הרכיב תוכנית בקרה לבקר ניתן לתכנות

בקרים ניתנים לתכנות מיועדים לשליטה מתוכנתת באופן מחזורי של מכונות חיתוך מתכת וציוד טכנולוגי מגוון, המצוידים בחיישנים ומפעילים הפועלים על עיקרון ה-"on-off" של שני מצבים. במאמר, תהליך הידור של תוכנית בקרה נחשב בדוגמה של בקר מדגם MKP-1.

בהתאם לגרסה, בקר זה מאפשר לך לשלוט ב-16, 32 או 48 מכשירים. מספר מעגלי הכניסה לחיבור חיישנים מתאים למספר היציאות. לכל קלט ופלט יש כתובת משלו.

הבקר מספק שליטה בכוננים, מקבל מידע מחיישנים על מצב הציוד, יוצר עיכובים, מארגן מעברים מותנים ובלתי מותנים בהתאם לתוכנית הבקרה, וכן מבצע פונקציות נוספות.

התכנון של מכשיר הבקרה מצטמצם לשני שלבים: 1 - יצירת תרשים לחיבור חיישנים ומפעילים לבקר, 2 - יצירת תוכנית בקרה לפי הסכימה האלגוריתמית.

חיבור חיישנים

לחצני DIP וחיישנים מחוברים למחברי הכניסה של הבקר לפי טבלה 1. לכל כניסה יש כתובת משלה.

כדי להפעיל את מעגלי הכניסה, נדרש ספק כוח עם מתח מוצא Un = 20 … 30 V. הפעלת החיישן תואמת את סגירת מעגל הכניסה (רמה בינארית 1), המצב הפתוח של המעגל שווה ערך לרמה בינארית 0 .

דוגמה לחיבור מגע החיישן לכניסת הבקר מוצגת באיור. 1

תאנה. 1. דיאגרמת חיבור של מגע החיישן

טבלה 1. מעגלי קלט של בקר

חיבור מכשירי מנהלים

מפעילים (סלילי ממסר, מעגלי כניסה של מכשירים ללא מגע) מחוברים למחברי היציאה של הבקר בהתאם לטבלה 2.

טבלה 2. מעגלי פלט של הבקר

דוגמה לחיבור סלילי הממסר ליציאות הבקר מוצגת באיור. 2.

תאנה. 2. דיאגרמת חיווט של סלילי ממסר

דוגמה לתכנית מלאה לחיבור התקנים חיצוניים לבקר

בקר מערכת דיגיטלית

הבקר עובד עם מספרים המבוטאים בסימון הקסדצימלי. הבסיס של המערכת הוא המספר העשרוני 16, האלפבית מורכב מעשר ספרות (0 ... 9) ושש אותיות לטיניות (A, B, C, D, E, F). האותיות מתאימות למספרים העשרוניים 10, 11, 12, 13, 14, 15.

למידע נוסף על מערכת המספרים הקסדצימליים: מערכות מספרים

במהלך התכנות, כל הערכים המספריים מצוינים בהקסדצימליים. טבלה 3 מציגה טווח של מספרים בהקסדצימלי N16 ואת המקבילות העשרוניות שלהם Nl0.

טבלה 3. מספרים בסימון הקסדצימלי

קבוצה של פקודות בקר

הבקר הניתן לתכנות מצויד במערכת בקרה המיועדת לפתור בעיות בקרת תוכנה. טבלה 4 מציגה חלק קטן מפקודות הבקר.

הפקודה מורכבת משני חלקים: קוד הפעולה שיש לבצע (CPC) והאופרנד, המציין את כתובת האובייקט עליו מבוצעת הפעולה. במקרה זה, גם החיישנים וגם המפעילים והפקודות של התוכנית עצמה פועלים כאובייקט כזה. בעת ציון מרווחי זמן, האופרנד הוא משך המרווחים הללו.

טבלה 4. ערכת פקודות של בקר

דיאגרמות של אלגוריתמים

ניתן לתאר את סדר הפעולה של כל מכשיר באמצעות סמלים גרפיים היוצרים דיאגרמת אלגוריתם. ניתן להשתמש בארבעה סוגי סמלים הנקראים קודקודים בעת בניית דיאגרמה (איור 3).

אורז. 3. קודקודים של הסכימה האלגוריתמית

קודקוד "התחל" מתאים למצב ההתחלתי של התקן הבקרה לפני הפגיעה בו על ידי הפקדים, למשל כפתור "התחל".

קודקוד ה"סוף" מתאים לסוף תהליך הבקרה, למשל, לאחר לחיצה על כפתור ה"עצור".

נקודת ההפעלה מתאימה לביצוע פעולה אלמנטרית מסוימת של המכשירים המרכיבים את מכשיר הבקרה, למשל, הפעלה או כיבוי של ממסר. הפעולה שבוצעה מתועדת בטבלה בתוך הסמל העליון.

קודקוד מותנה מגדיר את התנאי למעבר מקודקוד פעולה אחד למשנהו. המצב נקבע על ידי החיישן, כפתור שליטה או מכשיר אחר. מצב החיישן או הכפתור והיציאות של הקודקודים, בהתאמה, מסומנים במספרים 1 או 0.

לדוגמה: מתג תנועה «מופעל» - 1; "כבוי" - 0.

חיבור דיאגרמת אלגוריתם מצטמצם לחיבור קודקודים בהתאם לסדר הפעולה הנדרש של המכשיר האוטומטי. קטע של דיאגרמה של האלגוריתם מוצג באיור. 4. בתרשים, הסמל X1 מייצג את המתג, Δt הוא מרווח הזמן.

קומפילציה של תוכנית בקרה

כל פקודה בתוכנית כתובה תחת המספר הסידורי שלה, שהוא הכתובת שלה. התוכנית מורכבת לפי סכמת האלגוריתם וחייבת להכיל קבוצה של פקודות המבצעות את כל הפעולות שצוינו בסכמה.

לפני פיתוח התוכנית, יש צורך לערוך דיאגרמת חיבור של חיישנים וכוננים. תלוי איפה המכשירים האלה מחוברים, הם מקבלים מספר משלהם, שהוא הכתובת שלהם בתוכנית.

יצירת התוכנית צריכה להתחיל מהחלק העליון של דיאגרמת «התחל» ולאחר מכן לתכנת את הפעולות ברצף לחלק העליון של «סיום».

אם מתבצעת פעולה לאחר הפעלת לחצן, מתג גבול או חיישן אחר, אזי פקודה 02 מוגדרת והמספר של אותו חיישן נכתב כאופרנד. במקרה זה, הבקר יבצע את הפקודה להפעיל או לכבות את מכשירי המנהל רק לאחר קבלת אות טריגר מחישן זה.

המכשירים מופעלים או כבים עם פקודות 05 או 06, בהתאמה. מספר המכשיר המופעל נכתב לאופרנד

מרווחי הזמן נקבעים באמצעות פקודה 07. המקדם נכתב באופרנד, שכאשר מוכפל ב-0.1 שניות. נותן את זמן העיכוב הדרוש.

לדוגמה, כאשר מגדירים t = 2.6 שניות.האופרנד מכיל את המספר 1A (26 בסימון עשרוני). עיכוב הזמן המרבי שנקבע על ידי פקודת 07 בודדת הוא 25.5 שניות (פקודה 07 FF). אם יש צורך להשיג השהייה של יותר מ-25.5 שניות, יש לכלול ברצף מספר פקודות 07 בתוכנית הבקרה, יחד עם מרווח הזמן הנדרש.

כדי ליישם קפיצות מותנות בתוכנית (בתרשים האלגוריתם, קודקוד מותנה עם פעולות «1» וגם «0»), תחילה עליך להגדיר את פקודת ה-check לקודקוד זה 04.

אם החיישן המתאים לקודקוד זה נמצא במצב «1», תיווצר סיבית התנאי BU = 1. אם החיישן במצב «0», אז ייווצר BU = 0.

לאחר מכן מופקת הפקודה OA, אשר, אם הוגדר BU = 1 בפקודה הקודמת, תעביר את הבקר לבצע את הפקודה שצוינה באופרנד של אותה פקודה.

כאשר BU = 0, הבקר יבצע את הפקודה לאחר הפקודה OA.

בעת קומפילציה של תוכנית, מומלץ לכתוב תחילה רצף של פקודות שהבקר יבצע כאשר BU = 0, מבלי לציין את האופרנד בפקודה OA. לאחר שכל הפקודות שמבצעות הבקר לפי תנאי «0» הן כתובה, הפקודה, שמתמלאת בהתאם לתנאי «1», מוזנת לתוכנית. הכתובת של פקודה זו מצוינת באופרנד של פקודת OA.

הערה: עבור סיבית התנאי, המצב ההתחלתי הוא BU = 1, המוגדר לאחר הפעלת הבקר ולאחר ביצוע פקודות הקפיצה המותנית.

דוגמה לכתיבת תוכנית עבור קטע של דיאגרמת האלגוריתם באיור. 4 מוצג בטבלה 5.

אורז. 4. שבר של דיאגרמה של האלגוריתם

טבלה 5. קטע של תוכנית הניהול