Princip rada PLC-a

 

PLC je u biti "modularno mikroračunalo" dizajnirano posebno za industrijska okruženja. Srž njegova načela rada je mehanizam zatvorene-petlje "prijema signala putem hardvera, logike obrade putem softvera i izlaznih uputa putem hardvera" kako bi se postigla precizna kontrola vanjskih uređaja. Implementacija ovog mehanizma oslanja se na visok stupanj sinergije između hardverske strukture i softverskog sustava.

Hardverska struktura PLC-a ima modularni dizajn, koji se može fleksibilno kombinirati prema zahtjevima upravljanja. Osnovne komponente uključuju sljedećih pet dijelova, svaki s jasnom podjelom rada i bliskom suradnjom:

Središnja procesorska jedinica (CPU):Kao "mozak" PLC-a, odgovoran je za izvršavanje logičkih operacija, obradu podataka i raspoređivanje instrukcija u korisničkim programima. Može brzo čitati ulazne signale, pokretati ljestvičaste dijagrame i druge programe, procjenjivati ​​rezultate izračuna i slati upravljačke upute izlaznom modulu. Njegova brzina izračuna izravno određuje učinkovitost odziva PLC-a, a vrijeme izvršenja instrukcija glavnih industrijskih PLC-ova može doseći razinu mikrosekunde.

Memorija:podijeljena na sistemsku memoriju i korisničku memoriju. Memorija sustava koristi se za pohranjivanje operativnog sustava, upravljačkih programa i drugog osnovnog softvera PLC-a, osiguravajući osnovni rad opreme. Korisnička memorija namijenjena je pohranjivanju korisnički napisanih kontrolnih programa (kao što su logika proizvodnog procesa, mehanizmi za rukovanje greškama) i privremenih podataka (kao što su parametri rada uređaja, rezultati brojanja), podržava modifikacije i ažuriranja programa.

Ulazno/izlazni (I/O) modul: "Most" između PLC-a i vanjskih uređaja, omogućava dvosmjernu pretvorbu signala. Ulazni modul odgovoran je za pretvaranje analognih signala (kao što su temperatura, tlak) ili digitalnih signala (kao što su signali uključeno-isključeno) od senzora (kao što su fotoelektrični prekidači, temperaturni senzori), tipki, gumba i drugih uređaja u električne signale koje prepoznaje PLC. Izlazni modul pretvara rezultate proračuna CPU-a u upravljačke signale koje mogu primiti vanjski pokretači (kao što su motori, solenoidni ventili, indikatorska svjetla), dovršavajući proces zatvorene-petlje "izvršenja odluke o percepciji".

Modul napajanja:Pruža stabilnu radnu snagu za cijeli PLC sustav, obično pretvarajući izmjeničnu struju (kao što je AC 220V) iz industrijskih postrojenja u istosmjernu struju (kao što je DC 24V) koju interno zahtijeva PLC. Također ima funkcije zaštite od prenapona i prekostruje kako bi se osigurao stabilan rad opreme u složenim industrijskim okruženjima.

Komunikacijski modul:ostvaruje međusobnu vezu između PLC-a i drugih uređaja, podržava glavne industrijske komunikacijske protokole kao što su PROFINET, Modbus, EtherNet/IP, itd. Putem komunikacijskog modula, PLC se može umrežiti s ekranima osjetljivim na dodir, industrijskim računalima, MES sustavima (sustavi za izvođenje proizvodnje) ili drugim PLC-ovima za postizanje razmjene podataka i daljinskog upravljanja, postavljajući temelje za inteligentnu proizvodnju.

Programski sustav PLC-a dijeli se na sistemski softver i korisnički softver. Softver sustava unaprijed je instalirao proizvođač i odgovoran je za upravljačke programe hardvera, kompilaciju programa i dijagnostiku sustava. Korisnički softver je kontrolni program koji su napisali inženjeri na temelju proizvodnih zahtjeva. Glavne metode programiranja uključuju ljestvičasti dijagram (LD), strukturirani tekst (ST), funkcionalni blok dijagram (FBD) itd. Među njima je ljestvičasti dijagram postao najčešće korištena metoda programiranja u industrijskim objektima zbog svoje simulacije karakteristika tradicionalnih relejnih upravljačkih krugova.

Temeljna logika kontrole softvera je "logički rad i kontrola vremena" - inženjeri pretvaraju proizvodni proces u logičke odnose kao što su "I", "ILI" i "NE" ili vremenska pravila kao što su "odgoda" i "broj" kroz programiranje. CPU PLC-a izvršava ova pravila unaprijed postavljenim redoslijedom kako bi se postigla automatizirana kontrola proizvodnog procesa. Na primjer, u liniji za proizvodnju flaširane vode, automatizirana logika punjenja može se dovršiti postavljanjem programa da "pokrene stroj za punjenje s odgodom od 0,2 sekunde kada fotoelektrični senzor otkrije bocu i zaustavi se nakon punjenja na 3 sekunde".

PLC nije samo uređaj, već i utjelovljenje industrijskih upravljačkih ideja. Ne samo da je postigao skok u proizvodnom procesu s "ručnog rada" na "logički vođen", već je i potaknuo cijelu proizvodnu industriju prema inteligentnom, fleksibilnom i učinkovitom razvoju.