20

Лекция ПЛК

1. История

2. Назначение и функции PLC в системах управления.

3. Требования к контроллеру. Составные части PLC

4. Рабочий цикл

5. Стандарт IEC 61131. Программирование.

6. Интеграция PLC в систему управления предприятием.

7. Место PLC в системе управления. Распределённые системы управления.

8. Требования техники безопасности.

1. История

Более тридцати лет прошло с появления первого микропроцессора корпорации Intel. Он мог выполнять самые разнообразные функции, изменяемые программно. И это обеспечило невиданные темпы развития микропроцессорной техники.

Пследние годы - это бурное развитие персональных компьютеров (PC). Сейчас, когда череда процессоров для персональных компьютеров только одной корпорации Intel насчитывает ряд поколений (от 8086 до новейших Pentium 4, Pentium М (Сеntrino) и Inatium) создаётся впечатление, что микропроцессоры - это прежде всего принадлежность персональных компьютеров. Данные о частотах работы современных

процессоров в единицы GHz (в перспективе ТHz), о числе транзисторов в десятки миллионов на кристалле и о ничтожной (уже до долей ватта) потребляемой мощности этих сложнейших устройств даже специалисты воспринимают как фантастику наших дней.

Но не стоит забывать, что изначально микропроцессоры были созданы не столько для работы в персональных компьютерах, сколько в качестве программно-управляемых устройств для автоматизации промышленности и бытовой техники. На их основе были созданы программируемые логические контроллеры (PLC) — устройства, автоматизирующие работу как отдельных аппаратов, например станков с

программным управлением или стиральных машин и микроволновых печей, так и огромных производственных комплексов. Сейчас программируемые логические контроллеры — даже более распространенные устройства, чем PC, количество которых во всем мире недавно превысило магическую цифру в 1 миллиард.

Развитие микроконтроллеров (PLC) является не менее яркой иллюстрацией прогресса микроэлектроники.

Сфера применения их оказалась во много раз шире, чем микропроцессоров. Микроконтроллеры - это другая ветвь микропроцессорной техники.

По числу пользователей микроконтроллеры почти в 10 раз превосходят традиционные микропроцессоры. Изначально PLC предназначались для управления последовательными логическими процессами, что и обусловило слово «логический» в названии PLC. Это название в действительности наверно, так как PLC сегодня могут гораздо больше, чем просто выполнять логические операции.

Первый PLC был разработан в 1968 году группой инженеров компании General Motors. PLC были применены в США для автоматизации конвейерного сборочного производства в автомобильной промышленности (фирма Модикон, 1969 г.). В соответствии с первоначальной спецификацией устройство должно быть несложным в программировании, модификация программы не должна требовать изменения аппаратной части, размеры должны быть меньше, чем у релейных и полупроводниковых аналогов, и, наконец, обслуживание и ремонт должны быть максимально просты. Дополнительно новое устройство должно было быть конкурентоспособным по издержкам эксплуатации. Эти требования следует рассматривать в свете того, что в конце 1960-х - начале 1970-х годов еще не было малогабаритных программируемых устройств (микропроцессор был изобретен в 1971 году.). Исходные требования вызвали значительный интерес у инженеров с точки зрения применения PLC в промышленном управлении. PLC на основе микропроцессора был впервые создан в США в 1977 году компанией Allan-Brаdley Corporation. Он содержал микропроцессор Intel 8080 и дополнительные схемы, позволяющие с высокой скоростью производить логические битовые операции.

Первые PLC были сконструированы только для простых последовательностных операции с двоичными сигналами. Сегодня на рынке существуют сотни различных моделей PLC, которые различаются не только размером памяти и числом каналов ввода вывода (от нескольких десятков до нескольких сотен), по и выполняемыми функциями. Небольшие PLC предназначены в основном для замены реле и имеют некоторые дополнительные функции счетчиков и таймеров. Более сложные PLC обрабатывают аналоговые сигналы, производят математические операции и даже содержат контуры управления обратной связи, как PID-рeгуляторы.

Конструктивно PLC обычно приспособлены для работы в типовых промышленных условиях, с учетом уровней сигналов, термо- и влагостойкости, ненадежности источников питания, механических ударов и вибраций. PLC также содержат специальные интерфейсы для согласования и предварительной обработки

различных типов и уровней сигналов. Функции PLC все чаще применяются в устройствах ввода/ вывода, входящих в состав больших интегрированных систем управления.