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01 Einleitung
Dies ist die zweite Folge einer 8-teiligen Serie.
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In der vorherigen Folge diskutierten wir die Vorläufer von PLCs, insbesondere die Relaislogik.
In dieser Folge werden wir darüber sprechen, wie die Relaislogik in Software ausgedrückt wurde, anstatt in tatsächlichen Hardwarekomponenten.
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Die Themen, die abgedeckt werden, umfassen:
* Frühe Industriecomputer.
* Der erste PLC.
*PC gegen PLC - was steckt in einem Namen?*
*Wer die Hauptmarken sind.*
*Was ein PLC tatsächlich aussieht.*
*Maschinarchitektur.*
*PLC-Programme.*
*Der Scan.*
*PLC-Programmiersprachen.*
*Relative Beliebtheit von PLC-Programmiersprachen im Vergleich zu konventionelleren Computerprogrammiersprachen.*
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Frühe Computer in der Industrie
Computer wurden relativ früh in der Industrie eingesetzt.
Minirechner wurden in einigen großen Industrien verwendet, um Dinge wie Stromkraftwerke zu steuern.
Zum Beispiel wurde der DEC PDP8 verwendet, um die Nachfüllmaschinen in CANDU-Kernkraftwerken zu steuern.
Diese würden Brennstoff laden und entladen, was täglich kontinuierlich geschieht, während der Reaktor läuft.
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Der erste auf dem kommerziellen Markt verkaufte Mikroprozessor-Computer war der MICRAL aus Frankreich, basierend auf dem Intel 8008.
Er wurde als kostengünstiger Ersatz für in der Industrie verwendete Minirechner verkauft.
Er ging denjenigen voraus, die im Allgemeinen als die ersten Personal Computer gelten.
Du siehst also, dass die Industrie nicht zögerte, neue Technologien zu übernehmen.
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Mini-Computer waren jedoch große, komplexe Systeme, die nicht gut in eine Fabrikhalle passten.
Sie hatten spezifische Nischen in sehr großen, komplexen integrierten Systemen, aber sie waren nicht dafür geeignet, viele einzelne Maschinen in einer Fabrik zu steuern, die Produkte wie Autos oder Haushaltsgeräte herstellt.
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Was benötigt wurde, war etwas, das in einen Standard-Elektronenbehälter passte,
den Temperaturen standhielt, die in einer Fabrik vorkommen,
Vibrationen und Lärm standhielt,
gegen Spannungsschwankungen tolerant war,
direkt mit Sensoren und Aktuatoren verbunden war.
und könnte von Ingenieuren, Technikern und Handwerkern, die mit den zu steuernden Prozessen vertraut waren, aber wenig oder keine Erfahrung mit Computern hatten, leicht programmiert werden.
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Dies erforderte ein vollständiges integriertes Paket, das Hardware, Software und Produktverteilung über industrielle Lieferanten abdeckte.
Etwas, das diesen Kriterien entsprechen konnte, war das, was zur PLC werden sollte.
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09 Geschichte
Viele Geschichten weisen auf einen US-Entwickler hin, der später Modicon wurde.
Ihre erste Hardware war jedoch mehr ein Beweis für die Machbarkeit als ein tragfähiges kommerzielles Produkt.
Tatsächlich arbeiteten mehrere Unternehmen in den USA, Europa und Japan an dem Problem und veröffentlichten vergleichbare Produkte alle zur gleichen Zeit in den frühen 1970er Jahren.
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Die Idee ging der Umsetzung um mehrere Jahre voraus.
Zum Beispiel hatte General Motors in der Mitte der 1960er Jahre Lieferanten von Industrie-Steuerungsgeräten nach einer Art programmierbaren Steuerungseinheit gefragt, um die Relaislogik zu ersetzen.
Dies zeigte potenziellen Lieferanten, dass es einen Markt für solche Produkte gab, und gab ihnen ein klareres Bild davon, was die Kunden suchten.
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Was dies möglich machte, war die Entwicklung des ersten 8-Bit-Mikroprozessors in diesem Zeitraum, kombiniert mit leicht verfügbaren Bit-Slice-Prozessoren aus der Minicomputer-Industrie und anderen Komponenten.
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Die Menschen wussten, was zu tun war, das Problem bestand darin, auf die Entwicklung geeigneter Hardware-Komponenten zu warten.
Minicomputer wurden bereits in der Industrie eingesetzt, befanden sich aber normalerweise in Steuerräumen.
PLCs waren ein Versuch, diese Technologie aus den Steuerräumen heraus und auf den Produktionshallen zu bringen.
13 PC gegen PLC - Was ist der Unterschied im Namen?
In den frühen Tagen wurden diese Systeme entweder als PLC bezeichnet, was "Programmierbarer Logikcontroller" bedeutet, oder als PC, was "Programmierbarer Controller" bedeutet.
Verschiedene Anbieter bevorzugten unterschiedliche Begriffe, aber beide waren gebräuchlich.
Ich habe ein Buch, das einst eines der Standard-Referenzhandbücher für diese Branche war, das 1989 veröffentlicht wurde, und es nennt sie Programmierbare Steuerungen oder PCs.
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Der Begriff PC wurde auch verwendet, um "Persönlicher Computer" zu bedeuten, aber das war in den frühen Tagen kein wirkliches Problem.
Allerdings entschied sich ein bestimmtes großes Unternehmen, seinen Einstieg in den Markt für persönliche Computer als "IBM PC" zu bezeichnen, und plötzlich wurde "PC" ein generischer Begriff für Desktop-Computer.
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Nach einem langen Kampf, um ihre Produkte weiterhin als "PCs" zu bezeichnen, gaben sogar die größten Anbieter nach und gaben den Kampf auf, indem sie sich für die Verwendung des Begriffs "PLC" entschieden.
Ich werde daher in dieser Podcast-Reihe den Begriff "PLC" verwenden, auch wenn ich über Produkte spreche, die ursprünglich als "PCs" bezeichnet wurden, als sie eingeführt wurden.
16 Wer die Hauptmarken sind
Die Unternehmen, die die Branche relativ früh dominierten, waren in der Regel Unternehmen, die bereits industrielle elektrische Hardware herstellten.
Dies waren
Siemens
Allen Bradley, später als Rockwell bekannt
Schneider
Mitsubishi
Omron
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Sie sind immer noch die dominierenden Unternehmen in der Branche, obwohl es viele kleine Marken gibt, insbesondere am günstigeren Ende des Marktes.
Alle waren Lieferanten einer breiten Palette von Industrie-Steuerungs-Hardware, so dass man alle oder fast alle Teile seines Steuerungssystems nur mit ihren Produkten bauen konnte.
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Jedes dieser Systeme verkauft ein integriertes Hardware- und Software-Paket, einschließlich Entwicklungssoftware, das vollständig proprietär ist.
Wenn du dachtest, dass der Mainframe-Geschäftsbereich viel Anbieter-Lock-in hatte, hast du noch nicht den Industrie-Markt gesehen.
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Was sieht einer von diesen Dingen tatsächlich aus?
Zu diesem Zeitpunkt bist du wahrscheinlich immer noch sehr verwirrt darüber, was eine PLC tatsächlich ist.
Ich werde versuchen, es in grundlegenden Begriffen zu beschreiben, indem ich ein Beispiel gebe.
Die kleinsten und einfachsten sind die sogenannten "Shoebox"-PLCs.
Diese sind im Wesentlichen ein rechteckiger Kasten mit einem Kunststoffgehäuse.
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Hier sind die Maße für ein typisches Low-End-Modell, einen Mitsubishi FX3U-32M.
Laut den Spezifikationen im Handbuch ist es 150 mm breit, 90 mm hoch und 86 mm tief.
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Es kann an der Panel-Vorrichtung in einem elektrischen Gehäuse durch Einrasten auf das sogenannte DIN-Schienensystem befestigt werden.
DIN-Schienen sind Standard-Montagesysteme, die eine aus Metall gebogene, U-förmige Leiste mit einem Lippenrand an beiden Enden des U verwenden.
Man schraubt die DIN-Schiene an den elektrischen Panel im Gehäuse fest, und die meisten industriellen Komponenten wie PLCs, Terminalblöcke, Schaltkreise und allerlei andere Dinge lassen sich einfach darauf anstecken und sind bereit, miteinander verkabelt zu werden.
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An der Oberseite und Unterseite des PLC befinden sich Anschlüsse, an die man Kabel von den Sensoren oder Kontrollgeräten in der restlichen Maschine anschließen kann, wie Drucktasten, Pilotleuchten, Näherungssensoren und Ventile.
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Die Eingänge befinden sich oben, und die Ausgänge unten.
Die FX3U-32M verfügt über 16 Eingänge und 16 Ausgänge.
Diese I/O können 24 V DC oder 100-120 V AC sein, je nach Modell.
Alternativ könnte es kleine Relais für Ausgänge haben.
Während AC-Eingang/Ausgang einst vorherrschend war, wurde 24V-Gleichstrom vor mehreren Jahrzehnten in den meisten Industrien zur Norm, da er sich leichter mit elektronischen Geräten verbinden ließ und auch günstigere und kompaktere Verkabelung ermöglichte.
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Weitere Eingänge und Ausgänge können hinzugefügt werden, indem zusätzliche I/O-Module an den Haupt-PLC neben ihm auf der gleichen DIN-Schiene angeschlossen werden, bis zu einem Gesamtumfang von 256 I/O.
Die Verbindung erfolgt typischerweise über kurze Ribbon-Kabel, die in das benachbarte Modul eingesteckt werden.
Diese I/O-Module sehen aus wie der Haupt-PLC, fügen aber nur I/O hinzu.
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Im Inneren des PLC befinden sich eine CPU, Speicher und Firmware.
Dieses Modell verfügt über 64 KB "Schritte" Speicher, was als Anzahl der Anweisungen, die Sie haben können, betrachtet werden kann.
Das Programm läuft im RAM, aber Sie können ein kleines Flash-Speichergerät hinzufügen, um das Programm zu speichern.
Es gibt einen Schalter (Run/Stop), der es ermöglicht, das Benutzerprogramm zu starten oder zu stoppen.
Es gibt einen Port, den Sie verwenden können, um den PLC mit einem Kabel an einen Laptop-Computer anzuschließen, um Ihr Programm herunterzuladen.
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Der größte Teil des Marktes für PLCs ist für diese "Shoebox"-Stil-Geräte.
Es gibt jedoch auch größere Modelle, die über mehr Eingänge/Ausgänge, mehr Speicher, schnellere CPUs usw. verfügen.
Diese sind für Aufgaben wie die Koordination großer Montagebänder und ähnliches gedacht.
Diese sind als Rack-Systeme bezeichnet, bei denen das Rack eine leere Box ist, die an der Vorderseite offen und an der Rückseite mit einem Backplane-Bus ausgestattet ist.
Sie stecken die Haupt-CPU in den Bus, normalerweise in der linksesten Position, und stecken dann I/O-Module in das Rack.
Die I/O-Module sind hohe, schlanke, vollständig geschlossene Kästen mit den I/O-Terminals entlang der Vorderseite.
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Du solltest zu diesem Zeitpunkt eine grobe Vorstellung von ihrem Aussehen haben, daher lasse ich die physische Beschreibung beiseite und gehe weiter zu den Konzepten dahinter, wie sie tatsächlich funktionieren und was sie von etwas wie einem Raspberry Pi unterscheidet.
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28 Maschinenarchitektur
Es ist nicht wirklich das Hardware, das die PLC definiert.
Vielmehr ist es die Software-Systemarchitektur.
Jede PLC, von der ich weiß, hat eine gemeinsame Reihe von Funktionen.
29 Daten Tabelle
Eine Daten Tabelle ist einfach ein Speicherblock, der je nach Bedarf in verschiedene Teile unterteilt werden kann.
Alle Logik und alle oder fast alle Eingabe/Ausgabe (I/O) funktioniert durch Schreiben an und Lesen von Adressen in der Daten Tabelle.
30 I/O
Jedes Eingabe- und Ausgabepunkt entspricht einer festen Speicheradresse in der PLC.
Um den Zustand einer Eingabe zu lesen, liest man ihre Speicheradresse.
Um den Zustand einer Ausgabe zu ändern, schreibt man an ihre Speicheradresse.
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Diese digitalen I/O erscheinen als einzelne boolesche Bitwerte.
Die PLC-Programmiersprache verfügt über Anweisungen, die es erlauben, einzelne Bits direkt zu lesen oder zu schreiben, ohne andere Bits maskieren zu müssen, wie man es bei einer konventionellen Programmiersprache tun müsste.
Bisher habe ich nur digitale I/O erwähnt, die einzelne Bit-Ein- oder Aus-Werte sind.
32 Andere I/O-Typen
Viele PLCs verfügen auch über andere Arten von I/O wie
Analoge I/O, die variable Spannungen darstellen, anstatt nur Ein-/Aus-Werte.
Zum Beispiel möchten Sie möglicherweise die Temperatur von einem Thermoelement lesen, bei dem das Spannungsniveau mit der Temperatur variiert.
Oft werden diese in die Daten Tabelle als Byte- oder Wortwerte abgebildet.
33 Interne Bit- oder Boolesche Speicher
Es gibt eine Reihe von Einzelbit- oder Booleschen Speichern, die für den internen Logikzustand verwendet werden.
Ihr Programm muss möglicherweise eine Reihe von Zwischenlogikwerten generieren, und Sie speichern sie in diesen internen Bits oder Flags.
34 Timer und Zähler
Die Steuerung von Maschinen erfordert oft Timing und Zählen.
Timer und Zähler werden in die Daten Tabelle abgebildet.
Timer und Zähler Presets und Werte können als Wörter gelesen werden, und es gibt Bit-Adressen, die den Status des Timers oder Zählers anzeigen, wie ob er sein Preset erreicht hat und "erledigt" ist.
35 Ganzzahl- und Gleitkomma-Werte
Es gibt Wort-Adressen, an denen Ganzzahl- und Gleitkomma-Wörter gespeichert werden können.
Wenn Sie mathematische Berechnungen durchführen und die Ergebnisse speichern müssen, würden Sie sie in einem Ganzzahl- oder Gleitkomma-Wort speichern.
36 Typisierte Speicher
Im Gegensatz zu wenn man etwas wie einen PC programmiert, wo man einfach eine Reihe ununterscheidbarer Bytes hat und es die Software ist, die Bedeutung darauf legt, hat PLC Daten Tabelle Speicher definierte Typen und Bedeutungen und das System Firmware erzwingt die korrekten Methoden für den Speicherzugriff.
Datenbankgröße variiert stark.
Datenbanken unterscheiden sich stark in ihrer Größe.
Eine größere Datenbank ermöglicht größere und komplexere Programme.
Im Allgemeinen verfügen neue PLCs über größere Datenbanken als ältere Modelle.
Teurere PLCs haben in der Regel größere Datenbanken als günstigere Modelle derselben Generation.
Beispiel.
Nachdem ich einen aktuellen PLC als Beispiel für physische Abmessungen ausgewählt habe, wähle ich ein altes, veraltetes Modell als Beispiel für eine Datenbank.
Die Siemens S5-100-Serie war ein kleiner PLC, der in verschiedenen Größen erhältlich war.
Die grundlegende S5-100 hatte die folgende Datenblattgröße.
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Digitale Eingänge/Ausgänge hatten insgesamt eine maximale Anzahl von 128.
Analoge Eingänge und Ausgänge hatten insgesamt eine maximale Anzahl von 8.
Flaggen- oder Bit-Speicher waren 1024.
Timer - 16
Zähler - 16
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Die S5-103 bot mehr von allem im gleichen grundlegenden Paket, aber natürlich zu einem höheren Preis.
Digitale Eingänge/Ausgänge hatten insgesamt eine maximale Anzahl von 256.
Analoge Eingänge und Ausgänge hatten insgesamt maximal 32.
Flaggen- oder Bit-Speicher betrug 2048.
Timer - 128
Zähler - 128
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41. PLC-Programm
Ein PLC kommt mit dem, was im Wesentlichen einem Betriebssystem und einer virtuellen Maschine eingebaut ist.
Sie als Programmierer verwenden die proprietäre Entwicklungssoftware des Herstellers, die im Allgemeinen als "PLC-Programmiersoftware" bezeichnet wird, um eine Anwendung dafür zu schreiben.
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Sie verbinden dann Ihren PC mit dem PLC über ein Kabel irgendeiner Art und laden Ihr Programm herunter.
Das Programm wird im RAM des PLC gespeichert.
Es kann ein Flash-Speicher vorhanden sein, der als Backup für das RAM dient, wenn der Strom ausfällt, damit das Programm nicht verloren geht.
Vor der Verfügbarkeit von Flash-Speicher war typischerweise eine Batterie erforderlich, um das statische RAM-Gedächtnis zu halten.
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Im PLC gibt es nur ein Programm.
Es gibt kein Dateisystem, nur das Programmgedächtnis und die Daten Tabelle.
Wenn das PLC startet, führt es das Programm aus, das du geschrieben hast.
Es setzt das Programm fort, bis du den Strom abschaltest oder den Run/Stopp-Schalter in die Stopp-Position stellst.
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Ich werde später zum Programmieren zurückkehren, aber wir mussten diese grundlegenden Punkte abdecken, bevor ich einige weitere Konzepte beschreiben konnte, die wir behandeln müssen.
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Die Scan-Funktion
Ein wichtiger Aspekt bei PLCs ist das Verständnis des "Scan"-Konzepts.
Dies funktioniert wie folgt:
Es gibt einen wiederholten Zyklus, den Scan genannt wird.
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Zuerst liest der PLC alle physischen Eingänge und aktualisiert die entsprechenden Eingangsadressen in der Daten Tabelle.
Als Nächstes führt es das Benutzerprogramm einmal aus.
Schließlich liest es die Ausgabeadressen in der Daten Tabelle und schreibt sie auf die entsprechenden physischen Ausgänge.
Dann wiederholt es den Scan ab Schritt 1.
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Ein Scan kann je nach Modell der PLC von wenigen Millisekunden bis zu Hunderten von Millisekunden dauern.
Ältere PLCs und günstigere PLCs neigten dazu, langsamer zu sein.
Allerdings wurden die Programme schneller, als die Technologie der integrierten Schaltkreise fortschritt.
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Der PLC verfügt über einen Wächtertimer.
Dies ist ein Timer, der im Hintergrund läuft und bei Beginn eines Scans zurückgesetzt wird.
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Wenn ein Scan zu lange dauert, löst der Wächter einen Fehler aus und stoppt das Programm und setzt die Ausgänge auf einen definierten Zustand, indem er sie entweder ausschaltet oder bei dem letzten Wert hält.
Dies wird als "Fehlfunktion" des Prozessors bezeichnet.
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Ein Wächterfehler kann durch ein zu langes Programm oder durch den Einsatz vieler sehr langsamer Anweisungen verursacht werden, oder in einigen Fällen kann es auch auf einen Fehler in Ihrem Programm zurückzuführen sein.
Allerdings ist diese letzte Ursache nicht so häufig oder einfach zu verursachen, wie man vielleicht denkt, wenn es um Fehler geht.
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51 PLC-Programmiersprachen
Der Schlüssel zu all dem ist die einzigartige Art und Weise, wie die in PLCs verwendeten Programmiersprachen funktionieren.
Zuerst werde ich kurz die beiden Hauptprogrammiersprachen beschreiben und dann erklären, wie sie in einem PLC als Teil eines kompletten Systems funktionieren.
52 Logiktreppen
Es gibt mehrere Programmiersprachen, aber die Hauptsprache heißt Logiktreppe.
Wenn Sie die vorherige Episode gehört haben, wird das Wort "Treppe" Sie an etwas erinnern.
Als Maschinen durch elektromechanische Relais gesteuert wurden, hießen die elektrischen Zeichnungen, die die Arten der Relais und die Verbindungen zwischen ihnen spezifizierten und dokumentierten, "Treppendiagramme".
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PLCs nehmen diese Leiterplattendiagramme einfach und reproduzieren sie auf Ihrem Computerbildschirm im Programmiersoftware unter Verwendung der gleichen Standard-Schaltplan-Symbole.
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Sie müssen die Symbole nicht wie bei CAD zeichnen.
Stattdessen verwenden Sie einfach Tastatur oder Maus, um anzugeben, dass Sie dieses Symbol an der aktuellen Cursorposition einfügen oder dass diese Leitung von hier nach dort verbunden werden soll.
Wenn Ihre Stufe abgeschlossen ist, überprüft die Software an einem bestimmten Punkt, ob sie syntaktisch korrekt ist.
Dann gehen Sie weiter mit dem Einfügen der nächsten Stufen nacheinander, bis Sie Ihr vollständiges Programm haben.
55 Instruktionsliste
Eine alternative Darstellung ist etwas, das als "Instruktionsliste" bezeichnet wird, obwohl verschiedene Anbieter möglicherweise andere Begriffe verwenden.
Dies ist eine Textdarstellung, die wie eine Art Assembliesprache aussieht.
Allerdings ist es tatsächlich wirklich ein Diagramm, nur auf eine andere Weise dargestellt. Text- und einige Programmiersoftware-Tools ermöglichen es Ihnen, zwischen Diagramm- und Anweisungslisten-Modus umzuschalten, und übersetzen diese automatisch.
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Dies sollte Ihnen einen Hinweis darauf geben, wie ein PLC ein Schaltplan-Diagramm ausführt.
Hinter den Kulissen übersetzt die Programmiersoftware das Diagramm in eine Anweisungsliste, und dann führt das PLC diese Anweisungen entweder durch einen Interpreter aus oder kompiliert sie zu Maschinencode und führt diesen aus.
57 Andere Programmiersprachen
Es gibt andere Programmiersprachen, aber diese werden selten gesehen.
Ich werde keine Einzelheiten angeben, was ihre Beschreibung betrifft, sondern sie nur kurz erwähnen.
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Eine heißt Sequenzieller Funktionsplan.
Dies ist eine Art Flussdiagramm, das entwickelt wurde, um komplexe Sequenzen darzustellen, einschließlich solcher mit alternativen oder parallelen Pfaden.
Der ursprüngliche Name dafür ist Grafcet, geschrieben als G R A F C E T.
Dies steht für "Graphe Fonctionnel de Commande Étape Transition".
Neben einer Programmiersprache ist es auch ein sehr gutes Design- und Analysewerkzeug, auch wenn die PLC, die verwendet wird, es nicht unterstützt.
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Ein weiteres ist der Funktionsblockdiagramm.
Dies ist eine weitere grafische Sprache, die den in Prozessindustrien verwendeten Flussdiagrammen ähnelt.
Dies wird angeblich hauptsächlich in Industrien wie der chemischen Herstellung verwendet.
Es scheint jedoch sehr spezialisiert zu sein, und die meisten Menschen, die PLCs verwenden, haben es noch nie gesehen, und viele haben noch nie davon gehört.
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Eine weitere Sprache ist Structured Text.
Dies ist offensichtlich aus Modula-2 abgeleitet und ähnelt diesem stark.
Wenn Sie mit Modula-2 nicht vertraut sind, wurde es von Nikolas Wirth geschaffen und sollte Pascal als Nachfolger ersetzen, aus dem es abgeleitet wurde.
Strukturierter Text scheint bei einer kleinen Anzahl von Akademikern beliebt zu sein, aber es scheint, dass er in der Praxis wenig Nutzen hat.
Wenn Sie es verwenden, verlieren Sie fast alle Überwachungs- und Debugging-Einrichtungen, die in einem PLC integriert sind, sodass es sinnlos ist, außer vielleicht für einige Nischenanwendungen.
Es gibt noch einige andere Sprachen, hauptsächlich proprietäre, die oft Flussdiagramme oder ähnliche Mittel verwenden.
61 PLC-Sprachen sind nicht blockierend.
Wichtig an einem PLC-Programm ist, dass es von oben nach unten, von links nach rechts, ohne Unterbrechung oder Blockierung ausgeführt wird.
Es gibt keine Wartezeit auf Eingabe oder Ausgabe oder auf die Rückgabe eines Systemaufrufs.
Jeder Schritt liefert sofort ein Ergebnis, das an eine Speicheradresse geschrieben oder einem Timer oder Zähler aktiviert wird.
Jeder Schritt wird bei jeder Überprüfung ausgeführt.
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Sie können dies in einer traditionellen Programmiersprache für Computer nachbilden.
In der Leiterlogik ist dies inhärent in der Syntax und es ist entweder sehr schwierig oder unmöglich, es auf andere Weise zu tun.
Ich gebe ein Beispiel in Python, was ich meine.
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a = (b oder c) und nicht d
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Wenn b oder c wahr sind und d falsch, dann wird a auf wahr gesetzt.
Wenn b und c falsch sind oder d wahr, dann ist a falsch.
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Stell dir nun vor, dass wir diese Aussage nicht einmal, sondern wiederholt ausführen.
Diese Aussage wird die Ausführung niemals blockieren.
Sie wird immer sofort ein Ergebnis liefern.
Nun ändern wir das ein wenig.
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a = (b oder a) und nicht d
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Beachte, dass wir c durch a ersetzt haben.
Nun hängt der Wert von a vom vorherigen Wert von a sowie von b und d ab.
Sobald a wahr wird, spielt der Wert von b jedoch keine Rolle mehr, da b in einer "oder"-Bedingung mit a steht.
Wenn wir es nun immer wieder ausführen, wird nur, wenn d wahr wird, ein go falsch.
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Dies ist ein Standard-Drucktastenkreis, auch als "abgesperrter Kreis" bekannt, da er die Startbedingung "abschließt".
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b ist die Start-Drucktaste mit einem normalerweise offenen Kontakt.
d ist die Stopp-Drucktaste mit einem normalerweise geschlossenen Kontakt.
a ist ein Relais, bei dem einer seiner Kontakte zum Halten verwendet wird.
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Wenn man dies mit echten Drucktasten und Relais verkabelt oder es in einen PLC mit Treppenlogik programmiert, würde es auf die gleiche Weise funktionieren.
Ein PLC-Programm besteht aus Reihe für Reihe Logik wie dies hier und führt es wiederholt Scan für Scan aus, nur um bei der Aktualisierung seiner E/A zu pausieren.
71 Asynchrone Programmierung
Einige von euch könnten denken, dass diese zyklische Überprüfung wie die asynchrone Programmierung klingt, die derzeit in Webserver-Anwendungen sehr beliebt ist.
Im Wesentlichen ist es genau das gleiche Prinzip.
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Mit asynchroner Programmierung darf Ihr Programm keine blockierenden Anweisungen verwenden und die Ausführung erfolgt in einem wiederholten Zyklus.
PLCs lösen dies, indem sie keine Anweisungen haben, die blockieren, und viele PLCs erlauben keine Rücksprünge.
Handwerker in Overalls in Fabriken programmierten asynchron Jahrzehnte bevor die coolen Kinder davon hörten.
73 der PLC-Programmiersprachen sind visuelle oder grafische Sprachen
Wenn Leiter, Sequenzielles Funktionsdiagramm oder Grafcet und Funktionsblockdiagramm klingen wie visuelle Programmiersprachen, dann sind sie es auch.
Tatsächlich ist die Leiter wahrscheinlich eine der frühesten visuellen Sprachen, die im kommerziellen Bereich verwendet wurden.
Wikipedia definiert eine visuelle Programmiersprache als:
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In der Informatik ist eine visuelle Programmiersprache (Visuelle Programmiersysteme, VPL oder VPS), auch bekannt als diagrammatische Programmierung, grafische Programmierung oder Blockcodierung, eine Programmiersprache, die es Benutzern ermöglicht, Programme durch manipulatives Bearbeiten von Programmelementen grafisch zu erstellen, anstatt sie textuell zu spezifizieren. Ein VPL ermöglicht die Programmierung mit visuellen Ausdrücken, räumlichen Anordnungen von Text und Grafiksymbolen, die entweder als Syntaxelemente oder als sekundäre Notation verwendet werden. Zum Beispiel basieren viele VPLs auf der Idee von "Kästchen und Pfeilen", bei denen Kästchen oder andere Bildschirmobjekte als Entitäten behandelt werden, die durch Pfeile, Linien oder Bögen verbunden sind, die Beziehungen darstellen. VPLs sind im Allgemeinen die Grundlage für Low-Code-Entwicklungsplattformen. Scratch ist ein Beispiel für eine VPL.
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Ende des Zitates.
Wie du siehst, war das, was heute cool ist, vor mehr als 40 Jahren bereits auf dem Fabrikboden.
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76 Beliebtheit von PLC-Programmiersprachen
PLCs sind so proprietär wie möglich.
Fast jeder Anbieter hat seine eigene proprietäre Interpretation jeder Sprache.
Wie man einen bestimmten PLC programmiert, wird durch die Programmiersoftware des Anbieters bestimmt.
Wenn der Verkäufer es nicht unterstützt, können Sie es nicht verwenden.
Ein einzelner Verkäufer kann sogar mehrere inkompatible Produktlinien haben, die auf unterschiedliche Weise mit unterschiedlichen Softwareprogrammen programmiert werden müssen, obwohl dies heutzutage nicht mehr so häufig vorkommt wie früher.
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Fast alle PLCs unterstützen die Programmierung in Ladder.
Einige unterstützen auch die Programmierung in der Anweisungsliste sowie in Ladder.
Alles andere ist viel seltener.
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Ladder-Logik befindet sich übrigens auch im Tiobe-Index.
Für diejenigen, die es noch nicht gehört haben, der Tiobe-Index, also T I O B E, ist eine Webseite, die die Beliebtheit vieler Programmiersprachen basierend auf verschiedenen Kriterien auflistet.
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Auf ihrer Liste an erster Stelle befindet sich Python, derzeit bei 19,98%.
Die zweite ist C, mit 11,55%.
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Zum Zeitpunkt des Schreibens dieses Skripts belegte Ladder Logic Platz 46 mit einer Bewertung von 0,28%, was es nur knapp unter Erlang und über Haskell platzierte.
Ich bin mir nicht sicher, ob das bedeutet, dass Ladder Logic nicht so unbekannt ist, wie Sie dachten, oder ob Erlang und Haskell tatsächlich unbekannter sind, als Sie dachten.
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Zusammenfassung der Episode 81
In dieser Episode haben wir
Die frühe Geschichte der Computer in der industriellen Steuerung
Die frühe Geschichte der PLCs, einschließlich dessen, wie sie ihren Namen erhielten
Wer die Hauptmarken sind
Was sie physisch aussehen
82
Eine grundlegende Beschreibung der abstrakten Maschinenarchitektur
Ein sehr kurzer Einblick in die Struktur eines PLC-Programms
Das Scan-Konzept
Die Haupt-PLC-Programmiersprachen
Die Neben-PLC-Programmiersprachen
Die relative Beliebtheit jeder Programmiersprache
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Im nächsten Episode werden wir einen der frühen PLCs aus der Zeit betrachten, als sie weit verbreitet begannen zu werden.
Diese PLC war äußerst erfolgreich und war für viele Unternehmen die erste PLC, die sie verwendeten.
Dies ist die Allen Bradley PLC2.
84
Dies war die zweite Folge einer achtteiligen Serie.
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