Контролеры

В связи с растущими требованиями к современным машинам и производственным процессам решения с использованием ПЛК в области автоматизации стали неотъемлемой частью повседневного промышленного производства. ПЛК можно запрограммировать в цифровом виде и, таким образом, адаптировать к требованиям конкретного технологического процесса.

Программируемый логический контроллер, представляют собой микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, имеющий конечное количество входов и выходов, подключенных к ним датчиков, ключей, исполнительных механизмов к объекту управления, и предназначенный для работы в режимах реального времени.

Основным режимом работы ПЛК выступает длительное автономное использование, часто в неблагоприятных условиях окружающей среды, без серьезного обслуживания и без вмешательства человека. ПЛК обычно применяются для управления последовательными процессами, используя входы и выходы для определения состояния объекта и выдачи управляющих воздействий.

Для связи с окружающей средой ПЛК оборудован входными периферийными устройствами (входами), на которые подаются сигналы от управляемого процесса, дискретные сигналы в виде состояния включения/выключения (например, определение положения конечным датчиком) или непрерывные аналоговые сигналы с датчиков (например, значения температуры, давления, уровня и т.д).

На «противоположной» стороне ПЛК имеет выходные периферийные устройства (выходы), к которым подключены элементы управляющие автоматизируемым процессом, опять же в виде дискретного сигнала управления вкл/выкл (например, электромагнитное реле, контактор двигателя, катушка клапана, сигнальная лампа. или в виде непрерывного аналогового выходного управляющего сигнала (например, для управления скоростью двигателя, положением регулирующего клапана и т. д.).

Между входами и выходами «располагается» управляющая логика — ЦП, которая на основе состояния входов управляет выходами таким образом, чтобы добиться минимального отклонения от желаемого или заданного состояния всего устройства.

Помимо классической периферии (бинарной, аналоговой) ПЛК оснащается интерфейсом для связи с программатором, таким же или другим интерфейсом для связи с оператором (при необходимости). Другим вариантом является подключение ПЛК к сети, когда он может обмениваться данными с другими ПЛК, периферийными устройствами, системами в целом в сетевой иерархии.

Функции ПЛК обладают рядом преимуществ: благодаря своей гибкости они могут применяться в самых разных отраслях промышленности. В настройки можно вносить изменения в любое время без какого-либо вмешательства в работу самого оборудования.

Конструктивно ПЛК приспособлены для работы в типовых промышленных условиях, с учетом загрязненной атмосферы, уровней сигналов, термо- и влагостойкости, ненадежности источников питания, а также механических ударов и вибраций. С этой целью аппаратная часть заключается в прочный корпус, минимизирующий негативное влияние ряда производственных факторов.

Производительность контроллеров может варьироваться от возможностей простых устройств до уровня вычислений многоядерных процессоров.

Сейчас стало популярным координирование всех функциональных возможностей машины в одной программной среде и через одну программу, которые работают на одном процессоре. Это позволяет синхронизировать функции машины, а модульная структура кода обеспечивает организованный, целостный подход к управлению. Тем не менее имеет место и менее интегрированное управление — простые приложения, которые не предназначены для будущего масштабирования и поэтому не нуждаются в универсальности и гибкости. Требования к техническим характеристикам контроллера определяются сложностью и особенностями решаемой задачи.

ПЛК обычно являются первым шагом при построении систем АСУ. Это объясняется тем, что необходимость автоматизации отдельного механизма или установки всегда наиболее очевидна. Она дает быстрый экономический эффект, улучшает качество производства, позволяет избежать физически тяжелой и рутинной работы.