Sterowniki PLC geneza systemu

Sterowanie PLC ma już kilkadziesiąt lat. Pierwszym prekursorem systemu był Modicon (Schneider Electric). Ogromny układ przewidziany był dla branży motoryzacyjnej. Ideą było zastąpienie wadliwych bramek logicznych, przekaźników, układów czasowych, liczników itd.

Jak działa sterownik PLC?

Jak każde urządzenie elektroniczne sterownik PLC zbudowany jest z podzespołów. Nazwano je modułami.

Wnętrze PLC wyposażono w moduł zasilający (Power Supply) zazwyczaj składający się z 5V prądu stałego zasilającego logikę i/lub dodatkowego zasilacza np. 12VDC do zasilania szyny rozszerzeń IO. Moduł wejściowy (Input Module) odpowiada za zbieranie informacji w postaci binarnej czy analogowej i umieszczanie jej w tzw. obrazie wejściowym. Moduł wyjściowy (Output Module) odczytuje obraz wyjściowy i wystawia odpowiednie sygnały wyjściowe. Mogą to być analogi lub sygnały binarne. W module pamięci (Memory) w postaci binarnej (0-1) zapisany jest nasz program. Moduł procesora (CPU) odpowiedzialny jest za odczyt obrazu wejść porównaniu go z programem z pamięci i zapisem do obrazu wyjść który jest mapowany do fizycznych wyjść. Każde urządzenie posiada również terminal komunikacyjny zarówno do programowania jak i komunikowania się z nim przy pomocy innych urządzeń (np. PC, HMI).

Sam PLC  realizuje program zgodnie ze skanem. Jest to czas pętli programu który zawiera odczyt wejść, analizę, porównanie i zapis wyjść. Przede wszystkim zasada jest taka, że realizuje się od lewej do prawej i od góry do dołu. Po pierwsze czas skanu PLC uzależniony jest od mocy obliczeniowej aparatu, wielkości programu oraz złożoności. Po drugie inny będzie skan przy wykorzystaniu prostej logiki, a inny przy złożonych funkcjach czy przerwaniach.

Podział sterowników ze względu na budowę

Sterowniki PLC możemy podzielić na modułowe lub kompaktowe. Te pierwsze zbudowane są w postaci kart łączących się ze sobą. Zaś kompaktowe scalają w jednym „opakowaniu” wszystkie potrzebne do działania elementy.

Wyposażenie sterowników plc

Logiczne sterowniki programowalne w zależności od zapotrzebowania mają zainstalowane różne interfejsy komunikacyjne. Ponadto moduły wejść/wyjść IO.

Niewątpliwie z interfejsów możemy wyróżnić porty szeregowe RS232 czy RS485, port Ethernet czy CAN. W modułach rozszerzających królują binarne, analogowe, wagowe, pomiaru temperatury, komunikacyjne.

Zastosowanie PLC

Sterowanie oparte o urządzenia  kompaktowe lub modułowe można znaleźć w wielu pozycjach zarówno produkcyjnych, budowlanych czy użytku domowego.

Dodatkowo uniwersalność zastosowań sprawia, że stosowane są do obsługi galerii handlowych, maszyn przetwórczych, urządzeń budowlanych. Zaliczają się do nich: Sterowanie w inteligentnych domach, windach, dźwigach. Podobnie mają go obrabiarki, wytłaczarki, linie montażowe czy roboty. Maszyny rolnicze oraz budowlane. Wszędzie tam gdzie występuje konieczność i możliwość zminimalizowania logicznego układu sterowania.

Producenci sterowników plc

Na rynku światowym bezsprzecznie występuje wielu producentów sterowania plc. Są to zarówno giganci branż przemysłowych, oraz mniejsze firmy próbujące swych sił. Poniżej przedstawię kilku producentów. Są to na przykład:

• Fatek
• Delta Electronics
• Siemens
• GE
• Mitsubishi
• Omron
• Vipa
• LG
• Wernicki Automatyka
• Abb
• Allen Bradley
• Koyo
• Keyence
• Eaton (Moeller)
• Schneider Electric
• Wecon
• Telmatik
• Liteon

Protokoły komunikacyjne

Z każdym aparatem na pewno chcemy się skomunikować. Dlatego musi nam to umożliwiać. Producenci dwoją cię i troją aby unowocześnić i niekiedy ujednolicić „języki komunikacji”. Do najważniejszych zaliczamy na przykład:

• Modbus RTU, TCP
• Profibus
• Profinet
• Facon
• Devicenet
• CAN
• EtherCat

Oprogramowanie narzędziowe

W związku z tym, że w pamięci jest program zero-jedynkowy producenci udostępniają nam oprogramowanie, które umożliwia w sposób logiczny ułożyć algorytm. Po napisaniu jednym z kilku języków programowania jest kompilowany i wysyłany do PLC. W śród języków programowania widnieją na przykład:

• LD – Ladder – język drabinkowy
• ST – Structured text – język strukturalny
• FBD – Function block diagram – język bloków funkcyjnych
• SFC – Sequential function chart – graficzny język programowania
• IL – Instruction list – lista instrukcji