P1080243

Il Sterowanie robotów przemysłowych

modułowej budowie są wygodne do aplikacji, diagnozowania i do ewentualnych modyfikacji.

Sterownik PLC, którego strukturę pokazano na rys. 5.5, zawiera:

-    jednostkę centralną (procesor z układami sterującymi i logicznymi),

-    centralną pamięć programu, z której system pobiera program sterowania zapisany przez użytkownika,

-    moduły wejściowe i wyjściowe,

-    moduły funkcji dodatkowych.

Jednostka centralna zawierająca procesor (16- lub 32-bitowy) wykonuje operacje logiczne w celu określenia stanu sygnałów wejściowych i wyjściowych, wykonuje program użytkownika i synchronizuje działania wszystkich bloków sterownika. Jako miarę szybkości działania sterownika podaje się czas cyklu, tzn. czas wykonania 1000 instrukcji binarnych, który wynosi od ułamków milisekund do kilkunastu milisekund [106].

Jednostka centralna jest połączona z robotem przez moduły wejściowe. Do wejść systemu przyłącza się elementy informujące o stanie obiektu (łączniki drogowe, przyciski ręczne itp.). Wyjścia systemu łączy się z elementami sterującymi obiektu (stycznikami, zaworami rozdzielającymi elektropneumatycznymi lub elektrohydraulicznymi itp.) i elementami sygnalizującymi stan obiektu (lampki, diody świecące, głośniki itd.).

Do wejść dwustanowych (binarnych) są doprowadzane sygnały napięciowe; gdy jest napięcie - oznacza to stan logiczny 1, gdy napięcia nie ma - stan logiczny 0. Standardowym napięciem wejściowym jest 24 V DC, niekiedy spotykane jest napięcie 48 V DC lub 110/230 V AC. Częstotliwość zmian dwustanowych sygnałów wejściowych może wynosić, zależnie od typu sterownika, od 300 do 500 Hz.

Zadaniem wyjść dwustanowych (binarnych) jest wysterowanie urządzeń wykonawczych. W układach PLC występują dwa rodzaje układów wyjściowych: tranzystorowe i przekaźnikowe. Obciążalność prądowa wyjść tranzystorowych wynosi do 0,5 A, a przekaźnikowych do 2 A. Oba rodzaje układów wyjściowych wymagają zasilania.

Wejścia analogowe służą do przetwarzania sygnałów prądowych lub napięciowych na sygnały cyfrowe. Wejścia przystosowane są najczęściej do przetwarzania sygnałów stałoprądowych (bipolarnych) ±10 V i unipolarnych O-s-IO V oraz sygnałów prądowych do 20 mA. Rozdzielczość waha się w przedziale 8-5-16 bitów.

Zadaniem wyjść analogowych jest podanie sygnałów do sterowanych urządzeń wykonawczych. Sygnałem wyjściowym może być napięcie stałe ±10 V lub przemienne 0+10 V, lub sygnał prądowy o wartości do 20 mA.

Układy PLC mogą być wyposażone w zespoły pozwalające na realizację wielu funkcji specjalistycznych i dodatkowych, takich jak:

- regulacja - niektóre sterowniki mają możliwości pracy jako regulator 132    cyfrowy, najczęściej o działaniu PD,

r^ffpprsycjonowanie - moduł generujący impulsy o częstotliwości rzędu kHz, współpracujący z enkoderem, pozwalający na pozycjonowanie zespołów bez płynnej regulacji prędkości,

- sterowanie silników krokowych - zawierające układ komutatora faz i układ sterujący zmianą położenia zgodnie z algorytmem czasoopty-malnym,

.*■ pomiar czasu — duża część sterowników jest wyposażona w zegar czasu i rzeczywistego, co umożliwia sterowanie w funkcji czasu, zliczanie zdarzeń,

-operacje arytmetyczne — większość sterowników może wykonywać operacje arytmetyczne oraz porównywania zawartości rejestrów, ntj^Wykrywanie zakłóceń pracy sterownika — wszystkie sterowniki są wy-. posażone w układy nadzorujące, np. napięcia zasilania i diagnostyczne. Układy sterowania programowane połączeniowo na ogół umożliwiają realizację w każdej chwili wszystkich zaprogramowanych połączeń, natomiast układy programowane pamięciowo mogą w danej chwili czasowej wykonywać tylko jedną operację — wynika to z szeregowej zasady pracy. Przejście do wykonywania następnej instrukcji odbywa się niezależnie od wyniku instrukcji poprzedniej. Po wykonaniu ostatniej instrukcji następuje ponowny (cykliczny) powrót do pierwszej instrukcji i kolejny obieg programu. Ze względu na krótki, w porównaniu z czasem trwania czynności, procesowy czas jednokrotnego obiegu wszystkich instrukcji zapisanych w pamięci (ok. 2-h lO ms dla 1000 instrukcji), proces sterowany jest tak, jak gdyby kolejne (w rzeczywistości szeregowo wykonywane) instrukcje były realizowane jednocześnie.

Ciągły rozwój mikroelektroniki ugruntowuje zapoczątkowane w końcu lat siedemdziesiątych dwa kierunki rozwoju układów PLC. Z jednej strony coraz tańsze elementy umożliwiają budowę małych, tanich układów o niewielkiej liczbie.;wejść/wyjść. Z drugiej zaś rozwój techniki mikroprocesorowej umożliwia budowę układów o bardziej złożonych funkcjach, przypisywanych dotychczas: komputerom, przy zachowanej zasadzie programowania w języku zorientowanym ną realizację sterowań logicznych.

Ze względu na budowę wyróżnia się sterowniki kompaktowe o sztywnej architekturze i modułowe o architekturze elastycznej charakteryzującej się możliwością dobierania określonej konfiguracji układu w zależności od wymagań użytkownika. Można też klasyfikować sterowniki z uwagi na liczbę wejść/wyjść na małe, średnie i duże [106].

Sterowniki małe o budowie kompaktowej mają do kilkunastu wejść/wyjść. Grupa sterowników średnich (o liczbie wejść/wyjść równej od 128 do 512) jest najliczniejsza na rynkach światowych. W grupie tej występuje wyraźnie zróżnicowanie funkcji realizowanych przez sterowniki oraz stopni rozbudowy sprzętu programującego.

Programowanie sterowników, które obok funkcji podstawowych mogą realizować działania arytmetyczne, mają wejścia i wyjścia binarne oraz analogo-