Как работает ПЛК?
Эта статья будет посвящена для самых начинающих. Для тех, кто только только постигает азы автоматизации. Для того, чтобы начинать программировать, нужно понимать как вообще работает программируемый логический контроллер. Как подавать сигналы на входы, как срабатывают выходы контроллеров.
Приветствую уважаемые друзья, коллеги и читатели. Я написал цикл статей по программированию в среде разработки CoDeSyS 2.3 и в CoDeSyS 3.5. Но при этом я забыл о важном. Про работу аппаратной части контроллера. Что тоже немаловажно понимать, когда вы пишете свои алгоритмы.
Итак, о контроллерах
Любая машина, способная автоматически выполнять некоторые операции, имеет в своём составе управляющий контроллер, обеспечивающий логику управления. Контроллер это мозг машины, естественно чем сложнее логика работы машины, тем умнее должен быть контроллер.
Технически контроллеры реализуется по-разному, это может быть механическое устройство, пневматические и гидравлические системы или даже компьютерная программа.
Типичный ПЛК представляет собой блок для подключения датчиков и исполнительных механизмов. Логика управления описывается программно на основе микропроцессорного ядра.
Задачей прикладного программирования ПЛК является реализация алгоритма управления конкретной машины.
Мы представляем себе некий чёрный ящик в который входят датчики, сенсоры, концевики, различные контакты. В ящике осуществляются определённые операции с входными данными, после этого выдаёт на выходы (клапана, насосы, вентиляторы, нагреватели, двигатели).
Основная задача для работы с ПЛК это составление необходимого алгоритма для работы в технологическом процессе.
При составлении алгоритма пишутся программы на одном из языков программирования стандарта МЭК. Про каждый из них я писал в статье.
Что нужно учесть при выборе ПЛК
Для подбора контроллера для какой-нибудь высокоинтеллектуальной системы важно учитывать следующие параметры:
- Быстродействие ПО в контроллере;
- Количество входов и выходов;
- Тип выходов;
- Наличие быстродействующих дискретных входов и выходов;
- Быстродействие АЦП (если требуется);
- Дискретность АЦП (если требуется);
- Количество интерфейсов на борту.
Итак, вот перечень параметров, о которых я не задумывался годами ранее, когда только начинал заниматься автоматизацией на производстве. Обо всём по порядку.
Быстродействие ПО в контроллере — очень важно понимать с какой скоростью происходит обработка операции в «мозгах» ПЛК. Так как задачи бывают разные, есть медленные, вялотекущие физические процессы. Допустим измерение температуры в контуре отопления, измерение давления в системе.
А бывают процессы в которых требуется очень быстрые измерение и арифметический подсчёт входных и выходных параметров. Бывают такие случаи, когда ваш контроллер банально не подходит для той или иной задачи. Очень обидно, когда приходится покупать другой и всё переделывать заново.
Количество входов и выходов - как бы это банально не прозвучало, всегда берите с запасом. Потому что бывает нужно по технологии добавить ещё реле, датчик, компрессор, катушка и т.д. Такие дополнялки случаются очень часто. Всё предусмотреть заранее не возможно.
Тип выходов - модификаций контроллеров очень много, все абсолютно разные. В основном ПЛК бывают с транзисторными и релейными выходами. В чём же разница? Разница есть, в схеме подключения и быстродействии выхода. Если вы применяете высокоточные и быстродействующие алгоритмы, то сразу ставьте с транзисторными выходами. Не забудьте подключить обратный защитный диод.
Наличие быстродействующих дискретных входов и выходов — это очень важно когда вы будете применять энкодеры, быстродействующие индуктивные или ёмкостные датчики. Быстрые выходы переключаются по времени примерно 0,002 мс, отличие от обычных 5 мс. Быстродействующие входы и выходы нужны для тех процессов, в которых участвует высокая частота.
Быстродействующий АЦП - тоже очень важный параметр. Этот параметр нужен, когда в вашей системе быстродействующие исполнительные органы, и вам необходимо вычислить точную обратную связь. Для корректной работы алгоритма требуется высокое качество измеряемого параметра.
Ну к примеру, вам необходимо измерить длину точно за короткий промежуток времени. Чтобы в измерениях длины не было «провалов» требуется быстрая обработка аналогового сигнала.
Дискретность АЦП - это говорит вам о том, с какой погрешностью будет происходить то или иное измерение. Если в технологическом процессе важна точность, то важно учесть параметр дискретности аналогового входа.
Количество интерфейсов на борту — различные Ethernet, RS-485, Rs-232 и т.д. Не каждое оборудование умеет дружить друг с другом. Поэтому возникает иногда необходимость брать контроллер с двумя параллельными интерфейсами RS-485. GPRS модемы могут работать только в одиночку по сети RS-485, другие модули не сработают.
Я написал эту простую и небольшую статью в основном для студентов и тех, кто только начинает вникать в автоматизацию.
Подписывайтесь на новости блога, расскажите вашим друзьям и коллегам. Спасибо за внимание до встречи в следующих статьях.
С уважением, Гридин Семён
