Лаб 1

Санкт-Петербургский государственный горный университет

Методические указания к лабораторной работе

По дисциплине: Вычислительные машины, системы и сети.

Тема: Программирование на языке релейной логики ПЛК младших классов на примере Zelio Logic.

Составил

доцент

Фирсов А.Ю.

Санкт-Петербург

2011 год.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомиться с принципом языком релейной логики (Lader Logic-LD- язык лестничных диаграмм) и программированием ПЛК младших классов на примере Zelio Logic.– интеллектуального реле.

Научиться применять программный пакет Logic Works для реализации логической диаграммы по булевой функции от нескольких переменных, заданной в виде таблицы истинности.

Язык LD (Ladder Diagram- Лестничных Диаграмм).

Язык LD (Ladder Diagram- Лестничных Диаграмм)- язык релейной логики. Он рассчитан в первую очередь на специалистов по низовой автоматики, которые имеют опыт разработки схем автоматики на базе релейно-контактных элементов и теперь занимающихся заменой релейно-контактных схем управления на системы на базе микропроцессорной техники.

LD –это графический язык. Основными графическими элементами, которые можно размещать в секции на языке LD, являются следующие:

1. нормально разомкнутый входной контакт (например, I1)

2. нормально замкнутый входной контакт (например, i1)

3. прямая катушка реле (например, Q1)

4. выключающая катушка реле (например, SQ1)

5. включающая катушка реле (например, RQ1)

6. нормально разомкнутый контакт реле (например, Q1)

7. нормально замкнутый контакт реле (например, q1)

8. соединительные линии на нем, можно составить из следующих функциональных блоков:

Электротехнический символ	Символ лестничных диаграмм	Обозначение в Zelio	Наименование
		I2	Нормально-разомкнутый контакт входа 2 Normally Openned
		i2	Нормально-замкнутый контакт контакт входа 2 Normally Closed
			Катушка контактора выхода 1 Activation on State Change: "Contactor"
		S Q1	Установить выход 1 Activation Stored: "Set"
		R Q1	Сбросить выход 1 Deactivation Stored: "Reset"
			Activation on level: "Remoute Control"

Дискретные входы обозначаются как нормально замкнутые или нормально разомкнутые контакты, а выходы – как нормально включенные катушки реле.

Дискретный выход может быть использован как контакт или катушка.

Электротехнический символ	Наименование
	Нормально-замкнутый контакт выхода 1(катушки 1)
	Нормально-разомкнутый контакт выхода 1(катушки 1)
	Катушка контактора бита памяти 1
	Установить бит памяти 1
	Сбросить бит памяти 1
	Нормально-замкнутый контакт бита памяти 1 "
	Нормально-разомкнутый контакт бита памяти 1

Программа на экране дисплея представляется в виде цепочек («шагов») из последовательно и(или) параллельно соединенных элементов различных контактов, причем каждый шаг заканчивается катушкой. Катушка-аналог оператора присваивания в обычных языках программирования. Считается, что в левой части рабочего экрана вертикально расположена шина питания, а с правой стороны экрана вертикально расположена шина земли.

Программа состоит из нескольких цепочек («шагов»), расположенных на разных уровнях по вертикали. Отсюда происходит название языка –язык Лестничных Диаграмм. Шаги выполняются последовательно сверху-вниз. Каждому элементу контактов реле и катушки реле ставится в соответствие переменная программы, которая описывается в таблице объявления переменных (Varable Declaration). Переменная связывается путем указания адреса с определенным дискретным или аналоговым входом или выходом или с внутренней ячейкой памяти контроллера. В данной лабораторной работе будем знакомиться только с программированием последовательного управления с использованием только дискретных входов-выходов и ячеек памяти.

Построение логической схемы по таблице истинности.

Таблица, в которой задано значение функции F для всех возможных комбинаций входных сигналов, называется таблицей истинности булевой функции. Число возможных комбинаций входных сигналов вычисляется по формуле 2^N, где N-число входов.

Например, пусть имеется таблица истинности для некоторой функции от двух входов x и y.

X	Y	F
0	0	1
0	1	1
1	0	0
1	1	1

Требуется записать Булево (логическое) выражение по данной таблице истинности. Существуют два эквивалентных стандартных способа построения логического выражения:

1)стандартная сумма произведений (каноническая сумма минитермов);

X	Y	F	минитермы (произведения)
0	0	1
0	1	1
1	0	0
1	1	1

Минитермы записываются для всех строчек таблицы, содержащих "1" в столбце значений функции, а затем составляется их сумма. Инверсия ставится над буквой (литералом), обозначающей переменную, если значение переменной в данной строчке таблицы равно "0".

-стандартная сумма произведений (каноническая сумма минитермов)

Данной формуле соответствует следующая логическая диаграмма или схема в Logic Works.

Построение логической диаграммы следует начинать с конца, то есть выхода схемы.

Рис.1 Пример схемы в Logic Works.

Рис.2 Пример программы в электротехнических обозначениях (Electrical Mode) в Zelio Soft.

Правила построения релейно-контактных схем:

1.Последовательное соединение контактов, соответствует операции «Логическое И».

2.Параллельное соединение контактов, соответствует операции «Логическое ИЛИ».

3.Применение нормально замкнутого контакта соответствует операции инверсии («Логическое НЕ») над переменной, связанной с этим контактом, так как при нажатии гипотетической кнопки (Логическая 1) соответствующий контакт размыкается и не пропускает ток (Логический 0).

4. Цепочки выполняются слева-направо и сверху-вниз, то есть второй шаг после первого.

5.Если нормально разомкнутый контакт имеет имя, такое же как какая-либо нормальная катушка, то состояние контакта зависит от состояния катушки ( если по катушке электромагнитного реле течет ток, то сердечник катушки втянется и с помощью механической связи замкнет соответствующий нормально разомкнутый контакт).

6.Если расположить нормально разомкнутый контакт с именем катушки параллельно другому контакту, включающему катушку в цепь, питающую эту катушку, то получим схему самоблокировки реле, то есть при размыкании включающего катушку контакта ток к катушке всё равно подводится через параллельный одноименный с катушкой контакт.

2) стандартное произведение сумм (каноническое произведение макстермов).

Макстермы записываются для всех строчек таблицы, содержащих "0" в столбце значений функции, а затем составляется их произведение. . Инверсия ставится над буквой (литералом), обозначающей переменную, если значение переменной в данной строчке таблицы равно "1".

X	Y	F	Макстермы (суммы)
0	0	1
0	1	1
1	0	0
1	1	1

-стандартное произведение сумм (каноническое произведение макстермов)

Данной формуле соответствует следующая логическая диаграмма или схема в Logic Works.

Рис.2 Пример схемы в Logic Works.

Какая из схем будет проще, зависит от числа "1" и "0" в таблице истинности.

Для того, чтоб убедиться в эквивалентности полученных формул, совместите обе схемы на одном листе Logic Works и используйте общие входные ключи.

Не используйте одинаковые обозначения для различных линий сигналов на схеме!

Рис.2 Пример программы в электротехнических обозначениях (Electrical Mode) в Zelio Soft.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Написать программу на языке LD по заданию преподавателя на компьютере с помощью специального программного обеспечения Zelio Soft.