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PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 1 printed at 29-5-2014 IEC 61131-3 Tutoriel.

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1 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 1 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 Tutoriel

2 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 2 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Le futur est là Eelco van der Wal Managing Director PLCopen Trad.: J.M. Boissard Harmoniser la manière de voir le contrôle

3 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 3 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Fiction? Imaginez … *Vous travaillez dans le domaine du contrôle industriel *Avec 4 marques de manufacturiers *Chacun utilisant un dialecte différent pour chacun de ses langages Luttant pour harmoniser vos programmes entre vos programmeurs, vos ingénieurs électrique et votre personnel dentretien dans lusine *et découvrant que vos concurrents font mieux que vous Pourquoi? Quest-ce qui cloche ?

4 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 4 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Cest la jungle !!!!!! Tous ces problèmes peuvent être résolus en grande partie par un standardisation... Et un tel standard existe

5 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 5 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 La meilleure chose qui pouvait arriver dans le contrôle industriel The best thing that happened to industrial control Sugar Lantic on Automation Maillist

6 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 6 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Les 7 parties du standard IEC 61131 - 1Présentation générale, définitions - 2Quincaillerie (Hardware) - 3Langages de programmation - 4Guides dutilisation - 5Spécifications du service de messagerie (communications) - 7Logique floue (Fuzzy Logic) - 8Guides dimplémentation

7 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 7 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 Langages de programmation / Programmation du contrôle industriel Linterface entre le programmeur et le système de contrôle

8 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 8 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org...avec le support pour les gens...avec chacun leur approche IEC 61131-3 Langages de programmation / Programmation du contrôle industriel

9 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 9 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Quels sont les avantages dun tel standard ?

10 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 10 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Utilisateur? Quels utilisateurs? Formation InstallationMaintenanceProgrammation Procédé continu Procédé séquentiel Intégrateur de système VOUS ??

11 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 11 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Lignes de production automobile Usine dépuration Industrie Agroalimentaire et conditionnement Fabrication de câble Stérilisation de procédés pharmaceutique ou de fabrication de semi- conducteurs Manège de parc dattraction Usine de traitement de déchets radioactifs Cette grande diversité exige beaucoup de différentes compétences, de différentes approches Utilisateur? Quels utilisateurs?

12 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 12 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org uRéduire le gaspillage de ressources humaines (dans la formation, le déverminage, la maintenance et la documentation) Quels sont les avantages dun tel standard ?

13 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 13 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org uRéduire le gaspillage de ressources humaines (dans la formation, le déverminage, la maintenance et la documentation) Se concentrer sur la solution du problème via la conception de programmes modulaires ré-utilisables (Réduction de linvestissement pour lapplication et de la dépendance aux fournisseurs) Quels sont les avantages dun tel standard ?

14 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 14 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org uRéduire le gaspillage de ressources humaines (dans la formation, le déverminage, la maintenance et la documentation) uSe concentrer sur la solution du problème via la conception de programmes modulaires ré-utilisables (Réduction de linvestissement pour lapplication et de la dépendance aux fournisseurs) Réduire les erreurs dinterprétation et de compréhension Quels sont les avantages dun tel standard ?

15 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 15 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Réutiliser des techniques de programmation dans différents environnements (Contrôle industriel général) Quels sont les avantages dun tel standard ? uRéduire le gaspillage de ressources humaines (dans la formation, le déverminage, la maintenance et la documentation) uSe concentrer sur la solution du problème via la conception de programmes modulaires ré-utilisables (Réduction de linvestissement pour lapplication et de la dépendance aux fournisseurs) uRéduire les erreurs dinterprétation et de compréhension

16 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 16 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Combiner harmonieusement différents composants, et procédures de différents projets, locations, compagnies ou pays Quels sont les avantages dun tel standard ? uRéduire le gaspillage de ressources humaines (dans la formation, le déverminage, la maintenance et la documentation) uSe concentrer sur la solution du problème via la conception de programmes modulaires ré-utilisables (Réduction de linvestissement pour lapplication et de la dépendance aux fournisseurs) uRéduire les erreurs dinterprétation et de compréhension uRéutiliser des techniques de programmation dans différents environnements (Contrôle industriel général)

17 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 17 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Accroitre linterconnectivité des procédés (protection de linvestissement) Quels sont les avantages dun tel standard ? uRéduire le gaspillage de ressources humaines (dans la formation, le déverminage, la maintenance et la documentation) uSe concentrer sur la solution du problème via la conception de programmes modulaires ré-utilisables (Réduction de linvestissement pour lapplication et de la dépendance aux fournisseurs) uRéduire les erreurs dinterprétation et de compréhension uRéutiliser des techniques de programmation dans différents environnements (Contrôle industriel général) uCombiner harmonieusement différents composants, et procédures de différents projets, locations, compagnies ou pays

18 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 18 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Quels sont les avantages dun tel standard ? uRéduire le gaspillage de ressources humaines (dans la formation, le déverminage, la maintenance et la documentation) uSe concentrer sur la solution du problème via la conception de programmes modulaires ré- utilisables (Réduction de linvestissement pour lapplication et de la dépendance aux fournisseurs) uRéduire les erreurs dinterprétation et de compréhension uRéutiliser des techniques de programmation dans différents environnements (Contrôle industriel général) uCombiner harmonieusement différents composants, et procédures de différents projets, locations, compagnies ou pays uAccroître linter connectivité des procédés (protection de linvestissement)

19 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 19 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Les Avantages clés de IEC 61131-3 Programmes structurés – par lutilisation de configurations, ressources et des unités dorganisation de programmes UOP (sections) Program Organization Units (POUs) Strucure solide des données – à travers lutilisation de langages qui restreignent les opérations aux types de variables appropriées Contrôle de lexécution – par le découpage en tâches Conduite de séquences complexes – par les grafcets (Sequential Function Charts, SFC) Encapsulation – par lutilisation de structures et de données complexes des UOPs (POUs),

20 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 20 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Un exemple: Système de contrôle de fermentation Courtoisie de Omron Electronics

21 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 21 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Procédé de fermentation Bande chauffante Agent acide Agent basique Valve de sortie du produit Vidage Senseur de pH Senseur de température Valve dalimentation Remplissage agitateur

22 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 22 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Décomposition du procédé de fermentation Séquence principale e.g. Principales séquences: - remplissage, chauffage, brassage, fermentation, tirage, nettoyage. Contrôle des valves e.g. Opération des valves de remplissage et de vidage Contrôle de Temperature pour contrôller la température du réservoir et moduler le chauffage Contrôl de lagitateur pour activer le moteur de lagitateur selon les consignes de la séquence principale Control du pH pour contrôller lacidité du produit à fermenter et ajouter au besoin un agent acide ou basique

23 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 23 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Programme du contrôle de la fermentation

24 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 24 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Séquence principale (SFC) N Initialisation S1 N RemplirS2 N ChaufferS3 N FermenterS4 N ViderS5 N NettoyerS6 Montre les principales phases du procédé

25 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 25 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 Survol...

26 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 26 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Le Standard IEC 61131-3 Éléments communs Common Elements Langages de programmation Programming Languages

27 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 27 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Éléments communs Common Elements Langages de programmation Programming Languages Le Standard IEC 61131-3

28 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 28 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Les Langages de Programmation IEC 61131-3 Liste dinstructionTexte structuré Instruction List Structured Text Diagramme blocDiagramme en echelle Function Block Diagram Ladder Diagram C:= A AND NOT B A B C -| |--|/|----------------( ) LDA ANDNB STC AND A C B

29 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 29 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Les éléments communs comprennet : uVariables, Types de données et Déclarations uConfiguration, Ressources et Tâches uFonctions, Fonction Blocs et Programmes uGrafcet (Sequential Function Charts)

30 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 30 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 : Éléments communs Variables Representation symbolique via les étiquettes (labels) Zone réservées pour le mapping des E/S Le code est indépendant du hardware Quest-ce que ceci? 01010101 10101010

31 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 31 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 : Éléments communs Types de données comme: BOOLBYTE INTEGER : SINT, INT, DINT, LINT USINT, UINT, UDINT, ULINT REAL, LREAL DATE TIME_OF_DAY DATE_AND_TIME STRING

32 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 32 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Déclaration de variable uLes variables sont déclarées par une étiquette textuelle: lUn but: local (ou global) lPassage paramètres explicites par des variables (entrées ou sorties) lallocation de la mémoire uLors de leur déclaration on peut y inclure les valeurs initiales uAssociées au Unité dOrganisation de Programme (Fonction, Bloc Fonction ou Programme)

33 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 33 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Mot clé Usage de la variable VARInterne à lunité dorganisation (POU) VAR_INPUTOrigine externe, non modifiable dans lunité VAR_OUTPUTGénérée par lunité aux entités externes VAR_IN_OUTOrigine externe, mais peuvent être modifiée par lunité VAR_EXTERNALFournie par configuration via VAR_GLOBAL VAR_GLOBALDéclaration variable globale VAR_ACCESSDéclaration du chemin daccès RETAINVariables rétentives CONSTANTConstante (ne peu pas être modifiée) ATAssignement dune location Déclaration de variable

34 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 34 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Déclarations de variable : exemple VAR CONDITION_RED : BOOL; IBOUNCE : WORD; MYDUB : DWORD; AWORD, BWORD, CWORD: INT; OKAY : STRING[10] := OK; END_VAR

35 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 35 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 : Éléments Communs Types de données&Variables Mais aussi: Vos propres types de données… Et types dérivés

36 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 36 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Types de données dérivés Dérivation directe depuis des types élémentaires e.g.: TYPE R : REAL ; END_TYPE Type de données énumérés, e.g.: TYPE ANALOG_SIGNAL_TYPE : (SINGLE_ENDED, DIFFERENTIAL) ; END_TYPE Sous-groupe de type de données (Sub-range), e.g.: TYPE ANALOG_DATA : INT (-4095..4095) ; END_TYPE Types de données en tableau (Array), e.g.: TYPE ANALOG_16_INPUT_DATA : ARRAY [1..16] OF ANALOG_DATA ; END_TYPE

37 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 37 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Vos propres types de données: types dérivés

38 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 38 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org TYPE ANALOG_DATA : INT (-4095..4095) ; END_TYPE Vos propres types de données: types dérivés

39 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 39 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org TYPE ANALOG_SIGNAL_TYPE : (SINGLE_ENDED, DIFFERENTIAL) ; END_TYPE Vos propres types de données: types dérivés

40 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 40 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Variables directes : % PréfixeSignificationType par défaut IEntrée QSortie MBit mémoire XBit de motBOOL NoneBit de motBOOL BByte (8 bits) BYTE WWord (16 bits) WORD DDouble word (32 bits) DWORD LLong (quad) word (64 bits) LWORD

41 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 41 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 : Éléments Communs Éléments communs Types de données&Variables Configuration Ressources Tâches

42 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 42 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 Modèle de programme Configuration Communication Function

43 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 43 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Configuration Communication Function Ressource IEC 61131-3 Modèle de programme

44 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 44 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Tâche Ressource Configuration Communication Function IEC 61131-3 Modèle de programme

45 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 45 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Chemin du contrôle de lexécution Tâche Programme Tâche Programme Tâche Programme Tâche Ressource Configuration Communication Function IEC 61131-3 Modèle de programme

46 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 46 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Communication Function Chemin daccès FB Tâche Programme FB Tâche Programme Tâche Programme FB Tâche Ressource Configuration Fonction Bloc IEC 61131-3 Modèle de programme Chemin du contrôle de lexécution

47 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 47 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Variables directes et globales Chemin daccès Chemin daccès deVariable FB Tâche Programme FB Tâche Programme Tâche Programme FB Tâche Ressource Configuration Fonctions de Communication Fonction Bloc Variable Chemin du contrôle de lexécution IEC 61131-3 Modèle de programme

48 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 48 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 vs PLC conventionnel Variables directes et globales Chemin daccès Chemin daccès deVariable FB Tâche Programme FB Tâche Programme Tâche Programme FB Tâche Ressource Configuration Fonctions de Communication Fonction Bloc Variable

49 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 49 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Configuration des éléments uConfiguration uRessources uTâches uVariables globales uChemins daccès

50 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 50 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Configuration, Ressources et Chemins daccès (-Déclaration) CONFIGURATION … END_CONFIGURATION VAR_GLOBAL … END_VAR(within CONFIGURATION) RESOURCE … ON … END_RESOURCE VAR_GLOBAL … END_VAR (within RESOURCE) PERIODIC TASK NON-PERIODIC TASK

51 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 51 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 : Éléments Communs ÉLÉMENTS COMMUNS Types de données&Variables Configuration, Ressources, Tâches Unités dorganisation de programmes (POU) * Fonctions * Fonction Blocs * Programmes

52 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 52 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Fonctions ….. * Fonctions Standards ADD, SQRT, SIN, COS, GT, MIN, MAX, AND, OR, etc. * Fonctions définies: FUNCTION SIMPLE_FUN : REAL VAR_INPUT A, B : REAL; C : REAL := 1.0; END_VAR SIMPLE_FUN := A*B/C; END FUNCTION

53 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 53 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org …. & Blocs Fonction uBlocs Fonction Standard

54 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 54 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org …. & Blocs fonction uBlocs fonction standards uBlocs fonction additionnels

55 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 55 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org …. & Blocs fonctions uBlocs fonction uBlocs fonction additionels uBlocs de fonction définis

56 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 56 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org …. & Blocs fonctions uBlocs fonction uBlocs fonction additionnels uBlocs de fonction définis uLes blocs de fonctions sont réutilisables à volonté…

57 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 57 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Exemple de bloc fonction Hysterisis Q XIN1 XIN2 EPS BOOL REAL 1 EPS 0 XIN2 Q

58 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 58 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org FUNCTION_BLOCK HYSTERISIS VAR_INPUT XIN1, XIN2 : REAL; EPS : REAL; (* Hysterisis band *) END_VAR VAR_OUTPUT Q : BOOL := 0 END_VAR IF Q THEN IF XIN1 < (XIN2-EPS) THEN Q := 0 (* XIN1 decreasing *) END_IF; ELSIF XIN1 > (XIN2 + EPS ) THEN Q := 1; (* XIN1 increasing *) END_IF; END_FUNCTION_BLOCK Hysterisis Q XIN1 XIN2 EPS BOOL REAL 1 EPS 0 XIN2 Q Exemple de bloc fonction

59 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 59 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Programmes : conception hiérarchisée Automation application Start : BOOL; Emergency : BOOL; Limit : INT; PROGRAM GLOBAL LocalType FUNCTION INPUT Local Type FUNCTION_BLOCK INPUT OUTPUTIN_OUT EXTERNAL Local Type

60 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 60 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Modèle de Programmation

61 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 61 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org IEC 61131-3 : Éléments Communs ÉLÉMENTS COMMUNS a.o. Types de donnéesVariables Unités dorganisation de programmes * Fonctions * Blocs Fonction * Programmes Configuration, Ressources, Tâches Grafcet (SFC) * Étapes * Transitions * Blocs daction

62 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 62 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Grafcet Sequential Function Chart, SFC uTechnique graphique puissante pour DÉCRIRE lévolution séquentielle dun programme de contrôle uUtile pour décomposer un problème de contrôle uMontre clairement le cheminement et aussi très efficace pour un diagnostique rapide Step 1 N FILL Step 3 Step 2 S Empty Transition 1 Transition 2

63 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 63 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Step 1 N FILL Step 3 Step 2 S Empty Transition 1 Transition 2 Grafcet Sequential Function Chart, SFC uTechnique graphique puissante pour DÉCRIRE lévolution séquentielle dun programme de contrôle uUtile pour décomposer un problème de contrôle uMontre clairement le cheminement et aussi très efficace pour un diagnostique rapide uLes éléments de base sont les ÉTAPES avec les BLOCS DACTION et les TRANSITIONS avec leur RÉCÉPTIVITÉS uChoix de séquences et séquences parallèles

64 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 64 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Le Standard IEC 61131-3 Éléments Communs Langages de programmation Descendant Ascendant

65 PLCopen Standardization in Industrial Control Programming PLCopen 65 printed at 29-5-2014 http://www.plcopen.org Les environnements de programmation au standard IEC 1131-3 La plus part offrent: uÉcrans graphiques de programmation uPlusieurs fenêtres simultanées usouris umenus déroulant uAide contextuelle uVérification du code durant la conception


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