PLC tööpõhimõte

 

PLC on sisuliselt "modulaarne mikroarvuti", mis on loodud spetsiaalselt tööstuskeskkondadesse. Selle tööpõhimõtte tuumaks on suletud ahela mehhanism, mis hõlmab "signaalide vastuvõtmist riistvara kaudu, loogika töötlemist tarkvara kaudu ja juhiste väljastamist riistvara kaudu", et saavutada välisseadmete täpne juhtimine. Selle mehhanismi rakendamine tugineb riistvarastruktuuri ja tarkvarasüsteemi vahelisele suurele sünergiale.

PLC riistvarastruktuur kasutab modulaarset disaini, mida saab vastavalt juhtimisnõuetele paindlikult kombineerida. Põhikomponendid hõlmavad järgmist viit osa, millest igaühel on selge tööjaotus ja tihe koostöö:

Keskprotsessor (CPU):PLC "ajuna" vastutab see kasutajaprogrammides loogiliste toimingute, andmetöötluse ja käskude ajastamise eest. See suudab kiiresti lugeda sisendsignaale, käivitada redeldiagramme ja muid programme, hinnata arvutustulemusi ja saata juhtimisjuhiseid väljundmoodulile. Selle arvutuskiirus määrab otseselt PLC reageerimise efektiivsuse ja tavapäraste tööstuslike PLC-de juhiste täitmise aeg võib ulatuda mikrosekundite tasemeni.

Mälu:jagatud süsteemimäluks ja kasutajamäluks. Süsteemimälu kasutatakse PLC operatsioonisüsteemi, draiveriprogrammide ja muu põhitarkvara salvestamiseks, mis tagab seadmete põhitöö. Kasutajamälu on ette nähtud kasutaja kirjutatud juhtimisprogrammide (nt tootmisprotsessi loogika, rikete käsitlemise mehhanismid) ja ajutiste andmete (nt seadme tööparameetrid, loendustulemused) salvestamiseks, mis toetab programmide muutmist ja värskendamist.

Sisend/Väljund (I/O) moodul: "Sild" PLC ja välisseadmete vahel, mis võimaldab kahesuunalist signaali teisendamist. Sisendmoodul vastutab anduritest (nt fotoelektrilised lülitid, temperatuuriandurid), nuppudest, nuppudest ja muudest seadmetest pärinevate analoogsignaalide (nt temperatuur, rõhk) või digitaalsignaalide (nt sisse-{1}}väljalülitussignaalid) teisendamise eest PLC poolt äratuntavateks elektrilisteks signaalideks. Väljundmoodul teisendab CPU arvutustulemused juhtsignaalideks, mida saavad vastu võtta välised täiturmehhanismid (nt mootorid, solenoidventiilid, indikaatortuled), viies lõpule "tajuotsuse täitmise" suletud ahela protsessi.

Toitemoodul:Pakub stabiilset töövõimsust kogu PLC-süsteemile, tavaliselt muundab vahelduvvoolu (nt AC 220 V) tööstusobjektidelt alalisvooluks (nt 24 V alalisvooluks), mida PLC vajab sisemiselt. Sellel on ka ülepinge- ja liigvoolukaitsefunktsioonid, et tagada seadmete stabiilne töö keerulistes tööstuskeskkondades.

Suhtlusmoodul:realiseerib PLC ja muude seadmete vahelisi seoseid, toetab peavoolu tööstuslikke sideprotokolle nagu PROFINET, Modbus, EtherNet/IP jne. Sidemooduli kaudu saab PLC-d ühendada puuteekraanide, tööstuslike arvutite, MES-süsteemide (tootmise täitmissüsteemide) või muude PLC-dega, et saavutada andmevahetus ja kaugjuhtimine, pannes aluse intelligentsele tootmisele.

PLC tarkvarasüsteem jaguneb süsteemitarkvaraks ja kasutajatarkvaraks. Süsteemitarkvara on eelinstallitud tootja poolt ja see vastutab riistvaradraiverite, programmide koostamise ja süsteemidiagnostika eest. Kasutajatarkvara on juhtimisprogramm, mille on koostanud insenerid tootmisnõuete alusel. Peamised programmeerimismeetodid hõlmavad redeldiagrammi (LD), struktureeritud teksti (ST), funktsionaalset plokkdiagrammi (FBD) jne. Nende hulgas on redeldiagramm muutunud tööstusettevõtetes kõige sagedamini kasutatavaks programmeerimismeetodiks, kuna see simuleerib traditsiooniliste releejuhtimisahelate omadusi.

Tarkvara juhtimise põhiloogika on "loogilise toimimise ja ajastuse juhtimine". - insenerid muudavad tootmisprotsessi programmeerimise abil loogilisteks suheteks, nagu "AND", "OR" ja "EI", või ajastusreegliteks, nagu "viivitus" ja "loendus". PLC protsessor täidab neid reegleid eelseadistatud järjekorras, et saavutada tootmisprotsessi automaatne juhtimine. Näiteks pudelivee tootmisliinil saab automatiseeritud täitmisloogika lõpule viia, kui seadistate programmi nii, et "käivitub täitemasin 0,2-sekundilise viivitusega, kui fotoandur tuvastab pudeli, ja peatub pärast täitmist 3 sekundiks".

PLC pole mitte ainult seade, vaid ka tööstusliku juhtimise ideede kehastus. See mitte ainult ei saavutanud tootmisprotsessis hüpet "käsitsi töölt" "loogikapõhisele", vaid ajendas ka kogu töötlevat tööstust intelligentse, paindliku ja tõhusa arengu suunas.