Логические контроллеры – основной инструмент систем промышленной автоматизации

Построение единой системы управления производственными процессами – основное условие для успешной работы современного предприятия. Промышленная автоматизация позволяет увеличивать производительность, оптимизировать технологии, повышать энергоэффективность. Основой подобных систем являются программируемые логические контроллеры. Высокотехнологичные микропроцессорные устройства ориентированы на выполнение широкого спектра задач управления производственным оборудованием и рабочими процессами различной степени сложности.

Основные характеристики ПЛК

Понятие ПЛК подразумевает под собой программируемую блочно-модульную микропроцессорную систему, предназначенную для автоматизированного управления процессами в разных сферах промышленности, техники и инженерной инфраструктуры. Правильно построенная plc система управления характеризуется высокой степенью интеграции всех компонентов, быстродействием, производительностью. Являясь основой системного подхода управления, ПЛК в большинстве случаев ориентированы на длительную работу в условиях промышленной среды. Они могут быть универсального, общего или специализированного назначения. Основными признаками хорошего контроллера являются:

• мощное, совместимое и предельно понятное программирование;
• удобство установки, подключения и обслуживания;
• высокая ремонтопригодность;
• развитые средства самодиагностики и контроля;
• отличная коммуникация для интеграции в единую систему;
• высокая надежность и безопасность.

Благодаря использованию логических устройств для автоматизированного управления стало возможным создание проектов открытого типа. Это открыло широкие перспективы для объединения технических и программных средств, работающих на основе единого стандарта. Поэтому при изменении алгоритма управления нет необходимости в построении новой системы управления, достаточно ввести обновленные параметры в программу. 

Структура программируемого контроллера

Современные конфигурации логического аппаратного комплекса представлены во множестве вариантов. Это может быть автономный plc станка металлообработки, работающий совместно с ЧПУ и человеко-машинным интерфейсом hmi или сложное сетевое решение с большим числом исполнительных механизмов. В то же время и сам программируемый контроллер имеет несколько принципиально разных построений, включая модульные конструкции и моноблоки. В общем случае структурная схема контроллера состоит из конечного числа элементов. К ним относятся: плата plc микропроцессорной системы, разъемы локальной шины и порты сетевого интерфейса.

В состав самой микропроцессорной системы контроллера входит:

• центральный процессор (CPU);
• флэш-память постоянно запоминающего устройства, обеспечивающего хранение пользовательских программ и разного рода данных;
• блок оперативно запоминающего устройства памяти;
• сетевой интерфейс: встроенный или в виде отдельного модуля;
• источник питания: интегрированный или обособленный блок.

Укрупненно принцип действия любого логического контроллера, представляющего собой интеллектуальный дискретный автомат, заключается в сборе информации от подключенных к входным каналам датчиков, последующей обработке данных и передаче команды исполнительным устройствам через подключенные к ним выходы. При этом ПЛК выполняет контроль входов и вырабатывает программно заданные действия, результат которых отражается на изменении выходов. 

Последовательность действий 

Являясь программируемым устройством, ПЛК работает согласно заложенной в него пользовательской и системной программы. Действия контроллера состоят из отдельных законченных рабочих циклов, разделенных на ряд последовательно выполняемых этапов. Указанные шаги выглядят следующим образом:

• опрос текущего состояния входов;
• выполнение алгоритма, заданного программой оператора;
• сохранение измененного состояния выходов;
• обслуживание внутренних технических ресурсов контроллера;
• мониторинг системы исполнения;
• проверка длительности цикла посредством «сторожевого таймера».

Работа каждого контроллера оценивается таким параметром как время реакции, то есть временным промежутком от момента возникновения события до выработки команды на выходе. Как правило, ПЛК отличаются высокой скоростью обработки данных и работают в режиме реального времени. При этом особенно важно, чтобы контроллер не только вырабатывал логически верное решение, но и делал это в заданной продолжительностью.

В связи с этим различают системы жесткого и мягкого реального времени. В первом случае задается четкий временной порог, нарушать который не допускается. Во втором превышение времени реакции ПЛК относительно заданного значения не будет приводить к критическим последствиям.

Все типы промышленных контроллеров, а также основных компонентов систем автоматизации, таких как пользовательские интерфейсы  hmi plc, модули расширения, ввода-вывода, блоки питания, преобразователи, датчики и другие, можно выбрать и приобрести на сайте ООО «А-К-С» прямо сейчас.