Базовая архитектура ПЛК очень важна для понимания. Очень важно знать об основных аппаратных компонентах ПЛК, которые находятся внутри ПЛК, потому что это значительно облегчит ваше понимание ПЛК. Аппаратные компоненты – это физические строительные блоки ПЛК.

4 Категории аппаратных средств ПЛК

ПЛК состоит из нескольких основных аппаратных компонентов, каждый из которых выполняет свою собственную функцию. Мы можем разделить эти компоненты на четыре категории:

• CPU (центральный процессор, микропроцессор, память)

• Входная электроника

• Выходная электроника

• Источник питания

Конечно, большинство ПЛК состоит из множества компонентов, но эти – самые важные. Если вы знаете об этих четырех основных аппаратных компонентах ПЛК, то это то, что вам нужно.

CPU – процессор ПЛК

Это мозг ПЛК, в котором происходят все вычисления. Точнее говоря, это та часть, которая выполняет программу ПЛК. Возможно, вы слышали о микропроцессорах.

Микропроцессоры – это интегральные схемы, на которых выполняются программы. Микропроцессоры встречаются повсюду, и самый известный микропроцессор – это тот, которым оснащены все компьютеры. Intel Core i7 – это микропроцессор. Причем очень продвинутый. Мозг программируемого логического контроллера – это тоже микропроцессор, но менее мощный, чем те, что стоят в компьютерах.

Именно в микропроцессоре программа ПЛК обрабатывает все входные и выходные сигналы.

Память ПЛК

Где ПЛК хранит всю свою информацию? У ПЛК есть память, как у компьютера, называемая RAM или памятью с произвольным доступом. Обычно в ПЛК также есть память, называемая ROM и EEPROM. Между этими типами памяти в ПЛК есть небольшое различие, связанное со стиранием памяти:

RAM (память с произвольным доступом)RAM (память с произвольным доступом)

Временная память, используемая при выполнении программы ПЛК. Эта память является летучей, что означает, что она будет стираться при каждом отключении питания.

ПЗУ (память только для чтения)

Постоянная память в ПЛК, используемая для хранения операционной системы ПЛК. Операционная система делает ПЛК способным выполнять вашу программу ПЛК.

EEPROM (электронно-стираемая программируемая память только для чтения)

Это постоянная память, как и ПЗУ, но с одним существенным отличием: ее можно стирать и использовать повторно. EEPROM можно стереть электронным способом и использовать снова. Обычно именно в ней хранится программа ПЛК.

Электроника для ввода данных ПЛК

Микропроцессор имеет множество как входов, так и выходов, но обычно они работают при напряжении около 5 вольт. А поскольку стандартный уровень напряжения во многих устройствах ввода составляет 24 вольта, ПЛК нуждается во входной электронике, чтобы мы могли подключать устройства к входам. Входная электроника – это электронная схема между соединительными клеммами ПЛК и входами микропроцессора.

Наиболее важной частью входной электроники является оптоизолятор или оптопара. Оптоизолятор работает путем преобразования электрического сигнала в свет и последующего включения другого электрического сигнала. Он состоит из светоизлучающего диода (LED) и фототранзистора. Светодиод излучает свет при подключении к источнику питания, а фототранзистор открывается для протекания тока под воздействием света.

Позвольте мне проиллюстрировать работу оптоизолятора, нарисовав простую электрическую схему входа микропроцессора:

Напряжение, которое мы используем для нашего датчика, составляет 24 вольта. Когда мы подключаем сигнальный провод датчика к входной клемме ПЛК, мы фактически подключаем его к оптоизолятору. Таким образом, когда датчик активируется, 24 вольта активируют светодиод внутри оптоизолятора.

Фототранзистор активируется под воздействием света. Цепь 5 вольт для микропроцессора подключена к фототранзистору в оптоизоляторе. Это означает, что на вход PA1 подается 5 вольт, когда активируется наш 24-вольтовый датчик.

Идея использования оптоизолятора заключается в изоляции двух цепей для защиты микропроцессора от высокого напряжения. Большинство оптоизоляторов могут выдерживать пиковое напряжение в несколько киловольт, и это будет защитой входов микропроцессора, который обычно работает при напряжении 0-5 вольт.

Электроника для вывода данных ПЛК

Микропроцессоры имеют ту же проблему с выходами, что и с входами. Именно поэтому все ПЛК содержат выходную электронику между выходами микропроцессора и выходными клеммами ПЛК.

Важной частью выходной электроники является оптоизолятор, как и во входной электронике. Функция оптоизолятора здесь также заключается в развязке двух электрических цепей. 5-вольтовая цепь для микропроцессора и внешняя цепь для выходов ПЛК.

Как вы видите, источник питания, используемый для питания нагрузки, подключенной к выходу (L), является внешним источником питания. Оптоизолятор снова используется для изоляции внутренней схемы ПЛК от выходной схемы.

Источник питания ПЛК

Большинству ПЛК требуется один или несколько источников питания для процессора и иногда для входов и выходов. Поскольку некоторые ПЛК требуют питания постоянным током, вам может понадобиться источник питания для вашего ПЛК.

Все производители ПЛК выпускают блоки питания для своих ПЛК, но вы можете использовать свой собственный блок питания, если он обеспечивает нужный уровень напряжения. Некоторые ПЛК имеют встроенный источник питания. Это означает, что вы можете подключить к ПЛК источник переменного тока (AC).

Из всего оборудования ПЛК первым всегда приходится подключать источник питания. Убедитесь, что вы делаете это правильно, и будьте осторожны, потому что вы можете повредить ПЛК.

Как же узнать, какой тип блока питания следует использовать?

Ответ: Всегда смотрите в техническом паспорте ПЛК. Там вы найдете всю информацию о необходимом источнике питания и другие полезные данные о ПЛК.

У большинства производителей ПЛК сегодня есть технические паспорта и руководства пользователя для ПЛК и источников питания, которые можно бесплатно скачать в Интернете. Быстрый поиск по названию вашего ПЛК и вы получите подробное руководство пользователя.