Біля витоків промислової автоматики стояли релейно-контактні схеми управління виробничими функціями. Такі пристрої мали специфічний неприємний звук роботи. Логіка роботи була фіксованою, і при найменшому відхиленні від заданого алгоритму дій доводилося докорінно змінювати всю ланцюжок монтажу.
З розвитком технологій в даній області процесори сильно еволюціонували. Це послужило каталізатором до створення систем управління виробничими процесами на основі промислових ПЛК-контролерів.
Перші такі програмовані контролери були використані у Сполучених Штатах. Вони послужили для організації автоматики на конвеєрному складальному виробництві у виготовленні автомобілів. Яка застосувала цю технологію була фірма “Модикон” в 1968 році.
Опис пристрою
Програмовані логічні контролери ПЛК – це автомат, керований програмою, з безліччю входів, які підключені до об’єкта з допомогою датчиків управління. Виходи підключені до пристроїв виконання команд. У конструкції контролера важливим складовим елементом є мікропроцесор. Його завдання – збирати інформацію, перетворювати і зберігати її для можливості подальшого вироблення команд управління. Одним з головних достоїнств програмованого контролера стає те, що він функціонує в режимі реального часу!
Раніше релейні контролери мали громіздкі габаритні розміри, виконували найпростіші операції перемикання. Їх логічна структура була монолітною, не змінною. Прийшли на зміну ПЛК-контролери відрізнялися компактними розмірами, алгоритм управління піднявся на новий, складний рівень виконання. З’явився процес вільного програмування.
Можливості логічних контролерів
При розробці ПЛК творцями переслідувалася мета можливості управління логічними функціями в послідовному ланцюзі. В даний час програмовані контролери можуть не тільки виробляти логічні операції, але і обробляти сигнали в цифровому поданні, управляти різними приводами, займатися регулюванням і придбали електронні навички операторського управління.
На даний момент прилади отримали широке застосування в різних напрямках. Наприклад, контролер ПЛК 100 розроблений для створення систем автоматизованого управління виробничим обладнанням в промисловості, сільському і житлово-комунальному господарстві. Також ПЛК застосовуються в енергетичній сфері, в галузі зв’язку, хімічної промисловості. Пристрої знайшли свою нішу використання в процесі видобутку і транспортування нафти і газу, в системах забезпечення безпеки, беруть участь в автоматизації складських приміщень, у виробництві продуктів харчування, в транспортному господарстві, будівництві та у багатьох інших галузях життєдіяльності людини.
Відмітні особливості
ПЛК-контролерам притаманні деякі характерні відмінності для електронних приладів, які використовуються у промисловості.
По-перше, від паралельно функціонуючих мікроконтролерів програмовані логічні прилади відрізняються використанням в сфері автоматизованих процесів на підприємствах з промисловим ухилом.
По-друге, програмовані контролери спрямовані на взаємодію з пристроями за допомогою розвиненого введення сигналів датчика і виведенням їх на виконавчі механізми, на відміну від комп’ютерів, які пристосовані для прийняття рішень за рахунок управління оператором.
По-третє, від вбудованих систем ПЛК-контролери відрізняє самодостатність в плані їх виготовлення як самостійного продукту, окремого від керованого за допомогою обладнання.
Переваги ПЛК
Також програмований контролер ПЛК характеризується простотою в контакті з користувачем. Це виражається в діях з програмування самого ПЛК по принциповій схемі, по логічних рівнянь і за допомогою базової алгоритмічної мови.
Прилад адаптовано для функціонування в негативних умовах виробництва, використовуючи в своєму активі оптичну електронну розв’язку входів/виходів від зовнішніх електричних ланцюгів. Це стало можливо завдяки наявності пристосованості контролера до більш широкого спектру умов експлуатації.
У гідності програмованих контролерів входять мобільність програмного забезпечення за рахунок уніфікації мов програмування, широкі функціональні можливості, оперативна зміна модульних вузлів, робочий режим в реальному часі, можливість ремонту і системної інтеграції.
Вибір пристрою
При виборі ПЛК керуються такими основними критеріями, як відповідність технічних можливостей поставленого завдання і, звичайно ж, вартість приладу.
Випуском даних контролерів займається величезна кількість підприємств-виготовлювачів. До переліку входять як зарубіжні фірми, так і вітчизняні. Наприклад, російська фірма “Овен” пропонує контролер ПЛК 150, який відповідає всім необхідним технічним умовам. Також у цьому списку відзначені фірми-виробники “Елемер”, “Эмикон”, “Текон”, “Фаствел”, НІЛ АП і багато інших.
Іменитими іноземними виробниками є компанії Siemens, Mitsubishi, ABB, Omron, Schneider Electric і ін
З плином часу спостерігається тенденція в еволюції програмованих логічних контролерів. Вони втрачають в габаритних розмірах, розширюється набір функціональних можливостей, додається кількість сумісних мереж і інтерфейсних оболонок, входить в повсюдне використання ідея “відкритих систем”, стандартизувати мову програмування, знижується реалізована ціна.
Варто відзначити, що зберігаються вигідні відмітні особливості програмованих контролерів від персональних комп’ютерів у вигляді призначень і присутності технологічного коду програмування.
Принцип роботи
Робоче функціонування ПЛК-контролерів має невелике відміну від стандартних приладів з мікропроцесором. Програмна оболонка даних логічних контролерів включає в себе дві частини. Зразок комп’ютерної операційної системи програмне забезпечення контролера управляє робочими вузлами, пов’язує складові частини і займається внутрішньою діагностикою. Системна оболонка ПЛК знаходиться в постійному запам’ятовуючому пристрої центрального мікрочіпа і завжди готова до роботи.
Програмований контролер функціонує в циклічному режимі способом періодичного збору вхідної інформації. Цей цикл має 4 етапи:
Класифікація контролерів
Щодо магістралей введення/виводу ПЛК-контролери класифікуються на:
- наноконтроллеры;
- мікроконтролери;
- середні контролери;
- великі контролери.
Щодо знаходження модулів вводу/виводу розрізняють:
- моноблочні;
- модульні;
- розподілені.
В залежності від методу монтажу і конструкції ПЛК бувають:
- панельні;
- для кріплення всередину на спеціальну рейку;
- для монтажу на стіну;
- для кріплення в стійці;
- не мають корпусу (одна плата).
