Struktura

Vnitřní uspořádání PLC

Vnitřní uspořádání PLC

Podobně jako PC i PLC disponuje procesorem CPU, operační pamětí RAM, pamětí pouze pro čtení ROM, sběrnicemi I/O, porty pro připojení periferií aj.

Řídící program, podle něhož PLC vykonává řídící operace, je uložen v jeho paměti. PLC tak může pracovat ve výrobních prostorách bez nutnosti připojení jiných ICT technologií – PC.

Blokové schéma PLC je znázorněno na obrázku níže.

obrazek

Obr. 1: Blokové schéma PLC

PLC musí zajistit tři základní úkony:

  • zpracování informace

  • přečtení a vystavení hodnot pomocí vstupně/výstupních (I/O) portů

  • využívání paměti pro zápis obrazů vstupů a výstupů

U PLC rozlišujeme dvě sběrnice:

  • systémová

  • sběrnice I/O

Na systémovou sběrnici je potom připojena centrální jednotka CPU, která zajišťuje zpracování informací, tedy provádí logické, popř. numerické operace s údaji vstupních a pomocných proměnných, které jsou uloženy v operační paměti RAM. Jedná se tedy o paměť určenou pro čtení i zápis.

Řídící program, podle něhož CPU pracuje, je také uložen v této operační paměti RAM.

Kromě operační paměti RAM PLC využívá paměť pouze pro čtení ROM, která obsahuje systémové programy pro činnost automatu. Tyto programy uživatel nemůže modifikovat.

Blok označený SPEC potom označuje speciální funkce, jako jsou hodiny, časovače, čítače, sekvenční registry, matematické funkce, popř. algoritmy pro regulace.

Blok COM zajišťuje komunikaci PLC s okolím, např. po sériové lince, USB nebo ethernetu.

Jednotka, která zajišťuje snímání hodnot ze vstupů a jejich konverzi do číslicové podoby, se nazývá jednotka řízení vstupů a výstupů, označovaná I/O.

K této jednotce jsou po sběrnici I/O připojeny vstupy a výstupy pro připojení senzorů a ovládacích prvků.

obrazek

Obr. 2: Vnitřní konstrukce PLC – firma SIEMENS

Vstupy a výstupy bývají od připojovaných senzorů a ovládacích prvků galvanicky odděleny, čímž se zabrání zničení PLC v případě poškození čidla, pohonu nebo kabelu. Galvanické oddělení je obvykle řešeno pomocí fotoelektrických prvků.

Digitální i analogové vstupy jsou navíc osazeny filtry. U digitálních vstupů se jedná o zpoždění, které pomáhá filtrovat šum z kabeláže, který by mohl způsobit nepředpokládanou změnu stavu na vstupu.

U analogových vstupů je potom výsledná hodnota určena jako průměr ze součtu zvoleného počtu vzorků.

PLC samozřejmě vyžaduje napájecí zdroj, který bývá v současné době řešen jako spínaný s dostatečnou výkonovou rezervou, pro napájení i případných rozšiřujících modulů. Na stejný zdroj lze také připojit množství čidel. Standardní napájecí stejnosměrné napětí je potom 24V DC.

Zdroje

Obrázky

 

Kontrolní otázka

Jaké základní úkony musí PLC zajistit?

Doplňující učivo

V hlavním textu je zmíněna potřeba ochránit vstupní a výstupní obvody PLC automatu tzv. galvanickým oddělením. Jedná se o jednoduché, levné a přitom účinné zabezpečení PLC proti poškození vlivem chybně připojených periferií nebo v případě proudového přetížení portů.

Galvanické oddělení spočívá v použití tzv. optočlenů. Jedná se o elektronické součástky, které mají ve svém pouzdru umístěn prvek vyzařující infračervené světlo (vysílač) a druhý prvek, který je na toto záření citlivý (přijímač).

Obr. 3: Optočlen

Výstupní, resp. vstupní svorka je tak opticky oddělena od vnitřních obvodů PLC. V případě poškození dojde pouze k destrukci této elektronické součástky, jejíž cena je zanedbatelná ve srovnání s cenou PLC (řádově koruny).

Logolink