ทุกสิ่งที่คุณอยากรู้เกี่ยวกับพื้นฐานของ PLC อยู่ที่นี่!

ขั้นแรกคำจำกัดความและการจำแนกประเภทของ PLC

PLC ขึ้นอยู่กับไมโครโปรเซสเซอร์การผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เทคโนโลยีการควบคุมอัตโนมัติและเทคโนโลยีการสื่อสารด้วยการเขียนโปรแกรมการเขียนโปรแกรม "ภาษาธรรมชาติ" ที่มุ่งเน้นผู้ใช้มุ่งเน้นไปที่สภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมง่ายและเข้าใจง่ายใช้งานง่ายความน่าเชื่อถือสูงของอุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรมทั่วไปรุ่นใหม่

PLC เป็นอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติอเนกประสงค์ที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของการควบคุมลำดับการถ่ายทอด

1 คำจำกัดความของ PLC

Programmable Logic Controller เป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์แบบอัลกอริทึมดิจิตอลที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม

มันใช้หน่วยความจำที่ตั้งโปรแกรมได้สำหรับการจัดเก็บคำแนะนำภายในเพื่อดำเนินการเช่นการดำเนินการตรรกะการควบคุมลำดับเวลาการนับและการดำเนินการทางคณิตศาสตร์และเพื่อควบคุมเครื่องจักรหรือกระบวนการผลิตประเภทต่างๆผ่านอินพุตดิจิตอลและอะนาล็อก

คอนโทรลเลอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เกี่ยวข้องควรเป็นเรื่องง่ายที่จะสร้างโดยรวมด้วยระบบควบคุมอุตสาหกรรมง่ายต่อการขยายการทำงานของหลักการออกแบบ

2 การจำแนก PLC

ความหลากหลายของผลิตภัณฑ์ PLC ข้อมูลจำเพาะและประสิทธิภาพแตกต่างกัน สำหรับ PLC มักจะขึ้นอยู่กับรูปแบบโครงสร้างที่แตกต่างกันความแตกต่างการทำงานและจำนวนคะแนน I / O ฯลฯ สำหรับการจำแนกทั่วไป

2.1 การจำแนกตามรูปแบบโครงสร้าง

ตามรูปแบบโครงสร้างของ PLC PLC สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: อินทิกรัลและโมดูลาร์

(1) PLC อินทิกรัล

Integral PLC เป็นแหล่งจ่ายไฟ, CPU, อินเตอร์เฟส I/O และส่วนประกอบอื่น ๆ จะถูกติดตั้งจากส่วนกลางในแชสซีที่มีโครงสร้างขนาดกะทัดรัดขนาดเล็กราคาต่ำ PLC ขนาดเล็กโดยทั่วไปใช้โครงสร้างอินทิกรัลนี้

PLC Integral โดยจุด I / O ที่แตกต่างกันของหน่วยพื้นฐาน (หรือที่เรียกว่าโฮสต์) และหน่วยขยายประกอบด้วยหน่วยพื้นฐานของ CPU, อินเตอร์เฟส I / O และหน่วยขยาย I / O ที่เชื่อมต่อกับพอร์ตการขยายตัวและโปรแกรมเมอร์หรือนักเขียน EPROM ที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เฟซ หน่วยขยายเฉพาะ I / O และแหล่งจ่ายไฟ ฯลฯ และไม่มี CPU

ระหว่างหน่วยพื้นฐานและหน่วยขยายโดยทั่วไปจะเชื่อมต่อกับสายเคเบิลแบน Integral PLC ยังสามารถติดตั้งหน่วยฟังก์ชั่นพิเศษเช่นหน่วยอะนาล็อกหน่วยควบคุมตำแหน่ง ฯลฯ เพื่อให้สามารถขยายฟังก์ชั่นได้

(2) PLC แบบแยกส่วน

Modular PLC จะเป็นส่วนประกอบ PLC ถูกสร้างขึ้นเป็นโมดูลแยกต่างหากเช่นโมดูล CPU, โมดูล I / O, โมดูลแหล่งจ่ายไฟ (บางส่วนมีอยู่ในโมดูล CPU) และโมดูลการทำงานที่หลากหลาย PLC แบบแยกส่วนประกอบด้วยเฟรมหรือพื้นผิวและโมดูลต่างๆซึ่งติดตั้งบนซ็อกเก็ตของเฟรมหรือสารตั้งต้นดังแสดงในรูป

PLC แบบโมดูลาร์นี้โดดเด่นด้วยการกำหนดค่าที่ยืดหยุ่นตามความจำเป็นในการเลือกขนาดที่แตกต่างกันของระบบและง่ายต่อการรวบรวมง่ายต่อการขยายและบำรุงรักษา โดยทั่วไปแล้ว PLC ขนาดใหญ่และขนาดกลางจะใช้โครงสร้างแบบแยกส่วน

นอกจากนี้ยังมี PLCs ที่รวมคุณสมบัติของประเภทเสาหินและโมดูลเข้ากับรูปแบบที่เรียกว่า PLC แบบซ้อนกัน

PLC CPU แบบซ้อนกัน, แหล่งจ่ายไฟ, อินเทอร์เฟซ I / O ฯลฯ เป็นโมดูลอิสระ แต่พวกเขาเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิลและโมดูลสามารถเรียงซ้อนชั้นโดยเลเยอร์ ด้วยวิธีนี้ระบบไม่เพียง แต่สามารถกำหนดค่าได้อย่างยืดหยุ่น แต่ยังสามารถทำขนาดกะทัดรัดได้

2.2 การจำแนกตามฟังก์ชั่น

จากฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันของ PLC, PLC สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: เกรดต่ำระดับกลางและเกรดสูง

(1) PLC เกรดต่ำ

PLC เกรดต่ำพร้อมการดำเนินการตรรกะเวลาการนับการขยับและวินิจฉัยตนเองการตรวจสอบและฟังก์ชั่นพื้นฐานอื่น ๆ แต่ยังมีอินพุต/เอาต์พุตแบบอะนาล็อกจำนวนเล็กน้อยการดำเนินการทางคณิตศาสตร์การถ่ายโอนข้อมูลและฟังก์ชั่นการเปรียบเทียบและการสื่อสารส่วนใหญ่สำหรับการควบคุมตรรกะการควบคุมลำดับหรือการควบคุมแบบอะนาล็อก

(2) มิดตูนปล.

PLC ระดับกลางนอกเหนือจากฟังก์ชั่น PLC เกรดต่ำ แต่ยังมีอินพุต / เอาต์พุตอะนาล็อกที่แข็งแกร่งการดำเนินการทางคณิตศาสตร์การถ่ายโอนข้อมูลและการเปรียบเทียบการแปลงดิจิตอล I / O ระยะไกลรูทีนย่อยและเครือข่ายการสื่อสารและฟังก์ชั่นอื่น ๆ บางอย่างสามารถเพิ่มเพื่อขัดจังหวะการควบคุมการควบคุม PID และฟังก์ชั่นอื่น ๆ เหมาะสำหรับระบบควบคุมที่ซับซ้อน

(3) PLC เกรดสูง

PLC คุณภาพสูงนอกเหนือจากฟังก์ชั่นของ PLC ระดับกลาง แต่ยังเพิ่มสัญญาณของการดำเนินการทางคณิตศาสตร์การดำเนินการเมทริกซ์การดำเนินการตรรกะบิตการดำเนินงานรากที่สองและฟังก์ชั่นพิเศษอื่น ๆ เช่นเลขคณิตการทำตารางและฟังก์ชั่นการถ่ายโอนแบบฟอร์ม

PLC คุณภาพสูงมีฟังก์ชั่นการสื่อสารและเครือข่ายที่แข็งแกร่งซึ่งสามารถใช้สำหรับการควบคุมกระบวนการขนาดใหญ่หรือระบบควบคุมเครือข่ายแบบกระจายซึ่งทำให้ตระหนักถึงระบบอัตโนมัติของโรงงาน

2.3 การจำแนกตามจำนวนคะแนน I/O

ตามจำนวน I / O Points Plc, PLC สามารถแบ่งออกเป็นขนาดเล็กกลางและใหญ่สามประเภท

(1) PLC ขนาดเล็ก

PLC ขนาดเล็กมีคะแนนน้อยกว่า 256 I/O, CPU เดียวและ 8- บิตหรือ 16- ตัวประมวลผลบิตและความจุหน่วยความจำผู้ใช้ 4KB หรือน้อยกว่า

(2) PLC ขนาดกลาง

PLC ขนาดกลางมีคะแนน I/O 256 ถึง 2048, CPU คู่และหน่วยความจำผู้ใช้ 2 ถึง 8 KB

(3) PLC ขนาดใหญ่

PLC ขนาดใหญ่มีคะแนน I/O มากกว่า 2048, CPU หลายตัวและ 16- บิตหรือ 32- บิตโปรเซสเซอร์บิตและความจุหน่วยความจำผู้ใช้ 8 ถึง 16 KB

ในโลกผลิตภัณฑ์ของ PLC สามารถแบ่งออกเป็นสามโรงเรียนหลัก ได้แก่ โรงเรียนผลิตภัณฑ์อเมริกันโรงเรียนผลิตภัณฑ์ยุโรปซึ่งเป็นโรงเรียนผลิตภัณฑ์ญี่ปุ่น

เทคโนโลยี PLC ของสหรัฐอเมริกาและยุโรปได้รับการวิจัยและพัฒนาอย่างอิสระแยกจากกันดังนั้นจึงมีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างผลิตภัณฑ์ PLC ของสหรัฐอเมริกาและยุโรป

ในขณะที่เทคโนโลยี PLC ของญี่ปุ่นได้รับการแนะนำโดยสหรัฐอเมริกาผลิตภัณฑ์ PLC ของสหรัฐอเมริกามีมรดกบางอย่าง แต่ผลิตภัณฑ์หลักของญี่ปุ่นอยู่ในตำแหน่งที่อยู่ใน PLC ขนาดเล็ก สหรัฐอเมริกาและยุโรปเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่อง PLC ขนาดใหญ่และขนาดกลางในขณะที่ญี่ปุ่นเป็นที่รู้จักสำหรับ PLC ขนาดเล็ก

ประการที่สองฟังก์ชั่นและพื้นที่แอปพลิเคชันของ PLC

PLC เป็นการสังเคราะห์ข้อดีของการควบคุมคอนแทครีเลย์และความยืดหยุ่นของคอมพิวเตอร์ความสะดวกสบายและข้อดีของการออกแบบและการผลิตและการพัฒนาซึ่งทำให้ PLC มีตัวควบคุมอื่น ๆ อีกมากมายไม่สามารถเปรียบเทียบกับลักษณะ

1 ฟังก์ชัน PLC

PLC เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ในฐานะแกนกลางการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เทคโนโลยีการควบคุมอัตโนมัติและเทคโนโลยีการสื่อสารพัฒนาอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติอุตสาหกรรมทั่วไปที่มีความน่าเชื่อถือสูงขนาดเล็กการทำงานที่แข็งแกร่งการเขียนโปรแกรมง่าย ๆ การบำรุงรักษาที่ยืดหยุ่นและเป็นสากล (PLC, หุ่นยนต์และ CAD/CAM) ของการควบคุมอุตสาหกรรมที่ทันสมัย ตามลักษณะของ PLC รูปแบบการทำงานของมันสามารถสรุปได้ในประเภทต่อไปนี้

(1) การสลับการควบคุมตรรกะ

PLC มีความสามารถในการดำเนินงานตรรกะที่ทรงพลังและสามารถตระหนักถึงการควบคุมตรรกะที่เรียบง่ายและซับซ้อนที่หลากหลาย นี่คือพื้นที่แอปพลิเคชันพื้นฐานและแพร่หลายที่สุดของ PLC ซึ่งแทนที่การควบคุมคอนแทครีเลย์แบบดั้งเดิม

(2) การควบคุมแบบอะนาล็อก

PLC ติดตั้งโมดูล A/D และ D/A โมดูล A/D สามารถเป็นที่ตั้งของอุณหภูมิความดันการไหลความเร็วและการแปลงแบบอะนาล็อกอื่น ๆ เป็นปริมาณดิจิตอลและจากนั้นโดยการประมวลผลไมโครโปรเซสเซอร์ PLC (การประมวลผลไมโครโปรเซสเซอร์สามารถเป็นปริมาณดิจิตอลเท่านั้น) หรือโดยโมดูล D / A ที่แปลงเป็นปริมาณดิจิตอลจากนั้นควบคุม; หรือโดยโมดูล D / A ที่แปลงเป็นปริมาณดิจิตอล

หรือแปลงโดยโมดูล D / A เป็นอะนาล็อกจากนั้นควบคุมวัตถุที่ควบคุมเพื่อให้ PLC สามารถรับรู้ได้ในการควบคุมแบบอะนาล็อก

(3) การควบคุมกระบวนการ

โดยทั่วไปแล้ว PLC ขนาดใหญ่และขนาดกลางที่ทันสมัยนั้นมาพร้อมกับโมดูลควบคุม PID สามารถควบคุมกระบวนการวงปิดได้ เมื่อการเบี่ยงเบนของตัวแปรในกระบวนการควบคุม PLC สามารถคำนวณเอาต์พุตที่ถูกต้องตามอัลกอริทึม PID จากนั้นควบคุมและปรับกระบวนการผลิตเพื่อรักษาตัวแปรที่ค่าที่ตั้งไว้ ในปัจจุบัน PLC ขนาดเล็กจำนวนมากยังมีฟังก์ชั่นการควบคุม PID

(4) การควบคุมเวลาและการนับ

PLC มีฟังก์ชั่นเวลาและการนับที่แข็งแกร่งสามารถให้ผู้ใช้กับผู้ใช้หลายสิบหรือหลายร้อยหลายพันตัวจับเวลาและเคาน์เตอร์

เวลาเวลาและค่าการนับสามารถตั้งค่าโดยผู้ใช้โดยพลการเมื่อเขียนโปรแกรมผู้ใช้และยังสามารถตั้งค่าโดยผู้ประกอบการในเขตอุตสาหกรรมผ่านโปรแกรมเมอร์จึงตระหนักถึงการควบคุมเวลาและการนับ หากผู้ใช้จำเป็นต้องนับสัญญาณที่มีความถี่สูงกว่าพวกเขาสามารถเลือกโมดูลการนับความเร็วสูง

(5) การควบคุมลำดับ

ในการควบคุมอุตสาหกรรมการเขียนโปรแกรมคำแนะนำขั้นตอน PLC หรือการเขียนโปรแกรมด้วยการลงทะเบียน Shift สามารถใช้เพื่อตระหนักถึงการควบคุมลำดับ

(6) การประมวลผลข้อมูล

Modern PLC ไม่เพียง แต่มีความสามารถในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์การถ่ายโอนข้อมูลการเรียงลำดับและการค้นหาตาราง แต่ยังสามารถเปรียบเทียบข้อมูลการแปลงข้อมูลการสื่อสารข้อมูลการแสดงข้อมูลและการพิมพ์ ฯลฯ มีความสามารถในการประมวลผลข้อมูลที่แข็งแกร่ง

(7) การสื่อสารและเครือข่าย

PLC ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ใช้เทคโนโลยีการสื่อสารและเครือข่ายด้วย RS -232 หรือ RS -485 อินเตอร์เฟสสำหรับการควบคุม I/O ระยะไกล

PLC หลายตัวสามารถเชื่อมโยงและสื่อสารกันและการแลกเปลี่ยนข้อมูลและการแลกเปลี่ยนข้อมูลสามารถรับรู้ได้ระหว่างอุปกรณ์ภายนอกและหน่วยประมวลผลสัญญาณของตัวควบคุมที่ตั้งโปรแกรมได้อย่างน้อยหนึ่งตัวเช่นการถ่ายโอนโปรแกรมการถ่ายโอนไฟล์ข้อมูลการตรวจสอบและการวินิจฉัย อินเทอร์เฟซการสื่อสารหรือโปรเซสเซอร์การสื่อสารตามอินเตอร์เฟสฮาร์ดแวร์มาตรฐานหรือโปรโตคอลการสื่อสารที่เป็นกรรมสิทธิ์เพื่อให้โปรแกรมและการถ่ายโอนข้อมูลเสร็จสิ้น

2 พื้นที่แอปพลิเคชันของ PLC

ในปัจจุบัน PLC ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางทั้งในและต่างประเทศในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่นเหล็กและเหล็กกล้า, ปิโตรเลียม, เคมี, พลังงานไฟฟ้า, วัสดุก่อสร้าง, การผลิตเครื่องจักร, ยานยนต์, สิ่งทอ, การขนส่ง, การป้องกันสิ่งแวดล้อมและวัฒนธรรมและความบันเทิง ฯลฯ

(1) การสลับการควบคุมตรรกะ

นี่คือ PLC พื้นฐานที่สุด แต่ยังเป็นพื้นที่แอปพลิเคชันที่กว้างขวางที่สุดมันแทนที่วงจรรีเลย์แบบดั้งเดิมเพื่อให้ได้การควบคุมตรรกะการควบคุมลำดับ ทั้งสองสำหรับการควบคุมอุปกรณ์เดียว

สามารถใช้สำหรับการควบคุมอุปกรณ์เดียว แต่ยังสำหรับการควบคุมกลุ่มหลายเครื่องและสายอัตโนมัติเช่นเครื่องฉีดขึ้นรูปเครื่องพิมพ์เครื่องจักรการเย็บเล่มเครื่องมือเครื่องจักรรวมเครื่องบดสายบรรจุภัณฑ์และสายชุบ

(2) การควบคุมแบบอะนาล็อก

ในกระบวนการผลิตอุตสาหกรรมมีปริมาณการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องมากมายเช่นอุณหภูมิความดันการไหลระดับและความเร็วเป็นแบบอะนาล็อก เพื่อให้ PLC จัดการกับปริมาณอะนาล็อกต้องตระหนักถึงปริมาณอะนาล็อกและดิจิตอลระหว่างการแปลง A / D และการแปลง D / A ผู้ผลิต PLC กำลังผลิตโมดูลการแปลง A / D และ D / A เพื่อให้ PLC สำหรับการควบคุมแบบอะนาล็อก

(3) การควบคุมการเคลื่อนไหว

PLC สามารถใช้สำหรับการเคลื่อนไหวแบบวงกลมหรือการควบคุมการเคลื่อนไหวเชิงเส้น จากการกำหนดค่ากลไกการควบคุมก่อนสำหรับการสลับโมดูล I / O ที่เชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ตำแหน่งและแอคชูเอเตอร์และตอนนี้ใช้โมดูลควบคุมการเคลื่อนไหวโดยเฉพาะที่สามารถขับมอเตอร์ Stepper หรือ Servo Motors เดี่ยวแกนหรือโมดูลควบคุมตำแหน่งหลายแกน

ผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิต PLC รายใหญ่ของโลกเกือบทั้งหมดมีฟังก์ชั่นการควบคุมการเคลื่อนไหวใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรเครื่องมือเครื่องจักรหุ่นยนต์ลิฟต์และโอกาสอื่น ๆ

(4) การควบคุมกระบวนการ

การควบคุมกระบวนการหมายถึงการควบคุมวงปิดของอุณหภูมิความดันการไหลและปริมาณอะนาล็อกอื่น ๆ ในโลหะวิทยาอุตสาหกรรมเคมีการรักษาความร้อนการควบคุมหม้อไอน้ำและโอกาสอื่น ๆ มีการใช้งานที่หลากหลายมาก ในฐานะคอมพิวเตอร์ควบคุมอุตสาหกรรม PLC สามารถตั้งโปรแกรมอัลกอริทึมการควบคุมที่หลากหลายเพื่อควบคุมวงปิดแบบปิด

โดยทั่วไปแล้วการควบคุม PID จะใช้ในระบบควบคุมวงปิดการควบคุมมากขึ้น PLC ขนาดใหญ่และขนาดกลางมีโมดูล PID, PLC ขนาดเล็กจำนวนมากยังมีโมดูลฟังก์ชันนี้การประมวลผล PID โดยทั่วไปจะใช้รูทีนย่อย PID พิเศษ

(5) การประมวลผลข้อมูล

PLC สมัยใหม่พร้อมการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ (รวมถึงการดำเนินการเมทริกซ์การดำเนินการฟังก์ชั่นการดำเนินการเชิงตรรกะ) การถ่ายโอนข้อมูลการแปลงข้อมูลการเรียงลำดับการดำเนินการตารางและบิต ฯลฯ สามารถทำการเก็บข้อมูลการวิเคราะห์และการประมวลผลให้เสร็จสมบูรณ์ ข้อมูลเหล่านี้สามารถเก็บไว้ในหน่วยความจำด้วยการเปรียบเทียบค่าอ้างอิงจากนั้นดำเนินการควบคุมบางอย่างให้เสร็จสมบูรณ์ ยังสามารถใช้ฟังก์ชั่นการสื่อสารกับอุปกรณ์อัจฉริยะอื่น ๆ หรือพิมพ์แท็บ

การประมวลผลข้อมูลโดยทั่วไปใช้สำหรับระบบควบคุมขนาดใหญ่เช่นระบบการผลิตที่ยืดหยุ่นแบบไม่มีคนขับ สามารถใช้สำหรับระบบควบคุมกระบวนการเช่นกระดาษโลหะวิทยาอุตสาหกรรมอาหารระบบควบคุมขนาดใหญ่บางระบบ

(6) การสื่อสารและเครือข่าย

การสื่อสาร PLC มีการสื่อสาร PLC และการสื่อสารระหว่าง PLC และอุปกรณ์อัจฉริยะอื่น ๆ ด้วยการพัฒนาของการควบคุมคอมพิวเตอร์การพัฒนาเครือข่ายอัตโนมัติของโรงงานนั้นรวดเร็วมากผู้ผลิต PLC ให้ความสำคัญกับฟังก์ชั่นการสื่อสารของ PLC ได้แนะนำระบบเครือข่ายของตนเอง PLC ที่ผลิตใหม่มีส่วนต่อประสานการสื่อสารการสื่อสารสะดวกมาก

ประการที่สามโครงสร้างพื้นฐานและหลักการทำงานของ PLC

ในฐานะคอมพิวเตอร์ควบคุมอุตสาหกรรม PLC และคอมพิวเตอร์ทั่วไปมีโครงสร้างที่คล้ายกัน แต่เนื่องจากการใช้โอกาสและวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันจึงมีความแตกต่างในโครงสร้าง

องค์ประกอบฮาร์ดแวร์ 1 PLC

เมนเฟรมของ PLC ประกอบด้วย CPU, หน่วยความจำ (EPROM, RAM), หน่วยอินพุต/เอาต์พุต, อินเทอร์เฟซ I/O ต่อพ่วง, อินเทอร์เฟซการสื่อสารและแหล่งจ่ายไฟ สำหรับ PLC อินทิกรัลส่วนประกอบเหล่านี้ทั้งหมดอยู่ในตัวเรือนเดียวกัน

สำหรับ PLC แบบแยกส่วนในทางกลับกันแต่ละส่วนจะถูกห่อหุ้มอย่างอิสระและเรียกว่าโมดูลและโมดูลจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันด้วยชั้นวางและสายเคเบิล

แต่ละส่วนภายในโฮสต์เชื่อมต่อผ่านบัสพลังงานบัสควบคุมที่อยู่บัสและบัสข้อมูลตามวัตถุควบคุมจริงจะต้องติดตั้งอุปกรณ์ภายนอกบางอย่างซึ่งประกอบไปด้วยระบบควบคุม PLC ที่แตกต่างกัน

อุปกรณ์ภายนอกที่ใช้กันทั่วไปคือโปรแกรมเมอร์เครื่องพิมพ์นักเขียน EPROM ฯลฯ PLC สามารถกำหนดค่าให้สื่อสารกับคอมพิวเตอร์โฮสต์และโมดูลการสื่อสาร PLC อื่น ๆ ซึ่งเป็นระบบควบคุมการกระจาย PLC

ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายของแต่ละองค์ประกอบของ PLC และบทบาทของมันเพื่อให้ผู้ใช้สามารถเข้าใจหลักการควบคุมและกระบวนการทำงานของ PLC ต่อไป

(1) CPU

CPU เป็นศูนย์ควบคุมของ PLC, PLC ภายใต้การควบคุมของ CPU เพื่อประสานงานในลักษณะที่เป็นระเบียบเพื่อให้บรรลุการควบคุมอุปกรณ์ต่าง ๆ ในฉาก ซีพียูประกอบด้วยไมโครโปรเซสเซอร์และตัวควบคุมซึ่งสามารถตระหนักถึงการดำเนินการตรรกะและคณิตศาสตร์และเพื่อประสานงานระบบควบคุมภายในงานของส่วนต่าง ๆ ของระบบ

บทบาทของคอนโทรลเลอร์คือการควบคุมส่วนประกอบไมโครโปรเซสเซอร์ทั้งหมดเพื่อทำงานในลักษณะที่จัดระเบียบฟังก์ชั่นพื้นฐานของมันคือการอ่านคำแนะนำจากหน่วยความจำและดำเนินการตามคำแนะนำ

(2) หน่วยความจำ

PLC มีหน่วยความจำสองประเภทคือหน่วยความจำระบบและหน่วยความจำผู้ใช้ หน่วยความจำระบบใช้ในการจัดเก็บโปรแกรมการจัดการระบบผู้ใช้ไม่สามารถเข้าถึงและแก้ไขเนื้อหาของส่วนนี้ของหน่วยความจำ

หน่วยความจำผู้ใช้ใช้เพื่อจัดเก็บโปรแกรมแอปพลิเคชันที่ตั้งโปรแกรมไว้และสถานะข้อมูลการทำงาน ส่วนหนึ่งของหน่วยความจำผู้ใช้ที่เก็บสถานะข้อมูลการทำงานเรียกอีกอย่างว่าพื้นที่จัดเก็บข้อมูลซึ่งรวมถึงพื้นที่ภาพข้อมูลอินพุต/เอาต์พุตพื้นที่ข้อมูลสำหรับหมายเลขที่ตั้งไว้ล่วงหน้า/ตัวนับและค่าปัจจุบันและพื้นที่บัฟเฟอร์สำหรับการจัดเก็บผลลัพธ์ระดับกลาง

หน่วยความจำของ PLC ส่วนใหญ่มีสิ่งต่อไปนี้

(1) หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว

(2) หน่วยความจำแบบอ่านได้อย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้

(3) หน่วยความจำแบบอ่านแบบอ่านได้อย่างเดียว

(4) หน่วยความจำแบบอ่านแบบอ่านได้โดยใช้งานได้

(5) หน่วยความจำการเข้าถึงแบบสุ่ม

(3) โมดูลอินพุต/เอาต์พุต (I/O)

①การเปลี่ยนโมดูลอินพุต

อุปกรณ์อินพุตสวิตช์คือสวิตช์, ปุ่ม, เซ็นเซอร์ ฯลฯ ประเภทอินพุตของ PLC สามารถเป็น DC, AC และ AC/DC แหล่งจ่ายไฟสำหรับวงจรอินพุตสามารถจัดหาได้จากภายนอกหรือภายในโดย PLC

②โมดูลเอาต์พุต

ฟังก์ชั่นของโมดูลเอาต์พุตคือการแปลงสัญญาณควบคุมระดับ TTL โดย CPU ที่ดำเนินการโปรแกรมผู้ใช้เป็นสัญญาณที่จำเป็นในไซต์การผลิตซึ่งสามารถผลักดันอุปกรณ์เฉพาะเพื่อผลักดันการกระทำของแอคชูเอเตอร์

(4) โปรแกรมเมอร์

โปรแกรมเมอร์เป็นอุปกรณ์ภายนอกที่สำคัญของ PLC โดยใช้โปรแกรมเมอร์สามารถส่งไปยังโปรแกรมผู้ใช้ในหน่วยความจำโปรแกรมผู้ใช้ของ PLC การดีบักโปรแกรมตรวจสอบกระบวนการดำเนินการโปรแกรม โปรแกรมเมอร์สามารถแบ่งโครงสร้างออกเป็นสามประเภทต่อไปนี้

(1) โปรแกรมเมอร์ง่ายๆ

(2) โปรแกรมเมอร์กราฟิก

(3) โปรแกรมเมอร์คอมพิวเตอร์อเนกประสงค์

(5) แหล่งจ่ายไฟ

ฟังก์ชั่นของหน่วยจ่ายไฟคือการแปลงแหล่งจ่ายไฟภายนอก (พลังงาน AC 220V) เป็นแรงดันไฟฟ้าภายใน แหล่งจ่ายไฟที่เชื่อมต่อภายนอกผ่าน PLC นั้นมาพร้อมกับแหล่งจ่ายไฟภายในสวิตช์สวิตช์ภายในพิเศษแหล่งจ่ายไฟ AC / DC เข้าสู่วงจรภายใน PLC ที่จำเป็นสำหรับการทำงานของแหล่งจ่ายไฟ (DC 5V, ± 12V, 24V) และส่วนประกอบอินพุตภายนอก) แหล่งจ่ายไฟเพื่อขับเคลื่อนการโหลด PLC นั้นมีให้โดยผู้ใช้

(6) ส่วนต่อพ่วงส่วนต่อพ่วง

วงจรอินเตอร์เฟสอุปกรณ์ต่อพ่วงใช้ในการเชื่อมต่อโปรแกรมเมอร์มือถือหรือโปรแกรมเมอร์กราฟิกอื่น ๆ การแสดงข้อความและสามารถสร้างเครือข่ายควบคุม PLC ผ่านส่วนต่อพ่วงส่วนต่อพ่วง PLC ใช้สายเคเบิล PC/PPI หรือการ์ด MPI เพื่อเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่าน RS -485

2 ส่วนประกอบซอฟต์แวร์ PLC

ซอฟต์แวร์ PLC ประกอบด้วยโปรแกรมระบบและโปรแกรมผู้ใช้

โปรแกรมระบบออกแบบและเขียนโดยผู้ผลิต PLC และเก็บไว้ในหน่วยความจำระบบ PLC ผู้ใช้ไม่สามารถอ่านและเขียนและเปลี่ยนแปลงได้โดยตรง โดยทั่วไปโปรแกรมระบบรวมถึงขั้นตอนการวินิจฉัยระบบโปรแกรมการประมวลผลอินพุตโปรแกรมการรวบรวมโปรแกรมการถ่ายโอนข้อมูลและโปรแกรมการตรวจสอบ

โปรแกรมผู้ใช้ PLC เป็นผู้ใช้ที่ใช้ภาษาการเขียนโปรแกรม PLC ตามข้อกำหนดการควบคุมของโปรแกรม ในแอปพลิเคชันของ PLC สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการเขียนโปรแกรมผู้ใช้ด้วยภาษาการเขียนโปรแกรม PLC เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์การควบคุม

เนื่องจาก PLC เป็นอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการควบคุมอุตสาหกรรมผู้ใช้หลักคือช่างเทคนิคไฟฟ้าส่วนใหญ่เพื่อตอบสนองนิสัยดั้งเดิมและความเชี่ยวชาญของความสามารถในการใช้ภาษาการเขียนโปรแกรมหลักของ PLC มากกว่าภาษาคอมพิวเตอร์ค่อนข้างง่ายเข้าใจภาพของภาษาพิเศษ

1. โครงสร้างคำสั่งกราฟิก

2. ค่าคงที่ตัวแปรที่ชัดเจน

3. โครงสร้างโปรแกรมง่ายๆ

4. กระบวนการสร้างซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันแบบง่ายๆ

5. เครื่องมือดีบั๊กที่ปรับปรุงแล้ว

3 หลักการทำงานพื้นฐานของ PLC

การสแกน PLC ทำงานในสามขั้นตอนหลักคือขั้นตอนการสุ่มตัวอย่างอินพุตขั้นตอนการดำเนินการโปรแกรมผู้ใช้และเฟสรีเฟรชเอาต์พุต

1. ขั้นตอนการสุ่มตัวอย่างอินพุต

ในขั้นตอนการสุ่มตัวอย่างอินพุต PLC จะอ่านในสถานะอินพุตทั้งหมดและข้อมูลตามลำดับในลักษณะการสแกนและเก็บไว้ในหน่วยที่สอดคล้องกันในพื้นที่ภาพ I/O หลังจากการสุ่มตัวอย่างอินพุตเสร็จสิ้นมันจะย้ายไปยังการดำเนินการโปรแกรมผู้ใช้และเฟสรีเฟรชเอาต์พุต ในช่วงสองเฟสนี้แม้ว่าสถานะอินพุตและการเปลี่ยนแปลงข้อมูลสถานะและข้อมูลของเซลล์ที่เกี่ยวข้องในพื้นที่ภาพ I/O จะไม่เปลี่ยนแปลง

ดังนั้นหากอินพุตเป็นสัญญาณพัลส์ความกว้างของสัญญาณชีพจรจะต้องมากกว่าหนึ่งรอบการสแกนเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถอ่านอินพุตได้ในทุกสถานการณ์

2. ขั้นตอนการดำเนินการโปรแกรมผู้ใช้

ในขั้นตอนการดำเนินการโปรแกรมผู้ใช้ PLC จะสแกนโปรแกรมผู้ใช้เสมอ (ไดอะแกรมบันได) ตามลำดับจากบนลงล่าง ในการสแกนแผนภาพบันไดแต่ละครั้งและสแกนด้านซ้ายของแผนภาพบันไดโดยผู้ติดต่อเป็นสายควบคุมและตามทางซ้ายแรกและจากนั้นขวาก่อนขึ้นก่อนจากนั้นลำดับของผู้ติดต่อจะเป็นสายควบคุมสำหรับการดำเนินการเชิงตรรกะ; จากนั้นตามผลลัพธ์ของการดำเนินการแบบลอจิคัลรีเฟรชขดลวดตรรกะในพื้นที่จัดเก็บข้อมูล RAM ของระบบในสถานะของบิตที่สอดคล้องกันหรือรีเฟรชขดลวดเอาท์พุทในพื้นที่ภาพ I/O ในสถานะของบิตที่สอดคล้องกันหรือตรวจสอบว่าจะดำเนินการแผนภาพบันไดของบิตที่สอดคล้องกัน โปรแกรมผู้ใช้ดำเนินการคำสั่งฟังก์ชั่นพิเศษที่ระบุไว้ในไดอะแกรมบันได

นั่นคือในระหว่างการดำเนินการของโปรแกรมผู้ใช้เฉพาะสถานะและข้อมูลของจุดอินพุตในพื้นที่ภาพ I/O จะไม่เปลี่ยนแปลงในขณะที่สถานะและข้อมูลของจุดเอาต์พุตอื่น ๆ และอุปกรณ์อ่อนนุ่มในพื้นที่ภาพ I/O หรือพื้นที่หน่วยความจำ RAM ของระบบอาจเปลี่ยนไป ในทางตรงกันข้ามแผนภาพบันไดเรียงรายอยู่ด้านล่างของไดอะแกรมบันไดผลของการดำเนินการโปรแกรมจะเป็นไดอะแกรมบันไดที่เรียงรายอยู่ด้านล่างของไดอะแกรมบันได ในทางตรงกันข้ามบันไดด้านล่างสถานะหรือข้อมูลของขดลวดตรรกะที่รีเฟรชสามารถทำงานบนบันไดด้านบนจนกว่าจะมีวัฏจักรการสแกนครั้งต่อไป

3. เฟสรีเฟรชเอาต์พุต

เมื่อการสแกนโปรแกรมผู้ใช้เสร็จสิ้น PLC จะเข้าสู่เฟสรีเฟรชเอาต์พุต ในช่วงเวลานี้ CPU ตามสถานะที่สอดคล้องกันของพื้นที่ภาพ I / O และข้อมูลรีเฟรชวงจรล็อคเอาต์พุตทั้งหมดจากนั้นผ่านวงจรเอาต์พุตเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์ต่อพ่วงที่สอดคล้องกัน ณ จุดนี้ผลลัพธ์ที่แท้จริงของ PLC

ปรากฏการณ์ความล่าช้าอินพุต / เอาต์พุต

จากกระบวนการทำงานของ PLC ข้อสรุปต่อไปนี้สามารถสรุปได้:

1 ในการสแกนวิธีดำเนินการโปรแกรมความสัมพันธ์เชิงตรรกะระหว่างสัญญาณอินพุต / เอาท์พุทมีหลักการของการเกิดฮิสเทรีซิส ยิ่งวัฏจักรการสแกนนานขึ้นเท่าไหร่ hysteresis ก็ยิ่งจริงจังมากขึ้นเท่านั้น

2, รอบการสแกนรวมถึงเวลาที่ครอบครองโดยขั้นตอนการทำงานหลักสามขั้นตอนคือขั้นตอนการสุ่มตัวอย่างอินพุตขั้นตอนการดำเนินการโปรแกรมผู้ใช้และเฟสรีเฟรชเอาต์พุตนอกเหนือจากเวลาที่ใช้โดยการจัดการระบบ ในหมู่พวกเขาเวลาสำหรับการดำเนินการโปรแกรมเกี่ยวข้องกับความยาวของโปรแกรมและความซับซ้อนของการดำเนินการคำสั่งในขณะที่คนอื่น ๆ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโดยทั่วไป ระยะเวลาการสแกนโดยทั่วไปเป็นคำสั่งของมิลลิวินาที

3, การสแกน NTH เพื่อดำเนินการโปรแกรมตามข้อมูลอินพุตคือรอบการสแกนในขั้นตอนการสุ่มตัวอย่างของค่าการสแกน X ตามข้อมูลเอาต์พุตมีค่าเอาต์พุตของการสแกนครั้งสุดท้าย y (n -1) แต่ยังรวมถึงค่าเอาต์พุตของ YN ปัจจุบัน; n ส่งไปยังเทอร์มินัลเอาท์พุทของสัญญาณนั่นคือการดำเนินการคำนวณทั้งหมดของผลลัพธ์สุดท้ายของ YN

4, hysteresis ตอบสนองอินพุต/เอาต์พุตไม่เพียง แต่เกี่ยวข้องกับวิธีการสแกนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการจัดเรียงการออกแบบโปรแกรม