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4 populärste SPS-Programmiersprachen für die Implementierung von Steuerungsdiagrammen

SPS verschiedener Hersteller können auf verschiedene Arten programmiert werden. Beliebte Programmiersprachen für SPS sind Kontaktpläne, Funktionsplandiagramme (FBD) und Anweisungslisten.

4 populärste SPS-Programmiersprachen für die Implementierung von Steuerungsdiagrammen

4 populärste SPS-Programmiersprachen zur Implementierung von Steuerdiagrammen (Bildnachweis: Green Mamba via Flickr)

Mit wenigen Ausnahmen kann ein Programm, das in einem Format geschrieben wurde, in einem anderen Format angezeigt werden.

Beliebte Programmiersprachen für SPS

Nehmen wir die Diskussion zu jeder der gängigen Programmiersprachen für SPS:

  1. Kontaktdiagramme
  2. Funktionsblockdiagramm
  3. Anweisungsliste
  4. Logikfunktionen

1. Kontaktdiagramme

Betrachten Sie als Einführung in das Kontaktdiagramm die einfache Relaisschaltung, die eine Spule und Kontakte enthält (siehe Abbildung 1).

Wenn eine Spannung an die Eingangsspule angelegt wird, dieDer resultierende Strom erzeugt ein Magnetfeld. Das Magnetfeld zieht einen Metallschalter (oder Reed) zu sich heran, die Kontakte berühren sich und schließen den Schalter. Der Kontakt, der bei Erregung der Spule schließt, wird aufgerufen normalerweise offen (NO).

Die Öffnerkontakte (NC) berühren sich, wenn die Eingangsspule nicht erregt ist. Wenn die Eingangsspule nicht bestromt ist, werden die normalerweise geschlossenen Kontakte geschlossen (leitend).

Das in der Abbildung dargestellte Relais hat zwei Kontakte: einen Schließer einen anderen Öffner. Wenn die Relaisspule erregt wird, ändern die Kontakte des Relais ihren Zustand, d. H., NO-Kontakte werden geschlossen und NC-Kontakte werden geöffnet.

Die Relaisanordnung kann mit Hilfe verschiedener schematischer Schaltungen dargestellt werden, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Einfache Relaislayouts und -schemata

Abbildung 1 - Einfache Relaislayouts und -schemata

Relais sind normalerweise in schematischer Form gezeichnetVerwenden eines Kreises zur Darstellung der Eingangsspule. Die Ausgangskontakte sind mit zwei parallelen Linien dargestellt. NO-Kontakte werden als zwei Leitungen angezeigt und sind offen (nicht leitend), wenn der Eingang nicht mit Strom versorgt wird. Öffnerkontakte werden mit zwei Linien mit einer diagonalen Linie dargestellt.

Wenn nun der Kontakt NO (C) dieses an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Relais über zwei Eingangsrelaiskontakte A (NC) und B (NO) angeschlossen werden soll, ist das in Abbildung 2 dargestellte Relaislogikdiagramm am besten für eine typische Logik.

Entsprechend dem Relaislogikdiagramm, das in gezeigt istAbbildung, die Aktivierung der Eingangsrelaisspule entspricht dem Kontakt B, macht C (Ausgang) geschlossen und die Aktivierung der Eingangsrelaisspule entspricht dem Kontakt A;

Diese Art von Anordnung wird normalerweise in einer herkömmlichen festverdrahteten Relaislogikschaltung verwendet.

Eine einfache Relaissteuerung und entsprechende Kontaktplanlogik

Abbildung 2 - Eine einfache Relaissteuerung und die zugehörige Kontaktplanlogik

Das gleiche Schema kann wie folgt implementiert werdenKontaktplanlogik wie in Abbildung 2 dargestellt. Das Kontaktplanlogikdiagramm ist die am häufigsten verwendete Methode zum Programmieren von SPS. Das Kontaktplan besteht aus zwei vertikalen Linien, die die Stromschienen darstellen. Schaltungen, die als horizontale Linien zwischen zwei Schienen verbunden sind, werden Sprossen der Leiter genannt. In den Abbildungen 3 und 4 sind nur wenige Symbole dargestellt, die zur Bezeichnung von Kontaktplanlogikeingängen und -ausgängen verwendet werden.

Unter Berücksichtigung dieser Ladder Logic-Symbole ahmt die in 2 implementierte Ladder Logic die gleiche festverdrahtete Relaislogik nach.

Ladder Logic-Eingänge

Abbildung 3 - Ladder Logic-Eingänge


Ladder Logic Normaler Ausgang

Abbildung 4 - Ladder Logic Normaler Ausgang


Endlich, Diese Kontaktplanlogik wird als Steuerungsprogramm in eine SPS eingefügt wobei Eingabegeräte und Ausgabegeräte auf eine Weise angeordnet sind, wie in 5 dargestellt.

Die Ladder-Logic-Programme werden also in die geladenIn der SPS werden die Eingabe- und Ausgabegeräte an E / A-Module angeschlossen und die Ausführung des Programms aktualisiert die Ausgänge entsprechend dem Status der Eingänge.

Eine SPS mit Relais dargestellt

Abbildung 5 - Eine SPS mit Relais

Viele Relais verfügen auch über mehrere Ausgänge, sodass ein Ausgangsrelais gleichzeitig auch ein Eingang sein kann.

Die in Abbildung 6 gezeigte Schaltung ist ein Beispiel dafür und wird als a bezeichnet Seal-In-Schaltung. In dieser Schaltung kann der Strom durch jeden Zweig der Schaltung fließen, durch die mit A oder B gekennzeichneten Kontakte.

Der Eingang B ist nur eingeschaltet, wenn der Ausgang B istauf. Wenn B ausgeschaltet ist und A erregt ist, schaltet sich B ein. Wenn sich B einschaltet, wird der Eingang B eingeschaltet und der Ausgang B bleibt eingeschaltet, auch wenn Eingang A ausfällt. Nach dem Einschalten von B wird der Ausgang B nicht ausgeschaltet.
Eine Seal-In-Schaltung

Abbildung 6 - Eine Seal-In-Schaltung


Hinweis! Wenn A geschlossen ist, wird der Ausgang B eingeschaltet und auch der Eingang B wird eingeschaltet, wodurch der Ausgang B dauerhaft eingeschaltet bleibt - bis die Stromversorgung unterbrochen wird.

Ein weiteres Beispiel für die Kontaktplanlogik ist in zu sehenAbbildung 7. Stellen Sie sich zur Interpretation dieses Diagramms vor, dass sich die Leistung auf der vertikalen Linie auf der linken Seite befindet, die als Heißschiene bezeichnet wird. Auf der rechten Seite befindet sich die neutrale Schiene.

In der Figur gibt es zwei Sprossen, und auf jeder Sprosse gibt es Kombinationen von Eingänge (zwei vertikale Linien) und Ausgänge (Kreise). Wenn die Eingänge rechts geöffnet oder geschlossen sindIn Kombination kann der Strom von der heißen Schiene über die Eingänge zur Versorgung der Ausgänge und schließlich zur Neutralschiene fließen. Ein Eingang kann von einem Sensor, einem Schalter oder einem anderen Sensortyp stammen.

Ein Ausgang ist ein Gerät außerhalb der SPS, das ein- oder ausgeschaltet ist. wie Lichter oder Motoren. In der obersten Sprosse sind die Kontakte normalerweise geöffnet und normalerweise geschlossen. Wenn also Eingang A eingeschaltet und Eingang B ausgeschaltet ist, fließt Strom durch den Ausgang und aktiviert ihn.

Jede andere Kombination von Eingabewerten führt dazu, dass der Ausgang X ausgeschaltet ist.

Ein einfaches Ladder Logic-Diagramm

Abbildung 7 - Ein einfaches Kontaktplanlogikdiagramm


Hinweis! Der Strom muss durch eine Kombination der Eingänge (A, B, C, D, E, E, F, G und H) fließen, um die Ausgänge (X, Y) einzuschalten.

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Beispiel //

Versuchen Sie sich zu entwickeln (ohne auf die Lösung zu schauen) Eine relaisbasierte Steuerung, mit der drei Schalter in einem Raum eine einzige Lampe steuern können.


Lösung

Es gibt zwei mögliche Ansätze für dieses Problem. Der erste geht davon aus dass einer der Schalter das Licht einschaltet, aber alle drei Schalter müssen ausgeschaltet sein, damit das Licht aus ist. Die Kontaktplanlogik ist in Abbildung 8 dargestellt.

Ladder-Logik zur Steuerung einer Leuchte mit drei Schaltern

Abbildung 8 - Ladder-Logik zur Steuerung einer Leuchte mit drei Schaltern

Die zweite Lösung geht davon aus Jeder Schalter kann das Licht ein- oder ausschalten, unabhängig von den Zuständen der anderen Schalter. Diese Methode ist komplexer und erfordert das Durchdenken aller möglichen Kombinationen von Schalterpositionen.

Sie erkennen dieses Problem möglicherweise als exklusiv oder als Problem. Die Kontaktplanlogik ist in Abbildung 9 dargestellt.

Ladder-Logik zur Steuerung eines Lichts mit drei Schaltern auf unterschiedliche Weise

Abbildung 9 - Ladder-Logik zur Steuerung einer Leuchte mit drei Schaltern


Hinweis! Es ist wichtig, ein klares Verständnis darüber zu bekommen, wie die Steuerelemente funktionieren sollen. In diesem Beispiel wurden zwei grundlegend unterschiedliche Lösungen basierend auf einem einfachen Unterschied in der Operation erhalten.

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Leiterdiagramm-Grundlagen # 1


Kontaktplan-Grundlagen # 2 (Sicherheitssteuerstromkreis)


Kontaktplan-Grundlagen Nr. 3 (2-Draht- & 3-Draht-Motorsteuerstromkreis)

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2. Funktionsblockdiagramm

Funktionsplan (FBS) wird für SPS verwendetProgramme, die in Form grafischer Blöcke beschrieben werden. Es wird beschrieben, dass es eine grafische Sprache ist, um Signal- und Datenflüsse durch Inputs-Blöcke darzustellen, wobei es sich um wiederverwendbare Softwareelemente handelt.

Ein Funktionsblock ist a Programmanweisungseinheit, die bei Ausführung einen oder mehrere Ausgabewerte liefert. Somit wird ein Block auf eine in 10 gezeigte Weise dargestellt, wobei der Funktionsname in den Block geschrieben ist.

Funktionsblöcke können Standardfunktionen haben, wie z Logikgatter oder Zähler oder Timer oder vom Benutzer definierte Funktionen haben, z. ein Block, um einen Durchschnittswert der Eingänge zu erhalten.

Funktionsblock

Abbildung 10 - Funktionsblock


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Programmierung des Funktionsblockdiagramms (FBS) - Erste Lektion

In diesem Video lernen Sie die Grundlagen vonProgrammieren von Steuerungen mit der Sprache des Funktionsblockdiagramms (FBS). FBS ist eine grafische Sprache, in der Sie sich mit den Blöcken und der Verbindung zwischen den Blöcken befassen.


So erstellen und verwenden Sie Funktionsblöcke im Projekt

In diesem Video erfahren Sie, wie Sie im Projekt benutzerdefinierte Funktionsblöcke erstellen und im Hauptprogramm aufrufen.

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3. Anweisungsliste

Beim Anweisungslisten-Programmieransatz wird ein Befehlssatz verwendet, der der Assemblersprache für einen Mikroprozessor ähnlich ist. Anweisungslisten, die für einige SPS-Marken verfügbar sind, sind die flexibelste Form der Programmierung für den erfahrenen Benutzer sind aber keinesfalls so leicht zu folgen wie Kontaktpläne oder Logiksymbole.

Abbildung 11 zeigt eine einfache Operation in Form eines Kontaktplans für eine Mistsubishi-SPS. Die äquivalente Anweisungsliste würde wie in Tabelle 1 gezeigt sein.

Mitsubishi-Ladder-Diagramm

Abbildung 11 - Mitsubishi-Kontaktplan

Äquivalente Anweisungsliste für Abbildung 11

Äquivalente Anweisungsliste für Abbildung 11


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So verwenden Sie PLCSIM S7-300 STL LESSON 1 Tutorial

In dieser Lektion besprechen wir das STL-Programm und das Konzept von RLO & STA. Detaillierte Informationen zu VKE und STA werden zusammen mit der Simulation erläutert.


PLCSIM S7 300 STL LESSON 2 Tutorial… Automatisierung in der Anlage

In dieser Lektion lernen Sie, wie Sie ein SPS-Programm mit einem SPS „S7 300“ und „STEP 7“ -Software.

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4. Logikfunktionen

Es sind viele Kontrollsituationen erforderlichAktionen, die eingeleitet werden sollen, wenn eine bestimmte Kombination von Bedingungen erfüllt wird. Bei einer automatischen Bohrmaschine kann es daher vorkommen, dass der Bohrmotor aktiviert werden muss, wenn Endschalter aktiviert werden, die das Vorhandensein des Werkstücks und die Bohrposition als auf der Oberfläche des Werkstücks befindlich anzeigen.

Eine solche Situation betrifft die UND LogikfunktionBedingung A und Bedingung B, die beide erfüllt sein müssen, damit eine Ausgabe auftritt. In ähnlicher Weise kann es in anderen Situationen erforderlich sein, eine ähnliche Logik zu implementieren ODER NICHT, NAND, NOR, XOR.

Die elektrische Schaltung, die Wahrheitstabelle, das Kontaktdiagramm und das Funktionsblockdiagramm für verschiedene Logiken sind in Tabelle 2 dargestellt.

Merkmale für verschiedene Logiken

Tabelle 2 - Merkmale für verschiedene Logiken


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Logic Gates vs Ladder Logic Circuits

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Referenz // Elektrische und elektronische Messungen und Instrumente von Prithwiraj Purkait, Budhaditya, Santanu Das und Chiranjib Koley

Bemerkungen: