đồ án: thiết kế hệ thống điều khiển tự động, chương 16

Giới thiệu Theo tiêu chuẩn quốc tế, ngôn ngữ lập trình của PLC có năm ngôn ngữ đó là sơ đồ thang LAD, sơ đồ hàm lô gíc FBD, Sơ đồ hàm nhiệm vụ gián đoạn Grafcet, bảng lệnh STL và ngôn ngữ lập trình bậc cao: soạn thảo cấu trúc ST (Structured Text). Bốn ngôn ngữ cơ bản ta đã giới thiệu ở phần đầu. Tiêu chuẩn quốc tế cho các ngôn ngữ PLC Có rất nhiều tiêu chuẩn lập trình cho PLC được đưa ra bởi các Uỷ ban quốc gia và quốc tế để phát triển giao...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
đồ án: thiết kế hệ thống điều khiển tự động, chương 16 Ch−¬ng 16: LËp tr×nh b»ng ng«n ng÷ tiªu chuÈnGiíi thiÖuTheo tiªu chuÈn quèc tÕ, ng«n ng÷ lËp tr×nh cña PLC cã n¨m ng«n ng÷®ã lµ s¬ ®å thangLAD, s¬ ®å hµm l« gÝc FBD, S¬ ®å hµm nhiÖm vô gi¸n ®o¹n Grafcet,b¶ng lÖnh STL vµ ng«n ng÷ lËp tr×nh bËc cao: so¹n th¶o cÊu tróc ST(Structured Text). Bèn ng«n ng÷ c¬ b¶n ta ®· giíi thiÖu ë phÇn ®Çu.Tiªu chuÈn quèc tÕ cho c¸cng«n ng÷ PLCCã rÊt nhiÒu tiªu chuÈn lËp tr×nh cho PLC ®−îc ®−a ra bëi c¸c Uû banquèc gia vµ quèc tÕ®Ó ph¸t triÓn giao diÖn chung cho thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn kh¶ lËp tr×nh. Tõ1979 mét nhãm c¸c chuyªn gia lËp tr×nh quèc tÕ d−îc tËp hîp tõ métsè c¸c Uû ban quèc gia ®Ó so¹n th¶o nh÷ng s¬ ho¹ ®Çu tiªn vÒ tiªuchuÈn dÔ hiÓu cña PLC. Uû ban ph¸c ho¹ tiªu chuÈn nµy ra®êi n¨m 1982. Sau khi Uû ban nµy ®Ö tr×nh tµi liÖu ph¸c th¶o ®Çu tiªn vµhiÖu chØnh ban®Çu, hä cho r»ng tiªu chuÈn nµy kh¸ phøc t¹p ®Ó cã thÓ xö lý nh− mét tµiliÖu ®¬n gi¶n. KÕt qu¶, nhãm lµm viÖc ph¶i t¸ch ra lµm n¨m nhãm víinhiÖm vô kh¸c nhau t−¬ng øng víi mçi phÇn cña tiªu chuÈn. PhÇn 1thùc hiÖn vÒ c¸c th«ng tin chung, phÇn hai vÒ thiÕt bÞ vµ thö nghiÖm,phÇn ba vÒ c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh, phÇn bèn lµ h−íng dÉn sö dông vµphÇn n¨m lµ truyÒn th«ng.Mçi nhãm cã vµi chuyªn gia qu«c tÕ cã sù trî gióp cña c¸c nhãmchuyªn gia quèc gia. Tiªu chuÈn IEC 61131-3 vÒ c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nhcho PLC ®−îc ra ®êi n¨m 1993 bëi Uû ban kü thuËt ®iÖn quèc tÕ(International Electrotechnical Commision). Theo tiªu chuÈn nµy cãba ng«n ng÷ lËp tr×nh ®å ho¹ cho PLC lµ s¬ ®å thang LAD, S¬ ®å hµm l«gÝc FBD vµ GRAFCET vµ hai ng«n ng÷ trªn c¬ së b¶ng lÖnh STL vµ cÊutróc so¹n th¶o ST. TiªuchuÈn c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh cña PLC cho phÐp lËp tr×nh c¸c phÇnkh¸c nhau cña øng dông b»ng mét ng«n ng÷ kh¸c nhau vµ ttæ hîp l¹ithµnh mét ch−¬ng tr×nh thùc hiÖn ®¬n gi¶n.Ng«n ng÷ LAD lµ ng«n ng÷ sö dông réng r·i nhÊt cña c¸c PLC. Ng«nng÷ nµy bao gåm mét tËp hîp c¸c lÖnh ®Ó thùc hiÖn phÇn lín c¸c chøcn¨ng ®iÒu khiÓn c¬ b¶n nh−: l« gÝcd¹ng r¬ le, lÖnh ®Õm thêi gian vµ ®Õm, vµ c¸c phÐp to¸n c¬ b¶n. MÆc dïvËy, tuú thuéc vµo m« ®en cña PLC, ng−êi lËp tr×nh cã thÓ më rénghay n©ng cao c¸c tËp hîp lÖnh ®Ó thùc hiÖn c¸c phÐp tÝnh kh¸c. C¸cchøc n¨ng t¨ng c−êng ®−îc sö dông cho ®iÒu khiÓn t−¬ng tù, thao t¸cvíi d÷ liÖu, b¸o c¸o, ®iÒu khiÓn l« gÝc phøc howpj vµ c¸c chøc n¨ngkh¸c.Ng«n ng÷ s¬ ®å hµm chøc n¨ng FDB lµ ng«n ng÷ ®å ho¹. Ng«n ng÷ nµysö dông c¸c s¬®å cña c¸c phÇn tö l« gÝc t−¬ng tù nh− trong ®¹i sè Bool ®Ó thÓ hiÖn 1c¸c hµm l« gÝc. Ng−êi ta còng sö dông c¸c s¬ ®å khèi phøc hîp ®Ó th−îchiÖn c¸c phÐp tÝnh nh− ®Õm thêi gian, ®Õm, c¸c phÐp tÝnh sè häc, n¹p, sos¸nh vµ truyÒn d÷ liÖu. Ng−êi lËp tr×nh cã thÓ sö dông ng«n ng÷ nµy ®ÓlËp ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn phøc t¹p, nhê th− viÖn s¬ ®å hµm chøc n¨ngcã kÕt nèi víi c¸c s¬ ®å khèi.Ng«n ng÷ b¶ng lÖnh lµ ng«n ng÷ lËp tr×nh cÊp thÊp. Ng«n ng÷ nµy rÊt®¬n gi¶n vµ dÔ lËp tr×nh cho c¸c øng dông nhá hay ®Ó tèi −u ho¸ c¸c phÇncña mét øng dông. C¸c lÖnh lu«n g¾n víi kÕt qu¶ tøc thêi. KÕt qu¶ cñaphÐp tÝnh thùc hiÖn gi÷ c¸c bé ghi ®−îc l−u vµo bé ghi kÕt qu¶, thay chogi¸ trÞ tr−íc ®ã.Ng«n ng÷ lËp tr×nh b»ng so¹n th¶o theo cÊu tróc ST lµ ng«n ng÷ lËp tr×nhbËc cao, thiÕt kÕcho tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh. Ng«n ng÷ nµy ®−îc sö dông ®Ó thùc hiÖn c¸cc¸c qu¸ tr×nh phøc t¹p mµ c¸c ng«n ng÷ ®å ho¹ kh«ng thÓ biÓu diÔn ®−îcdÔ dµng. Ng«n ng÷ ST lµ 2ng«n ng÷ diÔn t¶ c¸c ho¹t ®éng bªn trong c¸c b−íc vµ c¸c ®iÒu kiÖn g¾n víitr¹ng th¸i qu¸®é t−¬ng tù nh− ng«n ng÷GRAFCET.GRAFCET lµ ng«n ng÷ ®å ho¹ dïng ®Ó diÔn t¶ c¸c ho¹t ®éng kÕ tiÕp.Qu¸ tr×nh ®iÒukhiÓn ®−îc thÓ hiÓn nh− mét tËp hîp c¸c b−íc ho¹t ®éng liªn kÕt b»ngc¸c tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp qu¸ ®é. §iÒu kiÖn l« gÝc cña mçi ho¹t ®éngtrong mçi b−íc lµ tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp g¾n víi b−íc nµy. C¸c ho¹t ®éngtrong mét b−íc vµ c¸c ®iÒu kiÖn chuyÓn tiÕp tr¹ng th¸i cña chóng cã thÓthùc hiÖn b»ng c¸c lÖnh tõ c¸c ng«n ng÷ tiªu chuÈn kh¸c.Ng«n ng÷GrafcetNg«n ng÷ nµy diÔn t¶ c¸c ho¹t ®éng gièng nh− trong thùc tÕ cña c¸c hÖthèng. C¸c b−íc ho¹t ®éng ®−îc thÓ hiÖn b»ng c¸c c¸c s¬ ®å khèi, víi c¸cliªn kÕt lµ c¸c ®iÒu kiÖn b¾t ®Çu vµ kÕt thóc cña mçi b−íc. C¸c ®iÒu kiÖnnµy chÝnh lµ c¸c tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp cña gi÷a c¸c b−íc. Ch−¬ng tr×nh b¾t®Çu bao giì còng b»ng b−íc khëi ®éng, lµ n¬i mµ PLC b¾t ®Çu thùc hiÖnc¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn cña m×nh vµ còng ®ång thêi lµ n¬i quay trë vÒcña ch−¬ng tr×nh sau khi thùc hiÖn ®Õn lÖnh cuèi cïng hay sau khithùc hiÖn mét lÖnh ®iÒu kiÖn nµo ®ã buéc hÖ thèng ph¶i ho¹t ®éng l¹i tõ®Çu. Mçi s¬ ®å khèi cña mçi b−íc ho¹t®éng lµ mét ®¬n vÞ c¬ b¶n cña ng«n ng÷ GRAFCET, chøa ®ùng bªn trongnã l« gÝc ho¹t®éng cho mçi b−íc ®éc lËp cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ hay cña m¸y vµthiÕt bÞ. Trong mçi khèi cã thÓ ®−îc ®¸nh sè qui −íc thø tù thùc hiÖntrong ch−¬ng tr×nh vµ cã thÓ ®−îc ghi chó sang bªn ph¶i cña mçi khèi.C¸c ® ...