300 likes | 667 Views
PLC alapismeretek. P rogrammable L ogic C ontroller (Programozható logikai vezérlők). a korszerű ipari automatizálás alapeleme a gazdasági versenyhelyzet és a maradéktalan vevői igények kielégítése hozta létre 1969 – az első PLC a MODICON cégtől a General Motors megrendelésére
E N D
Programmable Logic Controller(Programozható logikai vezérlők) • a korszerű ipari automatizálás alapeleme • a gazdasági versenyhelyzet és a maradéktalan vevői igények kielégítése hozta létre • 1969 – az első PLC a MODICON cégtől a General Motors megrendelésére • Huzalozott CPU • 1 kBájt memória • 128 I/O csatorna • Bitműveletek (ÉS, VAGY, NEM, stb.) • az igazi fejlődés a mikroprocesszorok megjelenésével kezdődött a 70-es évek közepétől (1, 8, 16, 32 bites processzorok) • jelenleg: több PLC-s rendszerek, PLC hálózatok
Progra-mozó egység Prog-ram tár (ROM) Adat tár (RAM) Központi Logikai Egység (CPU) Kommuniká-ciós egység (RS232, USB, Ethernet, stb. portok) TÁPEGYSÉG (+ 5 Volt) Számláló és időzítő egység Bemeneti illesztő egység (Analóg és digitális bemeneti csatornák) Kimeneti illesztő egység (Analóg és digitális kimeneti csatornák) …… n …… m Kapcsolat a vezérléssel (vezérlési elemek) A PLC felépítési vázlata Terepi busz (ipari kommunikációs vonal) Belső sín
Központi logikai egység (CPU) • Feladatai: • programutasítások végrehajtása • műveletvégzés – ALU (aritmetikai logikai egység + regiszterek) • Logikai műveletek (ÉS, VAGY, NEM, stb.) • Aritmetikai műveletek ( összeadás, kivonás, stb.) • periféria kezelés • megszakítás kezelés • vezérlő jelek előállítása, szinkronizálás
Műveletvégzés az ALU-ban ADATSÍN A+B ACC • Tárhelyek: • I/O térképek • Memória • Regiszterek A ALU Utasításban szereplő cím: B Vezérlőjelek
Műveletvégzés az ALU-ban • PLC-nél használatos gyakoribb változók (operandusok) típusai: • BIT: alapegység a digitális technikában • BYTE (bájt): 8 bit alkotja • WORD (szó): 2 bájt alkotja • BCD kód: 4 bájt: 0, …, 9999 • DWORD (dupla szó): 2 szó alkotja • INTEGER (egész): -32768,…, +32767 • DINTEGER(dupla egész): -231,…, +231-1 • REAL (valós): - 1,17*10-38,…, +3,4*1038 H L H L
Mikroprocesszorok • CISC: - komplex utasításkészlet - bonyolult utasítások - mikroprogramtár használata - változó hosszúságú utasítások - bonyolult mikroprogram • RISC: - csökkentett utasításkészlet - egyszerű utasítások (Load/Store) - huzalozott utasítás végrehajtás (hardver) - fix hosszúságú utasítások - bonyolult fordítóprogram
PLC mikroprocesszorok • 1 bites processzor (bitprocesszor) • Csak logikai műveleteket végez • 8 bites processzor (I8080, I8085, Z80, Z85) • Logikai műveletek • Aritmetikai műveletek • 16 – 32 bites processzorok (RISC) • Logikai műveletek • Aritmetikai műveletek • Lebegőpontos művelet végrehajtás
Memóriák • Programtár (ROM, csak olvasható memória) • Rendszerprogram (Op. Rendszer) • Felhasználói program (vezérlési program) • Memória típusok: - EPROM, EEPROM, FlashROM, MMC kártya • Adattár (RAM, írható-olvasható memória) • I/O térképek • átmeneti változók, paraméterek • részeredmények
Kapcsolat a vezérléssel • Bemeneti csatornák • Digitális: - egyenáramú (+24V) - váltakozó áramú (230V AC) • Analóg: 0, ± 10V; 4 – 20mA, 0 – 20mA • Funkciói: kapcsolat a bemeneti elemekkel, érzékelőkkel • galvanikus elválasztás • zajszűrés • állapot jelzés (LED) • Kimeneti csatornák • Digitális: - univerzális (relés) - egyenáramú tranzisztoros (+24V) - váltakozó áramú tirisztoros (230VAC) • Analóg: 0, ± 10V; 4 – 20mA; 0 – 20mA • Funkciói: kapcsolat a kimeneti elemekkel, beavatkozókkal • Galvanikus elválasztás • állapot jelzés (LED)
Egy egyenáramú bemeneti csatorna elvi felépítése + U K INV MUX felé • R1, C1, C2 - bemeneti zavarszűrő • R2 - áramkorlát • LED1 - csatorna állapotjelző • OT - optocsatoló • INV - inverter
Váltakozó áramú bemeneti csatorna • C2 - zavarszűrő kondenzátor • GR1 - egyenirányító híd • C1 - szűrő kondenzátor 230 V AC K N
Univerzális relés kimenet • T1 - meghajtó tranzisztor • K - a relé érintkezője (PLC-n belül) • MK - a kimeneti csatornára kapcsolt beavatkozó MK U vezérlés
Egyenáramú tranzisztoros kimenet elvi felépítése • U1 - optocsatoló • T2 - teljesítmény tranzisztor • LED1 - csatornaállapot jelző • Bizt - olvadóbiztosíték (kimenet zárlatvédelem)
Váltakozó áramú triakos kimenet elvi vázlata • D, R4, R5, C1 - triak gyújtóáramkör • TR - triak • MK - beavatkozó elem E0 MK 0V
Analóg jelek feldolgozása Analóg jel Digtális jel 1 • Az iparban használatos analóg jel szintek: 0-20mA; 4-20mA áramszintek 0-5V; 0-10V;(-10; +10)V feszültségszintek - Pt100 ellenállás hőmérő jelei - Különböző hőelemek jelei (J, K, T, stb.) 1 1 H Ui 0 0 0 L A ti B A ti B
Analóg I/O csatornák N bites digitális jel Analóg jel A • Analóg bemenet: A/D átalakítás … D • Analóg kimenet: D/A átalakítás N bites digitális jel Analóg jel D … A
16 bites AD átalakító • 216 = 65536 → -32768, …, 0, …, +32767 • (0 ± 10)V tartományban: 27648 (6C00H) → +10V -27648 (9400H) → -10V • ΔU ≈ 0,36mV felbontás • (4 – 20)mA tartományban: 27648 (6C00H) → 20mA 0 (0000H) → 4mA • ΔI ≈ 0,578μA felbontás • Tárolás: 16 bites WORD (szó) típusú változóként
A PLC működése (Siemens) • Ciklikus és eseményvezérelt • Ciklusidő: (5 – 50 – 100)ms