который было бы проще реализовать в программировании ПЛК функциональных блок-схем (FBD)

Программирование ПЛК лестничной логики

До того. Как программируемые логические контроллеры стали популярными. Релейное управление было нормой на большинстве производственных площадок. Реле управляли нагрузками на основе простой логики, которая была реализована через физическую проводку устройств. Проводка этих устройств была указана в электрических чертежах, которые предполагали компоновку, напоминающую лестницу. По мере того как самые основные ПЛК были введены в поле. Программирование ПЛК лестничной логики было разработано для имитации компоновки релейных цепей. Другими словами. Лестничная логика была одним из первых языков программирования ПЛК. Который все еще используется сегодня из-за простоты.

Языки программирования ПЛК - Схемы ПЛК. Ведущие к лестничной логике Программирование ПЛК
Языки программирования ПЛК — Схемы ПЛК. Ведущие к лестничной логике Программирование ПЛК

С момента своего создания лестничная логика значительно эволюционировала. Однако основные принципы работы остаются прежними. Лестничная логика программирования ПЛК оценивает каждую ступеньку лестницы в последовательном порядке. Оценивает условные инструкции. И если результат оценивается как “ИСТИННЫЙ”. Выходные инструкции выполняются.

Языки программирования ПЛК | Лестничная логика Пример программирования ПЛК в RSLogix 5000
Языки программирования ПЛК | Лестничная логика Пример программирования ПЛК в RSLogix 5000

Преимущества программирования ПЛК лестничной логики

  • Простая в реализации и устранении неполадок | Лестничная логика-это визуальный язык. Который обеспечивает подтверждение состояния большинства инструкций.

    Другими словами, человеку, мало знакомому с конкретным процессом, легко пройти через программу и понять ее логику.

  • Модульная конструкция | Лестничная логика может быть легко модифицирована путем сложения или вычитания логики. Каждая ступенька является отдельным условием и может быть удалена или добавлена по мере необходимости.
  • Устойчивость и согласованность | Лестничная логика позволяют пользователю реализовать множество функций. Однако язык сильно стандартизирован и не дает полной гибкости. Таким образом сохраняя согласованность кода между различными реализациями.

Недостатки лестничной логики

  • Крутая кривая обучения | Лестничная логика-это простой язык, но не очень интуитивно понятный для тех. Кто имеет опыт работы на C, C++. Java или Python. Тем не менее, это может быть проще понять для инженеров-электриков и тех. Кто имеет базовые знания по программированию сборки.
  • Медленное развертывание | Из-за визуальной природы лестничной логики программисту требуется больше времени. Чтобы создать логику. Которую он себе представлял. Существует необходимость перетаскивать элементы. Которые замедляют процесс разработки по сравнению с другими современными языками программирования.

  • Неинтуитивная для сложных приложений | Лестничная логика сияет, когда дело доходит до последовательных булевых задач. Однако когда речь заходит о современной теории управления, которая включает в себя ПИД, управление потоком. Аналоговые датчики и контуры обратной связи. Ее не всегда легко реализовать и расшифровать.

Лестничная логика-самый распространенный язык программирования ПЛК во всем мире. Это легко работать и поддерживать для тех. Кто не имеет постоянного воздействия программирования ПЛК. Мы рекомендуем вам начать свое путешествие по программированию ПЛК с изучения лестничной логики.

Структурированный Текст Программирование ПЛК

Структурированный текст-это язык программирования ПЛК. Который очень похож на C или ассемблер. Пользователь вводит строки кода, которые выполняются последовательно, оценивают определенные функции. Логические проверки и активируют соответствующие выходы ПЛК. Структурированный текст обеспечивает простой переход в PLCS для тех. Кто имеет опыт работы с традиционными языками программирования. Такими как C, C++. Java или Python. Кроме того, им можно легко манипулировать в текстовых процессорах. Что делает его быстрым в реализации без необходимости использования аппаратного обеспечения.

Структурированное текстовое программирование ПЛК | Пример в Studio 5000 CompactLogix PLC
Структурированное текстовое программирование ПЛК | Пример в Studio 5000 CompactLogix PLC

Преимущества структурированного текстового программирования ПЛК

  • Интуитивно понятный для других языков программирования | Как уже упоминалось выше, структурированный текст легко усваивается теми. Кто хочет перейти от опыта разработки программного обеспечения. Он имеет те же структуры, парадигмы программирования и функции, которые можно было бы ожидать увидеть в C или Java.
  • Высокая сложность | Структурированный текст обеспечивает большую гибкость, чем другие языки, и, таким образом. Облегчает реализацию расширенных функциональных возможностей для тех. Кто владеет языком.

  • Переносимость | Структурированный текст стандартизирован среди большинства ПЛК-систем. Что облегчает миграцию между платформами. Вы найдете значительные различия в других языках между платформами. Но структурированный текст может быть реализован в аппаратных и программных платформах.

Недостатки структурированного текста

  • По сравнению с лестничным логическим программированием структурированный текст гораздо сложнее с точки зрения устранения неполадок.

    Нет визуальных очередей. Меньше наглядных пособий и. Как правило. Больше кода в одной строке. Тем, кто не знаком с этим языком. Будет трудно разобраться в потоке процесса.

  • Подверженный ошибкам | структурированный текст обеспечивает большую гибкость для пользователя. Однако такая гибкость достигается ценой стандартизации. Пользователи должны использовать передовые методы разработки программного обеспечения для создания безопасных резервов и ловушки любых потенциальных сбоев программного обеспечения.

Обычно мы рекомендуем изучать структурированный текст только после того. Как вы освоили Лестничную логику

, если у вас нет опыта работы на другом языке программирования. Это не часто встречается в производственных средах из-за недостатков. Упомянутых выше. Однако это отличный способ манипулировать данными. Реализовывать циклы и другие структуры. Требующие дополнительных шагов в лестничной логике.

Функциональные блок-схемы Язык программирования ПЛК

Функциональная блок-схема FBD-это язык программирования. Разработанный с учетом химических процессов. Он позволяет пользователю создавать визуальное представление и поток процесса с соответствующими переходами между инструкциями. Визуальный редактор удобен для пользователя. Интуитивно понятен и создает естественный способ реализации определенных потоков.

Наиболее распространенное применение, которое мы использовали в наших программах ПЛК, — это создание ПИД-контроллеров. Визуальный аспект FBD делает PID легким для реализации, визуализации. Настройки и устранения неполадок в полевых условиях.

Функциональная блок-схема Программирование ПЛК | Масштабирование аналогового сигнала Пример в RSLogix 5000
Функциональная блок-схема Программирование ПЛК | Масштабирование аналогового сигнала Пример в RSLogix 5000

Преимущества функциональных блок — схем Программирования ПЛК

  • Гибкий визуальный редактор | Редактор для программирования функциональных блок-схем очень удобен в использовании и обеспечивает простой способ создания любого макета.

  • Идеально подходит для сложных структур программирования | В лестничной логике. Пользователь должен будет использовать несколько ступеней для того. Что возможно выполнить на одной странице FBD. Инструкции могут быть введены непосредственно в сложные инструкции ПЛК. Которые реализуют ПИД-циклы. Управление движением и дополнительные инструкции (AOIs).
  • Удобный для пользователя | Визуальный редактор FBD, естественно, подходит для большинства пользователей. Макет процесса может быть воссоздан с помощью метода перетаскивания, который оставляет мало места для догадок.

Недостатки структурированного текста

  • Трудно стандартизировать | Из-за гибкости макета трудно стандартизировать программы, написанные на FBD. Каждый программист ПЛК будет иметь подход. Отличный от других. Тем, кто отстает. Будет трудно понять поток информации.
  • Хлопотно в масштабе | FBD сияет, когда дело доходит до небольших реализаций конкретных областей процесса. Однако, поскольку программа становится сложной. Легко заблудиться во всех листах.

Функциональные блок-схемы имеют решающее значение в аналоговом масштабировании. ПИД-контурах и последовательностях управления движением.

Изучая эти темы. Вы должны начать знакомиться с этим типом программирования ПЛК. До этого мы бы рекомендовали освоить лестничную логику.

Последовательные Функциональные Диаграммы Язык программирования ПЛК

Как следует из названия, последовательные функциональные диаграммы, или SFC, сияют. Когда дело доходит до последующего процесса. Для тех. Кто не знаком с этим понятием, примером может служить химическое превращение сырья в готовый продукт. Давайте возьмем в качестве примера простой процесс заваривания.

Представьте себе большое пивоваренное предприятие с многочисленными резервуарами, клапанами, датчиками давления. Нагревательными элементами и упаковочной секцией.

Когда оператор инициирует производство новой партии, процесс проходит через следующую последовательность шагов. Обратите внимание. Что эти шаги упрощены.

Шаг 1 — Система проверяется на готовность. Есть ли в наличии все необходимые ингредиенты? Баки пусты? Находятся ли клапаны в правильном состоянии? Если ответ верен для всех проверок. Продолжайте. Если нет, прервите.

Шаг 2 — Инициируйте последовательность заполнения резервуара, которая может включать несколько ингредиентов (вода. Сахар, соль. Дрожжи и т. Д.). Проверьте состояние и продолжайте. Как только резервуар заполнится.

Шаг 3 — Инициируйте процесс заваривания. Поднимайте и поддерживайте температуру в течение определенного периода. Контролируйте давление в баке и реагируйте соответствующим образом. При необходимости добавьте ингредиенты. После завершения варки переходите к следующему шагу.

Шаг 4 — Инициировать передачу в резервуар для хранения. Наша партия готова; убедитесь, что все соответствующие клапаны установлены в нужное положение, резервуар для хранения пуст. И начните процесс передачи.

Шаг 5 — Перенесите партию на завод по розливу.

Как вы можете видеть из приведенного выше примера, этапы процесса выполняются в определенной последовательности. Имеют определенные начальные условия и поток. Как процесс будет выполняться на производственном объекте. В лестничной логике этот процесс может быть реализован с помощью инструкции SQI/SQO. Однако лучшим подходом было бы использовать SFC.

Последовательные функциональные диаграммы Программирование ПЛК | Пример последовательного процесса в RSLogix 5000

Преимущества последовательного программирования функциональных диаграмм ПЛК

  • Имитация технологических потоков большинства химических процессов

    | Дозирование-это распространенный химический технологический подход. Который берет заданное количество исходных ингредиентов и преобразует их в конечный продукт. SFC блестят в этих приложениях.

  • В сочетании с редакторами ST | Most SFC позволяет использовать структурированный текст в конкретных случаях для создания сложных логических потоков.

Недостатки последовательных диаграмм функций

  • Неприменимо в большинстве приложений | Сложно применить последовательные диаграммы функций к процессу. Который не является последовательным. Другими словами. Он имеет ограниченное количество вариантов использования.

  • Параллельные потоки трудно реализовать и устранить неполадки | Вы можете реализовать неограниченное количество потоков процессов через SFCs. Однако, поскольку пути процесса разделяются на несколько потоков, становится трудно реализовать отдельные пути потока. Которые привели бы к надежной последовательности.

Последовательные функциональные диаграммы чрезвычайно полезны в конкретных случаях. Однако попытка вписать этот тип языка программирования в случай. Который не является последовательным. Быстро приводит к разочарованию.

Когда вы работаете в производственной среде. Мы рекомендуем вам ознакомиться с процессом. Понять поток продукта и попытаться построить модель на бумаге. Прежде чем погружаться в программирование SFC.

Список Инструкций Язык программирования ПЛК

Списки инструкций часто путают со Структурированным текстом из-за схожести их редакторов. Эти два языка программирования ПЛК обычно рассматриваются на разных платформах. Поскольку их поток похож. Например, контроллеры на базе Codesys позволяют пользователям реализовывать логику в списках команд, в то время как контроллеры на базе RSLogix 5000 имеют доступ только к структурированному тексту.

С точки зрения потока программы. Каждая строка определяет инструкцию. А также условия и результаты выполнения. Во многих аспектах Списки инструкций ближе к тому, как вы реализуете программы лестничной логики. Чем структурированный текст. Однако любой язык способен создать один и тот же поток процессов.

Преимущества программирования ПЛК списков инструкций

  • Высокостандартизированные списки инструкций следуют жесткой структуре. Которая требует от пользователя явного создания переменных. Указания условий и перечисления каждой инструкции. Существует небольшая разница между реализацией программ. Что приводит к легкому пониманию кода.
  • Как следует из названия. Существует высокий уровень важности. Придаваемый инструкциям. А не потоку данных. Этот стиль программирования создает уровень ясности того. Как данные обрабатываются в программе.

Недостатки списков инструкций

Как уже упоминалось выше. Списки инструкций не являются популярным методом программирования. Поскольку они приходят к большинству программистов неестественно. Они ближе к тому. Что можно было бы увидеть в сборке. А не на любом другом языке программирования на рынке.

Вывод

Пять самых популярных языков программирования ПЛК-это Лестничная логика, Структурированный текст. Функциональные блок-схемы. Последовательные блок-схемы и Списки команд. Эти методы программирования доступны на большинстве платформ. Однако некоторые ПЛК ограничивают доступ пользователя к определенным языкам, если только пользователь не платит премию.

Мы рекомендуем, чтобы каждый программист ПЛК начинал с лестничной логики, так как этот метод наиболее распространен в отрасли. Тем не менее. Поскольку человек знаком с передовыми методологиями программирования. Важно изучить другие языки. Которые могут обеспечить более простой способ реализации конкретных процессов.