1. Mi az a PLC?
1.1 Definíció és történeti háttér
A PLC (Programmable Logic Controller) egy speciális ipari számítógép, amelyet kifejezetten automatizálási feladatok végrehajtására terveztek. Az első PLC-t a Modicon cég fejlesztette ki 1968-ban, a General Motors megbízásából, hogy kiváltsák a bonyolult relés vezérléseket.
1.2 Működési elv
A PLC ciklikus működésű eszköz, amely három fő lépést ismételget folyamatosan:
- Bemenetek olvasása: A fizikai bemenetek (szenzorok, kapcsolók) állapotának beolvasása
- Program végrehajtása: A felhasználói program feldolgozása a beolvasott értékek alapján
- Kimenetek írása: A program által meghatározott értékek kiírása a fizikai kimenetekre
1. ábra: A PLC működési ciklusa
2. PLC hardver felépítése
2.1 CPU (Central Processing Unit)
A CPU a PLC "agya", amely végrehajtja a programot és kezeli a memóriát. Főbb jellemzői:
- Processzor sebesség (általában MHz-ben mérve)
- Utasításkészlet típusa
- Program scan idő
- Task kezelési képességek
| CPU Típus | Jellemző alkalmazás | Tipikus scan idő |
|---|---|---|
| Kompakt | Kisebb automatizálási feladatok | 1-10 ms |
| Moduláris | Közepes méretű rendszerek | 0.5-5 ms |
| Nagy teljesítményű | Komplex folyamatirányítás | 0.1-1 ms |
2.2 Memória típusok
A PLC különböző típusú memóriákat használ különböző célokra:
| Memória típus | Funkció | Jellemzők |
|---|---|---|
| Program memória (ROM/EEPROM) | Felhasználói program tárolása | Nem felejtő, újraírható |
| Adat memória (RAM) | Változók, időzítők, számlálók | Gyors, de felejtő |
| Rendszer memória | Operációs rendszer | Gyári, nem módosítható |
3. I/O Rendszer
3.1 Digitális I/O
A digitális be- és kimenetek bináris jelek kezelésére szolgálnak:
- Bemenetek: 24V DC, kontaktusok, szenzorok
- Kimenetek: Relék, tranzisztorok, kontaktorok vezérlése
2. ábra: Digitális I/O bekötési példa
3.2 Analóg I/O
Az analóg modulok folyamatos jelek feldolgozására szolgálnak:
- Bemeneti jelszintek: 0-10V, 0/4-20mA
- Felbontás: általában 12-16 bit
- Mintavételezési frekvencia
- Galvanikus leválasztás
4. Vezérlési alapelvek
4.1 Bináris vezérlések
A legegyszerűbb vezérlési forma, ahol a kimenetek a bemenetek logikai kombinációjától függnek. Főbb elemei:
- ÉS (AND) kapcsolatok
- VAGY (OR) kapcsolatok
- Tagadás (NOT)
- Élvezérelt működés
4.2 Időzítők
Az időzítők alapvető vezérlési elemek, típusaik:
- TON (bekapcsolás késleltetés)
- TOF (kikapcsolás késleltetés)
- TP (impulzus)
3. ábra: Időzítő működési diagram
5. Gyakorlati alkalmazások
5.1 Tipikus felhasználási területek
- Gyártósorok vezérlése
- Folyamatirányítás
- Épületautomatizálás
- Energetikai rendszerek
5.2 Biztonsági szempontok
A PLC rendszerek tervezésénél kiemelt figyelmet kell fordítani a biztonsági szempontokra:
- Vészleállítás tervezése
- Redundáns rendszerek
- Watchdog időzítők
- Biztonsági reteszelések