Обзор PLC

ЦПУ. PLC для начинающих. Часть 2 из 4

В первой части статьи «PLC для начинающих» было рассказано об истории появления программируемых логических контроллеров, принципах их работы. Во второй части мы рассмотрим центральный процессор ПЛК (ЦПУ). Сравним его с человеческим мозгом.

Что такое ЦПУ ПЛК?

Как говорилось в первой части статьи почти все компоненты ПЛК могут быть разделены следующим образом:

  • Процессор (ЦПУ)
  • Устройство ввода информации
  • Устройство вывода информации

Мы уже обсудили как три вышеперечисленных компонента работают вместе. Информация поступает на устройства ввода, обрабатывается, а затем активируются/дезактивируются выхода. Выхода изменяют свое состояние на основе входных данных и программной логики. В этой статье мы рассмотрим процессор. Именно он содержит память ПЛК и логику управления.

ЦПУ ПЛК и человеческий мозг

ЦПУ — это мозг ПЛК. Его можно сравнить с человеческим мозгом (хотя он и не такой сложный как наш мозг). ЦПУ это дом для управляющей программы, памяти и коммуникаций. Точно так же, как человеческий мозг является источником наших логических решений, памяти и коммуникации с другими частями тела или другими людьми.

ЦПУ ПЛК
ЦПУ ПЛК

Управляющая программа (логика)

ЦПУ — это место, где хранится программа PLC. Эта программа создается разработчиком для автоматизации каких-то установок, используемых на предприятии или технологическом объекте. Запрограммированная логика обнаруживает различные состояния входного сигнала и включает/выключает различные выхода. Логику в процессоре PLC также можно сравнить с мозгом в том, как мозг принимает входные сигналы (зрение, чувство, запах, вкус, звук) и производит выходные действия (шаг, движение, захват, разговор и т. д.) на основе “программирования » мозга. Очевидно, что аналогия в какой-то момент ломается, потому что логика или “программирование” в человеческом мозге не фиксированы и постоянно адаптируются к новым переживаниям и обучению. Мы рассмотрим Программирование ПЛК с лестничной логикой более подробно в части 4 этой серии статей.

Примечание: традиционно, PLC программировались исключительно на языке лестничной логики (LD). Большинство новых программируемых контроллеров автоматизации (PAC) также позволяют программировать на других языках, таких как структурированный текст (ST), последовательная функциональная диаграмма (SFC), функциональная блок-схема (FBD) и список инструкций (IL). Существует пять различных языков программирования, которые были стандартизированы Международной электротехнической комиссией (МЭК) в соответствии с IEC61131-3.

Память

Память ПЛК обычно находится в ЦП, здесь данные и программа ПЛК хранятся временно или постоянно. Это похоже на память компьютера (ОЗУ или ПЗУ). Опять же, мы можем сравнить это с человеческим мозгом, который хранит данные временно или постоянно и позволяет нам выполнять различные задачи, такие как езда на велосипеде, “по памяти”.

Коммуникации

Каждый ЦПУ PLC поддерживает несколько видов коммуникаций. Коммуникации, выполняемые процессором PLC, обычно включают в себя одно или несколько из следующих типов:

  • Связь через последовательный или USB-порт на модуле CPU с компьютером программистов
  • Коммуникация с модулями ввода-вывода (I/O) через объединительную плату шасси
  • Связь с другими ПЛК и другими устройствами промышленной автоматизации через Ethernet и другие типы сетей

Продолжая нашу аналогию с человеческим мозгом, приведенную выше коммуникацию ПЛК можно сравнить с коммуникацией программиста к мозгу. Или сообщение от мозга к различным частям тела (глазам, носу, рукам, ногам). Или общение с другими людьми.

Приведем пример. Логика нашего мозга может выглядеть примерно так:

  • Мозг получает информацию от глаз о том, что предмет стоит на полу и мешает проходу
  • Он принимает логические решения о том, почему предмет нужно убрать
  • Мозг приказывает ногам согнуться, рукам вытянуться, рукам хвататься и т. д. протянуть руку, поднять предмет и убрать его с дороги.

Хотя человеческий мозг намного сложнее, мощнее и более адаптируемый чем ПЛК, вы можете увидеть сходство между ПЛК и человеческой системой управления. В частности, вы должны иметь возможность видеть корреляцию между человеческим мозгом и мозгом ПЛК; ЦП. Обратите внимание, как ПЛК может быть запрограммирован для работы с механическим оборудованием для выполнения многих задач, которые в противном случае пришлось бы выполнять вручную человеку.

Заключение

Всегда можно узнать больше, но на данный момент вы должны иметь лучшее понимание того, что делает процессор PLC. Быть в состоянии увидеть, чему человеческий мозг может научить нас о процессорах PLC.