Ladder diagramy – základy

PLC Ladder diagramLadder Diagram je grafický jazyk, určený pro programování automatických systémů, a je užíván již od druhé světové války. Do dnešních dob je nejstarším a stále jedním z nejpopulárnějších jazyků, které jsou určeny k programování automatických systémů.

Teorie PLC Ladder Diagramu

Jazyk původně obsahoval jen několik základních elementů, jako kontakty typu A (NO – normally open) , kontakty typu B (NC – normally closed), výstupní relé, časovače a čítače. Když se v PLC objevili mikropočítače, mohlo být využíváno více prvků, jako jsou diferencované kontakty, rozšířená instrukční sada a další rozšíření, která umožnila masový rozvoj.

Základ obou programovacích jazyků, konvenčního i PLC Ladder Diagramu, je stejný. Hlavním rozdílem mezi oběma systémy je, že v konvenčním jsou symboly používané v diagramu podobné skutečným zařízením, kdežto u PLC LD jsou značky zjednodušeny. Jsou dva způsoby využití logiky Ladder Diagramů, kombinační logika a sekvenční logika. Níže jsou popsány rozdíly mezi oběma postupy.

Kombinační logika

Kombinační logika LD vzniká spojením jednoho nebo více prvků vstupu v sériovém nebo paralelním zapojení a výstupu, kterým může být relé, čítač/časovač a jiné instrukce pro externí aplikaci.

Následující příklad demonstruje užití kombinační logiky na příkladu elektrotechnického schématu dle konvenčního LD a PLC LD. Obvod 1 používá NO (normally open) kontakt nazývaný A – tlačítko nebo spínač X0. Za normálních podmínek, kdy tlačítko není stisknuto, spínací kontakt není pod napětím, a proto ani žárovka Y0 nesvítí. Pokud je tlačítko stisknuto, na kontaktech se objeví napětí a žárovka Y0 se rozsvítí. Naproti tomu obvod 2 využívá kontakt typu NC (normally closed) nazývaný B – X1. Za normálních podmínek je na kontaktech napětí, takže žárovka Y1 svítí. Pokud je tlačítko X1 sepnuto, na kontaktech není napětí – žárovka Y1 nesvítí.

Obvod 3 obsahuje více vstupních prvků. Výstup Y2 je sepnut jen když vstup X4 bude sepnutý a X2 zůstane sepnutý nebo X3 se sepne.

 

Zjednodušené schéma

 

Zjednodušené schéma

 

Konvenční Ladder diagram

 

Konvenční Ladder diagram

 

PLC Ladder diagram

PLC Ladder diagram

 

Sekvenční logika

Sekvenční logika se užívá v obvodech, kde je nutno zajistit zpětné ovládání-což znamená, že výstup jednoho obvodu slouží k ovládání vstupu jiného.

 

 

Zjednodušené schéma

Konvenční Ladder diagram

PLC Ladder diagram

 

V klidovém stavu je kontakt X6 sepnut, avšak kontakt X5 sepnut není, tudíž ani relé Y3 není sepnuto. Reléové kontakty 1 a 2 jsou vypnuty, protože patří do skupiny kontaktů A (sepnuty, když relé je sepnuto). Motor je samozřejmě zastaven. Pokud je stisknuto tlačítko X5, relé se sepne (kontakty 1 a 2 jsou sepnuty). Motor je spuštěn. Pokud je relé sepnuto, a je uvolněn spínač X5, relé se vrátí do původního stavu s odezvou na kontaktu 1. Následující tabulka obsahuje procesy, které mohou být provedeny na vstupech a jejich účinky.

 Kontakt X5 (NO)  Kontakt X6 (NC)  Stav motoru Y3 (Relé)
 Rozepnuto  Rozepnuto  OFF
 Sepnuto  Rozepnuto  ON
 Rozepnuto  Rozepnuto  ON
 Rozepnuto  Sepnuto  OFF
 Rozepnuto  Rozepnuto  OFF

Z výše uvedeného vyplývá, že stejné stavy vstupů mohou mít v různé posloupnosti za následek různé stavy výstupů, např. v řádcích 3 a 5 tabulky jsou stavy vstupů stejné avšak výstupy opačné.