Jak mogliście przeczytać we wstępie do programowania: sposób programowania sterowników PLC jest określony przez normę IEC 61131, która dzieli możliwe języki programowania na dwie grupy.
Dzisiejszy artykuł jest poświęcony językowi LD – jest to język graficzny, nazywany także LAD. Angielska nazwa to Ladder Diagram, co można tłumaczyć jako język drabinkowy. Jest to najpopularniejszy język programowania - pierwotnie stworzony na potrzeby specjalistów z branży elektrotechnicznej oraz mechanicznej.
Dlaczego nazywany jest drabinkowym?
LD nazywany jest językiem drabinkowym, ponieważ swoim wyglądem przypomina drabinę. Kolejne „szczeble drabiny” są kolejnymi linijkami kodu. To podobieństwo do stykowych obwodów przekaźnikowych miało pomóc w programowaniu specjalistom znającym schematy elektryczne.
Pionowe linie mają za zadanie przypominać szyny prądowe:
Algorytm sterowania jest tworzony przy użyciu zdefiniowanych elementów takich jak styki i cewki oraz połączeń między nimi. W programie wykorzystywane są także gotowe bloki funkcyjne (arytmetyczne, logiczne, porównań czy relacji) oraz bloki funkcjonalne (przerzutniki, czasomierze, liczniki).
Rodzaje styków:
styk normalnie otwarty (NO) - przewodzi prąd, gdy skojarzona z nim zmienna ma wartość 1.
styk normalnie zamknięty (NC) - przewodzi prąd, gdy skojarzona z nim zmienna ma wartość 0.
styk zbocza narastającego - przewodzi prąd po zmianie stanu zmiennej z 0 na 1.
styk zbocza opadającego - przewodzi prąd po zmianie stanu zmiennej z 1 na 0.
Rodzaje cewek:
zwykła cewka - skojarzona zmienna przyjmuje wartość 1, gdy "płynie" przez cewkę prąd.
cewka negująca - skojarzona zmienna przyjmuje wartość 1, gdy nie "płynie" przez cewkę prąd.
cewka ustawiająca - skojarzona zmienna przyjmuje wartość 1, gdy "płynie" przez cewkę prąd. Wartość jest podtrzymywana niezależnie od "przepływu" prądu.
cewka zerująca- skojarzona zmienna przyjmuje wartość 0, gdy "płynie" przez cewkę prąd. Wartość jest podtrzymywana niezależnie od "przepływu" prądu.
cewka zbocza narastającego - skojarzona zmienna przyjmuje wartość 1 na czas jednego cyklu pojawienia się prądu w cewce.
cewka zbocza opadającego - skojarzona zmienna przyjmuje wartość 1 na czas jednego cyklu po zaniku prądu w cewce.
cewka odtwarzalna - stan skojarzonej z cewką zmiennej jest podtrzymywany po zaniku napięcia zasilania.
Struktura i zasada działania programu:
Cewki występują zawsze na końcu linii.
Program składa się z elementów zwanych szczeblami (jak wcześniej było to użyte w artykule). Można także nazywać je sieciami czy obwodami (ang. network, rung).
Kolejne szczeble drabiny (networki) wykonywane są od góry do dołu i od lewej do prawej. Po dojściu do ostatniego szczebla, proces wykonywania programu zgodnie z zasadą cykliczności rozpoczyna się od początku.
Ze względu na założenie analogii do schematów przekaźnikowych program może być odczytywany jako przepływ prądu od lewej do prawej linii pionowej (lewa zasilanie a prawa - potencjał masy).
Zalety:
najpopularniejszy język programowania, powszechnie znany i wykorzystywany,
intuicyjny dla osób umiejących odczytywać schematy elektryczne,
łatwa implementacja kodu,
możliwość szybkiego odnalezienia błędów,
gotowe elementy i bloki funkcyjne,
przejrzystość kodu umożliwiająca sprawną analizę,
idealne do obsługi prostych procesów.
Wady:
nieodpowiednie do skomplikowanych procesów ponieważ wtedy traci na przejrzystości i analiza jest znacznie utrudniona,
trudna implementacja bardziej skomplikowanych funkcji takich jak regulatory PID, funkcje trygonometryczne czy funkcje do obróbki danych.
Jeżeli chcecie dowiedzieć się jak wykorzystać powyższą teorię w praktyce i poznać o wiele więcej zagadnień - zapraszamy Was na kurs programowania PLC S7-1200.