Екзаменаційний білет № 1
Загальна структура плк
ПЛК – программируемый логический контроллер, представляют собой микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, имеющий конечное количество входов и выходов, подключенных к ним датчиков, контактов (кнопок, реле и т.п.), исполнительных механизмов к объекту управления, и предназначенный для работы в режимах реального времени. Принцип работы ПЛК несколько отличается от «обычных» микропроцессорных устройств. Программное обеспечение универсальных контроллеров состоит из двух частей. Первая часть это системное программное обеспечение. Проводя аналогию с компьютером можно сказать, что это операционная система, т.е. управляет работой узлов контроллера, взаимосвязи составляющих частей, внутренней диагностикой. Системное программное обеспечение ПЛК расположено в постоянной памяти центрального процессора и всегда готово к работе. По включению питания, ПЛК готов взять на себя управление системой уже через несколько миллисекунд. ПЛК работают циклически по методу периодического опроса входных данных.
Мікропроцесорні контролери modicon tsx Premium
Modicon Premium
ПЛК
для производственных процессов. Используя
новые процессоры
Premium в контоллерах линейки Unity, можно не волноваться об ограничениях… 5 языков МЭК: LD, ST, FBD, SFC, IL. Высокопроизводительные ЦП со скоростью 37 нс на инструкцию и до 7 Мб для программы Многозадачная система высокого уровня Компактная система (модули с очень большим количеством каналов) в расширенных архитектурах (распределение до 16 стоек в режиме реального времени без повторителя) Обширный каталог прикладных модулей (модули безопасности, обработка рефлексов, счетчики, позиционное управление, движение, взвешивание, хранение данных) Новые процессоры высокого уровня Все службы Ethernet TCP/IP Transparent Ready: cканирование ввода/вывода, Глобальные Данные, веб-сервер, обмен сообщениями по электронной почте, прямой доступ к базам данных, TCP Open, Network Time Protocol и т.д. Множество встроенных портов: USB-порт, порт Ethernet TCP/IP с веб-сервером, CANopen или порт FIP-мастер, последовательный порт Modbus Самое широкое на рынке предложение интерфейсов обмена данными: AS-Interface, Modbus Plus, INTERBUS или PROFIBUS DP
Преимущества: Передовое оборудование для любой отрасли Большая гибкость и открытость... Модель Premium обеспечивает непревзойденную производительность, сокращая время цикла и исключая необходимость в оптимизации программ. Все это благодаря интеграции большего количества диагностических и производственных данных, свободе коммуникации и доступа к общему программированию.
Применения: Сложное и специализированное оборудование Производственные процессы Инфраструктура
Екзаменаційний білет № 2
1. Основні характеристики плк
Мы будем рассматривать компьютеризированные системы управления, основным компонентом которых является программируемый логический контроллер (ПЛК)
Такие системы автоматического управления, автоматизации, контроля и т.д. базируются на ПЛК, технологическом оборудовании со встроенными микропроцессорными системами, ПК со специальным ПО и коммуникационных промышленных системах, посредством которых контроллеры соединяются между собой, с ПК, с сенсорами (датчиками), исполнительными устройствами и т.д.
В большинстве случаев такие системы автоматизации являются смешанными системами с децентрализованной (распределенной) архитектурой. В них ПЛК и ПК выполняют различные задачи, причем ПЛК более близки к ТП, а ПК находятся на более высоком уровне и служат в основном для визуализации и обработки данных.
Таким образом, мы будем рассматривать КСУ как распределенную систему, с децентрализованной иерархической архитектурой, основными компонентами которой являются:
- ПЛК – осуществляет непосредственное управление технологическим процессом / физическим объектом;
- ПК – для диспетчерского управления (промышленные – для жестких условий эксплуатации, офисные – для более мягких);
- различные устройства для специфических задач управления;
- коммуникационная система для подключения устройств между собой.
Слово "контроллер" произошло от английского " control" (управление). Контроллером в системах автоматизации называют устройство, выполняющее управление физическими процессами по записанному в него алгоритму, с использованием информации, получаемой от датчиков и выводимой в исполнительные устройства.
Жесткие ограничения на стоимость и огромное разнообразие целей автоматизации привели к невозможности создания универсального ПЛК, как это случилось с офисными компьютерами. Область автоматизации выдвигает множество задач, в соответствии с которыми развивается и рынок, содержащий сотни непохожих друг на друга контроллеров, различающихся десятками параметров. Каждый производитель выпускает несколько типов ПЛК разной мощности и стоимости, чтобы увеличить прибыль за счет сегментирования рынка.
Выбор оптимального для конкретной задачи контроллера основывается обычно на соответствии функциональных характеристик контроллера решаемой задаче при условии минимальной его стоимости. Учитываются также другие важные характеристики (температурный диапазон, надежность, бренд изготовителя, наличие сертификатов и т. п.).
Для классификации огромного разнообразия существующих в настоящее время контроллеров рассмотрим их существенные различия.
Основным показателем ПЛК является количество каналов ввода-вывода. По этому признаку ПЛК делятся на следующие группы:
· нано-ПЛК (менее 16 каналов, в основном, дискретных) небольшой вычислительной мощности. Область применения таких контроллеров - сбор данных и системы противоаварийной защиты. В качестве примеров можно привести контроллеры семейства MicroLogix (Allen-Bradley), Direct Logic DL05 (Koyo), Nano (Schneider Electric).
· микро-ПЛК (более 16, до 100 каналов). Эти контроллеры имеют достаточно развитый аналоговый ввод/вывод, выполняют операции с плавающей точкой и функции ПИД-регулирования. К этой группе контроллеров можно отнести SLC 500 (Allen-Bradley), Direct Logic DL205 (Koyo), Smart – (PEP Modular Computer), Simatic S7-200 (Siemens).
· средние (более 100, до 500 каналов дискретного, аналогового и скоростного типа. Применяются для автоматизации объектов средней сложности. Это, например, контроллеры Fanuc 90-30 (GE Fanuc), PLC-5 (Allen-Bradley), Premium (Schneider Electric), Direct Logic DL405 (Koyo) и др.
· большие (более 500 каналов). Обладают высокой вычислительной мощностью, позволяют реализовывать сложные алгоритмы (адаптивное, оптимальное управление), применяемые при автоматизации непрерывных технологических процессов. Наиболее яркими представителями этой группы контроллеров являются ControlLogix (Allen-Bradley), Simatic S7–400 (Siemens), Fanuc 90-70 (GE Fanuc), VME (PEP Modular Computers).
По расположению модулей ввода-вывода ПЛК бывают:
· моноблочными - в которых устройство ввода-вывода не может быть удалено из контроллера или заменено на другое. Конструктивно контроллер представляет собой единое целое с устройствами ввода-вывода (например, одноплатный контроллер). Моноблочный контроллер может иметь, например, 16 каналов дискретного ввода и 8 каналов релейного вывода;
· модульные - состоящие из общей корзины (шасси), в которой располагаются модуль центрального процессора и сменные модули ввода-вывода. Состав модулей выбирается пользователем в зависимости от решаемой задачи. Типовое количество слотов для сменных модулей - от 8 до 32;
· распределенные (с удаленными модулями ввода-вывода) - в которых модули ввода-вывода выполнены в отдельных корпусах, соединяются с модулем контроллера по сети (обычно на основе интерфейса RS-485) и могут быть расположены на расстоянии до 1,2 км от процессорного модуля;
· не содержащие в своем составе модулей ввода-вывода. Примерами контроллеров без модулей ввода-вывода являются коммуникационные контроллеры, которые выполняют функцию межсетевого шлюза, или координаторы, получающие данные от контроллеров нижнего уровня иерархии АСУ ТП.
Часто перечисленные конструктивные типы контроллеров комбинируются, например, моноблочный контроллер может иметь несколько съемных плат; моноблочный и модульный контроллеры могут быть дополнены удаленными модулями ввода-вывода, чтобы увеличить общее количество каналов.
Многие контроллеры имеют набор сменных процессорных плат разной производительности. Это позволяет расширить круг потенциальных пользователей системы без изменения ее конструктива.
По конструктивному исполнению и способу крепления контроллеры делятся на:
· панельные (для монтажа на панель или дверцу шкафа);
· для монтажа на DIN-рейку внутри шкафа;
· для крепления на стене;
· стоечные - для монтажа в стойке;
· бескорпусные (обычно одноплатные) для применения в специализированных конструктивах производителей оборудования (OEM - "Original Equipment Manufact urer").
По области применения контроллеры делятся на следующие типы:
· универсальные общепромышленные;
· для управления роботами;
· для управления позиционированием и перемещением;
· коммуникационные;
· регуляторы;
· телеметрические;
· специализированные.
По способу программирования контроллеры бывают:
· программируемые с лицевой панели контроллера;
· программируемые программатором (ноутбук или ПК);
· программируемые с помощью карт памяти.
Контроллеры могут программироваться на следующих языках:
· на классических алгоритмических языках (C, С#, Visual Basic);
· на языках МЭК 61131-3.
В первом приближении в качестве характеристик контроллеров можно выделить пять обобщенных показателей:
- характеристика процессора;
- характеристика каналов ввода/вывода, поддерживаемых
контроллерами;
- коммуникационные возможности;
- эксплуатационные характеристики;
- программное обеспечение.
Рассмотрим эти показатели.