Модульные и блочные плк
В зависимости от сложности решаемых задач контроллеры могут выпускаться в модульном или блочном исполнении. В блочном исполнении пользователь не может изменить состав модулей контроллера. Все они размещены в апломбированном корпусе. Поэтому, чтобы у пользователя была возможность подобрать подходящий контроллер – по решаемым задачам, по количеству и типу датчиков и исполнительных устройств, блочные ПЛК имеют множество различных модификаций. Например, он может быть предназначен только для решения задач логико-командного управления, значит все модули будут только дискретные, а программное обеспечение будет ориентировано только на двоичную арифметику. Этот же контроллер, но в другой модификации, может быть сориентирован только на задачи аналогового регулирования. Возможно сочетание в одном контроллере задач ЛКУ и аналогового регулирования.
Количество входов/выходов блочного контроллера обычно ограничено несколькими десятками.
Блочные контроллеры используются для простых задач. Для решения более сложных задач используются контроллеры модульного исполнения. У этих контроллеров нет апломбированного корпуса, зато есть набор модулей разного назначения, которые сам пользователь устанавливает в блок.
Датчики и исполнительные устройства подключаются к гнездам модулей ввода/вывода. Обычно модули сориентированы на одну задачу – ввод дискретных сигналов, ввод аналоговых сигналов, вывод дискретных сигналов и вывод аналоговых сигналов. Кроме того, есть специализированные модули для работы с определенным типом датчиков, или определенным типом исполнительного устройства. Такие модули имеют фиксированное количество входных/выходных сигналов.
Пример: задача управления технологическим процессом определяется следующими данными:
Количество датчиков дискретного типа – 50, аналогового – 20, исполнительных устройств дискретного типа – 15, аналогового – 3.
Мы располагаем следующим набором модулей:
Дискретный ввод – шестнадцати-канальный модуль,
Аналоговый ввод – восьми-канальный модуль,
Дискретный вывод – восьми-канальный модуль,
Аналоговый вывод – четырех-канальный модуль.
Для решения задачи понадобится:
4 модуля дискретного ввода (16*4=64),
3 модуля аналогового ввода (8*3=24),
2 модуля дискретного вывода (8*2=16),
1 модуль аналогового вывода (4*1=4).
Как видно, при использовании контроллеров в модульном исполнении неизбежна избыточность. (Часть входов и выходов не используется).
Контроллеры simatic
Производители средств автоматизации выпускает целый спектр контроллеров, чтобы пользователь мог подобрать нужный набор функций для решаемых задач.
Фирма Siemens является законодателем в области различных средств автоматизации, в том числе контроллеров.
Модули logo
Эти модули имеют небольшое количество входов/выходов и решают простейшие задачи ЛКУ. Базовый модуль (рис.21) обеспечивает ввод не более 8 сигналов с датчиков дискретного или аналогового типа. Управление не более четырех устройств дискретного типа. Тем не менее, по мощности это могут быть достаточно сложные устройства – 3 фазы по 380 В. Модули могут работать и автономно и в составе АСУТП. При автономном управлении модули можно запрограммировать с помощью алгоблоков, для чего модуль имеет экран и 6 кнопок. Если модуль включен в ЛВС, его программирование можно выполнять через внешний сервер.
Возможности по управлению базового модуля могут быть существенно расширены за счет подключения к нему нескольких модулей расширения. Они специализируются только на определенной операции – ввод дискретных сигналов, вывод дискретных сигналов, ввод аналоговых сигналов. В максимальной конфигурации можно вводить до 24 дискретных сигналов, до 8 аналоговых сигналов (например, температура), управлять до 16 исполнительных устройств дискретного типа и даже двумя исполнительными устройствами аналогового типа.
Рисунок 21 – Базовый модуль LOGO
Контроллеры S7-200
Эти модули предназначены для решения более сложных задач с количеством входов/выходов до 100. По сути это ПЛК модульного исполнения. Этот ПЛК обеспечивает управление в темпе протекания технологического процесса (реальный масштаб времени). Скорость опроса датчиков у него составляет 20 000 измерений в секунду.
Контроллеры S7-300
Контроллеры S7-300 (рис. 22) предназначены для решения задач с входом/выходом до 1000. Наряду с пассивными модулями ввода/вывода они располагают активными модулями, оснащенными собственным процессором: модуль взвешивания, модуль позиционирования (что позволяет уже управлять однокоординатным станком с ЧПУ), модуль сложной трехмерной визуализации, модуль вычисления сложных математических функций.
Рисунок 22 – Контроллер S7-300
Контроллеры S7-400
По сути это сложнейшие вычислительные комплексы, способные управлять технологическим процессом в темпе его протекания при числе датчиков и исполнительных устройств, свыше 10 000.