Στην ουσία, ο αυτόματος ελεγκτής PLC είναι ένας υπολογιστής εξειδικευμένος στον βιομηχανικό έλεγχο. Η δομή του υλικού και ο μικροϋπολογιστής είναι βασικά η ίδια:
1. Τροφοδοσία
Η παροχή ρεύματος PLC διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε ολόκληρο το σύστημα. Εάν δεν υπάρχει καλό και αξιόπιστο σύστημα τροφοδοσίας, δεν μπορεί να λειτουργήσει σωστά. Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές PLC αποδίδουν μεγάλη σημασία για το σχεδιασμό και την κατασκευή τροφοδοσίας. Οι διακυμάνσεις τάσης AC είναι γενικά εντός +10% (+15%). Οι προγραμματιζόμενοι ελεγκτές μπορούν να συνδεθούν απευθείας στο δίκτυο AC χωρίς άλλα μέτρα
2. Κεντρική μονάδα επεξεργασίας
Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) είναι το κέντρο ελέγχου της PLC. Λαμβάνει και αποθηκεύει προγράμματα χρηστών και δεδομένα που εισάγονται από τον προγραμματιστή σύμφωνα με τις λειτουργίες που δίνονται στο πρόγραμμα PLC System, ελέγχουν την κατάσταση της τροφοδοσίας, της μνήμης, της I/O και του χρονοδιακόπτη συναγερμού και μπορούν να διαγνώσουν σφάλματα σύνταξης στο πρόγραμμα χρήστη. Όταν τεθεί σε λειτουργία το PLC, λαμβάνει πρώτα την κατάσταση και τα δεδομένα κάθε συσκευής εισόδου στο πεδίο με σάρωση και τα αποθηκεύει ξεχωριστά στην περιοχή εικόνας I/O. Στη συνέχεια, διαβάζει το πρόγραμμα χρήστη ένα προς ένα από τη μνήμη του προγράμματος χρήστη. Αφού ερμηνευθούν οι εντολές, εκτελεί λογικές ή αριθμητικές λειτουργίες σύμφωνα με τις οδηγίες και στέλνει τα αποτελέσματα στην περιοχή εικόνας ή στο μητρώο δεδομένων I/O. Η λειτουργία σταματά έως ότου κάθε έξοδος προγράμματος για εγγραφή I σταματά έως ότου κάθε έξοδος του προγράμματος για εγγραφή I σταματά μέχρι κάθε έξοδο του προγράμματος για εγγραφή I σταματά μέχρι κάθε έξοδο προγράμματος για εγγραφή I σταματά μέχρι κάθε έξοδο προγράμματος για εγγραφή I σταματά.
Προκειμένου να βελτιωθεί περαιτέρω η αξιοπιστία των PLC, τα τελευταία χρόνια, τα μεγάλα PLC έχουν υιοθετήσει συστήματα πλεονασμού διπλής CPU ή συστήματα ψηφοφορίας τριπλής CPU. Με αυτόν τον τρόπο, ακόμη και αν η CPU αποτύχει, ολόκληρο το σύστημα μπορεί ακόμα να λειτουργεί κανονικά.
3. Μνήμη
Η μνήμη που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση του λογισμικού συστήματος ονομάζεται μνήμη προγράμματος συστήματος.
Η μνήμη που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση του λογισμικού εφαρμογής ονομάζεται μνήμη προγράμματος χρήστη.
4. Διεπαφή I/O
(1), το κύκλωμα διεπαφής εισόδου πεδίου αποτελείται από το κύκλωμα διασύνδεσης οπτικής σύζευξης και το κύκλωμα διεπαφής εισόδου μικροϋπολογιστών. Ως κανάλι εισόδου διεπαφής ελέγχου PLC και πεδίου.
(2), το κύκλωμα διεπαφής εξόδου πεδίου αποτελείται από καταχωρητές δεδομένων εξόδου, κυκλώματα πύλης και κυκλώματα αιτήματος διακοπής. Ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής λογικής εξάγει τα αντίστοιχα σήματα ελέγχου στη μονάδα εκτέλεσης πεδίου μέσω του κυκλώματος διεπαφής εξόδου πεδίου.
5. Μονάδα λειτουργίας
Μονάδες λειτουργίας όπως μέτρηση, τοποθέτηση κ.λπ.
6. Μονάδα επικοινωνίας
Αρχή λειτουργίας: Μετά τη λειτουργία του PLC, η διαδικασία εργασίας της χωρίζεται γενικά σε τρεις φάσεις: δειγματοληψία εισόδου, εκτέλεση προγράμματος χρηστών και αναζωογονητική έξοδος. Η ολοκλήρωση αυτών των τριών σταδίων ονομάζεται κύκλος σάρωσης. Κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας λειτουργίας, η CPU PLC επαναλαμβάνει τα παραπάνω τρία στάδια σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα σάρωσης.
(1) Φάση δειγματοληψίας εισόδου
Στη φάση δειγματοληψίας εισόδου, το PLC διαβάζει όλες τις καταστάσεις εισόδου και τα δεδομένα σε λειτουργία σάρωσης και τις αποθηκεύει στις αντίστοιχες μονάδες στην περιοχή εικόνας I/O. Μετά την ολοκλήρωση της δειγματοληψίας εισόδου, μεταφέρονται οι φάσεις ανανέωσης του προγράμματος χρήστη. Κατά τη διάρκεια αυτών των δύο φάσεων, ακόμη και αν αλλάξουν οι καταστάσεις εισόδου και τα δεδομένα, οι καταστάσεις και τα δεδομένα των αντίστοιχων μονάδων στην περιοχή χαρτογράφησης I/O δεν αλλάζουν. Επομένως, εάν η είσοδος είναι σήμα παλμού, το πλάτος του σήματος παλμού πρέπει να είναι μεγαλύτερο από έναν κύκλο σάρωσης για να διασφαλιστεί ότι η είσοδος μπορεί να διαβαστεί υπό οποιεσδήποτε συνθήκες.
(2) φάση εκτέλεσης προγράμματος χρήστη
Κατά τη διάρκεια της φάσης εκτέλεσης του προγράμματος χρήστη, το PLC σαρώνει πάντα το πρόγραμμα χρήστη (διάγραμμα σκάλας) σε σειρά από πάνω προς τα κάτω. Κατά τη σάρωση κάθε διαγράμματος σκάλας, σαρώνει πάντα το κύκλωμα ελέγχου που αποτελείται από κάθε επαφή στην αριστερή πλευρά του διαγράμματος σκάλας πρώτα και στη συνέχεια εκτελεί λογικούς υπολογισμούς στο κύκλωμα ελέγχου που αποτελείται από τις επαφές της τάξης από αριστερά προς τα δεξιά και από πάνω προς τα κάτω , και στη συνέχεια ανανεώνει την κατάσταση του αντίστοιχου bit του λογικού πηνίου στην περιοχή μνήμης RAM του συστήματος ή ανανεώνει την κατάσταση του αντίστοιχου bit του πηνίου εξόδου στην περιοχή κατοπτρισμού I/O σύμφωνα με το αποτέλεσμα της λογικής λειτουργίας · ή να αποφασίσει εάν θα εκτελέσει ή θα αποφασίσει εάν θα εκτελέσει την ειδική εντολή λειτουργίας που καθορίζεται στο διάγραμμα σκάλας.
Με άλλα λόγια, κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης του προγράμματος χρήστη, μόνο τα κράτη και τα δεδομένα των σημείων εισόδου στην περιοχή εικόνας I/O δεν αλλάζουν, ενώ τα κράτη και τα δεδομένα των άλλων σημείων εξόδου και συσκευών λογισμικού στο I/O Η περιοχή εικόνας ή η περιοχή μνήμης RAM συστήματος μπορεί να αλλάξει. Επιπλέον, τα αποτελέσματα της εκτέλεσης του προγράμματος του παραπάνω διαγράμματος σκάλας θα είναι συνεπή με το διάγραμμα της σκάλας χρησιμοποιώντας αυτά τα πηνία ή τα δεδομένα και αντιστρόφως τα κράτη ή τα δεδομένα των λογικών πηνίων που ανανεώνονται στο επόμενο διάγραμμα σκάλας θα λειτουργούν μόνο στο πρόγραμμα που αναγράφεται μόνο πάνω από αυτό μέχρι τον επόμενο κύκλο σάρωσης.
Εάν χρησιμοποιείται άμεση εντολή εισόδου/εξόδου κατά την εκτέλεση του προγράμματος, οι πόντοι εισόδου/εξόδου μπορούν να προσπελαστούν απευθείας. Με άλλα λόγια, οι τιμές των καταχωρητών εικόνας επεξεργασίας εισόδου δεν ενημερώνονται εάν χρησιμοποιείται μια εντολή I/O. Το πρόγραμμα λαμβάνει την τιμή απευθείας από τη μονάδα I/O και ο καταχωρητής εικόνας διαδικασίας εξόδου ενημερώνεται αμέσως, σε αντίθεση με την άμεση είσοδο.
(3) φάση ανανέωσης εξόδου
Μετά την ολοκλήρωση του προγράμματος χρήστη, το PLC εισέρχεται στη φάση ανανέωσης εξόδου. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η CPU ανανεώνει όλα τα κυκλώματα μανδάλωσης εξόδου σύμφωνα με τις αντίστοιχες καταστάσεις και τα δεδομένα στην περιοχή εικόνας I/O και στη συνέχεια οδηγεί τις αντίστοιχες περιφερειακές συσκευές μέσω των κυκλωμάτων εξόδου. Αυτή τη στιγμή, είναι η πραγματική έξοδος του PLC.
Λειτουργικά χαρακτηριστικά: Το PLC έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά
1, η δομή του συστήματος είναι ευέλικτη, εύκολη στην επέκταση, που χαρακτηρίζεται από τον έλεγχο εναλλαγής, αλλά και συνεχής διεργασία ελέγχου βρόχου PID και μπορεί να αποτελείται από ένα σύνθετο σύστημα ελέγχου με DDC, DCS και άλλους ανώτερους υπολογιστές, για να επιτευχθεί ολοκληρωμένος αυτοματισμός της παραγωγής διαδικασία.
2, το σύστημα είναι εύκολο στη χρήση και πρόγραμμα. Χρησιμοποιεί απλές γλώσσες προγραμματισμού, όπως διαγράμματα σκάλας, λογικά διαγράμματα ή πίνακες δήλωσης χωρίς να απαιτούν γνώσεις υπολογιστών. Ως εκ τούτου, ο κύκλος ανάπτυξης του συστήματος είναι σύντομος και η επιτόπια εντοπισμός σφαλμάτων είναι εύκολη. Επιπλέον, το πρόγραμμα μπορεί να τροποποιηθεί στο διαδίκτυο για να αλλάξει το σχήμα ελέγχου χωρίς να αφαιρέσει το υλικό.
3, μπορεί να προσαρμοστεί σε μια ποικιλία σκληρών εργασιακών περιβαλλόντων, ισχυρή ικανότητα κατά της παρεμβολής, υψηλή αξιοπιστία, πολύ υψηλότερη από άλλα μοντέλα.