Nyní vysvětlíme, jak se lze stát nejlepším programátorem PLC. Abychom se stali dobrým programátorem PLC, je nezbytné rozumět hardwaru PLC, prostředí v závodu a požadavkům na daný úkol. Ze všeho nejdříve je třeba si uvědomit, že mezi počítačovým programováním a programováním PLC je velký rozdíl.
Při programování PLC nemůžeme přijmout jakékoliv riziko pro provedení jediného „nesprávného a nelogického“ příkazu, protože může velmi poškodit proces a části systému a také celé strojní zařízení. Provedení jediného nesprávného a nelogického příkazu nebo testování jakéhokoliv kódu nebo programu není v provozním prostředí závodu dovoleno. Pro testování programu PLC existují jiné postupy a pravidla, která vždy dodržujeme, a to před „konečným provedením“ programu PLC. Postupy pro testování programu PLC v tomto článku také vysvětlíme.
Systém PLC zahrnuje modul CPU, komunikační moduly, napájecí moduly a moduly vstupů a výstupů. K dispozici jsou pro PLC také různé moduly. V nastavení PLC vstupy a výstupy fyzicky existují, program PLC hraje klíčovou roli při řízení a provádění různých úkolů v reálném světě v závodě. Pokud se programátor softwaru chce stát programátorem PLC, musí rozumět elektrotechnice a bezpečnosti strojních zařízení. Potřebuje rozumět prostředí závodu a různým operacím zařízení pro další implementaci programu PLC. Pro zápis kódu v daném specifickém programovacím jazyku je také nutné naučit se některý programovací jazyk pro PLC. Pro programování PLC jsou k dispozici různé postupy programování a jazykové formáty.
Programátor může provést programování za pomoci „kontaktních schémat“ (Ladder Logic), „funkčních blokových schémat“ (FBD) a „seznamu příkazů “ (Statement List). Každý výrobce PLC má svůj vlastní programovací software či editor. V různých programovacích softwarech či editorech jsou k dispozici různé funkce. Například PLC společnosti Siemens má svůj vlastní programovací formát a Honeywell a jiné značky používají zase svůj vlastní programovací formát.
Vstupy pro PLC zahrnují tlačítka, spínače, přepínače, snímače a vysílače. Výstupy zahrnují pohony, PLC obsluhuje různé druhy ventilů, čerpadel a motorů obecně.
Každý PLC podporuje specifický počet vstupů a výstupů. Některé PLC podporují více smyček vstupů a výstupů, některé méně. Závisí to na celkovém „omezení vstupů a výstupů“ PLC. Moduly vstupů a výstupů PLC lze rozšířit v „modulárním PLC“. „Kompaktní PLC“ je navržen ve formě jediného přístroje, který má uvnitř různé moduly PLC, možnosti vstupů a výstupů jsou předem nadefinovány výrobcem a uživatel je tak může po kontrole veškerých požadavků využít. Někteří výrobci poskytují externí rozšíření vstupů a výstupů až do určitého limitu v „kompaktním PLC“ a tento druh PLC se také trochu podobá „modulárnímu PLC“.
Vstupy se k PLC připojí přes moduly vstupů a výstupy přes moduly výstupů. Spojovací skříň PLC na kterémkoliv vzdáleném místě obsahuje moduly vstupů a výstupů. Tato spojovací skříň PLC je dále připojena k hlavnímu PLC (modulu CPU). Existují dva typy vstupů, číslicové vstupy a analogové vstupy (DI, AI), a také dva typy výstupů, digitální výstupy a analogové výstupy (DO, AO). Obecně jsou „DI, DO, AI, AO“ v kterémkoliv místě dále připojeny k příslušným kartám a modulům „DI, DO, AI, AO“. Tyto karty a moduly jsou umístěny uvnitř pomocného panelu a tento pomocný panel je také k dispozici na stejném vzdáleném místě.
Na různých vzdálených místech jsou umístěny různé pomocné panely. Tyto pomocné panely (s kartami a moduly vstupů a výstupů) poskytují celkové datové informace (přes komunikační moduly) do PLC hlavního panelu (modulu CPU). (Společnost Siemens používá pro účely celkové komunikace také speciální kabel se sběrnicí Profibus.) Modul CPU (za pomoci svého hlavního programu PLC) skutečně řídí a podporuje provádění různých procesů v závodu.
Různé PLC mají v závodech různá nastavení hardwaru, všechny tyto PLC však provádějí stejnou práci, tj. řízení různých procesů závodu a provádění různých úkolů, a to podle hlavního programu PLC.
Počítače umístěné v hlavní řídicí místnosti zobrazují různá místa závodu v předem definovaném stylu. Za pomoci GUI může obsluha řídit a provádět různé úkoly také ručně. Obsluha sleduje celé místo, systém a tok procesů na počítači. V hlavní řídicí místnosti pro obsluhu těchto ovládacích konzol a počítačů může sedět pouze kvalifikovaná obsluha. Tyto ovládací konzoly a počítače mohou být umístěny v různých místech závodu za účelem sledování a ručního nebo automatického provádění různých úkolů. V kterémkoliv specifickém místě závodu má obsluha počítače přístup a řízení, které jsou v podstatě specifikovány podle místa. V případě, že kterékoliv zařízení nebo vybavení funguje nesprávně nebo nepracuje, obsluha uvidí jeho stav na ovládací konzole a přivolá příslušného technika za účelem odstranění poruchy.
Všechny vstupy a výstupy mají v programu PLC jedinečnou adresu. Stejně tak jsou připojeny k různým slotům vstupů a výstupů PLC se specifickou a jedinečnou fyzickou adresou.
Elektrická instalace musí být provedena podle příslušných norem. Každý modul vstupů a výstupů má napájecí modul a komunikační modul, takže všechny tyto moduly vstupů a výstupů se zapojí za pomoci „silových a komunikačních “ kabelů. Všechny ovládací, silové a komunikační kabely se povedou a položí podle dokumentace pro PLC. Silové a komunikační kabely se nesmí na kabelové lávce překrývat a musí být dodrženy všechny elektrotechnické normy. Hlavní panel, pomocný panel, moduly vstupů a výstupů, jiné moduly a všechny vstupy a výstupy musí být namontovány podle daných návrhů a schémat. V případě jakéhokoliv problému se doporučuje obrátit na projektanta daného systému.
Programování PLC úzce souvisí s provozní automatizací, a z tohoto důvodu je k tomu, abyste se stali dobrým programátorem PLC, nutné rozumět také provozní automatizaci. Snažte se pochopit více procesů v různých závodech a soustředit se na celé programování PLC a přitom zohlednit různé úseky závodu.
Vstupy a výstupy mají v programu PLC specifické symboly, používejte tyto symboly a pište již implementované programy s použitím kontaktních schémat. Rozvíjejte svůj zájem o programování PLC, jelikož právě to vám v budoucnu pomůže psát lepší programy. Pochopte funkci různých druhů relé a časových spínačů a dále zlepšujte svoje logické uvažování související s relé a časovými spínači za účelem napsání dobrého programu.
Pečlivě sledujte spínací kontakty a rozpínací kontakty v již napsaném programu a potom dále přemýšlejte, proč byla v tomto programu použita různá relé, časové spínače a počítadla. Jaké jsou skutečné požadavky na proces? Jak různé ventily, motory a čerpadla pracují při provádění programu PLC? Jaké jsou logické důvody na pozadí použití těchto zařízení a jak jsou tato zařízení řízena a sledována za pomoci programu PLC? Jak různé vstupy a výstupy ovlivňují jednoduché a vícenásobné výstupy? Snažte se pochopit různé kroky programu PLC postupně. Program PLC je také provádí postupně.
Budete-li přemýšlet do hloubky, budete schopni napsat program PLC svým vlastním stylem. I když nebudete moci svůj program implementovat v provozním prostředí závodu, tak přesto, pokud se tím budete řídit, můžete zlepšit svoji logiku programování PLC a dobré logické myšlení je k tomu, abyste se stali dobrým programátorem PLC, skutečně zapotřebí.
Pro testování programu PLC používáme simulátory a emulátory PLC. Provádíme virtuální uvedení do provozu a pro testování našeho skutečného programu PLC používáme virtuální kontroléry. Pomáhá nám to při psaní přesných kódů pro naše reálné a skutečné PLC.
Náš program PLC přenášíme do CPU virtuálního PLC a kontrolujeme řádky programu po krocích. Měníme stav vstupů a kontrolujeme jejich účinky na výstupy v simulátoru. Různé simulátory PLC poskytují různé typy zobrazení a funkcí. Takže s použitím simulátorů a emulátorů můžeme zkontrolovat logiku našeho programu PLC a po nalezení jakéhokoliv nesprávného kroku v programu PLC můžeme provést změny v původním programu.
Testování programu PLC v simulátoru je velice nutné, nesprávný program PLC může poškodit zařízení a vybavení závodu. V případě zkratu se také může vznítit některý úsek závodu. Z tohoto důvodu je nutné věnovat programování PLC a elektrické instalaci řádnou pozornost.
Vytvořte logický a přesný program PLC ještě před jeho provedením v reálném čase v závodu. Svůj program vždy otestujte v simulátoru, pokud je program PLC na 100% přesný a bezpečný, potom jej dále implementujte „po krocích“ v závodu, a to po načtení programu PLC do reálného modulu CPU skutečného systému PLC.
Nejdůležitější věcí je testování programu PLC a jeho uvedení do provozu, program PLC musí být také podle celkových požadavků na proces. Před předáním PLC a automatizačního systému obsluze a provoznímu oddělení programátoři PLC a technici vše zkontrolují a nakonec vyhotoví revidované dokumenty. Tyto revidované dokumenty jsou nezbytné pro zjišťování a odstraňování problémů v provozním zařízení. Během živého testování programu PLC a jeho uvádění do provozu ze všeho nejdříve zkontrolujeme navržený systém a celý hardware PLC. Ještě jednou zkontrolujeme typy vodičů a elektrické zapojení různých vstupů, výstupů a modulů podle výkresové dokumentace a norem. Byly vstupy a výstupy řádně zapojeny do jejich specifických modulů vstupů a výstupů? V případě jakékoliv chyby při návrhu systému PLC problém opravíme, protože nemůžeme pokračovat s chybami.
Během kontroly skutečného systému PLC nastavíme výstupy do testovacího režimu. Zkontrolujte pneumatické a hydraulické přívody různých výstupů a pohonů před fyzickým uvedením těchto zařízení do chodu. Při kontrole výstupů a pohonů se zaměřte také na bezpečnost. Před uvedením výstupních zařízení do chodu v „testovacím režimu“ musí pneumatické a hydraulické přívody řádně pracovat.
Za účelem uvedení kontrolérů do chodu v „testovacím režimu“ načteme na 100% přesný, bezpečný a předem otestovaný program PLC do modulu CPU, potom přepneme kontrolér do testovacího režimu. Tímto způsobem odladíme, zkontrolujeme a provedeme program PLC, přičemž všechny výstupy budou během tohoto postupu stále prakticky deaktivované. Můžeme ručně ovládat různé vstupy za účelem kontroly různých stupňů programu PLC a stavu různých výstupů. Výstupy nebudou fungovat fyzicky, ale v různých modulech budou svítit LED indikátory výstupu.
Dbejte na to, aby během testování kteréhokoliv stupně programu PLC svítily správné LED indikátory výstupů podle programu PLC a elektrické instalace. Můžete sledovat také kterýkoliv specifický stupeň výstupů na vašem programovacím zařízení, záleží na tom, jakou strategii jste přijali pro kontrolu každého stupně. Kontroléry však vždy uveďte do chodu v „testovacím režimu“ po kontrole funkčnosti celého hardwaru PLC.
Zkontrolujte vstupy pozorováním LED indikátorů na modulech vstupů. LED indikátory se rozsvítí ve stavu sepnutého kontaktu, nerozsvítí se, když vstupy budou ve stavu rozepnutého kontaktu. Pokud se při testování vstupů nerozsvítí kterýkoliv specifický LED indikátor, potom vznikl nějaký problém. Vaše vstupní zařízení (tlačítko, snímač nebo jakýkoliv jiný vstup) může mít závadu nebo může být poškozené, což může být způsobeno nesprávnou elektrickou instalací PLC, nebo vaše vstupní zařízení nemusí dostávat potřebný výkon. Proto je pro odstranění všech závad nezbytná kontrola všech vstupů, výstupů a hardwaru PLC. A to je zapotřebí také pro bezpečný chod PLC.
Otestujte různé části programu PLC a pozorujte výsledky, které by měly být podle programu PLC a požadavků na proces. Můžete použít funkci „nuceného spuštění“, která je k dispozici v různých kontrolérech PLC pro fyzické ovládání kteréhokoliv výstupu. Proveďte „nucené spuštění“ kteréhokoliv výstupu, který bude ventil, čerpadlo, motor nebo zařízení ovládat fyzicky na místě, a na modulu výstupů se rozsvítí příslušný LED indikátor. Pokud se uvede do chodu kterékoliv jiné zařízení, potom zkontrolujte logiku PLC a elektrickou instalaci a problém odstraňte. Před spuštěním PLC proveďte také statické kontroly a testy elektrické instalace vstupů a výstupů. Toto musí být provedeno po fyzické kontrole celého hardwaru PLC.
Uvedení do provozu provádíme po krocích za účelem zjištění poruch a tyto poruchy na místě odstraníme. Po kontrole celého hardwaru PLC a provedení různých testů uvedeme do chodu kontrolér PLC v „krokovém režimu“. Program PLC v „krokovém režimu“ zkontroluje „řádek po řádku“. Uvedení kontroléru do chodu v krokovém režimu usnadní zjišťování poruch. Dodržujte bezpečnostní postup a zajistěte bezpečnost celého systému.
Výsledkem tedy je, že nejlepším programátorem PLC můžete být, pokud rozumíte systému PLC, jeho programování, zacházení s ním a jeho implementaci podle požadavků závodu nebo procesu.
Pokud dáváte přednost logickému myšlení, potom se pro vás stane programování PLC velice intuitivním a přirozeným.
