Przeszukaj forum

Ciężko sobie wyobrazić świat bez fabryk. Praktycznie wszystko, co nas otacza zostało stworzone z części wyprodukowanych na liniach produkcyjnych, które są coraz bardziej zautomatyzowane. Pozwala to na coraz większą produkcję w coraz krótszym czasie. Jednym z głównych urządzeń współczesnej automatyzacji i automatyki jest sterownik PLC. Szafy sterownicze mogą zawierać sterowniki PLC, które sterują często całymi systemami produkcyjnymi. Źródło zdjęcia. PLC oznacza Programmable Logic Controller co po polsku tłumaczy się jako Sterownik swobodnie programowalny. Jak sama nazwa wskazuje to urządzenie służy do sterowania różnymi procesami. Można go swobodnie programować za pomocą kilku standaryzowanych języków. Kiedyś dominowały układy stycznikowo-przekaźnikowe. One i połączenia między nimi zostały zastąpione jednym, względnie małym urządzeniem - sterownikiem PLC. Jest to rozwiązanie mniej skomplikowane, a w przypadku naprawdę złożonych systemów tańsze. Źródło zdjęcia. Zasada działania sterownika PLC Pętla programowa sterownika to kluczowe pojęcie podczas projektowania algorytmów na sterowniki PLC. Nie wolno go pominąć, bo ta wiedza jest niezbędna do pisania poprawnie działających algorytmów sterowania. Pętlę programową najprościej przedstawić w schemacie blokowym: Cykl programowy PLC. Trzeba go znać! Po Starcie wykonywana jest diagnostyka sterownika. Sprawdzane jest, czy wszystkie elementy sterownika działają poprawnie. Jeżeli na tym etapie coś nie zadziała, to jest to sygnalizowane odpowiednim komunikatem. Aktualizacja wejść następuje na podstawie analizy obwodów wejściowych z obiektu. Na tym etapie sterownik sprawdza, czy np. przycisk jest wciśnięty. Wykonywanie programu użytkownika to proces wykonywania instrukcji, które programista zaprojektował i wgrał do sterownika PLC. Aktualizacja wyjść, czyli inaczej wysterowanie odpowiednich wyjść na podstawie programu i nowych stanów wejść. Sterownik działa na obwody wyjść, które działają na obiekt, np. załączany jest stycznik, który steruje silnikiem. Komunikacja polega na rozmowie PLC z innymi urządzeniami, np. z pulpitami operatorskimi (HMI). Pętla się zamyka. Dlaczego zapamiętanie pętli programowej jest ważne? Wiele funkcji w sterowniku PLC korzysta z tego aspektu, więc żeby zrozumieć jak one działają trzeba najpierw poznać cykl pracy sterownika. Sztandarowym przykładem jest wykrycie zbocza narastającego lub opadającego. Cały cykl pracy sterownika PLC praktycznie trwa 5 - 20 ms. Ten czas może się różnić w zależności od sterownika PLC. Jak zbudowany jest sterownik PLC? Najważniejsze elementy, z których zbudowany jest praktycznie każdy sterownik to: Procesor - mózg urządzenia. Wejścia i wyjścia cyfrowe - działają w logice binarnej. Wyjścia mogą być tranzystorowe i przekaźnikowe. Wejścia i wyjścia analogowe - jeżeli trzeba odczytać wartość wyjściową z potencjometru i przekazać ją dalej, to ten element jest niezbędny do tych operacji. Elementy komunikacyjne - np. Port Ethernet. Służą do przesyłania informacji pomiędzy PLC a innymi urządzeniami. Sterowniki są często modułowe. Rozszerzenia portów I/O (input/output), modułów komunikacyjnych itp. możemy dokładać jak klocki. Sterowniki firmy SIEMENS cieszą się ogromną popularnością. Źródło zdjęcia. Sterowniki PLC muszą spełniać standardy i normy, które zapewnią niezawodność i bezpieczeństwo całego systemu. Jest to rozbudowane urządzenie, które posiada wiele funkcji i jest (często) proste w programowaniu i debugowaniu. Warto nadmienić, że istnieje kolosalna różnica między mikrokontrolerem a sterownikiem PLC. Mikrokontroler może być użyty w PLC. Jest on wtedy mózgiem całego urządzenia. Sterownik PLC może oferować o wiele więcej od pojedynczego mikrokontrolera. Zresztą użycie sterownika PLC spełniającego wiele norm będzie o wiele wygodniejsze od tworzenia sterownika od podstaw korzystając z uC. Taki zabieg zapewnia integralność wszystkich systemów przykładowo na hali produkcyjnej. Korzystając ze sterownika PLC mamy pewność, że inni automatycy także będą umieli naprawiać i konserwować maszynę lub system, który zaprojektowaliśmy. Zastosowanie sterowników PLC PLC możemy spotkać wszędzie tam, gdzie trzeba w jakiś sposób sterować jakimś obiektem. Sterownik swobodnie programowalny może służyć do sterowania: światłami sygnalizacyjnymi na skrzyżowaniu, ruchomymi schodami lub drzwiami obrotowymi w galerii handlowej, maszyną przemysłową, np. prasą hydrauliczną, całą fabryką! Ostatni podpunkt nie jest przesadzony. Bez sterowników PLC dzisiejsze fabryki nie byłyby tak efektywne, jakie są. Jeżeli marzysz o zbudowaniu fabryki nie ruszając się z domu, to powinieneś zainteresować się programem Factory I/O. Nie jest to darmowy program, niemniej daje ogromne możliwości. Na podstawie posiadanego sterownika PLC można zasymulować działanie ogromnych linii produkcyjnych, a nawet manipulatorów przemysłowych. Przykład PLC SIEMENS SIMATIC Na wyróżnienie zasługuje seria SIMATIC firmy SIEMENS, a w szczególność generacja S7. Sterownik SIEMENS SIMATIC S7-1200 jest szeroko rozpowszechnionym sterownikiem, który jest wykorzystywany w wielu branżach. Budowa i wygląd S7-1200. Źródło zdjęcia. W wersji CPU 1214C możemy liczyć na 14 wejść, 10 wyjść i 2 wejścia analogowe. Sterownik można programować w programie TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal), w językach typu LD, FBD, ST, o których będzie mowa później. EATON EASYE4 Ciekawym sterownikiem jest EasyE4 Eaton. Posiada on 8 wejść cyfrowych i 4 wyjścia przekaźnikowe. Dodatkowo posiada wyświetlacz, na który możemy również wyświetlać informacje. EATON EASY E4 to tak naprawdę przekaźnik programowalny z cechami PLC! Nazywam go PLC jako uogólnienie i dlatego, że spełnia wiele cech pełnoprawnych sterowników. Warto go przytoczyć jako ciekawostkę i coś wartego uwagi w kontekście tanich i prostych rozwiązań. Mały sterownik PLC. Wyróżnia go prostota. Źródło zdjęcia. Warto o nim wspomnieć, ponieważ jest to idealne rozwiązanie dla prostych i mniej skomplikowanych aplikacji, jak i dla początkujących. Był to PLC, na którym uczyłem się programować i wspominam go bardzo dobrze za prostą obsługę, możliwość wybrania podstawowych języków programowania, jak i za możliwość rozbudowy o wiele modułów rozszerzeń. Sterownik jest względnie tani, a oprogramowanie easySoft oferuje 4 języki: LD, FBD, ST i EDP. Obsługa, programowanie i konfiguracja tego urządzenia jest bardzo prosta i to największy atut tego sterownika. Jak programować sterowniki PLC? Tak jak w przypadku zwykłych języków programowania, korzysta się z IDE. W świecie sterowników najczęściej każdy sterownik ma specjalny program, za pomocą którego można zaprojektować oprogramowanie. Oprócz dwóch wcześniej przeze mnie przytoczonych można również wymienić program GX Developer za pomocą którego można programować sterowniki firmy Mitsubishi. Wiele programów odznacza się ciekawymi i unikatowymi funkcjami. W GX Developer można skorzystać z języka SFC - graficznego języka, który charakteryzuje się przejrzystością napisanego programu. Dodatkowo software daje możliwość zaprogramowania specjalnej funkcji bezpieczeństwa EMERGENCY_OFF, która powoduje powrót do samego początku programu. Wszystkie sterowniki mają jeden wspólną cechę - języki programowania. Języki to nieodłączny element oprogramowania. Źródło zdjęcia. Języki programowania sterowników PLC Języki programowania w automatyce przemysłowej definiuje norma IEC 61131-3, która wyróżnia pięć oficjalnych języków, za pomocą których powinny być programowane sterowniki. Opracowana została przez Międzynarodową Elektrotechniczną Komisję Normalizacyjną (IEC). Jest powszechnie stosowana w globalnym przemyśle. Standard gwarantuje współdziałanie różnych systemów automatyki poprzez wprowadzenie jednolitych zasad programowania. Wyróżnia się 5 języków: 1. Ladder logic (LD lub LAD. Po polsku Język Drabinkowy/Logika Drabinkowa) - najpopularniejszy, graficzny język programowania sterowników PLC. Jego nazwa wzięła się od charakterystycznego wyglądu. Symbole określające wejścia, wyjścia i bloki funkcyjne są ustawione na szeregu poziomych szczebli między dwoma pionowymi szynami, co przypomina drabinę. Program wykonywany jest równolegle od lewej do prawej zgodnie z pętlą programową. Język drabinkowy. Najpopularniejszy język programowania PLC. Źródło zdjęcia. 2. Function block diagram (FBD) - graficzny język, w którym używa się bloków, które odpowiadają za poszczególne instrukcje. Działa na podobnych zasadach co schematy budowane za pomocą bramek logicznych. Język FBD. Jest wygodny w użyciu przy względnie małych programach. Źródło zdjęcia. 3. Sequential function chart (SFC) - ostatni język graficzny wymieniony w normie. Składa się z kroków, do których przypisana jest jakaś akcja. Jeżeli w tym kroku zostanie spełniony ustalony warunek (tzw. tranzycja), to przechodzi się do kolejnego kroku. Oprócz tego każdy program napisany w tym języku musi mieć warunek początkowy, od którego rozpoczyna się cały algorytm. Istnieje możliwość pisania programów, w których kilka kroków może przebiegać równolegle. Do akcji w krokach można wykorzystać język LAD. Język SFC. Bardzo przejrzysty i czytelny język, który można mieszać z językiem LAD. Źródło zdjęcia. 4. Structured text (ST lub STX) - wysokopoziomowy, tekstowy język programowania bazujący na Pascalu. Język posiada pętle, instrukcje warunkowe i funkcje typu pierwiastek kwadratowy i sinus. Język ST. Pozwala implementować skomplikowane algorytmy w zwięzłej formie. Źródło zdjęcia. 5. Instruction list (IL) - niskopoziomowy, tekstowy język oparty na assemblerze. Język IL. Źródło zdjęcia. Jeżeli nauczysz się któregoś z powyższych języków, to programowanie większości sterowników nie powinno Ci sprawić problemów. Wtedy pozostaje tylko kwestia nauczenia się środowiska programistycznego dla konkretnego sterownika. Dodatkowo mogą wystąpić inne symbole reprezentujące zmienne lub dodatkowe funkcje nieoferowane w innych środowiskach. Jak nauczyć się programowania PLC? Oczywistym krokiem jest wybranie się na studia na kierunku automatyka i robotyka/mechatronika. Tam najprawdopodobniej podczas laboratoriów będziesz miał okazję zaprogramować sterownik niejednego producenta. Samoucy mają ciężej. Branża automatyki, a w szczególności sterowników PLC jest dość zamknięta na początkujących. Środowiska do programowania PLC mogą kosztować bardzo dużo, a same sterowniki, sprzęt i narzędzia jeszcze więcej. Bardzo dobrze o tym mówi niemiecki youtuber Jakob Sagatowski w jego filmie o szalonym koszcie programowania PLC. Jest wiele różnych opcji i dróg, które można wybrać. Istnieje wiele kursów i książek na temat programowania PLC. Jeżeli ktoś chciałby spróbować swoich sił w symulacjach programowania PLC, to istnieją takie strony jak plcsimulator. Nie jest to najwyższych lotów symulator, ale sprawdza się w testowaniu na szybko różnych pomysłów. Innym rozwiązaniem jest pobranie TIA PORTAL jako TRIAL lub kupienie taniego sterownika z oprogramowaniem. Z tanich rozwiązań warto wziąć pod uwagę EasyE4 lub Arduino OPTA. Nauka PLC może być trudna, ale też bardzo wynagradzająca. Sterowniki używa się wszędzie i one rządzą dzisiejszymi fabrykami i maszynami. Źródło zdjęcia. Arduino OPTA Zakończę ciekawostką, że Arduino przy współpracy z firmą Finder wydało sterownik PLC. Arduino OPTA występuje w trzech wersjach: Arduino Opta Lite Arduino Opta RS485 - wyposażony w dodatkowy interfejs półdupleksowej łączności RS485 Arduino Opta WiFi - wyposażony w układ komunikacji WiFi / Bluetooth Low Energy (BLE) Na tym sterowniku równolegle mogą pracować skrypt z Arduino IDE i głównego programu PLC, np. w języku ST. Arduino OPTA. Źródło zdjęcia. Podsumowanie Przedstawiłem Ci wiedzę na temat sterowników PLC w pigułce. Pamiętaj, że to dopiero początek. W trakcie nauki natrafisz na takie wątki jak teoria sterowania, regulacja/regulatory, modelowanie procesów i nawet Przemysł 4.0 lub IoT. Bez sterowników PLC nasz świat nie wyglądałby tak jak teraz a poznanie ich na pewno przyda się w niejednej branży.

Cześć, jestem czytelnikiem Forbota od dłuższego czasu interesuje się elektroniką ale tylko hobbystycznie przez co mam wiedzę znikomą w wielu tematach - proszę o wyrozumiałość Robiłem kilka przymiarek to automatyki domowej zanim odkryłem że są „gotowe” rozwiązania takie jak: Supla, HomeAssistant, OpenHab, Domoticz i inne. Szukałem porównania, możliwości skalowalność i nie znalazłem odpowiedzi na pytanie który system by sprostał tematowi jaki mam, a jest ono dość proste: - Arduino (kilka sztuk) - komunikacja z Arduino tylko LAN (moduł Ethernet lub Serial + moduł Wifi) - Arduino jako klient, przekażniki czujniki sterowane przewodowo przez Arduino - serwerze własny z Linuxem (offline !) jak Domoticz, OpenHab itp. Teraz mam „zrobiony” od podstaw taki system bardzo prosty i działa dobrze ale ciągle rozbudowuje go o kolejne dodatki i tak się zastanawiam - jak było wiele razy powtarzane żeby nie wyważać otwartych drzwi - lepiej pomóc już działającej społeczności niż samemu ją tworzyć od nowa. Nie oczekuje gotowego rozwiązania tylko wskazania drogi którą pójść czy rozwijać swój projekt? czy jest rozwiąznie które wyżej wymienione wymagania ogarnie? Z Domoticzem przez chwilę było dobrze ale nie po kablu. Jeżeli będzie zainteresowanie tematem mogę rozpisać co teraz zostało zrobione i jak to działa teraz, może mam dobry pomysł tylko go trzeba opakować sensowniej i nie pakować się w gotowe (ogromne programowo) rozwiązania. Dziękuję za przeczytanie.

Chęć sterowania urządzeniami w domu wzrasta z dnia na dzień. Dostępne są na rynku różne produkty ułatwiające dążenie do tego celu. Dobrym przykładem jest BlitzWolf BW-SHP6. Niestety jak się to ma w większości produktów producentów, oprogramowanie jest spersonalizowane pod producenta i dodatkowo cały ruch sieciowy przechodzi przez ich serwery. Związku z tym zaistniała potrzeba zmiany oprogramowania na OpenSources w tym przypadku Tashmota. To oprogramowanie daje możliwość sterowania w sieci LAN niezależnie od tego czy jest połączenie z Internetem. Daje też możliwość integracji z telefonem bez konkretnego systemu automatyzacji, jak i też połączenie z Domoticz lub Home Assistant. Potrzebujemy programator UART (link) lutownica (link) BlitzWolf BW-SHP2 (link) lub BlitzWolf BW-SHP6 smartfon z Android i aplikacją MacroDroid Po przygotowaniu potrzebnych nam przedmiotów Wyjmijmy gniazdko z pudełka. Jest ono małe i zgrabne co cieszy! Krok 1: Pobierz oprogramowanie Tasmota z GitHub. W moim przypadku plik sonoff.bin (język angielski). Krok 2: Pobierz oprogramowanie do wgrywania. Ja użyję tego z paczki EaspEasy. Krok 3: Rozkręć gniazdko. Odkręć jedną śrubkę znajdującą się w miejscu uziemienia i zdejmuj górną część gniazdka. Po zdjęciu obudowy można ujrzeć pady podpisane: 3.3V, 100 (podpinamy pod GND), RX, TX, GND. Krok 4: Przylutuj kabelki do padów. Pamiętaj, że RX podłącz z TX programatora! Krok 5: Podłącz do komputera i wgraj oprogramowanie. Sprawdź czy wybrano odpowiedni port COM. Krok 6: Odlutuj kabelki i skręć gniazdko. Krok 7: Po podłączeniu, gniazdko powinno emitować sieć Wi-Fi. Podłącz się do niej. Powinna się otworzyć automatycznie przeglądarka z już wprowadzonym IP gniazdka. Krok 8: Wprowadź dane do domowej sieci Wi-Fi i zaczekaj na ponowne uruchomienie. Krok 9: Domyślna konfiguracja jest ustawiona na Sonoff Basic, przejdź do ustawień (Configuration -> Configure Module). Krok 10: Z listy wybierz "BlitzWolf SHP (45)", następnie Save. Uruchomi się ponownie gniazdko. Gotowe! Gniazdko jest w pełni skonfigurowane. Dodatkowo można zmienić nazwę gniazdka (Configuration -> Confiogure Other) Integracja gniazdka z MacroDroid Pobierz aplikację MacroDroid z Google Play oraz przykładową konfigurację. Toggle_BW-SHP6_03.zip Otwórz aplikację, kliknij importuj i wybierz plik. Następnie dodaj standardowo widget MacroDroid z wyborem danego Makra. Dodatkowe ustawienia: #1 Wyłączenie diody LED (status Wi-Fi) http://ip/cm?cmnd=SetOption31%20on #2 Wyłączenie LED (po załączeniu wyjścia) http://192.168.44.33/cm?cmnd=ledstate%200