Программирование в среде ISaGRAF

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Как только была сформулирована задача программирования логики некоего контроллера, то сразу встал вопрос о соответствующем программном инструментарии для решения этой задачи. Использование средств традиционного программирования, то есть компиляторов с универсальных языков (Си, Паскаль, Фортран, Бейсик и т.п.), дает решение задачи, но требует при этом всеобъемлющих знаний в теории программирования, знаний особенностей конкретной операционной системы и, безусловно, тонкостей аппаратного обеспечения (контроллеров, модулей сопряжения с объектом и т.п.). Понятие CASE-инструментов (Computer Aided Software Engineering) бродит в кругах специалистов по системам автоматизации уже давно. Отечественные программисты в соавторстве с технологами пытались и делали системы, включающие идеи и принципы, свойственные понятию CASE, и использовали их для программирования логики контроллеров. Каждая уважающая себя фирма, производящая оборудование для построения систем автоматизации, стремилась сопровождать свою продукцию каким-либо набором программных инструментов, с помощью которых пользователь мог по определенным правилам и соглашениям описывать логику работы контроллера. Эти правила и соглашения оформлялись в виде специальных языков программирования, которые в совокупности с некоторыми элементами человеко-машинного интерфейса (MMI) образовывали так называемый CASE-инструмент.

Все эти системы отличались друг от друга набором поддерживаемых функций, пользовательским интерфейсом и, что самое главное, нестандартными языками программирования логики. Наличие такого "зоопарка" программных средств привязывало пользователя к одной аппаратно-программной платформе, и в этом случае не могло быть речи о переходе на другую. Рано или поздно пользователи должны были "заставить" разработчиков (прежде всего программных средств) учесть их требования по выработке таких программных инструментов, которые позволили бы им не зависеть от особенностей аппаратуры разных производителей. Настойчивый хор требований привел к тому, что Международная Электротехническая Комиссия (МЭК) в 1992 году выпустила стандарт IEC 1131-3, определяющий пять языков программирования логических контроллеров (PLC).

Появление этого стандарта было встречено с большим интересом, и сразу начались работы по созданию программных интегрированных систем, поддерживающих эти языки программирования. В 1990 году была основана французская фирма "CJ International", которая занималась разработкой CASE-инструментов для программирования различных PLC. Эта фирма мгновенно отреагировала на выход стандарта IEC 1131-3 выпуском продукта под названием "ISaGRAF for DOS", а затем и "ISaGRAF for WINDOWS", в которых в полной мере реализовала поддержку всех пяти стандартных языков программирования PLC. ISaGRAF сразу получил признание многих зарубежных фирм. Среди них: ABB, BMW, GENERAL MOTORS, GESPAC, GREEN SPRING, MOTOROLA, PEP MODULAR COMPUTERS, PHOENIX, THEMIS COMPUTER и др. (всего свыше 80 компаний). Данной работе описаны возможностей и особенностей применения системы программирования ISaGRAF.

1. Архитектура ISaGRAF

В ISaGRAF поддерживаются все пять языков стандарта IEC 61131-3 (International Electrotechnical Commission, МЭК):

IL (Instruction List) Язык инструкций.

ST (Structured Text) Структурированный текст (адаптированный вариант языка Паскаль).

LD (Ladder Diagram) Язык релейных диаграмм (графический язык в терминах контактов и катушек).

FBD (Function Block Diagram) Язык функциональных блоков.

SFC (Sequential Function Chart) Язык последовательных функциональных схем.

Условно пакет ISaGRAF можно разделить на две компоненты: систему разработки (ISaGRAF DevSys) и систему исполнения (ISaGRAF Target). Общая структура пакета представлена на рис. 1.

Рисунок 1. Общая структура пакета ISaGRAF

Коммуникационная задача обеспечивает поддержку процедуры загрузки пользовательского ISaGRAF-приложения со стороны программируемого контроллера, а также доступ к рабочим переменным этого приложения со стороны отладчика системы разработки ISaGRAF. Кроме того, коммуникационная задача реализует так же поддержку протокола MODBUS, что дает возможность доступа к данным на контроллере не только отладчику ISaGRAF, но и любой системе визуализации и управления данными (SCADA), имеющей соответствующий драйвер MODBUS. ДРАЙВЕРЫ УСО (устройства сопряжения с объектом) организуют прозрачный доступ к аппаратуре ввода/вывода и делают этот процесс стандартным для конкретной операционной системы.

2. Реализация задач в ISaGRAF

Гирлянда «бегающий огонек».

1. Описание задачи:

Если кнопка нажата, то лампочки последовательно, по кругу , загораются на 2 секунды и гаснут, если кнопка отжата, то лампочки гаснут.

2. Разработка базы данных:

Key-входная переменная(контроль кнопки);

Led1-Led4-выходные переменные;

TT-таймерная константа(время горения лампочки)

Задача реализуется на языке SFC.

пользовательский программный контроллер логический

Рисунок 2. Проверка переменных ввода-вывода

3. Структура программы:



Рисунок 3. Структура програмирования

Сброс выходных переменных в «0»;

Контроль конпки (Проверка положения кнопки «включено»/ «выключено»;

Загорается 1ая лампа;

Проверка состояния кнопки «включено»/ «выключено»;

Контроль времени горения 1ой лампы;

Загорается 2ая лампа;

Проверка состояния кнопки «включено»/ «выключено»;

Контроль времени горения 2ой лампы;

Загорается 3я лампа;

Проверка состояния кнопки «включено»/ «выключено»;

Контроль времени горения 3ей лампы;

Загорается 4я лампа;

Проверка состояния кнопки «включено»/ «выключено»;

Контроль времени горения 4ой лампы;

Возврат к первому шагу.

4. Проверка:



Рисунок 4. Компилляция

5. Работа программы:

Рисунок 5. Работа гирлянды «бегущий огонек»

Светофор

1. Задача:

Если кнопка нажата, светофор работает по циклу: зеленый-5 секунд, мигает 2 раза с периодом 1 секунда; желтый горит 2 секунды; загорается красный, горит 4 секунды; красный и желтый горят в течение 2 секунд. Если кнопка отжата моргает желтый с периодом в 1 секунду.

2. Разработка базы данных:

Key-входная переменная(контроль кнопки);

Red, yellowy, green -выходные переменные;

TT-таймерная константа(время горения лампочки)

Задача реализуется на языке SFC.

Рисунок 6. Проверка переменных ввода-вывода

3. Структура программы:

Рисунок 7. Структура програмирования

 Сброс выходных переменных в «0»;

При нахождении кнопки в положении «отключено»: желтая лампочка загорается на период 1 секунда, гаснет на период 1 секунда, возврат к первому блоку.

Контроль конпки ( Проверка положения кнопки «включено»/ «выключено»;

Загорается красная лампа;

Контроль положения «отключено»;

Контроль времени горения красной лампы (4 секунды);

Загорается желтая, красная лампы;

Контроль положения «отключено»;

Контроль времени горения желтой, красной лампы (2 секунды);

Загорается зеленая лампа;

Контроль положения «отключено»;

Контроль времени горения зеленой лампы (5 секунд);

Погасание зеленой лампы;

Контроль положения «отключено»;

Контроль времени погасшего состояния зеленой лампы (1 секунда);

Зажигается зеленая лампа;

Контроль положения «отключено»;

Контроль времени горения зеленой лампы (1 секунда);

Погасание зеленой лампы;

Контроль положения «отключено»;

Контроль времени погасшего состояния зеленой лампы (1 секунда);

Зажигается зеленая лампа;

Контроль положения «отключено»;

Контроль времени горения зеленой лампы (1 секунда);

Загорается желтая лампа;

Контроль времени горения желтой лампы (2 секунды);

Возврат к первому шагу.

4. Проверка:

Рисунок 8. Компилляция

5. Работа программы:

Рисунок 9. Работа светофора

Функции автоматики фидерного выключателя ВАБ-28, ВАБ-43.

1. Задача:

Сема выполняет следующие функции:

· Оперативное включение;

· Оперативное отключение;

· Блокировка от многократных повторных включений на К.З;

· Функция автоматического отключения (перегрузка при К.З.);

· Функции запоминания последней оперативно-вынужденной команды;

· Функция сигнализации.

· Функция двукратного автоматического повторного включения

2. Разработка базы данных:

KYAB-кнопка оперативного включения;

KYAO-кнопка оперативного отключения

RDX-релейно-дифференциальный шунт (отключение по току К.З.);

BA, BBA, DK, KBA, OA, RF-реле;

Green, read-лампочки сигнализации.

Задача реализуется на языке FBD.

Рисунок 10. Проверка переменных ввода-вывода

3. Рабочая схема релейной защиты

Рисунок 11. Схема релейной защиты

4. Проверка:



Рисунок 12. Компилляция

5. Работа программы:

Рисунок 13. Нормальное включенное состояние выключателя

Включение выключателя: При нажатии кнопки KYAB получает питание реле RF, размыкая свой контакт, зеленая лампа гаснет, одновременно замыкается контакт ВА Теряет питание катушка КВА, размыкая свой контакт, держащая катушка DK на самоподпитке, замыкает свой контакт А загорается красная лампа.

Рисунок 14 Нормальное отключенное состояние выключателя

При нажатии кнопки KYAO получает питание катушка ОА размыкает свой контакт, катушка DK теряет свое питание, размыкая свой контакт А в цепи с красной лампой, одновременно получает питание реле RF замыкая свой контакт, получает питание зеленая лампа.

Рисунок 15. Автоматическое отключение при КЗ

При коротком замыкании размыкается контакт RDX теряет питание катушка DK размыкая свой контакт А в цепи с красной лампой, замыкая контакт с зеленой лампой на шине мигания, зеленя лампа мигает.

Рисунок 16. Проверка переменных ввода-вывода

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рисунок 17. Функция двукратного повторного включения



Рисунок 18. Компилляция

Заключение

ISaGRAF может:

1 Использовать стандартные языки программирования (стандарт IEC 1131-3);

2 Имеет открытость как инструментальных средств, так и внутренних структур данных прикладной задачи;

3 Присутствует многофункциональный графический отладчик;

4 Интегрирование средства поддержки протоколов PROFIBUS и MODBUS, а также средств обслуживания последовательных портов RS-232, RS-422, RS-485, CL;

5 Наличие функции DDE-server для отладчика ISaGRAF;

6 Есть стандартный человеко-машинный интерфейс (ММI);

7 Возможность связи с любой системой визуализации и управления данными (SCADA-системы) по протоколу MODBUS.

Такой набор инструментов позволяет программировать конфигурации любой сложности. Пример одной из таких конфигураций приведен на рис. 19.

Рисунок 19

Недостатки:

Освоение продуктов такого класса, как ISaGRAF, требует некоторых усилий по изучению языков, среды и, конечно, технологии программирования.

Переход на любую новую технологию иногда сопровождается и материальными вложениями, так как пользователю приходится выбирать не просто субъект автоматизации (например, тип контроллера), но и сопровождающий его программный инструментарий.

Для получения качественных результатов необходимо строгое соблюдение последовательности задания данных.

Размещено на Allbest.ru

...