Producenci PLC
Sterowniki PLC są produkowane przez wiele firm np. :
Allen Bradley (Rockwell Automation), S7 (Siemens), GE Fanuc (GE
Intelligent Platforms), Bernecker & Rainer, Omron, Modicon (Schneider),
Saia, Mitsubishi, Hitachi, Moeller, Wago, Beckhoff, Fatek, Horner
Rodziny sterowników danego producenta charakteryzują się tym, że
poszczególne modele:
h mogą być programowane w tym samym języku i przy użyciu tego samego
pakietu programowego;
h posiadają takie same zmienne programowe oraz taką samą strukturę
modułów wejść/wyjść;
h istnieje możliwość przenoszenia programów między modelami oraz
korzystania z tych samych opcji w każdym modelu.
Normy
h Rozwiązania proponowane przez producentów PLC różnią się
między sobą, co dla użytkowników i projektantów systemów
automatyki stanowiło dużą niedogodność i powodowało
konieczność dostosowywania do różnych wymagań. Stąd
przekonanie o konieczności standaryzacji.
h Chaotyczny rozwój produkcji PLC został ujednolicony przez
normę
IEC 1131 Programmable Controllers
opracowaną w 1993 r. przez Międzynarodową Komisję
Elektrotechniki (IEC - International Electrotechnical
Commission).
h Od 1998 r. normę uzupełniono i oznaczono jako IEC 61131.
W Europie normę przyjęto bez zmian jako EN 61131.
Polskie tłumaczenie tej normy, to: PN-EN 61131.
1
Norma IEC 61131
Norma składa się z następujących części:
1. Postanowienia ogólne
2. Wymagania i badania dotyczące sprzętu
3. Języki programowania
4. Wytyczne dla użytkownika
5. Wymiana informacji
6. Komunikacja przez sieci polowe
7. Programowanie sterowania z wykorzystaniem zbiorów
rozmytych
8. Wytyczne do implementacji języków programowania
Sterownik programowalny - definicja
Norma PN-EN 61131-1 określa sterownik programowalny jako:
 cyfrowy system elektroniczny do stosowania w środowisku
przemysłowym, który posługuje się pamięcią programowalną
do przechowywania zorientowanych na użytkownika instrukcji
w celu sterowania przez cyfrowe lub analogowe wejścia i
wyjścia szeroką gamą maszyn i procesów.
2
Struktura sterownika PLC
Elementy konfiguracji sterownika PLC
h Jednostka centralna CPU (Central Processing Unit)  mikrokomputer,
odpowiada za realizację programu, diagnostykę. W skład wchodzą:
- procesor,
- pamięć stała ROM (Read Only Memory) - EPROM (kasowana
światłem UV) lub Flash (kasowana elektrycznie), zawiera system
zarządzający pracą sterownika (Firmware)
- pamięć programu - pamięć zapisywalna RAM (Random Access
Memory) podtrzymywana bateryjnie lub pamięć stała EEPROM,
EPROM, Flash, służą do przechowania programu użytkownika
- pamięć danych  pamięć zapisywalna RAM (Random Access
Memory) podtrzymywana bateryjnie, służy do przechowywania
wyników pomiarów, obliczeń itp.
- porty komunikacyjne (np. RS232, RS422/485, Ethernet, Profibus)
3
Elementy konfiguracji sterownika PLC
h Zasilacz PS (Power Supply)  dostarcza energii dla pozostałych
elementów systemu. Stosuje się zasilacze podłączane do z
ródła
zasilania 120/240 VAC, 12 VDC, 24 VDC lub 48 VDC.
h Kaseta (Rack)  płyta łączeniowa z magistralą systemową,
zwana szyną danych, służącą do komunikacji z modułami, które
wkłada się do gniazd (Slots). W niektórych rozwiązaniach kaseta
może być składana z podstawek (Carriers) lub z połączonych
szeregowo modułów  sloty są wówczas tylko logiczne.
Najczęściej położenie zasilacza i procesora w kasecie jest stałe
 od lewej zasilacz, z za nim jednostka centralna.
Elementy konfiguracji sterownika PLC
h Moduły sygnałowe  pośredniczą w wymianie informacji pomiędzy
jednostką centralną a sterowanym obiektem:
- moduł wejść dwustanowych (binarnych, cyfrowych, dyskretnych)
 przetwarza poziom napięcia reprezentujący otwarcie lub
zamknięcie wyłącznika na stany logiczne  1 lub  0 .
- moduł wyjść dwustanowych (binarnych, cyfrowych, dyskretnych)
 wyprowadza sygnały sterujące typu załącz/wyłącz,
- moduł wejść analogowych  posiada przetworniki analogowo-
cyfrowe, które przetwarzają sygnały z postaci jaką udostępniają
urządzenia obiektowe do postaci cyfrowej, zrozumiałej przez
CPU,
- moduł wyjść analogowych  posiada przetworniki cyfrowo-
analogowe, które wytwarzają prąd lub napięcie służące do
sterowania ciągłego.
4
Elementy konfiguracji sterownika PLC
h Moduły specjalne  pozwalają na odciążenie CPU i realizację
złożonych zadań:
- moduł szybkiego licznika,
- moduł pozycjonowania,
- moduł sterowania silnikiem krokowym,
- moduł wagowy,
h Moduły komunikacyjne  służą do podłączenia sterownika do sieci
lokalnej w określonym standardzie, np. Modbus RTU, Profibus,
Modbus TCP, CAN, DeviceNet, Genius, ControlNet, Profinet.
Konfigurowanie i programowanie PLC
h Konfigurowanie sterownika PLC - proces przypisywania adresów
logicznych oraz innych parametrów sprzętowym modułom
systemu. Może ono zostać dokonane za pomocą
oprogramowania konfiguracyjnego przed lub po
zaprogramowaniu sterownika. Zaleca się, aby skonfigurowanie
sterownika nastąpiło w pierwszej kolejności.
h Programowanie sterownika PLC - opracowanie programu
sterującego dla konkretnego zastosowania sterownika,
przetłumaczenie i przesłanie go do pamięci sterownika za
pomocą programatora. Program sterujący stanowi realizację
algorytmu wiążącego sygnały wejściowe, które dopływają do
sterownika, z sygnałami wyjściowymi, służącymi do sterowania
urządzeniami wykonawczymi. Nowy program wprowadzony do
pamięci sterownika zmienia przebieg realizowanego procesu
przy zachowanej architekturze sprzętowej. Jest to ogromną
zaletą PLC.
5
Programator
Programator
(komputer)
Tablica stanu Program Tablica stanu
wejść użytkownika wyjść
Pamięć
Czujniki i Wejścia i wyjścia Urządzenia
przetworniki sterownika wykonawcze
h Programator - służy do pisania, korekty i testowania programu
sterującego, przetłumaczenia go na kod sterownika PLC oraz
przeniesienie uzyskanego kodu do pamięci sterownika PLC.
q programator firmowy, programator ręczny lub specjalizowana karta
do komputera PC.
q oprogramowanie narzędziowe na komputer PC, komunikacja ze
sterownikiem za pomocą portu szeregowego, sieci Ethernet lub
innej sieci przemysłowej.
Zalety PLC
h łatwość montażu i naprawy  szybka wymiana elementów bez narzędzi
h mniejsze rozmiary, niż w  logice szytej
h niezawodność w warunkach przemysłowych (wibracje, zapylenie, niska lub
wysoka temp., duża wilgotność), brak elementów ruchomych (dyski,
wentylatory)
h rozsądny koszt układu
h uniwersalność - szeroki zakres zastosowań
h skalowalność - czyli dzięki modułowości możliwość dostosowania do
wymagań oraz rozbudowy
h łatwość programowania  język zorientowany na problemy sterowania
h przejrzystość struktury sterowania
h elastyczność - możliwość szybkiej zmiany programu
h duże możliwości komunikacyjne (protokoły Modbus RTU, Profibus, CAN,
DeviceNet, Modbus TCP, Profinet)
h możliwość łączenia z sieciami biurowymi i lokalnymi
6
Literatura
1. Sałat R., Korpysz K., Obstowski P. Wstęp do programowania sterowników PLC.
WKA
Warszawa 2010.
7