Ямобур своими руками: технология изготовления (видео)

Как самостоятельно изготовить ручной ямобур

Строительство, создание забора — для всего этого будет необходим бур. При помощи этого инструмента дачники также проеряют уровень подземных вод. Не секрет, что можно заплатить деньги мастеру, который придет со своим приспособлением и сделает отверстие в земле. Можно также взять в аренду данное оборудование. Но почему бы не изготовить свой личный инструмент? В статье вы найдете все необходимые сведения о том, как создать ямобур своими руками.

  • Ямобур самодельный
    • Выбор конструкции
    • Сборка
    • Инструменты
    • Процесс работы

Ямобур самодельный

Классический диаметр инструмента — около 260 мм. Но если мы захотим изготовить его собственноручно, то можно не ограничивать воображение. Диаметр ямобура бывает разным, смотря для чего он изготавливается. Размеры полностью будут зависеть от ширины лопастей. Вы можете выбрать любой размер, все равно придется сделать эскиз. Ремонт на даче — это хороший повод создать ямобур. Чертежи вполне можно выполнить своими руками.

Выбор конструкции

Бур создается либо усиленной, либо простой конструкции. Отличаются они следующими параметрами:

  • Вес.
  • Размер и объем.
  • Возможность транспортирования.
  • Широта применения.
  • Простота хранения.

Для стандартной маленькой конструкции потребуется:

  • Металл.
  • Острое лезвие, созданное из детали машины.

Сборка

Чтобы собрать стандартный ямобур, к металлу присоединяем лезвия из специальной рессоры — выходят готовые лопасти, которые должны быть похожи на топор, чтобы при бурении они не согнулись, а все попавшие корешки были порублены. Такой ямобур подходит для рытья ям глубиной не более 1,5 м.

Для более сложной конструкции устройство дополняют трубкой огромного диаметра или листом из металла, который нужно оборачивать по кругу лопастей, делая винт. Одно из этих усилений плотно приваривается к основному стержню или лопастям. Устройство отличается от бура простой конструкции лопастями, прикрученными, как винтовая лестница. Этим можно достичь огромной прочности. Лопасти не затупятся, а выгибаясь, будут принимать свое привычное положение и не сломаются.

Ручку устройства стоит сделать съемной, тогда в случае вспомогательного увеличения высоты можно будет прибавить еще трубочки или поменять на ручку огромного размера. При создании рукоятки для устройства необходимо предусмотреть, что, возможно, в нее придется вставить рычаг для изготовления специального момента силы.

Рекомендация: когда прибор будет собран полностью, стоит максимально раскалить его и опустить в машинное масло. Такая обработка придает больше прочности и гибкости.

Инструменты

Необходимо заранее приготовить все, что может потребоваться во время работы, дабы потом не отвлекаться и не бегать за каждой деталью:

  • Дрель.
  • Специальный круг.
  • Гладкая и подходящая арматура.
  • Токарный станок.
  • Лист из стали.
  • Сварка.
  • Кусочек газовой трубы.

Процесс работы

Вначале нужно сделать все заготовки. Для этого из листа стали вырежем наши лезвия. Диаметр лезвий будет на 5 мм больше, чем размеры ямы. Получается, что он может быть любым. Перед началом работы нужно определиться с тем, что мы будем бурить, и какой ширины нам нужны отверстия. Можно еще создать лезвия разных диаметров.

В каждом взятом лезвии необходимом просверлить дырки, куда будет погружаться арматура (основание для бура). При этом отверстия создаем на 1 мм больше, чем диаметр самой арматуры.

Потом сделаем втулки из стали. Для этого потребуется токарный станок. Далее, сделаем два радиальных отверстия в выбранной втулке. А в отверстиях необходимо сделать резьбу. Получается, что через них с помощью болта или гайки будут присоединены лезвия с главной арматурой.

С помощью наждачного круга вырежем небольшой сектор на лезвиях. Лишние концы сектора вытянем таким способом, чтобы сделать винтовую поверхность. Снизу вырез затачиваем под углом в 45 или 60 градусов. На этом шаге лезвия из заготовок превращаются в готовые острые лопасти.

Наждачным кругом создаем лыски на арматуре глубиной где-то три мм. Лыски стоит делать, отойдя от углов стойки на восемь или десять сантиметров.

Читайте также:  Характеристики лестницы для крыльца: металлические изделия выполненные своими руками

Нижний конец стойки придется тоже заточить. Угол заточки — 25−300. Там же создаем канавки в форме спирали. Для этого нам необходимо воспользоваться специальным кругом.

На конец стойки можно спокойно присоединить сверло по металлу. Из-за этого установка бура быстро будет входить в твердую почву и не сломается.

К арматуре — стойке нашего бура — присоединяем ручку, лучше всего съемную. На стойке рукоятку можно присоединять при помощи втулки.

Как я собрал гидробур и пробурил скважину на известь 33 метра



Всем привет, поделюсь подробным опытом бурения довольно глубокой скважины на известняк своими руками. Составляющие побирались так, чтоб «просто работало», пробурить себе скважину разок, не для профессионального бурения. А начну я долгий рассказ с самого интересного, с буровых работ.

Начинаем
Место для бурения было выбрано — низина, практически болотистая местность, всего два метра ниже по уровню уже находится вода в ручье.
Работали мы вдвоем, одному проделать работу ну очень тяжело, нужно носить заливать воду, ставить штанги и прочее.
Так вот, забурились мы на три метра, и началось жуткое поглощение воды, ведро воды улетало секунд за 20, я не успевал бегать за водой в колодец. Попали мы, скорее всего в верховодку/плывун, это смесь из глины и крупного песка, вода в этом горизонте грязная.








Через некоторое время вода перестала циркулировать по кругу, она уходила и уходила бесконечно в землю. Это был один из самых тяжелых периодов бурения, так как приходилось таскать много воды, а бурение шло медленно.

Примерно на 9-м метре поглощение воды прекратилось, скорее всего, буровую шахту обволокло глиной. Да, знаю, обычно используют специальные буровые составы, но я не думал, что он понадобится на глине.

Далее на 15-18 метрах мы вошли в мелкий желтый, а потом и серый песок. Поглощение на нем было очень слабое, поэтому решили идти далее. Примерно с 20 метра вошли в какую-то серую породу, интернет подсказал, что это серая/черная глина или бетонит.

Водонос!
Еще спустя несколько метров мы зашли в известь, на выходе начала появляться белая крошка, а вода побелела, а со временем стала как молоко. Периодически мы меняли воду в кастрюле, она становилась слишком «густой» от извести.

Далее на 28 метров бурения извести (всего мы в нее зашли уже на 6 метров) началось поглощение воды. Вода уходила примерно ведро в минуту, я сделал вывод, что мы вошли в водоносный горизонт, этот горизонт называется «водонасыщенный известняк».

Так вот, поглощение воды может быть как слабым, так сильным, так и наоборот может быть самоизлив. Так что тут важно не упустить момент и понять, что происходит. У нас поглощение было относительно небольшим потому, что статический уровень всего 3 метра под землей. При отключении насоса вода из кастрюли по штанге самотеком стекала в скважину.


Как бурили известняк
Известь бурилась тяжело, она очень вязкая, простым кручением бура она не поддавалась. Известь мы пробивали, поднимали бур, а потом он под своим весом летел вниз и так значительно углублялся.

В итоге мы пробурили скважину в 33 священных метрах, поглощение воды осталось прежним, примерно ведро в минуту, тут и обсадились.
В известняке встречалось нечто наподобие камушков/окаменелостей, бур то стопорился, то проходил немного легче.
Часто при бурении извести переставала циркулировать вода, приходилось бур приподнимать, чтобы наконечник промылся.

Да, два раза у нас забивался наконечник, раз после суточного простоя бура (он забился сантиметров на 15 песком). Вытаскивали и чистили. А еще раз забился в извести, но после простукивания по трубе пробка вылетела.
В таких случаях трубу можно продуть или более мощным насосом или прочистить длинной стальной проволокой.

Читайте также:  Углы из гипсокартона на потолке: угла фото и закругленный

Обсадились
В качестве обсадной использовал ПВД 32, в качестве фильтра засверлил примерно 5 метров трубы, конец трубы запаял. Сетчатый фильтр на известь не нужен, это и так твердая порода.

Труба зашла очень легко, чтобы сверху не сыпалась глина и песок, прикрутил скотчем импровизированный сальник. Потом эта труба по кругу обрастет глиной и все будет герметично.

На данный момент скважина раскачивается, дебет вырос с начальных 10 до 15л/минуту, вода пока мутная, с известью. Сначала вымывалось много песка с глиной, сейчас такое не наблюдается. Статический вровень расположен 3 метра под землей, вода не кончается, прошло примерно 7 часов раскачки на момент написания статьи.








Как я собрал бур!

Материалы и инструменты:

Материалы:
— труба ду20 (штанги по 3 метра!);
— резьба приварная ду25 и муфты на 25;
— кусок стальной пластины для ножа (пойдет и «сырая»);
— труба, шпильки, гайки и пр. (для ручки);
— шланг садовый ду20 5 метров (не меньше);
— фитинги, кусок пнд25, штуцер и пр. (для «гусака»);
— дренажный насос (12мХ400л/мин, мощность 2кВт);
— кусок канализационной трубы и тройник;
– ПВД или ПНД 32 (на обсадную);
— хомуты, изолента, проволока и конечно скотч! 

Процесс изготовления:

Шаг первый. Резьба
Привариваем резьбу, на бесшовные трубы резьба на 25 надевается с минимальным зазором. А вот на сварные трубы у меня резьба заходила с зазором. Прихватывал, вращал и потом проваривал. Обязательно зачищал сварные швы на предмет шлаковых дыр и заваривал в случае обнаружения. На одну трубу (две резьбы) у меня шел примерно один электрод тройка.

Накручивал муфты на одну из сторон на паклю и ставил каплю сваркой, чтобы было меньше потенциальных зон для раскручивания. Резьбы брал короткие (1.5 см), но их длина в идеале не должна быть менее 2 см! При интенсивной работе более короткую резьбу может разбить!




Шаг второй. Наконечник
Наконечник поставил самый обычный треугольный из толстой сырой стали. Заточил с обеих сторон в «клин». Нож себя показал отлично, мудрить там особо ничего не нужно!

Дырки прорезаем как можно больше, поток воды должен в идеале обмывать нож, дырки должны быть такими, чтобы из них легко вылетала грязь, вязкая глина и так далее. В идеале торец трубы должен быть полностью открыт, тогда насос вытолкнет пробку в случае чего.





Шаг третий. Гусак
Гусака я собрал из всякого сантехнического хлама, который у себя нашел. Это угол 90 градусов на 25 резьбу, фитинги под ПНД25 и кусок ПНД25. Чтобы конструкция была жесткой, прикрутил проволокой и скотчем кусок трубы. С гусаком не возникало никаких проблем!

Мешал только шланг, он иногда загибался, был выбран неудачный вариант. Под шланг устанавливаем соответствующий штуцер не ниже ду20. Учтите, что дренажные насосы не выдают большое давление, у моего всего 1.2 бара, так что все отверстия, по которым идет вода, должны быть максимально возможного диаметра (не менее 20 мм), иначе все остальное теряет смысл.













Шаг пятый. Насос
Насос выбирался с давлением 12 метров (1.2 бара), насос на 8 метров, наверное, бы с такой задачей не справился ввиду небольшого диаметра труб. Так что чем меньше диаметр, тем больше давление должно быть у насоса. Сперва я пробовал работать «ручейком», но у него мощности совсем оказалось мало (а может он был просто уставший).

В трубу насоса (2 дюйма вроде) я запихнул фитинг под ПНД25, примотал изолентой и проволокой, ничего не вырвало. Ну, а далее ПНД25 и в нее шланг на 20, изолента и хомуты.




Вот и все, снаряд готов. Более детально процесс работ можно посмотреть на видео, результат получился отличный! Главное, не потерять штанги в скважине!)) Все резьбы мы крепко затягивали ТОЛЬКО на паклю с уплотнительной смазкой! В принципе, держало крепко. Один раз, правда, резьба раскрутилась, вал ходил легко, но потом он там как-то сам затянулся. Важно прижимать бур при вращении направо, чтобы резьба закручивалась и наоборот приподнимать при вращении налево.

Читайте также:  ТОП 20 способов, как убрать и избавиться от неприятного запаха в шкафу

Также перед установкой новой штанги важно не забывать крепить гусака, а то потом на 3 метра допрыгнуть не получится)) Пару раз забывали, матюкались, но что поделать) На этом все, что забыл, спрашивайте, расскажу.

Как самостоятельно изготовить ямобур для работ на земельном участке

У владельцев земельных участков рано или поздно возникает потребность в инструменте, которым можно делать неглубокие ямы, лунки или скважины. Такое устройство — ямобур — используется в быту и строительных работах на делянке: монтаже забора или навеса, всевозможных столбов и даже обустройстве грядок перед посадкой саженцев и др. Для этих целей вполне подойдёт портативный ручной, электро- или бензовариант инструмента. Чтобы сделать ямобур в домашних условиях, воспользуйтесь рекомендациями опытных мастеров.

Ямобур: принцип работы, инструмент и материалы

Простейший вариант инструмента состоит из небольшого количества элементов:

  • стойки или трубы из металла (реже — дерева);
  • поворотной ручки в верхней части;
  • шнека с противоположного конца.

Работает ямобур на основе общеизвестных физических постулатов. По факту он преобразует усилие рук (импульс мотора) во вращение шнека и поднятие на поверхность грунта по принципу винта Архимеда. На фото видно, как выглядят типовые самодельные устройства. Ямобур используют для:

  • выработки песка и глины;
  • взятия образцов почвы;
  • формирования мини-скважин для вкапывания опор для уличных лавок и столов, парников, веранд, оград, заборов, ворот, столбов;

Ямобур ручной

  • высадки садовых культур со стержнеобразным корневищем;
  • проведения системы орошения в саду;
  • контроля уровня подземных вод;
  • копки колодцев, выгребных и компостных ям;
  • бурения скважин для зимней рыбалки.

Чтобы сделать ямобур, опираясь на свои силы, составьте чертёж изделия. В нём укажите заданную длину устройства, исходя из личных потребностей и особенностей задач. Этот параметр определит длина подобранного вами металлического шеста: трубы диаметром 12 мм или стального прута. Обычно она варьируется в пределах 1-2 м. Также чтобы сделать ямобур, вам потребуются:

  • металлический лист, 1,5-2 мм толщины;
  • небольшой стальной отрезок для ножа и наждак для его заточки;
  • сварочный аппарат;
  • отрезок старого шланга для ручки (чуть толще диаметра шеста);
  • плоскогубцы.

Совет. Подберите шнек с несколькими дополнительными лопастями, чтобы увеличить эффективность проходки земли.

Изготовление рабочей части ямобура

Для начала решите, каким будет наружный диаметр режущей части ямобура. Опирайтесь на основные задачи, которые будете ставить перед устройством. Теперь можно приступать к монтажу ямобура:

  1. Вырежьте из металлического листа круг выбранного размера плюс 5-6 мм. Таких заготовок, скорее всего, вам понадобится несколько.
  2. Точно по центру вырежьте отверстие, которое будет на 1-2 мм толще оси ямобура, шеста или трубы.
  3. Сделайте ровный разрез по одному из радиусов стального круга. Растяните заготовку вертикально.
  4. Приварите получившуюся спираль к шесту. Швы производите с определённым шагом, достаточным для прочного соединения частей. Винты (если их больше одного) также необходимо сварить между собой.

На острие устройства находится наконечник. Он обеспечивает хорошее проникание ямобура вглубь земли. В промышленных моделях используется сверло. В самодельном инструменте можете приладить плоский или любой другой наконечник. Для его монтажа высверливают отверстие на конце шеста. Если ось изготовлена из трубы, то в отверстии нет надобности.

Завершение сборки ямобура

Следующий шаг — изготовление ножа. Он будет располагаться на острие ямобура и принимать на себя всю тяжесть резки земли, поэтому выберите в качестве основы рессорную сталь. Материал достаточно прочный, твердый, износостойкий, хорошо сохраняет наточенное состояние. Размер будущего ножа должен совпасть с параметрами рабочего шнека. Широкий край заточите на вращающемся наждаке. Сварочным аппаратом приделайте его к нижнему краю шнека.

Совет. Увеличить износостойкость стального ножа вы можете так: раскалить докрасна на огне, а затем сразу опустить в холодную воду или масла.

Поперечная рукоятка завершит сборку ручного бура. Она должна хорошо ложиться в руку и обеспечивать удобное вращение. Технически вы можете изготовить её крестом или Т-образной. Рукоять следует усилить, приварив отрезки труб в вертикальной оси. Не забудьте надеть на ручку шланг, чтобы сделать ямобур комфортным в управлении.

Читайте также:  Чем грунтовать гипсокартон: отделка своими руками

Изготовления моторизированного ямобура

Детальнее ознакомиться с принципами конструирования ручного бура в домашних условиях помогут видео рекомендации. Также модель можно усовершенствовать, добавив в схему двигатель. Это позволит копать скважины до 3 м. Мотор будет вращать ямобур с помощью карданной передачи. Обезопасить такую систему от выхода из строя из-за перегрузки и от нанесения вреда работающему с ней человеку поможет установка муфты.

Эти устройства довольно тяжелы, поэтому нуждаются в опоре и паре колёсиков для передвижения. Кроме того, на тележке крепятся двигатель и все рабочие части, включая привод. Мотор ставят с одного конца рамы опоры, с другой располагают кронштейн. В результате бур получает вертикальную стойку, которая нужна по время работы.

Сделать ямобур простой конструкции в домашних условиях несложно, если вы имеете минимальные навыки ведения сварки и слесарных работ. Даже для моторизированного варианта не нужны серьезные электромонтажные работы.

Ручной бур: видео

Самодельный ручной ямобур с электроприводом

Для данной самоделки потребуется пильный диск от циркулярки, два полотна для сабельной пилы, одна гайка с прессшайбой и отрезок круглого стального прутка с резьбовым «наконечником».

В качестве электропривода можно использовать сетевую дрель или обычный шуруповерт. При помощи самодельного ручного ямобура можно бурить отверстия в мягком грунте под установку столбиков, посадку деревьев и т.д.

Первым делом необходимо разметить пильный диск от циркулярной пилы. Для этого будем использовать линейку и чертилку по металлу (в принципе, можно выполнить разметку обычным черным или белым маркером).

Основные этапы работ

В размеченной области делаем пропилы с помощью болгарки с отрезным кругом. Затем размечаем два полотна для сабельной пилы и отрезаем от него лишнюю часть. В получившихся заготовках нужно будет просверлить два отверстия.

На следующем этапе прикладываем отрезки пильного полотна к диску от циркулярки и размечаем места, где нужно будет просверлить отверстия. Далее разгибаем срезанные края пильного диска, а в центральное отверстие вставляем и привариваем гайку с прессшайбой.

Сборка ручного бура

По краям пильного диска от циркулярки прикручиваем при помощи болтов с гайками отрезки полотна для сабельной пилы, вкручиваем в гайку кусок круглого прутка с резьбой на конце, после чего можно протестировать самоделку на практике.

Вставляем хвостовую часть вала в патрон электродрели и пробуем бурить отверстия в грунте. Подробный процесс изготовления, а также обзор самодельного ямобура смотрите в видеоролике на сайте.

9 Комментарии

Во первых нет центрального направляющего штыря, бур гуляет ( болт за конструктивный просчет, можно было подсмотреть на настоящих) Во вторых бур иногда закусывает и достать его можно только вращая в обратную сторону, например шнек зашел одной пластиной под корень, а второй сверху. ( второй болт за конструктивный просчет, вращая такой самопал мы лишь открутим режущую часть от ручки) В третьих бур садовый 483 руб ( цена на 18.09.2018 мир инструмента артикул 64448 ) там же диск для циркулярки ф125 мм 249 руб ( Артикул: 73215 самый дешевый этого размера) комплект полотен из 2 шт для сабельной пилы 161 руб ( Артикул: 782008 то же самый дешевый вариант) и того 410 руб добавим сюда отрезной круг 20 руб, один электрод 5 руб, износ сверла затраты на электроэнергию и своё время! ( получим экономическую нецелесообразность) Потому что заводской садовый бур бурит на глубину до 1 м, указанная модель имеет 2 комплекта ножей на 150 мм и на 200 мм, бурит она быстрее и эффективнее этой самоделки. А главное она может бурить и глину. Так что очень сомнительная самоделка, да же если у вас есть старый пильный диск и желание сделать садовый бур, откройте журнал «Наука и Жизнь» там есть хорошие идеи, а твердосплавные пластины из полотен для сабельной пилы не выдерживают ни какой критики! Лучше купить самые дешевый комплект ножей для ледобура 2 ножа с отверстиями и болтами 126 руб.

Читайте также:  Холодная сварка «Алмаз»: инструкция по использованию универсального клея, сколько он сохнет, отзывы покупателей

красавчик! Я не против самоделок, но я категорически против соплестроительства! большинство бед в нашей стране от нежелания просчитать трудозатраты и сопоставить их с конечным результатом.

Где есть такой грунт проще лопатой обойтись, а этот примитив похож на разрыхлитель. Ну и не шурцповертом крутить.

Красавчики Лис, алекс и Бур! Вам видимо не ведомо чувство эйфории от самоделок, а имеет место понятия выгоды и очернения идей которые предлагают самоделкины. Человек просто поделился идеей, а ваше дело принять ее или нет эту идею. Он не заставляет вас делать этот инструмент, пользуйтесь покупным. А соплежуям скажу, что беда нашей страны в нежелании видеть ценности многих предложений из-за их себестоимости и тудозатрат как вы говорите. По этой причине многие наши изобретения украдены запатентованы на западе и востоке, а соплежуи потом это все покупают у них (за дешево) вот вам и трудозатраты. А человек просто поделился своей идеей.

не серчайте на Самоделкина, он же БЫУШНЫЙ (пришедший в негодность. как диск циркулярной пилы) диск использовал- значит бесплатный и придумал сделать ЭТО! А вот излишни приделывать по краям пильного диска прикручивать при помощи болтов с гайками отрезки полотна для сабельной пилы. сам метал циркулярной пилы очень качественный

Дружище , вот это ересь ! Я опущу многие моменты , касаемо минусов твоей рацухи…но насаживать сию конструкцию «для бурения грунта» на дрель или шуруповёрт . это уже слишком. Ты откель взялся такой ? Для чего тебе набивать такие статьи ? Какую цель преследуешь ? Или всё гораздо банальнее — ты один из тех бедолаг , которым не повезло родиться после 1995-го в отупевшем обществе ?

Я бы сделал чуть по другому, взял бы перф, пику, отработавшую свое, к пике приварил бы трубы кусок. Ввариваем в трубу гайку, и собственно все, в гайку шпильку и вот эта приблуда с диском. Или к отработанной пике можно прикрепить кусок садового бура готового.

Читаю некоторые» кулибинские»советы и не понимаю,для чего засорять нет и давать не умные лайфхаки….шуруповерт,только для саморезов,не каждая дрель справится с диском …полудурки,Ваша неумная задумка

Использовать пильный диск для такой цели мне пришло в голову лет 15 назад. К трубе я его приварил. Разрезал так-же, но дополнительные лезвия не ставил. Просто слегка отогнул. Вращал я его вручную. Однако этот инструмент оказался непригодным. Диск гнулся от нагрузки, а потом стал лопаться сварной шов. Тогда я изготовил диск из обычной стали достаточной толщины. Легко пробурил этой штукой больше десятка скважин диаметром примерно 25 см и глубиной до полутора метров под заборные опоры.

Языки программирования PLC: LD, FBD, SFC, ST, IL, CFC

Главная задача ПЛК – это выполнение прикладной программы управления технологическим процессом. Очевидно, что незапрограммированный контроллер – это всего лишь пустая железяка, не приносящая никакой пользы человечеству.

Какие программы может выполнять промышленный контроллер? Ответ прост: практически любые. Современный контроллер свободно программируем, т.е. предоставляет разработчику возможность создавать пользовательские программы произвольной структуры без ограничений их функциональности, будь то программа управления пастеризатором на молочном комбинате или управление колонной ректификации на НПЗ. По сути, единственным ограничением здесь может быть объем свободных ресурсов контроллера.

Читайте также:  Шторы к серым обоям: 135 фото лучших идей, рисунков и актуальных сочетаний стилей

Что нужно, чтобы запрограммировать ПЛК? Грамотный специалист. Во-вторых, персональный компьютер или портативный программатор, подключенный к контроллеру по сети. В-третьих, программный пакет разработки, поставляемый, как правило, за дополнительную плату. Иногда среда разработки входит в состав комплексного ПО для инсталляции и эксплуатации всей системы управления.

Современные средства разработки чрезвычайно функциональны и предлагают разработчику множество возможностей:

1. Разнообразные программные библиотеки, функциональные блоки, готовые процедуры и шаблоны. Использование предподготовленных компонентов сильно ускоряет процесс разработки программного обеспечения для ПЛК.

2. Инструменты для отладки, тестирования и симуляции прикладной программы. Последние позволяют выполнять программу ПЛК на персональном компьютере без загрузки в реальный контроллер.

3. Инструменты для автоматизированного документирования разработанной программы в соответствие с принятыми стандартами.

Но у программиста есть и более мощный инструмент. Дело в том, что современные средства разработки прикладного ПО для промышленных контроллеров, как правило, поддерживают до шести разных языков программирования.

Существует международный стандарт IEC 61131, разработанный Международной Электротехнической Комиссией (МЭК, IEC) и состоящий из восьми частей. Наиболее интересной является третья часть, IEC 61131-3, описывающая языки программирования ПЛК. Первоначальной целью стандарта IEC 61131-3 была унификация языков программирования ПЛК и предоставление разработчикам ряда аппаратно-независимых языков, что, по замыслу создателей стандарта, обеспечило бы простую переносимость программ между различными аппаратными платформами и снимало бы необходимость изучения новых языков и средств программирования при переходе разработчика на новый ПЛК.

К сожалению, цели в полном объеме достигнуты не были. Каждый производитель ПЛК сопровождает свой продукт собственной средой программирования, которая, как правило, не совместима с другими, да и о кросс-платформенности программного кода можно забыть. Тем не менее, в части описания языков программирования стандарт IEC 61131 остается чрезвычайно актуальным и является ориентиром для большинства разработчиков ПЛК.

Какие языки используются для программирования промышленных контроллеров? Ниже приведен краткий обзор языков стандарта.

Язык LD

Язык LD (LAD, Ladder) является графическим языком разработки, программа на котором представляет собой аналог релейной схемы. Пример программы на данном языке приведен на рис. 1. По идеи авторов стандарта, такая форма представления программы облегчит переход инженеров из области релейной автоматики на ПЛК.

К недостаткам данного языка можно отнести то, что по мере увеличения количества «реле» в схеме она становится сложнее для интерпретации, анализа и откладки. Еще один недостаток языка LD заключается в следующем: язык, построенный по аналогии с релейными схемами, может быть эффективно использован только для описания процессов, имеющих дискретный (двоичный) характер; для обработки «непрерывных» процессов (с множеством аналоговых переменных) такой подход теряет смысл.

Рис. 1. Язык релейных диаграмм LD.

Язык FBD

Язык FBD (Functional Block Diagram, Диаграмма Функциональных Блоков) является языком графического программирования, так же, как и LD, использующий аналогию с электрической (электронной) схемой. Программа на языке FBD представляет собой совокупность функциональных блоков (functional flocks, FBs), входа и выхода которых соединены линиями связи (connections). Эти связи, соединяющие выхода одних блоков с входами других, являются по сути дела переменными программы и служат для пересылки данных между блоками. Каждый блок представляет собой математическую операцию (сложение, умножение, триггер, логическое “или” и т.д.) и может иметь, в общем случае, произвольное количество входов и выходов. Начальные значения переменных задаются с помощью специальных блоков – входов или констант, выходные цепи могут быть связаны либо с физическими выходами контроллера, либо с глобальными переменными программы. Пример фрагмента программы на языке FBD приведен на рис. 2.

Читайте также:  Стул «вырастайка» (27 фото): растущий детский стульчик, особенности выбора, размеры и отзывы о модели Millwood

Практика показывает, что FBD является наиболее распространенным языком стандарта IEC. Графическая форма представления алгоритма, простота в использовании, повторное использование функциональных диаграмм и библиотеки функциональных блоков делают язык FBD незаменимым при разработке программного обеспечения ПЛК. Вместе с тем, нельзя не заметить и некоторые недостатки FBD. Хотя FBD обеспечивает легкое представление функций обработки как «непрерывных» сигналов, в частности, функций регулирования, так и логических функций, в нем неудобным и неочевидным образом реализуются те участки программы, которые было бы удобно представить в виде конечного автомата.

Рис.2. Функциональная схема FBD.

Язык SFC

Язык последовательных функциональных схем SFC (Sequential Function Chart), использующийся совместно с другими языками (обычно с ST и IL), является графическим языком, в котором программа описывается в виде схематической последовательности шагов, объединенных переходами. Язык SFC построен по принципу, близкому к концепции конечного автомата, что делает его одним из самых мощных языков программирования стандарта IEC 61131-3. Пример программы на языке SFC приведен на рис. 3.

Наиболее простым и естественным образом на языке SFC описываются технологические процессы, состоящие из последовательно выполняемых шагов, с возможностью описания нескольких параллельно выполняющихся процессов, для чего в языке имеются специальные символы разветвления и слияния потоков (дивергенции и конвергенции, в терминах стандарта IEC 61131-3).

Шаги последовательности располагаются вертикально сверху вниз. На каждом шаге выполняется определенный перечень действий (операций). При этом для описания самой операции используются другие языки программирования, такие как IL или ST.

Действия (операции) в шагах имеют специальные классификаторы, определяющие способ их выполнения внутри шага: циклическое выполнение, однократное выполнение, однократное выполнение при входе в шаг и т.д. В сумме таких классификаторов насчитывается девять, причем среди них есть, например, классификаторы так называемых сохраняемых и отложенных действий, заставляющие действие выполняться даже после выхода программы из шага.

После того, как шаг выполнен, управление передается следующему за ним шагу. Переход между шагами может быть условным и безусловным. Условный переход требует выполнение определенного логического условия для передачи управления на следующий шаг; пока это условие не выполнено программа будет оставаться внутри текущего шага, даже если все операции внутри шага уже выполнены. Безусловный переход происходит всегда после полного выполнения всех операций на данном шаге. С помощью переходов можно осуществлять разделение и слияние ветвей последовательности, организовать параллельную обработку нескольких ветвей или заставить одну выполненную ветвь ждать завершения другой.

Как и любому другому языку, SFC свойственны некоторые недостатки. Хотя SFC может быть использован для моделирования конечных автоматов, его программная модель не совсем удобна для этого. Это связано с тем, что текущее состояние программы определяется не переменной состояния, а набором флагов активности каждого шага, в связи с чем при недостаточном контроле со стороны программиста могут оказаться одновременно активными несколько шагов, не находящихся в параллельных потоках.

Еще одно неудобство языка связано с тем, что шаги графически располагаются сверху вниз, и переход, идущий в обратном направлении, изображается в неявной форме, в виде стрелки с номером состояния, в которое осуществляется переход.

Рис. 3. Язык последовательных функциональных схем SFC.

Язык ST

Язык ST (Structured Text, Структурированный Текст) представляет собой язык высокого уровня, имеющий черты языков Pascal и Basic. Данный язык имеет те же недостатки, что и IL, однако они выражены в меньшей степени. Пример программы на языке ST приведен на рис. 4.

С помощью ST можно легко реализовывать арифметические и логические операции (в том числе, побитовые), безусловные и условные переходы, циклические вычисления; возможно использование как библиотечных, так и пользовательских функций. Язык также интерпретирует более 16 типов данных.

Язык ST может быть освоен технологом за короткий срок, однако текстовая форма представления программ служит сдерживающим фактором при разработке сложных систем, так как не дает наглядного представления ни о структуре программы, ни о происходящих в ней процессах.

Читайте также:  Тёплый пол в туалете: как положить в санузле

Рис. 4. Язык структурированного текста ST.

Язык IL

Язык IL (Instruction List, Список Команд) представляет собой ассемблероподобный язык, достаточно несложный по замыслу авторов стандарта, для его практического применения в задачах промышленной автоматизации пользователем, не имеющим, с одной стороны, профессиональной подготовки в области программирования, с другой стороны, являющимся специалистом в той или иной области производства. Однако, как показывает практика, такой подход себя не оправдывает.

Ввиду своей ненаглядности, IL практически не используется для программирования комплексных алгоритмов автоматизированного управления, но часто применяется для кодирования отдельных функциональных блоков, из которых впоследствии складываются схемы FBD или CFC. При этом IL позволяет достичь высокой оптимальности кода: программные блоки, написанные на IL, имеют высокую скорость исполнения и наименее требовательны к ресурсам контроллера.

Язык IL имеет все недостатки, которые присущи другим низкоуровневым языкам программирования: сложность и высокую трудоемкость программирования, трудность модификации написанных на нем программ, малую степень «видимого» соответствия исходного текста программы и решаемой задачи.

Пример программы на языке IL приведен на рис. 5.

Рис. 5. Язык инструкций IL.

Многие производители инструментальных средств, опирающиеся на стандарт IEC, не ограничиваются поддержкой рассмотренных выше пяти языков стандарта. Можно выделить, как минимум, еще один язык визуального программирования, который довольно популярен среди разработчиков.

Язык CFC

Язык CFC (Continuous Flow Chart) – еще один высокоуровневый язык визуального программирования. По сути, CFC – это дальнейшее развития языка FBD. Этот язык был специально создан для проектирования систем управления непрерывными технологическими процессами.

Проектирование сводится к выбору из библиотек готовых функциональных блоков, их позиционированию на экране, установке соединений между их входами и выходами, а также настройке параметров выбранных блоков. В отличие от FBD, функциональные блоки языка CFC выполняют не только простые математические операции, а ориентированы на управление целыми технологическими единицами. Так в типовой библиотеке CFC блоков находятся комплексные функциональные блоки, реализующие управление клапанами, моторами, насосами; блоки, генерирующие аварийные сигнализации; блоки PID-регулирования и т.д. Вместе с тем доступны и стандартные блоки FBD. Унаследовав от FBD саму концепцию программирования, язык CFC в наибольшей степени ориентирован на сам технологический процесс, позволяя разработчику абстрагироваться от сложного математического аппарата.

Рис. 6. Среда проектирования на языке CFC системы Simatic PCS7.

CFC прост в освоении, и при этом позволяет разрабатывать сложнейшие алгоритмы автоматизированного управления без каких-либо специфических знаний других языков программирования.

Языки программирования PLC: LD, FBD, SFC, ST, IL, CFC

Структурированный текст, ST

Язык ST является текстовым языком высокого уровня и очень сильно напоминает Паскаль:

Листинг 2. Пример программы на языке ST

IF Voltage>220 THEN

Current:=Current – 10; (*Если V>220 В, то уменьшить ток на 10*)

Current:=50; Speed:= ON;(*Установить ток 50А и включить мотор*)

Язык ST имеет много отличий от языка Паскаль и разработан специально для программирования ПЛК. Он содержит множество конструкций для присвоения значений переменным, для вызова функций и функциональных блоков, для написания выражений условных переходов, выбора операторов, для построения итерационных процессов.

Этот язык предназначен в основном для выполнения сложных математических вычислений, описания сложных функций, функциональных блоков и программ.

Язык релейно-контактных схем, LD

Графический язык релейной логики впервые появился в виде электрических схем, которые состояли из контактов и обмоток электромагнитных реле (Рис. 1).

Такие схемы использовались в автоматике конвейеров для сборки автомобилей до эры микропроцессоров.

Язык релейной логики был интуитивно понятен людям, слегка знакомым с электротехникой и поэтому оказался наиболее распространенным в промышленной автоматике. Обслуживающий персонал легко находил отказ в оборудовании, прослеживая путь сигнала по релейной диаграмме.

Читайте также:  Установка снегозадержателя на крышу своими руками. Как сделать и установить снегозадержатели на крышу своими руками

Однако язык LD проблематично использовать для реализации сложных алгоритмов, поскольку он не поддерживает подпрограммы, функции, инкапсуляцию и другие средства структурирования программ с целью повышения качества программирования. Эти недостатки затрудняют многократное использование программных компонентов, что делает программу длинной и сложной для обслуживания.

Инкапсуляция (от лат. in capsule — в оболочке) — это заключение данных и функционала в оболочку. В объектно-ориентированном программировании в роли оболочки выступают классы: они не только собирают переменные и методы в одном месте, но и защищают их от вмешательства извне.

Для выполнения арифметических функций в язык LD были добавлены функциональные блоки, которые выполняли операции сложения, умножения, вычисления среднего и т.д.

Сложные вычисления в этом языке невозможны. Недостатком является также то, что только маленькая часть программы умещается на мониторе компьютера или панели оператора при программировании.

Несмотря на указанные недостатки, язык LD относится к наиболее распространенным в мире, хотя используется для программирования только простых задач.

Диаграммы функциональных блоков, FBD

FBD является графическим языком и наиболее удобен для программирования процессов прохождения сигналов через функциональные блоки.

Язык FBD удобен для схемотехников, которые легко могут составить электрическую схему системы управления на «жесткой логике», но не имеют опыта программирования.

Функциональные блоки представляют собой фрагменты программ, написанных на IL, SFC или других языках, которые могут быть многократно использованы в разных частях программы и которым соответствует графическое изображение, принятое при разработке функциональных схем электронных устройств, см. Рис. 2.

Язык FBD может быть использован для программирования функций, функциональных блоков и программ, а также для описания шагов и переходов в языке SFC. Функциональные блоки инкапсулируют данные и методы, чем напоминают объектно-ориентированные языки программирования, но не поддерживают наследование и полиморфизм.

Все то, что во время компиляции или исполнения программы может содержать или обрабатывать значения различных типов — является полиморфным, например:

  • переменные, меняющие свое значение на значение другого типа
  • объекты, обладающие свойствами, которые могут менять значение текущего типа на значение другого типа
  • функции, принимающие аргументы различных типов

Но пожалуй, самое лаконичное определение полиморфизма, можно найти в книге Бенджамина Пирса «Типы в языках программирования»: Термин «полиморфизм» обозначает семейство различных механизмов, позволяющих использовать один и тот же участок программы с различными типами в различных контекстах.

Под контекстом, грубо говоря, понимается набор всех доступных переменных в текущем участке программы.

Типичным применением языка FBD является описание «жесткой логики» и замкнутых контуров систем управления.

Язык функциональных блоков является удобным также для создания и пополнения библиотеки типовых функциональных блоков, которую можно многократно использовать при программировании задач промышленной автоматизации.

К типовым блокам относятся блок таймера, ПИД-регулятора, триггера, генератора импульсов, фильтра, и т. п.

Последовательные функциональные схемы, SFC

SFC называют языком программирования, хотя по сути это не язык, а вспомогательное средство для структурирования программ.

Он предназначен специально для программирования последовательности выполнения действий системой управления, когда эти действия должны быть выполнены в заданные моменты времени или при наступлении некоторых событий. В его основе лежит представление системы управления с помощью понятий состояний и переходов между ними.

Язык SFC предназначен для описания системы управления на самом верхнем уровне абстракции, например, в терминах «Старт», «Наполнение автоклава», «Выполнение этапа № 1», «Выполнение этапа № 2», «Выгрузка из автоклава».

Язык SFC может быть использован также для программирования отдельных функциональных блоков, если алгоритм их работы естественным образом описывается с помощью понятий состояний и переходов.

Например, алгоритм автоматического соединения модема с коммутируемой линией описывается состояниями «Включение», «Обнаружение тона», «Набор номер», «Идентификация сигнала» и переходами «Если длинный — то ждать 20 сек», «Если короткий — перейти в состояние «Набор Номера» и т.д.

Читайте также:  Стул «вырастайка» (27 фото): растущий детский стульчик, особенности выбора, размеры и отзывы о модели Millwood

Beremiz – свободная среда программирования ПЛК. Часть 1

Beremiz — это интегрированная среда разработки для ПЛК с открытым исходным кодом, которая полностью соответствует стандарту МЭК-61131-3. Beremiz опирается на открытые стандарты, которые не зависят от целевых устройств. Так что вы можете превратить любой процессор в ПЛК. Также Beremiz включает инструменты для создания HMI и подключения ваших программ PLC к наблюдению, базам данным или полевым шинам.

Введение
Для программирования ПЛК используются 5 языков, описанных стандартом МЭК 61131-3:
LD — релейно-контактные схемы;
FBD — функциональные блоковые диаграммы;
SFC — последовательностные функциональные диаграммы;
ST — структурированный текст;
IL (Instruction List) — список инструкций.

Тем не менее ведущие производители ПЛК используют собственные варианты этих языков, несовместимых с этим стандартом. Например, у фирмы Siemens это соответственно языки:
LAD, FBD, SFC, SCL, STL. Исключением являются компании, использующие в качестве сред программирования ISAGRAF и Codesys. Обе эти среды полностью соответствуют стандарту МЭК 61131-3.

Но и ISAGRAF и Codesys накладывают ограничение на аппаратную платформу. Сам производитель ПЛК не может внести изменения в исходный сред исполнения для портирования их на новую аппаратную платформу.

Beremiz же являясь свободным программным обеспечением, может быть модифицирован производителем ПЛК для работы на новой аппаратной платформе. Гибкость в изменении существующих и добавлении новых компонентов достигается с помощью языка Python (и соответствующих библиотек для пользовательского интерфейса, работы с сетью и т.д.) и xsd (XML Schema) файлов, применяемых для описания компонентов среды разработки: модулей работы с компиляторами целевой архитектуры, плагинов внешних источников данных и т.д.

Beremiz используется:
1. ПАО «ИНЭУМ им. И.С.Брука» в качестве среды разработки и исполнения на ПЛК серии СМ1820М на базе отечественных микропроцессоров «Эльбрус» и SPARC, а также линеек, основанных на микропроцессорах ARM и x86. www.sm1820.com.ru
2. ООО НПК «Нуклерон» (г. Пермь) тестирует линейки программируемых реле NUC-24x/251. В основе программируемых реле используется микроконтроллер STM32F105 для модели NUC-242 и STM32F205 для остальных. Также поддерживается плата STM32F4DISCOVERY. В качестве среды разработки используется YAPLC-IDE, представляющая собой набор расширений для среды Beremiz. Для ПЛК параллельно разрабатывается среда исполнения YAPLC-RTE. Исходные коды YAPLC доступны на github: github.com/nucleron/YAPLC
3. ООО НТЦ «Арго» МУР 1001.3 СВ argoivanovo.ru/catalog/index.php?IBL=22&ID=184120
4. ООО «НГП Информ» ngpinform.ru/means/programmiruemye-kontrollery-i-raspredelennye-sistemy-vvoda-vyvoda/modulnye-plk/
5. Smarteh LPC-2.MC8 www.smarteh.si/
Полный список компаний, использующих Beremiz: www.beremiz.org/apps

Особенности Beremiz

Среда разработки Beremiz позволяет работать в конфигурационном режиме и в режиме исполнения прикладной программы. В конфигурационном режиме происходит создание прикладной программы, написание алгоритмов и логики её основных программных модулей и их связывание с внешними модулями УСО (устройство связи с объектом). В режиме исполнения прикладная программа передаётся на целевое устройство и может быть запущена с режимом отладки и без отладки.

Основными компонентами Beremiz являются:
— редактор PLCOpen для текстовых (IL и ST) и графических языков (FBD, LD, SFC) стандарта IEC 61131-3;
компилятор MatIEC, преобразующий логику и алгоритмы программных модулей (из которых состоит прикладная программа), описанных на языках стандарта IEC 61131-3, в эквивалентный С-код;
— механизм плагинов, позволяющий связывать внешние источники данных, такие как модули УСО (их параметры, состояния), SCADA-системы с логикой и алгоритмами программных модулей;
— средства отладки прикладной программы в режиме исполнения;
— элементы для создания человеко-машинного интерфейса управления прикладной программой.

Таким образом Beremiz преобразует LD, FBD, SFC или IL в код на ST, а MatIEC конвертирует ST в C. Код С компилируется на конечную платформу.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: