Язык релейно контактных схем: Общие сведения о языке LD — Документация Beremiz

3.2. Язык релейно-контактных схем для программирования контроллеров

Современные ПЛК программируются с помощью пяти языков программирования, описанных в стандарте МЭК 61131-3. Среди них три графических и два текстовых. Язык релейно-контактных схем (LD – Ladder Diagram) является таким графическим языком [13, 14]. Синонимы: релейно-контактная логика, релейная логика, релейные диаграммы, релейно-лестничная логика, многоступенчатая логика. Несмотря на то, что язык LD появился достаточно давно, он до сих пор применяется для программирования ПЛК, хотя используется только для программирования простых задач.

Графический язык релейной логики впервые появился в виде электриче­ских схем, которые состояли из контактов и обмоток электромагнитных реле.

Программы, написанные на языке LD, состоят из ступеней, которые выполняются ПЛК последовательно, слева направо. Ступень состоит из набора графических элементов (ячеек), ограниченных слева и справа условными шинами питания.

Условный ток в цепи ступени протекает слева направо. Правая шина питания на диаграммах не отображается, но подразумевается. Несколько ступеней выполняются ПЛК последовательно сверху вниз. Ступень может содержать несколько строк и колонок, разделенных на две зоны — проверочную зону и зону действий. Простейшие проверочные элементы и элементы действия занимают одну строку и одну колонку ступени.

Набор графических элементов языка LD включает:

• входы и выходы ПЛК – кнопки, контакты реле, концевые выключатели, сигналы датчиков, индикаторные лампы и т.д.;

• стандартные управляющие системные функции – таймеры, счетчики и т.д.;

• арифметические, логические и специальные операции;

• внутренние переменные ПЛК.

Для использования в логике релейно-контактных схем применяются две системы – комбинационная логика и последовательная логика.

Комбинационная логика релейно-контактной схемы – это цепь, в которой последовательно или параллельно объединяются два или более входных логических элементов и результат передается на выходные логические элементы, например катушки реле, таймеры, счетчики или другие прикладные программы. Пример комбинационной логики приведен на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Релейно-контактная схема комбинационной логики для ПЛК

Дискретные входы ПЛК и результаты выполнения логических операций пред­ставляются в виде условных контактов реле, нормально разомкнутых (нормально открытых, или контактов типа A) и нормально замкнутых (нормально закрытых, инверсных, или контактов типа B). Нормально разомкнутые контакты замыкаются при появлении сигнала на соответствующем входе или истинности поставленного в соответствие данному контакту логического выражения. В цепи 1 на рис. 4.2 используется нормально разомкнутый входной контакт ПЛК X0.

Логика работы нормально замкнутых контактов – обратная, он размыкаются при появлении сигнала или истинности логического выражения. В цепи 2 на рис. 4.2 используется нормально замкнутый входной контакт ПЛК X1. В цепи 3 используется несколько входных контактов ПЛК – X2, X3 и X4.

Дискретные выходы ПЛК или результаты выполнения данной ступени представля­ются в виде обмотки реле, питание на которой появляется после прохождения сигнала от левой условной шины питания через все находящиеся на ступени элементы (Y0, Y1, Y2 на рис. 4.2).

На языке LD могут быть запрограммированы ло­гические операции «И» (AND), «ИЛИ» (OR), «НЕ» (NOT) и др. Последова­тельное соединение контактов равнозначно логической операции «И», параллельное «ИЛИ». Операция «НЕ» реализуется инверсным кон­тактом. Ток в обмотке реле по­является после замыкания (размыкания) контактов и выполнения всех логических условий. Для цепи 3 рис. 4.2, а можно записать логическое уравнение функционирования: Y2 = ( (NOT X2) OR X3) AND X4).

Последовательная логика – это цепь с обратной связью. Выходной сигнал со схемы подается в качестве входного на ту же самую схему. Последовательная логика реализует схемы с памятью состояния – выходной сигнал остается в том же состоянии, даже если входной сигнал вернется в исходное (пассивное) состояние. Пример последовательной логики приведен на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Релейно-контактная схема последовательной логики для ПЛК

Схема на рис. 4.3 – это схема самоблокировки реле. При замыкании входного контакта X5 реле Y3 срабатывает, его контакт Y3 замыкается и блокирует контакт X5. В этом состоянии контакт X5 может и разомкнуться, реле Y3 все равно останется во включенном состоянии. Выключение реле происходит при размыкании нормально замкнутого контакта X6, при этом контакт реле Y3 размыкается и схема возвращается в исходное состояние, замыкание контакта X6 не приведет к срабатыванию реле Y3.

В ПЛК операции релейно-контактной логики эмулируются микропроцессором. В ПЛК используется метод сканирования (последовательного опроса) для контроля состояний входных элементов и выходных катушек, затем используется программа релейно-контактной логики для эмуляции результатов. Поскольку имеется всего один процессор, ПЛК должен последовательно изучить и выполнить программу с первого до последнего шага, затем вернуться к первому шагу и выполнить в цикле всю последовательность операций. Длительность выполнения одного такого повторяющегося режима работы называется временем сканирования. Время сканирования – одна из важнейших характеристик ПЛК. Типичный ПЛК серии FBs выполняет примерно 1000 этапов переключений контактов за 0,33 миллисекунды, т.е время сканирования одного контакта составляет 0,33 микросекунды. Длительность сканирования всей схемы зависит от ее размера. Процесс сканирования релейно-контактной схемы в ПЛК показан на рис. 4.4.

Рис.4.4. Процесс сканирования релейно-контактной схемы в ПЛК

Структура и терминология релейно-контактной схемы. Релейно-контактную схему можно разделить на ряд небольших ячеек, объединенных в строки и столбцы. Для ПЛК серии FBs максимальный размер схемы составляет 16 строк по 22 столбца. В одной ячейке может располагаться один элемент. Пример релейно-контактной схемы приведен на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Пример релейно-контактной схемы

Контакт – это элемент с двумя состояниями – замкнут или разомкнут. Один тип контактов называется «Входной контакт» (X со справочным номером) и его состояние определяется внешними входными сигналами с блока входных клемм. Другой тип контактов называется «Релейный контакт» и его состояние соответствует состоянию реле. В ПЛК FBs имеются следующие виды контактов: контакт A (X0, X2), контакт B (X1, X3), дифференциальные контакты «вверх» TU (X10, Y4), дифференциальные контакты «вниз» TD (X5, M6) и контакты «разомкнуто/замкнуто» Open/Short (отсутствие или наличие линии связи).

Реле состоит из катушки (обмотки) и контактов (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Схема реле

Для включения реле нужно подать ток в его катушку. Если реле Y0 находится в состоянии ВКЛ, то контакт A будет находиться в состоянии ВКЛ, контакт B – в состоянии ВЫКЛ. Контакты TU (TD) принимают состояние ВКЛ в интервале времени скана, когда реле переходит из состояния ВЫКЛ в состояние ВКЛ (из ВКЛ в ВЫКЛ) соответственно. В ПЛК FBs имеются четыре типа реле: выходные Y, внутренние M, шаговые S, временные TR. Состояния выходных реле Y передаются на блок выходных клемм. На рис. 4.5 показаны выходная катушка Y0, инверсная выходная катушка Y2.

Ladder diagram – Wikiwand

• ВведениеLadder diagram
• См. также
• Литература

Ladder diagram (англ. LD, LAD, рус. РКС) — язык релейной (лестничной) логики.

Применяются также названия:

• язык релейно-контактной логики,
• релейные диаграммы,
• релейно-контактные схемы (РКС),
• язык программирования релейно-лестничной логики стандарта МЭК 61131-3.

Пример логического выражения на LD

Предназначен для программирования программируемых логических контроллеров (ПЛК). Синтаксис языка удобен для замены логических схем, выполненных на релейной технике. Ориентирован на инженеров по автоматизации, работающих на промышленных предприятиях. Обеспечивает наглядный интерфейс логики работы контроллера, облегчающий не только задачи собственно программирования и ввода в эксплуатацию, но и быстрый поиск неполадок в подключаемом к контроллеру оборудовании.

Программа на языке релейной логики имеет наглядный и интуитивно понятный инженерам-электрикам графический интерфейс, представляющий логические операции как электрическую цепь с замкнутыми и разомкнутыми контактами. Протекание или отсутствие тока в этой цепи соответствует результату логической операции (

истина — если ток течёт; ложь — если ток не течёт).

Основными элементами языка являются контакты, которые можно образно уподобить паре контактов реле или кнопки. Пара контактов отождествляется с логической переменной, а состояние этой пары — со значением переменной.

Различаются нормально замкнутые и нормально разомкнутые контактные элементы, которые можно сопоставить с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми кнопками в электрических цепях:

• ─┤ ├─ Нормально разомкнутый контакт разомкнут при значении ложь назначенной ему переменной и замыкается при значении истина.
• ─┤/├─ Нормально замкнутый контакт, напротив, замкнут, если переменная имеет значение ложь, и разомкнут, если переменная имеет значение истина.
• ─()─ Итог логической цепочки копируется в целевую переменную, которая называется катушка (англ. coil). Это слово имеет обобщённый образ исполнительного устройства, поэтому в русскоязычной документации обычно говорят о выходе цепочки, хотя можно встретить и частные значения термина, например катушка реле.

Дизъюнкции A ∨ B соответствует схема, составленная из двух параллельно соединённых контактов А и В. Конъюнкции А & В соответствует схема, составленная из двух последовательно соединённых контактов А и В. Отрицанию высказывания А соответствует размыкающий контакт А, управляемый тем же устройством, что и контакт А.

Конкретные версии языка реализуются обычно в рамках программных продуктов для работы с определёнными типами ПЛК. Часто такие реализации содержат команды, расширяющие множество стандартных команд языка, что вызвано желанием производителя полнее учесть желания заказчика, но в итоге приводят к несовместимости программ, созданных для контроллеров различных типов.

Что такое программирование лестничных диаграмм? | Основы ПЛК

Программирование на релейной диаграмме (LD)

Наиболее распространенным языком, используемым для программирования ПЛК, является релейная диаграмма (LD), также известная как релейная релейная логика (RLL).

Это графический язык, показывающий логические отношения между входами и выходами, как если бы они были контактами и катушками в проводной электромеханической релейной цепи.

Этот язык был изобретен специально для того, чтобы сделать программирование ПЛК «естественным» для электриков, знакомых с релейной логикой и схемами управления. Хотя программирование лестничных диаграмм имеет много недостатков, оно остается чрезвычайно популярным в автоматизации отраслей.

Каждая программа Ladder Diagram устроена так, чтобы напоминать электрическую схему, что делает этот язык программирования графическим (а не текстовым).

Лестничные диаграммы следует рассматривать как виртуальные цепи, в которых виртуальная «энергия» проходит через виртуальные «контакты» (когда они замкнуты) для возбуждения виртуальных «катушек реле» для выполнения логических функций.

Ни один из контактов или катушек, видимых в программе ПЛК на лестничной диаграмме, не является реальным; скорее, они воздействуют на биты в памяти ПЛК, логические взаимосвязи между этими битами выражены в форме диаграммы, напоминающей цепь. редактируется на персональном компьютере:

На следующем снимке экрана компьютера показана типичная программа Ladder Diagram.

Контакты выглядят так же, как и на логической схеме электрического реле — в виде коротких вертикальных сегментов, разделенных горизонтальным пробелом.

Нормально разомкнутые контакты пусты в пространстве между сегментами линии, в то время как нормально замкнутые контакты имеют диагональную линию, пересекающую это пространство.

Катушки несколько отличаются друг от друга и выглядят либо как круги, либо как пары скобок. Другие инструкции отображаются в виде прямоугольных блоков.

Каждая горизонтальная линия называется ступенькой, так же как каждая горизонтальная ступенька на стремянке называется «ступенькой».

Как видно на этом снимке экрана, общей чертой редакторов программ Ladder Diagram является возможность выделять цветом виртуальные «компоненты» в виртуальной «схеме», готовые «проводить» виртуальную «энергию».

В этом конкретном редакторе для обозначения «проводимости» используется голубой цвет.

Другой формой индикации состояния в этой программе ПЛК являются значения определенных переменных в памяти ПЛК, показанные красным текстом.

Например, вы можете видеть, что катушка T2 находится под напряжением в правом верхнем углу экрана (закрашена голубым цветом), а катушка T3 – нет.

Соответственно, каждый нормально разомкнутый контакт T2 отображается окрашенным, указывая на его «замкнутое» состояние, в то время как каждый нормально замкнутый контакт T2 не окрашен.

Напротив, каждый нормально разомкнутый контакт T3 не окрашен (поскольку катушка T3 обесточена), в то время как каждый нормально замкнутый контакт T3 показан своим цветом, чтобы указать на его проводящее состояние.

Аналогично, текущие значения счетчиков таймеров T2 и T3 отображаются как 193 и 0 соответственно. Выходное значение поля математических инструкций равно 2400, что также показано красным текстом.

Выделение цветом компонентов лестничной диаграммы работает, конечно, только тогда, когда компьютер, на котором запущено программное обеспечение для редактирования программ, подключен к ПЛК, а ПЛК находится в режиме «выполнения» (и функция «показать статус» программного обеспечения для редактирования включен).

В остальном лестничная диаграмма представляет собой не что иное, как черные символы на белом фоне.

Подсветка состояния не только очень полезна при отладке программ ПЛК, но также служит бесценной диагностической цели, когда технический специалист анализирует программу ПЛК, чтобы проверить состояние реальных устройств ввода и вывода, подключенных к ПЛК.

Это особенно верно, когда статус программы просматривается удаленно через компьютерную сеть, что позволяет обслуживающему персоналу исследовать проблемы системы, даже не находясь рядом с ПЛК!

Кредиты: Тони Р. Купхалдт — Creative Commons Attribution 4.0 License

Учебные пособия по ПЛК:

• Что такое программируемый логический контроллер?

• Что такое программирование лестничных диаграмм?

• История программируемых логических контроллеров

• Неправильные представления о релейной логике ПЛК

• Контакты и катушки в ПЛК

9053 8

• Аналоговый ввод/вывод и сетевой ввод/вывод O

• Модули ввода/вывода ПЛК

• Отображение памяти в ПЛК

• Масштабирование аналогового входа

• Пример ПЛК с переключателями

• Инструкции счетчика 09053

053 ​​

• Математические инструкции

• Инструкции данных

• Вопросы по лестничной логике

Если вам понравилась эта статья, подпишитесь на наш канал YouTube для видеоуроков по ПЛК и SCADA.

Вы также можете подписаться на нас в Facebook и Twitter, чтобы получать ежедневные обновления.

Будьте первым, кто получит эксклюзивный контент прямо на вашу электронную почту.

Обещаем не спамить. Вы можете отписаться в любое время.

Неверный адрес электронной почты

Что такое релейная логика ПЛК?

 

Релейная логика ПЛК — это язык программирования, используемый с ПЛК. Сокращенно обозначаемый как LD, он также известен как релейная диаграмма и является одним из наиболее широко используемых языков визуального программирования для ПЛК.

Язык релейной логики предпочтительнее других языков программирования из-за его легкости чтения. Этот язык намного нагляднее и проще в изучении из-за знакомых символов, обычно используемых на электрических схемах. Лестничный код программируемого логического контроллера по внешнему виду напоминает схемы электрических реле. Инженеры и обслуживающий персонал уже умеют читать электрические схемы, поэтому этим профессионалам также легче читать этот программный код.

В этой статье вы узнаете все, что вам нужно знать об этом языке программирования (лестничной логике). Прочитав это, вы сможете ознакомиться с программами ПЛК и релейной логикой в ​​различных проектах программирования ПЛК.

 

Что такое релейная логика ПЛК?

Как упоминалось выше, релейная логика — это язык программирования, также называемый релейной диаграммой или LD. Он используется для программирования программируемого логического контроллера, часто называемого ПЛК. Будучи графическим, этот язык программирования ПЛК определяет логическую операцию с использованием символьной записи. Название «Лестничная логика» используется потому, что оно состоит из ступеней логики, общий вид которых напоминает лестницу.

Хотя с помощью LD можно написать сложный вычислительный код, в основном этот язык программирования используется в операциях «битовой логики». Простая битовая логика широко используется в качестве отправной точки большинства программ ПЛК.

PLCOpen — это группа/организация, разрабатывающая стандарты релейной логики. Релейная логика — это гораздо больше, чем просто язык программирования ПЛК. Это также эталонный язык программирования для ПЛК. Быть стандартизированным означает, что он следует набору правил (стандарту) IEC 61131-3. Все, что должны знать новички, это то, что этот язык программирования определяется международно признанным стандартом.

 

Как работает программируемая логика управления?

Тремя наиболее фундаментальными командами программирования ПЛК с релейной логикой являются «Проверка при открытии» (XIO), «Проверка при закрытии» (XIC) и «Подача питания на выход» (OTE).

XIC (проверить, если закрыто):

Когда бит равен 1/высокому, эта команда ввода оценит условие как истинное путем проверки предоставленного логического бита. Команда оценит условие как False, если бит установлен на 0/Низкий. Если условие истинно, остальная часть цепочки релейной логики будет оценена и выполнена.

XIO (Проверить, если открыто):

Когда бит равен 0/Низкий, эта команда ввода оценит состояние как Истина, проверив предоставленный логический бит. Команда оценит условие как False, если бит установлен на 1/High. Если условие истинно, остальная часть цепочки релейной логики будет оценена и выполнена.

OTE (выходная активация):

Когда бит находится в состоянии 1/High, эта входная команда установит соответствующий XIC в значение True. Когда бит находится в состоянии 0/Низкий, эта входная команда установит для связанного XIO значение False 9.0005

 

Базовый анализ цепочки релейной логики:

Рассмотрим эти шаги, которые выполняет ПЛК для оценки условий цепочки релейной логики:

слева направо.

Шаг 2.

Когда гипотетический ток входит в контакт с инструкцией XIC, он определяет, является ли условие 1/Истина или 0/Ложь. Ток не будет течь к остальным элементам в этой цепочке, если XIC имеет значение False. Это позволит пропускать ток, если XIC имеет значение True.

Шаг 3.

Затем ток передается следующей инструкции. Шаг 2 повторяется до тех пор, пока цепь не будет завершена.

Шаг 4.

Наконец, ПЛК переходит к следующей ступени ниже и снова повторяет эти шаги.

Итог:

Релейная логика ПЛК является наиболее предпочтительным языком программирования благодаря графической среде программирования. Он не использует сложный текст; вместо этого он использует комбинацию графических элементов с программой. Символы — это название для этих визуальных элементов.

Эти символы напоминают электрические символы, которые десятилетиями использовались в электрических схемах. Лестничная логика программируемого логического контроллера была разработана для электриков, техников и инженеров-электриков. Он направлен на то, чтобы упростить изучение, понимание и применение программирования.

Automation Ready Panels продает стандартные и специальные панели управления ПЛК, которые предварительно запрограммированы с уже установленной расширенной релейной логикой.