PLC - Programovatelný logický automat

Programmable Logic Controller

Úvod - co to je PLC

PLC, dnes relativně malý počítač (v závislosti na tom, jak velký objekt jím řídíme) v průmyslovém provedení řízený mikroprocesorem s vlastním operačním systémem, uzpůsobeným pro potřeby řešení automatizačních úloh v reálném čase, s co nejkratší dobou odezvy.

Pro komunikaci s okolím je PLC vybaven vstupními periferiemi (vstupy) na které jsou přivedeny signály z řízeného procesu, binární signály v podobě stavu zapnuto/vypnuto (např. snímání polohy koncovým snímačem) nebo v podobě spojitých analogových signálů (například teplota, tlak, hladina ...) . Na "opačné" straně má PLC výstupní periferie (výstupy), ke kterým jsou připojeny akční prvky řízeného procesu, opět v podobě binárního řídícího signálu zapnuto/vypnuto (např. stykač motoru, cívka ventilu ...) a nebo spojitého výstupního řídícího signálu analogové veličiny (např., pro řízení rychlosti, polohy regulačního ventilu ...).

Mezi vstupy a výstupy se "nachází" řídící logika - CPU. která na základě stavu vstupů ovládá výstupy tak, aby bylo dosaženo minimální odchylky od žádaného nebo zadaného stavu celého zařízení. Jak bude PLC reagovat na změnu stavu vstupních signálů, určuje programátor tím, že vytvoří programový algoritmus řešení zadané úlohy (zkráceně program) a ten uloží do paměti PLC. Operační systém PLC pak zajistí, aby byl program opakovaně (cyklicky) vykonáván.

Mimo klasických periferií (binární, analogové) je PLC vybaveno rozhraním (interface) pro komunikaci s programátorem, stejným nebo dalším rozhraním pro komunikaci s obsluhou (je-li to třeba). Další možností je zapojení PLC do sítě, kdy může komunikovat s dalšími PLC, periferiemi, obecně systémy v hierarchii sítě.

Než bylo PLC vyvinuto do dnešní podoby, prošlo historickým vývojem od jednoduché reléové logiky až po mikroprocesorově řízené systémy.

Požadavky na PLC

Požadavky na PLC v automatizaci průmyslu pomocí výpočetní techniky, konkrétně PLC, má některé odlišnosti od běžných PC a jejich aplikací (více ...).

• obecný popis
• konkrétní požadavky

Sestava PLC

Sestava PLC se sestává z několika modulů v případě modulární výstavby zahrnující CPU a periferie, nebo se může jednat i kompaktní provedení PLC, které má integrovány potřebné komponenty (více ...).

• CPU - Central Processing Unit
• periferie
• typy PLC
• Centrální / rozšiřující / decentrální systém
• Bezpečnostní PLC (Safety)

Cyklus PLC

Cyklus PLC je základním rysem zpracování řízení c PLC, algoritmu, kdy jsou jednotlivé příkazy vykonávány opakovaně v cyklu (více ...).

• základní cyklus PLC
• cyklus PLC s přerušením
• cyklus PLC se síťovými prostředky

Doba cyklu

Doba cyklu udává, ja jak dlouho CPU zpracuje všechny potřebné operace nutné k řízení procesu (více ...).

• základní doba cyklu
• proměnná doby cyklu
• měření doby cyklu

Vzorkování signálu

Vzorkování signálu je způsob, jakým PLC zjišťuje stav signálů procesu. Vzhledem k tomu, že cyklus PLC a tedy i vzorkování je vzhledem k řízenému procesu vždy asynchronní, musí být četnost vzorkování signálu musí být dostačující k tomu, aby byl spolehlivě zjištěn jeho stav. Pro názornost je zde uvažováno pouze s konstantní dobou cyklu a periodou vzorkování, není-li uvedeno jinak. Dále je popsáno vzorkování digitálního signálu, vzorkování analogového signálu probíhá jiným způsobem (více ...).

• optimální vzorkování
• chybné vzorkování

Reakční doba

Reakční doba je časový interval, který uplyne od okamžiku změny sledovaného signálu až po okamžik odpovídající reakce systému na výstupu (více ...).

• optimální reakční doba
• odchylky reakční doby
• zkrácení reakční doby

Zpracování přerušení

Zpracování přerušení je takový stav v systému PLC, kdy vznikne situace, která vyžaduje provedení okamžité nebo žádané reakce na tento stav. Konkrétní možnosti zpracování a typy dostupných přerušení jsou uváděny v popisu systému konkrétního CPU (více ...).

• podmínky pro realizaci přerušení
• typy přerušení