45. Программируемые контроллеры, особенности архитектуры, языки программирования(т.13 мпу).

Программируемые контроллеры - микропроцессорные системы, циклически исполняющие в реальном времени постоянную управляющую программу, записанную в ППЗУ или в энергонезависимом ОЗУ. Выделяют:

• программируемые логические контроллеры (PLC), решающие задачи логического управления (вход/выход дискретных сигналов, решение комбинационных задач и задач булевой алгебры);

• программируемые регулирующие контроллеры, выполняющие функции регуляторов в системах автоматического управления (линейных и нелинейных, адаптивных и оптимизационных);

программируемые комбинированные контроллеры, выполняющие и логические задачи, и функции регуляторов.

ПК бывают встроенные и выделенные.

Встроенные ПК имеют вычислительную часть, решающую наряду с логическими задачами большой круг других задач, как правило, основных. Характерным примером являются СЧПУ класса CNC.

Выделенные ПК имеют все функциональные узлы, специально выполненные под решение логических задач обработки данных и управления.

Особенности работы ПК:

• постоянная цикличность работы в реальном времени;

• простой цикл работы («фотография» состояния объекта, вычисление по постоянному алгоритму, выдача управляющих сигналов);

• реализация большого числа логических операций с одноразрядной последовательной, а не параллельной обработкой данных;

• специализированные языки программирования, доступные пользователю, не имеющему специальной подготовки в области программирования и работы на ЭВМ;

• использование без вмешательства технологических операторов в программу работы. Чаще устройство загрузки программ переносное и автономное (программа записывается в ППЗУ).

Программы работы ПК составляются, как правило, на проблемно-ориентированных языках высокого уровня. Существуют языки для логических и регулирующих контроллеров.

В настоящее время требуется, чтобы для любого контроллера поставлялось программное обеспечение с возможностью программирования на 5-ти языках:

• SFC –Stquentiol Function Chart-язык последовательных функциональных блоков

• FBD –Function Block Diagram- язык функциональных блоков диаграмм

• LD – Ladder Diagrams – язык релейных диаграмм

• ST – Structured Text – язык структурированного текста

• IL – Instruction List – язык инструкций

• Языки ST. IL имеют инструкции, близкие к Паскалю и Ассемблеру, язык LD – дань поклонникам языка Allen Bradly, язык SFC – язык алгоритмического уровня, на языке FBD удобно задавать параметры П, ПИ, ПИД-регуляторов, работать в Р-САD/

Характерное требование ко всем ПК - обеспечение недоступности объектного программного модуля для технологического персонала во избежание несанкционированного доступа и аварий. Только опытные специалисты должны уметь и иметь право на изменение программы. В частности, в СЧПУ МС2101 изменение может быть внесено только в исходную программу. После трансляции внесение изменений в объектную программу не может быть произведено.

Языки программирования ПК (рис. 1)

• ЯРКС - язык релейно-контакторной символики, исторически первый и до сих пор достаточно популярный (рис.1а);

• язык ассемблерного типа (рис.1б);

• графические языки логических схем (рис.1в);

• язык мнемонического символьного кодирования в виде набора строк-уравнений сложных булевых структур (рис.1г);

• язык мнемонического задания многоситуационных процессов управления с естественным логическим описанием управления (рис.1д);

• оригинальные проблемно-ориентированные мнемонические языки высокого уровня с элементами организации работы в реальном времени (рис.1е). (См. ЯРУС-2 в данной лекции.);

• процедурные языки высокого уровня общего назначения (Бейсик, Паскаль), адаптированные для программирования ЭА;

• языки графического отображения текущего состояния и взаимодействия процессов программ управления (например, GRAFCET, рис.1ж).