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    German database on PLC programming technology and HMI interface design

    PLC, DCS, HMI and SCADA product application technical articles
    leikang
    In unserer Stadt stoßen wir am häufigsten auf einen dreispurigen Stau. Dieses PLC-Programm bietet die Lösung zur Steuerung schwerer Verkehrsstaus mit speicherprogrammierbarer Steuerung.
    Ampelsteuerung mit SPS

    Problemlösung
    Es gibt so viele Möglichkeiten, ein Programm zur Ampelsteuerung zu schreiben, z. B. die Sequenzer-Ausgabemethode, aber in diesem Fall werden normale Eingaben, Ausgaben und Timer verwendet. Timer werden verwendet, um eine Zeitverzögerung für das Ein- und Ausschalten des Ausgangs zu erreichen. Am Ende wird eine Reset-Spule verwendet, um das Programm kontinuierlich laufen zu lassen. Komparatorblöcke werden verwendet, um die Anzahl der verwendeten Timer zu reduzieren. Programm erstellt in der AB RSLogix 500-Software. Liste der Ein- und Ausgänge für das Verkehrskontrollsystem

    SPS-Programm für 3-Wege-Verkehrskontrollsystem


    Die folgende tabellarische Spalte gibt die Schritte oder die Reihenfolge der einzuschaltenden Ausgänge an.

    SPS-Logikbeschreibung für 3-Wege-Verkehrskontrollsystem
    RUNG000:
    Dies ist eine Verriegelungsstufe zum Bedienen des Systems über Master Start and Stop PB.
    RUNG001 und RUNG0002:
    Starten des Timers zum Einschalten des ersten Ausgangs Westgrün, sodass Ost und West rot sein sollten.
    Komparatoren in der parallelen Stufe werden verwendet, um Ostrot nach 15 Sekunden auszuschalten. Timer T4:2-Timing-Bit im parallelen Kontakt wird verwendet, um Ostrot im 5. und 6. Schritt wieder einzuschalten. (Siehe obige tabellarische Spalte zur Erläuterung)
    Sprosse 0003:
    Nordrot bis zum 3. Schritt einschalten, mithilfe des Zeitbits und der Komparatorblöcke von T4:0 und T4:1.
    Sprosse 0004:
    Ostgelb für 5 Sekunden einschalten, mithilfe der Komparatorblöcke. (2. Schritt)
    Sprosse 0005-0006-0007-0008-0009-0010:
    Die gleichen Verfahren werden angewendet, um weitere Ausgänge einzuschalten. (Siehe tabellarische Spalte für eine Abfolge der Vorgänge)
    Sprosse 0011:
    Die Reset-Spule wird mithilfe des Fertigbits von T4:2 eingeschaltet, um den Zyklus von Anfang an neu zu starten.
    Das Programm läuft kontinuierlich, bis STOP PB gedrückt wird.
    Fazit:
    Die oben erläuterte 3-Wege-Ampelsteuerung mithilfe einer SPS dient nur als Beispiel. Sie kann von der Echtzeit abweichen. Wir können dieses Beispielprogramm verwenden, um die Funktionsweise von Timern und Komparatorblockfunktionen in AB PLC zu verstehen.
    leikang
    Für jede Einheitenumrechnung auf jeder SPS können Sie die Vier-Funktionen-Mathematik mit der folgenden Formel für die Umrechnungsformel für analoge SPS-Eingänge verwenden, die ganzzahlige Mathematik voraussetzt:
    Umrechnungsformel für SPS

    Formeln:
    EU = ((EUSpan x (DATA – DataOffset))/DataSpan) + EUOffset
    Prozesswert = EU / FAKTOR
    DataOffset = Daten im Eingangsregister bei 4 mA (oder Null-Analogsignal in beliebigem Bereich – z. B. 0 VDC auf einem 0-10 VDC-Transmitter)
    DataSPan = Daten bei 20 mA – Daten bei 4 mA
    FAKTOR = beliebiger Faktor (Vielfaches von 10), der für die richtige Auflösung und Genauigkeit erforderlich ist
    EU = Technische Einheiten x FAKTOR
    EUOffset = Technische Einheiten bei 4 mA x FAKTOR
    EUSpan = (Technische Einheiten bei 20 mA – Technische Einheiten bei 4 mA) x FAKTOR
    DATEN = Tatsächlicher Datenstand im Eingangsregister
    Beispiel:
    Ein Drucktransmitter im Bereich von 0 bis 60 psig ist an eine analoge SPS-Eingangskarte angeschlossen. Die Rohzählung der analogen SPS-Eingangskarte beginnt bei 6240 für 4 mA und bei 31208 für 20 mA. Die SPS liest 18975 Rohzählungen und berechnet den entsprechenden Drucktransmitterstand.
    Hinweis: Die Rohzählungen der SPS können von System zu System unterschiedlich sein.
    0-60 psig von 4-20 mA mit einer Auflösung von 0,1 psig:
    FAKTOR = 10
    Daten @ 4 mA = 6240
    Daten @ 20 mA = 31208
    Datenoffset = 6240
    Datenspanne = 31208 – 6240 = 24968
    EUOffset = 0 x 10 = 0
    EUSpan = (60 – 0) x 10 = 600
    DATEN = 18975
    EU = ((EUSpan x (DATEN – Datenoffset))/Datenspanne) + EUOffset
    EU = ((600 x (18975 – 6240)) / 24968) + 0 = 306
    Prozesswert = EU / FAKTOR
    Prozesswert = 306 / 10 = 30,6 psig
    caixiaofeng
    Schreiben Sie das SPS-Programm zur Steuerung mehrerer Pumpen mit speicherprogrammierbaren Steuerungen. Wir haben zwei Eingangspumpen, die zum Füllen eines Tanks verwendet werden. Stellen Sie sicher, dass die Pumpen während ihrer Lebensdauer gleich lange laufen.
    Steuerung mehrerer Pumpen mit SPS

    Programmlogik:
    Entwickeln Sie ein Kontaktplanlogikprogramm gemäß der unten angegebenen Logik.
    Der Start-/Stopp-Druckknopf dient zur Steuerung der beiden Eingangspumpenmotoren P1 und P2. Die Start-/Stopp-Druckknopfstation wird betätigt, um Pumpe P1 zu steuern. Wenn der Tank voll ist, wird der Ablasspumpenmotor P3 automatisch gestartet und läuft, bis der Niedrigstandsensor betätigt wird. Nach dreimaligem Füllen des Tanks durch Pumpe P1 wechselt die Steuerung automatisch zu Pumpe P2. Die Betätigung des Start-/Stopp-Druckknopfs steuert jetzt Pumpe P2. Nach dreimaligem Füllen des Tanks durch Pumpe P2 wird die Sequenz wiederholt. SPS-Programm:

    Programmbeschreibung:
    Sprosse 0000:
    Start/Stop PB mit Speicher B3:0/0 verriegelt.
    Sprosse 0001:
    B3:0/0 aktiviert, um B3:0/1 einzuschalten, was bedeutet, dass PUMPE P1 (O:0/0) eingeschaltet wird, wenn der Niedrigpegelsensor (I:0/3) eingeschaltet wird und der Hochpegelsensor (I:0/2) ausgeschaltet ist. B3:0/1 ist mit dem Niedrigpegelsensor verriegelt, da Pumpe P1 nicht abgeschaltet werden sollte, sobald das Wasser zu steigen beginnt.
    Sprosse 0002:
    Speicherkontakte werden verwendet, um PUMPE P1 (O: 0/0) mit Zähler (C5:0) einzuschalten.
    Da wir den Pumpenbetrieb von P1 auf P2 verschieben werden, werden zwei Zähler verwendet, um zwischen Pl und P2 zu wechseln.
    Zähler C5:1 wird verwendet, um PUMPE P2 (O:0/2) einzuschalten.
    Sprosse 0003 & 0004:
    B3:0/0 aktiviert, um B3:0/2 einzuschalten, was PUMPE P3 (O:0/1) einschaltet, wenn der Hochpegelsensor (I:0/2) eingeschaltet wird und der Niedrigpegelsensor (I:0/3) ausgeschaltet ist. B3:0/2 ist mit dem Hochpegelsensor verriegelt, da Pumpe P3 nicht ausgeschaltet werden sollte, sobald der Wasserstand zu sinken beginnt.
    Sprosse 0005:
    Wenn Pumpe 3 (O: 0/1) läuft, schaltet der Niedrigpegelsensor ein, wodurch Pumpe P3 ausgeschaltet und Pumpe P1 (O:0/0) eingeschaltet wird.
    Sprosse 0006:
    Beide Zähler werden zurückgesetzt, sobald das Fertigbit des zweiten Zählers (C5:1) eingeschaltet wird.
    Fazit:
    Wir können dieses Beispiel verwenden, um die Programmierlogik in AB PLC zu verstehen.
    leigehong
    Wir müssen den Füllstand von in Reihe geschalteten Tanks regeln. Implementieren Sie ein Programm zur Füllstandsregelung für in Reihe geschaltete Tanks mithilfe der SPS-Kontaktplanprogrammierung.
    Füllstandsregelung für in Reihe geschaltete Tanks
    Zwei Tanks sind in Reihe geschaltet. Wir müssen beide in Reihe geschalteten Tanks regeln.
    Implementieren Sie das SPS-Programm für diese Anwendung.
    Problemdiagramm

    Problemlösung
    In Chemieunternehmen gibt es viele Materialien, die für Prozesse verwendet und auch in Lagertanks für verschiedene Prozesse gelagert werden.
    Hier betrachten wir zwei Tanks, 1. Lagertank und 2. Zuführtank.
    Der Lagertank hat mehr Kapazität als der Zuführtank. Der Lagertank dient zur Materiallagerung und der Zuführtank zur Materialversorgung für andere Prozesse.
    Zwei Füllstandsschalter werden zur Füllstandserkennung und ein Einlassventil zur Steuerung der Materialzufuhr verwendet.
    Betrachten wir ein manuelles Auslassventil, das je nach Bedarf vom Bediener bedient werden kann.
    Für diese Anwendung können wir eine SPS verwenden. Wir werden ein SPS-Programm für diese Anwendung schreiben.
    Liste der Ein- und Ausgänge
    Digitale Eingänge
    Zyklusstart: I0.0 Zyklusstopp: I0.1 Lagertank mit niedrigem Füllstand (LL1): I0.3 Zuführtank mit niedrigem Füllstand (LL2): I0.4 Lagertank mit hohem Füllstand (LH1): I0.5 Zuführtank mit hohem Füllstand (LH2): I0.6 Digitaler Ausgang
    Einlassventil: Q0.0 M-Speicher
    Zyklus-Ein-Bit: M0.0 Zustandszustand für geschlossenes Einlassventil: M0.1 SPS-Kontaktplandiagramm zur Füllstandskontrolle von Serientanks


    Programmbeschreibung
    Für diese Anwendung haben wir eine S7-300-SPS und die TIA-Portalsoftware zur Programmierung verwendet. Wir können diese Logik auch mit anderen SPS implementieren.
    Netzwerk 1:
    Netzwerk 1 ist für den Verriegelungskreis. Wenn die START-Taste gedrückt wird (I0.0), ist das Zyklus-EIN-Bit (M0.0) EIN. Der Zyklus kann durch Drücken von STOP PB (I0.1) gestoppt werden.
    Netzwerk 2:
    Wenn ein niedriger Füllstand des Lagertanks (I0.3) oder ein niedriger Füllstand des Zufuhrtanks (I0.4) erkannt wird, ist das Einlassventil (Q0.0) EIN. (Der Zustand „Einlassventil geschlossen“ darf nicht vorliegen.)
    Netzwerk 3:
    Wenn hohe Füllstände (I0.5 & I0.6) beider Tanks erkannt werden, wird der Zustand „Einlassventil geschlossen“ aktiviert und das Einlassventil (Q0.0) wird geschlossen. Hier ist das Auslassventil ein manuelles Ventil, es kann vom Bediener je nach Bedarf bedient werden.
    Hinweis: - Die obige Anwendung kann von der tatsächlichen Anwendung abweichen. Dieses Beispiel dient nur zu Erklärungszwecken. Wir können diese Logik auch in anderen SPS implementieren.
    Ergebnis

    xiangjinjiao
    Studieren Sie das SPS-Programmierbeispiel zur LED-Steuerung mithilfe des Kontaktplandiagramms und lernen Sie die Programmbeschreibung.
    Dieses SPS-Beispiel ist für Maschinenbaustudenten gedacht, die daran interessiert sind, SPS-Übungen zu lernen und zu üben. Die Echtzeit-Industrie-SPS-Programme werden mit mehr Sicherheitsfunktionen ausgestattet.
    SPS-Programmierung LED-Steuerung
    Entwerfen Sie eine SPS-Kontaktplanlogik für die folgende Anwendung.
    Wir verwenden drei Kippschalter zur Steuerung von drei LEDs.
    Wenn Kippschalter 1 und Kippschalter 2 eingeschaltet sind, sind LED 1 und LED 2 eingeschaltet. Wenn Kippschalter 2 und Kippschalter 3 eingeschaltet sind, ist LED 2 ausgeschaltet und LED 3 eingeschaltet. Digitale Eingänge
    Die erforderlichen Eingänge sind unten aufgeführt.
    Kippschalter 1: I0.0
    Kippschalter 2: I0.1
    Kippschalter 2: I0.1
    Hier nennen wir diese Kippschalter in unseren nächsten Diskussionen einfach „Schalter“, aber denken Sie daran, dass es sich um Kippschalter handelt.
    Digitale Eingänge
    Die erforderlichen Ausgänge sind unten aufgeführt.
    LED 1: Q0.0
    LED 2: Q0.1
    LED 3: Q0.2
    Kontaktplan für LED-Steuerung

    SPS-Programmbeschreibung
    Für diese Anwendung haben wir die Software EcoStruxure Machine Expert Basic v1.2 zur Programmierung verwendet. Im obigen Programm haben wir normalerweise offene Kontakte für Schalter 1 (I0.0), Schalter 2 (I0.1) und Schalter 3 (I0.2) verwendet. Wir haben auch normalerweise geschlossene Kontakte für Schalter 3 (I0.2) verwendet. Schalter 1 und Schalter 2, die in Sprosse 0 vorhanden sind, sind für LED 1 und LED 2 in Reihe geschaltet, wodurch ein UND-Logikgatter implementiert wird. Mit Schalter 1 und Schalter 2 ist Schalter 3 als normalerweise geschlossener Kontakt mit LED 3 verbunden. Für LED 3 sind Schalter 2 und Schalter 3 in Sprosse 1 in Reihe geschaltet, wodurch das UND-Logikgatter implementiert wird. Damit LED 1 EIN ist, müssen Schalter 1 und Schalter 2 EIN sein. Wenn Schalter 1 und Schalter 2 eingeschaltet sind und Schalter 3 AUS ist, dann ist LED 2 EIN. Wenn Schalter 2 und Schalter 3 EIN sind, ist LED 3 EIN. Wenn Schalter 3 EIN geschaltet wird, wird LED 2 AUS geschaltet. Wenn Schalter 1 und Schalter 2 EIN sind

    In Sprosse 0 wird das Signal durch Schalter 1 und Schalter 2 geleitet, wenn es EIN geschaltet wird.
    Als Ergebnis werden LED 1 und LED 3 EIN geschaltet. Schalter 3 wird als normalerweise geschlossener Kontakt für Schalter 3 verwendet. Wenn er sich im falschen Zustand befindet, lässt er das Signal LED 2 einschalten.
    Wenn Schalter 2 und Schalter 3 eingeschaltet sind

    Das Signal durch Schalter 2 und Schalter 3 in Sprosse 1 schaltet LED 3 ein.
    In Sprosse 0 wird Schalter 3 als normalerweise geschlossener Kontakt verwendet. Wenn er sich im wahren Zustand befindet, lässt er kein Signal durch. Infolgedessen wird LED 2 ausgeschaltet. Schalter 3 ist mit LED 1 verbunden und bleibt daher eingeschaltet.
    xiangjinjiao
    SPS-Temperaturregelung: In einem Behälter befinden sich drei Heizgeräte, die zur Regelung der Temperatur des Behälters verwendet werden.
    Programmierung der SPS-Temperaturregelung
    Wir verwenden drei Thermostate, um die Temperatur an jedem Heizgerät zu messen. Außerdem gibt es ein weiteres Thermostat zur Sicherheitsabschaltung im Falle einer Fehlfunktion oder eines Notfalls oder um Übertemperaturen zu vermeiden.
    Alle diese Heizgeräte haben unterschiedliche Sollwerte oder unterschiedliche Temperaturbereiche, in denen die Heizgeräte entsprechend eingeschaltet werden können (die folgende Tabelle zeigt die Temperaturbereiche).
    Ein Temperaturregelungssystem besteht aus vier Thermostaten. Das System betreibt drei Heizeinheiten. Die Thermostate (TS1/TS2/TS3/TS4) sind auf 55 °C, 60 °C, 65 °C und 70 °C eingestellt. Unter 55 °C müssen drei Heizgeräte (H1, H2, H3) eingeschaltet sein. Zwischen 55 °C und 60 °C müssen zwei Heizgeräte (H2, H3) eingeschaltet sein. Zwischen 60 °C und 65 °C muss ein Heizgerät (H3) eingeschaltet sein. Über 70 °C müssen alle Heizgeräte ausgeschaltet sein. Es gibt eine Sicherheitsabschaltung (Relais CR1), falls ein Heizgerät versehentlich in Betrieb ist. Ein Hauptschalter schaltet das System ein und aus. SPS-Lösung
    Es gibt vier Thermostate. Nehmen wir an, sie sind im NC-Zustand, wenn der Sollwert nicht erreicht wird. Es soll ein Steuerrelais (CR1) als Sicherheitsabschaltung dienen. Hauptschalter: Der Startschalter ist NO und der Stoppschalter NC Typ. Die folgende Tabelle zeigt die Temperaturbereiche, in denen der Status der Thermostate (TS1, TS2, TS3, TS4) je nach Temperaturwert angezeigt wird.
    Auch der Status der Heizungen (H1, H2, H3), in dem diese Heizungen je nach Temperaturwert EIN oder AUS sind.

    SPS-Leiterlogik

    Leiterlogikbetrieb
    Erste Sprosse:
    Es gibt eine START-Taste (Standard-Schließerkontakt) und eine STOP-Taste (Standard-Öffnerkontakt). Ein Relais CR1 wird verwendet, um die Heizungen je nach Thermostatstatus zu steuern.
    Ein Thermostat TS4 ist zwischen STOP und Relais angeschlossen. Wenn TS4 aktiviert ist (d. h. der TS4-Kontakt wechselt von Öffner zu Schließer), sind alle Heizungen AUS.
    Ein Schließerkontakt des Relais CR1 wird über die START-Taste verwendet, um den START-Befehl zu verriegeln oder zu halten.
    Zweite Stufe:
    Ein Schließerkontakt des Relais CR1 wird verwendet, um die Heizungen (H1, H2, H3) mit dem Status der Thermostate (TS1, TS2, TS3) zu steuern.
    Nach dem Erteilen des START-Befehls wird dieser Schließerkontakt zu einem Öffnerkontakt. Wenn die Temperatur unter 55 °C liegt, sind TS1, TS2 und TS3 im geschlossenen Zustand, sodass alle Heizungen eingeschaltet sind.
    Wenn die Temperatur zwischen 55 und 60 °C liegt, ist TS1 geöffnet, sodass Heizung H1 ausgeschaltet ist.
    Wenn die Temperatur zwischen 60 und 65 °C liegt, ist TS2 ebenfalls geöffnet, sodass Heizung H2 ausgeschaltet ist.
    Wenn die Temperatur zwischen 65 und 70 °C liegt, ist TS3 ebenfalls geöffnet, sodass Heizung H3 ausgeschaltet ist.
    Es gibt eine Sicherheitsabschaltung, die verwendet wird, um Fehlfunktionen der Thermostate oder Übertemperaturen zu vermeiden.
    Wenn die Temperatur über 70 °C steigt, aktiviert TS4 das Relais und schaltet es ab. Dadurch werden alle Heizgeräte ausgeschaltet.
    Hinweis: Hier sind die Heizgeräte H1, H2 und H3 entweder Relais oder Schütze, die wir mit Strom versorgen. Ein Schließerkontakt dieser Relais ist also mit den elektrischen Heizgeräte-Zuleitungskreisen (MCC) verbunden. Diese elektrischen Zuleitungskreise werden gemäß dieser Signale gesteuert und dementsprechend werden die Heizgeräte entweder EIN oder AUS geschaltet.
    leikang
    Kontaktplanprogrammierung (LD)
    Die am häufigsten verwendete Sprache zum Programmieren von SPS ist Kontaktplan (LD), auch bekannt als Relais-Kontaktplanlogik (RLL).
    Dies ist eine grafische Sprache, die die logischen Beziehungen zwischen Eingängen und Ausgängen zeigt, als wären sie Kontakte und Spulen in einem fest verdrahteten elektromechanischen Relaisschaltkreis.
    Diese Sprache wurde mit dem ausdrücklichen Ziel entwickelt, die SPS-Programmierung für Elektriker, die mit relaisbasierten Logik- und Steuerschaltkreisen vertraut sind, „natürlich“ erscheinen zu lassen. Obwohl Kontaktplanprogrammierung viele Mängel aufweist, ist sie in der Automatisierungsbranche nach wie vor äußerst beliebt.
    Jedes Kontaktplanprogramm ist so aufgebaut, dass es einem elektrischen Diagramm ähnelt, was es zu einer grafischen (und nicht textbasierten) Programmiersprache macht.
    Kontaktpläne sind als virtuelle Schaltkreise zu betrachten, bei denen virtueller „Strom“ durch virtuelle „Kontakte“ (wenn geschlossen) fließt, um virtuelle „Relaisspulen“ zu aktivieren und logische Funktionen auszuführen.
    Keiner der Kontakte oder Spulen, die in einem SPS-Programm mit Kontaktplan zu sehen sind, ist real; sie wirken vielmehr auf Bits im Speicher der SPS, wobei die logischen Wechselbeziehungen zwischen diesen Bits in Form eines Diagramms ausgedrückt werden, das einem Schaltkreis ähnelt und auf einem PC bearbeitet wird:
    Programmierung mit Kontaktplan
    Der folgende Computer-Screenshot zeigt ein typisches Programm mit Kontaktplan.

    Kontakte erscheinen genauso wie in einem Logikdiagramm eines elektrischen Relais – als kurze vertikale Liniensegmente, die durch einen horizontalen Zwischenraum getrennt sind.
    Normalerweise offene Kontakte sind innerhalb des Zwischenraums zwischen den Liniensegmenten leer, während normalerweise geschlossene Kontakte eine diagonale Linie haben, die diesen Zwischenraum durchquert.
    Spulen sind etwas anders und erscheinen entweder als Kreise oder Klammerpaare. Andere Anweisungen erscheinen als rechteckige Kästen.
    Jede horizontale Linie wird als Sprosse bezeichnet, genau wie jede horizontale Stufe auf einer Trittleiter als „Sprosse“ bezeichnet wird.
    Ein gemeinsames Merkmal von Kontaktplan-Programmeditoren, wie auf diesem Screenshot zu sehen, ist die Möglichkeit, jene virtuellen „Komponenten“ im virtuellen „Schaltkreis“, die bereit sind, virtuellen „Strom“ zu „leiten“, farblich hervorzuheben.
    In diesem speziellen Editor ist die Farbe, die zur Anzeige von „Leitung“ verwendet wird, hellblau.
    Eine andere Form der Statusanzeige, die in diesem SPS-Programm zu sehen ist, sind die Werte bestimmter Variablen im Speicher der SPS, die in rotem Text angezeigt werden.
    Sie können beispielsweise in der oberen rechten Ecke des Bildschirms Spule T2 unter Spannung sehen (hellblau ausgefüllt), während Spule T3 nicht unter Spannung steht.
    Dementsprechend erscheint jeder normalerweise offene T2-Kontakt farbig, was seinen „geschlossenen“ Status anzeigt, während jeder normalerweise geschlossene T2-Kontakt farblos ist.
    Im Gegensatz dazu ist jeder normalerweise offene T3-Kontakt farblos (da Spule T3 nicht mit Strom versorgt wird), während jeder normalerweise geschlossene T3-Kontakt farblich dargestellt wird, um seinen leitenden Status anzuzeigen.
    Ebenso werden die aktuellen Zählwerte der Timer T2 und T3 als 193 bzw. 0 angezeigt. Der Ausgabewert des mathematischen Befehlsfelds ist zufällig 2400, ebenfalls in rotem Text dargestellt.
    Die farbliche Hervorhebung von Komponenten des Kontaktplans funktioniert natürlich nur, wenn der Computer, auf dem die Programmbearbeitungssoftware läuft, mit der SPS verbunden ist und sich die SPS im „Ausführen“-Modus befindet (und die Funktion „Status anzeigen“ der Bearbeitungssoftware aktiviert ist).
    Andernfalls besteht der Kontaktplan nur aus schwarzen Symbolen auf weißem Hintergrund.
    Die Statushervorhebung ist nicht nur sehr nützlich beim Debuggen von SPS-Programmen, sondern dient auch einem unschätzbaren Diagnosezweck, wenn ein Techniker ein SPS-Programm analysiert, um den Status realer Eingabe- und Ausgabegeräte zu überprüfen, die an die SPS angeschlossen sind.
    Dies gilt insbesondere dann, wenn der Status des Programms über ein Computernetzwerk aus der Ferne angezeigt wird, sodass Wartungspersonal Systemprobleme untersuchen kann, ohne sich auch nur in der Nähe der SPS aufhalten zu müssen!
    xiangjinjiao
    Die SPS-Dokumentation ist eine sehr wichtige technische Aufzeichnung der Prozesssteuerungsschritte, und wie bei allen technischen Beschreibungen sind genaue, detaillierte technische Aufzeichnungen unerlässlich.
    Ohne genaue Zeichnungen sind Änderungen und Modifikationen, die für Upgrades und Diagnosen erforderlich sind, äußerst schwierig oder unmöglich.
    SPS-Systemdokumentation

    Jedes Kabel von der SPS zur Überwachungs- und Steuerungsausrüstung muss an beiden Enden deutlich gekennzeichnet und nummeriert und im Schaltplan aufgezeichnet sein.
    Die SPS muss über vollständige, aktuelle Leiterdiagramme (oder eine andere zugelassene Sprache) verfügen, und jede Sprosse muss mit einer vollständigen Beschreibung ihrer Funktion gekennzeichnet sein.
    Die wesentlichen Dokumente in einem SPS-System sind:
    1. Systemübersicht und vollständige Beschreibung des Steuerungsbetriebs;
    2. Blockdiagramm der Einheiten im System;
    3. Vollständige Liste aller Ein- und Ausgänge, Ziele und Nummern;
    4. Schaltplan der E/A-Module, Adressidentifikation für jeden E/A-Punkt und Rack-Standorte;
    5. Leiterdiagramm mit Sprossebeschreibung, Nummer und Funktion.
    Außerdem muss die Möglichkeit bestehen, das Kontaktplanprogramm offline auf einem PC oder im Hintergrundmodus in der SPS zu simulieren, damit Änderungen, Upgrades und Fehlersimulationen ohne Unterbrechung des normalen Betriebs der SPS durchgeführt werden können und die Auswirkungen von Änderungen und Upgrades vor ihrer Einbindung bewertet werden können.
    xiangjinjiao
    Entwickeln Sie Beispiele für SPS-Programmierung zur industriellen Automatisierung gemäß der unten angegebenen Logik.
    Eine Säge, ein Lüfter und eine Ölpumpe werden eingeschaltet, wenn ein Startknopf gedrückt wird. Wenn die Säge weniger als 20 s in Betrieb war, sollte die Ölpumpe ausgeschaltet werden, wenn die Säge ausgeschaltet wird, und der Lüfter sollte nach dem Herunterfahren der Säge weitere 5 s laufen. Wenn die Säge länger als 20 s in Betrieb war, sollte der Lüfter eingeschaltet bleiben, bis er durch einen separaten Lüfter-Reset-Knopf zurückgesetzt wird, und die Ölpumpe sollte nach dem Ausschalten der Säge weitere 10 s laufen. Schreiben Sie ein SPS-Programm, das diesen Prozess implementiert. Beispiele für SPS-Programmierung

    Programmbeschreibung:
    Sprosse 0000:
    Start/Not-Aus PB mit Speicher B3:0/0 verriegelt.
    Sprosse 0001:
    B3:0/0 aktiviert, um Säge (O: 0/0), Lüfter (O: 0/1) und Ölpumpe (O:0/2) einzuschalten.
    Der normalerweise geschlossene Kontakt des Stoppschalters ist in Reihe mit dem Sägeausgang, um ihn auszuschalten.
    Der Lüfterrücksetzschalter und der Timer T4:0 sind angeschlossen, um den Lüfter auszuschalten, wenn die Bedingung erfüllt ist.
    Der Timer T4:2 hat ein Bit ausgeführt und das Speicherbit dient zum Ausschalten der Ölpumpe.
    Sprosse 0002:
    Wenn der Stopp gedrückt wird, muss der Lüfterausgang (O: 0/2) gemäß der in Punkt 2 genannten Logik nach 5 s ausgeschaltet werden.
    Der Komparatorblock beschränkt den Timer T4:0 auf das Laufen nach 20 s Sägebetrieb.
    Sprosse 0003:
    Der Timer T4:1 läuft, wenn der Start gedrückt wird. Wenn der Stopp zu irgendeinem Zeitpunkt nach 20 s gedrückt wird, wird der Sägeausgang ausgeschaltet.
    Nach 10 s wird die Ölpumpe ausgeschaltet. Dieser Vorgang wird von Timer T4:2 ausgeführt. Das Fertigbit von Timer T4:0 wird verwendet, um den Vorgang von Timer T4:1 einzuschränken, wenn T4:0 eingeschaltet ist.
    Sprosse 0004:
    Weniger als ein Komparatorblock wird verwendet, um die in Punkt 2 erwähnte Logik auszuführen, um den Lüfter auszuschalten, wenn der Sägeausgangsvorgang weniger als 20 s dauerte.
    Programmausgabe:
    Jetzt sehen wir die Simulation der obigen Leiterlogik für verschiedene Bedingungen, wie unten erwähnt.
    Wenn Start PB gedrückt wird

    Wenn der Stoppschalter vor 20 s gedrückt wird

    Wenn der Stoppschalter nach 20 s gedrückt wird

    Wenn der Lüfter-Reset-Schalter gedrückt wird

    Fazit:
    Wir können dieses Beispiel verwenden, um die Programmierlogik in Allen Bradley PLC zu verstehen.
    leizuofa
    Dies ist ein SPS-Programm zur Ein-/Ausfahrtskontrolle von Parkplätzen in Kellern oder unterirdischen Anlagen.
    SPS-Parkplatz
    Problembeschreibung
    Aufgrund der Überfüllung von Bereichen haben wir mit vielen Problemen beim Parken von Fahrzeugen in Kellern oder unterirdischen Anlagen von Einkaufszentren, Hotels, Komplexen usw. zu kämpfen. Dies geschieht aufgrund des Widerspruchs zwischen der schnell wachsenden Anzahl von Fahrzeugen und begrenzten Parkmöglichkeiten in Einkaufszentren, Geschäften und Komplexen in Städten, was zu dem Phänomen des „schwierigen Parkens und ungeordneten Parkens“ führt. Das aktuelle Parkproblem hat schwerwiegende Auswirkungen auf die Lebensqualität der Menschen und den Straßenverkehr.
    Problemdiagramm

    Problemlösung
    Durch einfache Automatisierung können wir das Parkproblem in Kellern oder unterirdischen Anlagen von Einkaufszentren, Hotels, Komplexen usw. reduzieren. Die Ein-/Ausfahrt in Kellern ist eine einspurige Passage und benötigt Ampeln zur Kontrolle der Autos. Hier betrachten wir zwei Lichtanzeigen zur Kontrolle der Autos. Rote Ampeln verhindern das Ein- und Ausfahren von Autos, während grüne Ampeln das Ein- und Ausfahren von Autos erlauben. Wenn ein Auto vom Eingang im Erdgeschoss in den Durchgang einfährt, leuchten beide roten Ampeln (Erdgeschoss und Keller). Andere Autos dürfen während des Vorgangs nicht ein- und ausfahren, bis das Auto den einzigen Durchgang passiert hat. Wenn der Durchgang frei ist, leuchten beide grünen Ampeln (Erdgeschoss und Keller) und andere Autos können vom Erdgeschoss oder Keller aus einfahren.
    Zunächst lassen wir die grünen Lichter AN und die roten Lichter AUS
    Liste der Ein- und Ausgänge
    Eingabeliste
    Hauptschalter: I0.0 Sensor S1 für Eingang/Ausgang Erdgeschoss: I0.1 Sensor S2 für Eingang/Ausgang Keller: I0.2 Ausgabeliste
    Grünes Licht (Eingang/Ausgang Erdgeschoss): Q0.0 Grünes Licht (Eingang/Ausgang Keller): Q0.1 Rotes Licht (Eingang/Ausgang Erdgeschoss): Q0.2 Rotes Licht (Eingang/Ausgang Keller): Q0.3 M-Speicherspulenliste
    M10.0: Wird AN sein, wenn ein Auto Sensor S1 passiert M10.3: Wird AN sein, wenn ein Auto Sensor S2 passiert M0.0: Positive Flanke des Systems AN M0.1 & M11.0: Positive Flanke des Sensors S1 M0.3 & M11.1: Positive Flanke des Sensors S2 M11.2: Negative Flanke von Sensor S2 M11.3: Negative Flanke von Sensor S1 SPS-Kontaktplan für Ein-/Ausfahrtskontrolle von Parkplätzen








    Programmbeschreibung
    In dieser Anwendung haben wir zur Programmierung die Siemens S7-300 SPS und die TIA Portal-Software verwendet.
    Netzwerk 1:
    Gemäß der obigen Erklärung im ersten Netzwerk leuchten zunächst beide grünen Lichter (Erdgeschoss (Q0.0) und Keller (Q0.1)), wenn das System eingeschaltet ist (I0.0). Der SET-Befehl wird ausgeführt und setzt sowohl den Ausgang Q0.0 als auch den Ausgang Q0.1.
    Netzwerk 2:
    Gemäß obiger Erklärung im zweiten Netzwerk sind, wenn das System eingeschaltet ist (I0.0), zunächst beide roten Lichter (Erdgeschoss (Q0.2) und Kellergeschoss (Q0.3)) AUS.) Der RESET-Befehl wird ausgeführt und setzt sowohl den Ausgang Q0.2 als auch den Ausgang Q0.3 zurück.
    Netzwerk 3:
    Wenn ein Auto vom Erdgeschoss in den leeren Durchgang einfährt, wird Sensor S1 (I0.1) ausgelöst und mit diesem Auslöser wird die Speicherspule M10.0 GESETZT.
    Netzwerk 4:
    Wenn ein Auto vom Keller in den leeren Durchgang einfährt, wird Sensor S2 (I0.2) ausgelöst und mit diesem Auslöser wird die Speicherspule M10.3 GESETZT.
    Netzwerk 5:
    Beide roten Lichter werden entweder durch einen positiven Trigger des Sensors S1 oder des Sensors S2 gesetzt. Denn wenn ein Auto in eine leere Passage einfährt, verhindern beide roten Lichter (Q0.2 & Q0.3) das Ein-/Ausfahren von Autos auf beiden Seiten.
    Netzwerk 6:
    Hier haben wir einen negativen Trigger der beiden Sensoren S1 (I0.1) und S2 (I0.2) genommen. Wenn sie also ausgelöst werden, sind die roten Lichter (Q0.2 & Q0.3) AUS. Wenn ein Auto die leere Passage vollständig passiert, sollten die roten Lichter (Q0.2 & Q0.3) AUS sein.
    Netzwerk 7:
    In diesem Netzwerk sind die grünen Lichter (Q0.0 & Q0.1) EIN, wenn die roten Lichter AUS sind. Die grünen Lichter (Q0.0 & Q0.1) ermöglichen anderen Autos das Ein- oder Ausfahren.
    Netzwerk 8:
    Wenn die roten Lichter (Q0.2 & Q0.3) zu diesem Zeitpunkt EIN sind, sollten die grünen Lichter (Q0.0 & Q0.1) AUS sein. Wenn in diesem Netzwerk also die roten Lichter (Q0.2 & Q0.3) zu diesem Zeitpunkt EIN sind, wird der Reset-Befehl ausgeführt und die grünen Lichter (Q0.0 & Q0.1) werden AUS sein.
    Netzwerk 9:
    Wenn der System-Ein-Schalter (I0.0) AUS ist, sollten alle Speicher 0 sein. Hier haben wir den MOVE-Befehl verwendet, um Nullen in allen Speichern (MB0, QB0 und MB10) zu verschieben.
    Dieses Beispiel dient nur der Konzepterklärung, nicht alle Parameter werden in diesem Beispiel berücksichtigt (wie Türöffnungs-/Schließsystem, Alarme usw.)
    Ergebnis

    Hinweis: Die obige SPS-Logik liefert eine grundlegende Idee zur Anwendung von SPS bei der Parksteuerung von Ein-/Ausgangstoren. Die Logik ist begrenzt und stellt keine vollständige Anwendung dar.
    leizuofa
    Dies ist ein SPS-Programm zum Implementieren eines Programms zum Zählen von Objekten auf dem bewegten Förderband.
    Zählen bewegter Objekte auf dem Förderband
    Objekte bewegen sich auf dem Förderband. Wir müssen die Gesamtzahl der am Ende des Förderbands gesammelten Objekte zählen und auf dem lokalen Bedienfeld anzeigen.
    Schreiben Sie ein SPS-Programm für diese Anwendung.
    Problemdiagramm

    Problemlösung
    Hier verwenden wir ein SPS-Kontaktplanprogramm, um diese Logik zu implementieren.
    Meistens werden Näherungssensoren zum Erkennen der Objekte verwendet. Hier montieren wir Näherungssensoren, um die sich auf dem Förderband bewegenden Teile oder Objekte zu erkennen.
    Induktive Sensoren werden hauptsächlich zum Erkennen von Metallobjekten verwendet. Für andere Objekttypen verwenden wir kapazitive Näherungssensoren zum Erkennen der sich auf dem Förderband bewegenden Objekte. Wir verbinden diesen Sensor mit der SPS und zählen mithilfe der Zählerlogik die Anzahl der Objekte und zeigen die Gesamtzahl auf dem lokalen Bedienfelddisplay an.
    Hier verwenden wir einen Aufwärtszähler zum Zählen der am Ende des Förderbands gesammelten Objekte.
    Hinweis: Hier haben wir eine einfache Anwendung zum Zählen von Objekten betrachtet. Wir haben einen Näherungssensor zum Erkennen der Objekte betrachtet. Der Näherungssensor erkennt das Objekt und der PLC-UP-Zähler zählt die gesammelten Objekte.
    Liste der Ein- und Ausgänge
    Digitale Eingänge
    Start: I0.0
    Stopp: I0.1
    Näherung: I0.2 (Objekterkennung)
    Zähler zurücksetzen PB: I0.3
    Digitaler Ausgang
    Zyklus EIN: Q0.0
    M-Speicher
    Zähler zurücksetzen: M0.1
    Gesamtzahl gesammelter Objekte: MW10
    PLC-Kontaktplanlogik zum Zählen von Objekten auf dem Förderband

    Erklärung der Kontaktplanlogik
    Für diese Anwendung verwenden wir S7-300 PLC und TIA-Portalsoftware zum Programmieren. Wir können diese Logik auch mit anderen PLCs implementieren.
    Netzwerk 1:
    Im ersten Netzwerk haben wir einen Verriegelungskreis für Zyklus EIN verwendet. Hier haben wir START PB (I0.0) verwendet, um den Zyklus zu starten, und STOP PB (I0.1), um den Zyklus zu stoppen.
    Netzwerk 2:
    Der PLC-Zählerbefehl wird verwendet, um die Anzahl der Objekte zu zählen. Näherungssensoren sind in der Nähe des Förderbands angebracht.
    Wenn sich ein Objekt dem Näherungssensor (I0.2) nähert, erkennt dieser das Objekt und der Ausgang des Sensors wird aktiviert oder wechselt in den EIN-Zustand.
    Wenn sich kein Objekt in der Nähe des Näherungssensors befindet, wird der Ausgang des Sensors deaktiviert oder wechselt in den AUS-Zustand.
    Der PLC-Zähler zählt inkrementell. Die Gesamtzahl der gezählten Objekte wird im Speicherwort oder Register (MW10) gespeichert.
    Hinweis: Die obige Anwendung kann von der tatsächlichen Anwendung abweichen. Dieses Beispiel dient nur zu Erklärungszwecken. Wir können diese Logik auch in anderen PLCs implementieren. Dies ist das einfache Konzept des AUFWÄRTS-Zählers. Mit diesem Konzept können wir Objekte zählen, die sich auf dem Förderband bewegen, oder jede andere Zählanwendung. Diese Logik ist nur ein Teil oder nur für eine bestimmte Anwendungslogik.
    Alle im Beispiel berücksichtigten Parameter dienen nur zu Erklärungszwecken. In tatsächlichen Anwendungen können die Parameter anders sein.
    Ergebnis

    leigehong
    Fragen und Antworten zu speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS)
    Diese SPS wird zum Starten und Stoppen eines Elektromotors sowie zum automatischen Herunterfahren verwendet, wenn einer der drei „Abschaltzustände“ eintritt:
    Übermäßige Vibration Überstrom (Überlastungsheizkontakt) Hohe Wicklungstemperatur Motorauslöselogik mit SPS-Programmierung

    Der Status jedes Abschaltkontakts ist wie folgt:
    Vibrationskontakt: geschlossen, wenn in Ordnung, öffnet, wenn Vibration übermäßig wird Überlastkontakt: geschlossen, wenn in Ordnung, öffnet, wenn überlastet Temperaturkontakt: geöffnet, wenn in Ordnung, schließt, wenn heiß Zeichnen Sie ein SPS-Ladder-Logikprogramm zum Starten und Stoppen dieses Motors.
    Achten Sie darauf, dass das Programm verriegelt wird, damit der Bediener die Starttaste nicht gedrückt halten muss, um den Motor am Laufen zu halten.
    Antwort:
    Finden Sie Fehler in der Logik? Teilen Sie sie uns in den Kommentaren mit.

    leikang
    In diesem Beitrag erfahren wir, wie man digitale und analoge Eingänge in einer SPS filtert.
    Wie im Thema beschrieben, ist Filtern ein Mittel, um unerwünschte Spitzen in den in der SPS empfangenen Signalen zu entfernen. Seine Aufgabe besteht darin, die Schwankungen zu beseitigen und nur die richtigen Signaländerungen zu einem bestimmten Zeitpunkt an die SPS weiterzuleiten.
    In einer SPS kommt zuerst die Filterschaltung und dann die SPS-Eingangsverarbeitungsschaltung, die den endgültigen gefilterten Eingang akzeptiert und für ihre Logik verwendet.

    Digitale SPS-Eingangsfilter
    Betrachten wir zunächst den digitalen Eingang. Die Aufgabe eines Eingangs mit einem Filter besteht darin, einen digitalen Feldeingang zu akzeptieren und ihn über den Filter an eine Verarbeitungsschaltung weiterzuleiten.
    Wenn Sie das folgende Bild sehen, besteht es aus zwei Teilen.
    Zunächst einmal zeigt der grüne Kreis an, dass die Eingangsänderung weitergeleitet wird, und der rote Kreis zeigt an, dass die Eingangsänderung nicht weitergeleitet wird.
    Im ersten (oberen) Teil gibt es zwei Änderungen, bei denen es viele Schwankungen gibt und diese Eingangsänderungen umgangen werden.
    Es gibt zwei Änderungen, bei denen es keine Schwankungen gibt und diese Eingangsänderung an die Verarbeitungsschaltung weitergegeben wird. Die gleiche Theorie gilt für den zweiten (unteren) Teil. Dies ist durch Filtern möglich.

    Das Filtern wird durch einen Faktor oder eine Zeit definiert. Angenommen, Sie stellen eine Zeit von 3 ms ein. Die Rolle des Filters besteht darin, nur die Eingangsänderung zu akzeptieren, die länger als 3 ms bleibt.
    Wenn sich die Eingabe vor 3 ms ändert, wird diese Eingabe nicht berücksichtigt und ignoriert. Dies bedeutet, dass kurze und hochfrequente Störimpulse vernachlässigt werden.
    Diese Logik ist dieselbe wie ein Entprell-Timer, den wir in die SPS-Logik schreiben.
    Im folgenden Bild schaltet sich die Lampe nur ein, wenn der Startknopfeingang 3 Sekunden lang hoch bleibt.
    Dies ist dieselbe Logik, die in einem digitalen Passfilter verwendet wird. Die Eingangsänderung wird nur dann an den Verarbeitungsteil weitergeleitet, wenn dieser Eingang für die eingestellte Zeit einen Zustand (hoch oder niedrig) beibehält.

    Abgesehen von der Zeit haben einige SPS, wie besprochen, die Möglichkeit, anstelle der Zeit einen Faktor einzustellen.
    Der Faktor berechnet die interne Zeit und bestimmt die Filterstufe. Je höher der Faktorwert, desto höher die Filterleistung.
    SPS-Analogeingangsfilter
    Sehen wir uns nun die Filterung bei analogen Eingängen an. Da analoge Eingänge von Natur aus variabel sind, kann die Filterlogik für sie nicht auf dieselbe Weise wie für digitale Eingänge implementiert werden.
    Daher wird bei analogen Eingängen eine Mittelwertlogik verwendet. Der Filter mittelt die in einer bestimmten eingestellten Zeit erreichten Werte und gibt einen durchschnittlichen Endwert für diese Zeit an.
    Siehe das Bild unten für die Studie.

    Die erste – die blaue Farbe hat einen Faktor von 1.
    Die zweite – die grüne Farbe hat einen Faktor von 2.
    Die dritte – die orange Farbe hat einen Faktor von 3.
    Die vierte – die braune Farbe hat einen Faktor von 4.
    Wenn der Wert des Filterfaktors zunimmt, können Sie sehen, dass sich die Form des Signals verbessert, indem das Signal mit einem schärferen Wert gefiltert wird.
    In einer festgelegten Zeit wird der Filter die Werte mitteln, die er vom Eingang erhält; und basierend auf den darin verwendeten Formeln wird er den endgültigen Durchschnittsausgang pro Zeit ausgeben.
    Wenn also der Filterfaktor oder die Gewichtung erhöht wird, erhalten wir einen feineren Wert eines analogen Signals mit weniger Störungen. Normalerweise wird zu diesem Zweck ein First-Pass-Filter verwendet.
    Daraus schließen wir, dass die Filterung sehr nützlich ist, um unerwünschtes Rauschen vom Feldeingang zu reduzieren und geeignete Werte weiterzugeben, was auch den SPS-Eingangsschaltkreis vor Schäden schützt; wenn hohe oder unerwünschte Spitzen auftreten.
    leigehong
    Der Hauptunterschied zwischen DCS und PLC ist das Geschäftsmodell, das wir im Vergleich zwischen DCS- und SPS-Architektur erörtert haben.
    DCS- versus SPS-Architektur
    Das DCS-Geschäftsmodell basiert auf einem monolithischen integrierten System eines einzigen Herstellers.
    DCS-Architektur
    Bei einem DCS sind Controller, E/A-Subsystem, Datenbankserversoftware, Engineering-Software und Bedienersoftware alle eine einzige monolithische Einheit, die gemeinsam entwickelt wurde und nur miteinander funktioniert.
    Es ist nicht möglich, Komponenten von Drittanbietern zu verwenden. Es ist nicht möglich, eine dieser Komponenten auf einem anderen System zu verwenden.
    Ein DCS verwendet ein E/A-Subsystemnetzwerk und ein Steuerungsnetzwerk auf Basis von Standard-Ethernet, jedoch mit einem proprietären Anwendungsprotokoll und normalerweise nur mit einem bestimmten zugelassenen Modell von Ethernet-Switches.

    Abbildung 1 In einem DCS stammen alle Komponenten vom selben Hersteller.
    Nur eine bestimmte Version von Windows ist zulässig und nur auf einem Typ zugelassener Computer, der vom DCS-Hersteller geliefert wird.
    Diese Einschränkungen ermöglichen es dem DCS-Hersteller, alles sehr gründlich, in großem Maßstab, mit hoher Belastung, mit vielen Controllern und Arbeitsstationen zusammen zu testen.
    Anwendungen wie Batch-Steuerung, erweiterte Steuerung und Auto-Tuning usw. werden ebenfalls zusammen getestet. Dadurch wird sichergestellt, dass es keine Kompatibilitätskonflikte und unvorhergesehenen Abhängigkeiten gibt.
    Gründliche Tests im großen Maßstab sind möglich, da es im Wesentlichen nur einen Typ jeder Komponente gibt, also nur eine oder sehr wenige Kombinationen.
    Software von Drittanbietern ist nur auf separaten „Anwendungsstationen“ zulässig, wo sie nicht mit den nativen DCS-Anwendungen in Konflikt geraten kann und vom DCS-Hersteller getestet und genehmigt werden muss; auf die Whitelist gesetzt.
    Ein DCS ist monolithisch und verwendet E/A-Subsystem, Controller und Software derselben Marke sowie eine einzige Computer- und Betriebssystemplattform. Dies wurde im großen Maßstab gründlich getestet.
    DCS-Langzeitsupport
    Systeme bleiben normalerweise 15 Jahre oder länger betriebsbereit. Während dieser Zeit wird es mehrere Windows-Versionen, Service Packs, Hotfixes und zahlreiche Updates der Virendefinitionen geben, und auch die Computerhardware muss ersetzt werden.
    Normalerweise unterstützt DCS nur eine einzige Art von Antivirensoftware, und wenn es eine neue Virendefinition gibt oder wenn es ein Service Pack oder einen Hotfix für das Windows-Betriebssystem gibt, wird die gesamte monolithische Suite aller Hardware und Software vor der Veröffentlichung erneut vom Systemanbieter zusammen getestet, um sicherzustellen, dass die Virendefinition und das Service Pack ohne Kompatibilitätskonflikte bereitgestellt werden können.
    DCS-Upgrade
    DCS-Versionen werden auch als eine einzige monolithische Einheit aller Hardware und Software aktualisiert, wie z. B. E/A-Karten-Firmware, Controller-Firmware, Serversoftware, Engineering-Station-Software, Operator-Station-Software sowie jede andere Software, die alle zusammen aktualisiert werden.
    Jedes Mal, wenn es eine neue Systemversion gibt, werden alle diese Komponenten im Voraus vom Systemhersteller gründlich und in großem Umfang zusammen getestet, um sicherzustellen, dass sie alle miteinander kompatibel sind.
    Darüber hinaus wurde der Online-Hotcutover-Prozess von der früheren Version auf die neue Version gründlich und in großem Umfang getestet, um eine reibungslose Bereitstellung vor Ort sicherzustellen.
    Diese Sicherheit, die gründliche und groß angelegte Tests bieten, macht DCS bei großen Anlagen wie petrochemischen Komplexen sehr beliebt. Solche Tests werden durch die wenigen Kombinationen in einem monolithischen System praktikabel.
    SPS-Architektur/Geschäftsmodell
    Das SPS-Geschäftsmodell basiert auf einer flexiblen Architektur eines Systemintegrators (SI).
    SPS-Architektur
    Die SPS-Architektur ist sehr flexibel, da jede Komponente von einem der vielen Anbieter frei ausgewählt werden kann. Die SPS ist die CPU mit Konfigurationssoftware und IO-Subsystem.
    Manchmal kann das I/O-Subsystem von einem Drittanbieter stammen. Sogar I/O-Karten, die in die Rückwand eingesteckt werden, können von Drittanbietern stammen.
    Die HMI-Software stammt normalerweise von einem Drittanbieter. Ein nativer OPC-Server des SPS-Herstellers ist normalerweise am besten, manchmal werden jedoch auch OPC-Server von Drittanbietern verwendet.

    Abbildung 2 Für eine SPS werden Komponenten verschiedener Hersteller integriert
    Grundsätzlich funktioniert jede SPS mit jedem E/A-Subsystem, OPC-Server und jeder HMI-Software, da Standardprotokolle wie PROFIBUS-DP, PROFINET, Modbus/RTU, Modbus/TCP, DeviceNet und EtherNet/IP sowie OPC usw. verwendet werden.
    Netzwerkgeräte, Computer und Windows-Version können frei gewählt werden. Einige Komponenten, die nicht funktionieren, werden auf die schwarze Liste gesetzt.

    Abbildung 3 DCS verwendet einen einzigen Lieferanten, während SPS-Lösungen mehrere Lieferanten kombinieren, was zu einer großen Anzahl von Kombinationen führt
    Hinweis: Heutzutage ist auch ein einziger SPS-Paketlieferant verfügbar
    Diese Flexibilität ermöglicht Hunderte von Kombinationen aus Hardware und Software, was es diesen Herstellern unmöglich macht, zusammenzukommen und jede mögliche Kombination ihrer Hardware und Software auf jeder Windows-Version zu testen, bevor sich ein Werk zum Kauf entscheidet.
    Einige Kombinationen können von den beteiligten Herstellern getestet werden, aber dies kann in großem Maßstab und mit hoher Belastung erfolgen oder auch nicht.
    Eine SPS erlaubt jede Kombination aus E/A-Subsystem, CPU und HMI/SCADA-Software auf einer großen Vielfalt von Computer- und Betriebssystemplattformen. Nicht jede Kombination kann getestet werden.
    Der SPS-Hersteller liefert möglicherweise alle Hardware- und Softwarekomponenten vom selben Hersteller, da viele SPS-Hersteller HMI-Unternehmen übernommen haben. Wenn dies der Fall ist, wurde diese bestimmte Kombination möglicherweise gründlicher getestet als die anderen getesteten Kombinationen.
    Zusätzliche Anwendungen von Drittanbietern wie Batch-Steuerung, erweiterte Steuerung und Auto-Tuning usw. werden im Allgemeinen nicht zusammen getestet, da dies zu einer noch größeren Anzahl von Kombinationen führt.
    Die SPS verwendet genau wie DCS proprietäre Konfigurationssoftware. Das heißt, Sie können für Ihre SPS keine Konfigurationssoftware von Drittanbietern verwenden, genau wie für ein DCS.
    Ein nativer OPC-Server für die SPS ist besser als ein OPC-Server von Drittanbietern, da die SPS-Konfigurationssoftware den Adressraum für den OPC-Server im Allgemeinen automatisch konfiguriert.
    Langfristige Unterstützung für SPS
    Während der 15 oder mehr Jahre eines typischen Systembetriebs wird es mehrere Windows-Versionen, Service Packs, Hotfixes, viele Updates für Virendefinitionen geben, und auch die Computerhardware muss ersetzt werden.
    Normalerweise gibt es für SPS keine Beschränkungen hinsichtlich der Antivirensoftware oder der Version des Windows-Betriebssystems, sodass die Anzahl der Kombinationen aus Virendefinitionen, Service Packs und Hotfixes für diese Hersteller zu groß und unpraktisch wird, um gemeinsam jede mögliche neue Kombination vor einer Bereitstellung in Anlagen zu testen und sicherzustellen, dass es bei der Bereitstellung auf der großen Anzahl von Kombinationen aus Hardware und Software zu keinen Kompatibilitätskonflikten kommt.
    Der SPS-Hersteller kann sich auf eine einzige Antivirensoftware und Windows-Version beschränken. Wenn dies der Fall ist, wurde diese bestimmte Kombination möglicherweise gründlicher getestet als die anderen Kombinationen, die sie testen.
    SPS-Upgrade
    Bei einer SPS werden Hardware- und Softwarekomponenten einzeln aktualisiert. Das heißt, Firmware des E/A-Subsystems, CPU-Firmware und Konfigurationssoftware, OPC-Server, HMI-Software sowie jede andere Software werden unabhängig voneinander aktualisiert.
    Wenn man die verschiedenen Versionen für jede Komponentenoption berücksichtigt, wird die Anzahl der Kombinationen um ein Vielfaches größer.
    Diese Flexibilität macht es für diese Hersteller unpraktisch, zusammenzukommen und jede mögliche Kombination neuer Versionen vor dem Einsatz in Anlagen zu testen.
    Das Testen des Hot-Cutovers einer Kombination von Versionen auf eine andere Kombination von Versionen wird nahezu unmöglich.
    Der SPS-Hersteller kann alle Hardware- und Softwarekomponenten liefern, sich auf eine einzige Antivirensoftware und Windows-Version beschränken, die vor dem Einsatz getestet werden, und sich auf ein einziges E/A-Subsystem beschränken (Datenbankserver, Controller/SPS, Bedienstation/HMI, DCS, SPS, systemweite Versionsupgrades) und den Hot-Cutover vor dem Einsatz testen.
    Auf diese Weise würde die Flexibilität der SPS aufgegeben, um die Robustheit eines DCS zu erreichen.
    leizuofa
    Wenn Sie in einem industriellen Automatisierungssystem für die SPS-Programmierung arbeiten, haben Sie Anforderungen, bei denen Sie einen Prozess schrittweise oder schrittweise steuern müssen.
    Steuerungsalgorithmen
    Sie können eine Logik nicht einfach direkt ein- oder ausschalten, um Ihre Arbeit zu erledigen. Dies kann sich nachteilig auf Ihre tatsächliche SPS-Ausgabe auswirken. Aus diesem Grund stehen in einem SPS-Programm verschiedene Arten von Steuerungsmethoden für entsprechende Aktionen zur Verfügung.

    In diesem Beitrag werden wir die verschiedenen Steuerungsalgorithmusmethoden sehen, die in einem SPS-Programm verwendet werden.
    PID-Steuerung
    Dies ist bei weitem die bekannteste Steuerungsmethode. PID verwendet einen geschlossenen Regelkreismechanismus zur Steuerung. Dies bedeutet, dass es zuerst das Feedback erhält und basierend auf Ihren Wünschen die Ausgabe entsprechend variiert.
    Dafür verwendet der PID-Regler interne mathematische Berechnungen mit drei Parametern – Proportion, Integral und Ableitung. Wenn Sie also einen Kühler mit einem Kompressor steuern möchten, steuert die SPS die Kompressorleistung, indem sie zuerst die tatsächliche Temperatur misst und sie mit der vom Benutzer benötigten Temperatur vergleicht.
    Basierend auf dieser Differenz wird die Kompressorleistung jedes Mal entweder schrittweise gesteuert oder ein- und ausgeschaltet, um die Temperatur aufrechtzuerhalten. Zu diesem Zweck wird im SPS-Programm ein PID-Block verwendet.
    Funktionsgenerator
    Dies ist eine sehr einfache Art der Steuerungsmethode. Im Funktionsgenerator müssen Sie eine Eingabetabelle mit n Werten definieren. Definieren Sie auf ähnliche Weise eine Ausgabetabelle mit n Werten.
    Wenn wir also beispielsweise 10 Wertetabellen sowohl auf der Eingabe- als auch auf der Ausgabeseite definieren, haben wir ein Element der Größe 10. Nun haben diese 10 Elemente unterschiedliche Werte. Wenn Sie auf der Eingabeseite 0-100 einstellen, haben wir auf der Ausgabeseite 0-50 eingestellt. Diese 10 Elemente sind 10 Bereiche, also 0-10, 10-20, 20-30 usw.
    Dementsprechend wird die Ausgabeseite in 10 Elemente von 0-5, 5-10, 10-15 und so weiter bis 50 aufgeteilt. Wenn eine Echtzeiteingabe zwischen einem beliebigen Wert auf der Eingabeseite liegt, wird die entsprechende skalierte Ausgabe weitergegeben. Hier haben Sie volle Flexibilität, die Werte der Eingabe- und Ausgabetabelle festzulegen.
    Fuzzy-Logik-Steuerung
    Fuzzy-Logik ist eine relativ gute Methode zur Steuerung einer Ausgabe. Normalerweise haben Sie zwei binäre Zustände – 0 und 1. Betrachten wir also, ob ein Ventil geöffnet oder geschlossen werden kann. Aber was ist, wenn das Ventil dazwischen feststeckt? Wir wissen nicht, ob sich das Ventil in der Nähe des offenen oder geschlossenen Zustands befindet. In diesem Fall hilft es, wenn ein Zustand zwischen 0 und 1 vorliegt. Dies hilft, einer Möglichkeit zumindest näher zu kommen. Dies wird als Fuzzy-Logik bezeichnet.
    Hier können Sie Werte in der Nähe von 0 und 1 definieren. Es kann beispielsweise 0,9 oder 0,2 sein. Dementsprechend können Sie die Ausgaben steuern, wenn sie sich diesen Werten nähern. Und wenn der äußerste Grenzwert erreicht ist, also 0 oder 1, können Sie das Ventil vollständig öffnen oder schließen.
    Davor können Sie die Ventile schrittweise betätigen. Dies ermöglicht eine präzisere Steuerung des Prozesses. Dieser Steuerblock ermöglicht also eine Sammlung von Werten, die in unvorhersehbaren Situationen nützlich sein können. Es erfordert viel Wissen und Fachkenntnisse, um die Werte und Einstellungen richtig einzustellen, damit die Logik richtig funktioniert.
    Positionsproportional
    Diese Logik öffnet oder schließt ein Gerät, indem sie Kontakte mit einem vom Benutzer festgelegten vordefinierten Timer pulsierend öffnet oder schließt. Dies geschieht für eine Impulsbreite, die proportional zur Abweichung zwischen der erforderlichen Position und der aktuellen Position ist.
    Sie müssen Steuerparameter festlegen, z. B. wie viel Minimum und Maximum die Ausgabe begrenzt werden soll, wie lange welche Ausgabe eingeschaltet bleiben soll, mit welcher Rate das Gerät in %/Sekunde öffnen oder schließen soll usw.
    Der Funktionsblock nimmt tatsächliches Feedback entgegen, wertet interne Timer aus und prüft, ob das Öffnen oder Schließen innerhalb der gewünschten Rate erfolgt oder nicht. Wenn nicht, wird der entsprechende Öffnungs- oder Schließimpuls ausgegeben.
    Auf diese Weise haben wir die verschiedenen Methoden der Steuerungsalgorithmen kennengelernt, die bei der SPS-Programmierung verwendet werden.
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