Niektorí ľudia sa mylne domnievajú, že výraz „kontrolór“ pochádza zo slova „kontrola“ a znamená kontrolu alebo účtovanie niečoho. V skutočnosti k nám tento pojem prišiel z anglického jazyka a v preklade znamená „manažment“. Na základe toho je zrejmé, že programovateľné logické automaty (PLC) sa bežne používajú na riadenie automatizovaných elektrických zariadení.
Obsah
- Hlavná rola
- Mechanizmus akcie
- Druhy logických zariadení
- Modul procesora
Hlavná rola
Po prvýkrát boli tieto výpočtové zariadenia použité v automobilovom priemysle v 60. rokoch XX storočia na automatizáciu montážnych liniek strojov. Hardvérový spôsob programovania na jednej strane zlacnil výrobný proces a na druhej strane si vyžiadal zložitú rekonfiguráciu jednej technologickej linky na druhú. Pre zjednodušenie procesu nastavenia boli regulátory uvoľnené na základe schémy zapojenia relé.
Neskôr bolo možné programovať zariadenia pomocou strojovo orientovaného jazyka. Takéto nastavenie si však vyžiadalo veľké zmeny v riadiacom systéme, takže vývoj programovacích jazykov začal zjednodušovať používanie ovládačov. Dnes sú hlavné klasické algoritmické jazyky a jazyky IEC 61131-3.
Moderné programovateľné mikrokontroléry sú široko používané. Používajú ich:
-
v signalizácii a núdzovej ochrane; - v obrábacích strojoch s numerickým riadením;
- pri budovaní systémov na podporu života;
- pri archivovaní a zhromažďovaní informácií;
- v medicínskej technike;
- na ovládanie robotických zariadení a kozmických lodí;
- pri testovaní rôznych produktov a pod.
Lokálne softvérové ovládače zohrávajú úlohu nielen samostatných zariadení na riadenie prevádzky rôznych procesných závodov. Sú tiež dôležitou súčasťou rozsiahlych podnikových systémov.
Mechanizmus akcie
Existujú rôzne modely PLC, ale princíp fungovania akéhokoľvek typu regulátora je rovnaký.
Vo vnútri brány je LED, ktorá poskytuje elektricky izolovaný vysoký signál. Výskyt takéhoto signálu nastáva v okamihu, keď sa medzi spoločným a vstupným terminálom vytvorí striedavý prúd 120 voltov.
Činnosť programovateľného automatu je určená špeciálnym programom zostaveným a sledovaným pomocou počítača pripojeného k programovaciemu portu PLC. Program logického hradla sa líši od reléového obvodu v neprítomnosti skutočných spínacích kontaktov alebo reléových cievok potrebných na vytvorenie spojenia medzi vstupom a výstupom v ovládači. Všetky kontakty sú imaginárne.
Programovateľný ovládač je spojený s tlačidlovým spínačom. Toto spínač môže byť v dvoch polohách:
- Vypnuté. Žiadny vstupný signál. Podľa aktuálneho programu bude výstup bez napätia. Svedčí o tom zhasnutý indikátor.
- Zahrnuté. Signál bude odoslaný na vstup, všetky kontakty v programe budú aktivované. Z uzavretého kontaktu sa signál prenáša do cievky. Keď je naň privedené napätie, výstup sa rozsvieti pomocou pripojeného indikátora.
Všetky signály viditeľné na monitore počítača nie sú skutočné elektrické komponenty, ale virtuálne. Ich prítomnosť v softvéri je potrebná len na to, aby vám pripomenula, čo sa deje v obvode.
V procese fungovania softvérového logického ovládača hrá počítač sekundárnu úlohu. Je potrebné iba napísať základný program akcií a sledovať prebiehajúce procesy. Ovládač vykonáva všetky prichádzajúce príkazy nezávisle bez účasti PC.
Program logického prvku je možné kedykoľvek zmeniť. Pri nastavovaní jednotlivých príkazov nie je potrebná úplná rekonfigurácia všetkých pripojených komponentov. Logické algoritmy je možné vytvárať pomocou vlastného predného panela, prenosného programátora, monitora, myši a klávesnice.
Hlavnou výhodou programovateľného logického riadenia, oproti riadeniu pomocou zariadení, je schopnosť používať signály neobmedzený počet krát (v závislosti od potreby).
Druhy logických zariadení
Široká škála úloh, ktoré je možné riešiť pomocou programovateľných zariadení, ovplyvňuje výber správneho regulátora.
V čom mali by sa zohľadniť hlavné charakteristiky zariadenia:
- teplotný režim;
- spoľahlivosť;
- dostupnosť certifikátov na použitie;
- výrobca.
Pri klasifikácii PLC sa berie do úvahy niekoľko faktorov. Jedným z nich je umiestnenie vstupných a výstupných modulov. V súlade s touto funkciou sú ovládače:
-
Monoblok. Majú jednotný dizajn. I/O zariadenie je trvalé a nedá sa vymeniť. - Modulárny. Vstupy a výstupy sú realizované formou samostatných krytov, ktoré sú umiestnené v jednom koši. Užívateľ si môže nezávisle zvoliť kombináciu zásuvných modulov podľa toho, akú úlohu má riešiť.
- Distribuovaný. V nich sú vzdialené I/O moduly pripojené k modulu kontroléra cez sieť založenú na rozhraní RS-485. Tento spôsob pripojenia umožňuje umiestnenie prvkov vo vzdialenosti až 1 km od hlavného modulu.
Určité typy logických zariadení je možné kombinovať. Týmto spôsobom sa vytvorí programovateľné zariadenie so zvýšeným počtom kanálov.
PLC je možné namontovať na stenu, panel, dvere skrinky alebo na DIN lištu. V špeciálnej výbave možno použiť jednodoskové zariadenia bez obalu.
Rôzne oblasti používajú rôzne programovateľné ovládače. V závislosti od aplikácie sa delia na univerzálne, špecializované, komunikačné a PID regulátory. Často sa používajú na riadenie polohovania a pohybu, ako aj na riadenie robotov.
Modul procesora
Dôležitá funkčná úloha v PLC je priradená hlavnému procesorovému modulu. Zahŕňa centrálnu a procesorovú jednotku, pamäťové zariadenia, strážny pes a hodiny zobrazujúce skutočný čas. Hlavnými parametrami takéhoto modulu sú hodinová frekvencia, bitová šírka, typ podporných portov, operácie s pohyblivou rádovou čiarkou, prevádzková teplota a spotreba energie.
Zariadenia zodpovedné za spracovanie veľkého množstva digitálnych dát sú vybavené dodatočným modulom matematického procesora, vykonávanie akcií s pohyblivou rádovou čiarkou alebo signálový procesor, ktorý vykonáva matematické operácie v jednom cykle a umožňuje vám urýchliť konvolúcia. Pre procesory tohto typu je dôležitou charakteristikou kapacita pamäte.
Počítadlo, ktoré číta impulzy generátora hodín a periodicky sa reštartuje pomocou bežiaceho procesora, môže byť použité ako strážny senzor.
Vstavané hodiny quartzového typu sú napájané z batérie a naďalej zobrazujú čas, aj keď je logický ovládač vypnutý. Sú povinní ovládať činnosť zariadení verejného osvetlenia, zabezpečovacích systémov a iných zariadení, ktorých práca je viazaná na astronomický čas.
Pomocou modulu hlavného procesora sa zo vstupných modulov zhromažďujú informácie a odosielajú sa do výstupného modulu, výmena informácií pri programovaní zariadenia, zásobník protokolov priemyselnej siete.
Procesor je tiež zodpovedný za zavádzanie operačného systému a vykonávanie základných úloh, vykonávanie zavádzacieho modulu programu nainštalovaného používateľom a kontrola výmenných úkonov Pamäť.
