АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ И ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОГРАММИРУЕМЫХ ЛОГИЧЕСКИХ КОНТРОЛЛЕРОВ

Володин Валерий Дмитриевич; Шаронов Андрей Александрович; Мозжегоров Кирилл Станиславович; Полевщиков Иван Сергеевич

SCIENCE TIME

■

АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ И ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОГРАММИРУЕМЫХ ЛОГИЧЕСКИХ КОНТРОЛЛЕРОВ

Володин Валерий Дмитриевич, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь

E-mail: wwd777@mail.ru

Шаронов Андрей Александрович, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь

E-mail: stepper88@inbox.ru

Мозжегоров Кирилл Станиславович, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь

E-mail: kirill. mozzhegorov@yandex. ru

Полевщиков Иван Сергеевич, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь

E-mail: i. s.polevshchikov@gmail. com

Аннотация. В статье представлены результаты анализа структуры и основных характеристик программируемых логических контроллеров, являющихся важной составляющей в управлении современными промышленными процессами.

Ключевые слова: программируемый логический контроллер, промышленная автоматика, управление промышленными процессами.

1 SCIENCE TIME 1

Введение

Как известно, промышленная автоматика началась с контактно-релейных схем управления промышленными процессами. Контактно-релейные схемы имели фиксированную логику работы, и в случае изменения алгоритма, необходимо основательно переделать монтажную схему.

С приходом программируемого логического контроллера в промышленную автоматику управление промышленными процессами существенно упростилось.

Программируемый логический контроллер (ПЛК) представляет собой микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, имеющее конечное количество входов и выходов, подключенных к ним датчиков, контактов (кнопок, реле и т.п.), исполнительных механизмов к объекту управления, и предназначенное для работы в режимах реального времени [1-6].

Структура ПЛК

Структурная схема типового ПЛК представлена на рис.1. Как показано на рисунке, структура ПЛК состоит из 5 блоков: микропроцессор, блока питания, модуль ввода, модуль вывода, интерфейсы взаимодействия с персональным компьютером (ПК).

Модуль вывода

Модуль ввода

Интерфейсы взаимодействия с ПК

Рис. 1 Структурная схема ПЛК

Блок питания отвечает за питание всей системы. Стандартными напряжениями питания ПЛК являются напряжения 12 В, 24 и 48 В. Источником электрической энергии обычно является промышленная сеть 220В, 50 Гц. Низкое напряжение питания позволяет питать контроллеры от аккумуляторов бортовых сетей транспортных средств или переносных аккумуляторов.

Микропроцессор выполняет такие функции, как:

- сборка данных из модулей ввода в память;

- отправка данных из памяти в модули вывода;

- обмен данными с устройством для программирования контроллера и промышленной сетью;

1 SCIENCE TIME 1

- реализация стека протоколов промышленной сети;

- загрузка и исполнение операционной системы;

- загрузка и исполнение пользовательской программы.

Модули ввода/вывода отвечают за взаимодействие между реальным миром и ПЛК.

Модуль взаимодействия интерфейсов с ПК представлен такими протоколами, как: RS-232, RS-485, USB.

Характеристики ПЛК

В настоящее время существует множество фирм, разрабатывающих ПЛК. Но выбор ПЛК зависит от параметров самого устройства и поставленной задачи.

Один из самых важных параметров ПЛК - быстродействие - в каталогах фирм указывается в совершенно разных вариантах. Могут фигурировать время выполнения бинарных команд, время опроса одноканальных дискретных входов, время выполнения смешанных команд и т.д.

Спектр продукции, предлагаемой сегодня, чрезвычайно широк. В табл.1 приведены некоторые характеристики ПЛК различных фирм, наиболее распространенных во всем мире.

Таблица 1

Характеристики ПЛК

Тип ПЛК SYSMAC SYSMAC SMART ADAM SIMATIC SLC 500

CQM1 C200H 2 5510 S7-300

Произво- Omron Omron PEP Advantech Siemens Rockwell

дитель Automation

Диапазон 0; +55 0; +55 -40; +80 -10; +70 -25; +60 0; +55

темпера-

тур (С)

Вес (г) 160-230 160-300 40-70 65-95 190-200 190-300

Размеры 110x32x10 130x32x11 78x31x7 110x31x75 125x40x12 140x35x14

(мм) 7 8 0 0 5

Мощ- 0,85-1,2 0,24-1,3 0,1-0,27 0,25-0,3 0,6-2,0 0,5-2,2

ность по-

требите-

ля (Вт)

Продолжение данного исследования, а именно перспективы создания программируемого логического контроллера полностью на отечественной элементной базе, особенно в период импортозамещения в России, является актуальным [7] и станет темой последующих статей.

1 SCIENCE TIME 1

Литература:

1. Петров И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / Под ред. проф. В.П. Дьяконова. М.:СОЛОН-Пресс, 2004. 256 с.

2. ПЛК Advantech. - URL: http://nnz-ipc.ru/item/show/14527/1873302/ (дата обращения: 25.09.2015).

3. ПЛК ICP DAS. - URL: http://plcsystems.ru/catalog/ICPDAS/ (дата обращения: 25.09.2015).

4. ПЛК ОВЕН. - URL: http://www.owen.ru/ (дата обращения: 25.09.2015).

5. ПЛК Сегнетикс. - URL: http://segnetics.com/ (дата обращения: 25.09.2015).

6. ПЛК Mitsubishi Electric. - URL: http://avtomatika.info/type/mitsubishi-electric/ (дата обращения: 25.09.2015).

7. Файзрахманов Р.А., Слаутин Ю.А., Володин В.Д., Шаронов А.А., Полевщиков И.С. Опыт использования российских технологий при построении тренажера погрузочно-разгрузочного устройства // Science Time. - 2014. №10(10). - С. 357-

Текст научной работы на тему «АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ И ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОГРАММИРУЕМЫХ ЛОГИЧЕСКИХ КОНТРОЛЛЕРОВ»