Категория: Инструкции
В.Е. ОДОБРЯЕВ, Н.И. ТАТАРИНЦЕВ
Применение программируемых контроллеров Omronв управлении непрерывными ТП
Рассматривается новый ПЛК сер. CS 1фирмы Omron, его особенности и преимущества по сравнению с другими контроллерами этого класса.
A new PLC of CS1 family produced by Omron is considered; its features and advantages are compared with other controllers of this type.
Программируемые логические контроллеры корпорации Omron(Япония) делятся на четыре класса: Micro (микро). Small(малые), Medium(средние) и Large (большие). Широкое применение в САУ непрерывными ТП получили ПЛК классов Mediumи Large.Сбалансированная совокупность основных характеристик и функциональных возможностей ПЛК этих классов определило их преимущественное использование в САУ наиболее ответственными объектами. К их числу относятся бортовые установки космических агрегатов, СУ процессами ядерных технологий, объекты военно-промышленного комплекса и теплоэнергетики. Новой разработкой в этом классе изделий являются ПЛК сер. Sysmac CS1(рис. 1).
Контроллеры сер. CS1по функциональным возможностям и техническим характеристикам существенно превосходят ранние модели PLCфирмы Omron,а также изделия известных мировых фирм, находящихся в классе Medium.Приведем некоторые (общепринятые для ПЛК) параметры контроллеров сер. PLC CS1:
Быстродействие (время исполнения
инструкции LD),мс. 0,04
Число инструкций. 400
Число точек ввода/вывода. …..5120
Емкость памяти программ, Кшагов. 250
Емкость энергонезависимой памяти
данных (DM),Кслов. 448
Емкость карты Flash-памяти, MB. 48
Номенклатура поддерживаемых модулей
коммуникационных), типов. 2100
сети и интерфейсы: Ethernet (FTP, TCP/IP.UDP/IP), Controller Link, PC Link, DeviceNet (CompoBus/D), CompoBus/S, ProfiBus/DP, Host Link, NT Link, Protocol Macros, Peripheral Bus.
В настоящее время выпускается девять моделей модулей центрального процессора ПЛК сер. CS1.Между собой модули CPU(рис. 2)отличаются количеством битI/O(минимально 960бит I/Oдля CS1G-CPU42;максимально 5120бит I/Oдля CS1H-CPU67),емкостью программ (минимально 10Кшагов для CS1G-CPU42;максимально 250Кшагов для CS1H-CPU67),размером памяти данных (минимально 32Кслов для CS1G-CPU42; максимально 448Кслов для CS1H-CPU67),наличием или отсутствием ЕМ- памяти. Широкая сетка (рис.3) взаимных сочетаний названных параметров позволяет оптимально выбирать модули CPUдля конкретного ТП.
В се типы модулейCPUснабжены коннектором для установки карты Flash-памяти,периферийным портом и портомRS-232C, а также имеют отсек для установки дополнительных коммуникационных плат.
Качественно изменились некоторые ранее существующие инструкции процессора и добавились новые, упрощающие программирование сложных алгоритмов. В частности такие инструкции как таймеры и счетчики ранее принадлежали одной области памяти (не могли иметь одинаковые номера в одной программе) и их общее число для контроллеров, как правило, не превышало 512.В программах контроллеровCS1 можно одновременно использовать таймеры и счетчики с одинаковыми номерами (рис. 4).Тех и других может быть по4096.Появились новые инструкции, позволяющие обрабатывать файловую память, текстовые строки, индексные регистры и многие другие. Используя их, модульCPUможет манипулировать своей собственной памятью. Так, например, из программы лестничных диаграмм можно осуществлять весь набор операций над файлами, расположенными на карте памяти (удалять, копировать, создавать директорию и изменять ее имя). Программу пользователя, находящуюся вCPUмодуле, можно заменить программой из карты памяти, не выключая контроллер и без применения средств программирования. Программу пользователя и областей данных можно автоматически сохранить на карте памяти при включении питания ("легкое сохранение"). При обнаружении неисправности все данные, расположенные в модулеCPU, будут сохранены мгновенно. Это особенно важно для СУ с повышенными требованиями к надежности.
В качестве базовой концепции предложено структурное многозадачное программирование (TaskProgramming). Программа в ПЛК сер.CS1разделена на задачи (циклические задачи), которые выполняются в установленном порядке (рис.5). Программы прерывания тоже введены как задачи (задачи прерывания). КонтроллерыCS1-серии поддерживают до 32циклических задач, 32задачи прерывания I/O, две задачи запланированных прерываний, одну задачу прерывания
при отключении питания и 256задач внешних прерываний. Программы задач создаются в виде модулей с отдельными функциями и целью. В дальнейшем эти модули могут использоваться при написании программ для аналогичных по функциональному назначению систем (рис. 6).
В ведение структурного программирования преследует следующие цели:
стандартизации программ, как модулей;
разработки программ несколькими программистами, работающими параллельно;
создания программы, более легкой для понимания;
создания программ по шагам;
использования Basic-подобныхмнемонических инструкций для написания программы, что трудно сделать при лестничном программировании (таких как условные переходы и циклы).
Появление новых инструкций позволяет упростить и саму процедуру программирования. В частности имеется возможность:
создавать циклически повторяющиеся программные секции;
осуществлять косвенную адресацию слов;
использовать индексные регистры как указатели косвенных адресов в адресном пространстве данных (индексные регистры очень удобны в комбинации с циклами, инкрементными инструкциями и инструкциями обработки табличных данных, поддерживаются авто-инкремент, авто-декремент, а также функции ветвления.) и т.п.
Несмотря на наличие мощных функциональных возможностей ПЛК, задача разработки и программирования ряда систем с непрерывными процессами по-прежнему остается весьма сложной. Особенно это касается СУ объектами с взаимосвязанными контурами регулирования (например, объекты теплоэнергетики, нефтяной, химической, газовой промышленности, металлургии). Для облегчения и эффективного решения этих задач фирмой Omronразработан специальный модуль управления контурами регулированияLCU(LoopControlUnit) и соответствующее к нему ПОCX-ProcessToolиCX-ProcessMonitor. Программный пакет
CX-Process Toolслужит для комбинирования функциональных блоков и установления программных связей между ними, a CX-Process Monitor -для мониторинга системы. Указанные средства позволяют достаточно легко "пройти" путь от функциональной схемы до мониторинга спроектированной системы. На рис. 7показана простейшая схема каскадного управления и структура используемых блоков. Для ее реализации потребуются модули ввода/вывода аналоговых сигналов (два ввода, один вывод) и модуль LCU.
Связь аналоговыми сигналами между блоками определяется программно, в среде CX-Process Tool(рис. 8).
Для мониторинга СУ достаточно по последовательному каналу соединить ПЛК с компьютером, на котором установлен программный пакет CX-Process Monitor(рис. 9).
Научно-производственная фирма Ракурс (Санкт-Петербург) имеет богатый опыт в разработке СУ на базе ПЛК фирмы Omron.За последние пять лет было разработано и сдано под ключ более 50крупнейших объектов' на территории России и за ее пределами. На объектах теплоэнергетики широко используется ПТК "ОМ-мега", разработанный 000"НПФ Ракурс" в соответствии с ТУ 4252-001-27462912-98,который является средством измерения, имеет сертификат "утверждения типа средств измерения" RU.C.34.022.A №6090и сертификат соответствия POCC.RU.АЯ43.В02146 №3114659.
ПТК построен на базе контроллера управления ТП, представляющего собой ПЛК со специальным модулем управления контурами регулирования (LCU)и необходимым набором модулей аналогового и дискретного ввода/вывода (I/O).
Основные преимущества систем управления, выполненных на базе PLC+LCU:
• стоимость значительно ниже по сравнению с традиционными системами DCS;
• занимает в 4. 5 раз меньше площади;
• не требует создания специальных климатических условий, может быть установлен непосредственно в машинном зале.
Имея аналогичные средства для разработки ПО и выполняя те же функции, СУ непрерывными ТП на базе PLC+LCUстановится достойной альтернативой традиционным системам DCS.
Программируемые логические контроллеры (PLC) корпорации OMRON (Япония) делятся на четыре класса: Micro (микро), Small (малые), Medium (средние) и Large (большие). Широкое применение в системах автоматического управления (САУ) непрерывными технологическими процессами получили PLC классов Medium и Large. Сбалансированная совокупность основных характеристик и функциональных возможностей PLC этих классов определило их преимущественное использование в САУ наиболее ответственными объектами. К их числу относятся бортовые установки космических агрегатов, системы управления процессами ядерных технологий, объекты военно-промышленного комплекса, объекты теплоэнергетики. Новой разработкой в этом классе изделий являются программируемые контроллеры серии SYSMAC CS1 (рис. 1).
Контроллеры серии CS1 по функциональным возможностям и техническим характеристикам существенно превосходят ранние модели PLC фирмы OMRON, а также изделия известных мировых фирм, находящихся в этом классе (класс — Medium). Ниже приводятся некоторые (общепринятые для программируемых логических контроллеров) параметры PLC CS1:
1. Быстродействие (время исполнения инструкции LD) — 0,04 мc.
2. Количество инструкций — более 400.
3. Количество точек ввода/вывода — 5120.
4. Емкость памяти программ — 250 Ksteps.
5. Емкость энергонезависимой памяти данных (DM)— 448 Kwords.
6. Емкость карты Flash-памяти — 48 МВ.
7. Номенклатура поддерживаемых модулей (ввода/вывода, специальных, коммуникационных) — более 100 типов.
8. Сети и интерфейсы:
— Ethernet (FTP, TCP/IP, UDP/IP);
В настоящее время выпускается 9 моделей модулей центрального процессора контроллеров серии CS1. Между собой модули CPU (рис. 2) отличаются количеством бит I/O (минимально 960 бит I/O для CS1G-CPU42; максимально 5120 бит I/O для CS1H-CPU67), емкостью программ (минимально 10 Ksteps для CS1G-CPU42; максимально 250 Ksteps для CS1H-CPU67), размером памяти данных (минимально 32К слов для CS1G-CPU42; максимально 448К слов для CS1H-CPU67), наличием или отсутствием EM-памяти. Широкая сетка (рис. 3) взаимных сочетаний названных параметров позволяет произвести оптимальный выбор модуля CPU для конкретного технологического процесса. Все типы модулей CPU снабжены коннектором для установки карты Flash-памяти, периферийным портом и портом RS232C, а также имеют отсек для установки дополнительных коммуникационных плат.
Качественно изменились некоторые ранее существующие инструкции процессора и добавились новые, упрощающие программирование сложных алгоритмов. В частности, такие инструкции, как таймеры и счетчики, ранее принадлежали одной области памяти (не могли иметь одинаковые номера в одной программе), и их общее количество для контроллеров, как правило, не превышало 512. В программах контроллеров CS1 можно одновременно использовать таймеры и счетчики с одинаковыми номерами (рис. 4). Тех и других может быть по 4096. Появились новые инструкции, позволяющие обрабатывать файловую память, текстовые строки, индексные регистры и многие другие. Используя их, модуль CPU может манипулировать своей собственной памятью. Так, например, из программы лестничных диаграмм можно осуществлять весь набор операций над файлами, расположенными на карте памяти (удалять, копировать, создавать директорию и изменять ее имя). Программу пользователя, находящуюся в CPU модуле, можно заменить программой из карты памяти, не выключая контроллер, и без применения средств программирования. Программу пользователя и областей данных можно автоматически сохранить на карте памяти при включении питания («легкое сохранение»). В случае обнаружения неисправности все данные, расположенные в модуле CPU, будут сохранены мгновенно. Это особенно важно для систем управления с повышенными требованиями к надежности.
В качестве базовой концепции предложено структурное многозадачное программирование (Task Programming). Программа в PLC серии CS1 разделена на задачи (циклические задачи), которые выполняются в установленном порядке (рис. 5). Программы прерывания тоже введены как задачи (задачи прерывания). Контроллеры CS1-серии поддерживают до 32 циклических задач, 32 задачи прерывания I/O, 2 задачи запланированных прерываний, 1 задачу прерывания при отключении питания и 256 задач внешних прерываний. Программы задач создаются в виде модулей с отдельными функциями и целью. В дальнейшем эти модули могут использоваться при написании программ для аналогичных по функциональному назначению систем (Рис.6.).
Введение структурного программирования преследует следующие цели:Несмотря на наличие мощных функциональных возможностей PLC, задача разработки и программирования ряда систем с непрерывными процессами по-прежнему остается весьма сложной. Особенно это касается систем управления объектами с взаимосвязанными контурами регулирования (например, объекты теплоэнергетики, нефтяная, химическая, газовая промышленность, металлургия). Для облегчения и эффективного решения этих задач фирмой OMRON разработан специальный модуль управления контурами регулирования LCU (Loop Control Unit) и соответствующее к нему программное обеспечение CX-Process Tool и CX-Process Monitor. Программный пакет CX-Process Tool служит для комбинирования функциональных блоков и установления программных связей между ними, а CX-Process Monitor — для мониторинга системы. Указанные средства позволяют достаточно легко «пройти» путь от функциональной схемы до мониторинга спроектированной системы. На рис. 7 показана простейшая схема каскадного управления и структура используемых ее блоков. Для ее реализации потребуются модули ввода/вывода аналоговых сигналов (2 ввода, 1 вывод) и модуль LCU.
Связь аналоговыми сигналами между блоками определяется программно, в среде CX-Process Tool (рис. 8).
Для мониторинга системы управления достаточно по последовательному каналу соединить PLC с компьютером, на котором установлен программный пакет CX-Process Monitor (рис. 9).Научно-производственная фирма «РАКУРС» (Санкт-Петербург) имеет богатый опыт в разработке систем управления на базе программируемых контроллеров фирмы OMRON. За последние пять лет было разработано и сдано «под ключ» более 50 крупнейших объектов на территории России и за ее пределами. На объектах теплоэнергетики широко используется программно-технический комплекс (ПТК) «ОМ-мега», разработанный ООО «НПФ «РАКУРС» в соответствии с ТУ 4252-001-27462912-98 и являющийся средством измерения, имеющий сертификат «утверждения типа средств измерения» RU.C.34.022.A № 6090 и сертификат соответствия РОСС.RU. АЯ43.В02146 № 3114659.
ПТК построен на базе контроллера управления технологическим процессом, представляющего собой программируемый логический контроллер со специальным модулем управления контурами регулирования (LCU) и необходимым набором модулей аналогового и дискретного ввода/вывода (I/O).
Основные преимущества систем управления, выполненных на базе PLC+LCU:Имея аналогичные средства для разработки программного обеспечения и выполняя те же функции, система управления непрерывными технологическими процессами на базе PLC+LCU становится достойной альтернативой традиционным системам DCS.
Другие статьи по данной теме:Если Вы заметили какие-либо неточности в статье (отсутствующие рисунки, таблицы, недостоверную информацию и т.п.), просьба сообщить нам об этом. Пожалуйста укажите ссылку на страницу и описание проблемы.
Курс проводится совместно с Факультетом дистанционного обучения ТУСУР и Impulse Systems Industrial Automation College (Канада). Курс может быть использован для повышения квалификации, профессиональной переподготовки кадров в области автоматизации промышленных производств.
Цель курса – изучение технологии использования программируемых логических контроллеров компании Omron, практическое использование полученных знаний для выполнения проектов по автоматизации производств, диагностирования и обслуживания действующих автоматических линий.
Этот курс – уникальная специализированная онлайновая программа обучения в сфере промышленной автоматизации. Слушатели имеют возможность не только работать с теоретическим материалом (в формате видеолекций и электронных учебных пособий), но и выполнять практические работы на реальном оборудовании. На удаленном сервере с помощью специализированного программного обеспечения слушатели смогут создавать свои собственные программы управления контроллерами, загружать в станок и наблюдать его работу в режиме реального времени с помощью веб-камеры.
Важная составляющая часть курса – акцент на практическое применение полученных навыков.
Базовые знания в области электроники.
По окончании курса Вы будете знать
В курсе рассматриваются следующие вопросы
Документы об окончании
Контроллеры Omron находят все большее применение в системах автоматизации благодаря своей надежности и экономичности. Специалисты ИЦ "СКАТ" рекомендуют использовать программируемые логические контроллеры Omron в системах малой автоматизации, как наиболее эффективное решение. Программирование и разработка управляющих программ для контроллеров Omron производится в специализированной программной среде.
Наши специалисты оказывают следующие услуги по работе с контроллерным оборудованием Omron:
Программное обеспечение промышленных контроллеров Omron также можно разделить на три категории:
Первое находит применение на этапе пуско-наладки. К промышленному программному обеспечению конфигурирования относятся следующие продукты:
Для программирования контроллеров Omron используется следующее промышленное программное обеспечение:
Обе среды реализуют свою работу с помощью языков программирования контроллеров стандарта МЭК-61131-3.
Визуализация OmronПрограммное обеспечение визуализации специально разработано для упрощения восприятия специалистами процесса работы систем управления, они служат для обеспечения надзора и контроля над процессом автоматизации:
NS Runtime PC Omron (связь с персональным компьютером).
Заказать программирование OmronЕсли Вы хотите заказать услуги по программированию Omron. обращайтесь в наш Центр. отправив заявку по электронной почте ec-skat@mail.ru. Мы найдем оптимальное решение для Вашей задачи.