Лаб 1
.doc
Санкт-Петербургский государственный горный университет
Методические указания к лабораторной работе
По дисциплине: Вычислительные машины, системы и сети.
Тема: Программирование на языке релейной логики ПЛК младших классов на примере Zelio Logic.
Составил |
|
|
|
доцент |
|
Фирсов А.Ю. |
Санкт-Петербург
2011 год.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомиться с принципом языком релейной логики (Lader Logic-LD- язык лестничных диаграмм) и программированием ПЛК младших классов на примере Zelio Logic.– интеллектуального реле.
Научиться применять программный пакет Logic Works для реализации логической диаграммы по булевой функции от нескольких переменных, заданной в виде таблицы истинности.
Язык LD (Ladder Diagram- Лестничных Диаграмм).
Язык LD (Ladder Diagram- Лестничных Диаграмм)- язык релейной логики. Он рассчитан в первую очередь на специалистов по низовой автоматики, которые имеют опыт разработки схем автоматики на базе релейно-контактных элементов и теперь занимающихся заменой релейно-контактных схем управления на системы на базе микропроцессорной техники.
LD –это графический язык. Основными графическими элементами, которые можно размещать в секции на языке LD, являются следующие:
-
нормально разомкнутый входной контакт (например, I1)
-
нормально замкнутый входной контакт (например, i1)
-
прямая катушка реле (например, Q1)
-
выключающая катушка реле (например, SQ1)
-
включающая катушка реле (например, RQ1)
-
нормально разомкнутый контакт реле (например, Q1)
-
нормально замкнутый контакт реле (например, q1)
-
соединительные линии на нем, можно составить из следующих функциональных блоков:
Электротехнический символ |
Символ лестничных диаграмм |
Обозначение в Zelio |
Наименование |
I2
|
Нормально-разомкнутый контакт входа 2 Normally Openned |
||
i2 |
Нормально-замкнутый контакт контакт входа 2 Normally Closed |
||
|
Катушка контактора выхода 1 Activation on State Change: "Contactor" |
||
|
S Q1 |
Установить выход 1 Activation Stored: "Set" |
|
|
R Q1 |
Сбросить выход 1 Deactivation Stored: "Reset" |
|
|
Activation on level: "Remoute Control" |
Дискретные входы обозначаются как нормально замкнутые или нормально разомкнутые контакты, а выходы – как нормально включенные катушки реле.
Дискретный выход может быть использован как контакт или катушка.
Электротехнический символ |
Наименование |
Нормально-замкнутый контакт выхода 1(катушки 1) |
|
Нормально-разомкнутый контакт выхода 1(катушки 1) |
|
Катушка контактора бита памяти 1 |
|
|
Установить бит памяти 1
|
|
Сбросить бит памяти 1
|
Нормально-замкнутый контакт бита памяти 1 " |
|
Нормально-разомкнутый контакт бита памяти 1 |
Программа на экране дисплея представляется в виде цепочек («шагов») из последовательно и(или) параллельно соединенных элементов различных контактов, причем каждый шаг заканчивается катушкой. Катушка-аналог оператора присваивания в обычных языках программирования. Считается, что в левой части рабочего экрана вертикально расположена шина питания, а с правой стороны экрана вертикально расположена шина земли.
Программа состоит из нескольких цепочек («шагов»), расположенных на разных уровнях по вертикали. Отсюда происходит название языка –язык Лестничных Диаграмм. Шаги выполняются последовательно сверху-вниз. Каждому элементу контактов реле и катушки реле ставится в соответствие переменная программы, которая описывается в таблице объявления переменных (Varable Declaration). Переменная связывается путем указания адреса с определенным дискретным или аналоговым входом или выходом или с внутренней ячейкой памяти контроллера. В данной лабораторной работе будем знакомиться только с программированием последовательного управления с использованием только дискретных входов-выходов и ячеек памяти.
Построение логической схемы по таблице истинности.
Таблица, в которой задано значение функции F для всех возможных комбинаций входных сигналов, называется таблицей истинности булевой функции. Число возможных комбинаций входных сигналов вычисляется по формуле 2N, где N-число входов.
Например, пусть имеется таблица истинности для некоторой функции от двух входов x и y.
X |
Y |
F |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Требуется записать Булево (логическое) выражение по данной таблице истинности. Существуют два эквивалентных стандартных способа построения логического выражения:
1)стандартная сумма произведений (каноническая сумма минитермов);
X |
Y |
F |
минитермы (произведения) |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
Минитермы записываются для всех строчек таблицы, содержащих "1" в столбце значений функции, а затем составляется их сумма. Инверсия ставится над буквой (литералом), обозначающей переменную, если значение переменной в данной строчке таблицы равно "0".
-стандартная сумма произведений (каноническая сумма минитермов)
Данной формуле соответствует следующая логическая диаграмма или схема в Logic Works.
Построение логической диаграммы следует начинать с конца, то есть выхода схемы.
Рис.1 Пример схемы в Logic Works.
Рис.2 Пример программы в электротехнических обозначениях (Electrical Mode) в Zelio Soft.
Правила построения релейно-контактных схем:
1.Последовательное соединение контактов, соответствует операции «Логическое И».
2.Параллельное соединение контактов, соответствует операции «Логическое ИЛИ».
3.Применение нормально замкнутого контакта соответствует операции инверсии («Логическое НЕ») над переменной, связанной с этим контактом, так как при нажатии гипотетической кнопки (Логическая 1) соответствующий контакт размыкается и не пропускает ток (Логический 0).
4. Цепочки выполняются слева-направо и сверху-вниз, то есть второй шаг после первого.
5.Если нормально разомкнутый контакт имеет имя, такое же как какая-либо нормальная катушка, то состояние контакта зависит от состояния катушки ( если по катушке электромагнитного реле течет ток, то сердечник катушки втянется и с помощью механической связи замкнет соответствующий нормально разомкнутый контакт).
6.Если расположить нормально разомкнутый контакт с именем катушки параллельно другому контакту, включающему катушку в цепь, питающую эту катушку, то получим схему самоблокировки реле, то есть при размыкании включающего катушку контакта ток к катушке всё равно подводится через параллельный одноименный с катушкой контакт.
2) стандартное произведение сумм (каноническое произведение макстермов).
Макстермы записываются для всех строчек таблицы, содержащих "0" в столбце значений функции, а затем составляется их произведение. . Инверсия ставится над буквой (литералом), обозначающей переменную, если значение переменной в данной строчке таблицы равно "1".
X |
Y |
F |
Макстермы (суммы) |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
|
-стандартное произведение сумм (каноническое произведение макстермов)
Данной формуле соответствует следующая логическая диаграмма или схема в Logic Works.
Рис.2 Пример схемы в Logic Works.
Какая из схем будет проще, зависит от числа "1" и "0" в таблице истинности.
Для того, чтоб убедиться в эквивалентности полученных формул, совместите обе схемы на одном листе Logic Works и используйте общие входные ключи.
Не используйте одинаковые обозначения для различных линий сигналов на схеме!
Рис.2 Пример программы в электротехнических обозначениях (Electrical Mode) в Zelio Soft.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Написать программу на языке LD по заданию преподавателя на компьютере с помощью специального программного обеспечения Zelio Soft.