Introductieles voor cursus PLC - Besturingstechniek - hoofdstuk 4

Hoofdstuk 4 - PLC-besturing

Tot nu toe hebben we vooral gekeken naar hardware-besturingen. Dat wil zeggen dat de besturing uit een geheel van draden en IC’s bestaat. Steeds belangrijker worden de software-besturing of PLC’s. Dit zijn besturingen waarin een programma de besturing vormt. De afkorting PLC staat voor Programmable Logic Controller, ofwel programmeerbare logische besturing. Dat betekent in de praktijk dat je je eigen schakelformules ontwerpt. Vervolgen voer je deze in de PLC via een computer of met een programmeerapparaat. De PLC leest deze formules en voert ze ook uit. De software waarmee de formules worden ingevoerd, verschilt per type en merk PLC. We bespreken in deze cursus verschillende merken PLC’s, maar meestal werken we met de IEC-61131-3 software.

Figuur 1. De opbouw van de PLC

De PLC is te splitsen in drie gedeelten:

• inputinterface
• processor (inclusief programmageheugen)
• outputinterface

Op de inputinterface worden de opnemers aangesloten. De interface maakt de aangeboden signalen geschikt voor de PLC. De in- en uitgangen zijn genummerd (adressen), net zoals een klemmenstrook in een elektrische schakelkast. De adressen van de output wijken af van de input. Dit is gedaan om voor de PLC onderscheid tussen de beide interfaces te maken. Led’s geven aan welk in- of outputadres een ‘0’ of een ‘1’ is.

De processor is het besturingsgedeelte. Hoe de processor inwendig werkt, is niet belangrijk. Voor de processor gelden twee mogelijkheden:

• programmeren
• run

In de stand ‘programmeren’ voer je het programma in. Na het programmeren schakel je de PLC in de stand ‘run’. De processor leest de schakelformules en voert precies uit wat je hebt ingetypt.

Het programmeren

Er zijn meerdere hulpmiddelen waarmee je een PLC kunt programmeren. De twee belangrijkste zijn:

• De computer (pc of laptop)
• Een programmeerapparaat

Programmeurs gebruiken tegenwoordig de pc of laptop om de PLC te programmeren. Zie figuur 2.

Figuur 2. PLC programmeren met de laptop

Het programmeerapparaat zie je eigenlijk alleen nog bij oudere systemen.

Figuur 3. Programmeerapparaten

Bij de PLC-leverancier koop je samen met de PLC ook het softwarepakket. Als je het softwarepakket in je computer laadt, kun je hiermee het programma voor je PLC schrijven. Vaak heeft elk PLC-merk zijn eigen softwarepakket, waarmee je alleen zijn PLC’s kunt programmeren. Het softwarepakket geeft je veel mogelijkheden. Enkele mogelijkheden zijn:

• Je kunt de programma’s uitprinten op papier
• Je kunt een bibliotheek van alle PLC-programma’s opbouwen
• Het grote beeldscherm van de computer geeft je een beter overzicht
• Er zijn meer manieren om te kiezen om je PLC-programma te schrijven

De IEC-61131-3 norm

Je bent al diverse malen de term IEC-61131-3 tegen gekomen. IEC- 61131-3 is een norm voor het programmeren van PLC’s. Hierdoor is het eenvoudiger PLC’s van verschillende merken te programmeren. Ook kunnen de programma’s eenvoudig worden uitgewisseld. De norm kent vijf programmeertalen. Aan jou de keus in welke taal je wilt programmeren.

• Ladder Diagram (LD) (lijkt veel op een gekanteld )
• Function Blok Diagram (FBD) (programma door middel van logische schema’s)
• Instruction List (IL)
• Sequential Function Chart (SFC) (alleen voor volgorde besturingen)
• Structured Text (ST) (afgeleid van de computertaal Pascal)

Het programmeren met het ladderdiagram (LD)

Als voorbeeld gaan we voor lamp H een programma schrijven met de volgende schakelformule.

H = a . b . c

Je maakt eerst een overzicht op welke input/ outputadressen je alles aansluit. In figuur 4 staat een voorbeeld van zo’n overzicht.

Figuur 4. Variabelenlijst en uitleg van de symbolen in LD

Bij deze PLC wordt het verschil tussen input en output gemaakt door respectievelijk de letters I en Q. Tevens zie je de uitleg van de belangrijkste buttons om het programma in ladderdiagram (LD) te programmeren.

Daarna kun je het ladderdiagram van deze schakelformule in de PLC programmeren. Het scherm bij een IEC 61131-3 PLC ziet er dan uit als figuur 5.

Figuur 5. Ladderdiagram H = a . b . c

Function Block Diagram (FBD)

Als voorbeeld nemen we dezelfde schakelformule:

H = a . b . c

In figuur 6 zie je weer de variabelenlijst, nu aangevuld met de uitleg van de belangrijkste symbolen om het programma in Function Block Diagram (FBD) te programmeren.

Figuur 6. Variabelenlijst en uitleg van de symbolen in FBD

Wanneer je het programma in FBD programmeert, dan ziet het scherm eruit als figuur 7.

Figuur 7. Function Block Diagram H = a . b . c

Instruction list (IL)

Ook nu gaan we weer uit van de schakelformule:

H = a . b . c

De variabelenlijst, zie figuur 8 is onveranderd.

Figuur 8. Variabelenlijst

In Instruction list schrijf je de schakelformule zo dat de PLC de opdracht ‘begrijpt’. De PLC heeft een geheugen waarin de schakelformules worden opgeslagen. Dit geheugen kun je het beste voorstellen als een vel gelinieerd papier.

De breedte van één regel in de PLC is beperkt. Dus op elke regel van dat papier kun je een deeltje van de schakelformule invoeren. Per regel kan er maar één instructie en één in- of outputnummer worden ingevoerd. Een instructie is bijvoorbeeld de AND of OR-functie.

Figuur 9 geeft een idee van de manier waarop het geheugen van de PLC is georganiseerd.

Figuur 9. Geheugen-ordening PLC

Een schakelformule in de PLC begint met een loadinstructie (LD) en eindigt met het aansturen van een output (ST). De afkorting ST komt van store. Leveranciers van PLC’s leveren altijd goede documentatie bij een PLC, waarin de instructieset en de adressenlijst van de PLC staan. Figuur 10 is een uittreksel van een gedeelte van de documentatie van de IEC-61131-3 PLC.

Figuur 10. Korte gebruiksaanwijzing IEC-61131-3 PLC

Hoe ga je aan de slag? 

Je schrijft het PLC-programma eerst op papier. Dat doe je op een zogenaamde programmeersheet. Je gebruikt daarbij de schakelformule(s) en de instructieset van de PLC. Je vult de kolom ‘instructie’ in en de letter(s) van de in- en output in de kolom ‘variabele’. Deze kolom is, samen met de kolom ‘commentaar’, een hulpmiddel waarmee je in een later stadium je programma kunt teruglezen (figuur 11).

Figuur 11. Gedeeltelijk ingevuld programmeersheet

Daarna programmeer je het programma in Instruction List (IL) in de PLC, zie figuur 12.

Figuur 12. Instruction List H = a . b . c

De processor leest en behandelt regel voor regel het PLC-programma en onthoudt steeds het laatste bit (‘0’ of ‘1’). Op de laatste regel voert de PLC met de ST(ore) instructie de opdracht uit. In ons voorbeeld stuurt hij lamp  H aan die aangesloten zit op uitgang QX0.0 van de PLC.

Test jouw kennis

Er is een 10-vragentest over besturingstechniek! In deze korte test kun je gratis jouw huidige technische kennis over besturingstechniek testen, zodra de test is afgerond wordt direct online een advies gegeven over passende cursussen. Let op: in deze test worden meer onderwerpen behandeld dan in deze introductieles.

Inschrijven

Heb je de smaak te pakken gekregen, schrijf je dan in voor één van de besturingstechniekcursussen van ROVC, bekijk hier het totale aanbod. Nog advies nodig, bel dan met de studieadviseurs! Kies ROVC als opleider voor opleiden zonder ballast.