Zasadniczo kontroler automatyczny PLC to komputer specjalizujący się w kontroli przemysłowej. Jego struktura sprzętowa i mikrokomputer są zasadniczo takie same:
1. Zasilanie
Zasilacz PLC odgrywa ważną rolę w całym systemie. Jeśli nie ma dobrego i niezawodnego systemu zasilacza, nie może działać poprawnie. Dlatego producenci PLC przywiązują ogromną wagę do projektowania i produkcji zasilaczy. Fluktuacje napięcia prądu przemiennego są na ogół w +10% (+15%). Programowalne kontrolery mogą być bezpośrednio podłączone do siatki mocy prądu przemiennego bez innych środków
2. Centralna jednostka przetwarzania
Centralna jednostka przetwarzania (CPU) jest centrum sterowania PLC. Otrzymuje i przechowuje programy użytkowników i dane wprowadzone przez programistę zgodnie z funkcjami podanymi w programie systemowym PLC, sprawdza status zasilania, pamięci, we/wy i limitu alarmowego oraz może zdiagnozować błędy składniowe w programie użytkownika. Po uruchomieniu PLC najpierw odbiera status i dane każdego urządzenia wejściowego w polu poprzez skanowanie i przechowuje je osobno w obszarze obrazu we/wy. Następnie odczytuje program użytkownika jeden po drugim z pamięci programu użytkownika. Po interpretacji poleceń wykonuje operacje logiczne lub arytmetyczne zgodnie z instrukcjami i wysyła wyniki do obszaru obrazu lub rejestru danych we/wy. Operacja jest zatrzymywana, dopóki każde wyjście programu w celu zarejestrowania się nie zostanie zatrzymane, dopóki każde wyjście programu w celu zarejestrowania się nie zostanie zatrzymane, dopóki każde wyjście programu w celu zarejestrowania się nie zostanie zatrzymane, dopóki każde wyjście programu w celu zarejestrowania I zostanie zatrzymane, dopóki każde wyjście programu do zarejestrowania się nie zostanie zatrzymane.
W celu dalszego poprawy niezawodności PLC, w ostatnich latach duże PLC przyjęły systemy redundancji podwójnego CPU lub systemy głosowania Triple-CPU. W ten sposób, nawet jeśli procesor się nie powiedzie, cały system może nadal działać normalnie.
3. Pamięć
Pamięć używana do przechowywania oprogramowania systemowego nazywa się pamięcią programu systemu.
Pamięć używana do przechowywania oprogramowania aplikacji nazywa się pamięcią programu użytkownika.
4. Obwód interfejsu I/O
(1), obwód interfejsu wejściowego pola składa się z obwodu sprzężenia optycznego i obwodu interfejsu wejściowego mikrokomputerowego. Jako kanał wejściowy interfejsu sterowania PLC i pola.
(2), obwód interfejsu wyjściowego pola składa się z rejestrów danych wyjściowych, obwodów bramek i obwodów żądań przerwania. Programowalny sterownik logiczny wyświetla odpowiednie sygnały sterowania jednostce wykonania pola przez obwód interfejsu wyjściowego pola.
5. Moduł funkcyjny
Moduły funkcyjne, takie jak liczenie, pozycjonowanie itp.
6. Moduł komunikacyjny
Zasada działania: Po uruchomieniu PLC jego proces pracy jest ogólnie podzielony na trzy fazy: pobieranie próbek wejściowych, wykonywanie programu użytkownika i odświeżanie. Ukończenie tych trzech etapów nazywa się cykl skanowania. Podczas całego procesu pracy procesor PLC powtarza powyższe trzy etapy z pewną prędkością skanowania.
(1) Faza pobierania próbek wejściowych
W fazie próbkowania wejściowego PLC odczytuje wszystkie stany wejściowe i dane w trybie skanowania i przechowuje je w odpowiednich jednostkach w obszarze obrazu we/wy. Po zakończeniu pobierania próbek wejściowych przesyłane są fazy wykonywania programu użytkownika i wyjściowe. Podczas tych dwóch faz, nawet jeśli zmieniają się stany wejściowe i dane, stany i dane odpowiednich jednostek w obszarze mapowania we/wy nie zmieniają się. Dlatego jeśli wejście jest sygnałem impulsu, szerokość sygnału impulsowego musi być większa niż jeden cykl skanowania, aby zapewnić, że wejście można odczytać w jakichkolwiek okolicznościach.
(2) Faza wykonania programu użytkownika
Podczas fazy wykonania programu użytkownika PLC zawsze skanuje program użytkowników (schemat drabiny) w kolejności od góry do dany. Podczas skanowania każdego schematu drabiny zawsze skanuje obwód kontrolny złożony z każdego styku po lewej stronie schematu drabiny, a następnie wykonuje logiczne obliczenia na obwodzie sterującym złożonym ze styków w rzędu od lewej do prawej i od góry do dołu dolnej , a następnie odświeża status odpowiedniego bitu cewki logicznej w obszarze pamięci RAM system do wyniku operacji logicznej; lub decyduje, czy wykonać, czy zdecydować, czy wykonać specjalną instrukcję funkcji określoną na schemacie drabiny.
Innymi słowy, podczas wykonywania programu użytkownika tylko stany i dane punktów wejściowych w obszarze obrazu we/wy nie zmieniają się, podczas gdy stany i dane innych punktów wyjściowych i urządzeń oprogramowania w I/O Obszar obrazu lub obszar pamięci RAM może się zmienić. Ponadto wyniki wykonywania programu powyższego schematu drabiny będą zgodne z schematem drabiny przy użyciu tych cewek lub danych, a odwrotnie, stany lub dane cewek logicznych odświeżone na poniższym schemacie drabinowym będą działać tylko na wymienionym programie nad nim do następnego cyklu skanowania.
Jeśli podczas wykonywania programu używana jest natychmiastowa instrukcja we/wy, można uzyskać dostęp do punktów we/wy. Innymi słowy, wartości rejestrów obrazów przetwarzania wejściowego nie są aktualizowane, jeśli używana jest instrukcja we/wy. Program uzyskuje wartość bezpośrednio z modułu I/O, a wyjściowy rejestr obrazu procesu jest aktualizowany natychmiast, w przeciwieństwie do bezpośredniego wejścia.
(3) Faza odświeżania wyjściowego
Po zakończeniu skanowania programu użytkownika PLC wchodzi w fazę odświeżania wyjściowego. W tym okresie procesor odświeża wszystkie obwody zatrzasku wyjściowego zgodnie z odpowiednimi stanami i danymi w obszarze obrazu I/O, a następnie napędza odpowiednie urządzenia peryferyjne przez obwody wyjściowe. W tej chwili jest to rzeczywiste wyjście PLC.
Charakterystyka funkcjonalna: PLC ma następujące cechy
1, struktura systemu jest elastyczna, łatwa do rozszerzenia, scharakteryzowana przez kontrolę przełączania, ale także ciągłą kontrolę pętli PID i może składać się ze złożonego systemu sterowania z DDC, DC i innym górnym komputerem, aby osiągnąć zintegrowaną automatyzację produkcji proces.
2, system jest łatwy w użyciu i program. Wykorzystuje proste języki programowania, takie jak diagramy drabiny, diagramy logiczne lub tabele instrukcji bez wymagania wiedzy komputerowej. Dlatego cykl rozwoju systemu jest krótki, a debugowanie na miejscu jest łatwe. Ponadto program można zmodyfikować online, aby zmienić schemat sterowania bez usuwania sprzętu.
3, może dostosować się do różnych trudnych środowisk pracy, silnej zdolności przeciw interferencji, wysokiej niezawodności, znacznie wyższej niż inne modele.