Hvordan virker en PLC?
En PLC virker ved, at de får nogle inputs (signaler), der skal bestemme, hvordan udgangene skal agere. Hvordan udgangene agerer afhænger af dit program, som du har skrevet.
En PLC har en cyklus, hvor den læser inputs, program og sætter udgange.
Ser vi på figur 1, har vi den overordne virkemåde af, hvordan en PLC læser sine dater. Figuren viser det der kaldes en ”scan cycles”.
PLC’en starter med at læse indgangene, og ser om nogle af indgangene er høje (aktive) og lægger det ind i PLC’en. Herefter gennemlæser den programmet, og sætter de indgange som blev læst som aktive i første step.
Til sidst sættes udgangene, som har de betingelser opfyldt, som er defineret i programmet.
Eksempel:
Figur 2 viser et simpel ladder diagram, som er et af de sprog, man kan anvende i PLC programmering. Her er en simpel styring, der, ved aktivering af start, tænder lyset. Starter vi i første step, hvor den skal læse indgangene, og vi ikke har trykket start, så vil den forsætte til at læse programmet. Da vores start er inaktiv, er betingelsen for at tænde lyset ikke er opfyld. PLC’en vil derfor ikke sætte nogle udgange.
Vælger vi at aktivere startknappen, så bliver start aktiv. Lad os sige det er indgang 0.0. (I0.0). Nu er vores betingelse opfyldt, og lampen tændes. Lad os antage at lampen er monteret på udgang 0.0 (Q0.0).
Vores scan forsætter, og udgangen vil holdes aktiv så længe vores indgang er aktiv. Vælger vi at afbryde indgangen, vil den i den efterfølgende scan sige, at start er inaktiv, og derved er betingelsen ikke opfyldt, og derfor vil udgangen dermed ikke være sat mere.
Selve programmet læses på samme måde, som vi læser en tekst. Fra top mod bund, og fra venstre mod højre.
Digitale indgange og udgange (Digital Inputs and Outputs)
En PLC er opbygget med en CPU enhed, der skal afvikle koderne samt afvikle programmet. Men for at et program kan udføres, kræves det nogle signaler. Derfor er der ofte digitale ind- og udgange til en PLC.
Digitale ind- og udgange forklares ved, at det er ind- og udgange der kan være i to stadier – nemlig ON og OFF (1 eller 0). Enten har du et signal eller også har du ikke et signal. Eksempelvis, hvis du aktivere en trykknap, er signalet på indgangen ON (1). Vælger du at give slip på trykknappen er signalet nu OFF (0).
Digitale indgange
Digitale indgange anvendes til ON/OFF signaler, som trykknapper, niveauswitch, trykswitch osv. En digital indgang er bygget op med en common og de enkelte indgange. Common anvendes til referencepunktet, som er minus eller plus afhængig af, hvilket forbindelsessystem du anvender. Normal anvendes der enten sinking eller sourcing forbindelse.
For at kunne afgive signal til PLC’en skal der være et lukket kredsløb mellem indgangen og common. Dette skyldtes, at for at undgå skader på indgangene, er de adskilt fra PLC’ens elektronik. Derfor sendes signalerne fra indgangen til en lille lysdiode, der efterfølgende aktiverer indgangen i PLC’ens hardware.
Ledningsforbindelse
Sinking (Positive logic)
Ved positiv logik (Sinking), har du en minus på common, hvorefter den positive signal kommer ind på de ønskede input.
Sourcing (Negativ logic)
Ved negativ logik (Sourcing), har du plus på common, hvorefter det negative signal kommer ind på den ønskede input.
Ved valg af føler skal man være opmærksom på, hvis følerne er af typen NPN eller PNP. Det har indvirkning på, hvad du skal vælge af forbindelsessystem. NPN følere sender et negativ signal retur til indgangen, og skal derfor anvendes i negativ logik. PNP følere sender et positiv signal retur til indgangen og skal derfor anvendes i positiv logik.
Digitale udgange
Ligesom digitale indgange, anvendes digitale udgange også til ON/OFF signaler. Det kan være aktivering af et relæ eller en lampe.
Digitale udgange er lige som digitale indgange bygget op med udgangene og en common. Selve udgangen er en kontaktfunktion der er galvanisk adskilt fra det resterende i PLC’en. Det er igen for at sikre mod skader på PLC’en, hvis der sker en kortslutning.
For at kunne trække et relæ eller tænde en lampe, skal der et signal ind på common, og en forbindelse fra udgang til enheden, der skal aktiveres. Som ved indgangene, kan dette gøres efter sourcing og sinking metoden.
Ledningsforbindelse
Sourcing (Positiv logic)
Ved Sourcing output signal, skal man være opmærksom på, at det er modsat som ved indgang signal. Det er altså positiv logik. Du har her plus ind på common, som også er den polaritet du sender ud af udgangen. Derved er det et positiv signal du anvender. Derfor skal lampen i dette tilfælde have minus på dens anden tilslutning.
Sinking (Negativ logic)
Her er det modsat af overstående. Her sender du et negativ signal igennem PLC’ens relæ. Du får derfor minus ud af udgangen. For at lampen kan lyse, skal du derfor have et positiv signal på lampens anden terminal.
Analoge indgange og udgange (Analog Inputs and Outputs)
Det er kun de meget simple systemer, der er bygget op af rene digitale ind- og udgange. Ofte er der behov for analoge signaler. Analoge signaler anvendes til at registrerer en værdi eller til sende en værdi til en komponent.
Eksempel er en temperaturtransmitter der sender et signal, som i sidste ende skal aflæses på en touchpanel som en temperatur. Samtidig skal denne temperatur bestemme, hvordan opvarmning af et kar skal foregå. Her kan en regulering opsættes. Derved vil du kunne holde en temperatur tæt på det ønskede niveau.
Et andet eksempel kan være, at der sendes en værdi til en frekvensomformer, der bestemmer, hvor hurtig en frekvensomformer skal køre. Det kan være til en pumpe eller lignede, der skal opretholde et flow.
Analoge signaler er derfor vigtige i vores reguleringer. Der findes flere forskellige måder, hvorpå man kan registrerer analoge signaler. Den ene er spændingsforskel – ofte 0-10V. Den anden metode er ud ved anvende af en meget lille strøm. Dette ses ofte som 0-20 mA eller 4-20 mA. Den sidste er modstandsmåling. Der er fordele og ulemper ved begge signaler, som jeg ikke kommer ind på i dette indlæg.
Binære numre
En PLC kan udelukkende læse to forskellige værdierne – nemlig 0 og 1. Derfor skal værdierne konverteres til binære numre. Derfor vil signalet når det når PLC’ens indgangskort gå igennem en A/D converter. Det samme er gældende på et udgangskort, men her er det blot en D/A converter – altså modsat vej.
Da analoge signaler generelt er en stor emner, vil jeg senere komme med et dybdegående indlæg omkring dette.
