Sterowniki PLC

Sterowniki PLC

Każdy system sterowania lub regulacji posiada wejścia i wyjścia. Stany wyjść systemu uzależnione są od stanu wejść i ich wzajemnych zależności, co definiuje algorytm sterowania. Wejściami do systemu sterowania są najczęściej sygnały wyjściowe z czujników i przetworników pomiarowych. Wyjścia systemu sterują pracą elementów sygnalizacyjnych i  wykonawczych takich jak silniki elektryczne, zawory, siłowniki i inne, które są niezbędne do zrealizowania procesu przemysłowego. Aby w łatwy i odpowiedni sposób powiązać zależności wejść i wyjść systemu w oparciu o algorytm sterowania, stosuje się sterowniki PLC (ang. programmable logic controller) – sterowniki programowalne.

Sterowniki PLC przystosowane są do obsługi wejściowych sygnałów cyfrowych (DI) wysyłanych przez czujniki z wyjściem binarnym, takie jak na przykład czujniki zbliżeniowe. Przetworniki pomiarowe odpowiedzialne za konwersję mierzonej wielkości fizycznej na sygnał elektryczny podłączane są do analogowych wejść sterowników PLC (AI). Dzięki temu sterowniki PLC mogą przetwarzać wartości pomiarowe różnych wielkości takich jak  na przykład temperatura, ciśnienie czy przepływ. Uruchomienie wybranych odbiorników, czyli urządzeń wykonawczych odbywa się poprzez wyjścia cyfrowe sterowników PLC (DO). W przypadku potrzeby regulacji lub konieczności płynnego sterowania prędkością, czy stopniem zamknięcia zaworu stosuje się wyjścia analogowe sterowników PLC (AO).

Typowy sterownik PLC składa się z:

• jednostki CPU
• modułów wejść cyfrowych (DI)
• modułów wejść analogowych (AI)
• modułów wyjść cyfrowych (DO)
• modułów wyjść analogowych (AO)
• modułów komunikacyjnych
• modułów specjalnych, na przykład do pomiarów częstotliwości, PWM, wejść dla enkoderów, SSI, tensometrów i innych

Algorytm sterowania, czyli zbiór zależności pomiędzy wejściami a wyjściami wprowadzany jest do sterownika w wybranym przez programistę języku. Sterowniki PLC pracują cyklicznie. Oznacza to, że wykonują polecenia zapisane w algorytmie jeden po drugim, po kolei w pętli. Każdy cykl programu rozpoczyna się od odczytu stanów wszystkich wejść i zapisaniu ich w pamięci. Po wykonaniu poleceń sterownik określa stan wyjść i zapisuje je w pamięci uaktywniając przy tym fizyczne wyjścia połączone z urządzeniami wykonawczymi. PLC w każdym cyklu dokonuje diagnostyki, celem sprawdzenia poprawności działania sterownika, wykrycia ewentualnych nieprawidłowości z komunikacją i błędów.  Schemat pracy sterownika PLC przedstawiono na Rys. 1.

Rys. 1 Schemat blokowy pracy sterownika PLC

Aktualnie sterowniki PLC można programować korzystając z kilku zasadniczych języków programowania:

• język FBD (Funtion Block Diagram);
• język ST (Structure Text);
• język SFC (Sequance Flow Chart);
• język LD (Ladder Diagram)

Wybór języka programowania należy zwykle do programisty i uzależniony jest najczęściej od jego preferencji. Zdarza się, że język programowania musi być dostosowany do standardów obowiązujących w danej fabryce, aby kod programu był czytelny dla odpowiednio przeszkolonego personelu technicznego, dbającego o utrzymanie ciągłości procesu przemysłowego.

Sterowniki PLC – dobór i programowanie

Inżynierowie z firmy Anim specjalizują się w doborze sterowników PLC. Dostosowują ich konfigurację względem zapotrzebowania i  poziomu zaawansowania konkretnej aplikacji. Na podstawie dostarczonej dokumentacji technologicznej, elektrycznej lub wizji lokalnej na obiekcie istnieje możliwość wyboru optymalnego rozwiązania. Wybierając sterownik PLC należy wziąć pod uwagę takie kwestie jak możliwość rozbudowy systemu w przyszłości, sposób komunikacji z innymi sterownikami lub urządzeniami towarzyszącymi, a także zweryfikować czy parametry sprzętowe i programowe będą wystarczające do obsługi analizowanego systemu sterowania z wymaganą precyzją. Firma Anim dostarcza i oferuje programowanie sterowników PLC producentów takich jak: Siemens, Omron, Schneider, Allen-Bradley, Turck, B&R, Eaton i innych.