Программируемый логический контроллер

Системы управления, выполненные на основе электромагнитных реле или микросхем с "твердой" логикой, невозможно научить исполнять другую работу без существенной переработки. Такую возможность имеют только программируемые логические контроллеры (ПЛК). ПЛК представляет собой специализированную ЭВМ, которая осуществляет логические связи между состоянием входных элементов схемы с выходными. Физически типичный ПЛК представляет собой блок, который имеет набор выходов и входов, для подключения датчиков и исполнительных механизмов (рис. 6.7).

Логика управления описывается программно на основе микрокомпьютерного ядра. Абсолютно одинаковые ПЛК могут исполнять совсем разные функции. Причем для изменения алгоритма работы не требуется никаких переработок аппаратной части. Аппаратная реализация ориентирована на сочетание с унифицированными приборами. ПЛК контролирует состояние входов (кнопок управления, конечных выключателей, датчиков и др.) и вырабатывает определенные последовательности программно задаваемых действий на изменение выходов (магнитных пускателей, сигнальных ламп, исполнительных механизмов, электромагнитов и т. д.) (рис. 6.7).

В самом начале цикла ПЛК исполняет физическое чтение входов. Считанные значения размещаются в области памяти входов. Таким образом, создается полная одномоментная зеркальная копия значений входов. Далее исполняется программа пользователя. Эта программа работает с копией значений входов и выходов, которая расположена в оперативной памяти. После выполнения кода ПЛК приводит физические выходы в соответствие с расчетными значениями и размещает их в области памяти выходов.

Программа пользователя работает только с мгновенной копией входов. Таким образом, значения входов в процессе выполнения программы постоянные в границах одного рабочего цикла. Вычисления в ПЛК всегда повторяются циклически. Одна итерация, которая включает замер, обсчет и выработку воздействия, называется рабочим циклом. Значения входов обновляются автоматически в начале каждого рабочего цикла.

ПЛК имеют специальный язык для описания алгоритма управления. Широко используют язык релейных диаграмм (LD) или релейно-контактных схем (РКС).

Зрительное восприятие РКС - диаграмм и обозначений базовых элементов интуитивно понятное (табл.6.1).

Каждому графическому отображению элементов РКС - диаграммы присваивается буквенно-цифровое обозначение. Оно обычно соответствует обозначению элемента на исходной релейно-контактной схеме (рис. 6.5, 6.6).

Графически РКС - диаграмма представляется в виде двух вертикальных шин питания. Между ними размещены горизонтальные цепи, созданные контактами и нагрузкой. В качестве нагрузки используют обмотки реле, лампы и т. д. (рис. 6.8).

Количество контактов в цепи произвольное, но нагрузка одна. Когда последовательно соединенные контакты замкнуты, ток идет по цепи и реле включается (рис. 6.8).