Ladislav mejkal Marie Martinásková
PLC
a automatizace 1. díl
Základní pojmy, úvod do programování
Kniha je prvním dílem trilogie o programovatelných automatech (systémech PLC, SPS), které jsou dnes jedním z nejpouívanìjích prostøedkù automatizaèní techniky. Je koncipována jako uèebnice. Struènì seznamuje s programovatelnými automaty, s jejich technickým vybavením a aplikaèními monostmi. Tìitìm uèebnice jsou základy metodiky návrhu logických øídicích systémù na bázi PLC - od zpùsobù zadání problému, pøes minimum z Booleovy algebry a metodiky tradièního øeení základních úloh logického typu, a po krátké seznámení s efektivními postupy programování PLC, které nabízejí dnení programovatelné automaty. Výklad je teoreticky nenároèný a snaí se o maximální srozumitelnost, je prokládán obrázky a ilustraèními pøíklady. Uèebnice je urèena pøedevím studentùm a uèitelùm odborných uèili, støedních a vyích odborných kol. Jako úvodní text mùe poslouit vysokokolským studentùm, zaèínajícím projektantùm a programátorùm, ale i úèastníkùm rekvalifikaèních kurzù a úvodních kurzù o PLC. Pøináí aktuální informace pro vechny zájemce o souèasnou automatizaèní techniku.
Kniha vznikla s podporou Teco a. s. a Projektu EDUtec
Ladislav mejkal, Marie Martinásková
PLC A AUTOMATIZACE 1. díl - Základní pojmy, úvod do programování Bez pøedchozího písemného svolení nakladatelství nesmí být kterákoli èást kopírována nebo rozmnoována jakoukoli formou (tisk, fotokopie, mikrofilm nebo jiný postup), zadána do informaèního systému nebo pøenáena v jiné formì èi jinými prostøedky. Autor a nakladatelství nepøejímají záruku za správnost titìných materiálù. Pøedkládané informace jsou zveøejnìny bez ohledu na pøípadné patenty tøetích osob. Nároky na odkodnìní na základì zmìn, chyb nebo vynechání jsou zásadnì vylouèeny. Vekerá práva vyhrazena. © Ing. Ladislav mejkal, CSc; Ing. Marie Martinásková; 1999 Nakladatelství BEN - technická literatura, Vìínova 5, Praha 10 mejkal Ladislav, Martinásková Marie: PLC a automatizace, 1. díl BEN - technická literatura, Praha 1999 1. vydání ISBN 80-86056-58-9
OBSAH 1.
AUTOMATIZACE - STAV A TRENDY ................................ 6
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10
Automatizace ve vech oborech ............................................................ 6 Poèítaèe v automatizaci ......................................................................... 6 Komunikace, integrace a distribuovanost .............................................. 7 Operátorské rozhraní ........................................................................... 16 Vudypøítomné programovatelné automaty ......................................... 21 Sdruování funkcí ................................................................................ 22 Umìlá inteligence na dosah ................................................................ 23 Diagnostika, bezpeènost a spolehlivost ............................................... 23 Monitorování a dokumentování ........................................................... 24 Soft PLC ............................................................................................... 24
2.
DOPORUÈENÍ KE STUDIU ............................................. 26
2.1 2.2 2.3 2.4
Cíl a obsah knihy ................................................................................. 26 Výukový PLC, TECOMAT® a xPRO.................................................... 26 Programátor se uèí programováním .................................................... 28 Projekt EDUtec .................................................................................... 29
3.
PROGRAMOVATELNÉ AUTOMATY (PLC) .................... 32
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17
Úvodní seznámení s PLC .................................................................... 32 Proè právì PLC .................................................................................... 39 Programovatelnost má své problémy .................................................. 39 Volba konfigurace PLC ........................................................................ 40 Mikro PLC ............................................................................................ 40 Kompaktní PLC .................................................................................... 40 Modulární PLC ..................................................................................... 41 Inteligentní operátorské systémy ......................................................... 44 Komunikaèní monosti ......................................................................... 44 Zaèlenìní PLC do procesu .................................................................. 44 Programování PLC .............................................................................. 45 Vykonávání programu PLC .................................................................. 46 Programovací jazyky PLC ................................................................... 49 Programovací a vývojové prostøedky ................................................... 51 TECOMAT a xPRO .............................................................................. 51 Od relé k PLC ...................................................................................... 52 Zvlátnosti a problémy PLC ................................................................. 58
mejkal, Martinásková: PLC a automatizace díl I. - BEN technická literatura
3
4.
KOMBINAÈNÍ FUNKCE A TRADIÈNÍ POSTUPY NÁVRHU................................... 59
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16
K metodice výkladu .............................................................................. 59 Základní pojmy ..................................................................................... 59 Zadání logické funkce .......................................................................... 65 Operátory AND, OR, NOT ................................................................... 80 Operace NAND a NOR ........................................................................ 87 Operace XOR, mod2, parita, ekvivalence, 1 z n ................................. 90 Booleova algebra, pravidla .................................................................. 93 Tradièní postup návrhu (syntézy) ......................................................... 95 Programování závorkovaných výrazù, zásobník ................................. 98 Minimalizace logických výrazù ........................................................... 101 K - mapa a minimalizace .................................................................... 104 Jednostrannì závorkované výrazy .................................................... 112 Sousednost políèek v K-mapì ........................................................... 116 Vyuití negované funkce .................................................................... 117 Vyuití neurèených stavù ................................................................... 118 Mnoinové operace, rozklady na funkce, vyuití XOR ...................... 122
5.
KOMBINAÈNÍ FUNKCE S VEKTORY ........................... 133
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
Paralelní logické operace ................................................................... 133 Podélné operace ................................................................................ 134 Porovnání, relace ............................................................................... 134 Prahové a symetrické funkce, poèítání jednièek ............................... 135 Tabulkové instrukce, operace s daty .................................................. 135
6.
SEKVENÈNÍ LOGICKÉ FUNKCE ................................. 139
6.1 6.2 6.3
Úvod do problematiky ........................................................................ 139 Realizace sekvenèních èlenù v PLC .................................................. 145 Sloité sekvenèní celky ...................................................................... 150
7.
PØÍKLADY PROGRAMOVÁNÍ PLC-1 ........................... 154 SEZNAM LITERATURY ................................................. 216 Profil firmy TECO a. s. ......................................................... 218 Knihy nakladatelství BEN - technická literatura ................ 220 Univerzální kreslicí program VISIO ..................................... 222 Adresy a spojení na firmu BEN - technická literatura ....... 223 Pár slov o firmì BEN - technická literatura ........................ 224
4
mejkal, Martinásková: PLC a automatizace díl I. - BEN technická literatura
Motto: Sebekvalitnìjí stroje a technologické linky nemohou být úspìné, pokud nebudou automatizovány, nebudou vybaveny kvalitním øízením a inteligencí. Je tíivý nedostatek lidí, kteøí ovládají automatizaèní techniku a dovedou ji efektivnì nasazovat. Znalost automatizaèní techniky je strategickou kvalifikací a velkou konkurenèní výhodou.
mejkal, Martinásková: PLC a automatizace díl I. - BEN technická literatura
5
