Industrial Control Languages

Modern endüstriyel otomasyon sırt kemiği, IEC 61131-3 uluslararası standart altında tanımlanan kararların yanı sıra, kontrol makineleri ve süreçleri ve #8212; Felsefe, görsel temsil ve ideal uygulamalar arasında, bu farklılıkları anlayan mühendisler ve teknisyenler, bu farklılıkları önemli ölçüde fark ettikleri kararları da yapabilirler.

Bu makale, bir dilin diğerini ortaya koyduğu tarihsel bağlamı, pratik güçlüleri ve zayıf yönleri keşfetmenin ötesinde temel tanımların ötesine geçiyor. Ayrıca, hibrit programlama yaklaşımlarını ve gelişen endüstriyel manzarayı nasıl tartışıyoruz (IIoT) ve kenar bilgisayar ve #8212; dil seçiminin etkisi.

Merdiven Mantık Nedir?

Merdiven Mantık 1960'larda ve 1970'lerde sert röle paneller için doğrudan bir yedek olarak ortaya çıktı. Görsel tasarım aynaları elektrik şematikleri elektrikçiler tarafından kullanılan elektrik şemaları ve yatay rungs içeren kontakları (inputs) ve bantlar ( ⁇ s) ile geçiş anlamına geliyordu.

Anahtar özellikler şunları içerir:

  • [FONT:0]Rung-based execution[[[Dönetici: Her bir rung sağdan sollanır, üstten alta, mevcut akışı bir devrede taklit eder.
  • [FONT=0)Boolean mantığı[Dönetici: Normal olarak açık ve normal olarak kapalı kontaklar, OR, NOT ve hafıza işlevlerini uygulamak için bir araya gelir.
  • [FONT:0]Timers ve karşıtlar[[Dönetici: Yapılı işlev blokları (bağışlar veya özel talimatlar olarak temsil edilir) zamanlamayı ve saymayı işlemektedir.
  • [FONT:0)IEC 61131-3 uyumluluk[[Dönetici: Modern Merdiven Mantık standartı takip eder, Rockwell Otomasyon, Siemens ve Mitsubishi gibi PLC markalarında taşınabilirliği sağlamak.

Onun mirası nedeniyle, Merdiven Mantıkı, ayrı imalat, paketleme, malzeme işleme için seçim dilidir ve elektrikçiler birincil sorunlayıcılar nerededir? sezgisel doğası hızlı bir şekilde saha silme izin verir: bir teknisyen, kontrol cihazı olarak vurgulayabilir, tam olarak hangi iletişim veya çıktıya neden olur.

Fonksiyonlar Blok Diagram (FBD) Nedir?

Fonksiyonlar Blok Diagram, sürekli döngüler, PID algoritmaları ve karmaşık bir ara ile birlikte, FBD, sinyal hatlarıyla bağlantılı dikdörtgen bloklar kullanıyor ve her blok belirli bir işlev ve #8212;mathematical, mantıksal veya veri odaklı ve #8212; ve programda yeniden kullanılabilir.

FBD'nin temel özellikleri şunlardır:

  • [FONT=0]Modularity[[Döneticiler önceden test edilmiş fonksiyon bloklarının kütüphanelerini inşa edebilir (örneğin, motor kontrolü, valf kesintisi) ve onları yeni projelere sürükler, gelişim süresini ve hata oranlarını azaltır.
  • [FONT:0)Data akış yönlendirmesi: Dil, sistemin içinden, kimyasal reaktörler veya su arıtma gibi sürekli süreçler için nasıl hareket ettiğini vurgulamaktadır.
  • [FONT:0]Strong karmaşık işlevleri için destek [Döneticiler: Bloklar aritik işlemleri, sinyal işleme, devlet makineleri ve özel algoritmaları uygulayabilir. Birçok PLC platformu gelişmiş kontrol için geniş kütüphaneler sağlar (fuzzy mantık, hareket profilleri, iletişim).
  • [FONT:0)IEC 61131-3 uyumluluk[[DÜT:1): Merdiven Mantıkı gibi, FBD standartlaşmıştır, ancak bazı satıcılar belirli bloklarla dili genişletir.

FBD özellikle PID döngüleri, cascade kontrolü, oran kontrolü ve toplu kesintiler gerektiren uygulamalarda yaygındır: yüzlerce blokla büyük bir program bile makul olarak çarşaflara (elektrik şemaları için) sahip olup olmadığını okumaktadır.

Detaylı Karşılaştırma: Merdiven Mantıkı vs. Function Block Diagram

Aralarında seçim yapmak için mühendisler birkaç boyutta ticaret-offları tartmalıdır. Aşağıdaki alt bölümler derinlikteki önemli faktörleri inceler.

Okuyabilme ve Öğrenme Curve

[FONT:0]Ladder Mantık[[Dönetici:0) Elektrikçiler ve teknisyenler için röle şematiklerle aşina olmak için düşük bir bariyer sunarlar. Tek bir rung, merdivenle mücadele etmek için basit bir kilit veya başlangıç / duraklama işlemi neredeyse anında tasarlanamaz. ancak mantık daha karmaşık ve #8212; analog analog karşılaştırmalar, matematik veya dize işleme ve #8212; rung yapısı, yüksek çözünürlükte bir şekilde taşınabilir hale gelir.

[FONT=0)FBD[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ

Debugging ve Sorun Gidering

Merdiven Mantıkında, online izleme her rung'in güç akışını vurgulamaktadır. Bu, bir teknisyenin program üzerinden gerçek zamanlı adım atmasına izin verir, kontakları değiştirme durumu koşulları değişken olarak değişir. Çünkü rungs doğrudan fiziksel kabloya karşılık gelir, PLC programı ile gerçek makine arasındaki korelasyon güçlü.Bu fabrika zemininde hızlı düzeltmeler için büyük bir avantajdır.

FBD'de, debugging eşit derecede güçlüdür, ancak veri akışı görselleştirmeye dayanır: mühendisler sinyal değerlerini bloklar yoluyla ortaya çıkarabilirler.For loops or feedback ways, bu basit bir dizi koşuşturmadan daha kolay olabilir. ancak, modern gelişim ortamları uçabilir ve tek adım atabilir ve merdiven mantığını takip edebilir.

Reusability and Modülerity

FBD burada parlıyor. İyi tasarlanmış bir işlev bloğu (örneğin, “Elektrik Hatalı Yeniden Yapın”), farklı parametre setleriyle onlarca kez anlıklanabilir. Blokun iç mantığına ilişkin değişiklikler, tutarlılık ve bakım çabasını sağlamak. Birçok kuruluş standart blokların iç kütüphanelerini inşa etmek, proje teslimatını hızlandırabilir ve şirket standartlarına uygun bir şekilde doğrulanabilir.

Merdiven Mantıkı ayrıca altları ve kullanıcı tanımlı işlev blokları (UDFBs) modern uygulamalarda destekler, ancak yeniden kullanılabilirlik genellikle füzyon ve inkonistency arasında değişmektedir. Yeniden tanımlanabilir merdiven mantığı bileşenleri oluşturmak mümkün olsa da, onları FBD ile daha yüksek belgeleyin.

Performans ve Scan Cycle

Her iki dil de aynı altta makine koduna derlenir, bu yüzden ham uygulama hızı eşdeğer bir mantık için benzerdir. Ancak, Merdiven Mantık'ın seri tarama, zamanlamayı etkileyebilecek kapalı ayrımı tanıtabilir. FBD'nin veri akışı yürütme modeli, tarama döngüsü içinde doğal olarak paraleldir: bağımsız girişler ile bloklar aynı anda de değerlendirilebilir, ancak çoğu PLC'ler hala uygulamada, performans farklılıkları, büyük çoğunluğu için uygun değildir.

Bir ince performans hesabı: FBD programları çok derin nested bloklarla (many level of hiyerarşi) blok çağrı yığınları için daha fazla hafıza tüketebilir, ancak bu, modern PLC'lerde çok sayıda kaynakla sınırlı bir faktördür.

Büyük Sistemler için Scalability for Large Systems

Elli I/O puanları ve basit Boolean mantığı ile küçük makineler için, Merdiven Mantık genellikle çalışma programına en hızlı yoldur. Ancak sistemler yüzlerce I / O puana büyürken, birden fazla sürücü ve karmaşık bir araya gelme, sabitleme eylemleri ve çapraz-referansları yönetmek bir meydan okuma haline gelir.

FBD ölçekleri daha zarif bir şekilde. Mühendisler, işlevsel alanları temsil eden farklı çarşaflar (sayfalar) bloklar düzenleyebilirler (örneğin, “Conveyor Bölüm A”, “Pump Station B”). Bu hiyerarşik dekompozisyon aynaları iyi yazılım mühendisliği uygulamaları ve büyük projeler de kullanılabilir hale getirir.Birçok FBD editörü aynı zamanda büyük resmi veya denetim detaylarını görmelerine izin verir.

Merdiven Mantıkını Ne Zaman Kullanır

Merdiven Mantık, elektrik bakım personelinin sorun gidermenin çoğunu gerçekleştirdiği endüstriler için altın standardıdır. Tipik kullanım koşulları şunları içerir:

  • [FONT:0]Simple makine kontrolü[[Dönetici: Pick-and-place birimleri, konveyör kemerleri, damga basınları, beton ve makineler, mantık kilitler, limit anahtarlar ve motor starters.
  • [FONT=0)Legacy sistemi modernizasyon[[Dönetici: Eski röle panellerini bir PLC ile yeniden yükleyin ancak eğitim ve belge için aynı şematik tarzı temsilini korur.
  • [FONT=0)Safety devreleri[Dönetici: Güvenlik PLCs genellikle sabit devreler için merdiven mantığını kullanıyor, güvenlik şemaları ile uyumlu olduğu gibi ve kontrol listesi ile doğrulamayı daha kolay.
  • [FONT:0] Eğitim ve eğitim[[Dönetici: · Birçok meslek okulu ve endüstriyel eğitim programı ilk olarak Merdiven Mantıkını öğretir çünkü temel elektrik kurslarından kavramlar üzerine inşa eder.

Örneğin, basit bir motor başlangıç ile başlanır / durgun itamatonlar, termal bir aşırı yükleme ve bir durum lambası. Merdiven Mantıkında bu, üç rungs ile yazılabilir ve FBD'de aynı mantık iki ve blok gerektirir ve bir Flip-flop, ki bu da bir tanecik çizmeye alışkın biri için biraz daha az sezgiseldir.

Fonksiyonlar Block Diagram Kullanılır

FBD karmaşık hesaplamaları talep eden uygulamalar için tercih edilen dil, sürekli kontrol döngüleri veya yüksek kullanım seviyeleri içerir: Common applications şunları içerir:

  • [FONT:0)Process control[[DÜT 1: 1): Kimyasal bitkiler, rafineriler, su arıtma tesisleri ve PID döngülerinin, cascades, feed ve oran kontrolü temelseldir.
  • [FONT:0)Motion kontrolü[[DÜT:1): Çok eksenli servo sistemler, dişli oranları, cam profilleri ve interpolasyon, fonksiyon blokları olarak uygulamak daha kolaydır.
  • [FONT:0) Otomasyonu [Döneticileri: Birden çok bölge ile HVAC sistemleri, kümesleme programları ve enerji optimizasyon stratejileri yeniden kullanılabilir blok kütüphanelerinden faydalanmaktadır.
  • [FONT=0)Distributed kontrol sistemleri (DCS))[DCS ortamları (e.g., Emerson DeltaV, Honeywell Experion) sürekli ve toplu kontrol için FBD'ye güveniyor.

Örneğin, bir ısıtıcı ve soğutma valfi ile bir reaktör için sıcaklık kontrolü döngüsü, birden fazla matematik operasyonu, bir PID bloğu, alarm işleme ve sınırlılık anlamına gelir. FBD'de bu, açıkça etiketli bloklarla tek bir sayfa olarak temsil edilebilir.In Dock Logic, aynı mantık, onlarca iş yerinde, bakım hatası-prone ile genişletecektir.

Hibrit Yaklaşımlar: Her iki Dili Yanmak

Modern IEC 61131-3 sistemler aynı proje içinde birden çok dili destekler. Mühendisler Merdiven Mantıkını basit bir iç içe ve güvenlik bölgelerine atlayabilirler, FBD'yi işlem döngüsü ve veri işleme için kullanırken. Bu hibrit yaklaşım, her dilin en çok önemli avantajlarından yararlanır. Örneğin, bir paketleme makinesi, besleme konveyör ve vaka erector için merdiven mantığını kullanabilir ve FBD'yi bir tünelin ısı ve basıncı için kontrol eder.

Birçok PLC programlama ortamı (örneğin, Siemens TIA Portal, Rockwell Studio 5000, KOSYS) programcıların bir dilde program organizasyon ünitesi (POU) oluşturmalarına ve bir takımdan aramalarına izin verir: elektrikçiler gelişmiş algoritmaları geliştirirken Merdiven Mantık bölümlerini korurlar.

Hibrit programlamanın bir diğer faydası, mirasın sistemden daha kolay göçdür. Bir bitki, tam bir yeniden yazma, yayılma riski ve eğitim masraflarını birden fazla sürüme gerek kalmadan bir makineden merdiven mantığına yavaş yavaş yavaş göç edebilir.

PLC Programlama Dilleri

Endüstriyel otomasyon peyzajı yazılım tanımlı kontrolörler, kenar hesaplamaları ile gelişiyor ve IIoT. Merdiven Mantık ve FBD baskın kalırken, çeşitli eğilimler dil seçimine etkileniyor:

  • [FONT:0]Object- odaklı uzantılar[DÜT:1): IEC 61131-3 üçüncü baskı, nesne odaklı özelliklerle Yapılı Text ve FBD. Fonksiyonlar blokları artık yöntemleri, özellikleri ve mirası içeriyor, FBD karmaşık sistemler için daha güçlü hale getiriyor.
  • [FONT=0) Yüksek seviyeli dil entegrasyonu[[Dönetici: Bazı PLCler C, C++ veya Python'u özel algoritmaların işlevleri bloklarında yer imlerinize izin verir.
  • [FONT:0]Virtual komisyoning[DÜDÜDÜDÜDÜDÜSTRİYE: 0,0)Virtual komisyoning[[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSTRİYE)[Üye Olmayanlar ve Simülasyon araçları genellikle Donanımdan ayrıştırılması için mantık gerektirir. FBD'nin modüler doğası simülasyon ortamlarında erken testlere kendini ödünç alır.
  • [FONT:0]Cybersecurity ve erişim kontrolü[DÜT:1): siber tehditler arttıkça, güvenli kodlama uygulamaları hayati hale gelir FBD'nin enkaplarıülasyonu, veri saklama ve kontrollü arabirimleri uygulamanıza yardımcı olur, saldırı yüzeyi azaltır.

Bu değişikliklere rağmen, temel açık, kullanılabilir mantık asla uzaklaşmayacaktır. Merdiven Mantıkı ayrı üretim için güçlü kalırken FBD ölçeklenebilirliği ve yeniden kullanılabilirliği sayesinde yeni alanlara genişletilir.

Sonuç: Hangi Daha İyi?

Merdiven Mantık ve Fonksiyonlar Blok Diagram arasındaki seçim, uygulamanın karmaşıklığına, bakım ekibinin uzmanlığına, yeniden kullanılabilirlik ve mevcut altyapıya ihtiyaç duyar. Hızlı, basit, güvenlik-kahkadar bir işgücü ile ilgili olarak, Merdiven Mantıkı genellikle pragmatik bir seçimdir. karmaşık, sürekli veya algoritma-heavy süreçleri için, modüler tasarım ve uzun vadeli koruma ihtiyacı vardır. FBD, avantajları sunar.

Sonsuza dek bir dil seçmek yerine, kurtarıcı otomasyon uzmanları hem de #8212'de yeterlilik geliştirir; ve Yapılı Text, Sequential Function Chart ve Öğretim Listesi & #8212; her görev için en uygun aracı seçebilirler. Nihai hedef güvenilir, verimli ve güvenli otomasyondur ve her iki kat daha fazla endüstriyel kullanım değerini kanıtlamıştır.

IEC 61131-3 standart ve programlama dili seçimi hakkında daha fazla okuma için, [[FONTCopenT:2) ve [[Dönetici[DÜSÜye Olmayanlar Arası Otomasyon Topluluğu[DÜye Olmayanlar İçin Tıklayınız.) Birçok PLC satıcısı, IE 61131-3[Döneticileri için ayrıntılı bir uygulama örneği sunar