¿Qué es exactamente un PLC?
1. Concepto básico de PLC
El Controlador Programable es un miembro de la familia de computadoras y está diseñado y fabricado para aplicaciones de control industrial. El primer controlador programable se llamaba controlador lógico programable, o PLC para abreviar. Se usaba principalmente para reemplazar relés para implementar el control lógico. Con el desarrollo de la tecnología, las funciones de este dispositivo han superado en gran medida el alcance del control lógico, por lo que hoy este dispositivo se llama controlador programable, o PC para abreviar. Sin embargo, para evitar confusiones con la abreviatura de Computadora Personal, el controlador programable se denomina PLC
2. La estructura básica del PLC
PLC es esencialmente una estructura de hardware. de una computadora dedicada al control industrial es básicamente la misma que la de una microcomputadora, como se muestra en la figura:
Unidad Central de Procesamiento (CPU)
La Unidad Central de Procesamiento (. CPU) es el centro de control PLC. Recibe y almacena el programa de usuario y los datos escritos por el programador de acuerdo con las funciones que le asigna el programa del sistema PLC, verifica el estado de alimentación, memoria, E/S y temporizadores de alarma, y puede diagnosticar errores de sintaxis en el programa de usuario; . Después de que el PLC se pone en funcionamiento, primero recibe el estado y los datos de cada dispositivo de entrada en el sitio en forma de escaneo y los almacena en el área de imagen de E/S respectivamente. Luego lee el programa de usuario uno por uno del programa de usuario. memoria y convierte los resultados de operaciones lógicas o aritméticas en La instrucción especifica el envío al área de imagen de E/S o al registro de datos después de la interpretación de la instrucción. Después de ejecutar todos los programas de usuario, el estado de salida del área de imagen de E/S o los datos en el registro de salida se transfieren al dispositivo de salida correspondiente, y así sucesivamente hasta que se detiene la operación.
Para mejorar aún más la confiabilidad de los PLC, en los últimos años, los PLC grandes también han adoptado sistemas redundantes de CPU dual o sistemas de votación de tres CPU. De esta manera, incluso si la CPU falla, todo el sistema aún puede funcionar con normalidad.
b. Memoria
La memoria del software del sistema se denomina memoria de programa del sistema.
La memoria del software de aplicación se denomina memoria de programa de usuario.
C. Fuente de alimentación
La fuente de alimentación del PLC juega un papel muy importante en todo el sistema. Sin un sistema de suministro de energía bueno y capaz, no puede funcionar correctamente, por lo que los fabricantes de PLC también otorgan gran importancia al diseño y fabricación de los suministros de energía. Generalmente, cuando la fluctuación del voltaje de CA está dentro del rango de 10 (15), el PLC se puede conectar directamente a la red eléctrica de CA sin tomar otras medidas
3. Principio de funcionamiento del PLC
1. Tecnología de escaneo
Una vez que el PLC se pone en funcionamiento, su proceso de trabajo generalmente se divide en tres etapas, a saber, muestreo de entrada, ejecución del programa de usuario y actualización de salida. La finalización de las tres etapas anteriores se denomina ciclo de exploración. Durante toda la operación, la CPU del PLC repite las tres etapas anteriores a una determinada velocidad de escaneo.
(a) Etapa de muestreo de entrada En la etapa de muestreo de entrada, el PLC lee todos los estados y datos de entrada en forma de escaneo y los almacena en el área de imagen de E/S de la unidad correspondiente. Una vez completado el muestreo de entrada, se ingresan las fases de ejecución del programa de usuario y actualización de salida. En estas dos etapas, incluso si el estado de entrada y los datos cambian, el estado y los datos de la unidad correspondiente en el área de imagen de E/S no cambiarán. Por lo tanto, si la entrada es una señal de pulso, el ancho de la señal de pulso debe ser mayor que un período de exploración para garantizar que la entrada pueda leerse bajo cualquier circunstancia.
(ii) Fase de ejecución del programa de usuario
En la fase de ejecución del programa de usuario, el PLC siempre escanea el programa de usuario (diagrama de escalera) en orden de arriba hacia abajo. Al escanear cada diagrama de escalera, siempre escanee primero la línea de control compuesta por cada contacto en el lado izquierdo del diagrama de escalera y realice operaciones lógicas en la línea de control compuesta por los contactos en el orden de izquierda a derecha y de arriba a abajo, y luego, de acuerdo con el resultado de la operación lógica, actualice el estado del bit correspondiente de la bobina lógica en el área de almacenamiento de la RAM del sistema o actualice el estado del bit correspondiente de la bobina de salida en el área de imagen de E/S; si se debe ejecutar la instrucción de función especial especificada en el diagrama de escalera.
En otras palabras, durante la ejecución del programa de usuario, solo el estado y los datos de los puntos de entrada en el área de imagen de E/S no cambiarán, mientras que otros datos en el área de imagen de E/S o El área de almacenamiento de RAM del sistema no cambiará. El estado y los datos de los puntos de salida y los dispositivos de software pueden cambiar en el diagrama de escalera encima del diagrama de escalera, y los resultados de la ejecución del programa aparecerán en el diagrama de escalera debajo del diagrama de escalera utilizando estas bobinas o datos. . Por el contrario, el estado o los datos de una bobina lógica actualizados mediante un diagrama de escalera debajo solo son útiles para el programa que se encuentra encima hasta el siguiente ciclo de escaneo. (iii) Fase de actualización de salida
Después de escanear el programa de usuario, el PLC ingresa a la fase de actualización de salida. Durante este período, la CPU actualizará todos los circuitos de bloqueo de salida de acuerdo con el estado y los datos correspondientes del área de imagen de E/S y luego controlará los periféricos correspondientes a través de los circuitos de salida. En este momento, es la salida real del PLC.