PLC (Programmable Logic Controller) on tööstusautomaatikas laialdaselt kasutatav juhtimisseade. See töötleb ja hindab erinevaid sisendsignaale, mis põhinevad kasutaja-programmeeritud juhtimisloogikal, seejärel väljastab vastavad juhtsignaalid, et saavutada automaatne tootmisprotsessi juhtimine. See artikkel annab üksikasjaliku sissejuhatuse PLC-de põhiliste tööpõhimõtete ja skaneerimise töörežiimi kohta.
I. PLC põhilised tööpõhimõtted
PLC tööpõhimõte hõlmab peamiselt järgmisi samme:
1. Sisendsignaali hankimine:PLC võtab sisendmoodulite kaudu vastu erinevaid signaale, näiteks digitaal- ja analoogsignaale. Neid signaale töödeldakse nagu opto-isolatsioon ja filtreerimine, enne kui need muundatakse PLC sisemise süsteemi poolt äratuntavateks digitaalseteks signaalideks.
2. Programmi töötlemine:PLC töötleb ja hindab sisendsignaale kasutaja{0}}programmeeritud juhtimisloogika alusel. Programmi töötlemine hõlmab peamiselt selliseid funktsioone nagu loogilised toimingud, aritmeetilised arvutused ja andmete teisendamine. Programmi töötlemise käigus genereerib PLC erinevatel tingimustel vastavad juhtkäsud.
3. Väljundsignaali juhtimine:PLC saadab töödeldud juhtkäsud väljundmoodulile. Väljundmoodul teisendab digitaalsed signaalid valdkonna jaoks vajalikesse signaalivormingutesse (näiteks digitaalsignaalid, analoogsignaalid jne) ja väljastab need täiturseadmetesse (näiteks releed, servomootorid jne), saavutades seeläbi kontrolli tootmisprotsessi üle.
4. Side ja seire:PLC-del on sidevõimalused, mis võimaldavad andmevahetust teiste seadmetega (nt hostarvutid, puuteekraanid jne) sideliideste kaudu, et saavutada kaugseire ja -juhtimine. Samal ajal saavad PLC-d kuvada reaalajas-tööolekut ja tõrketeavet oma ekraanide kaudu.
II. PLC skaneerimise töörežiimi omadused
PLC-skaneerimise funktsioonid kajastuvad peamiselt järgmistes aspektides: Esiteks, PLC-d kasutavad "järjestikuse skaneerimise, pideva silmuse" töörežiimi. Iga skannimistsükkel, tuntud ka kui skannimisperiood või töötsükkel, algab CPU esimese käsu täitmisega. Seejärel käivitab see järjestikku kasutajaprogrammi ridahaaval kuni lõpetamiseni, misjärel naaseb uue kontrollimistsükli algatamiseks esimese käsu juurde. Teiseks järgib PLC programmi täitmine perioodilist skannimismustrit, mis järgib põhimõtet vasakult-paremale-ülevalt-alla-.
Lisaks koosneb iga skannimistsükkel kolmest etapist: sisendi diskreetimine, programmi täitmine ja väljundi värskendamine. Seega tsüklib PLC töö sel viisil pidevalt. Lõpuks tekib tsentraliseeritud diskreetimis- ja tsentraliseeritud väljundi tõttu sisend/väljundviivitus, mille tulemuseks on reageerimise viivitused. Need on PLC-skaneerimise peamised omadused.
III. PLC skaneerimise töörežiim
PLC-skannimise töörežiim jaguneb peamiselt järgmisteks etappideks:
PLC-skaneerimise töörežiim koosneb kolmest põhietapist: sisendi diskreetimisetapp, kasutajaprogrammi täitmise etapp ja väljundi värskendamise etapp.
1. Sisend diskreetimisfaas
Sisend diskreetimisfaasi ajal skannib ja loeb PLC järjestikku kõiki sisendolekuid ja andmeid, salvestades need vastavatesse ühikutesse I/O kujutise piirkonnas. Pärast sisendi diskreetimise lõpetamist läheb süsteem üle kasutajaprogrammi täitmise ja väljundi värskendamise faasi. Nende kahe faasi jooksul, isegi kui sisendolekud või andmed muutuvad, jäävad vastavad ühikud sisend-väljundi kujutise alas muutumatuks. Seega, kui sisendiks on impulsssignaal, peab impulsi laius ületama üht skaneerimistsüklit, et tagada sisendi hõivamine kõikides tingimustes.
2. Kasutajaprogrammi täitmise faas
Kasutajaprogrammi täitmise faasis skaneerib PLC alati kasutajaprogrammi (redeldiagrammi) järjestikku ülalt alla. Iga redeldiagrammi skaneerimisel skannib see esmalt redelskeemi vasakpoolses servas olevate kontaktide moodustatud juhtahelat. Seejärel teostab see loogilisi toiminguid juhtahelas, mille moodustavad kontaktid järjekorras vasakult paremale ja ülalt alla. Nende loogiliste toimingute tulemuste põhjal värskendab see loogikamähise jaoks süsteemi RAM-i salvestusalal vastava biti olekut või väljundmähise sisend-väljundi kujutise piirkonnas vastava biti olekut või määrab, kas täita redeldiagrammiga määratud erifunktsiooni käsk. See tähendab, et kasutajaprogrammi täitmise ajal jäävad muutumatuks ainult sisend/väljundi kujutise ala sisendpunktide olek ja andmed. Teiste väljundpunktide ja pehmete seadmete olek ja andmed kas I/O-kujutise piirkonnas või süsteemi RAM-is võivad muutuda. Veelgi enam, virna kõrgemale paigutatud redeldiagrammide täitmistulemused mõjutavad järgnevaid redeldiagramme, mis kasutavad neid mähiseid või andmeid. Vastupidi, värskendatud loogikapooli olek või madalama-taseme redeldiagrammide andmed mõjutavad järgmise skannimistsükli jooksul ainult ülemise-taseme redeldiagramme.
3. Väljundi värskendamise faas
Pärast kasutajaprogrammi skannimise lõpetamist siseneb PLC väljundi värskendamise faasi. Selle perioodi jooksul värskendab protsessor kõiki väljundriivi vastavalt olekule ja sisend-väljundi kujutise ala andmetele, seejärel juhib vastavaid välisseadmeid läbi väljundahela. See moodustab PLC tegeliku väljundi.
Kokkuvõttes hõlmab PLC põhiline tööpõhimõte väljasignaalide kogumist sisendmoodulite kaudu, nende töötlemist ja hindamist vastavalt kasutaja-programmeeritud juhtimisloogikale ning seejärel täiturmehhanismide juhtimist väljundmoodulite kaudu, et saavutada tootmisprotsessi automatiseeritud juhtimine. PLC-i skannimine hõlmab etappe, sealhulgas süsteemi enese-testi, sisendi kontrolli, programmide töötlemist, väljundi skannimist, sidet ja jälgimist. Need faasid moodustavad skaneerimistsükli, mida PLC pidevalt kordab, et realiseerida automaatne tootmisprotsessi juhtimine.