Микропроцессорная техника систем автоматизации
жүктеу/скачать 4,68 Mb.
|
mikroprocessornaya-tehnika-sistem-avtomatizacii
| Рис. 1. Состав и принцип действия ПЛК
Центральная секция содержит центральный процессор (ЦП), память и систему коммуникаций. Она выполняет обработку дан- ных, принимаемых от входной секции данных, и передает резуль- таты обработки в выходную секцию. Входная секция ПЛК обеспечивает ввод в центральную секцию состояния переключателей, датчиков и смарт-устройств. Через выходную секцию ЦП управля- ет внешними исполнительными устройствами, среди которых мо- гут быть электромагнитные пускатели моторов, источники света, клапаны и смарт-устройства. Принцип работы ПЛК несколько отличается от других микро- процессорных устройств. Программное обеспечение универсаль- ных ПЛК состоит из двух частей: системного программного обеспечения – операционной системы; прикладной программы пользователя. Системное программное обеспечение (СПО) непосредственно контролирует аппаратные средства ПЛК. СПО отвечает за тестиро- вание и индикацию работы памяти, источника питания, модулей ввода/вывода и интерфейсов, таймеров и часов реального времени. Система исполнения кода прикладной программы является состав- ной частью СПО. Система исполнения включает драйверы модулей ввода/вывода, загрузчик кода программ пользователя, интерпрета- тор команд и отладочный монитор. Код СПО расположен в ПЗУ и может быть изменен только изготовителем ПЛК. Код прикладной программы размещается в энергонезависимой памяти, чаще всего это электрически перепрограммируемые мик- росхемы. Изменение кода прикладной программы выполняется пользователем ПЛК при помощи системы программирования и может быть выполнено многократно. Первая часть – операционная система ПЛК – управляет согласо- ванной работой всех узлов и микросхем контроллера. Вторая часть – прикладная программа пользователя – реализует заданный пользователем алгоритм управления объектом. ПЛК работает по циклическому принципу (рис. 2). В самом начале цикла ПЛК сканирует состояния входов, на ко- торые поступают сигналы от датчиков и устройств. Считывание сигналов со входов контроллера выполняется операционной систе- мой и результат записывается в память входов контроллера (см. рис. 1). Рис. 2. Циклический режим работы ПЛК После чего управление передается прикладной программе и в соответствии с алгоритмом управления происходит вычисле- ние состояния выходов. Результат также записывается в память выходов. В конце рабочего цикла контроллера происходит установка фи- зических выходов. Затем цикл выполнения программы повторяется. При изменении состояния входов (датчики) осуществляется изменение состояния выходов (исполнительные механизмы). За счет этого обеспечивается максимальная простота построе- ния прикладной программы – ее создатель не должен знать, как производится управление аппаратными ресурсами. Необходимо знать с какого входа приходит сигнал и как на него реагировать на выходах. Таким образом, смысл работы ПЛК заключается в том, чтобы: собрать нужную информацию от объекта (объектов) управле- ния через свои входы; обработать ее в соответствии с заданными алгоритмами; обработать коммуникационные интерфейсы; получить команды и сигналы с верхнего уровня управления; выдать управляющие команды на свои выходы; выдать необходимую информацию на верхний уровень управ- ления (например, на сенсорную панель местного управления или в SCADA); продиагностировать себя самого. А потом повторить сначала все перечисленные шаги. Таким образом, ПЛК можно считать специализированным мини- компьютером. Причем ПЛК изначально ориентирован на эксплуа- тацию в цехах промышленных предприятий, где имеется множест- во источников электромагнитных помех, а температура может быть как положительной, так и отрицательной. Дополнительно к минимизации воздействия вышеуказанных факторов необходимо предусмотреть и защиту от агрессивной внешней среды, вклю- чающей пыль, брызги технологических жидкостей и паровоздуш- ные взвеси. В таких случаях предусмотрена установка ПЛК в защитные шкафы или в удаленных помещениях. Отдельные мо- дули могут размещаться на удалении до сотен метров от основно- го комплекта ПЛК и эксплуатироваться при экстремальных внешних температурах. Согласно МЭК 61131, для ПЛК с наруж- ной установкой допустима температура 5 ºC–55 ºC. Для устанав- ливаемого в закрытых шкафах ПЛК необходимо обеспечить рабочий диапазон 5 ºC–40 ºC при относительной влажности 10 %– 95 % (без образования конденсата). ПЛК имеют ряд особенностей, отличающих их от прочих элек- тронных приборов: в отличие от микроконтроллера (однокристального компьюте- ра) – микросхемы, предназначенной для управления электронными устройствами – областью применения ПЛК обычно являются авто- матизированные процессы промышленного производства в контек- сте производственного предприятия; в отличие от компьютеров ПЛК ориентированы на работу с агрегатами машин через развитый ввод сигналов датчиков и вывод сигналов на исполнительные механизмы, ориентированных на принятие решений и управление оператором; в отличие от встраиваемых систем ПЛК изготавливаются как самостоятельные изделия; наличие расширенного числа логических операций и возмож- ность задания таймеров и счетчиков; все языки программирования ПЛК имеют легкий доступ к ма- нипулированию битами в машинных словах, в отличие от боль- шинства высокоуровневых языков программирования современных компьютеров. жүктеу/скачать 4,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|