Програмабилен логички управувач

Програмабилен логички управувач (PLC) —цифрен компјутер што се користи во автоматизацијата на индустриските процеси, како контрола при производството на фабричките погони и ленти. За разлика од другите компјутеризирани управувачи, PLC-управувачите се дизајнирани за поголем број на влезно/излезни уреди, работат на поширок опсег на работни температури, имуни се на електрични шумови (пречки) и отпорни на различни удари и вибрации.
1 Историја
PLC-управувачот беше измислен за да ги задоволи потребите во автомобилската индустрија. Пред измислувањето на PLC-то контролата и производството се вршеа со помош на најразлични релеа, тајмери и поединечни управувачи. Поради краткотрајноста на релеата и нивната потреба од секојдневна надградба и промена која бараше и искусни електричари а сето тоа резултираше со големи трошоци и губење на време се јави потребата од еден ваков управувач. Веќе во 1968 година одделот за автоматско менување на брзини во Џенерал Моторс излезе со барање за создавање на уред кој ќе ги замени системите од релеа.
Како најдобар предлог бил прифатен предлогот на соработници од гратчето Бедфорд,Масачусетс. Подоцна тие формирале нова компанија за производство, развивање,продажба и сервис на овој нов производ кој тие ја нарекле Модикон(Modular digital controller). Еден од луѓето кои работел на овој проект бил и Дик Морли кој се смета како татко на PLC управувачот. ППодоцна брендот се продавал на неколку компании за денешен сопственик да биде француската фирма Шнајдер Електроникс.
Автомобилската индустрија и денес претставува најголем корисник на овие управувачи.
Едни од најпознатите произведувачи на PLC управувачи се: Сименс, Омрон, АББ, Мицубиши и Џенерал Електрикс.
2 Особености
Најголемата разлика на PLC-управувачите од обичните микроуправувачи и компјутери е што PLC-то е направено за работа при полоши услови како прашина,влага,високи и ниски температури. Тие исто така имаат многу поголем број на порти за приклучување на влезно/излезни уреди. Преку овие уреди PLC-то се приклучува со сензорите и извршните елементи(актуатори). Преку сензорите PLC-то управува со аналогни величини(како притисок и температура) и врши позиционирање на комплексни позициони системи. Преку извршните системи PLC-то управува со електрични мотори, пневматски и хидраулични цилиндри, релеа или соленоиди или пак некои други аналогни уреди.
PLC-ата се измислени да заменат системи од стотици и илјадници релеа и досега одлично ја вршат работата ослободувајќи се од сите непотребни жици и слично. Со текот на времето се зголемуваа и неговите функции така што денес тој врши контрола на релата, на движењата, на процесите, на дистрибуцијата и мрежата во системот.
3 Разлики со другите управувачи
PLC управувачите својата најголема примена ја ноѓаат во индустријата за што се и соодветно конструирани. На пример микроуправувачот се користи во индустрии каде што се произведуваат стотици или илјадници производи па трошоците за нивното развивање го сносат крајните потрошувачи. Исто така кај овие управувачи нема потреба од препрограмирање и ретко кога крајните корисници ги менуваат нивните програми. Кај PLC-то корисниците односно фабриките се јавува потреба од репрограмирање на нивните програми. Исто така овие управувачи се многу поевтини од секој управувач што би го направила фабриката за своите потреби.
Во PLC-та исто така може да вметнеме и повеќе управувачи со повратна врска од било кој вид.
4 Дигитални и аналогни сигнали
Дигиталните или дискретните сигнали имаат својство како бинарни прекинувачи, односно доколку вредноста на сигналот е различна од нула уредот е вклучен а дколку е 0 тој е исклучен. На пример копчињата за притискање, прекинувачите за ограничување или фотоелектричните сензори се пример за вакви дигитални сигнали. Дигиталните сигнали се испраќаат или преку пуштање на струја или преку создавање на напон каде што специфична количина означува дека уредот е вклучен. На пример ако еден PLC управувач кој работи на 24V доколку добие напон од над 22V означува дека уредот е вклучен, доколку има напон под 2V означува дека е исклучен. Секој друг напон ќе го третира како недефиниран.
Заразлика од дигиталните сигнали аналогните сигнали се постојани а бидејќи PLC-то во суштина е компјутер и работи само на дигитални сигнали тој врши дискретизација(дигитализација) на аналогните сигнали. И бидејќи користат 16-битни обработувачи целобројните вредности кои може да ги добијат се движат помеѓу -32,768 и 32,767. Така да ако имаме аналоген напон од 0-10V тогаш 10V ќе ни претставува 32 767, 0V ќе ни е 0, а конкретната вредност ќе ни е помеѓу овие два броја и ќе соодветствува на аналогната вредност, се разбира со мали грешки но сосема занемарливи.
PLC Управувачите се помалку чувствителни на пречки(шумови) при работа со напон.
4.1 Пример
Да земеме пример дека една фабрика треба да чува вода во резервоар. Водата се црпи од друг систем по потреба, а задачата на нашиот систем е да го одржува нивото на вода во резервоарот.
Користејќи само дигитални сигнали PLC управувачот ќе прима само две вредности од уредите за мерење ниво (резервоарот е полн и резервоарот е празен). Па според тоа управувачот ќе испраќа само две вредности до вентилот од резервоарот (отвори го вентилот и пушти вода и затвори го вентилот). Кога нивото на водата ќе падне ниско и мерачот на ниво ќе констатира дека резервоарот е празен тогаш PLC управувачот ќе го отвори вентилот за да се наполни резервоарот. Кога ќе се наполни резервоарот вентилот ќе се затвори.
При користењето на аналогни сигнали можеме да поставиме сензор за мерење на ниво, кој ќе го активира вентилот при секоја промена на нивото на водата. Во овој случај нивото ќе биде константно цело време но поради честото отворање и затворање ќе страда вентилот кој брзо ќе се расипи.
Заради тоа денес најчесто се користат и двата видови на сигнали и со нивна комбинација се градат мошне успешни управувачки системи.
5 Системско поврзување
PLC управувачите се познати по огромниот број на врски со кои се поврзуваат со останатите уреди кои се користат во системот. Исто така има можност за поврзување на повеќе PLC управувачи и нивна меѓусебна интеракција преку најразлични сериски и паралелни врски.
Исто така користат повеќе начини за комуникација со човекот, со цел за подобро извршување на работата.
6 Програмирање
Во раните 80-ти се вршеше програмирање преку посебни програмирачки кутии или посебни терминали каде што програмите се зачувуваа на касети или кертриџи. Зачувувањето на програмите се вршеше на примитивни зачувувачи на меморија. Во поновите системи се вршеше програмирање на личен сметач па програмите се префрлаат во РАМ меморијата на PLC-то.
Во поново време овие управувачи може да се програмираат со секој од поновите програмски јазици.
Исто така усвоен е стандард со кој се дозволува програмирање со некој од следните 5 програмски јазици: FBD(функциски блоковен дијаграм), LD(скалест дијаграм), ST(структуриран текст слично на програмирањето во Паскал), IL(Инструкциска лист, слично на програмирањето во Асемблер) и SFC („Последователен функциски график“)