Основные сведения о ПЛК
Программируемый логический контроллер (ПЛК) - электронная составляющая промышленного контроллера, специализированного (компьютеризированного) устройства, используемого для автоматизации технологических процессов.
В качестве основного режима работы ПЛК выступает его длительное автономное использование, зачастую в неблагоприятных условиях окружающей среды, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека.
ПЛК являются устройствами реального времени, и имеют ряд особенностей, отличающих их от прочих электронных приборов, применяемых в промышленности:
в отличие от микроконтроллера (одно-кристального компьютера) — микросхемы, предназначенной для управления электронными устройствами — областью применения ПЛК обычно являются автоматизированные процессы промышленного производства в контексте производственного предприятия;
в отличие от компьютеров, ориентированных на принятие решений и управление оператором, ПЛК ориентированы на работу с машинами через развитый ввод сигналов датчиков и вывод сигналов на исполнительные механизмы;
в отличие от встраиваемых систем ПЛК изготавливаются как самостоятельные изделия, отдельные от управляемого при его помощи оборудования.
Основными компонентами промышленного контроллера являются:
источник питания (с защитой от помех и резервированием);
центральный вычислительный модуль (собственно ПЛК);
модули цифрового ввода-вывода;
модули аналого-цифрового и цифро-аналогово преобразования (АЦП и ЦАП)
Дополнительными компонентами промышленного контроллера могут быть:
устройство программирования (программатор);
модули сетевых интерфейсов;
устройства для ввода данных оператором.
Основные достоинства промышленного контроллера достигаются за счет возможности перепрограммирования ПЛК — универсальность и гибкость применения, возможность моделирования и визуальной отладки, возможность «визуального» программирования.
ПЛК работает под управлением специализированной операционной системы (ОС ПЛК), в задачи которой входит:
загрузка и выполнение пользовательских программ;
связь между устройствами (модули ввода/вывода, другие ПЛК);
сбор и хранение сервисной информации (количество и тип модулей ввода вывода, информация о статусе модулей и системы).
Алгоритм работы ПЛК состоит из процедур инициализации, сканирования модулей ввода, выполнение программы пользователя и изменения состояний модулей вывода. Ввод, программа и вывод являются раздельными операциями. Изменение состояния входов устройства будет учтено только в следующую итерацию ввода. Изменение состояния выходов не происходит во время операции ввода и выполнения пользовательской программы.
Время выполнения пользовательской программы не должно превышать определенного значения (масштаб реального времени системы определяется по времени переходного процесса в системе). Типовое время выполнения программы — несколько миллисекунд.