Программируемые контроллеры. Структура ПО.

В конце 1960-х гг. компания General Motors, производитель аме­риканских автомобилей, заинтересовалась применением компь­ютеров для замены релейной программы, используемой при уп­равлении сборкой автомобилей на своих заводах. В 1969 г. Она разработала требования к промышленному компьютеру. Две компании, Bedford Associates (позже получившая название Modicon) и Allen Bradley, независимо друг от друга откликнулись на требования GM.

Собственно компьютер, называемый центральным процессором, был спроектирован так, чтобы быть способным работать в промышленных

условиях, и связывался с внешним миром с помощью стоек, в которых можно было вмонтировать входные или выходные платы. В этих первых машинах по

сути было четыре различных типа плат:

Плата дискретного входа постоянного тока (DC).

Плата дискретного выхода постоянного тока (DC).

Плата дискретного входа переменного тока (АС).

Плата дискретного выхода переменного тока (АС).

Каждая плата должна была принимать 16 входных сигналов или

об­разовывать 16 выходных сигналов. Таким образом, стойка с восе­мью платами могла быть связана со 128 устройствами. Существен­но, что размещение плат определялось самим пользователем, что позволяло добиться большой гибкости. Пользова­тель установил одну входную плату DC,одну выходную плату DC, три входные платы АС и две выходные платы АС, оставив одну ре­зервную позицию для использования в будущем.

В результате эта стойка может работать:

с 16 входными сигналами постоянного тока;

с 16 выходными сигналами постоянного тока;

с 48 входными сигналами переменного тока;

с 16 выходными сигналами переменного тока. Разумеется, не все эти

сигналы должны были использоваться.

Однако главной идеей было использование языка программиро­вания, основанного на релейной принципиальной схеме, где вход­ные сигналы (от концевых выключателей, кнопок и т. Д.) представ­лялись в виде контактов реле, а выходные (к соленоидам, пусковым устройствам двигателей, лампам и т. Д.) — в виде обмоток реле (кату­еек). Направление движения определяется концевыми выключате­лями (KB), которые размыкаются в конечной точке перемещения, а соленоид работает только в том случае, если включен

гидравличе­ский насос. Управление гидроцилиндром можно было бы осущест­вить с помощью компьютерной программы, идентичной релейной схеме,

используемой для той же цели.­ Подобные программы выглядят как ступеньки на лестнице, откуда и появилось название «многоступенчатая схема». Программа вводилась с помощью терминала для программирова­ния, на клавишах которого были изображены символы релейных схем (нормально разомкнутые/нормально замкнутые контакты, обмотки, таймеры, счетчики, параллельные ветви и т. Д.), с которыми должен быть знаком электрик, обслуживающий систему. Чтобы предотвратить разрушение памяти процессора или поте­рю программы в случае пропажи питания, были предусмотрены дублирующие батареи. Программы можно было хранить на кассет­ном магнитофоне, что позволяло использовать различные рабочие операции (а следовательно, и программы) для производства раз­личной продукции.

Эти машины получили название «программируемые контролле­ры», или ПК. Использовалось также название «программируемый логический контроллер» (ПЛК), но это, строго говоря, была зареги­стрированная торговая марка компании Allen Bradley. К сожалению, позднее аббревиатуру ПК стали использовать для обозначения персо­нального компьютера, и это внесло путаницу в миры программируе­мых контроллеров и персональных компьютеров, тем более что те­перь портативные и персональные компьютеры используются в качестве терминалов для программирования. Чтобы избежать пута­ницы, мы будем использовать аббревиатуру ПЛК для программируе­мого контроллера, а ПК — для персонального компьютера.

Программи́руемый логи́ческий контро́ллер (ПЛК) (англ. Programmable Logic Controller, PLC) или программируемый контроллер — электронная составляющаяпромышленного контроллера, специализированного (компьютеризированного) устройства, используемого для автоматизации технологических процессов.

В качестве основного режима длительной работы ПЛК, зачастую в неблагоприятных условиях окружающей среды, выступает его автономное использование, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека.

Иногда на ПЛК строятся системы числового программного управления станком (ЧПУ,англ. Computer numerical control, CNC).

ПЛК являются устройствами реального времени.

В отличие от:

§ микроконтроллера (однокристального компьютера), микросхемы предназначенной для управления электронными устройствами, областью применения ПЛК обычно являются автоматизированные процессы промышленного производства, в контексте производственного предприятия;

§ компьютеров, ПЛК ориентированы на работу с машинами и имеют развитый 'машинный' ввод-вывод сигналов датчиков иисполнительных механизмов в противовес возможностям компьютера, ориентированного на человека (клавиатура, мышь, монитори т. п.);

§ встраиваемых систем — ПЛК изготавливается как самостоятельное изделие, отдельно от управляемого при его помощи оборудования.