Презентация на тему Программируемые контроллеры OMRON. С200H - Альфа. Основные понятия и терминология

"Северсталь"
Программируемые контроллеры
Программируемый контроллер это вычислительное устройство, построенное на

базе микро- ЭВМ и адаптируемое к условиям совместной работы с объектом управления в масштабе реального времени.

Структурно –
программируемые

Программируемые
логические

РС - совместимые

(2 + 2) * 3

Модуль
сложения

Модуль
умножения

…

(2 + 2) * 3

сложение

умножение

Программа

Типовая
ЭВМ

Устройства
ввода
сигналов

Устройства
вывода
сигналов

Структурно – программируемые контроллеры
это контроллеры, программирование которых производится путем создания структуры из набора модулей, в которых реализованы готовые функции.

Программируемые логические контроллеры
Это контроллеры, в которых решение задачи достигается путем внутренней организации существующей структуры при помощи программы.

РС – совместимые
Основу этого типа контроллеров составляет типовая ЭВМ, доработанная специальными устройствами ввода/ вывода сигналов.

"Северсталь"
Компоненты контура управления
Датчики
Приводы


Процессор
Программа

Входные
сигналы
Выходные
сигналы
Подсистема
ввода
сигналов
Подсистема
вывода
сигналов
Датчик – конструктивно-

автономное средство измерения, размещаемое в месте отбора информации, состоящее из минимально – необходимых звеньев преобразования выполняющее функцию первичного преобразования измеряемой физической величины в электрический сигнал, обладающее однозначной функцией преобразования и взаимосогласованными надежностными и метрологическими характеристиками.

Входные сигналы – электрические сигналы, которые генерируются датчиками при возникновении различных условий. Различают аналоговые, дискретные и импульсные сигналы.

Подсистема ввода сигналов – преобразовывает входной сигнал во внутренний сигнал контроллера.

Процессор – устройство, обрабатывающее информацию, в соответствии с записанной в памяти программой.

Подсистема вывода сигналов – преобразовывает внутренний сигнал контроллера в выходной сигнал управления.

Приводы – набор исполнительных устройств, механизмов и элементов.

Процесс

"Северсталь"


Типы процессов
ПЛК

S1
L1
S1
L1
S1
L1




0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
Дискретный процесс
Непрерывный процесс
Дискретным называется процесс, который можно описать

при помощи системы булевых уравнений. Это уравнения, в которых переменная может принимать два значения: «да» или «нет», «истина» или «ложь», «1» или «0». Т. е все элементы, участвующие в таком процессе, могут находиться только в двух устойчивых состояниях: «включено» или «выключено».

Непрерывный процесс реализует более сложные законы управления, и состояния элементов уже нельзя описать при помощи системы булевой логики.

"Северсталь"
Типы сигналов
S
S
S
S
t
t
t
t


S принимает любое значение, и не зависит от

t.

S принимает любое значение, в определенные моменты t.

S0

t0

t1

t2

t2-t1=t1-t0=T

S0

S1

S0

S1

S принимает только заданные значение, и не зависит от t.

S принимает только заданные значения, на определенных отрезках t.

Такт

Сигнал, в котором информационный параметр может принимать любое значение внутри заданного диапазона, вне зависимости от времени называется аналоговым непрерывным сигналом.

Сигнал, в котором информационный параметр может принимать любое значение внутри заданного диапазона, в определенные моменты времени называется аналоговым гармоническим сигналом.

Сигнал, в котором информационный параметр может принимать только заданные значение, вне зависимости от времени называется дискретным сигналом.

Сигнал, в котором информационный параметр может принимать только заданные значение, на определенных отрезках времени называется импульсным лил цифровым сигналом.

ПЛК имеет возможность обрабатывать любой из перечисленных типов сигналов, однако «внутри» обработке будут подлежать цифровые сигналы. Поэтому, в структуре ПЛК имеются подсистемы ввода/ вывода сигналов, которые позволяют производить различные преобразования.

"Северсталь"
Аналого- цифровое преобразование
S
t










I этап- дискретизация по времени
II этап -

квантование по уровню.

Отсчет величины сигнала, снятый в определенный момент времени привязывается к ближайшему уровню квантования.

В ходе АЦП производятся следующие действия:
через равные промежутки времени производится измерение величины аналоговой составляющей сигнала, тем самым реализуется первый этап АЦП, который называется - дискретизация по времени;

диапазон изменения величины аналоговой составляющей сигнала разбивается на равные участки, каждый из которых называется уровнем квантования, поэтому этот этап называется - квантование по уровню;

отсчет величины сигнала, снятый в определенный момент времени привязывается к ближайшему уровню квантования;

информация об определенном уровне кодируется символами, понятными процессору и передается для обработки.

"Северсталь"
Системы счисления
Десятичная система
Базовые цифры: 0 … 9
Число: Σn x*10

n-1 ,

75= 7*101 + 5*100 =70+5

Двоичная система
Базовые цифры: 0 и 1
Число: Σn x*2 n-1

1101= 1*23+1*22+0*21+1*20=
= 8 + 4 + 0 + 1 = 13

Двоично - десятичная система
Базовые цифры: 0 и 1
Базовые числа: 0000 … 1001
Число: Σm Y*10m-1 ,

0100 1001 = 4*101 + 9*100 = 49

где n - порядковый № цифры.

где n - порядковый № цифры.

где n - порядковый № тетрады.

Шестнадцатеричная система
Базовые символы: 0 … F
Число: Σn x*10 n-1 ,

75= 7*161 + 5*160 =112+5=117

где n - порядковый № символа.

"Северсталь"
Соответствие чисел различных систем

"Северсталь"
Вариант №1:
Какие компоненты входят в состав контура управления на

основе ПЛК ?
Какие системы счисления Вы знаете. Поясните представление данных различных систем.
89 (HEX) - перевести число в форматы: - Dec - Bin – BCD

Вариант №2:
Какие типы процессов Вы знаете, пояснить суть того или иного при помощи диаграмм ?
Каким образом производится АЦП ?
65 (HEX) - перевести число в форматы: - Dec - Bin – BCD

Вариант №3:
Какие типы сигналов Вы знаете, пояснить суть того или иного при помощи диаграмм ?
Какие типы контроллеров Вы знаете ?
63 (Dec) перевести число в форматы: - Hex - Bin – BCD

"Северсталь"
Терминология ПЛК

Область IR
0
15

"Северсталь"
Типовые функции и скан работы ПЛК





Проверка времени цикла (сброс

WDR )

Считывание состояния входов

Выполнение программы

Обновление состояния выходов

Самодиагностика и коммуникации

Цикл
(скан)
работы ЦПУ

Можно выделить ряд типовых функций, т.е. тех действий, которые выполняет любой ПЛК, независимо от его возможностей :
Управление работой объекта;
Выполнение самодиагностики с индикацией и локализацией отказов;
Обмен данными между контроллерами разных уровней управления и системой визуализации.

Каждая из этих функций по своему важна, но все они одновременно выполняться не могут. Поэтому, работа контроллера построена по принципу их многократно исполнения. При включении в работу, системная программа запускает сторожевой таймер (WDT), с помощью которого постоянно контролируется время цикла, для предотвращения потери управления в случае «зависания» ПЛК. После этого происходит считывание состояния входов и запись информации в память контроллера. По окончании процесса записи управляющая программа опрашивает состояние входных битов и в соответствии с заданным алгоритмом устанавливает в 1или 0 выходные биты в памяти. После исполнения программы ПЛК проводит самодиагностику и обмен данными, и наконец, на выходные устройства подаются сигналы в соответствии с состоянием связанных с ними битов. Однократный цикл работы называется сканом, а характеристика «время скана», определяет время реакции системы на входное воздействие.