Zbog svoje rasprostranjene upotrebe u vrlo širokom spektru aplikacija koje obuhvataju automatizaciju, PLC je jedan od uređaja koji su tokom godina zauzeli značajno mesto u okviru sistema upravljanja. Koristi se u slučajevima kada je potrebno upravljanje u realnom vremenu, dizajniran je za specifične potrebe koje se javljaju kod upravljanja u realnom vremenu i u skladu sa različitim potrebama koje se javljaju usled različitih aplikacija i različitih zahteva uslovljenih samim mestom primene, što ga čini univerzalnim i vrlo fleksibilnim kontrolerom koji je lak za programiranje, jer ne zahteva veliko predznanje o samoj arhitekturi ovog digitalnog računara. Više o ovoj temi možete pročitati u okviru daljeg teksta koji je potpunosti preuzet iz skripte prof. dr Srbijanke Turajlić, za predmet Upravljanje u realnom vremenu, Elektrotehničkog fakulteta, Univerziteta u Beogradu.
Prema standardizaciji Udruženja proizvođača električne opreme (The National Electrical Manufacturers Association -NEMA) programabilni logički kontroler je definisan kao:
“Digitalni elektronski uređaj koji koristi programabilnu memoriju za pamćenje naredbi kojima se zahteva izvođenje specifičnih funkcija, kao što su logičke funkcije, sekvenciranje, prebrojavanje, merenje vremena, izračunavanje, u cilju upravljanja različitim tipovima mašina i procesa preko digitalnih i analognih ulazno-izlaznih modula.”
Prvobitno PLC je zamišljen kao specijalizovani računarski uredjaj koji se može programirati tako da obavi istu funkciju kao i niz logičkih ili sekvencijalnih elemenata koji se nalaze u nekom relejnom uređaju ili automatu. Postepeno, obim i vrsta operacija koju može da obavi PLC proširena je uključivanjem složenijih funkcija potrebnih za direktno digitalno upravljanje nekim sistemom. Međutim, nezavisno od repertoara funkcija, od samog početka projektovanja PLC-a, vodilo se računa o tome da on treba da radi u krajnje nepovoljnim klimo-tehničkim uslovima koji vladaju u industrijskom okruženju i da treba da bude dovoljno fleksibilan u smislu prilagođavanja različitim izmenama na procesu. Otuda je PLC projektovan kao izuzetno pouzdan modularan uređaj koji se veoma lako održava i programira. Pored toga, najveći broj metoda za programiranje PLC-a zasniva se na grafičkom metodu -lestvičasti logički dijagram (ledder programiranje) – koji je već dugi niz godina u upotrebi u industriji pri projektovanju logičkih i sekvencijalnih relejnih uređaja.
Procesorski modul sadrži centralnu jedinicu i memoriju. U okviru ovog modula smeštaju se i program i podaci i odatle se upravlja radom celog sistema. Ulazni moduli sadrže digitalne i analogne ulaze preko kojih se primaju signali sa senzora i druge merne opreme. Upravljački i indikatroski signali koji se izračunavaju u PLCu, prenose se na izvršne organe preko izlaznih modula koji sadrže digitalne i analogne izlaze. Specijalni U/I moduli obuhvataju opremu koja obavlja određene funkcije, kao što su brzi brojač, “inteligentna” merna oprema, pozicioni servo sistem, PID regulator itd. Komunikacioni moduli obezbeđuju spregu sa računarskim uređajima u mreži i/ili operatoriskim uredjajima preko kojih se PLC programira i nadzire njegov rad.
PLC se razlikuje od računarskog sistema opšte namene po tome što nema spoljnu memoriju (diskove), kao i niz standardne ulazno/izlazne opreme. Pored toga, njegov operativni sistem je jednostavniji i pruža komparativno manje mogućnosti od računara opšte namene. Zapravo, PLC je koncipiran i projektovan za jedan relativno uzan i jasno definisan obim poslova vezanih za nadzor i upravljanje pojedinim uređajima, što je rezultovalo u njegovoj izuzetnoj efikasnosti i jednostavnosti. U izvesnom smislu, područje primene PLC-a isto je kao i za specijalizovane mikroračunarske kontrolere ili signal procesore. Ključna razlika leži u činjenici da korišćenje PLC-a ne zahteva od korisnika gotovo nikakvo predznanje o arhitekturi mikroračunarskih sistema i programiranju. Drugim rečima, korisnik PLC-a je u najvećoj mogućoj meri oslobođen rešavanja različitih problema vezanih za čisto računarski aspekt, kao što su promena ili dodavanje U/I jedinica, vezivanje u računarsku mrežu, razmena podataka i sl. i može da se u punoj meri koncentriše na projektovanje same aplikacije.
Može se slobodno reći da se PLC od svih drugih računarskih uređaja slične namene razlikuje po svom operativnom sistemu, koji je skrojen tačno za određenu vrstu primene. Naime, pretpostavlja se da će u svojoj osnovnoj formi PLC biti korišćen za realizaciju izvesnih funkcija koje periodično preslikavaju signale sa merne opreme u signale koji se prenose na aktuatore. Otuda se od PLC-a očekuje da periodično očitava (unosi) signale sa senzora, izvršava određen broj aritmetičko-logičkih operacija (u skladu sa zadanom funkcijom) čiji rezultati se prenose na izvršne organe ili neke druge indikatorske uređaje. Pored toga, sa istom ili nekom drugom učestanošću, PLC treba da održava komunikaciju (razmenjuje podatke) sa nekim drugim računarskim sistemima u mreži. Polazeći od ovog zahteva, operativni sistem PLC-a projektovan je tako da, u toku rada sistema, automatski obezbedi ciklično ponavljanje navedenih aktivnosti (Sken ciklus).
Sken ciklus započinje sa ulaznim skenom u okviru koga PLC očitava sadržaj ulaznih linija (registara ulaznih modula). Očitani podaci se prenose u odredjeno područje memorije – slika ulaza. Zatim se aktivira programski sken u okviru koga procesor izvršava programske naredbe kojima su definisane odgovarajuće aritmetičko-logičke funkcije. Podaci (operandi) koji se koriste u programskim naredbama uzimaju se iz memorije i to iz područja označenog kao slika ulaza (ako su operandi ulazni podaci) ili iz područja gde se smeštaju interne promenljive. Rezultati obrade se smeštaju u posebno područje memorije – slika izlaza. Ovde je važno da se istakne da se pri izvršavanju programskih naredbi ne uzimaju podaci disrektno sa ulaznih modula, niti se rezultati direktno iznose na izlazne module, već program razmenjuje podatke isljučivo sa memorijom. Po završetku programskog skena, operativni sistem PLC-a aktivira izlazni sken u okviru koga se podaci iz slike izlaza prenose na izlazne linije (registre izlaznih modula). Četvrti deo sken ciklusa – komunikacija – namenjen je realizaciji razmene podataka sa uređajima koji su povezani sa PLC-om. Nakon toga operativni sistem dovodi PLC u fazu održavanja u okviru koje se ažuriraju interni časovnici i registri, obavlja upravljanje memorijom, kao i niz drugih poslova vezanih za održavanje sistema, o kojima korisnik i ne mora da bude informisan. U zavisnosti od tipa procesora ulazni i izlazni sken ciklus izvršavaju se u vremenu reda milisekundi (od 0.25 ms do 2.5 ms).
Više o programabilnim logičkim kontrolerima moete saznati ovde.
Tekst je preuzet iz skripte prof. dr Srbijanke Turajlić za predmet Upravljanje u realnom vremenu, na Elektrotehničkom fakultetu, Univerziteta u Beogradu. Iz originalnog teksta su izostavljene pojedine slike, a dalja objašnjenja pojmova korišćenih u ovom uvodnom tekstu možete naći u pomenutoj skripti.
[…] PLC (Programabilni Logički Kontroler) predstavlja osnovni uređaj u automatizaciji, bez kog se ne može zamisliti nijedna ozbiljnija automatizovana mašina. Ovde će biti prikazan projekat, koji se može doraditi i unaprediti, kako bi i Vi sami mogli da napravite svoj PLC. Ovaj PLC je zasnovan na ATmega8 mikrokontroleru, a sadrži između ostalog osam ulaza i četiri izlaza, PWM generator, releje, tranzistore i druge neophonde komponente, o čemu će biti više reči dalje u tekstu. Uređaj sadrži po jedan AD konvertor i PWM generator. Kako bi se proširila memorija dodat je ISP (I2C) EEPROM. Na izlazu uređaj koristi releje, kako bi mogao da prekida i jednosmerne i naizmenične veličine. Kod pravih PLC-ova tranzistori se koriste za jednosmerne veličine, triaci za naizmenične veličine, a releji za opšte namene (AC/DC). Uglavnom kod svih PLC-ova, ulazni signal je galvanski odvojen od procesorske jedinice pomoću optokaplera. Tako će biti i kod ovog PLC-a. Prilikom korišćenja PLC-a, često se meša više različitih izvora napajanja. Pošto procesorska jedinica ima svoj napajački deo, ne bi bilo dobro da ulazni signali, koji potiču sa drugih napajanja dođu do procesora. Zato je bitno galvansko odvajanje. Osnovne karakteristike ovog PLC-a su: […]
Ne mogu da nađem neki model osnovnog kontrolera koji ima mogućnost priključenja k sonde USB konekciju sa PCjem i proširenja za GSM karticu sa skromnim budžetom jer u kući ima dosta uređaja koji bi moli da se prate telefonom a sami ti uređaji koštaju do 100€ dok su sve varijante PLCa sa ovim proširenjima AD GSM kabl za PC softver reda 1000