Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Przegląd i analiza porównawcza wybranych sterowników PLC i urządzeń PAC w odniesieniu do współpracy z sieciami informatycznymi. Przygotowali: Babisz Grzegorz.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Przegląd i analiza porównawcza wybranych sterowników PLC i urządzeń PAC w odniesieniu do współpracy z sieciami informatycznymi. Przygotowali: Babisz Grzegorz."— Zapis prezentacji:

1 Przegląd i analiza porównawcza wybranych sterowników PLC i urządzeń PAC w odniesieniu do współpracy z sieciami informatycznymi. Przygotowali: Babisz Grzegorz Kudłacik Tomasz 1

2 Program prezentacji 1. Zarys historyczny 2. Budowa sterownika PLC 3. Języki programowania 4. Sterowniki PLC – przegląd 5. Ogólne informacje o sieciach 6. Możliwości komunikacyjne S Kontrolery PAC 2

3 Zarys historyczny 3

4 W 1968r. w firmie General Motors ustalono kryteria dla sterownika programowalnego. Celem było zastąpienie drogich i nieelastycznych układów sterowania przekaźnikowego. Przyjęto następujące założenia: Zarys historyczny Łatwość programowania i przeprogramowania, stosownie do zmieniających się warunków pracy Łatwość utrzymania w ruchu produkcyjnym, z możliwością napraw przez wymianę instalowanych modułów Większa niezawodność w warunkach przemysłowych, przy mniejszych gabarytach niż sprzęt przekaźnikowy Koszty porównywalne ze stosowanymi panelami przekaźnikowymi i szafami sterowniczymi 4

5 Zarys historyczny Za pierwszy sterownik jest uznawany, zaprojektowany przez Dicka Morleya w 1969 r., Modicon model 084, który zastąpił tradycyjne sterowanie przekaźnikowe. Ważył on 46kg i posiadał pamięć o rozmiarze 4kB! Popularność sterowników PLC rozpoczęła się na początku lat 70-tych. Początkowo sterowniki te zostały zaakceptowane przez przemysł samochodowy. Ich głównym zastosowaniem było zastąpienie układów przekaźnikowych w urządzeniach sterowania sekwencyjnego oraz w podobnych urządzeniach sterowania logicznego. 5

6 Zarys historyczny Z początkiem lat osiemdziesiątych XX w. zaczęto w sterownikach wprowadzać moduły inteligentne, które wyposażone we własne procesory – mogły realizować znacznie bardziej złożone funkcje obliczeniowe. Sterowniki PLC zaczęły także zastępować nie tylko przekaźnikowe układy sterowania logicznego, lecz także regulatory analogowe, a nawet mikrokomputery. 6

7 Budowa sterownika PLC 7

8 Sterownik PLC (Programmable Logic Controller) jest to elektroniczne urządzenie cyfrowe wykorzystujące programowalną pamięć w celu przechowania instrukcji (program sterowania) i implementujące funkcje logiczne, sekwencyjne, czasowe, licznikowe i arytmetyczne do sterowania i regulacji procesów przemysłowych. Sterowniki programowalne PLC są komputerami przemysłowymi, które pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego: zbierają pomiary za pośrednictwem modułów wejściowych z analogowych i dyskretnych czujników oraz urządzeń pomiarowych, transmitują dane za pomocą modułów i łącz komunikacyjnych, wykonują programy aplikacyjne na podstawie przyjętych parametrów i uzyskanych danych o sterowanym procesie lub maszynie, generują sygnały sterujące zgodnie z wynikami obliczeń tych programów i przekazują je poprzez moduły wyjściowe do elementów i urządzeń wykonawczych, realizują funkcje diagnostyki programowej i sprzętowej. 8

9 przystosowanie modułów wejść i wyjść do standardów napięć przemysłowych, duża obciążalność prądowa wyjść, umożliwiająca bezpośrednie sterowanie układów wykonawczych, przystosowanie konstrukcyjne do montażu w bezpośrednim otoczeniu obiektu sterowanego, duża odporność na działania środowiska przemysłowego, bez konieczności okresowej obsługi i konserwacji, możliwości komunikacyjne (rodzaje obsługiwanych sieci, np. (Profibus DP, DeviceNet); szybkość przetwarzania, modułowość dokładność łatwość programowania Budowa sterownika PLC Cechy sterowników PLC: 9

10 Budowa sterownika PLC Moduł wejść (COM) Moduł wyjść (COM) CPU Przełącznik Switching switch Zasilacz 2 Lampka Stycznik 451 Zasilacz Zawór Moduł zasilacza Interfejs do urządzenia peryferyjnego DC 24V AC 100VAC 200V DC 24V AC 100VAC 200V Pamięć Pamięć danych Pamięć programu Urządzenie peryferyjne Urządzenie peryferyjne Jednostka Artmetyczno-Logiczna 10 Stopień wejściowy Stopień wyjściowy Stopień przetwarzający

11 Budowa sterownika PLC Cykl pracy sterownika Start Program sterujący w PLC Instrukcja 1 Instrukcja 2 Instrukcja 3 … Instrukcja n Przekazanie do wyjść obrazu procesu Obwód wejściowy X0X1... Xn Obwód wyjściowy Y0Y1Yn... Obraz przetwarzanych wejść Odczyt wejść i sygnałów stanu oraz zapis do pamięci obrazu wejść Odczyt wejść i sygnałów stanu oraz zapis do pamięci obrazu wejść Kasowanie pamięci wyjściowej 11 Obraz przetwarzanych wejść

12 Budowa sterownika PLC Pod względem budowy sterowniki dzielimy na dwie zasadnicze grupy: kompaktowe (o architekturze sztywnej) o prostej budowie i zazwyczaj małych wymiarach konstrukcja sterownika integruje w jednej obudowie: zasilacz, jednostkę centralną oraz moduły wejść i wyjść modułowe (o architekturze elastycznej) charakteryzują się elastyczną konstrukcją, w której własności funkcjonalne użytkownik sam konfiguruje poprzez dobór odpowiednich modułów, takich jak: jednostka centralna, moduły wejść-wyjść, moduły komunikacyjne, moduły specjalne. 12

13 Języki programowania 13

14 Języki programowania Standaryzacja języków systemów przemysłowych 14

15 Języki programowania W STEROWNIKACH PLC ZGODNIE Z ZALECENIAMI NORMY IEC MAMY NASTEPUJĄCE JEZYKI PROGRAMOWANIA 15

16 16 Języki programowania FBD ( TZW.SCHEMAT BLOKÓW FUNKCYJNYCH) Z ANG. FUNCTION BLOCK DIAGRAM LAD ( TZW. SCHEMAT DROBINKOWY ) Z ANG. LADDER DIAGRAM LI ( TZW. LISTA INSTRUKCJI ) Z ANG. INSTRUCTION LIST ST ( TZW. JĘZYK STRUKTURALNY ) Z ANG. Structured Text

17 Języki programowania JĘZYK PROGRAMOWANIA SFC FBD LI LAD KROK Do zrealizowania w programie PRZEJŚCIE Warunkowe KROK POCZĄTKOWY PRZEJŚCIE Bez warunkowe ST 17

18 Języki programowania PORÓWNANIE DWUCH PRODUCENTÓW STEROWNIKÓW JĘZYKÓW PROGRAMOWANIA SIEMENS MITSUBISHI LI - LISTA INSTRUKCJI LAD - SCHEMAT DROBINKOWY LI - LISTA INSTRUKCJI 18

19 Języki programowania SIEMENS MITSUBISHI FBD - SCHEMAT BLOKÓW FUNKCYJNYCH FBD - SCHEMAT BLOKÓW FUNKCYJNYCH KONWERSJA MIĘDZY JĘZYKAMI PROGRAMOWANIA NIE ZAWSZE JEST MOŻLIWA W STEROWNIKU UWAGA 19 PORÓWNANIE DWUCH PRODUCENTÓW STEROWNIKÓW JĘZYKÓW PROGRAMOWANIA

20 Sterowniki PLC - przegląd 20

21 Sterowniki PLC-przegląd Główni producenci sterowników: AMERICAN1. Allen Bradley 2. Gould Modicon 3. Texas Instruments 4. General Electric 5. Westinghouse 6. Cutter Hammer 7. Square D 1. Siemens EUROPEAN1. Siemens 2. Klockner & Mouller 3. Festo 4. Telemechanique JAPANESE1. Toshiba 2. Omron 3. Fanuc 4. Mitsubishi 21

22 Sterowniki PLC Sterownik kompaktowy MITSUBISHI FX1S Zaciski wyjściowe Wyjście 24 V DC Zaciski wyjściowe Wyjście 24 V DC Złącze programujące Zaciski zasilania Zaciski wejściowe Zaciski zasilania Zaciski wejściowe Złącze modułu komunikacyjnego Panel FX1N-5DM Przełącznik RUN/STOP Dwa potencjometry 22

23 Sterowniki PLC Zaciski zasilania Zaciski wejściowe Zaciski zasilania Zaciski wejściowe Panel LOGO 230RC Złącze programujące Przełącznik RUN/STOP Zaciski wyjściowe Wyjście 24 V DC Zaciski wyjściowe Wyjście 24 V DC Złącze modułów rozszerzających Sterownik kompaktowy Siemens LOGO! 23

24 Sterowniki PLC Sterownik modułowy Siemens Simatic S7-300 ZasilaczJednostka CPU Moduły WEJŚĆ/WYJŚĆ 24

25 25 Moduł interfejsu (IM) – np.: moduły IM 360/IM361 i IM 365 umożliwiają tworzenie konfiguracji wielorzędowych Moduły funkcyjne (FM) – Realizują specjalizowane funkcje tj.: - Liczenie - Pozycjonowanie - Regulację - Ważenie Moduły funkcyjne (FM) – Realizują specjalizowane funkcje tj.: - Liczenie - Pozycjonowanie - Regulację - Ważenie Procesor komunikacyjny (CP) – Pozwala na podpięcie się do sieci: - punkt-punkt - PROFIBUS - Industria Ethernet Procesor komunikacyjny (CP) – Pozwala na podpięcie się do sieci: - punkt-punkt - PROFIBUS - Industria Ethernet Sterowniki PLC

26 SIMATIC S stanowi nowoczesną i uniwersalną platformę systemu automatyki. Umożliwia budowę autonomicznych jak i rozproszonych układów sterowania wykorzystujących sieci komunikacyjne. Sterowniki PLC Cechy sterownika S7-300: Maksymalna liczba we/wy cyfr: Maksymalna liczba we/wy analog: Modułowa konstrukcja Duży wybór modułów wejścia/wyjścia Możliwość budowy zdecentralizowanych struktur sterowniczy Brak ruchomych części mechanicznych (wentylatora) Możliwość łatwej rozbudowy Duża moc obliczeniowa procesora 26

27 Sterowniki PLC Jednostki centralne SIMATIC S7-300 występują w wielu odmianach i różnią się między sobą wielkością pamięci, zasobami komunikacyjnymi oraz mocą obliczeniową. Szeroki wybór procesorów CPU umożliwia stosowanie S7-300 zarówno w niewielkich i mało wymagających aplikacjach jak i w systemach sterowania złożonymi procesami technologicznymi. 27

28 Płyta bazowa Tzw. RACK Płyta bazowa Tzw. RACK Jednostka centralna CPU Jednostka centralna CPU Moduły SERWO Zasilacz 24V Moduły We/Wy Moduły KOMUNIKACYJNE Moduły KOMUNIKACYJNE Sterownik modułowy MITSUBISHI Melsec SERII Q Sterowniki PLC 28

29 Cechy szczególne sterownika Melsec serii Q: do 4096 lokalnych we/wy do 8192 zdalnych we/wy zmienna logika we/wy technologia wieloprocesorowa, z możliwością użycia 12 różnych typów procesorów z 3 rodzin (PLC, PC i procesory ruchu) szerokie możliwości komunikacyjne łatwa instalacja wspólna platforma systemowa dla wszystkich konfiguracji innowacyjna, wybiegająca w przyszłość technologia Sterowniki PLC 29

30 Sterowniki PLC MELSEC System Q oferuje zróżnicowane możliwości dzięki gamie 3 procesorów PLC do pracy jednoprocesorowej, 7 - do pracy wieloprocesorowej, 2 procesorów ruchu i 2 procesorów PC. 30

31 Ogólne informacje o sieciach 31

32 Model sieci W 1983, Międzynarodowa Organizacja dla celów Standaryzacji (ISO) ustanowiła model referencyjny OSI ("Open Systems Interconnection Reference Model"), który definiuje elementy, strukturę i zadania związane z komunikacją. Model referencyjny ISO/OSI opisuje komunikację pomiędzy stacjami w systemie sieciowym oraz definiuje zasady transmisji i interfejs wykorzystywany w danym protokole. Model referencyjny ISO/OSI jest globalnym standardem określającym wymagania jakie muszą być spełnione do prawidłowego funkcjonowania w środowiskach wielosystemowych. 32

33 Model ISO/OSI dla standardów komunikacyjnych zawiera 7 warstw i jest zorganizowany w dwie klasy. Pierwsza z klas, obejmująca warstwy 5, 6 i 7, jest zorientowana na użytkownika, warstwy te nazywane są warstwami górnymi. Natomiast druga klasa, zawierająca pozostałe warstwy, jest zorientowana sieciowo, warstwy nazywane są warstwami dolnymi. Warstwy od pierwszej do czwartej zawierają opis transmisji danych z jednej lokalizacji do drugiej. Dodatkowo zapewniają weryfikację bezbłędności przesyłanych informacji. Warstwy piąta do siódmej umożliwiają użytkownikowi dostęp do sieci w odpowiedniej formie. Tworzą interfejs, który pozwala na komunikacje z niższymi warstwami. Model sieci 33

34 Model sieci 34

35 Podział sieci komunikacyjnych Hierarchiczny i zorientowany obiektowo system komunikacji, taki jak standard PROFIBUS z możliwością przejścia do innych poziomów np. sieć AS-Interface lub Ethernet (poprzez PROFInet), stwarza idealne możliwości do tworzenia sieci we wszystkich obszarach produkcji. 35

36 Możliwości komunikacyjne S

37 Podstawą nowoczesnych systemów rozproszonych opartych na koncepcji Całkowicie Zintegrowanej Automatyki stanowią sieci komunikacyjne. Sterowniki rodziny S7-300 umożliwiają komunikacje w sieciach takich jak: Ethernet Przemysłowy (IEE oraz 802u)- powszechnie akceptowany międzynarodowy standard (Ethernet). System komunikacji dla sieci lokalnych i obiektowych. PROFINET - międzynarodowy standard komunikacji oparty o siec Industrial Ethernet, zapewniający komunikację w czasie rzeczywistym na wszystkich poziomach układu automatyki. PROFIBUS (IEC 61158/EN 50170) - siec przemysłowa do komunikacji pomiędzy sterownikami i urządzeniami I/O. AS - Interface (EN 50295) - siec przemysłowa do komunikacji z dwustanowymi czujnikami i elementami wykonawczymi. Interfejs Punkt - Punkt - interfejs szeregowy do realizacji prostych zadań komunikacyjnych lub komunikacji poprzez niestandardowy protokół wymiany danych. Możliwości komunikacyjne S

38 38 Konwencjonalne okablowanie systemu automatyki Okablowanie systemu automatyki przy użyciu sieci AS-interface Możliwości komunikacyjne S7-300

39 39 Możliwości komunikacyjne S7-300 S7-300 Sieć Profibus DP typu monomaster.

40 40 Możliwości komunikacyjne S7-300 PROFINET I/O: rozpraszanie urządzeń obiektowych za pośrednictwem sieci Industrial Ethernet

41 Możliwości komunikacyjne Melsec Q 41

42 Bezprzewodowa komunikacja ethernetowa Bezprzewodowa komunikacja ethernetowa wykorzystująca radiomodemy Satellar Digital System. Satellar jest cyfrowym radiomodemem, składającym się z trzech elementów: jednostki radiowej (RU) jednostki centralnej (CU) jednostki dodatkowej (XU) Dostępne trzy modele urządzenia: SATELLAR – 2DS SATELLAR – 2DSd SATELLAR – 1DS 42 RU XU CU

43 SATELLAR-2DSdSATELLAR-2DSSATELLAR-1DS Bezprzewodowa komunikacja ethernetowa 43

44 Właściwości: Transmisja danych – zastępuje połączenie kablowe w standardzie RS232, RS422, RS485 lub jako bezprzewodowy router ethernetowy, pozwalający na komunikację TCP i UDP Zasięg komunikacji – od kilku do kilkunastu kilometrów, w szczególnych przypadkach nawet do kilkudziesięciu kilometrów Bezpieczeństwo - szyfrowanie danych przesyłanych drogą radiową z użyciem 128 bitowego klucza - algorytm AES (Advanced Encryption Standard) System zarządzania siecią (NMS) - narzędzia diagnostyczne oraz możliwość zdalnego zarządzania (NMS, WWW, SNMP) całą siecią bezprzewodową Elastyczność – pod względem sprzętowym i programistycznym Przemysłowe wykonanie – odpowiednio skonstruowana obudowa odporna na działanie korozji i przystosowaną do pracy w wymagającym środowisku przemysłowym Bezprzewodowa komunikacja ethernetowa 44

45 Satellar – praca w trybie bezprzewodowego routera ethernetowego Bezprzewodowa komunikacja ethernetowa 45

46 Kontrolery PAC 46

47 Dostawcy systemów automatyki ciągle udoskonalają oferowane przez siebie sterowniki PLC, chcąc udostępnić użytkownikom funkcje, których ci ostatni oczekują. Dodatkowa funkcjonalność pozwala wyodrębnić nową klasę urządzeń. Zaprojektowano sterowniki, które zawierają w sobie najlepsze cechy sterowników PLC i komputerów PC. Analityk znanej na świecie firmy ARC Advisory Group, pan Craig Resnick nazwał te nowe urządzenia Programowalnymi Sterownikami Automatyki (ang. Programmable Automation Controllers). Programowalne Sterowniki Automatyki (PAC) oferują użytkownikom otwartość standardów przemysłowych, jednolitą platformę projektową i programistyczną oraz zaawansowane możliwości. Kontroler PAC 47

48 Pięć podstawowych cech PAC: 1. Wielokryterialna funkcjonalność - Sterownik PAC powinien umożliwiać realizację co najmniej dwóch działań z zakresu: sterowania logicznego (dyskretnego), sterowania ruchem, regulacji ciągłej PID i innych, w ramach jednej platformy. 2. Pojedyncza wielozadaniowa platforma - wykorzystująca mechanizmy szeregowania zadań, oraz obsługę baz danych, w których przechowywane są parametry pracy. 3. Oprogramowanie sterownika - powinno pozwalać na projektowanie systemów sterowania zgodnie z normą IEC Powinno umożliwiać zarówno łatwe programowanie, jak i zaawansowany dostęp do danych. 4. Otwarta, modułowa architektura - odzwierciedlająca charakter aplikacji – od projektu położenia maszyny na terenie fabryki (czy też pojedynczego procesu produkcyjnego) po jednostkowe czynności, wykonywane w systemie sterowania. 5. Użycie wielu standardów interfejsów sieciowych - takich jak np. TCP/IP, TCP/UDP, OPC, XML, oraz zadań języka SQL. Kontroler PAC 48

49 Producenci PAC: 1. Rockwell Automation -www.ab.com/programmablecontrol/pacwww.ab.com/programmablecontrol/pac 2. Advantech – 3. Ascon – 4. Beckhoff – 5. Bernecker&Rainer – 6. Control Technology Corporation – 7. GE Fanuc – 8. ICP DAS USA – 9. National Instruments – 10. Opto22 – 11. SoftPLC Corporation – Kontroler PAC 49

50 Kontroler PAC - budowa KONTROLER PACSYSTEMS RX3I GE FANUC 50

51 Kontroler PAC - komunikacja 51

52 Systemy sterowania zbudowane w oparciu o kontrolery PACSystems RX3i mogą zostać rozbudowane o obsługę dodatkowych sygnałów I/O przy pomocy lokalnych lub oddalonych kaset rozszerzających oraz za pomocą oddalonych układów I/O komunikujących się z systemem nadrzędnym w sieci Ethernet, Genius, Profibus DP, DeviceNet oraz ProfiNet Kontroler PAC - komunikacja Rozbudowa serii RX3i w oparciu o oddalone układy I/O 52

53 Kontroler PAC - komunikacja Rozbudowa serii RX3i w oparciu o kasety rozszerzające 53

54 Kontroler PAC - komunikacja PACSystems HA - ograniczanie strat spowodowanych nieprzewidzianymi przestojami 54

55 55 Kontroler PAC - komunikacja Proficy Process System – system sterowania procesem ciągłym

56 56 Dziękujemy za uwagę


Pobierz ppt "Przegląd i analiza porównawcza wybranych sterowników PLC i urządzeń PAC w odniesieniu do współpracy z sieciami informatycznymi. Przygotowali: Babisz Grzegorz."

Podobne prezentacje


Reklamy Google