Autor: Gajić Darko, dipl.ing.

orangr@eunet.yu

Selecontrol softver CAP1131

Implementacija standarda IEC 1131

Kao što je u tekstu iz prethodnog broja rečeno, IEC 1131 je međunarodni standard koji definiše osnovne postavke za sva buduća rešenja iz oblasti automatizacije. Standard čine pet delova, kojih ćemo se ovom prilikom ukratko podsetiti:

Postojeći sistemi automatizacije, iako sastavljeni od standardnih elemenata: PLC, komunikaciona magistrala (bus), aplikativni softver, u velikoj meri se razlikuju jedni od drugih - naime svaki proizvođač je promovisao neko svoje hardversko rešenje, softver, te se za korisnika koji bi prelazio sa jednog sistema na drugi javljao problem adaptacije na novo okruženje. Iz uporednog pregleda koji sledi jasno je zašto je bilo neophodno uvesti neka opšta pravila u oblasti automatizacije, odnosno uspostaviti standarde:

Softverski model standarda IEC 1131 - programski jezici
Treći deo standarda IEC 1131 specificira sintaksu i semantiku programskih jezika. Postoje sledeće grupe programskih jezika:

IL je linijski orjentisan jezik, što znači da je jedna instrukcija PLC-u sadržana u jednoj liniji (slično asembleru). Jedna instrukcija IL je sastavljena od sledećih elemenata:

labela: Operator Operand (* Komentar*)
Korak1: LD brojac NE 0 JMPC
Korak2 Korak2: .........

Rezultat svake operacije (instrukcije) se odmah smešta u akumulator, te on sadrži aktuelni rezultat. Akumulator je memorijska lokacija čija se širina dinamički menja, zavisno od tipa promenljive (Boolean, Integer, Real ...) koja je smeštena u njemu

Promenljive Ulaz1, Ulaz2, Ulaz3 i Izlaz1 su tipa Boolean, a odgovaraju fizičkim adresama digitalnih ulaza i izlaza. O načinu pridruživanja simboličkih imena fizičkim adresama biće više reči kasnije u tekstu.

Funkcijski blok dijagram (FBD)
FBD je programski jezik koji po svojoj strukturi odgovara logici obrade signala u elektronskim kolima. Funkcijski blokovi su grafički elementi sa određenim brojem ulaza i izlaza, nalaze se u bibliotekama softvera, i mogu se povezivati sa ulazima i izlazima drugih funkcionalnih blokova; takođe, na njihove ulaze mogu se dovoditi i nezavisne konstante i promenljive (konstante i promenljive koje ne zavise od drugih funkcionalnih blokova programa). Za lakše razumevanje primera, CTU je funkcijski blok koji odgovara “UP” brojaču, čiji su ulazi i izlazi:

CU - dovođenjem impulsa na ovaj ulaz inkrementuje se brojač
RESET - pojavom signala na ovom ulazu resetuje se brojač
PV - konstantna vrednost na ovom ulazu definiše Preset vrednost brojača
CV - tokom brojanja na ovom izlazu se pojavljuje Integer vrednost trenutne vrednosti brojanja
Q - promenljiva tipa Boolean, kada se pojavi na ovom izlazu, indicira stanje CV=PV

Ladder dijagram (LD)
“Praistorijska” rešenja automa-tizacije (iako pouzdana, da ne zamere starije kolege inženjeri) bila su zasnovana na relejnoj logici - određena kombinacija kontakta relea aktivirala je određeni aktuator. LD je svoj “uzor” našao u tom sistemu, i svojom strukturom opisuje tok energije kroz mrežu softverskih “kontakta” i “kalema”. Ovaj programski jezik radi samo sa promenljivama tipa Boolean, i u grafičkom prikazu postoje dve vertikalne linije koje označavaju linije “napajanja” između kojih se nalaze određene kombinacije kontakta i kalema “relea”. Leva vertikalna linija ima uvek vrednost TRUE.

Promenljive Ulaz1 i Ulaz2 odgovaraju “radnim kontaktima”, a Ulaz3 “mirnom kontaktu” - to su promenljive tipa Boolean, i mogu predstavljati digitalne ulaze, ili softverske markere (korisnik im definiše funkciju). Simboli za Alarm i Ventil označavaju izlazne promenljive u vidu kalema relea, i te promenljive mogu setovati digitalne izlaze, ili softverske flegove (zavisno čemu su pridružene).

Sekvencijalni funkcionalni dijagram (SFC)
SFC i nije programski jezik u klasičnom smislu tog pojma; to je metoda koja omogućava da se složeni softverski projekat “razbije” na pregledne celine, od kojih svaka obavlja tačno određenu funkciju, i između kojih postoji kontrolisan tok informacija. Osnovni pojmovi SFC-a su:

Step (korak) Označava jednu funkcionalnu celinu softverskog projekta, sastavljenu od jedne ili više akcija. Na korisniku je da osmisli način na koji će da struktuira kompletan projekat, koliko će koraka da ima, i koje će akcije pojedini koraci izvršavati.
Akcija Jedan korak može izvršavati jednu ili više akcija, a svakoj od njih može biti pridružen jedan od “atributa”: N - po napušanju obrade koraka akcija koja je u njemu definisana nije više aktivna S - akcija definisana u određenom koraku ostaje aktivna i po “napuštanju” obrade tog koraka R - akcija definisana u nekom od prethodnih koraka se, na početku obrade novog koraka sa ovako označenom akcijom, prekida P - akcija se aktivira samo u momentu početka obrade određenog koraka, ili po napuštanju obrade.

Tranzicija Prelazak sa jednog koraka na drugi, odnosno napuštanje obrade jednog koraka i početak obrade sledećeg uslovljen je ispunjenjem uslova tranzicije.
I akcija i tranzicija se programiraju u jednom od pomenutih programskih jezika (IL, ST, FBD, LD). Treba podsetiti da se softverski taskovi izvršavaju ciklično (vidi članak iz prethodnog broja), i u svakom ciklusu se izvršava samo jedan korak, odnosno akcije definisane u njemu. Kada se ispuni uslov tranzicije prelazi se na sledeći korak, te se u narednim ciklusima samo on obrađuje (dok se na ispuni sledeći uslov tranzicije), itd.

Načini definisanja i deklarisanja promenljivih
Promenljive koje koristi program mogu biti definisane direktno, preko svoje fizičke adrese, ili posredno, kao simbolička imena. Ako se promenljiva predstavlja direktno, koristi se isti način označavanja koji koristi i sam softver CAP1131; naime, kada korisnik definiše hardverske resurse koje će njegov program koristiti (CPU, I/O module, itd.), tzv. hardverski konfigurator (koji je ugrađen u CAP1131) automatski uspostavlja pomenute direktne oznake ulaza, izlaza, internih registara CPU-a (markera).

U nastavku su dati primeri kako hardverski konfigurator definiše oznake za neke promenljive:

Još jednom treba podsetiti da ove oznake CAP1131 automatski formira, i da su na raspolaganju korisniku tokom programiranja. Međutim, za programera je prikladnije da sve promenljive (uključujući i digitalne/analogne ulaze ili izlaze) označava nekim svojim nazivima, koji će njegov program činiti preglednijim i čitljivijim. Pridruživanje naziva promenljivama vrši se u tzv. zaglavljima programa (headers), a način na koji se to radi biće demonstriran u praktičnom primeru koji sledi. Osim definisanja, svaku korišćenu promenljivu treba i deklarisati, pomoću jedne od sledećih CAP1131 oznaka:

Mogućnost izbora svakog od pomenutih specifikatora, pregled raspoloživih ulaza i izlaza, itd. CAP1131 korisniku nudi interaktivno preko menija, čime ga oslobađa obaveze pamćenja i pisanja po papiru.Na kraju ovog dela treba još napomenuti da Selecontrol PLC, za razliku od konvencionalnih PLC-a, ne ograničava broj korišćenih promenljivih programa; jedino ograničenje predstavlja količina raspoložive memorije PLC-a.

Organizacija softverskog projekta u CAP1131 programu Selecontrol
CAP1131 program predstavlja, po svojim karakteristikama, implementaciju standarda IEC 1131-3, i to svih njegovih (već pomenutih) delova. Njegov interaktivni deo, Project Navigator, omogućuje korisniku definisanje kompletnog projekta, počev od hardverske konfiguracije, preko definisanja korišćenih promenljivih programa, definisanja softverskih modula projekta (POU - Program Organization Units), do definisanja tzv. taskova koji objedinjuju sve ove celine u jedan monolitan softverski projekat.

Project Navigator softvera Selecontrol CAP1131 omogućava:

• pregled aktuelne strukture softverskog projekta
• pregled svih elemenata definisanih u projektu
• direktan pristup svakom objektu

Sve pomenute mogućnosti biće demonstrirane na praktičnom primeru kontrole rada jednog elektropneumatskog sistema namenjenog za podizanje platformi. Taj elektropneumatski sistem čine: elektromagnetni pneumatski razvodnik 5/3 (normalno zatvoren), pneumatski cilindar dvosmernog dejstva, i PLC Selecontrol CPU 715. Principijelna šema ovog sistema je data na slici ispod.

Pritisak na taster START aktivira elektromagnet razvodnika; ovaj zauzme prvo stabilno stanje pri kome se upušta vazduh u donju komoru cilindra; dok traje impuls na elektromagnetu, klip cilindra se pomera na gore, platforma se podiže. Kada se dostigne gornji položaj, aktivira se mikroprekidač, prekine se slanje impulsa na elektromagnet i startuje se vremenska pauza od 20 sec - naime toliko se platforma zadržava u gornjem položaju. Po isteku tih 20 sec aktivira se drugi elektromagnet razvodnika, koji uslovljava da razvodnik zauzme drugo stabilno stanje, čime se vazduh upušta u gornju komoru cilindra, klip cilindra se pomera na dole, platforma se spušta.
Programiranje CPU-a Selecontrol 715 se odvija na sledeći način:

Može se uočiti da su sve promenljive koje odgovaraju ulazno/izlaznim kanalima deklarisane kao VAR_EXTERNAL; takođe, promenljiva Tajmer je tzv. pseudonim za funkcionalni blok TON, koji ima funkciju merenja vremena od trenutka kada se pozove u programu, do pojave Boolean signala na ulazu IN

Logika programiranja ove tranzicije je slična prethodnoj tranziciji: promenljiva Mprekidac_Gore, koja predstavlja stanje na dig. ulazu koga aktivira mikroprekidač gornjeg položaja, upisuje se u promenljivu čiji naziv odgovara nazivu tranzicije Mprekidac_UP.

Sledeći korak (Sačekaj) sadrži akciju za zadržavanje cilindra u gornjem položaju (akcija Zadrzi), i ta je akcija programirana u jeziku FBD-Funkcionalni Blok Dijagram; Ovo je primer grafičkog programiranja: blok Tajmer (koji je pseudonim za bibliotetski blok-podprogram TON) ima sledeće ulazno-izlazne promenljive:

Tranzicije i akcije koje su preostale u programu, a koje se odnose na fazu spuštanja platforme, su po svojoj logici slične prethodno opisanim, te ih čitaoci na osnovu opisanog algoritma rada elektropneumatske instalacije, zaglavlja programa i prethodnih objašnjenja mogu razumeti i sami.Namera autora bila je da čitaoce upozna sa programiranjem u standardu IEC 1131, koji danas u svetu predstavlja opšte prihvaćeni model, te se, pored Selectron-a i mnogi drugi proizvođači opredeljuju za tu vrstu programiranja. Firma Delta Electronics, iz Trstenika, koja je zvanični predstavnik firme Selectron Lyss Ltd. za Jugoslaviju, stoji Vam na raspolaganju za sva pitanja iz ove oblasti, kao i iz oblasti procesne tehnike, merno-regulacione opre-me i Selecontrol MAS-Modularnih Sistema Automatizacije.

Kontakt Adresa: DELTA ELECTRONICS, PO Box100, K.Milice 79, 37240 Trstenik, Tel/Fax: ++318-37/713-484

Pročitajte više o ovoj temi

LOOKOUT® Osnove prikupljanja podataka i upravljanja WASCAD sistemi  Projektovanje vlastitog  SCADA sistema I deo Projektovanje vlastitog  SCADA sistema II deo

C o p y r i g h t  1998 mikroElektronika. All Right Reserved. Za sva pitanja obratite se redakciji