Plc'ens opbygning og virkemåde
Opbygning
En plc – Programmable Logic Controller – kan opfattes som en specialiceret computer. Gammeldags relæstyringer kan ikke hurtigt omstilles eller tilpasses ændret produktion. Computere er meget sårbare over for temperatur, støv og snavs, elektrisk støj og desuden relativt svære at programmere. Plc’en er konstrueret så den både er robust og forholdsvis nem at programmere.
Herover viser en principskitse hovedbestanddelene i en lille plc. Hoved bestanddelene er: Spændingsforsyning, CPU, Hukommelse, Indgange, Udgange. Endvidere er der lysdioder der indikerer plc’ens status.
Hvor større plc’er er modulopbyggede, har små plc’er som denne ofte alle nødvendige blokke integreret. De kan dog normalt suppleres med ekstra ind- og udgangsmoduler eller fx kommunikationsmoduler.
Spændingsforsyningen omformer netspændingen på typisk 230 V AC
til en 24 V DC, som bruges internt i plc’en til forsyning af de enkelte blokke.
Forsyningen til den viste plcC er 230 V AC
CPU – Central Processing Unit – er den vigtigste blok, det er i den, alle funktioner bliver udført. Dette skyldes naturligvis, at mikroprocessoren er placeret her. Mikroprocessoren flytter data udfører beregninger, kommunikerer med de andre blokke og styrer programafvikling.
Indgangssignalerne kan forsynes fra den indbyggede strømforsyning. Signalerne fra bla følere er tilsluttet input modulet og status vises for hver indgang i med en lysdiode.
Hver enkelt indgang benævnes med en adresse. Der kan være forskel mellem fabrikater. Bogstavet I angiver at der er tale om en indgang og en talværdi angiver byte og bitadresse.
Eks. %I0.0 (Indgang, byte 0, bit 0)
Udgangssignalerne kan være elektroniske eller med små relæer, afhængt hvad man ønsker at styre. Også her indikeres hver udgang med en lysdiode.
Bogstavet Q angiver at der er tale om en udgang og en talværdi angiver byte og bitadresse.
Eks. %Q0.0 (Udgang, byte 0, bit 0)
Program og datahukommelse
Forskellige typer af hukommelsesblokke er nødvendige, for at cpu’en kan afvikle et program. En hukommelse kan betragtes som en kommode med et antal skuffer. I disse skuffer læses/skrives data, som er nødvendige for programafviklingen.
I systemhukommelsen ligger operativsystemet, som får mikroprocessoren til at
afvikle/forstå et indtastet program.
I datahukommelse lagres interne data som mellemresultater, timerværdier, hjælperelæer m.m.
I programhukommelsen lagres det program som brugeren har udviklet og overført fra sin programmeringsenhed.
Interface eller grænsefladen udgår den galvaniske adskillelse mellem plc’ens indre blokke som for at fungere uden at udvikle for meget varme forsynes af 5V DC eller mindre. På maskin- eller processiden anvendes typisk 24V DC og en plc med relæudgange kan anvende større AC-spændinger.
Programmeringssprog
Standarden DS/EN 60131-3 beskriver fem programmeringssprog:
Instruktionsliste (IL), på engelsk statementlist, er lavniveausprog der kan være svært at gennemskue når programmerne bliver store. Fordelen er, at det ikke kræver meget datakraft af programmeringsenheden. Blev især brugt inden man begyndte at bruge pc’er som programmeringsenheder
Funktionsblok Diagram (FBD), er et grafisk sprog hvor man anvender de logiske symboler der også kendes fra IEC standarden
Ladderprogrammering (LAD), er sammen med instruktionsliste de oprindelige programmeringssprog til plc’er. Programmeringsformen tager udgangspunkt i nøglediagrammer, hvilket gør det relativt nemt at konvertere styrekredsskemaer til et PLC program.
Ladderprogrammering i flere år været det mest anvendte programmeringssprog
Struktureret Tekst (ST), er et forholdsvis nyt sprog inden for plc-programmering det ligner de gamle programmeringssprog, C og Pascal. Det er især en fordel ved krævende plcløsninger med komplekse beregninger.
Programudførelse
Når plc’en startes gennemløbes en startprocedure. De viste er principiel idet der plc-typer og fabrikater imellem kan være forskelle. Fælles er dog at brugerprogrammet gennemløbes cyklisk. Den tid det tager fra et gennem gennemløb starter til det er tilbage til start igen kaldes cyklustid eller scantid
Cyklustiden er afhængig af to faktorer: Mikroprocessorens hurtighed og brugerprogrammets længde.
Programmering
Ovenfor er nævnt de fem programmeringssprog. Nedenstående vises eksempler på ladder- og funktionsblok- og instruktionslisteprogrammering, endvidere vises de tilhørende boolske udtryk.
Eller-funktion: