Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller

PLCPLC

PROGRAMABILNI LOGIPROGRAMABILNI LOGIČČKI KI KONTROLERKONTROLER

PLC

Jedan od najčešćih savremenih načina rešavanja automatizacije industrijskih procesa jeste upotreba PLC-a.

PLC je uređaj zasnovan za mikroprocesoru a projektovan tako da se primenjuje u industriji uz laku realizaciju upravljačkih funkcija.

Pogodnosti koje pruža PLC su:• Modularno organizovan hardver omogućava

laku rekonfigurabilnost. Modularni - Kompaktni

• Prema konkretnim zahtevima aplikacije za određenim brojem digitalnih/analognih ulaza/izlaza, kao i prema potrebnoj brzini rada, bira se procesor i odgovarajući broj i tip ulaznih i izlaznih modula - elektronskih štampanih ploča, kao i kućište sa pasivnom osnovnom pločom sa određenim brojem slotova (priključaka za module) i odgovarajuće napajanje.

Kompaktni PLC

STATUSNI INDIKATORI

KOMPAKTNI PLC SA MOGUĆNOŠĆU PROŠIRENJA

Ulazi – povezuju jedinicu sa ulaznim uređajimaIzlazi – povezuju jedinicu sa uređajima na izlazuUlazni indikatori – svetle kada je odgovarajući ulaz uključenIzlazni indikatori – svetle kada je odgovarajući izlaz aktivanKabl za povezivanje jedinice za povezivanje – povezuje U/I jedinicu za proširenje

sa konektorom za proširenje na kontroleru ili sa drugom jedinicom za proširenje Konektor za proširenje – služi za povezivanje sa još jednom jedinicom za proširenje

JEDINICE ZA PROŠIRENJE

MODULARNI PLC

PLC Siemens CPU 314C-2PtP

MODUL ZA NAPAJANJE

• IZGLED BLOK ŠEMA

Pogodnosti koje pruža PLC su:• Zamenjuje ogroman broj relea, tajmera i

brojača - neophodnih elemenata za realizaciju neke logičke funkcije upravljanja.

• Mogu da izvode matematičke operacije i nad brojevima u fiksnom i pokretnom zarezu, što im omogućava rad sa analognim veličinama (uz A/D i D/A konvertor module), to jest PID regulaciju i razna druga izračunavanja.

Pogodnosti koje pruža PLC su:• Lako se programiraju obično lestvičastim

dijagramom (Ladder dijagram), a softverski paket za programiranje poseduje i editor program i niz dijagnostičkih funkcija za praćenje rada i testiranje hardvera i softvera PLCa.

• Lako i brzo servisiranje. Ugrađeno samo-testiranje i softverski paket za programiranje omogućavaju brzo pronalaženje greške zbog neispravnog modula ili uređaja priključenog na njega (senzora, ventila, ...).

Pogodnosti koje pruža PLC su:• Lako je izvodljiva naknadna rekonfiguracija

hardvera i softvera sistema na mestu gde je sistem u eksploataciji (On Field ). Na taj način se uloga kontrolera uvek može unaprediti ili izmeniti.

• Mogućnost vizuelizacije procesa. PLC može biti povezan sa nekim od MMI (Man Machine Interface) uređaja za vizuelizaciju i upravljanje. Tako se na konforan način prati proces i upravlja njime.

Pogodnosti koje pruža PLC su:• Dodatna mogućnost je komunikacija sa drugim PLC-

om i povezivanje u internu mrežu. Na taj način se ogroman broj žica sa ON/OFF signalima između dva dela procesa svodi na jednu komunikacionu paricu;

• Povezivanje sa računarom na kome radi neki od SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) softvera ostvaruju se veoma značajne mogućnosti. SCADA softverski paketi pored vizuelizacije za nadzor i upravljanje procesom, imaju i mogućnost arhiviranja svih relevantnih podataka o procesu, njihov istorijski pregled i kroz grafički prikaz, kao i serviranje ovih podataka drugim korisnicima u računarskoj mreži po principu client/server .

Pogodnosti koje pruža PLC su:

• MTBF faktor (Mean Time Beatven Failure - srednje vreme između otkaza) je preko 150.000 radnih sati.

• Zadovoljavaju brojne standarde za upotrebu u industrijskim uslovima.

Loše osobine PLC-a su::

• Unikatna rešenja zahtevaju isključivo korišćenje originalnih elemenata i opreme istog proizvođača. Ovo se odnosi i na hardver i na softver.

• Prvenstveno su razvijeni za lako programiranje logičkih funkcija, a ne i za složene funkcije višeg reda kontinualnog upravljanja.

Loše osobine PLC-a su::

• Poteškoće u realizaciji upravljanja procesima koji po svojoj prirodi zahtevaju upravljanje u realnom vremenu sa rigidnim ograničenjima (Hard Real Time Systems).

• Relativno visoka cena.

Arhitektura PLC-a• Svi proizvođači PLCa se uglavnom

pridržavaju iste filozofije: modularnost komponenata, LAD-er dijagram za programiranje, ugrađeno samotestiranje i jednostavne dijagnostičke funkcije. Razlike postoje u dimenzijama modula, organizaciji magistrala na pasivnoj osnovnoj ploči, komunikacionim protokolima, organizaciji editora i slično, ali ipak uvek sa istim funkcionalnim principima.

Arhitektura PLCOPERATORSKA

KONZOLAOPERATORSKA

KONZOLAKONZOLA

PROGRAMATORAKONZOLA

PROGRAMATORANADREĐENI μR

(SCADA)NADREĐENI μR

(SCADA)PERIFERIJSKI

UREĐAJIPERIFERIJSKI

UREĐAJI

P L CP L C

CPU( ROM - RAM )

MODUL NAPAJANJA

MO

DU

L ULA

ZA

MO

DU

L IZLAZA

SPECIJALNI MODULI

S E N Z O R I A K T U A T O R I

P R O C E S

Arhitektura softvera - princip rada

Sa logičkim programom učitanim u memoriju, po uključenju napajanja (nakon reseta) PLC, odnosno njegov procesor prelazi u RUN mod (režim rada) i inicira radni ciklus. Ovaj ciklus se sastoji od serije operacija koje se izvršavaju sekvencijalno i ciklično, sve dok se ne isključi PLC, postavi u reset ili programski ne zaustavi dalji rad u slučaju nekog ekscesnog događaja.

Radni ciklus PLCa

Radni ciklus PLCa

Radni ciklus PLC-a1. input scan - čitanje stanja svih ulaza i

upisivanje u bafer - datoteku ulaza. 2. program scan - Procesor sekvencijalno

izvršava sve instrukcije programa kojim se realizuje programirana funkcija upravljanja. Uzimajući vrednosti ulaza iz datoteke ulaza izračunava stanje izlaza i upisuje ga u datoteku izlaza. Tokom izvršavanja ovog programa izvršavaju se instrukcije grananja, poziva potprograma i mogu se prihvatati i obrađivati interapti, tako da je dužina trajanja ove faze promenljiva.

Radni ciklus PLC-a3. output scan - Postavljanje izlaza u modulu

izlaza prema stanjima u datoteci izlaza.4. service communications - Primanje/slanje

blokova podataka od/ka programator uređaja, računara ili nekog drugog komunikacionim kanalom povezanog uređaja.

5. processor overhead - Izvršavaju se rutine kojima procesor PLCa uređuje njemu podređene opšte elemente, kao što je upravljanje memorijom, ažuriranje tajmera, postavljanje statusnog i drugih registara, samotestiranje i tako dalje.

Razmena podataka za vreme sken ciklusa

Princip opto-izolacije

TIPIČNA SPREGA PLC ULAZA SA ON/OFF DAVAČEM

SPREGA VEĆEG BROJA ON/OFF DAVAČA (PASIVNIH)

PLC ULAZNI MODUL SA DVA ZAJEDNIČKA PRIKLJUČKA

Povezivanje senzora NPN tipa na ulazni PLC modul

Povezivanje senzora PNP tipa na ulazni PLC modul

Digitalni izlazni modul sa dva zajednička priključka

RELEJNI IZLAZI

SPREGA IZLAZA SA INDUKTIVNIM OPTEREĆENJEM

Sprega izlaznog PLC modula NPN (sinking) tipa i aktuatora PNP (sourcing) tipa

Sprega izlaznog PLC modula NPN (sinking) tipa i aktuatora NPN (sinking) tipa

PLC DIGITALNI IZLAZNI MODUL PNP TIPA