PLC (Programmable Logic Controller) ir vadības ierīce, ko plaši izmanto rūpnieciskajā automatizācijā. Tas apstrādā un novērtē dažādus ievades signālus, pamatojoties uz lietotāja-programmētu vadības loģiku, un pēc tam izvada atbilstošus vadības signālus, lai panāktu automatizētu ražošanas procesa vadību. Šajā rakstā ir sniegts detalizēts ievads par PLC darbības pamatprincipiem un skenēšanas darbības režīmu.
I. PLC darbības pamatprincipi
PLC darbības princips galvenokārt ietver šādas darbības:
1. Ievades signāla iegūšana:PLC saņem dažādus signālus no lauka, izmantojot ievades moduļus, piemēram, digitālos signālus un analogos signālus. Šie signāli tiek apstrādāti, piemēram, opto-izolācija un filtrēšana, pirms tie tiek pārveidoti ciparu signālos, ko atpazīst PLC iekšējā sistēma.
2. Programmas apstrāde:PLC apstrādā un novērtē ievades signālus, pamatojoties uz lietotāja{0}}ieprogrammēto vadības loģiku. Programmas apstrāde galvenokārt ietver tādas funkcijas kā loģiskās darbības, aritmētiskie aprēķini un datu konvertēšana. Programmas apstrādes laikā PLC ģenerē atbilstošas vadības komandas, pamatojoties uz dažādiem nosacījumiem.
3. Izejas signāla vadība:PLC nosūta apstrādātās vadības komandas uz izejas moduli. Izvades modulis pārveido digitālos signālus laukam nepieciešamajos signālu formātos (piemēram, digitālajos signālos, analogajos signālos utt.) un izvada tos uz izpildmehānismiem (piemēram, relejiem, servomotoriem utt.), tādējādi panākot kontroli pār ražošanas procesu.
4. Saziņa un uzraudzība:PLC ir komunikācijas iespējas, kas nodrošina datu apmaiņu ar citām ierīcēm (piemēram, resursdatoriem, skārienekrāniem utt.), izmantojot sakaru saskarnes, lai panāktu attālo uzraudzību un vadību. Vienlaikus PLC var parādīt reāllaika darbības statusu un kļūdu informāciju, izmantojot savus displejus.
II. PLC skenēšanas darbības režīma raksturojums
PLC skenēšanas darbības raksturlielumi galvenokārt ir atspoguļoti šādos aspektos: Pirmkārt, PLC izmanto "secīgās skenēšanas, nepārtrauktas cilpas" darbības režīmu. Katrs skenēšanas cikls, kas pazīstams arī kā skenēšanas periods vai darba cikls, sākas ar CPU izpildes pirmo instrukciju. Pēc tam tas secīgi izpilda lietotāja programmu pa rindiņai līdz pabeigšanai, pēc tam atgriežas pie pirmās instrukcijas, lai sāktu jaunu skenēšanas ciklu. Otrkārt, PLC programmas izpilde notiek pēc periodiskas skenēšanas shēmas, kas atbilst principam no kreisās-uz-no labās-uz-no apakšas.
Turklāt katrs skenēšanas cikls ietver trīs soļus: ievades paraugu ņemšanu, programmas izpildi un izvades atsvaidzināšanu. Tādējādi PLC darbība nepārtraukti darbojas šādā veidā. Visbeidzot, centralizētās paraugu ņemšanas un centralizētās izvades dēļ rodas ievades/izvades aizkave, kā rezultātā rodas reakcijas aizkave. Tie veido PLC skenēšanas darbības primāros raksturlielumus.
III. PLC skenēšanas darbības režīms
PLC skenēšanas darbības režīms galvenokārt ir sadalīts šādos posmos:
PLC skenēšanas darbības režīms sastāv no trim galvenajiem posmiem: ievades izlases posma, lietotāja programmas izpildes stadijas un izvades atsvaidzināšanas posma.
1. Ievades izlases fāze
Ievades paraugu ņemšanas fāzes laikā PLC secīgi skenē un nolasa visus ievades stāvokļus un datus, saglabājot tos atbilstošās vienībās I/O attēla apgabalā. Pabeidzot ievades paraugu ņemšanu, sistēma pāriet uz lietotāja programmas izpildes un izvades atsvaidzināšanas fāzi. Šo divu fāžu laikā, pat ja mainās ievades stāvokļi vai dati, atbilstošās vienības I/O attēla apgabalā paliek nemainīgas. Tāpēc, ja ievade ir impulsa signāls, impulsa platumam ir jāpārsniedz viens skenēšanas cikls, lai nodrošinātu, ka ievade tiek uztverta visos apstākļos.
2. Lietotāja programmas izpildes fāze
Lietotāja programmas izpildes fāzē PLC vienmēr secīgi skenē lietotāja programmu (kāpņu diagrammu) no augšas uz leju. Skenējot katru kāpņu diagrammu, tā vispirms skenē vadības ķēdi, ko veido kontakti kāpņu diagrammas kreisajā pusē. Pēc tam tas veic loģiskas darbības vadības ķēdē, ko veido kontakti secībā no kreisās uz labo un no augšas uz leju. Pamatojoties uz šo loģisko darbību rezultātiem, tas atjaunina atbilstošā bita statusu sistēmas RAM krātuves apgabalā loģiskajai spolei vai atjaunina atbilstošā bita statusu izvades spoles I/O attēla apgabalā, vai arī nosaka, vai jāizpilda kāpņu diagrammā norādītā īpašās funkcijas instrukcija. Tas nozīmē, ka lietotāja programmas izpildes laikā tikai ievades punktu statuss un dati I/O attēla apgabalā paliek nemainīgi. Citu izvades punktu un mīksto ierīču statuss un dati I/O attēla apgabalā vai sistēmas RAM var mainīties. Turklāt kāpņu diagrammu izpildes rezultāti, kas novietoti augstāk kaudzē, ietekmē nākamās kāpņu diagrammas, kurās tiek izmantotas šīs spoles vai dati. Un otrādi, atsvaidzinātais loģiskās spoles statuss vai dati no zemāka-līmeņa kāpņu diagrammām ietekmē tikai augšējā-līmeņa kāpņu diagrammas nākamā skenēšanas cikla laikā.
3. Izvades atsvaidzināšanas fāze
Pēc lietotāja programmas skenēšanas pabeigšanas PLC nonāk izvades atsvaidzināšanas fāzē. Šajā periodā centrālais procesors atsvaidzina visus izvades fiksatorus, pamatojoties uz atbilstošo statusu un datiem I/O attēla apgabalā, un pēc tam vada atbilstošās perifērijas ierīces caur izvades shēmu. Tas veido PLC faktisko izvadi.
Rezumējot, PLC darbības pamatprincips ietver lauka signālu savākšanu, izmantojot ievades moduļus, to apstrādi un novērtēšanu saskaņā ar lietotāja-programmētu vadības loģiku un pēc tam izpildmehānismu vadību, izmantojot izejas moduļus, lai panāktu automatizētu ražošanas procesa vadību. PLC skenēšanas darbība ietver fāzes, tostarp sistēmas paš-pārbaudi, ievades skenēšanu, programmu apstrādi, izvades skenēšanu, saziņu un uzraudzību. Šīs fāzes veido skenēšanas ciklu, kuru PLC nepārtraukti atkārto, lai realizētu automatizētu ražošanas procesa vadību.