2

Составные части PLC

PLC должен быть предназначен

1. для работы в условиях промышленной среды

2. в режиме реального времени

3. должен быть доступен для программирования неспециалистом в области информатики.

К негативным факторам, определяющим промышленную среду, относятся: температура и влажность, удары и вибрация, коррозионно-активная газовая среда, минеральная и металлическая пыль, электромагнитные помехи.

Эти факторы обусловливают жесткие требования, определяющие схемотехнические решения, элементную и конструктивную базу PLC. Физическое исполнение контроллера определяется требуемой степенью защиты, начиная от контроллеров в легких пластиковых корпусах, предназначенных для монтажа в шкафу (степень защиты IР20), и до герметичных устройств в литых металлических корпусах, предназначенных для работы в особо жестких условиях. Правильно подобранный по условиям эксплуатации контроллер нельзя повредить извне без применения экстремальных методов.

Физически типичный PLC представляет собой блок, имеющий определенный набор выходов и входов, для подключения датчиков и исполнительных механизмов.

PLC система состоит из 5 основных компонентов:

  • Источник энергии
  • Программатор (РС)
  • Процессор CPU
  • Входной модуль
  • Выходной модуль

Источник энергии

Должен предусматривать преобразование энергии переменного сигнала в стандартные напряжения 5В, необходимое для работы процессора и 24 В, необходимое для блоков входа/входа.

Пример

Блок питания LOGO!Power

Составные части PLC, image002
Рис. 1 Блок питания LOGO!Power

LOGO!Power – импульсный источник питания (рис 1), диапазон входного напряжения AC 85V до 264V, помехозащита класса B. Импульсный источник питания обеспечивает лучшую защиту подключенных нагрузок

Программатор (РG) – персональный компьютер или промышленный программатор, с которого программа с помощью стандартного кабеля вводится в память контроллера.

Составные части PLC, image004
Рис.2 Simatic Field РG

Процессор (CPU). Аппаратно PLC является вычислительной машиной. Поэтому архитектура его

процессорного ядра практически не отличается от архитектуры компьютера. Современный

микроконтроллер — это однокристальная микросхема, в состав которой входит: — 8-, 16- или 32-разрядный процессор, имеющий внутреннюю постоянную и оперативную память (десятки килобайт), таймеры, счётчики, аналого-цифровые преобразователи, широтно-импульсные модуляторы, модули обработки сигналов в реальном времени.

Отличия в периферии: отсутствуют видеоплата, средства ручного ввода и дисковая подсистема. Вместо них PLC имеет блоки входов и выходов.

Центральные процессоры S7-200

S7-200 используется 5 моделей центральных процессоров, отличающихся объемами встроенной памяти, количеством и видом встроенных входов и выходов, количеством встроенных интерфейсов RS 485, количеством потенциометров аналогового задания цифровых величин и другими показателями. Каждая модель имеет две модификации:

А) С напряжением питания 24В DC и дискретными выходами 24В/0.75А DC на основе транзисторных ключей.

В) С напряжением питания 115/230В AC и дискретными выходами в виде замыкающих контактов реле с нагрузочной способностью до 2А на контакт.

Все центральные процессоры оснащены блоками питания =24В для питания датчиков или другой нагрузки.

Дискретные входы всех центральных процессоров рассчитаны на входное напряжение =24В.

Встроенный интерфейс RS 485

Встроенный интерфейс RS 485 (один или два) используется:

без дополнительного программного обеспечения:

  • для программирования контроллера;
  • для включения контроллера в сети РРI или МРI со скоростью передачи данных до 187.5 Кбит/с;
  • в качестве свободно программируемого порта с поддержкой ASCII протокола и скоростью до 38.4 Кбит/с;

с дополнительным программным обеспечением Instruction Library:

  • для поддержки протокола MOTBUS RTU и работы в режиме ведомого и ведущего сетевого устройства;
  • для поддержки протокола USS со скоростью передачи данных до 19.2 Кбит с и возможностью подключения до 30 преобразователей частоты (например, преобразователей серий МIСROМАSТЕR или SINAMICS).

Коммуникационные модули

  • СР 243-1: для подключения к сети Industrial Ethernet, 10/100 Мбит/с, ТСР/IР.
  • СР 243-1 IТ: для подключения к сети Ethernet, 10/100 Мбит/с, ТСР/1Р. Поддержка функций НТТР/FТР-сервера, FТР-клиента. Flash память объемом 8 Мбайт для хранения файловой системы.
  • СР 243-2: коммуникационный процессор ведущего устройства АS-Interfacе, способный обслуживать до 62 ведомых устройств.
  • ЕМ 277: для подключения к сети PROFIBUS-DP и выполнения функций ведомого устройства, до 12 Мбит/с.
  • ЕМ 241: модем для непосредственного соединения двух S7-200 через телефонную сеть, передачи SМS-сообщений, поддержки функций ведущего /ведомого устройства MODBUS.

Входные и выходные модули PLC – это соединения микропроцессора с реальным миром. Они могут классифицироваться по виду сигналов:

  • дискретные
  • аналоговые.

Бинарные входы и выходы называют обычно дискретными. Они обрабатывают сигналы с кнопок, выключателей, датчиков положения (типа on-off).

Аналоговый или непрерывный сигнал — это уровень напряжения или тока, соответствующий некоторой технологической величине в каждый момент времени: температуре, давлению, расходу, положению, скорости, частоте. Аналоговые входы контроллеров имеют различные параметры и возможности:

  • разрядность АЦП,
  • диапазон входного сигнала,
  • уровень шума и нелинейность,
  • возможность автоматической калибровки,
  • регулирование коэффициента усиления,
  • фильтрация.

Существуют аналоговые входы, предназначенные для подключения термометров сопротивления и термопар, для которых требуется специальная аппаратная поддержка (трехточечное включение, источники образцового тока, схемы компенсации холодного спая, схемы линеаризации и т. д.). Аналоговые сигналы в PLC обязательно преобразуются в цифровую, т. е. заведомо дискретную форму представления.

В системах PLC предусмотрены гальваническая развязка входов-выходов, защита по току и напряжению, зеркальные выходные каналы, сторожевой таймер задач и микропроцессорного ядра.

Гальваническая развязка входов-выходов PLC осуществляется с помощью оптоэлектронных пар или оптронов. Вход и выход процессора имеет напряжение 5 В. Они состоят из светодиода и фототранзистора, объединённых в едином блоке. Ток, текущий на вход светодиода, вызывает свечение светодиода в видимой или ИК части спектра. Этот свет, попадая на фототранзистор, образует ток в выходной цепи (рис.3, 4).

Составные части PLC, image0061

Составные части PLC, image0081
Рис.3 Гальваническая развязка входов PLC

Выходные модули.

Транзисторные выходы

Составные части PLC, image010
Рис. 4. Гальваническая развязка выходов PLC

Мой блог находят по следующим фразам

Раздел: ПЛК. Ликбез Метки: 

2 комментариев к "Составные части PLC"

  1. Карен Саакян:

    Большое спосибо. Я работаю на лифтах и с каждым днем чувствуется , что надо учиться.
    Ваш пример очень понятен . Если будут вопросы можно обращаться?

  2. Stanislav Timushev:

    Гальваническая развязка меня потрясла. Удивительно, в какую сторону надо начинать думать, чтобы такое придумать. Просто, со вкусом и работает!
    Делаю первые шаги в Step 7, ваш сайт — очень хорошее подспорье.
    Большое спасибо за то, что несете в народ хорошее, доброе, вечное :)

Оставить комментарий

Отправить сообщение

CoDeSys GSM/GPRS модем Lectus OPC MasterSCADA Modbus MX110 Omron OPC-сервер owen owen logic PLC Configuration PROFIBUS s-200 SCADA scada системы siemens siemens plc SIMATIC Simplight SMS step7 TRACE MODE Динамизация ИП-320 МЭК 1131–3 ОВЕН ОВЕН ПЛК ОВЕН ПЧВ ПЛК ПЛК ОВЕН ПР 110 Панель оператора Программируемое реле Частотный преобразователь библиотека в CoDeSys визуализация диспетчеризация конфигурация панели программирование ПЛК серия NS сименс плк частотник частотное управление язык CFC язык ST
.