Программирование логического контроллера Omron CP1L на языке PKC в среде SYSMAC CX-Programmer

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Лабораторный стенд «ПЛК ОМРОН» (далее стенд) предназначен для обучения студентов различных специальностей, изучающих дисциплины, связанные с автоматизацией различных отраслей промышленности, программированию промышленных средств автоматизации (сенсорного монитора, контроллера).

1. Схема подключений и описание работы стенда

На рис. 1 представлена схема подключений лабораторного стенда «ПЛК ОМРОН».

Рис. 1. Схема подключений лабораторного стенда «ПЛК ОМРОН»

В лабораторном стенде на ПК возлагаются следующие функции:

1) подготовка программы для ПЛК и сенсорного монитора, их компиляция и запись в контроллер и сенсорный монитор соответственно;

2) демонстрация на мониторе ПК виртуального объекта автоматизации, управляемого от ПЛК.

В стенде используются виртуальные СОМ-порты, реализованные с помощью конвертеров USB-RS232. Через виртуальный порт СОМ1 ПК обеспечивается связь модуля стенда с программой виртуальных объектов, а через виртуальный порт COM2 идёт программирование сенсорной панели оператора. Программирование контроллера CP1L осуществляется через USB-порт.

2. Подготовка лабораторного стенда к проведению лабораторной работы по изучению программируемого контроллера

1) Съёмными кабелями произведите следующие соединения между модулем и ПК:

- сетевой кабель питания подключите к разъёму Х2;

- с помощью кабеля USB-B/USB-A соедините разъем Х1 с разъёмом USB ПК.

2) включите клавишный переключатель на тыльной стороне модуля. Наличие напряжения индицируется подсветкой, встроенной в переключатель. На ПЛК должны гореть светодиоды индикации режимов работы контроллера PWR. При наличии в ПЛК записанной ранее программы загорается индикатор RUN. Сенсорный монитор при этом автоматически переходит в рабочий режим;

3) включите сетевые выключатели системного блока ПК и его монитора.

Создание проекта.

Для того, чтобы создать новый файл с проектом для контроллера Omron, запустить программу CX-Programmer необходимо выбрать в главном окне программы пункт New в меню File. При этом должно появиться окно (рис. 2, а), в котором необходимо задать нужное имя контроллера (поле «DeviceName»), тип контроллера CP1L (поле «DeviceType»), а также тип связи с контроллером USB (поле «Network Туре»). В настройках (кнопка «Settings») тип девайса «DeviceType» на вкладке General выбрать тип процессора CPUType: M (рис. 2, б).Выбрав нужные параметры, следует нажать кнопку «ОК» для подтверждения выбора или «Cancel» - для отмены.



Рис. 2. Окно выбора параметров контроллера

После нажатия кнопки ОК появится основное рабочее окно программы (рис. 3).

Рис. 3. Основное рабочее окно программы

Далее приведены примеры использования некоторых команд (для более полного изучения системы команд необходимо воспользоваться руководством по программированию контроллеров SYSMACCP1L).

AND, ANDLD, ANDNOT, LD, LDNOT, OR, ORLD, ORNOT - команды релейно-контактной схемы: CIO, W, Н, А, Т, С, ТК, TR, флаги состояния и др.

Ограничений количества любой из этих команд или порядка их применения нет, если программа вмещается в отведенную память. Ниже приведены примеры использования этих команд.

Как уже указывалось выше, контроллер использует два языка программирования: язык релейно-контактных схем РКС (лестничных диаграмм) и язык инструкций.

В табл. 1 представлен внешний вид элементов, используемых при составлении релейно-контактных схем.

Таблица 1 - Элементы релейно-контактных схем

Элемент	Описание

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Замыкающий контакт

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размыкающий контакт

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Соединительная вертикальная линия

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Соединительная вертикальная линия

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Выход

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Выход с инверсией

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Функциональный блок

Создадим простейшую программу включения лампочек от тумблеров.

Пример: поведение комбинаторной схемы описывается следующей таблицей:

Таблица 2

X1	X2	X3	Y1	Y2	Y3
0	0	1	1	0	0
0	1	0	0	1	0
0	1	1	0	0	1
1	0	0	1	0	1
1	1	1	1	1	0
остальные	0	0	0

Для представления в виде переключательной формулы оставим для рассмотрения только те строки таблицы, в которых выходной сигнал Y1 = 1 (т.е. строки 1, 4, 5). Число таких строк будет определять количество операций логического сложения. Каждое слагаемое будет определяться произведением входных сигналов, причем, если входной сигнал в строке равен логическому “0”, то он берётся со знаком инверсии, т.е.:

для строки 1:ДД

для строки 4:ДД

для строки 5:ДД

Переключательная формула будет иметь вид:

=--ДДЕДДЕДД.

Также используя обратную последовательность можно представить переключательную формулу в виде таблицы истинности для выходного сигнала Y1, например, может быть получен следующий результат:

Таблица 3

Х1	Х2	Х3	Y1
0	0	1	1
1	0	0	1
1	1	1	1
остальные	0

релейный тумблер программный

Аналогичным образом производятся преобразования для выходных сигналов Y2 = 1 и Y3 = 1.

В окне рабочего нового проекта NewProject в меню Programs выбрать NewProgram1 (00) и перейти в раздел Section1 (рис. 3).

Для создания релейных схем и вставки функциональных блоков, представленных в таблице 3, используется панель, изображённая на рис. 4.

Рис. 4. Панель инструментов CX-Programmer

Добавим нормально закрытый контакт «X0»с адресом входного сигнала 0.00. Для этого на панели инструментов рис. 4 нажать иконку . Затем курсором добавить выбранный элемент на рабочий лист рис. 3, после чего появится окно NewContact, в которое необходимо ввести адрес входного сигнала 0.00(рис. 5, а). После нажатия кнопки ОК, появится окно EditCommentдля ввода комментария к данному входному сигналу «X0»(рис. 5, б).После подтверждения ввода комментария и нажатия кнопки ОК, произойдёт добавление выбранного элемента на рабочий лист программы. Добавлять элемент необходимо с начала листаслева направо сверху вниз, так как проходит сигнал. Аналогичным образом происходит добавление остальных элементов релейной схемы. Для ветвления программы необходимо нажать на панели инструментов рис. 4 нажать иконку и добавить курсором ветвление в требуемое место программы, зажав при этом левую кнопку мыши и протянув соединительную линию в необходимом направлении.

Рис. 5. Ввод параметров настройки при добавлении нового элемента в программу

Добавим лампочку «Y0»с адресом выходного сигнала 101.01 первого выходного сигнала «Y1». Для этого на панели инструментов рис. 4 нажать иконку . Затем курсором добавить выбранный элемент на рабочий лист рис. 3, после чего появится окно NewCoil, в которое необходимо ввести адрес выходного сигнала 101.01 (рис. 5, в). После нажатия кнопки ОК, появится окно EditCommentдля ввода комментария к данному выходному сигналу «Y0»(рис. 5, г). После подтверждения ввода комментария и нажатия кнопки ОК, произойдёт добавление выбранного элемента на рабочий лист программы. Добавлять элемент необходимо с начала листаслева направо сверху вниз, так как проходит сигнал.

Схема должна заканчиваться добавлением последнего элемента (в данном случае лампочки Q: 101.01) с правой стороны перед «зелёной линией» в первой схеме «Rung 0» (рис. 6). Соединение контакторной схемы и лампочки производится горизонтальной линией, расположенной на панели инструментов рис. 4 нажать иконку .

При добавлении элемента в «Rung 0» происходит автоматическое создание «Rung1».

Рис. 6. Общий вид схемы «Y0» первого выходного сигнала «Y1»

Аналогичным образом происходит добавление остальных выходных сигналов «Y2» и «Y3»в «Rung1» и «Rung2» (рис. 7).Итоговая схема представлена на рисунке 7.



Рис. 7. Реализованный логический блок на языке PKC в среде SYSMAC CX-Programmer

Для корректной работы программы необходимо выполнить правильный порядок действий:

- компиляция и исправление ошибок;

- связь с контроллером;

- загрузка проекта;

- мониторинг и отладка программы.

После того как схема будет собрана необходимо её откомпилировать: Program>Compile. При наличии ошибок исправить, и, подключиться к контроллеру (PLC> Workonline), при этом автоматически проект перейдёт в режим мониторинга. Загрузить проект, выполнив следующее: PLC>Transfer>TransfertoPLC. Загрузка параметров проекта в контроллер произойдёт только в том случае, если поставить галочку Settingsи подтвердить загрузку нажатием на кнопку ОК (рис. 8).



Рис. 8. Загрузка программы в контроллер

Проверить правильность работы схемы путём включения и выключения тумблеров I: 0.00…0.02. Правильность работы программы проверить по включению лампочек Q: 101.01…101.03 (рис. 9).

Рис. 9. Мониторинг программы

TIM -таймер. Обозначение на схеме.



Рис. 10

Таблица 4

N	Номер таймера	#
SV	Заданное значение времени (слово BCD)	CIO, W, Н, А, Т, С, D, #

SV - это параметр заданного значения времени отсчёта, который лежит в диапазоне 000,0...999,9. Десятичная точка не вводится. Каждый номер ТС от 000 до 4095 (номер записывается в десятичном формате) можно использовать в качестве определителя только для одной команды таймера или счетчика.

Данный таймер является аналогом SD-таймера (задержки включения) в Step 7.

Рис. 11

TIMH(15) - высокоскоростной таймер. Обозначение на схеме:



Рис. 12

Таблица 5

N	Номер таймера	#
SV	Заданное значение времени (слово BCD)	CIO, W, Н, А, Т, С, D,#

SV - это параметр заданного значения времени отсчёта, который лежит в диапазоне 00,00…99,99 (хотя можно ввести 00,00 и 00,01. 00,00 запретит таймер, т.е. сразу включает флаг завершения, а 00,01 не будет надежно считан). Десятичная точка не вводится.

Главное отличие от таймера TIM, заключается в том что, данный таймер считает с точностью до десятой секунды. Поэтому в параметре SV можно задавать десятые доли секунды.

Пример: Реализуем схему включения лампочки с использованием таймера TIM через заданный интервал времени после нажатия на кнопку.

Для этого выберем Insert>Instruction. В появившемся окне наберём: TIM 0000 #100 (рис. 10).

TIM - обозначение таймера;

0000 - номер таймера в текущем проекте;

#100 - задание константой времени отсчёта таймера (10 сек).

Рис. 13. Добавление нового блока (инструкции) с параметрами

На рис. 14 представлен мониторинг схемы работы лампочки от таймера.

Рис. 14. Работа лампочки от таймера

Пример: Мигание лампочек от таймера задержки включения (рис. 15).

Рис. 15. Мигание лампочек от таймера задержки включения

CNT - счётчик. Обозначение на схеме:

Рис. 16

Таблица 6

N	Номер счётчика	#
SV	Заданное значение счёта (слово BCD)	CIO, W, Н, А, Т, С, D,#

Каждый номер ТС в диапазоне 000…4095 можно использовать в качестве определителя только для одного таймера или счётчика.

Рис. 16

CNT служит для отсчёта вниз от заданного значения, когда сигнал на счётном входе (СР) изменяется из 0 в 1, т.е. текущее значение будет декрементировано (уменьшено на 1).

Счетчик сбрасывается входом сброса (R). Когда R изменяется из 0 на 1, текущее значение сбрасывается до задания. Пока R = 1, текущее значение не декрементируется. Отсчёт вниз от задания начнётся снова, если R станет = 0.

CNTR(12) - реверсивный счётчик. Обозначение на схеме:

Рис. 17

Таблица 7

N	Номер счётчика	#
SV	Заданное значение счёта(слово BCD)	CIO, W, Н, А, Т, С, D,#

Каждый номер ТС в диапазоне 000...4095 можно использовать в качестве определителя только для одного таймера или счётчика.

CNTR(12) - реверсивный, двухсторонний кольцевой счётчик, т.е. он служит для счета от 0 до задания (SV) в зависимости от изменений условий исполнения на входе инкрементирования (Ii - увеличение счёта) и входе декрементирования (Di - уменьшение счёта).

Рис. 18

Текущее значение (PV) будет инкрементироваться на 1 при изменении сигнала на входе Ii CNTR(12) с 0 на 1. Текущее значение (PV) будет декрементироваться на 1 при изменении сигнала на входе Di CNTR(12) с 0 на 1. Если сигналы на обоих входах не изменяются или изменяются синхронно, текущее значение счетчика не изменяется.

CNTR(12) сбрасывается входом R. Когда R изменяется из 0 в 1, текущее значение сбрасывается в 0. Пока R=1, текущее значение счетчика не изменяется. Счёт снова начинается, когда R станет равным 0.

Пример: Использования реверсивного счётчика и элементов сравнения для включения лампочек.

Для реализации данной схемы потребуется компараторы для сравнения чисел. Любой новый элемент (инструкция) схемы добавляется аналогично рис. 10.

Добавим компараторы рис: 13. ДляэтоговыберемInsert > Instruction. В появившемся окне наберём: команды в четырёх новых блоках согласнорис. 19.

Рис. 19. Добавление в схему реверсивного счётчика а) и компараторов б), в), г)

На рис. 20 представлен мониторинг работы программы использования реверсивного счётчика и элементов сравнения для включения лампочек.

Рис. 20. Включение лампочек на определённом шаге счётчика

SET и RESET - установка и сброс. Обозначения на схеме:



Рис. 21

Таблица 8

В	Бит	CIO, W, Н, А, индекс-регистры

SET включает битовый операнд в 1, когда условие исполнения = 1 и не влияет на состояние операнда, когда условие исполнения = 0. RESET устанавливает битовый операнд в 0, когда условие исполнения = 1 и не влияет на состояние операнда, когда условие исполнения = 0.

КЕЕР(11) - сохранить состояние. Обозначение на схеме:

Рис. 22

Таблица 9

В	Бит	CIO, W, Н, А, индекс-регистры

Любой выходной бит можно использовать только с одной командой, которая управляет его состоянием.

КЕЕР(11) служит для поддержания состояния заданного бита, исходя из двух условий. Данные условия обозначаются S и R. S - вход установки в 1, R - входсброса. КЕЕР(11) работает как реле с защелкой, которое устанавливается сигналом S и сбрасывается сигналом R.



Рис. 23

DIFU(13) и DIFD(14) - установка бита на 1 цикл (после фронта 0/1 и 1/0). Обозначения на схеме:

Рис. 24

Таблица 10

В	Бит	CIO, W, Н, А, индекс-регистры

Команды математических вычислений

В табл. 2 представлены соответственно команды двоично-десятичных (BCD) и двоичных вычислений.

Таблица 11 - Команды математических вычислений в среде SYSMAC CX-Programmer

Команда	Описание	Команда	Описание
ADD(30)	Сложение	MLB (52)	Умножение
SUB(31)	Вычитание	DVB (53)	Деление
MUL (32)	Умножение	ADDL (54)	Сложение чисел двойной длины
DIV (33)	Деление	SUBL (55)	Вычитание чисел двойной длины
DEC (39)	Декремент	MULL (56)	Умножение чисел двойной длины
INC (38)	Инкремент	DIVL (57)	Деление чисел двойной длины
ADB (50)	Сложение	ROOT (72)	Квадратный корень
SBB(51)	Вычитание

Модель инерционного звена 1-го порядка

Рис. 25. Функциональный блок инерционного звена 1-го порядка

Передаточная функция:

.

Рис. 26. Кривая разгона и импульсная переходная функция инерционного звена 1-го порядка



Рис. 27. Подробное представление функционального блока инерционного звена 1-го порядка

ПИД - регулятор.



Рис. 28. Функциональный блок ПИД-регулятора

Рис. 29. Подробное представление функционального блока ПИД - регулятора

Трехпозиционный релейный элемент.



Рис. 30. Функциональный блок трехпозиционного регулятора

Рис. 31. Подробное представление функционального блока трехпозиционного регулятора

3. Удаление программ из ПЛК и СМ

Для удаления программы и установок из контроллера из ПЛК необходимо произвести следующие действия:

– в окне CX-Programmerсоздать новый проект или открыть любой уже созданный;

– после открытия проекта необходимо в меню PLC выбрать WorkOnline, при этом появляется окно, в котором предлагается связаться с ПК. Указать кнопку «Да» для перехода в режим связи с контроллером;

– ззагрузить проект, выполнив следующее: PLC > Transfer > Transferto PLC;

– в появившемся окне DownloadOptions в меню PLCInclude снять все флажки: Program(s), Settings, Symbols, Comments, Program index. Затем станет активным чек бокс («checkbox») Clearprogrammemory,в который необходимо установить флажок;

– нажатькнопку «ОК». При этом появится окно, в котором будет предложено сменить режим работы ПЛК и перевести его в режим программирования.В этом окне также следует выбрать «Да»;

– на вопрос об удалении всех символов нажать кнопку “OK”;

– подождать окончания передачи данных и сообщения об успешном завершении;нажать кнопку “ОК”;

– закрыть CX-Programmer.

Для удаления программы из СМ необходимо произвести следующие действия:

– одновременно нажать двумя пальцами в двух точках окна на свободном месте в углах дисплея СМ;

– в появившемся окне выбрать последовательно пункты MaintenanceMode, MemoryInit., ScreenData;

– в появившемся окне на вопрос “EraseScreenData?” выбрать Yes и подождать окончания процесса удаления;

– нажать3 разаQuit на мониторе для выхода из сервисного меню.

Команда сравнений значений времени с использованием вспомогательной области А и памяти данных DM.

Эти команды позволяют легко реализовать сравнение значений времени.

Пример: если 0,00 = ВКЛ и текущее время = 13:00:00, 100.00 переводится в состоянии ВКЛ.

Будет выполнено сравнение значений часов, минут и секунд текущего времени встроенных часов модуля ЦПУ (А351 … А352) и заданного времени (D100 … D102).



Рис. 32

Настройка области DM

В области DM в двоичном-десятичном формате (BCD) задайте следующие значения.

Рис. 33

1. Откройте главное окно CX-Programmer.

2. На дереве проекта щёлкните по [Memory] (Память).

Рис. 34

Откроется окно памяти.

Рис. 35

3. В окне областей данных дважды щёлкните по [D].

Отобразится данных ПЛК.



Рис. 36

4. Введите значения слов DM.

Рис. 37

5. Щёлкните по кнопке [SaveinProject] (Сохранить в проект).

Настройки будут сохранены.

6. Загрузите данные из компьютера в CP1L.

1) Убедитесь в том, что между компьютером и CP1L установлено соединение (режим online).

2) В главном меню выберите [Online] - [Transfer to PLC]

(Соединение - Загрузить в ПЛК).

Откроется диалоговое окно загрузки в ПЛК.

3) Выберите область и её раздел для загрузки. Щёлкнитепокнопке [TransfertoPLC] (Загрузить в ПЛК).

Данные будут загружены в ПЛК.

Размещено на Allbest.ru

...