Программа для программирования контроллеров шнайдер электрик

Обновлено: 06.07.2024

Сегодня будет необычная статья. А необычная она тем, что несколько отличается от темы электрики и электромонтажа. Речь пойдет об использовании программируемых контроллеров, которые управляют различными технологическими и процессами.

Данные контроллеры применяются в основном в промышленности: на заводах, фабриках, цехах. Однако, их можно использовать и в быту для управления электрическими нагрузками, что повышает комфорт. Подробней об этом я расскажу в данной статье.

Статья будет полезна в первую очередь электрикам, которые, возможно, слышали о контроллерах, но не применяли, а также всем, кто так или иначе интересуется сферой автоматизации.

Что такое контроллер?

Приведу несколько терминов.

ПЛК производятся в разных странах:

Шнейдер Электрик (Франция)

Дженерал Электрик (США)

Rockwell Automation (США)

Автору приходилось работать с ПЛК следующих фирм-производителей: Schneider Electric, ETI, Siemens, Раут-автоматик, Овен, МЗТА. Для каждого из этих контроллеров создавались программы, которые управляли реальными производствами.

Для чего нужны контроллеры?

Контроллеры являются основным звеном современных систем автоматизации. От их надежной и правильной работы зависит выпуск продукции на технологических линиях заводов и фабрик. Также ПЛК повсеместно внедряются в коммунальный сектор, где они управляют энергоносителями, поступающими в жилое или коммерческое здание.

Не редко встречаются контроллеры, установленные в электрическом щите частного дома или квартиры. В таком случае их функции обычно сводятся к управлению освещением, отоплением, кондиционированием и т.д. по командам пользователя или сигналам датчиков. Например, при выходе из дома, нажав на выключатель у двери, дом переходит в экономичный режим отопления, выключается освещение, отключается ненужная электрическая нагрузка.

ПЛК пришли на замену релейно-контактным электрическим схемам управления. Теперь все функции таких схем вмещает программа, заложенная в контроллер. Таким образом компактное электронное устройство заменяет большое количество электромеханических реле.

ПЛК может иметь в разных комбинациях следующие типы входов/выходов (или т.н. каналов):

аналоговые входы/выходы
цифровые (дискретные) входы/выходы.

В электрических схемах входы/выходы обычно маркируют так:

Программа

Контроллер работает благодаря программе, написанной для него. В таком случае ПЛК называется свободнопрограммируемым. Международная Электротехническая Комиссия (МЭК) утвердила 5 языков программирования ПЛК:

Применить язык программирования на практике может каждый электрик. Лучше всего начинать с языка FBD или LD. Они более понятны для начинающего программиста.

Где создавать программу?

Конечно, же, для разработки программ существуют специальные системы программирования. Здесь есть 2 варианта:

производитель ПЛК предоставляет (платно или бесплатно) программную среду, которая подходит только для контроллеров конкретного производителя;
фирмы по разработке программного обеспечения для промышленных ПЛК выпускают системы программирования, которые подходят для контроллеров разных производителей.

Примеры программ

Для примера покажу, как создать самую простую программу.

Электрическая схема подключения ПЛК будет выглядеть так:

Пример программы, реализующий выполнение данного алгоритма:

Есть более сложные программы. В статье об модернизации котельной еврейского культурного центра в г. Одесса программу разрабатывал также на языке FBD. Запрограммировать можно и управление фонтаном (здесь подробная статья).

Системы программирования

Существуют системы программирования, в которых ведется разработка программного обеспечения для контроллеров многих производителей, (а не одного производителя). Одной из наиболее популярных систем такого рода является CoDeSys.

Преимущества такой системы в том, что программу можно разрабатывать, даже не зная пока, для какого ПЛК. При условии, что выбранный впоследствии контроллер должен поддерживать систему CoDeSys.

Сенсорные промышленные контроллеры (СПК)

А сама панель программируемая выглядит так (в процессе разработки программного обеспечения):

Ну что ж, на этом закончу небольшой обзор программируемых логических контроллеров.

А коллег-электриков прошу в комментариях написать, интересно ли им познать азы программирования контроллеров, чтобы в случае необходимости упростить электрическую схему с многочисленными электромагнитными реле, применив ПЛК.

ПЛК (Программируемый логический контроллер) – представляет собой микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выдачи команд управления.

ПЛК имеет конечное количество входов и выходов, подключаемых к ним датчиков и устройств.

Обработка сигналов и команд в ПЛК происходит в режиме реального времени.

ПЛК Schneider Electric ориентированы, на управление технологическими процессами систем:

Основные цели программирования контроллеров Schneider Electric

Программирование ПЛК для использования в составе шкафа автоматики для управления оборудованием различного назначения и типа исходя из нужд Пользователя.

Разработка пользовательского интерфейса для ПЛК оборудованных дисплеем или подключенных к панели оператора (HMI панели).

Программирование обработки, хранения, архивирования (Создание журнала ПЛК, Графиков ПЛК и Трендов) и вывода значений показаний внешних датчиков, параметров подключенного оборудования и внутренних вычислений ПЛК.

Программирование взаимодействия ПЛК со SCADA системами.

Программирование взаимодействия ПЛК в составе крупных систем автоматизации и диспетчеризации с участием нескольких контроллеров.

Программирование взаимодействия ПЛК в режимах Master, Slave с различным оборудованием по промышленным протоколам связи (ModBus RTU, ModBus TCP, Lon, CAN).

Серии программируемых контроллеров Schneider Electric

Modicon M171/M172 – линейка устройств для автоматизации систем отопления, вентиляции, кондиционирования и насосной техники

Modicon M221 - ПЛК для малых систем автоматизации

Modicon M241 – ПЛК для высокопроизводительных применений. Высокая вычислительная, большое количество коммуникационных портов

Modicon M251 – Программируемые контроллеры для модульных машин и распределенных систем

Modicon M340 - ПЛК для производителей машин, малых и средних систем автоматизации. До 1024 точек ввода-вывода.

Modicon M580 ePAC - Modicon M580 ePAC - контроллер ePAC с встроенной технологией Ethernet.

Modicon LMC058/LMC078 - Контроллер перемещения. От 42 до 2400 входов/выходов, синхронизация до 4 осей.

Zelio Logic - Интеллектуальные реле для реализации небольших систем управления от 10 до 40 входов/выходов

Среды программирования логических контроллеров Schneider Electric

EcoStruxure Machine Expert - программное обеспечение для разработки, настройки и ввода в эксплуатацию оборудования в единой программной среде, включая логические элементы, управление движением, человеко-машинный интерфейс и связанные с ними функции автоматизации сети. Благодаря множеству готовых шаблонов EcoStruxure Machine Expert позволяет сократить время разработки, опираясь на комплексные прикладные библиотеки. EcoStruxure Machine Expert позволяет программировать следующие серии: Modicon M238, M241, M251, M258, LMC058, LMC078, PacDrive LMC Eco.

EcoStruxure Machine Expert HVAC - Среда программирования для контроллеров серии Modicon M171 и Modicon M172 и выносных дисплейных терминалов. Программное обеспечение содержит множество готовых к использованию шаблонов и библиотек для управления системами вентиляции и теплоснабжения и насосного оборудования.

Unity Pro - Единая среда для программирования ПЛК Modicon M340, M580, Premium и Quantum.

Zelio Soft - Программное обеспечение Zelio Soft (включает также автотренинг, библиотеку решений и технические инструкции применяется при программировании интеллектуальных реле Zelio Logic (SR2/ SR3). Включает средства программирования, модуль самообучения, библиотеку приложений и технические инструкции.

Наши специалисты помогут подобрать необходимое оборудование на базе ПЛК Schneider Electric и осуществить программирование контроллеров в соответствии с Вашей задачей.

Цены на разработку ПЛК программы для контроллеров от фирмы Schneider Electric можно узнать по запросу у наших специалистов.

Программирование Интеллектуальных реле Schneider Electric Zelio Logic

Интеллектуальные реле для реализации небольших систем управления от 10 до 40 входов/выходов

Программирование PLC-контроллеров Schneider Electric Modicon M221

Логический контроллер Modicon M221 для малых систем автоматизации

Программирование PLC-контроллеров Schneider Electric Modicon M171/M172

Для автоматизации систем отопления, вентиляции, кондиционирования и насосной техники.

Программирование PLC-контроллеров Schneider Electric Modicon M241

Для высокопроизводительных применений.

Программирование PLC-контроллеров Schneider Electric Modicon M251

Логический контроллер Modicon M251 для модульных машин и распределенных систем.

Программирование PLC-контроллеров Schneider Electric Modicon M340

ПЛК для производителей машин, малых и средних систем автоматизации.

Программирование PLC-контроллеров Schneider Electric Modicon M580

Modicon M580 ePAC - инновационный контроллер со встроенной системой Ethernet позволит повысить эффективность управления технологическим процессом.

В этой статье краткий обзор программируемых контроллеров для HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование) от 3х производителей:

ОВЕН ПЛК63/73

Итак, два брата акробата: ПЛК63 –обитатель DIN рейки и ПЛК73 – упрямый форточник (для монтажа вам придется вмонтировать его в дверцу щита).

При любой модификации вы получаете – 8 дискретных входов, 8 аналоговых входов. Для задач автоматизации вентиляционных установок такого количества датчиков вполне хватает.

ПЛК73 может похвастаться 2мя COM портами, если докупить дополнительную плату ПИ73. Вариаций 5шт. Лично я считаю самой интересной ПИ73-5 — RS-485 * 2шт. У ПЛК63 всегда есть RS485 на борту.

Еще у 73го 4 строчки на дисплее против 2х строчек на ПЛК63. Батарейку в часах и память обе модели имеют сразу (но помять для переменных меньше, чем у segnetics). Механизм сохранения в ПЗУ у этих ПЛК веселее, чем Segnetics. Как я понял, в ПЗУ данные записываются только на момент выключения питания. В остальное время данные пишутся в ОЗУ.

И у той и у другой модели куча вариаций выходов, которые называют ВУ (выходное устройство). Это могут быть реле, ЦАП тока или напряжения, оптотранзисторы или оптосиммисторы. Для производителя вариации создавать не сложно, т.к. основная плата одна и в нее могут быть впаяны разные модули ВУ.

Нужно больше релейных выходов? Не проблема — докупаем модуль МР1 (8 реле). Модуль только такой — ОВЕН больше вариаций нам не дает.

Для ПЛК63 – Реле плюс 5 шт ВУ, которые вы выбираете при покупке. Для ПЛК73 – 4 транзистора и 4 ВУ.

Вообще ПЛК73 спорная модель. Больше всего от чего бесятся люди – суровые жесткие кнопки. О да… Кнопки заставят неопытного человека испытывать весь спектр негативных эмоций. Ну и аналоговых выходов у ПЛК73 меньше.

Поработав с обеими моделями, я оставил фаворитом ПЛК63. Как-то серьёзнее он выглядит, и кнопки легче нажимаются. Но очень жаль, что тут только один RS485.

Хочется второй RS485, Карл!

Что же, если очень хочется, помните, что у вас есть RS232-debug – тот порт, через который мы льем прошивку. Правда придется докупить преобразователь RS232 to RS485.

Среда программирования

Codesys 2.3. Про нее уже много чего написано. И не один ОВЕН ее использует (это плюс). Есть много бибилиотек (обратите внимание на Oscat). Среда не наша, а немецкая (как удивительно, да?). Функционала много, языки и текстовые и графические (расширенный МЭК 61131-3). Детальнее читаем в книжках.

А что там с Modbus?

Slave. Есть из коробки, сразу дает читать входа, выхода, нажатие кнопок, часы. Адреса новым переменным придется придумывать отдельно. Читается все без групповых запросов.
Но если очень хочется, можно и групповыми, есть описания в руководстве. Однако адреса в руководстве даны с ошибками.

Не огорчайтесь — один добрый человек уже нашел правильные адреса. Можно найти на форуме ОВНА или тут (уже залил, чтоб не потерялось).
Режим Мастер. Тут уже сложнее. Вам придется применить такую страшную вещь как «навыки программирования» – берете библиотеку Modbus.lib (ну или сами сделаете) и пишите взаимодействие с внешними устройствами. Звучит страшновато, но в некоторой мере это даст больше гибкости. Например, можно написать работу с кучей типовых устройств (те же частотные преобразователи), а не создавать кучу однотипных переменных

среда программирования;
легко создать меню с уставками и настройками (Segnetics отдыхает)
часы и память всегда «с собой»;
возможность работать с нестандартными протоколами по COM порту;
больше входов и выходов у ПЛК (в сравнении с Pixel);
«из коробки» в меню ПЛК можно изменить типы датчиков, посмотреть их показания
питание от 220В (наверно плюс, хотя придется предусматривать защиту по питанию в виде предохранителей и автоматов — уже был опыт с срабатыванием внутренней защиты по питанию).

все модификации с питанием только от 220В;
кнопки ПЛК73;
модуль расширения только один;
текстовый дисплей у ПЛК63 большой, но бестолковый — 2 x 16 символов;
вход в меню с уставками одной кнопкой «Ввод». Мне лично не нравится, т.к. усложняет создание дополнительных меню;
неудобно переносить меню из одной модели ПЛК в другую (тиражировать однотипные настройки). Приходится создавать заново. Раздражает.

ПЛК63-РРРУУУ-L (8DI; 8AI; 3 реле; 3 AO 0-10В) — цена 14 514 р
ПЛК73-ККККУУУУ-L (8DI; 8AI; 4 транзистора, 4 AO 0-10В) — цена 14 986 р
МР1-Р (8 реле) — цена 3 953 р.

Из личной коллекции:

Segnetics SMH2g и Pixel

Итак, Pixel и его большой брат-форточник SMH2g. Есть еще SMH2gi с доступом к linux. Вроде как дает больше возможностей для любителей той самой страшной вещи как «навыки программирования».

Относительно I/O SMH2g не особо интересен без модулей расширения (на борту 4 DI / 4 DO и 5 DI / 2 DO для SMH2gi). У Pixel дела получше (6DI/3DO/5AI/2AO), но без модулей тоже не всегда обойдешься.

Важно заметить — Pixel гальванической изоляции по аналоговым выходам и входам НЕТ. Конечно, Segnetics в плане расширяемости заморочился. Можно даже Ethernet для Pixel сделать. Однако чтобы часы тикали без сбоев понадобится купить у Segnetics батарейку. И позиция эта отдельная. Так же с памятью. Докупаете отдельно (если вам, например, нужна работа по расписанию).

Еще маленький камешек в огород Segnetics — злые цены на кабель для соединения ПЛК с модулями расширения. На деле — обычный шлейф с разъемами IDC. Изготовить можно самим, купив все в магазине или радиорынке. Получится раз в 5 дешевле. Главное не напутайте с подключением.

В плане внешнего вида, удобства нажатия кнопок, дисплея – тут все отлично. Для большего пафоса Segnetics даже ни слова по-русски на корпусе контроллера не написал. Ну и нам приятно.

Среда программирования

SMLogix. Разработана Segnetics. Язык только графический со всеми минусами графических языков. Чтобы как-то удобнее можно было делать правки в программе — желательно делать блоки (они же макросы) по типу матрешки:

Так вы не потеряете внешние связи в программе. Segnetics значительно повысил притягательность своего оборудования благодаря конфигуратору SMConstructor, который генерирует рабочую программу ПЛК для систем вентиляции (теперь и для ИТП). Останется подпилить ее под свои нужды.

Однако тот же Pixel не даст вам полного доступа к COM порту. Нужный вам протокол вы не напишите. Только Modbus.

А что там с Modbus?

Все неплохо. Каждую переменная, которую вы создаете, автоматически становится переменной Modbus. Так реализуется режим slave.

Для Master все тоже неплохо. Можно подгружать карты Modbus от других контроллеров Segnetics или создавать (и сохранять на компьютер) карту переменных отдельно. Для большинства задач этого должно хватать

мало времени для создания типовых программ для вентиляции;
приятный дизайн оборудования;
до 8 модулей расширения;
можно всегда получить Ethernet.

слабый «язык» программирования;
отсутствие гальванической изоляции аналоговых входов и выходов (у Pixel);
«из коробки» нет возможности менять тип аналоговых датчиков;
нет возможности работать с нестандартными протоколами по COM порту (что-то может получится через linux у SMH2gi, но сама среда программирования такой возможности не даст);
«плюющиеся» клеммы у Pixel. Наконечник типа НШВИ 1,5-8 частенько будет выталкиваться из клемм при закручивании. Рекомендую длиннее — НШВИ 1,5-12. Иначе рискуете много материться при монтаже.

Pixel-2511-02-0 — цена 11 054 р
Pixel-MR602-00-0 Модуль расширения 6вых. (реле 5А), 2 аналог. вых. (0…10В) — цена 7 206 р
Pixel-MR120-00-0 Модуль расширения 12вх. (NPN/PNP) — цена 5 190 р
SMH 2G-4222-01-2 — цена 12 614 р
SMH 2Gi-0020-31-2 — цена 17 064 р
MC-0401-01-0 Модуль расширения для SMH 2G/SMH 2Gi; 9вх. (NPN/PNP)/10вых. (5 реле 5А, 5 оптореле 400 мА), 8 аналог. вх. (6 универс., 2 напряжение/ток 0. 10В/4. 20мА, 24 бит)/4 аналог. вых. (0. 10В) — цена 10 582 р

Из личной коллекции:

Schneider Electric M171/172

Познакомился с этой линейкой для HVAC около года назад. По тому, что прочитали на форумах — разработка итальянская, видимо была перекуплена Schneider.

М171 версия проще и дешевле, потому решили не мелочиться и взять M172. По входам и выходам – сказка. Например, модель TM172PDG42R – 42 I/O. Интерфейсы — Ethernet (M172), RS485 (у М172 их даже 2 шт.), CAN. Экран неплохой, графический. Прибавим к этому кучу всяких модулей расширения и получаем весьма интересное решение в плане аппаратной части.

Среда программирования

SoMachine HVAC. И тут начинается первая ложка дегтя. Среда не особо дружелюбная для начинающего. С документацией все плохо – готовьтесь шерстить поисковик.

Среда разбита как бы на несколько отдельных программ. У них даже ярлыки свои. В одной вы инициализируете интерфейсы и аппаратную часть, в другой рисуете экран, в третьей пишете программу. Youtube все лучше расскажет:

Есть и графические и текстовые языки. Есть ST (переменных типа Time нет – будете крутиться с DWORD). Так же тут дурацкая система инициализации переменных. Вы не сможете просто написать:

Зачем так просто? Вы лучше каждую переменную создавайте мышкой через диалоговое окно. Перенос наработок с других сред программирования усложняется.

Но в целом здесь возможностей побольше, чем у SMLogix. Однако разработка все равно сырая.

А что там с Modbus?

Каждая переменная имеет свой адрес. Т.е. slave будет сразу. С Modbus в этом плане все неплохо. Все, да не все. Вот вам еще 1,5 ложки дегтя:

1 ложка

большая линейка оборудования, модулей расширения;
много интерфейсов;
есть модификации ПЛК с большим количеством I/O;
графический дисплей (старшие модели);
есть выносная и настенная панель;
неплохой внешний вид;
несколько языков программирования.

сырой продукт (во всяком случае, М172). Касается как ПО, так и самих ПЛК;
недружелюбная среда разработки;
нет нормальной документации по работе в среде программирования;
никакой тех поддержки. Дистрибьютор еще чего-то пытался помочь – но и он не особо выручил;
долгая поставка оборудования. В случае, когда надо все «вчера» – эти ПЛК не ваш выбор.

TM172PDG42R ПЛК М172, дисплей, 42 I/O, Eth — цена 26 991 р
TM172ASCTB42 Терминальный блок с винтами на 42 вх/вых — цена 1 159 р
TM172PDG28R ПЛК М172, дисплей, 28 I/O, Eth — цена 19 283 р
TM172ASCTB28 Терминальный блок с винтами на 28 вх/вых — цена 989 р

Из личной коллекции. ПЛК100 (справа) как раз работает как Мастер вместо М172:

P.S. Еще немного о средах

Codesys 2.3. Порог вхождения выше, чем у среды программирования Segnetics, но и вещи можно делать более интересные (тут даже некоторые основы ООП есть). Потому вот так без опыта программу будет сложно написать/нарисовать.

Если вы решили изучать Codesys, то крайне рекомендую начинать с ST (Structured Text), паскалеподобного языка. У текстовых языков есть важнейшее преимущество – возможность переноса на другие среды, поддерживающие язык.

Автор уже имел опыт переноса программы из ПЛК63 на тот самый Schneider M172 с минимальными изменениями.

Графические языки изначально поманят вас наглядностью. Но не поддавайтесь – в больших программах вы запутайтесь, да и еще гибкость потеряете (элементарно не сможете закомментировать участок кода).

контроллеров Twid o. Он состоит из следующих основных частей :

z Описание программного обеспечения Twido и введение в осн овы ,

необходимые для программирования контроллеров Twido.

z Описание коммуника ций , управления аналоговыми входами / выходами ,

установки интерфейсного модуля шины AS-In terface и др угих специальных

z Описание языков программирования , использующихся при создании

z Описание инструкци й и функций контроллер ов Twido.

Информация в этом справочнике применима только для программируемых

Шнейдер Электрик не несёт никакой ответственности за любые ошибки в этом

документе . Ни одна из частей этого документа не может быт ь воспроизведена

ни в какой форме , включая электронную , без предварительного письменного

Мы будем рады вашим комментариям по поводу этого документа . Вы можете

В этой части представлено введ ение в языки программирования и базовая

информация , необходимая при создании программ управл ения для

Предмет В этой главе представлено краткое введение в TwidoSoft, в ПО для

программирования и конфигурирования контроллеров Twid o и в языки

программирования лестничной логики , списка инструк ций и Grafcet.

Введение TwidoSoft являетс я графической средой разработки для со здания ,

конфигурирования и поддержки приложений для программир уемых

контроллеров T wido. Twid oSoft позволяет со здавать программы на различных

типах языков ( См . Языки Twido , стр .1 9 ) и затем переносить приложение на

TwidoSoft TwidoSoft являе тся 32- битной Windows- программой для персонального

компьютера , ра ботающей под управлением операционных систем Mi crosoft

Windows 98 Second Edition, Microsoft Windows 2000 Professional или Microsoft

z Программирование и конфигурирование контроллеров Twi do

Минимальная конфигурация для использования TwidoSoft:

Примечание : Для связ и контролле ра с персональным компьютером

используется протокол TCP/IP. Необходимо , чтобы этот протокол был

Введение Программируемый контроллер счи тывает значения на входах , записывает

значения на выходы и обра батывает логические выражения под управлением

программы . Создание управляющей программы для контроллера Twido

состоит из написания последовательности инструкций на одном из языков

Языки Twido Следующие языки могут использо ваться при создании программ для

Программа на языке списка инстр укций представляет собой набор

логических выражений , записанных как последовательность бул евых

Лестничная диаграмма являе тся граф ическим средством для отображения

Язык Grafcet состоит из набора шагов и переходов . Twido подд ерживает

использование списка инструкций G rafcet, но не графический Grafcet.

Вы можете использоват ь персональный компьютер для создания и

редактир ования управляющих программ для Twido, используя эт и языки

Обратимость языков списка инструкций и лестничной логики позволя ет удобно

Читайте также: