Téma: PLC řízení, funkce
Předmět: Mechatronika
Přidal(a): David Veselík
PLC disponuje digitálními či analogovými vstupy/výstupy a komunikačním rozhraním pro snadné připojení k dalším nadřazeným systémům. Jejich počet potom závisí na konkrétním typu a možnostech připojení rozšiřujících periferií. Podle rozsahu řízené úlohy je tedy nutné zajistit dostatečný počet těchto portů, např. prostřednictvím přídavných periferií. Rozšiřující jednotky mohou disponovat pouze jedním druhem portů, např. digitálními vstupy, nebo mohou PLC rozšířit o další možnosti připojení konkrétních senzorů, jako jsou např. teplotní čidla, enkodéry aj. Jiné periferie potom mohou sloužit k připojení motorů, např. krokových nebo servomotorů, které vyžadují specifický způsob řízení. Pro řízení rozsáhlých úloh je samozřejmě také nutný dostatečný výkon a rychlost pro zpracování dat v reálném čase.
Z tohoto hlediska lze PLC rozdělit na:
- Kompaktní modulární
- Kompaktní PLC
- Modulární PLC
Historie prvních automatů:
PLC představuje zkratku programovatelného logického automatu (z anglického Programmable Logic Controller). Přesto, že si pod pojmem automat mnozí představí zařízení 20. století, existovaly již před dvěma tisíci lety a bez nich bychom automaty v dnešní podobě neměli. První automaty najdeme již ve starověké Alexandrii kolem roku 300 p.n.l. Na automatizaci starověkého světa se podílel především jeden člověk – Hérón Alexandrijský zvaný Méchanikos
Programování PLC:
- Program pro PLC sestává z jednotlivých příkazů a ty zase z programových instrukcí.
- Struktura programového příkazu je u všech PLC v podstatě stejná a odpovídá tomuto schématu:
- PODMÍNKA (LOGICKÝ VÝRAZ)
- INSTRUKCE (NASTAVENÍ HODNOT VÝSTUPŮ NEBO OBSAHU PAMĚTI).
- Provedou se pouze tehdy, je-li podmínka splněna (logický výraz má hodnotu, logická 1)
- Kromě programování pomocí instrukcí (tzv. programování v textovém módu) mnozí výrobci dodávají software pro grafické programování, které se provádí pomocí symbolů logických operací popřípadě složitějších funkčních bloků propojovaných spojnicemi představujícími signály. V poslední době dochází k unifikaci těchto programovacích systémů na základě normy
Využití:
PLC se svojí konstrukcí hlavně hodí buď pro centrální řízení jednodušších aplikací MaR nebo u velkých regulačních a řídicích systémů pro distribuované decentralizované řízení jednotlivých procesů, předzpracování signálů pro nadřazené ovládací a vizualizační systémy převážně tvořené klasickým nebo průmyslovým PC.
Funkce:
Funkce celého PLC i ovládání připojených prvků je řízeno uloženým programem, který lze snadno vytvořit pomocí výrobcem dodávaného grafického „klikacího“ vývojového softwaru pro běžná PC a operační systém Windows. Ten umožňuje mimo programování i průběžnou grafickou simulaci a po připojení PLC k PC pomocí USB či RS-232 kabelu i reálné zkoušení a testování.
I/O (jednotka řízení vstupů a výstupů) snímá hodnoty vstupních veličin z procesu, konvertuje je do číslicové formy a ukládá do operační paměti.
CPU (centrální jednotka) zpracovává informace, tj. podle programu čte z operační paměti hodnoty vstupních a pomocných proměnných, provádí s nimi logické (případně i numerické) operace a výsledky ukládá do operační paměti.
RAM (operační paměť s možností čtení i zápisu) slouží k ukládání řídicího programu a hodnot vstupních, výstupních a pomocných proměnných.
ROM (paměť pouze pro čtení) obsahuje systémové programy pro činnost automatu, které uživatel nemůže modifikovat.
SPEC (speciální funkce) obsahuje modul hodin, časovače, čítače, sekvenční registry a případně algoritmy pro regulace, matematické funkce apod., je-li jimi automat vybaven.
COM (komunikace) zajišťuje komunikaci automatu s okolím po sériové lince nebo po speciální komunikační sběrnici.
ZDROJ zajišťuje napájení automatu elektrickou energií.
baterie zálohuje obsah operační paměti při výpadku napájení.
Důležitými funkčními prvky PLC jsou:
- časovače slouží k řízení doby trvání operací, jednak v řízeném procesu, jednak v řídicím programu (např. čekání na signál z procesu); časovače mají nastavitelný čas běhu, jsou spouštěny a zastavovány binárním signálem a po proběhnutí nastaveného času dávají na výstupu též binární signál, takže se velice dobře dají zařazovat do kombinační i sekvenční logiky.
- čítače slouží k počítání vstupních pulsů nebo k vysílání určeného počtu pulsů na výstup; počet pulsů je předvolitelný, čítače jsou ovládány binárními signály a jejich výstupy jsou rovněž binární signály, takže mohou být také snadno zařazovány do struktur logického řízení.
- sekvenční registry (nebo se jim také říká posuvné registry) … jsou to posloupnosti bitů, ve kterých je každý bit samostatně adresovatelný, tj. můžeme se na něj v programu odkazovat. Vložení nové informace (logické 0 nebo 1) na vstup sekvenčního registru způsobí, že se tato informace umístí do 1. bitu a obsah všech ostatních bitů se posune, o jednu směrem, ke konci registru (poslední údaj se ztrácí); tím je možno určitou informaci posunovat a po určeném počtu kroků ji zase vyjmout a zpracovat.
Využití PLC v moderní domácnosti, automatizace osvětlení, otevírání vrat, dveří, zavlažování zahrady, vytápění. Předpokladem pro domácí automatizaci je jednotka PLC.
