Уже много раз на этом канале я упоминал про ПЛК, но вот как-то о том, что же это такое, рассказать не удосужился. А ведь это основа любой современной системы управления производством. И несмотря на то, что стоимость ПЛК сегодня не маленькая, они всё равно широко применяются инженерами по автоматизации производства, поскольку эта стоимость компенсируется простотой разработки.
Любая машина (производственная линия, производственный участок или даже производство в целом), которая может автоматически выполнять какие-либо операции, имеет в своём составе управляющий контроллер - модуль, обеспечивающий логику работы устройства (то есть обеспечивающий возможность машины работать по заданным алгоритмам).
Технически контроллеры реализуются по разному. Это может быть, например, механический, пневматический или гидравлический автомат, релейная или электронная схема. Например, всем известные механические часы - это автомат, который умеет отсчитывать время. И там нет никакой электроники и прочих современных штучек.
Хотя, конечно, подавляющее большинство современной автоматики основано на электронных компонентах. И не просто на электронных, а на программируемых.
Электроника известна давно, и раньше были автоматические системы, построенные на непрограммируемых реле и/или электронных компонентах. При массовом производстве это экономически оправдано. Однако сегодня очень часто (да почти всегда) системы автоматизации создаются лишь в одном экземпляре. И создавать такой экземпляр на базовых электронных компонентах (транзисторах, логических микросхемах) пришлось бы очень долго и дорого.
Поэтому и были придуманы программируемые универсальные устройства, которые имеют более-менее типовой набор стандартных входов и выходов (дискретных и аналоговых). А вот алгоритм управления выходами в зависимости от состояния входов у такого устройства уже можно изменять как угодно.
Контроллеры (устройства, управляющие автоматизированными системами), выполненные на реле или на простых электронных компонентах - это автоматы с жёсткой логикой. То есть с логикой, которую заложил в автомат разработчик и которую нельзя изменить. И, например, если в вашей системе потребуется всего-навсего добавить датчик температуры, то вы уже не сможете его ни добавить, ни встроить в систему дополнительные функции (точнее, сможете, но это будет весьма непросто и затратно).
Да что там новые функции. Даже старые функции вы не сможете изменять. Например, вентилятор в системе охлаждения, управляемой жёсткой логикой, включался на 80 градусах, но потом вы вместо воды залили в систему антифриз, и вам надо, чтобы теперь вентилятор включался на 100 градусах. Но нет. Вам придётся переделывать систему (подбирать резисторы, например).
А вот ПЛК - Программируемые Логические Контроллеры, можно запрограммировать как угодно. И в таком случае, как рассмотренный выше, вы просто измените одно число в программе, и всё - задача решена (про первый в мире ПЛК можете почитать здесь).
Типовой ПЛК физически представляет собой модуль, у которого есть несколько входов и выходов. Количество и виды этих входов-выходов зависят от модели ПЛК. Бывают ПЛК только с дискретными входами-выходами, бывают с дискретными и аналоговыми, также почти все ПЛК позволяют на выходе генерировать ШИМ-сигналы и т.п.
На входы ПЛК подключаются различные датчики, а на выходы - исполнительные устройства (электроприводы, нагревательные элементы, устройства индикации и т.п.).
Затем разработчик пишет программу для ПЛК - задаёт алгоритмы, по которым будет работать система управления. Например, если на входе 1 у нас подключен датчик дыма, то при его сработке мы должны выдать какой-то сигнал на выход. Например, на выходе 2 у нас управление насосом, подающим воду в систему пожаротушения, а на выходе 1 - лампа с надписью ПОЖАР. Тогда мы можем написать программу так, чтобы при сработке (обнаружении сигнала) на входе 1, система включала насос и лампу ПОЖАР.
Однако могут быть и ложные сработки. И чтобы не залить водой помещение, мы в программе можем принять меры, защищающие от ложных сработок. Например, включать насос не сразу, а только в том случае, если сигнал на входе 1 не исчезнет в течение 5 секунд. Либо использовать два датчика дыма и включать насос только если ОБА они сработают.
В общем, как вы понимаете, вся логика работы определяется программистом ПЛК, и таким образом на базе ПЛК можно создавать очень гибкие системы управления. Но это не единственное преимущество. Есть и другие:
- Вы можете сначала создать только самые необходимые функции и быстро запустить систему в работу. А потом уже по ходу дела дорабатывать её до бесконечности.
- Вы также можете конфигурировать систему как угодно, и также уже после того, как она уже будет внедрена. Потому что все ПЛК и связанные с ними устройства имеют интерфейсы связи, через которые вы можете объединять их в сети, и таким образом почти до бесконечности расширять существующие системы.
- В большинстве случаев (если не вводится какое-то новое оборудование) вы можете (иногда очень существенно) усовершенствовать свою систему исключительно программным способом, не тратя деньги на новое оборудование (например, разработав более совершенные алгоритмы).
- Вы можете во многих случаях подключиться к системе удалённо, внести необходимые изменения и т.п. То есть вы можете жить во Владивостоке, а работать в Москве (или наоборот).
В общем, разработка современных систем автоматизации - это просто кайф. Вам не надо сидеть с паяльником и осциллографом. Если вы где-то ошиблись, вам не надо перепаивать микросхемы и транзисторы. Вы просто меняете программный код, и всё.
На этом всё. Подписывайтесь на канал, чтобы ничего не пропустить…