Conception du système de contrôle du contrôleur programmable

La technologie des contrôleurs programmables est principalement utilisée dans l'ingénierie de contrôle d'automatisation, comment utiliser les points de connaissances précédemment appris de manière globale, en fonction des exigences techniques réelles d'une combinaison raisonnable de systèmes de contrôle, pour présenter ici la méthode générale de formation d'un contrôleur programmable. Système de contrôle. I. Étapes de base de la conception du système de contrôle d'un automate programmable 1、Contenu principal de la conception du système (1) Développer les conditions techniques de la conception du système de contrôle. Les conditions techniques sont généralement déterminées sous la forme d'une lettre de mission de conception, qui constitue la base de l'ensemble de la conception. (2) le choix de la forme d'entraînement électrique et du moteur, de l'électrovanne et d'autres actionneurs. (3) la sélection du modèle PLC. (4) la préparation du tableau d'attribution des entrées/sorties du PLC ou du schéma de câblage des bornes d'entrée/sortie. (5) Préparez les spécifications du logiciel en fonction des exigences de conception du système, puis utilisez le langage de programmation correspondant (schéma à contacts couramment utilisé) pour la programmation. (6) Comprendre et suivre la psychologie cognitive des utilisateurs, prêter attention à la conception de l'interface homme-machine et améliorer la relation amicale entre l'homme et la machine. (7) Conception de tables d'opération, d'armoires électriques et de composants électriques non standards. (8) Préparer les spécifications de conception et les instructions d'utilisation. Selon les tâches spécifiques, le contenu ci-dessus peut être ajusté de manière appropriée. 2、Les étapes de base de la conception du système (1) compréhension et analyse approfondies des conditions de processus et des exigences de contrôle de l'objet à contrôler un. L'objet contrôlé est la machinerie, l'équipement électrique, les lignes de production ou les processus de production contrôlés. b. Les exigences de contrôle se réfèrent principalement au mode de contrôle de base, à l'action à réaliser, à la composition du cycle de travail automatique, à la protection et au verrouillage nécessaires, etc. Pour les systèmes de contrôle plus complexes, la tâche de contrôle peut également être divisée en plusieurs tâches indépendantes. pièces, cela peut être simplifié, propice à la programmation et au débogage. (2) déterminer l'équipement d'E/S Selon l'objet à contrôler par les exigences fonctionnelles du système de contrôle PLC, pour déterminer les dispositifs d'entrée et de sortie utilisateur requis par le système. Les dispositifs d'entrée couramment utilisés sont les boutons, les sélecteurs, les commutateurs de déplacement, les capteurs, etc., les dispositifs de sortie couramment utilisés sont les relais, les contacteurs, les indicateurs, les électrovannes, etc. (3) Sélectionnez le type d'automate approprié En fonction de l'équipement d'E/S utilisateur identifié, des statistiques du nombre requis de signaux d'entrée et de signaux de sortie, sélectionnez le type d'automate approprié, y compris le choix des modèles, le choix de la capacité, le choix des modules d'E/S, le choix de modules de puissance, etc. (4) Allouer des points d'E/S Attribuez les points d'entrée et de sortie de l'automate, préparez le tableau d'affectation des entrées/sorties ou dessinez le schéma de câblage des bornes d'entrée/sortie. Ensuite, neuf peuvent réaliser la conception du programme API, tandis que la conception de l'armoire de commande ou de la console opérateur et la construction du site peuvent être réalisées. (5) Concevoir un programme à échelle de système d'application Selon le diagramme de fonction de travail ou l'organigramme d'état, etc. pour concevoir le diagramme en échelle de cette programmation. Cette étape est le travail de base de toute la conception du système d'application, mais aussi une étape plus difficile, pour concevoir un bon schéma à contacts, tout d'abord, nous devons être très familiers avec les exigences de contrôle, mais aussi avoir une certaine expérience pratique en conception électrique. (6) Entrez le programme dans l'automate Lorsque vous utilisez le programmeur simple pour saisir le programme dans l'automate, il est nécessaire de convertir d'abord le schéma à contacts en assistant d'instructions pour la saisie. Lorsque vous utilisez le logiciel de programmation auxiliaire du contrôleur programmable pour programmer sur l'ordinateur, le programme peut être téléchargé sur l'automate via le câble de connexion de l'ordinateur supérieur et inférieur. (7) Effectuer des tests logiciels Une fois le programme entré dans l'automate, le travail de test doit être effectué en premier. Car dans le processus de conception du programme, il y aura inévitablement des omissions. Par conséquent, avant de connecter l'automate à l'équipement de terrain, il est nécessaire d'effectuer des tests logiciels pour exclure les erreurs dans le programme, mais également pour que la mise en service globale établisse une bonne base pour raccourcir le cycle de mise en service global. (8) la mise en service globale du système d'application Une fois la conception matérielle et logicielle du PLC et la construction de l'armoire de commande et du site terminées, l'ensemble du système peut être un débogage en ligne. Si le système de contrôle est composé de plusieurs parties, il doit s'agir d'abord d'un débogage local, puis d'un débogage global ; si la séquence d'étapes du programme de contrôle est plus longue, il peut d'abord s'agir d'un débogage segmenté, puis connecté au réglage total. Les problèmes détectés lors du débogage doivent être éliminés un par un jusqu'à ce que le débogage réussisse. (9) Préparation des documents techniques Documents techniques du système, notamment manuels, schémas électriques, schémas de configuration électrique, calendriers de composants électriques, schémas à contacts PLC. Deuxièmement, la conception du système matériel PLC 1, le choix du modèle PLC Avant de prendre une décision sur le schéma de contrôle du système, il est nécessaire de comprendre en détail les exigences de contrôle de l'objet contrôlé, afin de décider s'il faut choisir un API pour le contrôle. Dans le système de contrôle, la relation logique est plus complexe (nécessité d'un grand nombre de relais intermédiaires, de relais temporisés, de compteurs, etc.), les changements de processus et de produits plus fréquents, le besoin de traitement des données et de gestion de l'information (avec opérations de données, contrôle analogique, Régulation PID, etc.), le système nécessite un haut degré de fiabilité et de stabilité, prêt à réaliser un réseau d'automatisation d'usine, etc., l'utilisation du contrôle PLC est très nécessaire. À l'heure actuelle, de nombreux fabricants nationaux et étrangers proposent une variété de séries de produits PLC avec différentes fonctions, de sorte que les utilisateurs sont éblouis et confus. Par conséquent, une pesée complète du pour et du contre, un choix raisonnable de modèles pour atteindre l'objectif économique et pratique. Le choix général des modèles pour répondre aux besoins fonctionnels du système à cet effet, n'est pas aveuglément gourmand pour tous, afin de ne pas provoquer un gaspillage de ressources d'investissement et d'équipement. Le choix des modèles peut être envisagé sous les aspects suivants. (1) Le choix des points d'entrée/sortie Choisir aveuglément le modèle avec plus de points entraînera du gaspillage. Pour clarifier le nombre total de points en plus des E/S du système de contrôle, puis en fonction du nombre total réel de points requis, 15 à 20 % du montant de réserve (pour la transformation du système et autres allocations) pour déterminer le nombre de points PLC requis. De plus, il convient de noter que certains points d'entrée haute densité du module ont des restrictions sur le nombre d'entrées connectées en même temps, les points d'entrée généraux connectés en même temps ne doivent pas dépasser 60 % du total des points d'entrée ; La capacité d'entraînement PLC de chaque point de sortie (A/point) est également limitée, certains courants de sortie PLC de chaque point avec la taille de la tension de charge ajoutée varient ; Courant de sortie général du PLC autorisé avec l'augmentation de la température ambiante et certains réduits, etc. Dans la sélection pour prendre en compte ces questions. Les points de sortie PLC peuvent être divisés en type de point commun, type de regroupement et type d'isolation en plusieurs méthodes de connexion. Les points de sortie isolés de chaque groupe peuvent être utilisés entre différents types et niveaux de tension, mais le prix moyen par point de cet automate est plus élevé. Si les signaux de sortie n'ont pas besoin d'être isolés l'un de l'autre, le PLC des deux premières méthodes de sortie doit être sélectionné. (2) le choix de la capacité de stockage La capacité de stockage de l'utilisateur ne peut être estimée qu'approximativement. Dans le système de contrôle à commutateur uniquement, vous pouvez utiliser le nombre total de points d'entrée multiplié par 10 mots/point + le nombre total de points de sortie multiplié par 5 mots/point pour estimer ; compteur/minuterie par (3 ~ 5) mots/une estimation ; traitement arithmétique par (5 ~ 10) mots/montant estimé ; dans le système d'entrée/sortie analogique, vous pouvez entrer/(ou sortir) complètement analogique environ (80 ~ 100) mots environ. Dans les systèmes avec entrée/sortie analogique, la capacité de stockage peut être estimée d'environ (80 à 100) mots par entrée/(ou sortie). Enfin, une marge de 50 à 100 % de la capacité estimée est généralement autorisée. Pour les concepteurs inexpérimentés, la marge doit être plus grande lors du choix de la capacité. (3) Le choix du temps de réponse des E/S Temps de réponse des E/S de l'automate, y compris le retard du circuit d'entrée, le retard du circuit de sortie et le mode de fonctionnement de balayage provoqué par le retard (généralement en 2 à 3 cycles de balayage), etc. Pour le système de contrôle de commutation, le temps de réponse de l'API et des E/S peut généralement répondre aux exigences du projet réel, il n'est pas nécessaire de considérer la question de la réponse des E/S. Mais le système de contrôle analogique, en particulier le système en boucle fermée, doit tenir compte de cette question. (4) selon les caractéristiques de la sélection de charge de sortie Différentes charges ont des exigences correspondantes pour le mode de sortie du PLC. Par exemple, des charges inductives marche/arrêt fréquentes, des transistors ou un type de sortie à thyristor doivent être sélectionnés, et ne doivent pas choisir le type de sortie relais. Mais le type de sortie relais de l'API présente de nombreux avantages, tels qu'une faible chute de tension à l'état passant, une isolation, une capacité relativement bon marché, une résistance aux surtensions et aux surintensités transitoires, sa flexibilité de tension de charge (AC, DC) et une large plage de niveaux de tension, etc. .. Ainsi, l'action n'est pas fréquente. Les charges AC et DC peuvent choisir le type de sortie relais PLC. (5) le choix de la programmation en ligne et hors ligne La programmation hors ligne signifie que l'hôte et le programmeur partagent un processeur, via la manière du programmeur de sélectionner le commutateur pour sélectionner la programmation, la surveillance et le fonctionnement de l'automate de l'état de fonctionnement. État de programmation, le CPU uniquement pour le programmeur, et non pour contrôler le site. La programmation par programmeur dédié appartient à ce cas. La programmation en ligne signifie que l'hôte et le programmeur disposent chacun d'un processeur, et le processeur de l'hôte complète le contrôle du site et communique avec le programmeur à la fin de chaque cycle d'analyse, et le programmeur envoie le programme modifié à l'hôte. , et l'hôte contrôlera le site selon le nouveau programme lors du prochain cycle d'analyse. La programmation assistée par ordinateur permet une programmation en ligne et hors ligne. La programmation en ligne nécessite l'acquisition d'un ordinateur et la configuration d'un logiciel de programmation. La méthode de programmation utilisée doit être décidée en fonction des besoins. (6) selon que la sélection de communication réseau Si le système de contrôle PLC doit être connecté au réseau d'automatisation d'usine, le PLC doit avoir une fonction de réseau de communication, c'est-à-dire que le PLC doit avoir l'interface pour connecter d'autres PLC, des ordinateurs supérieurs et des CRT, etc. les machines de grande taille ont des fonctions de communication, et la plupart des petites machines actuelles ont également des fonctions de communication. (7) le choix de la forme de structure PLC Dans le cas de la même fonction et des mêmes données d'E/S, le type global est moins cher que le type modulaire. Mais le type modulaire présente la flexibilité d'une extension fonctionnelle, une maintenance facile (changement de module), une détermination facile du défaut et d'autres avantages, en fonction du besoin réel de choisir la structure de la forme PLC. 2, l'attribution des points d'entrée/sortie Les points d'entrée généraux et les signaux d'entrée, les points de sortie et le contrôle de sortie sont une correspondance biunivoque. Après l'attribution, selon la configuration du système du canal et du numéro de contact, attribué à chaque signal d'entrée et signal de sortie, c'est-à-dire pour la numérotation. Dans des cas individuels, il y a deux signaux avec un point d'entrée, alors il doit être connecté avant d'accéder au point d'entrée, selon la relation logique entre la ligne (comme deux contacts d'abord en série ou en parallèle), puis au point d'entrée . (1) déterminer la plage des canaux d'E/S Différents modèles de PLC, sa gamme de canaux d'entrée/sortie n'est pas la même, selon le modèle de PLC sélectionné, consulter le manuel de programmation correspondant, ne doit pas être "ouvert et fermé". Vous devez vous référer au manuel d'utilisation correspondant. (2) Relais auxiliaires de département Les relais auxiliaires internes ne sont pas des sorties externes, ne peuvent pas être directement connectés à des appareils externes, mais dans le contrôle d'autres relais, minuteries/compteurs pour le stockage ou le traitement des données. En termes de fonction, les relais auxiliaires internes sont équivalents aux relais intermédiaires des armoires de commande électroniques conventionnelles. La zone de relais d'entrée/sortie des modules non affectés et la zone de relais de liaison lorsque la liaison 1:1 n'est pas utilisée, etc. peuvent être utilisées comme relais auxiliaires internes. Selon les besoins de conception du programme, les relais auxiliaires internes du PLC doivent être raisonnablement disposés et les utilisations de chaque relais auxiliaire interne dans le programme doivent être répertoriées en détail dans le manuel de conception pour éviter une utilisation répétée. Reportez-vous au manuel d'utilisation correspondant. (3) Attribution des minuteries/compteurs Le nombre de minuteries/compteurs de l'API est indiqué respectivement dans les manuels d'utilisation correspondants. Troisièmement, les méthodes et étapes de conception du système logiciel PLC La méthode de conception du système logiciel PLC Après avoir compris la structure du programme automate, il est nécessaire de préparer le programme concrètement. Il existe de nombreuses méthodes pour préparer un programme de contrôle PLC. Voici quelques méthodes de programmation typiques. 1, méthode de programmation par diagramme La méthode schématique consiste à s'appuyer sur le dessin de la conception du programme PLC. Les méthodes couramment utilisées sont principalement la méthode du diagramme à contacts, la méthode de l'organigramme logique, la méthode de l'organigramme temporel et la méthode de contrôle étape par étape. (1) méthode du diagramme à contacts : la méthode du diagramme à contacts consiste à utiliser le langage du diagramme à contacts pour préparer les programmes d'automate. Il s'agit d'une méthode de programmation qui imite le système de contrôle par relais. Ses graphiques et même les noms de ses composants sont très similaires à ceux du circuit de commande de relais. Cette méthode peut facilement transplanter le circuit de contrôle de relais d'origine dans le langage à contacts PLC. C'est l'une des méthodes de programmation les plus pratiques pour ceux qui sont familiers avec le contrôle des relais. (2) méthode de l'organigramme logique : la méthode de l'organigramme logique consiste à utiliser des diagrammes logiques pour indiquer le processus de mise en œuvre du programme PLC, reflétant la relation entre l'entrée et la sortie. La méthode de l'organigramme logique est le flux de processus du système, avec un diagramme logique pour former un organigramme logique du système. Cette méthode de préparation de la pensée logique du programme de contrôle PLC est claire, la relation causale entre l'entrée et la sortie et les conditions de verrouillage sont claires. L'organigramme logique rendra l'ensemble du programme clair, facile à analyser le programme de contrôle, facile à trouver les points de défaut, facile à déboguer le programme et les procédures de maintenance. Parfois, un programme complexe, directement avec la table d'instructions et la programmation avec un diagramme à contacts, peut avoir du mal à démarrer, vous pouvez alors dessiner un organigramme logique, puis pour les différentes parties de l'organigramme logique avec des instructions et des diagrammes à contacts pour préparer l'API. applications. (3) Méthode d'organigramme de chronométrage : méthode d'organigramme de chronométrage de sorte qu'il faut d'abord dessiner le chronogramme du système de contrôle (c'est-à-dire qu'à un certain moment il faut effectuer quel diagramme de chronométrage de contrôle), puis dessiner les tâches de contrôle correspondantes en fonction du timing. schéma fonctionnel du programme de relation, et enfin écrire le schéma fonctionnel du programme dans un programme PLC. La méthode des organigrammes temporels est bien adaptée à la méthode de programmation des systèmes de contrôle temporels. (4) Méthode de contrôle cis étape par étape : La méthode de contrôle cis étape par étape consiste à concevoir des programmes de contrôle complexes avec la coopération d'instructions de contrôle cis. En général, les programmes plus complexes peuvent être divisés en plusieurs segments de programme dotés de fonctions plus simples, et un segment de programme peut être considéré comme une étape dans l'ensemble du processus de contrôle. D’un point de vue global, le processus de contrôle d’un système complexe est composé de plusieurs de ces étapes. La tâche de contrôle du système peut en effet être envisagée à différents moments ou dans différents processus pour compléter le contrôle de chaque étape. C'est pour cette raison que de nombreux fabricants d'automates ont ajouté des instructions de mise en parallèle étape par étape dans leurs automates. Après avoir dessiné l'organigramme d'état de chaque étape, vous pouvez utiliser les instructions étape par étape pour écrire facilement des programmes de contrôle. 2. Méthode empirique de programmation La méthode empirique consiste à utiliser sa propre expérience ou celle des autres pour concevoir. L'essentiel de la conception consiste à sélectionner des programmes similaires à leurs propres exigences de processus et à considérer ces programmes comme leur propre « programme de test ». Combinées à la situation de leurs propres projets, ces « procédures de test » sont modifiées une à une pour les rendre adaptées à leurs propres exigences d'ingénierie. L'expérience mentionnée ici, certaines sont issues de leurs propres résumés d'expérience, certaines peuvent être l'expérience de conception d'autres, il faut accumuler jour après jour, bon pour résumer. 3. Programmation de conception assistée par ordinateur La conception assistée par ordinateur s'effectue via le logiciel de programmation PLC sur l'ordinateur pour la conception de programmes, la programmation hors ligne ou en ligne, la simulation hors ligne et le débogage en ligne, etc. L'utilisation d'un logiciel de programmation peut être très pratique sur l'ordinateur hors ligne. ou programmation en ligne, débogage en ligne, l'utilisation d'un logiciel de programmation peut être très pratique sur l'ordinateur pour accéder au programme, le cryptage et la formation de fichiers d'exécution EXE. Étapes de la conception du système logiciel PLC Sur la base de la compréhension de la structure du programme et des méthodes de programmation, il est nécessaire d’écrire réellement le programme PLC. Programme PLC et préparation d’autres programmes informatiques, il faut également passer par le processus suivant. 1, le découpage des tâches système Le but du chunking est de réaliser un projet complexe, décomposé en un certain nombre de petites tâches relativement simples. Il s’agira d’un vaste problème complexe divisé en un certain nombre de petits problèmes simples. Cela peut faciliter la préparation du programme. 2、Préparer le diagramme de relation logique du système de contrôle À partir du diagramme de relation logique, vous pouvez refléter quel est le résultat d'une certaine relation logique et quelles actions découlent de ce résultat au Royaume-Uni. Cette relation logique peut être basée sur la séquence des activités de contrôle individuelles, ou peut être basée sur le rythme temporel de l'activité entière. Le diagramme de relation logique reflète le processus de contrôle du rôle de contrôle et les activités de l'objet contrôlé, mais reflète également la relation entre l'entrée et la sortie. 3、Dessiner divers schémas de circuits Le but du dessin de différents circuits est de relier les adresses et les noms conçus pour les entrées et sorties du système. Il s’agit d’une étape très critique. Lors du dessin du circuit d'entrée du PLC, nous devons non seulement considérer si le point de connexion du signal est cohérent avec la dénomination, mais également déterminer si la tension et le courant de l'entrée sont appropriés, et également considérer les conditions de fiabilité et de stabilité du fonctionnement dans des conditions particulières et d’autres problèmes. En particulier, nous devons déterminer si la haute tension peut être dirigée vers l'entrée du PLC, l'introduction de la haute tension dans l'entrée du PLC causera des dommages relativement importants au PLC. Lors du dessin du circuit de sortie du PLC, nous devons non seulement considérer si le point de connexion du signal de sortie est cohérent avec la dénomination, mais également considérer la capacité de charge et la résistance à la tension du module de sortie du PLC. De plus, la puissance de sortie et la polarité de l'alimentation doivent être prises en compte. Lors du dessin de l'ensemble du circuit, les principes de conception doivent également être pris en compte afin d'améliorer sa stabilité et sa fiabilité. Bien que le contrôle par PLC soit pratique et flexible. Mais il faut quand même être prudent et complet dans la conception du circuit. Par conséquent, lors du dessin du schéma de circuit, il convient de réfléchir minutieusement à l'endroit où installer le bouton et à l'endroit où installer l'interrupteur. 4, la préparation des programmes PLC et le débogage de simulation Après avoir dessiné le schéma de circuit, vous pouvez procéder à la préparation du programme API. Bien entendu, vous pouvez utiliser la méthode de programmation ci-dessus. En programmation, en plus de faire attention au programme pour qu'il soit correct, fiable, mais aussi considérer le programme comme étant simple, permettant de gagner du temps, facile à lire, facile à modifier. Compilez un bloc de programme pour effectuer des expériences de simulation, afin qu'il soit facile de trouver le problème, facile à modifier en temps opportun, il est préférable de ne pas compter l'ensemble du programme ensemble une fois le compte total terminé. 5. Fabriquer une console et une armoire de commande Après avoir dessiné les appareils électriques, compilé le programme, vous pouvez réaliser la console et l'armoire de commande. Lorsque le temps presse, ce travail peut également se faire parallèlement à la préparation du programme. Lors de la fabrication de la console et de l'armoire de commande, nous devons prêter attention à la qualité des interrupteurs, boutons, relais et autres dispositifs sélectionnés, et les spécifications doivent répondre aux exigences. L'installation des appareils doit prêter attention à la sécurité et à la fiabilité. Par exemple, les problèmes de blindage, les problèmes de mise à la terre, l'isolation haute tension et d'autres problèmes doivent être correctement traités. 6、Mise en service du site La mise en service du site est une partie importante de l’achèvement de l’ensemble du système de contrôle. La conception de n'importe quel programme peut difficilement être utilisée sans débogage sur site. Ce n'est que grâce au débogage sur site que le circuit de contrôle et les procédures de contrôle ne peuvent pas répondre aux exigences du système ; uniquement grâce au débogage sur site pour trouver les contradictions du circuit de contrôle et des procédures de contrôle ; uniquement le débogage sur site pour enfin tester sur le terrain et enfin ajuster le circuit de contrôle et les procédures de contrôle pour s'adapter aux exigences du système de contrôle. 7、Préparer les documents techniques et effectuer des tests sur site Après le débogage sur le terrain, le circuit de contrôle et le programme de contrôle sont fondamentalement déterminés, et le matériel et les logiciels de l'ensemble du système sont fondamentalement exempts de problèmes. À ce stade, nous devons rectifier en profondeur la documentation technique, y compris les schémas de finition, les programmes automates, les instructions d'utilisation et les fichiers d'aide. C'est la fin fondamentale du travail.