Programowanie sterowników PLC - podstawowe informacje

Na polskim rynku można spotkać wiele rozwiązań noszących nazwę PLC czyli sterowników programowalnych. Najbardziej znanymi firmami w kolejności alfabetycznej są : Allen Bradley (marka Rockwell Automation), Schneider (zawsze muszę sprawdzić jak to się pisze), Siemens, Unitronics. Każda z firm w swojej gamie produktów tego typu ma bardzo szeroki wybór, od najprostszych – które można nazwać nawet bardziej przekaźnikami programowalnymi do bardziej zaawansowanych.
Do czego służy sterownik PLC (Programmable Logical Controller) to w większości przypadków sprawa jasna. W prostych słowach urządzenia te służą do realizacji algorytmu, który na podstawie danych z wejść (przełączniki, krańcówki, przyciski, czujniki temperatury itd.) realizuje wykonywanie określonych działań na wyjściach (przekaźniki, styczniki, lampki, wyjścia analogowe itd.). Najprostszym przykładem takiego programu jest zapalenie lampki gdy przełącznik jest w pozycji 1. Jest to takie „HELLO WORLD” dla sterowników. („HELLO WORLD” – to słynna sentencja wysyłana przez programistów podczas pierwszych prób programowania danego urządzenia, czy przy użyciu jakiegoś programu).
Wiemy już do czego służy nam sterownik PLC, ale jak go zaprogramować. Programowanie sterowników PLC w większości przypadków przeprowadza się za pomocą dostarczonych przez producenta danego rozwiązania. Dlaczego „w większości przypadków”? W niektórych przypadkach producent daje możliwość implementowania swojego kodu napisanego np. w C (przykładem może być oprogramowanie UniLogic dla sterowników Unitronics Unistream) albo np. przy użyciu uniwersalnego narzędzia jak CODESYS.
Dobrze, mamy już dostarczony przez producenta zestaw narzędzi, tzn. oprogramowanie – dostarczone lub kupione. W zależności od tego jaki to producent oprogramowanie trzeba zakupić lub po prostu pobrać. Przykładem może być Unitronics gdzie oprogramowanie jest darmowe i wystarczy je pobrać ze strony producenta. Co dalej? W prawie wszystkich przypadkach mamy do dyspozycji podstawowy język programowania zwany LADDER (drabinka) i radzę (jeżeli ktoś zaczyna dopiero pracę z PLC) zacząć od nauki tego języka.
Co oprócz tego mamy do dyspozycji? Języki programowania PLC jakie możemy spotkać w sterownikach są bardzo różne, ale można wyróżnić cztery główne.

LADDER – czyli tak zwana drabinka jest językiem programowania bardzo przypominającym schemat elektryczny, język występujący w tak prostych sterownikach jak np. Unitronics JAZZ. Po prawej mamy „+” po lewej „-” i jeżeli nasza logika programu sprawi że „prąd” popłynie od + do – to działanie na końcu szczebla drabinki zostanie wykonane. Prześledźmy to na przykładzie przycisk / lampka. Przyciskamy przycisk a świeci się lampka.

Przykład krótkiego programu w języku LADDER

STL – Structured Text Language. To język tekstowy w którym zamiast rysować drabinki piszemy warunki w formie tekstu. Dla naszego prostego przykładu  program wyglądałoby to następująco

Programowanie w języku STL

Oczywiście składnia może trochę różnić się w zależności od producenta, ale zasada jest taka sama.

FBD – Function Block Diagram. Rodzaj programowania, który traktuje każdy element programowania jako obiekt który ma wejścia i wyjścia. Obiekt jest czarną skrzynką do której podłączamy wejścia i wyjścia . Co w dzieje się w środku takiej skrzynki nie zawsze jest przez producenta ujawniane. Taki sposób programowania często stosuje się w miejscach gdzie jest duża ilość takich samych obiektów  - np. wentylatorów w układzie klimatyzacji.

Programowanie w języku FBD

SFC- Ostatnim językiem programowania, który jest dosyć często spotykany to Sequential Function Chart. Jest to język przypominający algorytm, który rysujemy na kartce. W prawo NIE,w  dół tak itd. Program taki przedstawia dokładny opis działania Algorytmu a w bardziej zaawansowanych sterownikach podświetla nawet w którym miejscu podjęcia decyzji się znajdujemy.

Programowanie w języku SFC (Sequential Function Chart)

Dlaczego producenci postawili na kilka języków programowania? Języki programowania PLC są zróżnicowane z dwóch powodów. Pierwszy to ludzie, którzy na tym pracują. Programiści aplikacji komputerowych bardziej przyzwyczajeni są do STL natomiast elektrycy bardziej do LADDER, każdy wybiera zatem co mu wygodnie. Drugi, może nawet ważniejszy to prostota programowania. Nie każdy algorytm łatwo napisać w LADDER, a nawet jak nam się uda to późniejsza analiza kodu będzie dużo cięższa.
Na początek zachęcam do zapoznania się z możliwościami LADDER’a – gdyż jest on uniwersalnym językiem programowania sterowników PLC, choć u różnych producentów może różnie wyglądać, w krótkim czasie odnajdziemy się w środowisku.