8.1.4. Функціонально-конструктивна схема модульного плк. Состав і призначення основних модулів.

По конструктивному виконанню більшість контролерів, що серійно випускаються, діляться на моноблочні (у яких у єдиному конструктиві розміщені всі його основні частини: центральний процесор, пам'ять, пристрої введення/виводу, пульт керування й програмування, блок живлення та ін.) і модульн, що одержали найбільше поширення.

Функціонально-конструктивну схему модульного ПЛК розглянемо на прикладі контролера SIMATIC S7-300 фірми Siemens (рис.8.1.). На профільній рейці (ПР) розміщаються: центральний модуль (ЦМ), який завжди є присутнім у ПЛК, праворуч від нього за допомогою шинних з'єднувачів (ШС) – до восьми периферійних модулів (ПМ), а ліворуч – зовнішнє джерело живлення (Внеш.ИП). Модуль підключення (МП) забезпечує, при необхідності, можливість приєднання до ЦМ спеціальними кабелями ( від 1 до 10 м) до трьох ПР розширення ( таким чином, максимальна кількість ПМ може досягати тридцяти двох). Усі модулі легко встановлюються на ПР ( Din-Рейку) і фіксуються гвинтами. Формування внутрішньої шини ПЛК проводиться за допомогою ШС. Наявність фронтальних клемних блоків (КБ) дозволяє легко підключати периферійні пристрої (входи/виходи) об'єкта керування й робити при необхідності заміну самих ПМ. У якості основних периферійних модулів (ОПМ) у ПЛК завжди присутні сигнальні модулі введення/виводи дискретних і (або) аналогових сигналів. У якості допоміжних периферійних модулів (ВПМ) у різних моделях ПЛК можуть застосовуватися різні функціональні (ФМ) і комунікаційні модулі (КМ), состав і кількість яких може варіюватися в широких межах.

Рис. 8.1. Конструкція модульного ПЛК

8.1.5. Архітектура й загальна організація модульного плк

Загальна організація й архітектура модульного ПЛК SIMATIC S7-300 (рис.8.2).

Рис. 8.2. Архітектура модульного ПЛК

Модулі ПЛК об'єднані внутрішньою шиною, по якій і передається вся інформація між ними. У мінімальній конфігурації ПЛК обов'язково має ЦМ і хоча б один з ОПМ для зв'язку з ОУ. Для введення й редагування керуючої програми, параметрування й тестування системи використовується програматор, який може бути тимчасово підключений до ЦМ.

Система введення-виводу ПЛК може включати до свого складу дві частини. Система локального введення-виводу утворюється ОПМ, установленими безпосередньо в монтажні стійки контролера, і призначена для одержання вхідних сигналів з дискретних (ДД) і аналогових датчиків (ПЕКЛО) і видачі керуючих впливів на дискретні (ДИМ) і аналогові ЇМ (АИМ). Система розподіленого введення-виводу призначена для керування вилученим ОУ й включає до свого складу модулі децентралізованої периферії (МДП) і прилади польового рівня (Д и ЇМ), що підключаються до контролера через промислову мережу й спеціальний МП.

Допоміжні периферійні модулі (ВПМ) призначені для апаратної реалізації стандартних часто використовуваних алгоритмів затримок часу (таймерів), рахунку, регулювання, керування й покликано розвантажити обчислювальні потужності ЦМ. Комунікаційні модулі (КМ) використовуються для зв'язку ПЛК із іншими інтелектуальними пристроями ПТК.

Центральний модуль і його архітектура.

До складу ЦМ (рис.8.3.) як правило входять наступні елементи й пристрою:

Цпр – центральний процесор; ЦП – центральна пам'ять (оперативна й постійна ); АИП – автономне джерело живлення (акумулятор); Вн.ИП – внутрішнє джерело живлення; ПЗУ – Постійно запам’ятовуючий пристрій ( Flash-Карта); XI – підключення зовнішнього джерела живлення; Х2 – підключення периферійних модулів; ХЗ, Х4 – рознімання вбудованих модулів уведення-виводу; Х5 – рознімання для подачі живлення на внутрішній ИП; Х6 – рознімання зв'язку із программатором, ЕОМ, іншими ПЛК; П – перемикач режиму роботи. И – індикація. Рис. 8.3. Конструкція центрального модуля ПЛК

Центральний модуль – це пристрій, призначене для приймання вхідних сигналів (Х) з модуля введення, зберігання інформації в центральній пам'яті, її обробки в центральному процесорі ( відповідно до програми користувача введеної програматором) і видачі команд керування (Y) через модуль виводу на об'єкт керування. Центральний процесор являє собою набір спеціальних взаємозалежних регістрів.

Крім програм користувача в пам'яті центрального модуля завжди є системні програми, «зашиті» там у ПЗУ розроблювачем ПЛК, і призначені для реалізації основних функцій контролера (таких як: організація циклу роботи ПЛК, реалізація системи введення/виводу, переривання програм та ін.).