PLC (програмований логічний контролер) — це пристрій керування, який широко використовується в промисловій автоматизації. Він обробляє та оцінює різні вхідні сигнали на основі-запрограмованої користувачем логіки керування, а потім виводить відповідні сигнали керування для досягнення автоматизованого керування виробничим процесом. У цій статті детально описано основні принципи роботи та режим роботи сканування ПЛК.
I. Основні принципи роботи ПЛК
Принцип роботи ПЛК включає в себе наступні етапи:
1. Отримання вхідного сигналу:ПЛК отримує різні сигнали з поля через модулі введення, такі як цифрові сигнали та аналогові сигнали. Ці сигнали проходять обробку, наприклад опто{1}}ізоляцію та фільтрацію, перш ніж перетворюватися на цифрові сигнали, які розпізнає внутрішня система ПЛК.
2. Обробка програми:ПЛК обробляє та оцінює вхідні сигнали на основі-запрограмованої користувачем логіки керування. Обробка програми в основному включає такі функції, як логічні операції, арифметичні обчислення та перетворення даних. Під час обробки програми ПЛК генерує відповідні команди керування на основі різних умов.
3. Контроль вихідного сигналу:ПЛК надсилає оброблені команди керування на модуль виведення. Модуль виводу перетворює цифрові сигнали в необхідні формати сигналів для поля (наприклад, цифрові сигнали, аналогові сигнали тощо) і виводить їх на виконавчі механізми (наприклад, реле, серводвигуни тощо), таким чином досягаючи контролю над виробничим процесом.
4. Комунікація та моніторинг:ПЛК мають комунікаційні можливості, забезпечуючи обмін даними з іншими пристроями (такими як головні комп’ютери, сенсорні екрани тощо) через комунікаційні інтерфейси для досягнення віддаленого моніторингу та керування. Одночасно ПЛК можуть відображати-робочий стан-часу та інформацію про несправності на власних дисплеях.
II. Характеристики режиму роботи PLC Scan
Характеристики роботи сканування ПЛК відображаються в першу чергу в таких аспектах: По-перше, ПЛК використовують робочий режим «послідовне сканування, безперервний цикл». Кожен цикл сканування, також відомий як період сканування або робочий цикл, починається з виконання центральним процесором першої інструкції. Потім він послідовно виконує програму користувача рядок за рядком до завершення, після чого повертається до першої інструкції для початку нового циклу сканування. По-друге, виконання програми PLC виконується за періодичним шаблоном сканування за принципом зліва-на-праворуч, зверху-на-знизу.
Крім того, кожен цикл сканування складається з трьох етапів: вибірка вхідних даних, виконання програми та оновлення вихідних даних. Таким чином, робота ПЛК безперервно змінюється таким чином. Нарешті, через централізовану вибірку та централізований вихід виникає затримка введення/виведення, що призводить до затримок відповіді. Це основні характеристики сканування PLC.
III. Режим роботи сканування PLC
Режим роботи сканування ПЛК в основному поділяється на наступні етапи:
Режим роботи сканування ПЛК складається з трьох основних етапів: етап вибірки вхідних даних, етап виконання програми користувача та етап оновлення вихідних даних.
1. Фаза вхідної вибірки
Під час фази вибірки вхідних даних ПЛК послідовно сканує та зчитує всі вхідні стани та дані, зберігаючи їх у відповідних одиницях в області зображення вводу/виводу. Після завершення дискретизації вхідних даних система переходить до фази виконання програми користувача та оновлення вихідних даних. Протягом цих двох фаз, навіть якщо вхідні стани або дані змінюються, відповідні одиниці в області зображення введення/виведення залишаються незмінними. Таким чином, якщо вхідний сигнал є імпульсним сигналом, ширина імпульсу повинна перевищувати один цикл сканування, щоб гарантувати, що вхідний сигнал фіксується за будь-яких умов.
2. Фаза виконання програми користувача
Під час фази виконання програми користувача ПЛК завжди сканує програму користувача (схему сходів) послідовно зверху вниз. Під час сканування кожної драбинової діаграми спочатку сканується схема керування, утворена контактами на лівій стороні драбинової діаграми. Потім він виконує логічні операції в ланцюзі керування, утвореному контактами в порядку зліва направо та зверху вниз. На основі результатів цих логічних операцій він оновлює статус відповідного біта в системній області зберігання RAM для логічної котушки або оновлює статус відповідного біта в області зображення вводу/виводу для вихідної котушки, або визначає, чи потрібно виконувати спеціальну функціональну інструкцію, визначену сходовою діаграмою. Тобто під час виконання користувацької програми незмінними залишаються лише стан і дані точок введення в області зображення введення/виведення. Статус і дані інших точок виводу та програмних пристроїв в області зображення вводу/виводу або системній оперативній пам’яті можуть змінюватися. Крім того, результати виконання сходових діаграм, розташованих вище в стеку, впливають на наступні сходові діаграми, які використовують ці котушки або дані. І навпаки, оновлений стан логічної котушки або дані зі сходових діаграм нижнього-рівня впливають лише на діаграми верхнього-рівня під час наступного циклу сканування.
3. Фаза оновлення виводу
Після завершення сканування програми користувача ПЛК переходить у фазу оновлення вихідних даних. Протягом цього періоду ЦП оновлює всі вихідні фіксатори на основі відповідного стану та даних в області зображення вводу/виводу, а потім управляє відповідними периферійними пристроями через вихідну схему. Це фактичний вихід ПЛК.
Підсумовуючи, основний принцип роботи ПЛК передбачає збір польових сигналів через модулі введення, обробку й оцінку їх відповідно до-запрограмованої користувачем логіки керування, а потім керування приводами через вихідні модулі для досягнення автоматизованого керування виробничим процесом. Операція сканування ПЛК складається з етапів, включаючи само-тестування системи, сканування вхідних даних, обробку програми, сканування вихідних даних, зв’язок і моніторинг. Ці фази утворюють цикл сканування, який ПЛК безперервно повторює для реалізації автоматизованого керування виробничим процесом.