Структура программируемых логических контроллеров

Программируемый логический контроллер (ПЛК) является специализированным техническим устройством, предназначенное для управления другими устройствами, путем получения информации в виде цифровых данных или аналого-дискретных сигналов от внешних устройств, преобразованием этой информации по специальному алгоритму и выдачи управляющих воздействий в виде цифровых или аналого-дискретных сигналов (команд управления).

ПЛК состоит из программно-аппаратных модулей, каждый из которых выполняет свои функции. ПЛК относится к среднему уровню МПСА и устанавливается в шкафах КЦ и УСО (устройство связи с объектом).

ОШ

Рисунок 16. Общая структура ПЛК

Общая структура ПЛК состоит из следующих блоков:

1. ОШ – общая шина, предназначена для обмена данными в цифровом виде между модулями.

2. Блок питания (модуль CPS) – обеспечивает преобразование сетевого напряжения к уровню, необходимому для нормальной работы модулей ПЛК.

3. Блок центрального контроллера (модуль CPU) – содержит цифровой микропроцессор и память. CPU считывает входные данные в цифровом виде, выполняет находящуюся в памяти логическую программу и пересылает соответствующие выходные сигналы на ИМ и САР. В функции CPU входит также осуществление обмена данными с другими устройствами управления в рамках локальных сетей или в рамках единичной связи между двумя устройствами. В небольших моделях ПЛК коммуникационные функции осуществляет тот же микропроцессор, который выполняет логическую программу. В высокопроизводительных ПЛК CPU может содержать дополнительный коммуникационный микропроцессор или имеется отдельный микропроцессорный коммуникационный модуль – Comm-процессор.

4. Модули ввода (MI) – подключаются к полевым датчикам и осуществляют преобразование сигналов, поступающих от датчиков в цифровой вид.

5. Модули вывода (MО) – осуществляют преобразование и передачу формируемых в CPU сигналов на ИМ и САР.

Все модули ПЛК связаны между собой посредством внутренней общей шины (локальная сеть), которая нормальным образом включает в себя шину данных, адресную шину и шину управления.

Память контроллера в зависимости от назначения делится на ПЗУ (перезаписываемое запоминающее устройство) и ОЗУ (оперативное запоминающее устройство).

ПЗУ ОЗУ

Рисунок 17. Память контроллера (CPU)

В ПЗУ (Flash-память) находится операционная система, которая является совокупностью супервизорных (supervisor) программ. Эти программы:

1) определяют язык программирования, на котором пишется программа пользователя;

2) осуществляют управление статической и динамической памятью CPU;

3) устанавливают порядок обработки и хранения данных в ПЛК.

В ОЗУ находятся память программ пользователя и память данных пользователя.

Память программ пользователя предназначена для хранения:

1) таблиц конфигурации системы (режим работы ПЛК, параметры коммуникационных портов, таблицы параметров модулей ввода-вывода и т.д.);

2) специальных загружаемых функций (Hot Standby-горячее резервирование, «горячая» замена модулей ввода-вывода);

3) релейно-контактной логики (алгоритмы).

Память данных пользователя предназначена для хранения:

1) таблицы Status RAM (текущие ссылки);

2) таблицы Enable\Disable (разрешения\запрета, ручная установка значений диск-рет, ключ доступа, симуляция);

3) таблицы предыдущего Status RAM (история всех дискрет и входных регистров).

Память в статическом ОЗУ поддерживается литиевой батарейкой, которая подпитывает память в случая пропадания сетевого напряжения.