6.4 PLS-systemer og programmering
Introduksjon til PLS-systemer, ladder-logikk og grunnleggende programmering.
65 min
7 oppgaver
PLSLadder-logikkFunksjonsblokkInnganger og utgangerTidsfunksjoner
Din fremgang i kapitlet
0 / 7 oppgaver
Introduksjon til styringssystemer
Et styringssystem er hjernen i automatisering. Det mottar informasjon fra sensorer, behandler denne informasjonen, og sender kommandoer til aktuatorer.
Typer styringssystemer:
- Sekvensstyring: Fast sekvens av handlinger
- Betingelsesstyring: Beslutninger basert på betingelser
- Tidsstyring: Aktiverer på bestemte tider
- Reguleringsstyring: Holder verdi konstant
PLS - Programmerbar Logisk Styring
PLS - Programmerbar Logisk Styring
PLS (på engelsk PLC – Programmable Logic Controller) er en industriell datamaskin designet for å styre maskiner og prosesser.
Fordeler med PLS:
- Robust og pålitelig
- Tåler støv, fukt, temperatur
- Lett å omprogrammere
- Mange inn- og utganger
- Standardisert programmering
Oppbygging:
- CPU: Behandler programmet
- Input-moduler: Kobles til sensorer, brytere
- Output-moduler: Styrer aktuatorer, motorer, lys
- Strømforsyning: Leverer spenning
- Programmeringsenhet: PC eller panel
Programmeringsspråk:
- Ladder Logic (Stige-diagram): Grafisk, ligner rele-logikk
- Function Block Diagram (FBD): Blokkdiagram
- Structured Text (ST): Tekstbasert, ligner programmering
- Sequential Function Chart (SFC): Flytdiagram
Ladder Logic er mest brukt i Norge.
Ladder Logic (Stigediagram)
Ladder Logic er et grafisk programmeringsspråk for PLS basert på elektriske relédiagrammer. Programmet ser ut som en stige med "trinn".
Grunnleggende elementer:
Kontakter (Inputs)
- Normally Open (NO): —| |— Leder når aktiv
- Normally Closed (NC): —|/|— Leder når ikke aktiv
Spoler (Outputs)
- Output: —( )— Aktiverer utgang
- Set: —(S)— Setter utgang på (holder)
- Reset: —(R)— Nullstiller utgang
Timere og tellere:
- TON (Timer On Delay): Forsinkelse før aktivering
- TOF (Timer Off Delay): Forsinkelse før deaktivering
- CTU (Count Up): Teller opp
- CTD (Count Down): Teller ned
✏️Eksempel: Enkel lysbryter i Ladder Logic
Tegn et Ladder Logic-diagram for en enkel lysbryter der lys L1 tennes når bryter S1 trykkes.
Diagram:
``
``
— S1 —————————( L1 )
Forklaring: Når S1 (bryter) er trykket, går "strøm" gjennom kretsen og L1 (lys) aktiveres. Når bryteren slippes, stopper strømmen og lyset slukkes.
✏️Eksempel: Start/Stopp med selvholding
Design et Ladder Logic-diagram for en motor som startes med en startknapp og stoppes med en stoppknapp. Motoren skal holde seg aktivert etter at startknappen slippes.
Diagram:
``
Forklaring:
``
— Start — / Stopp — Motor —( Motor ) — Motor ——————————
Forklaring:
1. Start-knappen aktiverer motoren første gang
2. Motor-kontakten i parallell holder kretsen aktiv (selvholding)
3. Stopp-knappen (NC) bryter kretsen og stopper motoren
4. Dette er et klassisk start/stopp-mønster brukt i industrien
📝Oppgave 1
Hva betyr en "Normally Open" (NO) kontakt i Ladder Logic?
📝Oppgave 2
Forklar hva dette Ladder Logic-programmet gjør:
| — | S1 | — | S2 | —( L1 ) |
|---|
Mikrokontroller
Mikrokontrollere er små datamaskiner på én brikke, designet for å styre elektroniske systemer. De er hjernen i mange hverdagsprodukter som vaskemaskiner, biler og smart-hjem.
Arduino - Populær mikrokontroller-plattform for læring og prototyping:
- Lett å bruke
- Mange sensorer og moduler tilgjengelig
- Programmeres i C/C++
- Stor community og support
- Billig
Raspberry Pi - Mer kraftig "minicomputer":
- Kjører Linux operativsystem
- Kan programmeres i Python, C++, etc.
- Nettverkstilkobling, HDMI-utgang
- Brukes til mer komplekse prosjekter
Forskjell Arduino vs Raspberry Pi:
- Arduino: Sanntidsstyring, lavt strømforbruk, enkle oppgaver
- Raspberry Pi: Datakraft, multimedia, komplekse oppgaver
✏️Eksempel: Blink LED med Arduino
Skriv et Arduino-program som blinker en LED koblet til pin 13 med 1 sekunds intervall.
Kode:
``
``
cpp
// Blink LED på pin 13
void setup() {
pinMode(13, OUTPUT); // Sett pin 13 som utgang
}void loop() {
digitalWrite(13, HIGH); // Slå på LED
delay(1000); // Vent 1 sekund
digitalWrite(13, LOW); // Slå av LED
delay(1000); // Vent 1 sekund
}
`Forklaring:
-
kjører én gang ved oppstart - her setter vi pin 13 som utgang
- loop() kjører kontinuerlig - her veksler vi LED på/av
- delay(1000)` pauser programmet i 1000 millisekunder (1 sekund)📝Oppgave 3
Hva er hovedforskjellen mellom sekvensstyring og reguleringsstyring?
📝Oppgave 4
Når bør du velge Arduino fremfor Raspberry Pi i et prosjekt?
📝Oppgave 5
Skriv et enkelt Arduino-program som leser en bryter på pin 2 og slår på en LED på pin 13 når bryteren trykkes.
Oppsummering
I dette kapittelet har du lært:
- Styringssystemer er hjernen i automatisering - de mottar sensordata, behandler det, og sender kommandoer
- PLS (Programmerbar Logisk Styring) er den vanligste industrielle styringsenheten
- Ladder Logic er et visuelt programmeringsspråk basert på elektriske relédiagrammer
- Mikrokontrollere (Arduino, Raspberry Pi) brukes til prototyping og læring
Nøkkelbegreper
| Begrep | Forklaring |
|---|---|
| PLS | Industriell styringsdatamaskin |
| Ladder Logic | Grafisk programmeringsspråk for PLS |
| Selvholding | Utgang holder seg aktiv etter start |
| Mikrokontroller | Liten datamaskin på én brikke |
📝Oppgave 6
Design et komplett styringssystem for en automatisk garasjeport. Beskriv hvilke sensorer og aktuatorer du ville brukt, og tegn et enkelt Ladder Logic-diagram for åpne/lukke-funksjonen.
📝Oppgave 7
Sammenlign PLS og mikrokontrollere (Arduino). Når vil du velge PLS fremfor Arduino i et industriprosjekt? Gi minst tre argumenter.