पीएलसी - यह क्या है?

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S7 श्रृंखला के प्रोग्रामिंग सीमेंस पीएलसी के बारे में एक पोस्ट पढ़ने के बाद , मैं हैबर खोज में चढ़ गया, और काफी आश्चर्यचकित था कि सामान्य रूप से औद्योगिक स्वचालन का विषय और विशेष रूप से पीएलसी प्रोग्रामिंग को बहुत खराब तरीके से कवर किया गया था। मैं पीएलसी प्रोग्रामिंग के मूल सिद्धांतों, विशेष रूप से बेकहोफ के उत्पादन का वर्णन करते हुए, इस क्षेत्र में अपने अनुभव को साझा करने के लिए स्वतंत्रता लूंगा ।

परिचय

मैं स्वचालन का निर्माण करता हूं। ऐसा हुआ कि हम मुख्य रूप से बेकहोफ पीएलसी पर आधारित अपने सिस्टम का निर्माण करते हैं। यह विकल्प मुख्य रूप से बनाया गया था क्योंकि ये नियंत्रक इन शब्दों के पूर्ण अर्थों में स्वतंत्र रूप से प्रोग्राम करने योग्य हैं। इसका क्या मतलब है? उदाहरण के लिए, TAC Xenta कंट्रोलर को लें, और अपने स्वयं के प्रोटोकॉल का उपयोग करके RS232 के माध्यम से एक बाहरी डिवाइस के साथ "बाइट भेजे - प्राप्त बाइट" के स्तर पर इसका आदान-प्रदान करने का प्रयास करें। यह काम नहीं करेगा, इन नियंत्रकों को यह नहीं पता कि यह कैसे करना है - केवल उन प्रोटोकॉल का उपयोग करें जिन्हें डेवलपर ने उनमें रखा है। लेकिन बेकहोफ कर सकते हैं। लेकिन इस तरह के जंगल में जाने से पहले, आइए विकास के माहौल को देखें? क्या, वास्तव में, भाषा हम लिखेंगे?

आईईसी 61131-3 मानक

औद्योगिक पीएलसी IEC 61131-3 की भाषाओं में क्रमादेशित हैं। इनमें से 5 भाषाएँ हैं, कुछ निर्माता अपना स्वयं का जोड़ते हैं। भाषाएं एक-दूसरे से बिल्कुल मिलती-जुलती नहीं हैं, और, अपने सहकर्मियों को देखकर, मैं यह मान सकता हूं कि किसी विशेष भाषा का चुनाव मुख्य रूप से इस बात से जुड़ा है कि कोई व्यक्ति इस उद्योग में प्रवेश करने से पहले क्या कर रहा था।

1. आईएल, निर्देश सूची। यह कोडांतरक की तरह दिखता है। मैंने किसी को भी नहीं देखा है जो इसका उपयोग करेगा, लेकिन मुझे संदेह है कि पुराने स्कूल के एन्कोडर्स जो मेमोरी कार्ड को छिद्रित करते हैं, इसकी सराहना करेंगे।
2. एलडी, सीढ़ी आरेख। रिले स्वचालन सर्किट के विकास में शामिल लोगों के लिए दृश्य भाषा।
3. एसटी, संरचित पाठ। यह सबसे करीब से "शास्त्रीय" प्रोग्रामिंग भाषाओं से मिलता जुलता है, कुछ मायनों में पास्कल के समान है। इसलिए यह उन लोगों द्वारा सराहना की जाती है जो पीएलसी से पहले अन्य भाषाओं और प्लेटफार्मों में प्रोग्रामिंग में लगे हुए थे, विशेष रूप से - मेरे द्वारा।
4. एफबीडी, कार्यात्मक ब्लॉक आरेख। इस तरह की ब्लॉक स्कीम मुख्य रूप से प्रौद्योगिकीविदों द्वारा पसंद की जाती है जिन्होंने प्रोग्रामिंग में जाने का फैसला किया, उनकी स्पष्टता के लिए।
5. एसएफसी, अनुक्रमिक फ़ंक्शन चार्ट। ग्राफिक भाषा, मैंने कुछ और नहीं कहा। कभी इस्तेमाल होते नहीं देखा।

सभी समर्थित भाषाओं में से, यह CFC (निरंतर प्रवाह चार्ट) भाषा पर ध्यान देने योग्य है, बेकहोफ़ इसका समर्थन करता है। यह एफबीडी भाषा का एक और विकास है, मेरी राय में, सबसे महत्वपूर्ण अंतरों में से एक, सर्किट में स्पष्ट प्रतिक्रिया के लिए समर्थन है। इसकी आवश्यकता क्यों है? उदाहरण के लिए, इस तरह का एक छोटा पल्स जनरेटर सीएफसी पर काम करेगा, लेकिन एफबीडी पर नहीं।

TON ब्लॉक एक मानक ब्लॉक है, एक टाइमर ऑन-डिले है। ऑपरेशन का तर्क: आउटपुट क्यू TRUE हो जाता है जब TRUE IN के लिए कम से कम PT होता है।
संभवतया सबसे लोकप्रिय पीएलसी विकास का माहौल CoDeSys है । कई निर्माता इसे एक आधार के रूप में लेते हैं, और या तो इसके लिए अपनी पीएलसी के साथ काम करने के लिए एक पुस्तकालय बनाते हैं, या वे अपने लिए पर्यावरण को पूरा करते हैं।

पीएलसी कैसे काम करता है?

पीएलसी कार्यक्रम साइकिल में चलता है। चक्र का समय मिलीसेकंड की इकाइयों से सेकंड की इकाइयों तक हो सकता है, जो इस पीएलसी को सौंपे गए कार्यों पर निर्भर करता है। अधिकांश पीएलसी प्रोग्राम डेवलपर को चक्र समय निर्धारित करने की अनुमति देते हैं, लेकिन कुछ मॉडल नहीं करते हैं। कई पीएलसी, विशेष रूप से बेकहोफ, आपको एक कार्यक्रम में एक से अधिक चक्रीय कार्य बनाने की अनुमति देते हैं और इन कार्यों के लिए प्राथमिकता निर्धारित करते हैं। यह अवसर हमें क्या देता है?
एक स्थिति की कल्पना करें: एक पीएलसी एक वायु हैंडलिंग इकाई को नियंत्रित करता है, और एक नियंत्रण कक्ष RS232 के माध्यम से जुड़ा हुआ है। कमरों में तापमान जल्दी से नहीं बदलता है, और यह सिर्फ वेंटिलेशन नियंत्रण एल्गोरिथ्म को चलाने का कोई मतलब नहीं है, जो हर 50-100 एमएस की तुलना में अधिक बार होता है। लेकिन ऑपरेटर पैनल लगातार नियंत्रक को प्रदूषित करता है, और 10 से अधिक एमएस की पीएलसी प्रतिक्रिया देरी पहले से ही उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस के "ब्रेकिंग" में व्यक्त की जाती है, और 20 एमएस की देरी से हम हार्डवेयर COM पोर्ट बफर को ओवरफ्लो करेंगे। कई कार्यों की उपस्थिति हमें इस समस्या को खूबसूरती से हल करने की अनुमति देती है: "फास्ट" कार्य को COM पोर्ट के साथ काम करने दें और प्रत्येक 2 एमएस को बुलाया जाए, और "धीमी" एक वेंटिलेशन तर्क को लागू करेगा और प्रत्येक 50 एमएस को बुलाया जाएगा। सब कुछ अच्छी तरह से काम करता है, ऑपरेटर पैनल धीमा नहीं होता है, उपयोगकर्ता संतुष्ट है।

और इन ग्रंथियों के अंदर क्या है?

यहां सब कुछ बहुत, निर्माता पर बहुत निर्भर है। कोई RISC प्रोसेसर पर अपना एम्बेडेड प्लेटफ़ॉर्म बनाता है (उदाहरण के लिए, घरेलू मेष) - यह दृष्टिकोण बहुत लोकप्रिय है। दूसरी ओर, बेकहॉफ़ दूसरे तरीके से चला गया - विंडोज पीई 5.0 उनकी पीएलसी पर स्थापित किया गया था (और यदि वे आधिकारिक साइट से फर्मवेयर को अपडेट करते हैं, तो 6.0), या विंडोज एक्सपी एंबेडेड, और पीएलसी कार्य एक सेवा के रूप में काम करता है। विंडोज की अस्थिरता के बारे में बात करने के लिए प्रशंसकों के लिए एक दिलचस्प प्रतिवाद।
लेकिन यह नियंत्रक का "प्रमुख" है, और अभी भी इसे बाहरी दुनिया के साथ संवाद करने के लिए इनपुट और आउटपुट की आवश्यकता है। दो दृष्टिकोण हैं:

1. आप "सभी एक बॉक्स में" कर सकते हैं - एक सिर, इनपुट का एक निश्चित सेट / आउटपुट, कई कॉन्फ़िगरेशन विकल्प - यहां हमारे पास अधिक इनपुट हैं, यहां यह छोटा है, यहां सिर अधिक शक्तिशाली है, यहां कमजोर है। इसलिए, उदाहरण के लिए, केयरल , और कई अन्य। एक छोटी सी परियोजना पर, यह दृष्टिकोण कुछ में खुद को सही ठहरा सकता है।
2. लेकिन व्यक्तिगत रूप से यह मुझे लगता है कि एक अलग लचीलापन एक अलग दृष्टिकोण देता है। सिर अलग है, और इनपुट-आउटपुट मॉड्यूल से एक डायल की गई पूंछ बस के माध्यम से उससे जुड़ी हुई है। हमने उन मॉड्यूल को रखा है जिनकी हमें आवश्यकता है, और उस मात्रा में जिसकी हमें ज़रूरत है। उदाहरण के लिए बेकहॉफ और सीमेंस करें।

यह "सभी एक बॉक्स में" दृष्टिकोण जैसा दिखता है। Carel pCO3 द्वारा चित्रित।


और यहाँ एक और विकल्प है - I / O मॉड्यूल के एक सेट के साथ CX9000 श्रृंखला के बेकहॉफ सिर (फोटो में बाएं)।

अन्य बातों के अलावा, सिर पर अभी भी एक निश्चित बस है जो आपको पीएलसी को एक नेटवर्क में एकीकृत करने की अनुमति देती है, और अक्सर उसी नेटवर्क के माध्यम से अपना कार्यक्रम भी बदल देती है। यह किस तरह का नेटवर्क होगा यह पीएलसी पर निर्भर करता है। यह उन लोगों के लिए अपरिचित हो सकता है जिन्होंने औद्योगिक नेटवर्क EIA-485 , Profibus , CAN , या शायद काफी परिचित ईथरनेट का सामना नहीं किया है। यह इस नेटवर्क के माध्यम से है, जिसे फील्डबस कहा जाता है, पीएलसी ऊपरी स्तर से जुड़ा होता है - उदाहरण के लिए, स्काडा सिस्टम। ऊपर की तस्वीर में, बेकहॉफ के सिर पर 2 8P8C सॉकेट स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहे हैं - यह ईथरनेट है, और Carel में ऊपरी बाईं ओर 2 6P4C सॉकेट हैं (बुरा नहीं है, हालांकि) - उन्होंने RS-485 किया। यह इंटरफ़ेस, दुर्भाग्य से, एक सामान्य कनेक्टर नहीं है।

तो फिर भी, आप इसके लिए प्रोग्राम कैसे लिखते हैं?

सामान्य तौर पर, यह विषय एक लेख नहीं है, बल्कि एक पूरी किताब है। लेकिन मैं आपको बताता हूं कि मैंने व्यक्तिगत अनुभव से क्या देखा, और इसे मरहम में उड़ने दिया।
पेशेवर प्रोग्रामर के लिए, कई मायनों में पीएलसी का विकास गिरावट है। PLO? हमारे पास उनके पास नहीं है, केवल संरचनाएं, गणनाएं हैं, और "कार्यात्मक इकाई" नामक एक वर्ग का एक निश्चित अंश है। निजी, सार्वजनिक और इतने पर क्या है, आप तुरंत भूल भी सकते हैं - यह काम नहीं आएगा। अपने कार्यक्रम में कहीं से भी, आप किसी अन्य स्थान पर पहुँच सकते हैं।
गतिशील स्मृति आवंटन? हमारे पास वे बिल्कुल नहीं हैं। निश्चित नहीं है कि आपको कितना डेटा भेजा जाएगा? एक मार्जिन के साथ एक बफर आवंटित करें, और इस मेमोरी के बारे में भूल जाएं - इसे मुक्त करने के लिए काम नहीं करेगा। यदि आप निर्धारित चक्र समय को पूरा करने का प्रबंधन करते हैं, तो उड़ान पर गति और प्रक्रिया डेटा के चमत्कार दिखाएं।
अपवाद? आप क्या हैं ... मैंने एक चमत्कार देखा जो फार्म के निर्माण के दौरान कसकर लटका हुआ था:

foo, bar: int; baz: real; foo := 2000; bar := 2000; baz := INT_TO_REAL (foo * bar); 

यह स्पष्ट है कि अतिप्रवाह foo * बार को 16 बिट्स में फिट नहीं करता है, लेकिन कुछ लटका क्यों है? हां, और इसलिए कि पोषण के लिए रीसेट के अलावा कुछ भी मदद नहीं करता है।
विकास का माहौल? सभी CoDeSys नहीं, कई अपने स्वयं के धागे को मूल और लिखना चाहते हैं। ऐसे स्व-लिखित वातावरणों में से एक रनटाइम त्रुटि के साथ दुर्घटनाग्रस्त हो गया जब संख्या 86400 को 16-बिट INT में लिखने की कोशिश की गई। और आप कहते हैं कि पीएलसी पर अपवाद हैंडलिंग। विकास के माहौल में, इसे सामान्य रूप से करना हमेशा संभव नहीं होता है।

लेकिन! लेकिन उस महीन रेखा के प्रेमियों के लिए जो सॉफ्टवेयर से हार्डवेयर को अलग करता है, वर्नाकुलर सॉफ्टवेयर - यह वास्तव में आईटी की एक बहुत ही दिलचस्प शाखा है।

आशा है कि यह संक्षिप्त समीक्षा सहायक है। यदि यह विषय हैब्रॉस्सिटी के लिए रूचि का है, तो मैं आपको पीएलसी के बारे में अधिक बताऊंगा।