Характеристики ПЛК

Классификация ПЛК

Платформа технических средств ПЛК

Характеристики ПЛК

Классификация ПЛК

КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫЕ СУ НА БАЗЕ ПРОГРАММИРУЕМЫХ ЛОГИЧЕСКИХ КОНТРОЛЛЕРОВ

ЛЕКЦИЯ №9

Мы будем рассматривать компьютеризированные системы управления, основным компонентом которых является программируемый логический контроллер (ПЛК)

Такие системы автоматического управления, автоматизации, контроля и т.д. базируются на ПЛК, технологическом оборудовании со встроенными микропроцессорными системами, ПК со специальным ПО и коммуникационных промышленных системах, посредством которых контроллеры соединяются между собой, с ПК, с сенсорами (датчиками), исполнительными устройствами и т.д.

В большинстве случаев такие системы автоматизации являются смешанными системами с децентрализованной (распределенной) архитектурой. В них ПЛК и ПК выполняют различные задачи, причем ПЛК более близки к ТП, а ПК находятся на более высоком уровне и служат в основном для визуализации и обработки данных.

Таким образом, мы будем рассматривать КСУ как распределенную систему, с децентрализованной иерархической архитектурой, основными компонентами которой являются:

- ПЛК – осуществляет непосредственное управление технологическим процессом / физическим объектом;

- ПК – для диспетчерского управления (промышленные – для жестких условий эксплуатации, офисные – для более мягких);

- различные устройства для специфических задач управления;

- коммуникационная система для подключения устройств между собой.

Слово "контроллер" произошло от английского " control" (управление). Контроллером в системах автоматизации называют устройство, выполняющее управление физическими процессами по записанному в него алгоритму, с использованием информации, получаемой от датчиков и выводимой в исполнительные устройства.

Жесткие ограничения на стоимость и огромное разнообразие целей автоматизации привели к невозможности создания универсального ПЛК, как это случилось с офисными компьютерами. Область автоматизации выдвигает множество задач, в соответствии с которыми развивается и рынок, содержащий сотни непохожих друг на друга контроллеров, различающихся десятками параметров. Каждый производитель выпускает несколько типов ПЛК разной мощности и стоимости, чтобы увеличить прибыль за счет сегментирования рынка.

Выбор оптимального для конкретной задачи контроллера основывается обычно на соответствии функциональных характеристик контроллера решаемой задаче при условии минимальной его стоимости. Учитываются также другие важные характеристики (температурный диапазон, надежность, бренд изготовителя, наличие сертификатов и т. п.).

Для классификации огромного разнообразия существующих в настоящее время контроллеров рассмотрим их существенные различия.

Основным показателем ПЛК является количество каналов ввода-вывода. По этому признаку ПЛК делятся на следующие группы:

· нано-ПЛК (менее 16 каналов, в основном, дискретных) небольшой вычислительной мощности. Область применения таких контроллеров - сбор данных и системы противоаварийной защиты. В качестве примеров можно привести контроллеры семейства MicroLogix (Allen-Bradley), Direct Logic DL05 (Koyo), Nano (Schneider Electric).

· микро-ПЛК (более 16, до 100 каналов). Эти контроллеры имеют достаточно развитый аналоговый ввод/вывод, выполняют операции с плавающей точкой и функции ПИД-регулирования. К этой группе контроллеров можно отнести SLC 500 (Allen-Bradley), Direct Logic DL205 (Koyo), Smart – (PEP Modular Computer), Simatic S7-200 (Siemens).

· средние (более 100, до 500 каналов дискретного, аналогового и скоростного типа. Применяются для автоматизации объектов средней сложности. Это, например, контроллеры Fanuc 90-30 (GE Fanuc), PLC-5 (Allen-Bradley), Premium (Schneider Electric), Direct Logic DL405 (Koyo) и др.

· большие (более 500 каналов). Обладают высокой вычислительной мощностью, позволяют реализовывать сложные алгоритмы (адаптивное, оптимальное управление), применяемые при автоматизации непрерывных технологических процессов. Наиболее яркими представителями этой группы контроллеров являются ControlLogix (Allen-Bradley), Simatic S7–400 (Siemens), Fanuc 90-70 (GE Fanuc), VME (PEP Modular Computers).

По расположению модулей ввода-вывода ПЛК бывают:

· моноблочными - в которых устройство ввода-вывода не может быть удалено из контроллера или заменено на другое. Конструктивно контроллер представляет собой единое целое с устройствами ввода-вывода (например, одноплатный контроллер). Моноблочный контроллер может иметь, например, 16 каналов дискретного ввода и 8 каналов релейного вывода;

· модульные - состоящие из общей корзины (шасси), в которой располагаются модуль центрального процессора и сменные модули ввода-вывода. Состав модулей выбирается пользователем в зависимости от решаемой задачи. Типовое количество слотов для сменных модулей - от 8 до 32;

· распределенные (с удаленными модулями ввода-вывода) - в которых модули ввода-вывода выполнены в отдельных корпусах, соединяются с модулем контроллера по сети (обычно на основе интерфейса RS-485) и могут быть расположены на расстоянии до 1,2 км от процессорного модуля;

· не содержащие в своем составе модулей ввода-вывода. Примерами контроллеров без модулей ввода-вывода являются коммуникационные контроллеры, которые выполняют функцию межсетевого шлюза, или координаторы, получающие данные от контроллеров нижнего уровня иерархии АСУ ТП.

Часто перечисленные конструктивные типы контроллеров комбинируются, например, моноблочный контроллер может иметь несколько съемных плат; моноблочный и модульный контроллеры могут быть дополнены удаленными модулями ввода-вывода, чтобы увеличить общее количество каналов.

Многие контроллеры имеют набор сменных процессорных плат разной производительности. Это позволяет расширить круг потенциальных пользователей системы без изменения ее конструктива.

По конструктивному исполнению и способу крепления контроллеры делятся на:

· панельные (для монтажа на панель или дверцу шкафа);

· для монтажа на DIN-рейку внутри шкафа;

· для крепления на стене;

· стоечные - для монтажа в стойке;

· бескорпусные (обычно одноплатные) для применения в специализированных конструктивах производителей оборудования (OEM - "Original Equipment Manufact urer").

По области применения контроллеры делятся на следующие типы:

· универсальные общепромышленные;

· для управления роботами;

· для управления позиционированием и перемещением;

· коммуникационные;

· регуляторы;

· телеметрические;

· специализированные.

По способу программирования контроллеры бывают:

· программируемые с лицевой панели контроллера;

· программируемые программатором (ноутбук или ПК);

· программируемые с помощью карт памяти.

Контроллеры могут программироваться на следующих языках:

· на классических алгоритмических языках (C, С#, Visual Basic);

· на языках МЭК 61131-3.

В первом приближении в качестве характеристик контроллеров можно выделить пять обобщенных показателей:

- характеристика процессора;

- характеристика каналов ввода/вывода, поддерживаемых

контроллерами;

- коммуникационные возможности;

- эксплуатационные характеристики;

- программное обеспечение.

Рассмотрим эти показатели.

Дата добавления: 2014-01-14