What is Ladder Logic?
Ladder Logic é um dos cinco tipos mais populares de linguagens de programação PLC usadas em ambientes de fabricação. Antes dos Controladores Lógicos Programáveis, as fábricas empregavam circuitos baseados em relés para energizar diferentes cargas com base em como os relés eram conectados. Relés eram caros, necessitavam de manutenção constante, e não podiam ser facilmente reconfigurados., Como PLCs assumiu este processo, foi essencial manter uma similaridade do sistema antigo; assim, a lógica ladder foi criada como a primeira linguagem de programação PLC.
Ladder Logic is labeled as such because the software is laid out in the shape of a ladder. No lado esquerdo, instruções lógicas ladder são definidas como condições, enquanto as do lado direito São instruções que são acionadas se as condições são cumpridas. Cada degrau da escada se estende da esquerda para a direita e é executado de cima para baixo pelo PLC.
Como mencionado acima, ladder logic é extremamente popular entre programadores PLC., É fácil de aprender, imita circuitos elétricos, e é fácil de resolver uma vez implantado.
Learning ladder logic is typically the entry point into a career in control systems as a PLC programmer. Neste post, vamos passar por cima de componentes de ladder logic, cobrir princípios básicos, e delinear o que é preciso para dominar esta linguagem de programação.
ladder Logic Basics
assim como computadores, PLCs operam com sinais binários; cada um pode ser definido como zero ou um. No mundo da programação, este tipo de dados é chamado de booleano., Um booleano leva um único bit na memória, pode ser definido como 0 ou 1, e é usado na maioria das instruções básicas do PLC.
O PLC executa o programa carregado nele um degrau de cada vez. À medida que o PLC começa a processar o rung, ele lê as instruções à esquerda e determina se a lógica desse lado do rung é definida como verdadeira. A lógica é verdadeira quando uma corrente hipotética é capaz de passar através das instruções. Cada instrução tem um conjunto de condições que o tornam verdadeiro ou falso.,
para este propósito deste tutorial, vamos começar com duas das instruções mais básicas na programação ladder logic plc: examinar se fechado e saída energizar.
Examine se fechado-esta instrução de entrada olhará para o bit booleano especificado e avaliará a condição para verdadeiro quando o bit é definido para 1 (ou alto). Enquanto o bit é definido para 0 (ou baixo), a instrução irá avaliar Para FALSE.
Energize de saída – esta instrução de saída irá definir o bit especificado para 1 (ou alto) se as condições de instrução de entrada forem verdadeiras., Se eles são falsos, a instrução Energize de saída irá definir o bit para 0 (ou baixo).
Basic Ladder Logic Rung Analysis
- Step 1-The hipotetic current starts moving from left to right.
- Passo 2-Quando o hipotético encontro atual e a instrução XIC, verifica se a condição é verdadeira ou falsa. Se o XIC é falso, O PLC aborta este rung.
- Passo 3-a corrente hipotética vai para a próxima instrução. Repete o Passo 2 até que o rung esteja completo.
- Passo 4 – O PLC move-se para o rung abaixo.,
No exemplo acima, a Instrução XIC está vinculado para o bit “Condição1”. Uma vez que o bit está desligado (ou 0), a corrente hipotética pára na instrução.
No exemplo acima, a Instrução XIC está vinculado para o bit “Condição1”., Uma vez que o bit Está ligado (ou 1), a corrente hipotética é autorizada a passar e vai para a instrução OTE. A instrução OTE define o bit “Energize1” para alto (ou 1).
Ladder Logic Structure/Circuit Branches
Now that we’ve seen a basic example that illustrates how the execution of a single ladder logic rung is completed, it’s time to discuss circuit branches. As ramificações do circuito criam uma forma de a corrente passar por um caminho diferente à medida que o rung executa. As instruções são executadas da mesma forma, mas agora precisamos analisar diferentes caminhos que a corrente pode tomar.,
A linha acima é o primeiro degrau e um ramo que salta as duas primeiras condições, com uma 3ª. Vamos analisar o que está acontecendo com a execução da lógica.
- Passo 1 – a corrente hipotética começa no ramo principal do rung. À medida que atinge a “condição 1”, avalia a instrução XIC. A instrução XIC é verdadeira e permite que a corrente prossiga.,
- Passo 2-a corrente hipotética flui para a próxima instrução XIC e tenta avaliá-la. Uma vez que” Condition2 ” é definido como 0, a instrução XIC avalia como falso. A corrente está parada.
- Passo 3-a corrente hipotética volta para o primeiro ramo. A instrução XIC ligada ao bit “Condition3″ é executada. Uma vez que o bit” Condition3 ” é alto, o XIC avalia como verdadeiro. As receitas actuais.
- Passo 4 – a corrente atinge a instrução OTE e define o bit “Energize1” para ON (ou alto).
Aqui está um exemplo muito mais complexo para você considerar., Não é anormal encontrar múltiplos circuitos ramificados na lógica das escadas.
Avançado Circuito de Ramificação Lógica Ladder Prática
Agora que você está familiarizado com a forma de circuito ramos de trabalho na lógica ladder, é importante praticar o rastreio a lógica de como você seria em campo., A maior parte do seu trabalho como programador PLC vai estar olhando para degraus de lógica e descobrir por que a saída é energizada ou o que está impedindo que ela ligue.considere a seguinte situação: seu supervisor chama você devido a um problema em uma linha de produção. Por alguma razão, a bomba que vai entregar matérias-primas para um tanque específico não está ligando. Quando apareces na estação de serviço, ele mostra-te que quando carrega no botão, a bomba não faz nada.resolução :você olha para o painel, pressione o botão você mesmo, e confirme que ele não começa., Esta bomba funcionou no passado, então você decide ver o que está acontecendo na lógica PLC. À medida que você rastreia a saída ligada à bomba, você percebe um rung complexo com múltiplos ramos de circuito. A razão é que existem inúmeras condições para que a bomba de arranque. Uma vez que você está familiarizado com a abordagem acima, você pode rapidamente descobrir que a bomba não foi capaz de começar porque uma das condições de início era que o tanque deve estar vazio. Como você percebeu que o tanque estava, de fato, vazio, a conclusão era que o sensor de nível estava quebrado., Você substituiu o sensor, e a bomba retomou a operação regular.
Ladder Logic RSLogix 5000 Components
Now that we have some familiarity with how a basic rung structure is laid out, let’s discuss other components of ladder logic.
1 – Lógica Ladder Entradas
Como discutimos acima, as instruções de lógica ladder no lado esquerdo são chamados de entradas. Sua condição é avaliada em uma base verdadeira ou falsa., Se a avaliação é concluída com um verdadeiro, a saída da escada lógica rung é executada. Se for avaliado como falso, o PLC vai para o seguinte rung.
2-Ladder Logic Rung Comments
cada linguagem de programação permite ao utilizador adicionar Documentação ao seu software. Na lógica ladder, esta oportunidade vem com cada degrau, instrução e estrutura de dados. Adicionando um comentário acima do degrau, você está tornando mais fácil para a pessoa depois que você entender seu trem de pensamento e resolver a lógica conforme necessário., Além disso, os comentários podem ser usados para indicar uma alteração ou correção temporária de um certo problema que foi encontrado por um programador PLC.
3-Ladder Logic Outputs
Existem muitas instruções que serão executadas no lado de saída. No exemplo que cobrimos acima, nosso foco foi na instrução OTE. No entanto, a imagem acima também inclui toneladas ou temporizador em instruções de atraso. À medida que você ganha experiência como programador PLC, você vai encontrar e dominar instruções adicionais.,
4 – Ladder Logic Rails
cada degrau da ladder logic encontra-se entre os dois trilhos laterais (assim como uma escada regular). Estes trilhos são o que energiza cada degrau à medida que são executados. Na imagem acima, você pode ver dois trilhos dentro do ambiente RSLogix / Studio 5000. Os trilhos permanecem riscados até que a rotina principal chame o programa. Na imagem, os trilhos são verdes, o que significa que esta lógica específica está sendo executada.
5-nomes de marcas
cada instrução será ligada a uma ou mais marcas. Cada tag requer um elemento de estrutura de dados, bem como um nome ou etiqueta., Nos exemplos que vimos acima, as tags foram rotuladas como” Condition1″,” Condition2″,” Condition3″, etc. Em circunstâncias de produção, tags normalmente refletiriam o elemento físico que controlam ou um conjunto de tags baseados em PLC. Por exemplo, tags que controlam motores podem ter o rótulo de MTR1_Start, MTR2_Stop, MTR2_Status, etc. Além disso, tags também podem ter uma descrição que permite ao usuário dar à tag uma descrição baseada em texto.,
Ladder Logic Programming in RSLogix 5000 Basics
As you invest yourself in PLC Programming, you’ll quickly realize that the list of different instructions available to you is vast. Além disso, à medida que você se torna avançado na nave, você pode encontrar-se criando suas instruções através do uso de um Add-On-Instruction ou AOI. No entanto, assumindo que você está aqui para o básico, vamos discutir as instruções mais úteis que você deve começar a trabalhar com como você lidar com automação industrial.,
Examine se fechado
nós olhamos para estas instruções no início do tutorial. É a verificação de entrada essencial que você pode fazer em seus dados. Em resumo, se o booleano atribuído ao XIC é verdadeiro,a saída irá passar. Embora possa parecer que isso teria utilidade limitada, muitas das construções avançadas dentro dos PLCs têm um estado booleano. Por exemplo, uma unidade de frequência variável pode ter uma matriz de estruturas booleanas que estão ligadas a falhas diferentes., Portanto, você pode criar o mesmo número de instruções XIC para verificar que falha está presente na unidade.
Examine se aberto
o XIO irá energizar a saída se o oposto exato do XIC for verdadeiro. Em outras palavras, a saída irá energizar se o valor booleano for falso.
saída energizar
o OTE é uma instrução de saída e irá definir um booleano para verdadeiro se todas as condições anteriores são verdadeiras levando a ele. O OTE também definiria o booleano como falso se não houvesse um verdadeiro caminho de entradas que o conduzissem., A instrução de energizar de saída é usada para definir saídas digitais em dispositivos de campo, tais como válvulas, contactores motores, relés, solenóides e muito mais.
Timer
Temporizadores são uma base de dados-estrutura de Clps. Eles permitem que o usuário crie uma condição que inicie um temporizador interno e execute uma ação baseada no que o usuário programou. A instrução mais básica do temporizador é o temporizador ligado ou TON., Esta instrução começará a contar assim que a entrada for energizada. O temporizador continuará a cronometrar até atingir um valor especificado pelo Usuário. Um programador PLC pode usar bits de Estado booleano do temporizador, a fim de executar lógica com base no temporizador executando, completados ou não-executando bits de Estado. Esta instrução é fundamental na programação PLC e é muitas vezes vista em sequências básicas, lógica de Des-bouncing e quaisquer outros programas que requerem execução cronometrada da lógica ladder.,
circuito básico de controle de Motor – PLC exemplo lógico de escada de programação
um dos primeiros circuitos mais icônicos que um programador PLC deve dominar é um motor de arranque. Embora seja possível ligar o motor de arranque para trabalhar sem o uso de um PLC. Há muitos benefícios para conectar as entradas e saídas para o controlador. Uma vez que as entradas e Saídas são estabelecidas, um programador PLC irá criar uma rotina baseada na lógica ladder que iria realizar o que o seguinte circuito foi concebido para criar em hardware.,
Antes de mergulhar de programação, é importante compreender o funcionamento do circuito acima. Aqui estão os principais componentes e fases de operação:
- 3 sobrecarga do circuito de fase-cada fase é protegida por uma sobrecarga que irá tropeçar como fluxo de corrente elevada através de uma falha do motor ou do circuito.,Contactor Motor-o contactor funciona como uma ponte entre os circuitos de alta tensão (motor) e baixa tensão (Controlo (24VDC). Quando o circuito de controle é energizado, o circuito de energia é permitido para conduzir a corrente necessária.botão de pressão de arranque-quando pressionado, o contactor pode energizar. A corrente passa e o motor começa a funcionar.botão de paragem – quando pressionado, o contactor é destravado e pára de conduzir a corrente que pára o motor.,
embora o circuito seja simples, há uma característica chave: os botões de pressão momentâneos utilizados para iniciar e parar o trinco motor no contactor. Por outras palavras, uma vez pressionado o botão de arranque momentâneo, o motor continuará a funcionar até que seja emitido um comando de paragem. Na indústria, isso é referido como um circuito de fechamento. Este esquema é usado em muitas aplicações, incluindo iniciadores de máquinas, transportadores, iniciação de processo e muito mais.
os botões de pressão momentâneos estão ligados a entradas digitais de uma PLC., Quando ambos os botões são pressionados, os bits de entrada apropriados são configurados para alto (1). Quando os botões são lançados, os mesmos bits de entrada são definidos como Baixos (0).
O motor é atado a uma saída quando colocado em alta (1), energiza a bobina no contactor e permite que a corrente flua.com base no que precede, começamos por construir um circuito que irá rodar o motor quando o botão de pressão inicial for pressionado.,
A lógica ladder acima terá uma entrada através de uma instrução XIC e energizar uma saída através de uma instrução OTE. No entanto, um grande problema é o fato de que o Usuário deve manter o botão pressionado para que o motor funcione. Normalmente, queremos que o motor continue a funcionar depois do Botão ter sido libertado. Vamos ver a segunda iteração do nosso circuito de ladder logic.,
A segunda iteração de lógica ladder de partida do motor é capaz de iniciar o motor e mantê-lo funcionando. No entanto, estamos agora confrontados com outro problema: não há maneira de parar o motor.
o botão de pressão para parar tem de ser integrado na lógica. No entanto, vamos tirar um momento para entender a operação deste botão., Tem de ter duas funções:
- o botão de pressão para parar deve impedir o arranque do motor.o botão Parar de pressionar deve parar o motor quando este estiver a funcionar.com base nos dois requisitos acima, é possível adicionar uma instrução XIO em cada ramo do circuito. No entanto, a lógica ladder é tal que o usuário pode utilizar uma única instrução para cobrir ambos os cenários após o branch.
exemplo de um rung funcionalmente sonoro baseado nos requisitos acima.,
Exemplo de Lógica Ladder – partida do Motor, Parte 3 (Não Otimizado) A linha acima irá funcionar como esperado. No entanto, é importante criar uma lógica de escada eficiente e utilizar instruções em conjunção com as estruturas de ramos que cobrimos acima.,
Exemplo de Lógica Ladder – partida do Motor, Parte 3 A linha acima funciona da seguinte forma:
Fase 1 – A Start_PB é pressionado e o MotorContactor é Energizado enquanto Stop_PB não está pressionado.
Fase 2-O bit do motociclista é usado para manter o motor energizado enquanto o Start_PB é liberado.Fase 3-O motociclista é desactivado quando o Stop_PB é pressionado.
o exemplo lógico da escada de motor de arranque é fácil de seguir., No entanto, à medida que você expande seu conhecimento dos princípios da lógica de escada, você criará ramos complexos em torno de circuitos semelhantes. Não é incomum ter várias condições de parada que são definidas em série com o” Stop_PB ” bit. Da mesma forma, é comum ver outras fontes de ligar o motor. Por exemplo, uma sequência pode ser usada para iniciar uma bomba específica através de software.
conclusão
Ladder Logic é a linguagem de programação PLC mais comum. É fácil de aprender, fácil de usar e tem sido adotado desde os primeiros dias dos Controladores Lógicos Programáveis., A semelhança icônica com uma escada foi o que deu a este tipo de lógica seu nome. Tais diagramas foram usados para especificar Desenhos elétricos que foram usados em muitos ambientes industriais. Desde então, a ladder logic tem envolvido significativamente, mas mantém alguns dos elementos básicos: trilhos, degraus, condições de entrada, instruções de saída, comentários, etc.
para aprender a lógica da escada, terá de começar por compreender o fluxo de corrente do carril esquerdo para o direito. Em resumo, a corrente tentará fluir através de um degrau de cada vez., Quando encontra uma condição de entrada, avalia o resultado como Verdadeiro ou falso. Se a condição for falsa, a corrente tentará usar um caminho secundário que pode ser através de um ramo de circuito. Se o resultado for verdadeiro, a corrente irá prosseguir através da instrução. Quando ele atinge uma instrução de saída, ele irá executar a lógica especificada.
