Э. Парр Программируемые контроллеры: руководство для инженера

Для инженеров-практиков, занимающихся автоматизацией производства, студентов вузов, изучающих дисциплины, посвящённые техническим средствам автоматизации.

Оглавление
Предисловне ...........................................................................................5
1. Компьютеры и управление производством..........................................8
1.1. Введение..........................................................................................8
1.2. Типы стратегий управления............................................................9
1.2.1. Подсистемы текущего контроля...........................................9
1.2.2. Подсистемы последовательного действия .........................10
1.2.3. Подсистемы управления с обратной связью......................11
1.2.4. Управляющие устройства ....................................................13
1.3. Использование компьютера .........................................................14
1.3.1. Архитектуры компьютера....................................................15
1.3.2. Программирование в машинном коде и на языке ассемблера .........................................................20
1.3.3. Языки высокого уровня ......................................................20
1.3.4. Прикладные программы .....................................................22
1.3.5. Требования к компьютерам промышленного назначения .......... 22
1.3.6. Программируемый контроллер...........................................28
1.4. Входные/выходные соединения...................................................32
1.4.1. Входные платы.....................................................................32
1.4.2. Выходные соединения.........................................................35
1.4.3. Обозначение входов и выходов...........................................41
1.5. Удаленные входы и выходы ..........................................................42
1.6. Преимущества управления с помощью ПЛК ..............................43
2. Методы программирования...............................................................45
2.1. Введение ........................................................................................45
2.2. Прогон программы........................................................................48
2.3. Обозначение входов/выходов и двоично-кодированные адреса....................53
2.3.1. Стойки, платы и сигналы....................................................53
2.3.2. Allen Bradley PLC-5..............................................................54
2.3.3. Siemens SIMATIC S5............................................................55
2.3.4. CEGELEC GEM-80.............................................................57
2.3.5. ABB Master...........................................................................57
2.3.6. Mitsubishi F2.........................................................................61
2.3.7. Внутреннее битовое запоминающее устройство................62
2.4. Методы программирования..........................................................62
2.4.1. Введение...............................................................................62
2.4.2. Многоступенчатые схемы ...................................................63
2.4.3. Логические символы ...........................................................67
2.4.4. Список операторов..............................................................70
2.5. Битовое запоминающее устройство .............................................74
2.6. Таймеры .........................................................................................79
2.7. Счетчики........................................................................................85
2.8. Цифровые применения.................................................................89
2.8.1. Представление чисел...........................................................89
2.8.2. Перемещение данных..........................................................94
2.8.3. Сравнение данных...............................................................96
2.8.4. Арифметические операции.................................................98
2.9. Комбинаторная и событийно-управляемая логика...................102
2.9.1. Комбинаторная логика......................................................102
2.9.2. Событийно-управляемая логика.......................................107
2.10. МикроПЛК ................................................................................119
2.11. IEC 1131-3: к общему стандарту ...............................................123
2.12. Средства программирования ....................................................129
2.13. Инструментальные средства программирования ....................133
3. Стиль программирования ................................................................139
3.1. Введение ......................................................................................139
3.2. Программотехника...................................................................... 140
3.3. Проектирование сверху вниз......................................................143
3.4. Структура программы в различных ПЛК...................................144
3.5. Действия по обслуживанию и реализация хороших программ . 154
3.6. Сокращение времени прогона программы ................................162
4. Аналоговые сигналы, управление по замкнутому циклу и интеллектуальные модули.................167
4.1. Введение ......................................................................................167
4.2. Типичные аналоговые сигналы ..................................................167
4.2.1. Температура........................................................................167
4.2.2. Давление............................................................................. 170
4.2.3. Расход.................................................................................171
4.2.4. Скорость.............................................................................173
4.2.5. Системы взвешивания.......................................................174
4.2.6. Уровень...............................................................................175
4.2.7. Положение .........................................................................176
4.2.8. Выходные сигналы.............................................................178
4.3. Сигналы и стандарты ..................................................................178
4.4. Аналоговые интерфейсы.............................................................180
4.4.1. Разрешающая способность ...............................................180
4.4.2. Мультиплексированные входы .........................................181
4.4.3. Периодичность преобразования .......................................182
4.4.4. Выбор канала и преобразование
в технические единицы измерения...................................186
4.4.5. Аналоговые входные платы...............................................188
4.4.6. Фильтрация ........................................................................190
4.5. Аналоговые выходные сигналы..................................................192
4.6. Функции аналоговых сигналов................................................... 193
4.7. Замкнутая система управления...................................................195
4.7.1. Введение в теорию управления.........................................195
4.7.2. Устойчивость и настройка контура...................................199
4.7.3. Замкнутая система управления с ПЛК.............................201
4.8. Специализированные управляющие процессоры .....................206
4.9. Штрихкоды..................................................................................207
4.10. Быстродействующие счетчики..................................................213
4.11. Интеллектуальные модули........................................................213
4.12. Особенности монтажа ...............................................................214
5. Распределенные системы ................................................................217
5.1. Параллельная и последовательная передача данных.................217
5.2. Стандарты последовательной передачи данных........................220
5.2.1. Введение.............................................................................220
5.2.2. Синхронизация..................................................................221
5.2.3 Коды символов ...................................................................222
5.2.4. Скорость передачи.............................................................222
5.2.5. Модуляция дискретных сигналов.....................................226
5.2.6. Стандарты и протоколы ....................................................228
5.2.7. Контроль ошибок ..............................................................234
5.2.8. Двухточечная связь............................................................241
5.3. Вычислительные сети..................................................................245
5.3.1. Введение.............................................................................245
5.3.2. Линии передачи .....................................245
5.3.3. Топологии сетей.................................................................247
5.3.4. Совместное использование сети.......................................249
5.3.5. Иерархия связи ..................................................................251
5.4. Модель 1SO/OSI ..........................................................................253
5.5. Собственнические системы........................................................255
5.5.1. Введение.............................................................................255
5.5.2. Магистраль данных Allen Bradley......................................256
5 5.3 Starnet, ESP и CORONFT фирмы GEM-80 ......................259
5.5.4. SIN EC фирмы Siemens ......................................................260
5.5.5. Ethernet...............................................................................261
5.5.6. По пути к стандартизации.................................................264
5.5.7. Profibus................................................................................267
5.6. Безопасность и практические соображения ..............................270
5.7. Волоконно-оптические линии связи .........................................272
6. Человекомашинныи интерфейс .......................................................277
6.1. Введение ......................................................................................277
6.2. Простые средства управления и индикаторы дискретного действия..................279
6.3. Цифровые выходы и входы.........................................................282
6.3.1. Цифровые выходные устройства ......................................282
6.3.2. Мультиплексирование выходов........................................283
6.3.3. Подавление нулевых головных цифр ...............................286
6.3.4. Цифровые входы................................................................288
6.4. Аварийная сигнализация ............................................................292
6.5. Аналоговая индикация................................................................296
6.6. Компьютерная графика ..............................................................300
6.6.1. Введение.............................................................................300
6.6.2. Panelview фирмы Allen Bradley ..........................................304
6.6.3. Пиксельная графика: программа Imagem для ПЛК CEGELEC.................311
6.6.4. Семейство Siemens Simatic HMI .......................................320
6.6.5. Практические рекомендации............................................321
6.6.6. Ввод данных.......................................................................324
6.7. Отображение сообщений............................................................325
6.8. Комплексы SCADA.....................................................................325
7. Управление производственными процессами с помощью обычных компьютеров................331
7.1. Введение ......................................................................................331
7.2. Машины с шинной организацией..............................................333
7.2.1. Введение.............................................................................333
7.2.2. Шина параллельного интерфейса IEEE-488 .................... 334
7.2.3. Системы с монтажной шиной...........................................337
7.2.4. Клоны IBM PC...................................................................339
7.3. Программирование при управлении в реальном времени........342
7.4. Программно-совместимые ПЛК ................................................350
8. Практические вопросы....................................................................353
8.1. Введение ......................................................................................353
8.2. Безопасность................................................................................353
8.2.1. Введение.............................................................................353
8.2.2. Оценка риска .....................................................................354
8.2.3. ПЛК, компьютеры и безопасность...................................358
8.2.4. Аварийные остановки........................................................372
8.2.5. Ограждение ........................................................................378
8.2.6. Законодательство в сфере обеспечения безопасности.....381
8.2.7. IEC61508 ............................................................................. 382
8.3. Критерии проектирования..........................................................389
8.4. Конструктивные особенности....................................................391
8.4.1. Источники питания ...........................................................391
8.4.2. Защита оборудования ........................................................395
8.5. Техническое обслуживание и обнаружение неисправностей .... 403
8.5.1. Введение.............................................................................403
8.5.2. Статистическое представление надежности.....................404
8.5.3. Практика технического обслуживания.............................408
8.5.4. Диагностика неисправностей............................................410
8.5.5. Документация ....................................................................412
8.5.6. Профессиональная подготовка.........................................420
8.5.7. Вспомогательные средства для обнаружения неисправностей — EDDI и FIM ........................................423
8.6. Электромагнитная совместимость (ЕМС)
и маркировка бытовой электронной аппаратуры (СЕ) .............431
8.7. Другие программируемые устройства ........................................437
9. Пример многозвенной логической схемы ........................................440
9.1. Введение ......................................................................................440
9.2. Функция OneShot........................................................................442
9.3. Переключатель двойного действия ............................................443
9.4. Аварийная сигнализация ............................................................447
9.5. Фильтр первого порядка .............................................................451
9.6. Регулирование уровня.................................................................455
9.7. Линеаризация ..............................................................................460
9.8. Суммирование расхода................................................................465
9.9. Масштабирование .......................................................................472
9.10. Преобразование кода Грея ........................................................475
9.11. Преобразование двоично-десятичного числа в двоичное.......480
9.12. Преобразование двоичного числа в двоично-десятичное.......484
9.13. Гидравлическая система............................................................487
Приложение. Системы счисления.......................................................498
Предметный указатель........................................................................504