Ladder logic in programmable logic controllers (PLC)
Ladder diagram, known as ladder logic, is a programming language used to program PLCs (programmable logic controllers). Tento článek stručně vysvětlí, co je logika žebříku, a přezkoumá některé příklady jeho fungování.
Programovatelné logické automaty nebo PLC jsou digitální počítače, které se obvykle používají k provádění řídicích funkcí pro průmyslové aplikace. Z různých jazyků, které lze použít k programování PLC, je žebříková logika jediným jazykem modelovaným přímo po elektromechanických reléových systémech.
Využívá dlouhé kroky uspořádané mezi dvěma svislými pruhy představujícími sílu systému. Podél těchto kroků jsou kontakty a cívky modelovány podle kontaktů a cívek nalezených v mechanických relé. Kontakty slouží jako vstupy a obvykle představují spínače nebo tlačítka; Cívky fungují jako výstupy jako světlo nebo motor.
Výstupy však nemusí být fyzické a mohou představovat jeden bit v paměti PLC. Tento bit lze poté použít jako další vstup v kódu. Kontakty jsou umístěny v sérii, aby reprezentovaly logiku AND, a paralelně, když je použita logika OR. Stejně jako u skutečných relé existují normálně otevřené kontakty a normálně sepnuté kontakty.
Příklad logiky žebříku
Podívejme se na příklad programování logiky žebříku:
Obrázek 1. Jednoduchý logický program s žebříky.
Tento program žebříkové logiky má tři dlouhé kroky. Program je „skenován“ nebo spuštěn CPU zleva doprava a shora dolů. Symboly umístěné podél kroků jsou ve skutečnosti grafické pokyny. Názvy těchto pokynů jsou:
- XIC (zkontrolujte, zda je zavřeno)
- XIO (zkontrolujte, zda je zapnuto)
- OTE (Energize Output).
První krok
Když se podíváte na první číslici, všimněte si prvních dvou položek, I: 1/1 a I: 1/2. Symbol je XIC a I označuje, že se jedná o vstup. Tato instrukce představuje fyzický vstup umístěný na jedné z diskrétních přístupových karet.
Obrázek 2. První číslice představuje fyzický záznam na jedné ze samostatných vstupních karet.
I: 1 znamená, že tato foyer deska je umístěna ve slotu 1 přímo vedle procesoru. / 1 označuje bit zájmu. Vstupní karty mají více kanálů a pokud instrukce specifikuje / 1, instrukce přistupuje ke kanálu 1.
Druhý vstup představuje kanál 2 na stejné kartě. Pokud je instrukce XIC skutečně uzavřena, znamená to true. Takže toto tvrzení bude pravdivé, pokud je vstupní zařízení, které představuje, vypnuté. Pokud je instrukce správná, bude zvýrazněna zeleně. Jediným způsobem, jak aktivovat výstup, je sledovat instrukční cestu od levé kolejnice k pravé kolejnici. Proto bude výstup z prvního kroku správný, protože existuje skutečná cesta příkazu I: 1/1 a I: 1/2. Toto je efektivně operace AND.
V tomto případě je výstup B: 0/1 vlastně interní bit uložený v paměti PLC. Proto je pro „výstup“ označeno spíše B než O. Tyto interní bity fungují dobře, když potřebujete uložit určitý stav nebo sadu vstupů, aniž byste skutečně aktivovali fyzický výstup.
Druhý krok
Ve druhém kroku máme třetí záznam označený I: 1/3 a náš vnitřní bit se nyní používá se vstupní instrukcí místo výstupu.
Obrázek 3. Druhá číslice představuje třetí položku použitou se vstupní instrukcí.
Tyto dva vstupy jsou umístěny paralelně a představují podmínku OR. O: 2/1 je výstupní instrukce představující kanál 1 na samostatné fyzické výstupní kartě vložené do slotu 2. Tuto druhou číslici lze přepsat bez interního bitu nahrazením B: 0/1 dvouciferným vstupem. jeden. Proto bude výstup O: 2/1 true, pokud I: 1/3 je true NEBO oba I: 1/1 EI: 1/2 jsou true. Toto je základní struktura všech programů žebříkových logik.
Třetí číslice
Třetí číslice zavádí instrukci XIO. XIO instrukce je nejlépe identifikována jako správná, pokud je otevřená.
Obrázek 4. Třetí číslice zavádí instrukci XIO.
XIO bude pravdivé, pouze pokud je k němu připojený vstup otevřený. U interních bitů je tento příkaz správný, pokud je interní bit vypnutý. Proto jsou příkazy XIO představující tyto vstupy nesprávné, protože I: 1/1 a I: 1/2 jsou vypnuté. XIO představující I: 1/3 je správné, protože vstupní zařízení, které představuje, je otevřené. Bez cesty příkazu zleva doprava je výstup na třetí číslici O: 2/2 vypnutý.
Pokyny k systému PLC
Výše popsané instrukce jsou nejzákladnějšími příkazy v PLC systémech, ale představují malou část celé sady instrukcí. Většina PLC zahrnuje časovače, čítače, západky a pokročilé logické příkazy.
Obrázek 5 ukazuje poněkud složitější řídicí program napsaný autorem pro PLC Allen-Bradley.
Obrázek 5. Program kontroly úrovně
Pro začátečníky si můžete všimnout záznamu I: 1/0. Matoucí je, že Allen-Bradley pojmenuje první kanál 0 v jakémkoli kanálu karty. To je podobné maticovým indexům začínajícím na nule.
Tento program používá dva hladinové spínače připojené k nádrži k aktivaci dvou čerpadel, která musí začít běžet jedna za druhou, nikoli současně. Pamatujte, že stejné dva vstupy XIC ovládají čerpadlo A a B. Pro ovládání čerpadla A a B se však používá vestavěný vrták a XIO pro ovládání čerpadla B. Čerpadlo A je blokováno instrukcí k vypnutí.
Pokud je řádek 0001 správný, čerpadlo B zablokuje. Pokud je instrukce přidržení správná, výstup zůstane otevřený, dokud nebude aktivována další instrukce odemknutí. Poslední krok ovládá páku čerpadla pomocí jednorázové instrukce a XOR.
Jeden snímek, pokud je aktivován, zůstává správný pro jeden skenovací program, zatímco XOR se chová jako obvykle. Toto je snadný způsob, jak se trochu přepnout pomocí jediného přihlášení.
Zde použité pokyny jsou jen některé z těch, které jsou k dispozici. Ladder logic can be used to create state machines, manipulate analog values, and even perform PID control.
Podrobnější pohled na logiku žebříku najdete v kapitole IV učebnice AAC věnované historii logiky žebříku, digitálních logických funkcí a aplikací žebříkové logiky.
