Geum.ru

Программируемые логические контроллеры в системах управления технологическими объектами

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ КОНТРОЛЛЕРЫ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ

Тяптя В.В.

Научный руководитель –доц. Елисеев П.И.

Технологический институт ВНУ им. В. Даля (г. Северодонецк)


Высокое качество товаров и услуг – это требование нашего времени. Достижение высоких показателей как на производстве, так и в быту немыслимо без специальных устройств – контроллеров, которые помогают управлять технологическими процессами, машинами, устройствами.

Программируемый логический контроллер (ПЛК, англ. Programmable Logic Controller, PLC) – электронная составляющая промышленного контроллера, специализированного (компьютеризированного) устройства, используемого для автоматизации технологических процессов. Это достаточно маленький компьютер со встроенной операционной системой (ОС). ПЛК применяются автономно для длительной работы, зачастую в неблагоприятных условиях окружающей среды, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека.

ОС ПЛК является узкоспециализированной для обработки входящих событий в режиме реального времени, т.е. в момент их возникновения. Датчики подключены к входным линиям ПЛК, чтобы уведомлять о событиях (например, температура выше/ниже определенного значения, уровень жидкости достиг задания и т.д.). Выход подключен к линии сигнала (реакции) на поступающие события (например, включение двигателя, открытие/закрытие клапанов и т.д.).

ПЛК предназначены для замены релейно-контактных схем, собранных на дискретных компонентах – реле, счётчиках, таймерах, элементах жёсткой логики. Принципиальное отличие ПЛК от релейных схем заключается в том, что все его функции реализованы программно. На одном контроллере можно реализовать схему, эквивалентную тысячам элементов жёсткой логики. При этом надёжность работы схемы не зависит от её сложности.

В системах управления технологическими объектами логические команды преобладают над числовыми операциями, что позволяет при сравнительной простоте микроконтроллера (шины шириной 8 или 16 бит), получить мощные системы действующие в режиме реального времени. В современных ПЛК числовые операции реализуются наравне с логическими. В то же время, в отличие от большинства процессоров компьютеров, в ПЛК обеспечивается доступ к отдельным битам памяти.

ПЛК имеет ряд «входов»-портов, через которые он интерпретирует «высокое» и «низкое» логическое состояние датчиков и переключателей. Он также имеет выходные клеммы, через которые ПЛК выводит «высокий» и «низкий» сигналы к соленоидам или контакторам небольших моторов и других устройств, управляя их включением/выключением.

Для легкости программирования ПЛК, был разработан язык программирования, соответствующий структуре логических диаграмм. Таким образом, промышленные электронщики, привыкшие читать структурные логические схемы, будет чувствовать себя комфортно при программировании ПЛК и выполнять те же функции управления.

Программировать контроллеры можно на пяти языках стандарта IEC-1131.3:
  • релейно-контактных схем (Ladder Diagram);
  • функциональных блоковых диаграмм (Functional Block Diagram);
  • последовательных функциональных схем (Sequential Function Chart);
  • структурированного текста (Structured Text);
  • ассемблер (Instruction List).

Для тех, кто привык к релейно-контактным схемам будет удобно работать с языком созданном на их основе (Ladder Diagram), тем кому понятней электронные схемы, могут воспользоваться языком функциональных блоковых диаграмм (Functional Block Diagram). Опытные программисты могут использовать возможности всех языков. Современный контроллер может обрабатывать дискретные и аналоговые сигналы, управлять клапанами, шаговыми двигателями, сервоприводами, преобразователями частоты, осуществлять регулирование (PID регулятор). Высокие эксплуатационные характеристики делают целесообразным применение ПЛК везде, где требуется логическая обработка сигналов от датчиков.

Независимо от наличия программного обеспечения возможно прямое программирование контролера. Панель управления из 8 функциональных клавиш и ЖК-дисплея позволяет быстро и эффективно программировать контролер. Вся необходимая информация может, как отображаться на дисплее, так и редактироваться в зависимости от потребностей пользователя.

Возможна отладка программы как с подключенным к компьютеру контролером (интерактивное отображение состояний Входов-Выходов, параметров системы и изменяющихся значений), так и в автономном режиме.

Использование в современном микроконтроллере «мощного» вычислительного устройства с широкими возможностями, построенного на одной микросхеме, значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость ПЛК в целом и отдельных его устройств.

Дешевизна, простота и удобство позволяют использовать ПЛК в электронных системах управления стиральных машин, микроволновых печей, посудомоечных машин, телефонов и современных приборов; для управления такими простыми устройствами как система открывания двери гаража, автоматизация дома, в том числе включение и выключение в определенное время света и отопления, мониторинг системы безопасности, и т.д.

Основными направлениями применения контроллеров в промышленности является: конвейеры, транспортеры, контроль водоснабжения, автоматы, станки, технологические линии и многое другое.