Den primära funktionen för en PLC-styrenhet är att implementera industriell automationsstyrning. Den tar emot ingångssignaler-såsom temperatur, tryck och flöde som detekteras av sensorer-bearbetar dem med hjälp av sin interna programlogik och genererar sedan utsignaler för att styra driften av ställdon som motorer, ventiler och nivåsensorer. PLC-styrenheter kan programmeras för att möta ett brett utbud av automationsstyrningsbehov, och deras programmerbarhet, stabilitet och tillförlitlighet är deras största fördelar. På grund av sin modulära struktur kan PLC-styrenheter utökas och uppgraderas enligt specifika styrkrav.
Specifikt består en PLC-styrenhet av följande grundläggande komponenter:
CPU (Central Processing Unit): Ansvarig för att kontrollera driften av hela systemet, köra användarskrivna program- och bearbeta in-/utdataoperationer.
Ingångs-/utgångsmoduler (I/O-moduler): Dessa tar emot ingångssignaler (som från sensorer, knappar och omkopplare), omvandlar dem till digitala signaler och överför dem sedan till CPU:n för bearbetning. På liknande sätt omvandlar utgångsmoduler de digitala signalerna som bearbetas av CPU:n till fysiska åtgärder (som driftmotorer, lampor och summer).
Minne: PLC-styrenheten använder minne för att lagra information som användar-skrivna program, data, variabler och status.
Programmerare: En PLC-programmerare används för att skriva, modifiera och ladda ner program till PLC-styrenhetens minne.
Kommunikationsgränssnitt: PLC-styrenheter kan också kommunicera med andra enheter (som datorer, sensorer och ställdon) genom olika kommunikationsgränssnitt.
Sammanfattningsvis uppnår PLC-styrenheter industriell automationskontroll genom att bearbeta in- och utsignaler. Deras programmerbarhet, modularitet och skalbarhet gör dem till en oumbärlig komponent i industriell automationskontroll.
Förklaring av de fem huvudfunktionerna hos en PLC
1. Digital logikkontroll
Detta är den mest grundläggande och utbredda tillämpningen av en PLC. Både in- och utsignalerna från en PLC är digitala signaler med endast på/av-läge. Denna typ av styrning liknar mest relästyrning; en låg--PLC med endast digitala styrmöjligheter kan användas som ersättning för ett relästyrsystem. Digital logikstyrning kan appliceras på enskilda utrustningsdelar eller på automatiserade produktionslinjer, såsom olika relästyrsystem, stans- och gjutmaskineri, transportband, förpackningsmaskineri, hissstyrning, styrning av olika pumpar och magnetventiler i kemiska processsystem, masugnsmatningssystem i metallurgiska system, valsningsmaskiner, elektrogjutningsmaskiner, rullgjutningsmaskiner, flyggjutningsmaskiner, tappningslinjer, monteringslinjer för fordon och produktionslinjer för TV och radio.
2. Rörelsekontroll
PLC:er kan användas för att styra linjär eller cirkulär rörelse. I början var positionssensorer och ställdon kopplade direkt via digitala I/O-moduler; idag används vanligtvis dedikerade rörelsekontrollmoduler. PLC:er tillverkade av stora tillverkare över hela världen har nästan alla funktioner för rörelsekontroll. PLC-rörelsestyrningsfunktioner används i stor utsträckning i olika typer av maskiner, såsom metall-skärande maskiner, metallformningsmaskiner, monteringsmaskiner, robotar och hissar.
3. Stängd-slinga processkontroll
Processkontroll avser den slutna-slingans styrning av kontinuerligt varierande analoga kvantiteter som temperatur, tryck och flödeshastighet. Genom analoga I/O-moduler utför PLC:er analoga-till-digitala (A/D) och digitala-till-analoga (D/A) omvandlingar mellan analoga och digitala signaler och implementerar sluten-slinga PID-kontroll av analoga kvantiteter. Moderna stora och medelstora- PLC:er har vanligtvis PID-styrningsfunktioner med sluten-slinga. Denna funktionalitet kan implementeras med hjälp av dedikerade intelligenta PID-moduler eller PID-subrutiner, eller genom att designa anpassade PID-subrutiner; dedikerade PID-funktionsinstruktioner är dock vanligare. PLC:s analoga PID-kontrollfunktioner har använts i stor utsträckning i utrustning som extruderingsmaskiner för plast, värmeugnar, värmebehandlingsugnar och pannor, såväl som i industrier inklusive lätt industri, kemiteknik, maskiner, metallurgi, kraftgenerering och byggmaterial.
4. Databehandling
Moderna PLC:er har funktioner som matematiska operationer (inklusive matrisoperationer, funktionsoperationer och logiska operationer), dataoperationer, konvertering, sortering, uppslagstabeller och bitoperationer, vilket möjliggör datainsamling, analys och bearbetning. Dessa data kan jämföras med referensvärden som lagras i minnet, överföras till andra intelligenta enheter via kommunikationsfunktioner eller skrivas ut i tabeller. Databearbetning används vanligtvis i storskaliga-styrsystem, såsom obemannade flexibla tillverkningssystem, och kan även tillämpas på processkontrollsystem, såsom storskaliga-styrsystem inom pappers-, metallurgisk- och livsmedelsindustrin.
5. Kommunikation
PLC-kommunikation inkluderar kommunikation mellan programmerbara logiska styrenheter, såväl som kommunikation mellan PLC:er och andra intelligenta styrenheter. Med utvecklingen av datorbaserad-styrning har fabriksautomationskommunikationsnätverk utvecklats snabbt utomlands under de senaste åren, och stora PLC-tillverkare har alla introducerat nätverkssystem för inter-PLC-kommunikation.