PLC (Programmable Logic Controller) je upravljački uređaj koji se široko koristi u industrijskoj automatizaciji. Obrađuje i procjenjuje različite ulazne signale na temelju korisnički-programirane kontrolne logike, zatim šalje odgovarajuće kontrolne signale za postizanje automatizirane kontrole proizvodnog procesa. Ovaj članak daje detaljan uvod u osnovna načela rada i način rada skeniranja PLC-a.
I. Osnovni principi rada PLC-a
Princip rada PLC-a prvenstveno uključuje sljedeće korake:
1. Akvizicija ulaznog signala:PLC prima različite signale s polja preko ulaznih modula, kao što su digitalni signali i analogni signali. Ovi signali prolaze kroz obradu poput op-izolacije i filtriranja prije nego što se pretvore u digitalne signale koje prepoznaje PLC-ov interni sustav.
2. Obrada programa:PLC obrađuje i procjenjuje ulazne signale na temelju korisnički-programirane upravljačke logike. Obrada programa prvenstveno uključuje funkcije kao što su logičke operacije, aritmetički izračuni i pretvorba podataka. Tijekom obrade programa, PLC generira odgovarajuće upravljačke naredbe na temelju različitih uvjeta.
3. Kontrola izlaznog signala:PLC šalje obrađene upravljačke naredbe izlaznom modulu. Izlazni modul pretvara digitalne signale u potrebne formate signala za polje (kao što su digitalni signali, analogni signali itd.) i šalje ih na aktuatore (kao što su releji, servo motori itd.), čime se postiže kontrola nad procesom proizvodnje.
4. Komunikacija i praćenje:PLC-ovi posjeduju komunikacijske mogućnosti, omogućujući razmjenu podataka s drugim uređajima (kao što su glavna računala, ekrani osjetljivi na dodir, itd.) putem komunikacijskih sučelja za postizanje daljinskog nadzora i kontrole. Istovremeno, PLC-ovi mogu prikazati-radni status i informacije o kvaru u stvarnom vremenu putem vlastitih zaslona.
II. Karakteristike načina rada PLC skeniranja
Karakteristike rada skeniranja PLC-a prvenstveno se odražavaju u sljedećim aspektima: Prvo, PLC-ovi koriste radni način "sekvencijalno skeniranje, kontinuirana petlja". Svaki ciklus skeniranja, također poznat kao razdoblje skeniranja ili radni ciklus, počinje tako što CPU izvršava prvu instrukciju. Zatim sekvencijalno izvršava korisnički program redak po redak do završetka, nakon čega se vraća na prvu instrukciju za pokretanje novog ciklusa skeniranja. Drugo, izvršavanje PLC programa slijedi periodični obrazac skeniranja koji se pridržava principa slijeva-na-desno, od vrha-na-odozdo.
Osim toga, svaki ciklus skeniranja sastoji se od tri koraka: uzorkovanje ulaza, izvršavanje programa i osvježavanje izlaza. Rad PLC-a stoga kontinuirano kruži na ovaj način. Konačno, zbog centraliziranog uzorkovanja i centraliziranog izlaza dolazi do ulazno/izlaznog kašnjenja, što rezultira kašnjenjem odgovora. To čine primarne karakteristike PLC operacije skeniranja.
III. Način rada skeniranja PLC-a
Način rada PLC skeniranja prvenstveno je podijeljen u sljedeće faze:
Način rada skeniranja PLC-a sastoji se od tri glavne faze: faze uzorkovanja ulaza, faze izvršenja korisničkog programa i faze osvježavanja izlaza.
1. Faza uzorkovanja ulaza
Tijekom faze uzorkovanja ulaza, PLC sekvencijalno skenira i čita sva ulazna stanja i podatke, pohranjujući ih u odgovarajuće jedinice unutar područja I/O slike. Po završetku uzorkovanja ulaza, sustav prelazi u fazu izvršavanja korisničkog programa i osvježavanja izlaza. Tijekom ove dvije faze, čak i ako se ulazna stanja ili podaci promijene, odgovarajuće jedinice u području I/O slike ostaju nepromijenjene. Stoga, ako je ulaz impulsni signal, širina impulsa mora premašiti jedan ciklus skeniranja kako bi se osiguralo da je ulaz uhvaćen u svim uvjetima.
2. Faza izvršenja korisničkog programa
Tijekom faze izvođenja korisničkog programa, PLC uvijek skenira korisnički program (ljestvičasti dijagram) sekvencijalno od vrha prema dolje. Prilikom skeniranja svakog ljestvičastog dijagrama, prvo se skenira upravljački krug koji čine kontakti na lijevoj strani ljestvičastog dijagrama. Zatim izvodi logičke operacije na upravljačkom krugu koji čine kontakti redom slijeva nadesno i odozgo prema dolje. Na temelju rezultata ovih logičkih operacija, ažurira status odgovarajućeg bita u području pohrane RAM-a sustava za logičku zavojnicu ili ažurira status odgovarajućeg bita u području I/O slike za izlaznu zavojnicu ili određuje hoće li se izvršiti posebna funkcijska instrukcija određena ljestvičastim dijagramom. To jest, tijekom izvođenja korisničkog programa samo status i podaci ulaznih točaka unutar I/O područja slike ostaju nepromijenjeni. Status i podaci drugih izlaznih točaka i softverskih uređaja unutar I/O područja slike ili RAM-a sustava mogu se promijeniti. Štoviše, rezultati izvršenja ljestvičastih dijagrama postavljenih više u stogu utječu na sljedeće ljestvičaste dijagrame koji koriste ove zavojnice ili podatke. Suprotno tome, osvježeni status logičke zavojnice ili podaci iz dijagrama ljestvice niže-razine utječu samo na dijagrame ljestvice gornje-razine tijekom sljedećeg ciklusa skeniranja.
3. Faza osvježavanja izlaza
Po završetku skeniranja korisničkog programa, PLC ulazi u fazu osvježavanja izlaza. Tijekom tog razdoblja, CPU osvježava sve izlazne zasune na temelju odgovarajućeg statusa i podataka u području I/O slike, zatim pokreće odgovarajuće periferne uređaje kroz izlazni sklop. Ovo predstavlja stvarni izlaz PLC-a.
Ukratko, temeljno načelo rada PLC-a uključuje prikupljanje signala polja putem ulaznih modula, njihovu obradu i procjenu u skladu s -programiranom upravljačkom logikom, a zatim upravljanje aktuatorima putem izlaznih modula kako bi se postigla automatizirana kontrola proizvodnog procesa. Operacija skeniranja PLC-a sastoji se od faza uključujući samo-testiranje sustava, skeniranje ulaza, obradu programa, skeniranje izlaza, komunikaciju i nadzor. Ove faze tvore ciklus skeniranja, koji PLC kontinuirano ponavlja kako bi ostvario automatiziranu kontrolu proizvodnog procesa.