Programowanie sterowników przemysłowych

Sterowniki przemysłowe są nieodłącznym elementem systemów automatyki i sterowania wszelkiego rodzaju maszyn, urządzeń i procesów przemysłowych.

Autor, wykorzystując doświadczenia zebrane przez lata prowadzenia zajęć dydaktycznych oraz kursów specjalistycznych, przedstawił jednolitą, spójną i przejrzystą koncepcję programowania sterowników PLC, opartą na zaleceniach i definicjach wprowadzonych w normie IEC 61131. W przystępny, a zarazem wyczerpujący sposób omówił:

• podstawy budowy i działania oraz sprzęt sterowników PLC;
• typy danych i deklarację zmiennych;
• jednostki organizacyjne oprogramowania;
• języki programowania tekstowe (IL, ST) oraz graficzne (LD, FBD);
• sekwencyjne schematy funkcjonalne (SFC);
• funkcje i bloki funkcjonalne standardowe;
• deklarowanie konfiguracji;
• nowoczesne narzędzia programujące, m.in. pakiet Concept.

Zamieścił wiele praktycznych przykładów programowania sterowników PLC. Wartość merytoryczną książki podnoszą dodatki, zawierające definicje wybranych pojęć z zakresu sterowników zgodnie z normą IEC 61131 oraz słownik ważniejszych terminów angielskich.

Książka jest przeznaczona dla studentów kierunku automatyka i robotyka oraz inżynierów i techników zainteresowanych zastosowaniami sterowników PLC. Może być zarówno podręcznikiem akademickim, jak i poradnikiem dla programistów.


Spis treści

Przedmowa

ROZDZIAł 1
Wstęp
1.1. Rys historyczny
1.2. Norma IEC 61131
1.2.1. Cele i zalety normy
1.2.2. Elementy składowe normy.
1.3. Charakterystyka funkcjonalna sterownika
1.3.1. Funkcje przetwarzania sygnałów
1.3.2. Funkcje interfejsu z czujnikami i elementami wykonawczymi.
1.3.3. Funkcje interfejsu człowiek-maszyna
1.3.4. Funkcje komunikacyjne i zasilania
1.4. Układ książki

ROZDZIAł 2
Wprowadzenie do programowania sterowników PLC
2.1. Budowa i zasada działania sterownika
2.2. Podstawy programowania sterowników
2.2.1. Przekaźnik elektromechaniczny
2.2.2. Przykład przekaźnikowego układu sterowania silnikiem
2.2.3. Sterowanie silnikiem za pomocą sterownika PLC
2.2.4. Sterowanie silnikiem z opóźnionym przełączaniem
2.2.5. Przerzutniki RS i SR

ROZDZIAŁ 3
Sprzęt sterowników PLC
3.1. Architektura sterownika
3.1.1. Moduły sterowników
3.1.2. Konfiguracja sterownika
3.2. Jednostka Centralna CPU
3.2.1. Cykl programowy i tryby pracy
3.2.2. Konfiguracja jednostki centralnej
3.3. Moduły wejść cyfrowych
3.4. Moduły wyjść cyfrowych
3.5. Moduły wejść analogowych
3.5.1. Moduł wejść analogowych dla sygnału prądowego
3.5.2. Moduł wejść analogowych dla sygnału napięciowego
3.5.3. Układy pomiaru temperatury
3.6. Moduły wyjść analogowych
3.7. Komunikacja w systemach PLC
3.7.1. Standardowe łącza szeregowe
3.7.2. Sieci lokalne
3.7.3. Protokół komunikacyjny
3.7.4. Sieci przemysłowe
3.8. Systemy z redundancją
3.9. Rodziny sterowników PLC różnych producentów

ROZDZIAŁ 4
Programowanie sterowników zgodnie z normą IEC 61131-3
4.1. Norma IEC 61131-3
4.1.1. Model oprogramowania
4.1.2. Model komunikacji
4.1.3. Zalety stosowania normy IEC 61131-3
4.2. Zasady tworzenia oprogramowania
4.2.1. Struktura programu
4.2.2. Deklaracja zmiennych
4.2.3. Kod jednostki oprogramowania
4.2.4. Przydzielenie sterownika
4.3. Elementy wspólne języków

ROZDZIAŁ 5
Typy danych i zmienne
5.1. Sposoby przedstawiania danych (literały)
5.2. Znaczenie zmiennych i typów danych
5.3. Typy danych
5.3.1. Elementarne typy danych
5.3.2. Pochodne typy danych
5.3.3. Deklaracja wartości początkowych dla typu danych
5.4. Zmienne
5.4.1. Zmienne proste
5.4.2. Zmienne wieloelementowe
5.4.3. Wartości początkowe zmiennych
5.4.4. Atrybuty zmiennych
5.4.5. Deklaracja zmiennych w sposób graficzny

ROZDZIAŁ 6
Jednostki organizacyjne oprogramowania
6.1. Funkcje
6.1.1. Sterowanie wykonywaniem w językach graficznych
6.1.2. Deklaracja funkcji
6.2. Bloki funkcjonalne
6.2.1. Tworzenie egzemplarza FB
6.2.2. Deklaracja bloku funkcjonalnego
6.3. Programy
6.4. Wywoływanie funkcji i bloków funkcjonalnych

ROZDZIAŁ 7
Języki programowania
7.1. Język IŁ (Lista rozkazów)
7.1.1. Operatory języka IŁ
7.1.2. Wywoływanie funkgi i bloków funkcjonalnych
7.1.3. Pozostałe elementy języka IŁ
7.2. Język ST (Tekst strukturalny)
7.2.1. Wyrażenia
7.2.2. Instrukcje
7.3. Język LD (Schemat drabinkowy)
7.3.1. Obwody i sterowanie wykonaniem
7.3.2. Styki i cewki
7.3.3. Wywoływanie funkcji i bloków funkcjonalnych
7.3.4. Zasady tworzenia obwodów
7.4. Język FBD (Funkcjonalny schemat blokowy)
7.5. Kompatybilność języków
7.6. Zadania przykładowe
7.6.1. Układ Start-Stop
7.6.2. Wyłączanie z opóźnieniem
7.6.3. Generator fali prostokątnej
7.6.4. Regulacja dwupołożeniowa z histerezą

ROZDZIAŁ 8
Strukturyzacja programu za pomocą SFC
8.1. Metody syntezy algorytmu sterowania
8.1.1. Tablica stanów
8.1.2. Graf stanów
8.1.3. Schemat drabinkowy
8.1.4. Grafcet
8.2. Sekwencyjny schemat funkcjonalny SFC
8.2.1. Kroki
8.2.2. Przejścia
8.2.3. Sekwencje kroków i przejść
8.2.4. Akcje i bloki akcji
8.2.5. Kojarzenie kroków z akcjami
8.2.6. Kwalifikatory akcji
8.2.7. Sterowanie wykonywaniem
8.2.8. Podsumowanie właściwości SFC
8.3. Przykłady stosowania SFC
8.3.1. Sterowanie napełnianiem zbiorników
8.3.2. Synchronizacja dwóch sieci SFC

ROZDZIAŁ 9
Funkcje i bloki funkcjonalne standardowe
9.1. Funkcje standardowe
9.1.1. Nadawanie typów
9.1.2. Funkcje konwersji typów
9.1.3. Funkcje liczbowe
9.1.4. Funkcje na ciągach bitów
9.1.5. Funkcje wyboru i porównania
9.1.6. Funkcje na ciągach znaków
9.1.7. Funkcje na typach danych związanych z czasem
9.1.8. Funkcje na wyliczeniowych typach danych
9.2. Standardowe bloki funkcjonalne
9.2.1. Elementy dwustanowe
9.2.2. Elementy detekcji zbocza
9.2.3. Liczniki
9.2.4. Czasomierze

ROZDZIAŁ 10
Deklaracja konfiguracji
10.1. Elementy konfiguracji
10.1.1. Konfiguracje
10.1.2. Zasoby
10.1.3. Zadania
10.1.4. Kojarzenie zadań z jednostkami organizacyjnymi oprogramowania
10.1.5. Ścieżki dostępu
10.2. Przykład konfiguracji
10.2.1. Deklaracje POU w przykładzie
10.2.2. Deklaracja konfiguragi w przykładzie
10.2.3. Sterowanie wykonywaniem

ROZDZIAŁ 11
Nowoczesne narzędzia programujące
11.1. Funkcje podstawowe
11.1.1. Zarządzanie projektem
11.1.2. Edycja tekstu źródłowego programu
11.1.3. Kompilacja
11.1.4. Konfigurowanie sprzętu
11.1.5. Komunikacja ze sterownikiem
11.1.6. Zdalne sterowanie pracą sterownika
11.2. Testowanie i uruchamianie programu
11.3. Dokumentacja projektu

ROZDZIAŁ 12
Pakiet Concept
12.1. Informacje ogólne
12.2. Obsługa pakietu Concept
12.2.1. Otwarcie istniejącego lub tworzenie nowego projektu
12.2.2. Konfiguracja sterownika
12.2.3. Deklaracja zmiennych
12.2.4. Sekcje programu
12.2.5. Edycja sekcji programu
12.2.6. Wprowadzanie elementów bibliotek do programu
12.2.7. Funkcje ONLINE
12.2.8. Import i eksport fragmentów projektu
12.3. Bloki funkcjonalne pochodne (DFB)
12.4. SymulatorIEC
12.5. Przykłady programów
12.5.1. Opis zadania
12.5.2. Deklaracja zmiennych
12.5.3. Program w języku FBD
12.5.4. Program w języku LD
12.5.5. Program w języku IŁ
12.5.6. Program w języku ST

Literatura
Definicje wybranych pojęć zgodnie z normą IEC 61131
Słownik ważniejszych terminów i skrótów angielskich
Skorowidz