Любой механизм, способный выполнять определенные операции в автоматическом режиме, в свой состав включает логический контроллер – модуль, который способен обеспечить логику работы механизма. Проще говоря, мозг механизма – это контроллер. Ну и соответственно, чем сложней механизм, тем «умнее» должен быть мозг, то есть контроллер.
Техническая реализация контроллеров может быть самая различная. Это не обязательно электронное устройство. Это может быть как механическая система, так и пневматическая, гидравлическая, релейно-контакторная система управления, компьютерная программа или электронная система.
В случае, когда контроллер выпускается серийно, стоимость его проектирования и изготовления снижается, за счет большего количества выпускаемых единиц, на которые делится стоимость проектирования. В случае единичных выпусков контроллеров, стоимость их проектирования существенно возрастает, что сказывается на цене.
При создании контроллеров использующих в своем составе микросхемы с «жесткой» логикой, а также реле, практически невозможно заставить выполнять другой алгоритм работы без существенных переделок. Это их существенный минус. Возможностью перепрограммирования на другой алгоритм без переделок в самой структуре контроллера обладают программируемые логические контроллеры ПЛК. Идея их создания появилась около 40 лет назад сразу после появления микропроцессоров.
Физически типичный программируемый логический контроллер ПЛК представляет из себя блок с определенным количеством входов и выходов, которые необходимы для подключения различных датчиков, а также исполнительных органов, как это показано ниже:
Вся логика управления описывается с помощью микрокопьютерного ядра. Одинаковые абсолютно ПЛК могут выполнять абсолютно различные функции. При этом нет абсолютно никакой необходимости вносить изменения в аппаратную часть работы ПЛК, достаточно сменить программу управления.
Главной задачей прикладного программирования ПЛК есть только реализация алгоритма управления конкретным механизмом. Все входы и выходы ПЛК опрашивает автоматически, вне зависимости от способов их физического соединения. Данная работа выполняется непосредственно системным обеспечением. Для удобства программирования и облегчения жизни программисткам, а также производителям различного оборудования языки программирования стандартизованы. Благодаря стандартизации языков программирования прикладная программа становится переносимой, то есть такую программу можно использовать в любом ПЛК поддерживающем данный стандарт.
Программируемый контроллер – дискретный, программно управляемый автомат, у которого входы с помощью различного рода датчиков подключаются к выходам объекта управления, а выходы подключают к различным исполнительным механизмам. Обрабатывая значения входных сигналов по определенным алгоритмам, ПЛК формирует выходные сигналы, которые через исполнительные механизмы влияют непосредственно на объект управления.
ПЛК предназначен для работы в режиме реального времени и должен быть доступный для программирования неспециалистом в области информатики.
Изначально ПЛК предназначались для управления последовательными логическими процессами. Отсюда пошло и название – «логический». Современные же ПЛК помимо простых логических операций способны выполнять целый ряд функций, таких как – управление приводами, цифровая обработка различных сигналов, функции операторского управления и так далее.
Они могут иметь самую разнообразную конструкцию.
ПЛК впервые применили в США для автоматизации сборного конвейерного производства автомобилей (1969 год фирма Модикон). Сегодня ПЛК работают практически во всех отраслях промышленности, таких как нефтеперерабатывающая, химическая, легкая, машиностроение, а также транспорт. Сферы применения ПЛК значительно шире сферы применения персональных компьютеров ПК, хотя их популярность значительно ниже. Они усиленно трудятся на благо человечества, так сказать «за сценой», и их работа совершенно не заметна для большого количества людей на нашей планете.
