4.3. Программируемые контроллеры

Программируемые микропроцессорные контроллеры (ПМК) пред­ставляют собой группу устройств преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, регулирования на базе микропроцессорной техники. ПМК по своей сути является специализи­рованными управляющими микроЭВМ для работы в локальных и рас­пределенных системах управления в реальном масштабе времени в со­ответствии с фиксированным набором рабочих программ, размещенных в ПЗУ.

Особенности ПМК, отличающие их от управляющих микроЭВМ, следующие [17]:

- проблемно-ориентированное программное обеспечение на кон­кретную задачу или на набор задач;

- программирование ПМК в процессе их изготовления, поэтому изменение программы их работы осуществляют очень редко с пульта оператора;

- ПМК предназначены для эксплуатации в непосредственной близости от технологического оборудования, поэтому они ос­нащены необходимой защитой от промышленных помех от внешних цепей оптронами, ферритовыми трансформаторами;

- модульная структура ПМК позволяет наращивать его память, изменять число входов и выходов;

- меньший объем памяти и меньшее число электронных блоков в составе ПМК по сравнению с микроЭВМ;

- наличие синхронизирующих (коммутирующих) устройств для поочередного опроса входов и выходов ПМК.

Типовая блок-схема ПМК приведена на рис. 4.4, где ПР - процес­сор; ГР - блок гальванической развязки; МПКС - мультиплексор; АЦП, ЦАП, ДЦП, ЦИП - блоки аналого-цифрового; цифро-аналогового; цифро-импульсного и дискретно-цифрового преобразований. Гальваниче­ская развязка одновременно обеспечивает защиту от индустриальных помех. Мультиплексор (коммутатор аналоговых сигналов) поочередно опрашивает входы-выходы ПМК.

Панель оператора ПМК содержит органы управления, устройства индикации и мнемосхему. Она позволяет выбрать режим работы ПМК, составить схему включения, задать ее параметры в зависимости от на­значения ПМК и объекта управления.

Перечисленный состав ПМК делает его автономным устройством.

ПМК по своему назначению (области проблемной ориентации) делятся на:

ПМК логического типа, используемые для замены устройств элек­троавтоматики, т.е. релейных и логических схем, командных аппаратов. Этот класс ПМК появился на базе развития и слияния средств вычисли­тельной техники на МП, релейной бесконтактной автоматики и число­вого программного управления технологического оборудования. Логи­ческие ПМК явились первыми в классе программируемых контролле­ров;

ПМК для реализации алгоритмов регулирования, динамического и нелинейного преобразования аналоговых и дискретных сигналов в САР. Эти ПМК относятся к программируемым контроллерам регули­рующего типа, позволяющим заменять аналоговые, импульсные и циф­ровые регуляторы;

ПМК координирующего типа предназначены для реализации функций программных задатчиков, специальных алгоритмов логико-командного управления периферийными устройствами, функций коор­динирующей микроЭВМ в системах распределенного управления.

Программируемые контроллеры логического типа являются осно­вой ЛСУ и предназначены для управления роботами и автоматизации производства Именно ПК предоставил такие возможности для автома­тизации заводского оборудования, особенно при реализации систем управления промышленным оборудованием и автоматическими линия­ми.

Программируемый контроллер логического типа имеет схему, представленную на рис. 4.5, где 1 - переносной программатор; 2 - цен­тральный процессор; 3 - интерфейс; 4 - контакты входов-выходов; 5 -входы; 6 - от процессора; 7 - к технологическому оборудованию; 8 -выходы; 9 - аварийное батарейное питание; 10 - память; 11 - источник питания.

Основное назначение логического программируемого контроллера - принимать логические решения типа да - нет, а не заниматься обра­боткой большого количества данных. Поэтому исполнение всей последовательности ко­манд программируе­мого контроллера происходит так быст­ро, что обычно про­цесс реализации ко­манд рассматривается как одномоментный. Таким образом,

программируемый контроллер непре­рывно и практически без задержки анали­зирует данные с дат­чиков, контролирую­щих технологический процесс, формирует логические решения и передает выходные данные в виде управляющих сигналов на органы управления тем же процессом.

Программируемый контроллер логического типа представляет со­бой специализированное устройство, которое может исполнять свою микропрограмму сотни миллионов раз до прерывания, после которого вводится новая программа. Программируемый контроллер может пере­программироваться ежечасно, ежедневно в зависимости от необходи­мости переналадки. Однако программируемый контроллер может быть запрограммирован всего лишь один раз на весь срок службы.

В программируемых контроллерах логического типа не преду­сматривается подключение печатающих устройств, дисководов, дис­плеев или пультов с универсальной клавиатурой. Даже программатор подключается к программируемому контроллеру не стационарно, но он может оснащаться дисплеем или клавиатурой. Однако эти устройства при работе программируемого контроллера не используются.