Podstawową funkcją sterownika PLC jest realizacja sterowania automatyką przemysłową. Odbiera sygnały wejściowe,-takie jak temperatura, ciśnienie i przepływ, wykrywane przez czujniki,-przetwarza je przy użyciu wewnętrznej logiki programu, a następnie generuje sygnały wyjściowe w celu sterowania działaniem elementów wykonawczych, takich jak silniki, zawory i czujniki poziomu. Sterowniki PLC można programować tak, aby spełniały szeroki zakres potrzeb w zakresie sterowania automatyką, a ich programowalność, stabilność i niezawodność są ich największymi zaletami. Dzięki modułowej budowie sterowniki PLC można rozbudowywać i modernizować zgodnie ze specyficznymi wymaganiami sterowania.
W szczególności sterownik PLC składa się z następujących podstawowych elementów:
Procesor (jednostka centralna): odpowiedzialny za kontrolowanie działania całego systemu, wykonywanie-programów napisanych przez użytkownika i przetwarzanie operacji wejścia/wyjścia.
Moduły wejść/wyjść (moduły we/wy): odbierają sygnały wejściowe (takie jak z czujników, przycisków i przełączników), przekształcają je na sygnały cyfrowe, a następnie przesyłają je do procesora w celu przetworzenia. Podobnie moduły wyjściowe przekształcają sygnały cyfrowe przetwarzane przez procesor na działania fizyczne (takie jak działanie silników, świateł i brzęczyków).
Pamięć: sterownik PLC wykorzystuje pamięć do przechowywania informacji,-napisanych przez użytkownika, danych, zmiennych i stanu.
Programista: Programista PLC służy do pisania, modyfikowania i pobierania programów do pamięci sterownika PLC.
Interfejsy komunikacyjne: Sterowniki PLC mogą także komunikować się z innymi urządzeniami (takimi jak komputery, czujniki i elementy wykonawcze) za pośrednictwem różnych interfejsów komunikacyjnych.
Podsumowując, sterowniki PLC realizują sterowanie automatyką przemysłową poprzez przetwarzanie sygnałów wejściowych i wyjściowych. Ich programowalność, modułowość i skalowalność czynią je niezbędnym elementem sterowania automatyką przemysłową.
Wyjaśnienie pięciu głównych funkcji sterownika PLC
1. Cyfrowe sterowanie logiczne
Jest to najbardziej podstawowe i powszechne zastosowanie sterownika PLC. Zarówno sygnały wejściowe, jak i wyjściowe sterownika PLC są sygnałami cyfrowymi z jedynie stanami włączenia/wyłączenia. Ten rodzaj sterowania jest najbardziej podobny do sterowania przekaźnikowego; jako substytut przekaźnikowego systemu sterowania można zastosować niedrogi- sterownik PLC posiadający wyłącznie możliwości sterowania cyfrowego. Cyfrowe sterowanie logiczne można zastosować do pojedynczych elementów wyposażenia lub do zautomatyzowanych linii produkcyjnych, takich jak różne przekaźnikowe systemy sterowania, maszyny do tłoczenia i odlewania, przenośniki taśmowe, maszyny pakujące, sterowanie windami, sterowanie różnymi pompami i zaworami elektromagnetycznymi w systemach przetwarzania chemicznego, systemy podawania wielkopiecowego w systemach metalurgicznych, walcownie, maszyny do ciągłego odlewania, nożyce latające, linie do galwanizacji, linie rozlewu piwa, linie montażowe samochodów oraz linie do produkcji telewizyjnej i radiowej.
2. Sterowanie ruchem
Sterowniki PLC można wykorzystać do sterowania ruchem liniowym lub kołowym. Na początku czujniki położenia i siłowniki podłączano bezpośrednio za pośrednictwem cyfrowych modułów we/wy; obecnie powszechnie stosuje się dedykowane moduły sterowania ruchem. Prawie wszystkie sterowniki PLC produkowane przez największych producentów na całym świecie oferują możliwości sterowania ruchem. Funkcje sterowania ruchem PLC są szeroko stosowane w różnego rodzaju maszynach, takich jak obrabiarki-do cięcia metalu, maszyny do formowania metalu, maszyny montażowe, roboty i windy.
3. Sterowanie procesem w-zamkniętej pętli
Sterowanie procesem odnosi się do sterowania w-pętli zamkniętej stale zmieniającymi się wielkościami analogowymi, takimi jak temperatura, ciśnienie i natężenie przepływu. Za pomocą analogowych modułów we/wy sterowniki PLC wykonują konwersję sygnału analogowego-na-cyfrowy (A/D) i cyfrowo-na-analogowy (D/A) między sygnałami analogowymi i cyfrowymi oraz implementują sterowanie PID w pętli zamkniętej-wielkości analogowe. Nowoczesne duże i średnie-sterowniki PLC zazwyczaj oferują możliwości sterowania w pętli zamkniętej PID. Funkcjonalność tę można wdrożyć za pomocą dedykowanych inteligentnych modułów PID lub podprogramów PID lub projektując niestandardowe podprogramy PID; jednakże częściej stosuje się dedykowane instrukcje funkcji PID. Możliwości analogowego sterowania PID sterownika PLC znalazły szerokie zastosowanie w urządzeniach takich jak maszyny do formowania wytłocznego tworzyw sztucznych, piece grzewcze, piece do obróbki cieplnej i kotły, a także w gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle lekkim, inżynierii chemicznej, maszynach, metalurgii, wytwarzaniu energii i materiałach budowlanych.
4. Przetwarzanie danych
Nowoczesne sterowniki PLC oferują takie funkcje, jak operacje matematyczne (w tym operacje na macierzach, operacjach funkcyjnych i operacjach logicznych), operacje na danych, konwersja, sortowanie, tablice przeglądowe i operacje bitowe, umożliwiając gromadzenie, analizę i przetwarzanie danych. Dane te można porównać z wartościami referencyjnymi przechowywanymi w pamięci, przesyłanymi do innych inteligentnych urządzeń za pomocą funkcji komunikacyjnych lub drukowanymi w tabelach. Przetwarzanie danych jest zwykle stosowane w dużych-systemach sterowania, takich jak bezzałogowe elastyczne systemy produkcyjne, ale można je również zastosować w systemach sterowania procesami, takich jak wielkoskalowe-systemy sterowania w przemyśle papierniczym, metalurgicznym i spożywczym.
5. Komunikacja
Komunikacja PLC obejmuje komunikację pomiędzy programowalnymi sterownikami logicznymi, a także komunikację pomiędzy sterownikami PLC i innymi inteligentnymi urządzeniami sterującymi. Wraz z rozwojem sterowania komputerowego-w ostatnich latach sieci komunikacyjne automatyki przemysłowej szybko rozwinęły się za granicą, a wszyscy główni producenci sterowników PLC wprowadzili systemy sieciowe do komunikacji między-sterownikami PLC.