Преимущества современных ПЛК

Высокая производительность;

Работа в реальном времени;

Богатый функционал для построения систем управления;

Возможность подключения различных модулей расширения;

Наличие операций с плавающей точкой;

Иногда – возможность автоматической настройки пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора (ПИД);

Зачастую бесплатное программное обеспечение для использования знакомых программисту языков для программирования.

Основное преимущество PLC заключается в том, что одиночная компактная схема может заменить сотни реле. Другое преимущество — функции PLC реализуются программно, а не аппаратно, поэтому его поведение можно изменить с минимальными усилиями. С другой стороны, PLC могут быть медленнее, чем релейная аппаратная логика. Оптимальное решение для каждого конкретного приложения можно получить, применяя обе технологии в одной системе так, чтобы использовать преимущества каждой из них.

 

4.4. Отличие ПЛК от других электронных приборов

От микроконтроллеров

Если предназначением микроконтроллера является управление электронными устройствами, то область применения программируемых логических контроллеров чаще всего – автоматизация процессов производства в контексте целого промышленного предприятия.

От компьютеров

Компьютер ориентирован на то, что принимать решения и управлять будет оператор, а работа ПЛК – на взаимодействие с машинами через ввод сигналов датчиков и дальнейший вывод сигналов на исполнительные механизмы.

От встраиваемых систем

Программируемые логические контроллеры имеют вид самостоятельного изделия, изготавливаются отдельно от оборудования, в котором они будут использоваться для автоматизации управления.

 

Принцип работы

ПЛК – программируемый логический контроллер, представляют собой микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, имеющий конечное количество входов и выходов, подключенных к ним датчиков, ключей, исполнительных механизмов к объекту управления, и предназначенный для работы в режимах реального времени.

 

Принцип работы ПЛК несколько отличается от «обычных» микропроцессорных устройств. Программное обеспечение универсальных контроллеров состоит из двух частей. Первая часть это системное программное обеспечение. Проводя аналогию с компьютером можно сказать, что это операционная система, т.е. управляет работой узлов контроллера, взаимосвязи составляющих частей, внутренней диагностикой. Системное программное обеспечение ПЛК расположено в постоянной памяти центрального процессора и всегда готово к работе. По включению питания, ПЛК готов взять на себя управление системой уже через несколько миллисекунд. ПЛК работают циклически по методу периодического опроса входных данных.

Рабочий цикл ПЛК включает 4 фазы:

1. Опрос входов.

2. Выполнение пользовательской программы.

3. Установку значений выходов.

4. Некоторые вспомогательные операции (диагностика, подготовка данных для отладчика, визуализации и т. д.).

Выполнение 1 фазы обеспечивается системным программным обеспечением. После чего управление передается прикладной программе, той программе, которую вы сами записали в память, по этой программе контроллер делает то что вы пожелаете, а по ее завершению управление опять передается системному уровню. За счет этого обеспечивается максимальная простота построения прикладной программы – ее создатель не должен знать, как производится управление аппаратными ресурсами. Необходимо знать с какого входа приходит сигнал и как на него реагировать на выходах

Очевидно, что время реакции на событие будет зависеть от времени выполнения одного цикла прикладной программы. Определение времени реакции – времени от момента события до момента выдачи соответствующего, управляющего сигнала – поясняется на рисунке:

 

Обладая памятью, ПЛК в зависимости от предыстории событий, способен реагировать по-разному на текущие события. Возможности перепрограммирования, управления по времени, развитые вычислительные способности, включая цифровую обработку сигналов, поднимают ПЛК на более высокий уровень в отличие от простых комбинационных автоматов.

Существует два вида входов дискретные, аналоговые

Один дискретный вход ПЛК способен принимать один бинарный электрический сигнал, описываемый двумя состояниями – включен или выключен. Все дискретные входы (общего исполнения) контроллеров обычно рассчитаны на прием стандартных сигналов с уровнем 24. В постоянного тока. Типовое значение тока одного дискретного входа (при входном напряжении 24 В) составляет около 10 мА.

Аналоговый электрический сигнал отражает уровень напряжения или тока, соответствующий некоторой физической величине, в каждый момент времени. Это может быть температура, давление, вес, положение, скорость, частота и т. д.