IL LADDER DIAGRAM. OMRON Electronics SpA

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1 IL LADDER DIAGRAM 1

2 Concetti base, regole di stesura del programma e linguaggio equivalente in lista istruzioni 2

3 Ladder Diagram Contatto Contatto Normalmente Normalmente Aperto Aperto Uscita Contatto Normalmente Chiuso Uscita Negata 3

4 Concetti Base Un programma in diagramma a relè (Ladder Diagram), è formato da una serie di righe circuitali Una riga circuitale (Network o Rung) è composta da: una serie di contatti collegati tra loro in serie e/o parallelo eventuali diramazioni bobine o funzioni 4

5 Concetti Base Ogni Rung (o Network) ha origine da una barra verticale posta a sinistra del diagramma Il flusso dei contatti viene letto da sinistra a destra e dall alto verso il basso Barra verticale Separatore di Rung 5

6 Concetti Base Una bobina non può essere collegata direttamente alla barra di sinistra; in tal caso è necessario interporre un contatto Always ON (sempre chiuso) Sempre ON A destra di una bobina di uscita o di una funzione non è possibile programmare alcun contatto Il numero di contatti collegabili in serie o parallelo è limitato solo dalla memoria di programma del PLC 6

7 Concetti Base E consigliabile non programmare un contatto di uscita come bobina più di una volta E possibile utilizzare come input ausiliario un contatto associato allo stato dell uscita E possibile collegare in parallelo due o più bobine 7

8 Concetti Base Non è possibile programmare dei contatti sui rami di collegamento verticale A B R1 A B R1 C E C E D A E D R2 R2 C 8

9 Le Istruzioni di Base LD Istruzione di apertura di ciascuna Rung; è associata ad un contatto OUT Attiva una bobina di uscita; costituisce la terminazione di una Rung AND Collega due contatti in serie OR Collega due contatti in parallelo NOT Inverte la logica del contatto di ingresso o di uscita. Può essere usata in combinazione con LD, AND, OR e OUT 9

10 Concetti Base Alle righe circuitali (Rung) in Ladder Diagram corrispondono sequenze di istruzioni in forma mnemonica (Lista Istruzioni) Nella forma mnemonica ciascuna riga circuitale viene aperta con una istruzione di LOAD (LD) Esempio: Codifica dell esempio: 10

11 L istruzione AND DIAGRAMMA A RELE' IN0 IN1 OUT SCHEMA ELETTRICO IN0 IN1 OUT 11

12 Esempio sull istruzione AND Esempio: Codifica dell esempio: 12

13 L istruzione OR IN0 DIAGRAMMA A RELE' OUT IN1 SCHEMA ELETTRICO IN0 IN1 OUT 13

14 Esempio sull istruzione OR Esempio: Codifica dell esempio: 14

15 L istruzione AND LD L istruzione AND LD collega in SERIE due blocchi circuitali Non c è limite al numero di blocchi collegabili in serie con l istruzione AND LD Address Instruction Data LD OR LD OR NOT AND LD OUT

16 L istruzione OR LD L istruzione OR LD collega in PARALLELO due blocchi circuitali Non c è limite al numero di blocchi collegabili in parallelo con l istruzione AND LD Address Instruction Data LD AND NOT LD AND OR LD OUT

17 Circuito Parallelo/Serie Address Data Instruction LD AND OR AND AND NOT OUT

18 Circuito Serie/Parallelo Address Data Instruction LD AND NOT LD AND OR OR AND LD OUT

19 Due circuiti Parallelo in Serie Address Instruction Data LD AND NOT LD NOT AND OR LD LD AND LD AND OR LD AND LD OUT

20 Relè Temporanei I RELE TEMPORANEI (TR) vengono utilizzati per collegare più diramazioni di uscita che hanno origine da punti intermedi di una riga circuitale Il loro uso è legato esclusivamente alla programmazione in lista istruzioni Utilizzando strumenti che consentano la programmazione direttamente in Ladder Diagram (CX-Programmer) i TR vengono gestiti in modo automatico Spesso è possibile evitare l uso dei TR riscrivendo il circuito in modo opportuno... 20

21 Relè Temporanei TR TR Indirizzo Istruzione Dato LD OUT TR AND OUT TR AND OUT LD TR AND OUT LD TR AND OUT TR

22 Il linguaggio in Lista Istruzioni ISTRUZIONI (operatori) Specificano le operazioni logiche da eseguire PARAMETRI (operandi) Sono i dati su cui viene eseguita l operazione logica. In genere i dati sono identificati da: IDENTIFICATORE ALFANUMERICO IDENTIFICATORE NUMERICO INDIRIZZI Stabiliscono la posizione delle istruzioni nella memoria di programma LD HR0311 INDIRIZZO ISTRUZIONE PARAMETRO HR: ID. ALFANUMERICO 0311: ID. NUMERICO 22

23 Il linguaggio in Lista Istruzioni CONTATTO: Ingresso ON/OFF BOBINA: Uscita ON/OFF CANALE (WORD): Insieme di 16 contatti o bobine I contatti (Bit) di una canale sono individuati da un numero composto da due cifre (da 00 a 15) I canali (Word) indirizzabili a bit sono individuati da un numero di tre cifre CANALE BIT 23

24 La programmazione dei PLC OMRON 24 OMRON Electronics SpA

25 Il progetto software e la programmazione con CX-Programmer

26 Il progetto Software Determinare i requisiti del sistema al quale dovrà essere applicato il PLC Identificare i dispositivi di ingresso e di uscita ed associarli agli indirizzi fisici Tracciare uno schema che rappresenti: Le funzioni richieste dal controllo del sistema Le reciproche correlazioni Codificare lo schema simbolico, ovvero scrivere il programma e documentarlo Verificare, tramite simulazione e collaudo, il corretto funzionamento del programma Una volta ultimato e testato, memorizzare eventualmente il programma su Memory Card 26

27 Dispositivi di programmazione Sono un indispensabile strumento di supporto alla realizzazione del progetto software CONSOLE DI PROGRAMMAZIONE. Sono disponibili i modelli: C200H-PRO27 (cavo separato) CQM1-PRO01 COMPUTER. Esistono diversi software di programmazione per PC: CX-Programmer (per Windows) SYSWIN (per Windows) SSS (per DOS) 27

28 Programmare con CX-Programmer 28

29 Caratteristiche CX-Programmer è un software per ambiente Windows, creato per la programmazione dei PLC OMRON per mezzo di un Personal Computer CX-Programmer consente di: Creare e modificare programmi Archiviare i programmi su disco Verificare la correttezza del programma tramite operazioni di debug Verificare la funzionalità del programma mediante connessione seriale con il PLC (On line) e monitoraggio dei dati Commentare il programma in tutte le sue parti Stampare i programmi e la documentazione di riferimento 29

30 Requisiti di sistema Configurazione minima richiesta per il corretto funzionamento di CX-Programmer 3.0: CPU Pentium 200MHz o superiore Hard Disk con almeno 600MB di spazio libero Minimo 32 MB di RAM SVGA 800x600 o superiore Windows 9x, NT, 2000, XP 30

31 CX-PROGRAMMER: Installazione Il programma viene fornito esclusivamente su CD Per effettuare l installazione inserire il CD e avviare da Gestione Risorse il programma SETUP presente sul CD-ROM L installazione è quasi completamente automatica: seguire le istruzioni indicate a video CX-Programmer è composto da due parti: Il software di programmazione CX-Programmer Il software di comunicazione CX-Server L installazione di CX-Server si avvierà automaticamente al termine dell installazione di CX-Programmer 31

32 CX-PROGRAMMER: Licenze d uso CX-Programmer è protetto tramite un codice di abilitazione Il controllo delle copie è basato sul metodo delle licenze d uso, in stile Microsoft In mancanza di un codice valido CX-Programmer verrà installato in modalità DEMO In modalità DEMO non sarà possibile né salvare né stampare i progetti 32

33 La finestra principale Barra dei menu Barra delle icone Risultati delle compilazioni o delle ricerche (Output window) Spazio di Lavoro Visualizzazione contenuto delle variabili (watch window) 33

34 Creazione di un progetto Dopo aver lanciato CX-Programmer dal menù di avvio di Windows, selezionare File, Nuovo. Tipo di periferica: permette di selezionare il tipo di PLC; il pulsante impostazioni viene utilizzato per selezionare il tipo di CPU. Tipo di rete: permette di selezionare il tipo di collegamento (Sysmac Way, Toolbus, ed altri tipi di rete per i PLC che le supportano). Il pulsante Impostazioni visualizza la finestra per la configurazione dei parametri di comunicazione. 34

35 Selezione del PLC Selezionare il tipo di PLC dall elenco a discesa e cliccare sull opzione Impostazioni per inserire il tipo esatto di CPU Se le impostazioni di CX-Programmer non corrispondono esattamente al PLC collegato, non sarà possibile comunicare con il PLC 35

36 Impostazioni della comunicazione Una volta effettuata la selezione del protocollo (Toolbus, Sysmac Way, ) cliccare su Impostazioni per specificare il numero della porta la velocità e il formato dei dati. E possibile collegarsi al PLC via porta seriale oppure via Modem 36

37 Le Rung o Network Durante la programmazione, per agevolare l editazione, CX- Programmer crea automaticamente una Rung vuota Lo schema mnemonico viene tradotto automaticamente, e ne viene verificata la correttezza Le Rung errate o incomplete vengono indicate con una linea verticale rossa sulla barra delle network E anche possibile lasciare network incomplete, lasciare contatti privi di indirizzo e/o nome, lasciare le istruzioni prive di operandi. Tutto può essere completato in un secondo momento... 37

38 Le Rung o Network Quando si apre un nuovo progetto il cursore è già posizionato sulla prima Rung Per inserire una nuova Rung tra due già esistenti è sufficiente selezionare con il tasto destro del mouse il bordo sinistro del ladder e scegliere se inserire la nuova Rung al di sotto o al di sopra di quella correntemente selezionata. 38

39 Simboli del programma Ladder Per disegnare il diagramma a relè, contatto per contatto, è sufficiente: Posizionare il cursore Fare clic sull icona relativa al simbolo ladder desiderato Inserire i parametri relativi e premere Invio Strumento di selezione Contatto N.C. Contatto N.C. in parallelo Barra Orizzontale Uscita negata Funzioni (compresi Timer e Counter) Contatto N.A. Contatto N.A. in parallelo Barra Verticale Uscita 39

40 Inserimento di contatti e bobine Nella finestra di inserimento di un nuovo contatto è possibile specificare nome, indirizzo o valore, commento e tipo di simbolo (locale o globale) associato al contatto selezionato Per i PLC serie CV, CS1 e CJ1 è anche possibile selezionare il refresh immediato e la modalità di differenziazione 40

41 Inserimento di commenti e simboli Per aggiungere un simbolo è necessario essere Off-Line. Si inserisce il nome, l indirizzo o il valore, il commento ed infine il Tipo di dato. Il tipo di dato permette di associare ad una variabile un tipo rendendo così possibile un controllo sugli operandi delle istruzioni (es.: su un dato definito BCD sarà possibile effettuare solo operazioni BCD, in caso contrario durante la compilazione verrà generato un messaggio di Warning). 41

42 Inserimento del programma La zona rossa indica che la network è incompleta Inserimento degli altri contatti: Per aggiungere un nuovo contatto usare l icona oppure il tasto C Per aggiungere un uscita utilizzare l icona oppure il tasto O Per collegare due circuiti usare l icona oppure il tasto V (per collegare dall alto in basso) o il tasto U (per collegare dal basso verso l alto) 42

43 Modifica del Ladder Per inserire una colonna (creare lo spazio per un nuovo contatto) utilizzare i tasti CTRL+ALT+? Per inserire una riga (creare lo spazio per un altra istruzione o network) utilizzare i tasti CTRL+ALT+? 43

44 Le Funzioni Selezionando tra le icone di progetto l'icona si apre la finestra di immissione di una funzione. E' possibile richiamare direttamente la funzione, digitando il nome corrispondente, oppure è possibile selezionarla da una lista disponibile facendo clic sul tasto di ricerca. Una volta selezionata la funzione è possibile inserirne i parametri (se richiesti) e decidere se utilizzare o meno la forma differenziale (se consentito). 44

45 L Archiviazione Una volta completato il progetto è possibile salvarlo su disco sotto forma di file richiamando la voce "Salva con nome..." dal menù "File". Tutti i file salvati possono essere richiamati selezionando la voce "Apri" dal menù "File". 45

46 Lavorare On-Line Per attivare la comunicazione con il PLC, cliccare sull icona oppure selezionare la voce Lavoro in Linea del menù PLC: Se il PLC è collegato correttamente, lo sfondo dell editor del ladder varierà il proprio colore (da bianco a grigio); in caso contrario comparirà la seguente finestra di errore: 46

47 Quando si è in collegamento con il PLC, la modalità operativa viene indicata: Sulla barra delle icone Nella finestra di progetto Modalità Operativa PROGRAM DEBUG (solo serie CV) RUN MONITOR Sulla barra di stato Dalla barra delle icone è anche possibile cambiare la modalità del PLC selezionando l icona corrispondente alla modalità desiderata 47

48 Trasferire il programma Collegarsi al PLC e cliccare sull icona oppure selezionare l opzione Trasferisci... Al PLC dal menù PLC Comparirà una finestra per la selezione delle opzioni di download, in modo da stabilire quali elementi debbano essere trasferiti insieme al programma. Per scaricare il programma il PLC NON può essere in modalità RUN Per trasferire il programma dal PLC al PC utilizzare l icona o selezionare l opzione Trasferisci Dal PLC dal menù PLC Il caricamento del programma è possibile in qualunque modalità 48

49 Monitoraggio On-Line Grazie a CX-Programmer è possibile monitorare l esecuzione del programma Le linee di programma attive sono visualizzate da una linea evidenziata con un colore configurabile dall utente Per attivare/disattivare il monitoraggio cliccare sull icona 49

50 Editor dei simboli Esiste un editor per i simboli globali e un editor per i simboli locali di ciascun singolo task. Nell editor dei simboli globali sono già presenti i principali flag del PLC Nome della variabile Tipo della variabile Indirizzo variabile o contenuto della costante Utilizzo (in/out/work) Posizione nel rack (Bit I/O) Commento 50

51 L allocazione Automatica Per attivare l allocazione automatica occorre selezionare l opzione Allocazione Automatica del menu PLC. Questa funzionalità è disponibile per tutti i PLC! Indicare sempre il codice dell area se diversa dalla CIO Nei PLC della serie CJ1 esiste un area di 512 word (area W), creata appositamente per l uso come Bit/canali di lavoro. Quando l allocazione automatica è attiva, a tutti i simboli inseriti senza specificare l indirizzo verrà assegnato un Bit o uno o più canali dell area selezionata. 51

52 Creare un elenco di simboli con Excel E possibile creare con Excel una tabella a tre colonne (nome, indirizzo o valore, commento), e importarla nel CX-P un elenco di simboli con un semplice copia-incolla. 52

53 Variabili Locali e Globali CX-Programmer è in grado di gestire più PLC o programmi all interno dello stesso progetto. Le variabili Globali sono comuni a tutti i programmi di un PLC. Le variabili Locali si riferiscono solo al programma in cui sono state definite. 53

54 Visibilità delle variabili Variabili locali e globali possono avere lo stesso nome anche se si riferiscono a indirizzi diversi. Se esistono due variabili, una locale e una globale con lo stesso nome e indirizzo diverso, la variabile locale ha la priorità su quella globale. 54

55 Visibilità delle variabili: Esempio Variabili globali per il PLC1 Alla variabile globale START è stato assegnato il Bit 0.00, Variabili locali per il TASK2 Alla variabili locale START e stato assegnato il Bit Task 1 Task 2 START Motore1 START Motore Nel task 1 alla variabile START corrisponde la definizione globale. Nel task 2 la ridefinizione locale della variabile START copre la variabile globale 55

56 Commento dei Programmi I commenti sul diagramma ladder possono essere inseriti come commenti alle network o ai singoli elementi del diagramma ladder ( ad esempio contatti e bobine ). Per commentare un elemento del ladder, è sufficiente selezionarlo con il tasto destro e scegliere l opzione Propietà. Lo stesso meccanismo si applica anche ai Rung. 56

57 Verifica del Programma Il controllo di programma viene effettuato durante la compilazione. Gli eventuali errori o avvisi sono mostrati nella finestra di Output. Facendo un doppio click sull errore, il cursore verrà posizionato sull istruzione errata. Il controllo può essere avviato agendo sull apposita icona o selezionando l opzione Compila del menu Program. 57

58 Verifica del Programma Nella finestra output vengono visualizzati i risultati della compilazione. AVVISO: errori non fatali, è possibile il download. ERRORE: errori fatali, non è possibile il download. Fare doppio click sull errore... 58

59 Set dati e forzature Per impostare un bit o il valore di una variabile è sufficiente portarsi col cursore sul contatto o la variabile e premere il tasto destro. In questo mode è possibile settare o forzare un Bit Per impostare una word o un timer, verrà mostrato anche il range ammissibile per quel tipo di dato 59

60 La finestra di controllo La finestra di controllo permette di tenere sotto controllo lo stato di più variabili contemporaneamente. Per visualizzare la finestra, selezionare l icona Per aggiungere una variabile o un indirizzo da monitorare, portare il cursore sulla finestra e premere il tasto destro, dal menu pop-up selezionare Aggiungi. O, più semplicemente, premendo il tasto Ins. Per modificare un Bit o un dato selezionarlo col tasto destro. 60

61 La modifica On-Line Per attivare le modifiche online Selezionare una o più network. Selezionare l icona. CX-Programmer effettuerà il controllo di corrispondenza della network selezionata. L area attiva per la modifica diventerà bianca. All interno dell area attiva è possibile effettuare qualsiasi modifica. E anche possibile aggiungere network allargando l area selezionata. Per confermare le modifiche selezionare l icona. Per annullare le modifiche utilizzare l icona. 61

62 Il monitoraggio dei dati Nella finestra Memoria PLC è possibile visualizzare ogni area di memoria. Selezionando i pulsanti è possibile scegliere il tipo di visualizzazione (binario, BCD, decimale, decimale con segno, real, esadecimale, testo). Trasferire e modificare i dati (riempire zone di memoria con un valore, azzerare un area, trasferire da e per il PLC, confrontare, effettuare il monitoraggio continuo) Nella cartella Indirizzi è possibile definire un insieme di simboli o indirizzi da monitorare, appartenenti ad aree dati diverse. 62

63 Cancellazione Errori Selezionando Registro degli Errori nel Project Workspace compare una finestra nella quale vengono mostrati gli errori registrati nella memoria del PLC. Gli errori compaiono in ordine di importanza, dal codice di errore si risale al problema riscontrato dal PLC. 63

64 Dal Cx-Programmer con un click sul pulsante Data Trace : Data Trace si attiva il La modalità Data Trace effettua il campionamento dei canali e dei bit specificati, partendo dall istante in cui si avvera la condizione di Trigger. Quando il Buffer si riempie o il campionamento viene fermato, i dati campionati possono essere caricati e visionati. La modalità Monitor diagramma temporale effettua il campionamento di canali e bit On-Line Una volta scelto Modalità dal menù Operazione attraverso il pulsante si procede alla configurazione del Data- Trace. 64

65 Data Trace E possibile configurare il trace simultaneo di 6 canali e 12 bit. I valori possono essere visualizzati in stile Trend graph. La velocità di aggiornamento minima è di 10 millisecondi sfruttando la trace memory del PLC. I grafici possono essere stampati o salvati su disco. Trace canali Il colore delle tracce è selezionabile! Trace stato dei Bit 65

66 Liste Incrociate CX-Programmer dispone di una gestione delle liste incrociate molto efficace. E possibile avere liste globali al programma, oppure limitate al contatto corrente. Si può scegliere tra la vista di una specifica area dati e la lista incrociata con tutte le aree. 66

67 Liste Incrociate Tipo di lista Completa Vista indirizzi utilizzati Vista completa degli indirizzi Facendo doppio click sulla riga, l editor ladder salta all istruzione corrispondente Selezione dell area dati Selezionare All per tutte le aree dati Dopo avere generato un report è possibile stamparlo 67

68 Personalizzazione E possibile modificare font e colori degli elementi del diagramma ladder. Aspetto complessivo del ladder Applica le impostazioni di default Selezione del Font Disegna il ladder con effetti 3D Modifica del colore dell elemento Modifica del colore di sfondo dell elemento 68

69 Ladder Printing Utility Dal menu File, seguire Imposta Pagina / Impostazione Print Utility. Compare la finestra indicata, dalla quale è possibile Impostare l aspetto della stampa. 69

70 Varie Strumento Riferimento Indirizzo: utilizzata per fare un controllo sui vari indirizzi utilizzati all interno dei programmi permettendo anche una ottimizzazione delle aree di memoria. Per generarla attivare il tasto. Inserisci Programma: opzione valida solo per PLC serie CS1. Nuovo PLC: all interno dello stesso progetto è possibile inserire un nuovo PLC attraverso il pulsante. Inserisci sezione: permette di aggiungere una nuova sezione al programma attuale. Le sezioni consentono la suddivisione del programma in blocchi logici. L esecuzione del programma avviene nel modo consueto. 70