Irányítástechnika 1 7. Elıadás Programozható logikai vezérlık Irodalom - Helmich József: Irányítástechnika I, 2005 - Zalotay Péter: PLC tanfolyam - Klöckner-Möller Hungária: Hardverleírás és tervezési segédlet, 2005
A programozható logikai vezérlık mibenléte, feladata, minıségi követelményei Az ipari automatizálásban nagyon elterjedt programozható logikai vezérlık (PLC Programmable Logic Control): cél-számítógépek ipari alkalmazásokhoz. Egy PLC feladata az irányítástechnikai alkalmazásokban szereplı logikai és számítási (aritmetikai) mőveletek elvégzése. - bemeneti adatok: az irányítandó technológiától; - eredmények: a technológia felé (vezérlési rendelkezések). Perifériákkal - a számítógép és a környezet kapcsolatát biztosítja; - teljesítményillesztés; - nagy megbízhatóságú, zavarvédett eszközök; - illesztik az irányítás bemeneti változóit (parancsok, feltételek); - illesztik a technológiai berendezés beavatkozó készülékeit (relék, mágneskapcsolók, szelepek); - illesztik a különbözı jelzı készülékeket (lámpák, hangjelzık, számjegyes megjelenítık). Alapelv: huzalozással, relékkel megvalósított logikai függvényeket mikroprocesszorok alkalmazásával, szoftveresen állítják elı. Ennek elınyei: A relék beépítésének, huzalozásának és az esetleges elkötések megkeresésének (hibakeresés) idejét megtakarítják; A vezérlési funkció megváltozásával áthuzalozásra nincs szükség; A huzalozást egyszerő és gyors programozással lehet kiváltani; Kezelés, karbantartás egyszerőbben és hatékonyabban megvalósítható; Egyszerő programozási nyelv, korlátozott funkciójú utasítások használata; Áramutas szemlélettel jól átlátható fejlesztınyelv.
A PLC - k felépítése Kompakt kivitelezés Önálló mőködésre képes egységek. Soros kommunikációs egységek segítségével bonyolultabb rendszerbe foglalhatók. Ipari kommunikációs buszok: MODBUSZ, PROFIBUSZ., MPI (MultiPort Interface); Ethernet Moduláris kivitelezés Különálló CPU, I/O, TE modulok. Skálázható az adott feladatra. Közepes és nagy teljesítményő PLC-k (>500 I/O vonal). Fı rendszer-egységek Központi vezérlı egység (CPU Central Processor Unit) Program-memória (PMEM) Adat-memória (DMEM) Periféria-illesztı egységek (I/O) Tápegység (TE)
PLC-k funkciói - huzalozott relés vezérlések kiváltása (vezérlési feladatok ellátása); - analóg jelek kezelése (szabályozási feladatok ellátása); - számláló bemenet; - szervo vezérlı kimeneti modul; - PWM (Pulse Width Modulation) kimenet. Klöckner-Möller PS3 kompakt PLC MODICON 484 moduláris PLC OMRON CP1L-J kompakt PLC
Mőködési vázlat Központi vezérlı egység (CPU) Pogramjai - operációs-, vagy monitor-program, irányítja a perifériák és memóriák közötti adatátvitelt (beolvasás, kiíratás), a megszakítások (interrupt) kezelését; biztosítja a felhasználói program ciklikus futtatását; - felhasználói program, feladata az irányítandó berendezés kívánalmak szerinti mőködtetése. A PLC ciklus tartalma a bemeneti adatok frissítése során a csatlakozó bemeneti egységek aktuális állapotát beolvassa, és eltárolja az adatmemória bemeneti szegmensébe (idı: t be ); megoldja - a beolvasott bemeneti adatok alapján - a felhasználói programban megfogalmazott logikai, aritmetikai feladatokat, az eredményeket eltárolja az adatmemória kimeneti szegmensébe (idı: t f ); a kimeneti memóriába tárolt új eredmények alapján beállítja (frissíti) a kimeneti egységek állapotát (idı: t ki ). Átlagos ciklusidı: 5 50 ms, a feladat bonyolultságától függ.
Mőködési vázlat Program memória (PMEM) A PLC mőködését leíró program utasításainak megfelelı mőveleti kódokat, és ehhez tartozó mőveleti tényezıket (operandus) tárolja. Végrehajtás során e memória területrıl csak olvasás történik. - kötött programozású PLC-k csak egy programot hajtanak végre, ezt fix-memória (ROM, PROM, EPROM, EEPROM) tárolja. - szabadon programozható PLC-k irható-olvasható memóriával (RAM) rendelkeznek az átprogramozhatóság céljából. Adatmemória (DMEM) Tárolja a mőködés során használt változók, perifériákról beolvasott, illetve kiírt információk aktuális értékeit. Írható-olvasható memóriák (statikus és dinamikus RAM, mágneses tárolok). Periféria illesztés (I/O illesztık) Az adatforgalom lebonyolítása külsı eszközöktıl a PLC- be (bemeneti-, input egység), illetve ellenkezı irányba (kimeneti-, output egység). - ember-gép között: klaviatúra, képernyı, szám-, és karakter kijelzık, jelzılámpák; -gép-gép között: - technológia felıl: végálláskapcsolók, nyomógombok, érzékelık; - technológia felé: relék, mágneskapcsolók, szelepek.
A Klöckner-Möller PS4 kompakt PLC sorozat fıbb jellemzıi
A PS4-141-MM1 kompakt PLC elölnézete 1. Tápfeszültség bemenet (24VDC) a CPU részére 2. Gyorsszámlálóként (3 khz) is használható bemenet (I0.0) 3. 16 kétállapotú (24VDC) bemenet 4. Megszakításkérésre is használható bemenet (I 1.0) 5. Dugaszolható csavaros sorkapocs 6. Bemenetek állapot kijelzıi (LED) 7. 14 kétállapotú kimenet (24VDC/0,5A, rövidzár védelem, túlterhelés védelem) 2 analóg bemenet (U 0, U 1 ; fizikai jeltartomány: 0-10V) 1 analóg kimenet (U 10 ; fizikai jeltartomány: 0-10V) 8. Kimenetek állapot kijelzıi (LED) 12. Programozói csatoló felület (PRG) 9. Suconet K csatoló felület 13. Memória modul 10. Alapjel potenciométerek (P1, P2) 14. PLC állapot kijelzıi (LED) 11. Busz lezáró ellenállás kapcsolója (S1)
A PS4-151-MM1 kompakt PLC elölnézete 1. Tápfeszültség bemenet (115-VAC-tól 230 VAC-ig) 2. Gyorsszámlálóként (3 khz) is használható bemenet (I0.0) 3. 16 kétállapotú (24VDC) bemenet és 24V-os tápfeszültség a bemeneteknek 4. Megszakításkérésre is használható bemenet (I 1.0) 5. Dugaszolható csavaros sorkapocs 6. Bemenetek állapot kijelzıi (LED) 7. 8 relé kimenet (záró kontaktus, 24VDC vagy 230VAC/2A) 2 analóg bemenet (U 0, U 1 ; fizikai jeltartomány: 0-10V) 1 analóg kimenet (U 10 ; fizikai jeltartomány: 0-10V) 8. Kimenetek állapot kijelzıi (LED) 12. Programozói csatoló felület (PRG) 9. Suconet K csatoló felület 13. Memória modul 10. Alapjel potenciométerek (P1, P2) 14. PLC állapot kijelzıi (LED) 11. Busz lezáró ellenállás kapcsolója (S1)
A PS4-201-MM1 kompakt PLC elölnézete 1. Tápfeszültség bemenet (24VDC) a CPU részére 2. Gyorsszámlálóként (3 khz) is használható bemenet (I0.0) 3. Megszakításkérésre is használható bemenet (I 0.1) 4. 8 kétállapotú (24VDC) bemenet és 24V-os tápfeszültség a kimeneteknek 5. Dugaszolható csavaros sorkapocs 6. Bemenetek állapot kijelzıi (LED) 7. Kimenetek állapot kijelzıi (LED) 8. 6 kétállapotú kimenet (24VDC/0.5A, rövidzár védelem, túlterhelés védelem) 2 analóg bemenet (U 0, U 1 ; fizikai jeltartomány: 0-10V) 1 analóg kimenet (U 10 ; fizikai jeltartomány: 0-10V) 9. Suconet K csatoló felület 12. Programozói csatoló felület (PRG) 10. Alapjel potenciométerek (P1, P2) 14. PLC állapot kijelzıi (LED) 11. Busz lezáró ellenállás kapcsolója (S1) 13. Memória modul
A PS4-341-MM1 kompakt PLC elölnézete 1. Tápfeszültség bemenet (24VDC) a CPU részére 2. Gyorsszámlálásra (50kHz)/inkrementális jeladó fogadására is használható többfunkciós bemenetek 3. 16 kétállapotú (24VDC) bemenet 4. Dugaszolható csavaros sorkapocs 5. Bemenetek állapot kijelzıi (LED) 6. Megszakításkérésre is használható bemenetek (I1.0, I1.1) 7. Tápfeszültség-ellátás (24VDC) a kimenetek részére 8. 14 kétállapotú kimenet (24VDC/0,5A, rövidzár védelem, túlterhelés védelem) 9. Kimenetek állapot kijelzıi (LED) 10. 2 analóg bemenet (U 0, U 1 ; fizikai jeltartomány: 0-10V) 1 analóg kimenet (U 10 ; fizikai jeltartomány: 0-10V) 11. Suconet K csatoló felület 14. Programozói csatoló felület (PRG) 12. Alapjel potenciométerek (P1, P2) 15. Memória modul 13. Busz lezáró ellenállás kapcsolója (S1) 16. PLC állapot kijelzıi (LED)