Принцип рада ПЛЦ-а

 

ПЛЦ је у суштини „модуларни микрорачунар“ дизајниран посебно за индустријска окружења. Срж његовог принципа рада је механизам затворене-петље „пријема сигнала преко хардвера, обраде логике кроз софтвер и слања инструкција преко хардвера“ да би се постигла прецизна контрола спољних уређаја. Имплементација овог механизма се ослања на висок степен синергије између хардверске структуре и софтверског система.

Хардверска структура ПЛЦ-а усваја модуларни дизајн, који се може флексибилно комбиновати у складу са захтевима управљања. Основне компоненте укључују следећих пет делова, сваки са јасном поделом посла и блиском сарадњом:

Централна процесорска јединица (ЦПУ):Као „мозак“ ПЛЦ-а, одговоран је за извршавање логичких операција, обраду података и распоређивање инструкција у корисничким програмима. Може брзо да чита улазне сигнале, покреће лествичасте дијаграме и друге програме, процењује резултате прорачуна и шаље контролна упутства излазном модулу. Његова брзина израчунавања директно одређује ефикасност одзива ПЛЦ-а, а време извршења инструкција у маинстреам индустријским ПЛЦ-овима може достићи ниво од микросекунде.

Меморија:подељена на системску и корисничку меморију. Системска меморија се користи за складиштење оперативног система, драјверских програма и другог основног софтвера ПЛЦ-а, обезбеђујући основни рад опреме. Корисничка меморија је намењена чувању корисничких писаних контролних програма (као што су логика производног процеса, механизми за руковање грешкама) и привремених података (као што су радни параметри уређаја, резултати бројања), подржавајући модификације програма и ажурирања.

Улазно/излазни (И/О) модул: „Мост“ између ПЛЦ-а и екстерних уређаја, омогућавајући двосмерну конверзију сигнала. Улазни модул је одговоран за претварање аналогних сигнала (као што су температура, притисак) или дигиталних сигнала (као што су сигнали за укључивање-искључење) са сензора (као што су фотоелектрични прекидачи, сензори температуре), дугмади, дугмади и других уређаја у електричне сигнале које ПЛЦ препознаје. Излазни модул конвертује резултате прорачуна ЦПУ-а у контролне сигнале које могу да приме спољни актуатори (као што су мотори, електромагнетни вентили, индикаторска светла), довршавајући процес затворене-петље „извршавања одлуке о перцепцији“.

Модул за напајање:Обезбеђује стабилну радну снагу за цео ПЛЦ систем, обично претварајући наизменичну струју (као што је АЦ 220В) са индустријских локација у једносмерну струју (као што је ДЦ 24В) коју интерно захтева ПЛЦ. Такође има функције заштите од пренапона и прекомерне струје како би се осигурао стабилан рад опреме у сложеним индустријским окружењима.

Комуникациони модул:остварује међусобну везу између ПЛЦ-а и других уређаја, подржава главне индустријске комуникационе протоколе као што су ПРОФИНЕТ, Модбус, ЕтхерНет/ИП, итд. Преко комуникационог модула, ПЛЦ се може умрежити са екранима осетљивим на додир, индустријским рачунарима, МЕС системима (производни системи за извршење) или другим ПЛЦ-овима да би се постигла размена података и даљинско управљање за полагање теллигентне производње.

Софтверски систем ПЛЦ-а је подељен на системски софтвер и кориснички софтвер. Системски софтвер је унапред инсталиран од стране произвођача и одговоран је за хардверске драјвере, компилацију програма и дијагностику система. Кориснички софтвер је контролни програм који су написали инжењери на основу производних захтева. Главне методе програмирања укључују лествичасти дијаграм (ЛД), структурирани текст (СТ), функционални блок дијаграм (ФБД) итд. Међу њима, лествичасти дијаграм је постао најчешће коришћен метод програмирања у индустријским локацијама због симулације карактеристика традиционалних релејних управљачких кола.

Основна логика софтверске контроле је „контрола логичког рада и времена“ - инжењери конвертују производни процес у логичке односе као што су „И“, „ИЛИ“ и „НЕ“, или правила времена као што су „кашњење“ и „бројање“ кроз програмирање. ЦПУ ПЛЦ-а извршава ова правила по унапред постављеном редоследу да би се постигла аутоматизована контрола производног процеса. На пример, у линији за производњу флаширане воде, аутоматизована логика пуњења се може завршити постављањем програма да „покрене машину за пуњење са закашњењем од 0,2 секунде када фотоелектрични сензор детектује боцу, и заустави се након пуњења на 3 секунде“.

ПЛЦ није само уређај, већ и оличење идеја индустријске контроле. Не само да је постигао искорак у производном процесу од „ручног рада“ до „логично вођеног“, већ је покренуо читаву производну индустрију ка интелигентном, флексибилном и ефикасном развоју.