¿Qué es un PLC?

El Controlador Lógico Programable (PLC) utiliza un tipo de memoria programable para almacenar programas internamente y realizar operaciones lógicas, control de secuencia, temporización, conteo y operaciones aritméticas, etc. Instrucciones orientadas al usuario y control de varios tipos de maquinaria o procesos productivos mediante entrada/salida digital o analógica.

Estructura básica

El controlador lógico programable es esencialmente una computadora dedicada al control industrial. La estructura de hardware del controlador lógico programable [1] es básicamente la misma que la de una microcomputadora. Los componentes básicos son:

1. Fuente de alimentación

La fuente de alimentación del controlador lógico programable juega un papel muy importante en todo el sistema. Sin un sistema de suministro de energía bueno y confiable, no puede funcionar correctamente. Por lo tanto, los fabricantes de controladores lógicos programables también otorgan gran importancia al diseño y fabricación de las fuentes de alimentación. Generalmente, la fluctuación del voltaje de CA está dentro del rango de +10% (+15%), y el PLC se puede conectar directamente a la red eléctrica de CA sin tomar otras medidas

2. )

La unidad central de procesamiento (CPU) es el centro de control del controlador lógico programable. Recibe y almacena el programa de usuario y los datos ingresados ​​desde el programador de acuerdo con las funciones asignadas por el programa del sistema del controlador lógico programable, verifica el estado de la fuente de alimentación, la memoria, las E/S y los temporizadores de alerta, y puede diagnosticar errores de sintaxis en el usuario; programa. Cuando el controlador lógico programable 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, y luego lee el programa de usuario uno por uno de la memoria del programa de usuario Después de interpretar el comando, el resultado de la operación lógica o aritmética se realiza de acuerdo con las instrucciones y se envía al área de imagen de E/S o al registro de datos. Después de ejecutar todos los programas de usuario, cada estado de salida del área de imagen de E/S o los datos en el registro de salida finalmente se transfiere al dispositivo de salida correspondiente, y este ciclo continúa hasta que se detiene la operación.

Para mejorar aún más la confiabilidad de los controladores lógicos programables, en los últimos años, se han utilizado CPU duales para formar un sistema redundante para controladores lógicos programables grandes, o se ha adoptado un sistema de votación de tres CPU. De esta manera, incluso si falla una determinada CPU, todo el sistema aún puede funcionar con normalidad.

3. Memoria

La memoria que almacena el software del sistema se llama memoria de programa del sistema.

La memoria que almacena el software de aplicación se denomina memoria de programa de usuario.

4. Circuito de interfaz de entrada y salida

1. El circuito de interfaz de entrada de campo consta de un circuito de acoplamiento óptico y un circuito de interfaz de entrada de microcomputadora, y funciona como un canal de entrada para la interfaz entre el controlador lógico programable y el control de campo.

2. El circuito de interfaz de salida de campo está integrado por un registro de datos de salida, un circuito estroboscópico y un circuito de solicitud de interrupción, y funciona como un controlador lógico programable para emitir las señales de control correspondientes a los componentes de ejecución en sitio a través del circuito de interfaz de salida de campo.

5. Módulos funcionales

Módulos funcionales como conteo y posicionamiento.

6. Módulo de comunicación

Editar este párrafo

Principio de funcionamiento

Cuando el controlador lógico programable se pone en funcionamiento, se analiza su proceso de funcionamiento. Generalmente dividido en tres etapas, el controlador lógico programable [2] es el muestreo de entrada, la ejecución del programa de usuario y la actualización de salida. Completar las tres etapas anteriores se denomina ciclo de exploración. Durante toda la operación, la CPU del controlador lógico programable ejecuta repetidamente las tres etapas anteriores a una determinada velocidad de escaneo.

1. Fase de muestreo de entrada

En la fase de muestreo de entrada, el controlador lógico programable lee todos los estados y datos de entrada en forma de escaneo y los almacena en E/S en el correspondiente. unidad en el área de la imagen. Una vez completado el muestreo de entrada, ingresa a las etapas de ejecución del programa de usuario y actualización de salida. En estas dos fases, 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.

2. Fase de ejecución del programa de usuario

En la fase de ejecución del programa de usuario, el controlador lógico programable siempre escanea el programa de usuario (diagrama de escalera) en orden de arriba a abajo.

Al escanear cada diagrama de escalera, el circuito de control compuesto por los contactos en el lado izquierdo del diagrama de escalera siempre se escanea primero, y las operaciones lógicas se realizan en el circuito de control compuesto por los contactos en el orden de primero a la izquierda, luego a la derecha, primero arriba, luego 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 I; /O área de imagen; o determina si se ejecuta el diagrama de escalera. Instrucciones de función especiales especificadas.

Es decir, 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 puntos de salida y dispositivos de software no cambiarán en el El área de imagen de E/S o el estado y los datos en el área de almacenamiento de RAM del sistema pueden cambiar, y los resultados de la ejecución del programa del diagrama de escalera enumerado anteriormente afectarán a todos los diagramas de escalera enumerados a continuación que utilizan estas bobinas o datos; diagrama de escalera dispuesto arriba En el diagrama de escalera a continuación, el estado o los datos de la bobina lógica que se actualiza solo pueden tener efecto en el programa que se encuentra encima hasta el siguiente ciclo de escaneo.

Si utiliza la instrucción de E/S inmediata durante la ejecución del programa, puede acceder directamente al punto de E/S. Incluso si se utilizan instrucciones de E/S, el valor del registro de imagen del proceso de entrada no se actualizará. El programa obtiene directamente el valor del módulo de E/S y el registro de imagen del proceso de salida se actualizará inmediatamente. desde la entrada inmediata.

3. Fase de actualización de salida

Después de escanear el programa de usuario, el controlador lógico programable ingresa a la fase de actualización de salida. Durante este período, la CPU actualiza todos los circuitos de bloqueo de salida de acuerdo con el estado y los datos correspondientes en el área de imagen de E/S y luego controla los periféricos correspondientes a través de los circuitos de salida. En este momento, es la salida real del controlador lógico programable.

Editar este párrafo

Características funcionales

El controlador lógico programable tiene las siguientes características distintivas.

1. La estructura del sistema es flexible y fácil de expandir, con el control de interruptores como especialidad; también puede realizar el control de bucle PID de procesos continuos y puede formar sistemas de control complejos con la computadora host; como DDC y DCS, etc., para conseguir una automatización integral del proceso productivo.

2. Es fácil de usar y sencillo de programar. Utiliza lenguajes de programación simples como diagramas de escalera, diagramas lógicos o listas de declaraciones sin conocimientos de informática, por lo que el ciclo de desarrollo del sistema es corto y continuo. -La depuración del sitio es fácil. Además, el programa se puede modificar en línea y el esquema de control se puede cambiar sin desmontar el hardware.

3. Puede adaptarse a diversos entornos operativos hostiles, tiene una gran capacidad antiinterferente y una gran confiabilidad, mucho mayor que otros modelos.