หน้าที่หลักของคอนโทรลเลอร์ PLC คือการใช้การควบคุมอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม รับสัญญาณอินพุต-เช่น อุณหภูมิ ความดัน และการไหลที่เซ็นเซอร์ตรวจพบ- และประมวลผลโดยใช้ตรรกะโปรแกรมภายใน จากนั้นจึงสร้างสัญญาณเอาท์พุตเพื่อควบคุมการทำงานของแอคทูเอเตอร์ เช่น มอเตอร์ วาล์ว และเซ็นเซอร์ระดับ สามารถตั้งโปรแกรมคอนโทรลเลอร์ PLC เพื่อตอบสนองความต้องการการควบคุมอัตโนมัติที่หลากหลายได้ และความสามารถในการตั้งโปรแกรม ความเสถียร และความน่าเชื่อถือเป็นข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่ที่สุด เนื่องจากโครงสร้างแบบโมดูลาร์ คอนโทรลเลอร์ PLC จึงสามารถขยายและอัปเกรดได้ตามความต้องการในการควบคุมเฉพาะ
โดยเฉพาะตัวควบคุม PLC ประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานดังต่อไปนี้:
CPU (หน่วยประมวลผลกลาง): รับผิดชอบในการควบคุมการทำงานของทั้งระบบ รัน-โปรแกรมที่ผู้ใช้เขียน และประมวลผลการดำเนินการอินพุต/เอาท์พุต
โมดูลอินพุต/เอาท์พุต (โมดูล I/O): รับสัญญาณอินพุต (เช่นจากเซ็นเซอร์ ปุ่ม และสวิตช์) แปลงเป็นสัญญาณดิจิทัล แล้วส่งไปยัง CPU เพื่อประมวลผล ในทำนองเดียวกัน โมดูลเอาท์พุตจะแปลงสัญญาณดิจิทัลที่ประมวลผลโดย CPU ไปเป็นการทำงานทางกายภาพ (เช่น มอเตอร์ที่ทำงาน ไฟ และเสียงกริ่ง)
หน่วยความจำ: ตัวควบคุม PLC ใช้หน่วยความจำเพื่อจัดเก็บข้อมูล เช่น -โปรแกรมที่ผู้ใช้เขียน ข้อมูล ตัวแปร และสถานะ
โปรแกรมเมอร์: โปรแกรมเมอร์ PLC ใช้สำหรับเขียน แก้ไข และดาวน์โหลดโปรแกรมไปยังหน่วยความจำของตัวควบคุม PLC
อินเทอร์เฟซการสื่อสาร: ตัวควบคุม PLC ยังสามารถสื่อสารกับอุปกรณ์อื่นๆ (เช่น คอมพิวเตอร์ เซ็นเซอร์ และแอคทูเอเตอร์) ผ่านอินเทอร์เฟซการสื่อสารต่างๆ
โดยสรุป ตัวควบคุม PLC บรรลุการควบคุมอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมโดยการประมวลผลสัญญาณอินพุตและเอาต์พุต ความสามารถในการตั้งโปรแกรม ความเป็นโมดูล และความสามารถในการขยายได้ ทำให้สิ่งเหล่านี้เป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้ในการควบคุมระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม
คำอธิบายฟังก์ชันหลัก 5 ประการของ PLC
1. การควบคุมลอจิกแบบดิจิทัล
นี่เป็นแอปพลิเคชั่นพื้นฐานและแพร่หลายที่สุดของ PLC ทั้งสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตของ PLC เป็นสัญญาณดิจิทัลที่มีสถานะเปิด/ปิดเท่านั้น การควบคุมประเภทนี้คล้ายกับการควบคุมรีเลย์มากที่สุด PLC ต้นทุนต่ำ-ที่มีความสามารถในการควบคุมแบบดิจิทัลเท่านั้นที่สามารถนำมาใช้แทนระบบควบคุมรีเลย์ได้ การควบคุมลอจิกแบบดิจิทัลสามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์แต่ละชิ้นหรือกับสายการผลิตแบบอัตโนมัติ เช่น ระบบควบคุมรีเลย์ต่างๆ เครื่องจักรปั๊มและหล่อ สายพานลำเลียง เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ การควบคุมลิฟต์ การควบคุมปั๊มต่างๆ และวาล์วโซลินอยด์ในระบบแปรรูปทางเคมี ระบบป้อนเตาถลุงเหล็กในระบบโลหะ โรงรีด เครื่องหล่อแบบต่อเนื่อง กรรไกรบิน สายการผลิตชุบด้วยไฟฟ้า สายบรรจุขวดเบียร์ สายการผลิตยานยนต์ และสายการผลิตโทรทัศน์และวิทยุ
2. การควบคุมการเคลื่อนไหว
PLC สามารถใช้ควบคุมการเคลื่อนที่เชิงเส้นหรือวงกลมได้ ในสมัยแรกๆ เซ็นเซอร์ตำแหน่งและแอคทูเอเตอร์เชื่อมต่อกันโดยตรงผ่านโมดูล I/O ดิจิทัล ปัจจุบันมีการใช้โมดูลควบคุมการเคลื่อนไหวโดยเฉพาะ PLC ที่ผลิตโดยผู้ผลิตรายใหญ่ทั่วโลกมีความสามารถในการควบคุมการเคลื่อนไหวเกือบทั้งหมด ฟังก์ชันควบคุมการเคลื่อนไหวของ PLC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรประเภทต่างๆ เช่น เครื่องมือเครื่องตัดโลหะ- เครื่องจักรขึ้นรูปโลหะ เครื่องจักรประกอบ หุ่นยนต์ และลิฟต์
3. ปิด-การควบคุมกระบวนการแบบวนซ้ำ
การควบคุมกระบวนการหมายถึงการควบคุม-วงปิดของปริมาณอะนาล็อกที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง เช่น อุณหภูมิ ความดัน และอัตราการไหล ผ่านโมดูล I/O แบบอะนาล็อก PLC จะทำการแปลงแอนะล็อก-เป็น-ดิจิทัล (A/D) และดิจิทัล-เป็น-แอนะล็อก (D/A) ระหว่างสัญญาณแอนะล็อกและดิจิทัล และใช้การควบคุม-ลูป PID แบบปิดของปริมาณแอนะล็อก โดยทั่วไปแล้ว PLC ขนาดใหญ่และขนาดกลางที่ทันสมัย-จะมีความสามารถในการควบคุมลูปแบบปิด-แบบ PID ฟังก์ชันนี้สามารถใช้งานได้โดยใช้โมดูล PID อัจฉริยะเฉพาะหรือรูทีนย่อย PID หรือโดยการออกแบบรูทีนย่อย PID แบบกำหนดเอง อย่างไรก็ตามมีการใช้คำสั่งฟังก์ชัน PID เฉพาะมากกว่า ความสามารถในการควบคุม PID แบบอะนาล็อกของ PLC ได้รับการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องขึ้นรูปพลาสติกแบบอัดขึ้นรูป เตาให้ความร้อน เตารักษาความร้อน และหม้อไอน้ำ รวมถึงในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมเบา วิศวกรรมเคมี เครื่องจักร โลหะวิทยา การผลิตกระแสไฟฟ้า และวัสดุก่อสร้าง
4. การประมวลผลข้อมูล
PLC สมัยใหม่มีฟังก์ชันต่างๆ เช่น การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ (รวมถึงการดำเนินการเมทริกซ์ การดำเนินการฟังก์ชัน และการดำเนินการเชิงตรรกะ) การดำเนินการข้อมูล การแปลง การเรียงลำดับ ตารางการค้นหา และการดำเนินการบิต ช่วยให้สามารถรับข้อมูล การวิเคราะห์ และการประมวลผลได้ ข้อมูลนี้สามารถนำไปเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิงที่จัดเก็บไว้ในหน่วยความจำ ส่งไปยังอุปกรณ์อัจฉริยะอื่นๆ ผ่านฟังก์ชันการสื่อสาร หรือพิมพ์ลงในตาราง โดยทั่วไปการประมวลผลข้อมูลจะใช้ใน-ระบบควบคุมขนาดใหญ่ เช่น ระบบการผลิตที่มีความยืดหยุ่นแบบไร้คนควบคุม และยังสามารถนำไปใช้กับระบบควบคุมกระบวนการ เช่น ระบบควบคุมขนาดใหญ่-ในอุตสาหกรรมกระดาษ โลหะวิทยา และอาหาร
5. การสื่อสาร
การสื่อสาร PLC รวมถึงการสื่อสารระหว่างตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ เช่นเดียวกับการสื่อสารระหว่าง PLC และอุปกรณ์ควบคุมอัจฉริยะอื่นๆ ด้วยการพัฒนาการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์- เครือข่ายการสื่อสารอัตโนมัติในโรงงานได้ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วในต่างประเทศในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และผู้ผลิต PLC รายใหญ่ต่างก็แนะนำระบบเครือข่ายสำหรับการสื่อสาร-PLC ระหว่างกัน