Le contrôleur programmable s'appelait à l'origine PC en abrégé. Afin de le distinguer du PC, il est appelé PLC en abrégé, mais cela ne signifie pas que le PLC ne peut contrôler que des signaux logiques. PLC est spécialement conçu pour les applications en environnement industriel, avec un environnement de langage de programmation intuitif, simple et facile à maîtriser du dispositif de contrôle de terrain industriel.
Composition de base du PLC
La composition de base de l'automate comprend l'unité centrale de traitement (CPU), la mémoire, l'interface d'entrée/sortie (abrégé en E/S, y compris l'interface d'entrée, l'interface de sortie, l'interface d'équipement externe, l'interface d'extension, etc.), le programmeur d'équipement externe et le module d'alimentation , comme le montre la figure 1. Les composants internes de l'automate sont connectés via le bus d'alimentation, le bus de commande, le bus d'adresse et le bus de données, et les composants externes sont configurés avec l'équipement et les dispositifs de contrôle correspondants en fonction des objets de contrôle réels pour former le contrôle de l'automate. système.
1. Processeur central
L'unité centrale de traitement (CPU) est composée d'un contrôleur, d'une unité arithmétique et de registres, et est intégrée dans une puce. La CPU est connectée à la mémoire, à l'interface d'entrée/sortie, au programmeur et à l'alimentation via le bus de données, le bus d'adresse, le bus de contrôle et le bus d'alimentation.
Le processeur du petit PLC adopte un microprocesseur 8 bits ou 16 bits ou un micro-ordinateur à puce unique, tel que 8031, M68000, etc. Le prix de ces puces est très bas; Le processeur d'un API de taille moyenne adopte un microprocesseur 16 bits ou 32 bits ou un micro-ordinateur monopuce, tel que le micro-ordinateur monopuce série 8086, 96, etc. Les principales caractéristiques de ces puces sont une intégration élevée, une vitesse de fonctionnement rapide et une fiabilité élevée; Le grand PLC doit utiliser un microprocesseur à puce à grande vitesse.
La CPU ordonne au système de contrôle de l'API d'effectuer diverses tâches en fonction des fonctions attribuées par le programme système dans l'API.
2. Mémoire
La mémoire de l'API est principalement utilisée pour stocker les programmes système, les programmes utilisateur, les données, etc.
1) Mémoire programme système
Le programme système API détermine les fonctions de base de l'API. Cette partie du programme est écrite par le fabricant de l'API et solidifiée dans la mémoire du programme système, comprenant principalement le programme de gestion du système, le programme d'interprétation des instructions utilisateur, le programme de fonction et l'appel du programme système.
Le programme de gestion du système contrôle principalement le fonctionnement de l'API, de sorte que l'API puisse fonctionner dans le bon ordre ; L'interpréteur d'instructions utilisateur convertit les instructions utilisateur de l'automate en instructions en langage machine et les transmet à l'UC pour exécution ; Le programme de fonction et l'appel de programme système sont responsables de l'appel de différents sous-programmes de fonction et de leurs programmes de gestion.
Le programme système appartient à des données importantes qui doivent être sauvegardées pendant une longue période, sa mémoire adopte donc une ROM ou une EPROM. La ROM est une mémoire en lecture seule, qui ne peut que lire le contenu et ne peut pas écrire de contenu. La ROM est non volatile, c'est-à-dire qu'elle peut toujours enregistrer le contenu stocké après la déconnexion de l'alimentation.
EPEROM est une mémoire morte effaçable électriquement. Le contenu écrit ne peut être effacé qu'en éclairant la fenêtre de la lentille de la puce avec de la lumière ultraviolette. Il existe également des mémoires mortes programmables effaçables électriquement telles que E2PROM et FLASH.
2) Mémoire programme utilisateur
La mémoire programme utilisateur permet de stocker le programme d'application de l'automate chargé par l'utilisateur. Le programme utilisateur à l'étape de chargement initial doit être modifié et débogué, il est donc appelé programme de débogage utilisateur. Il est stocké dans la mémoire RAM à accès aléatoire qui peut lire et écrire de manière aléatoire pour faciliter la modification et le débogage par l'utilisateur.
Le programme après modification et débogage est appelé programme d'exécution utilisateur. Puisqu'aucune modification ni débogage n'est nécessaire, le programme d'exécution de l'utilisateur est solidifié en EPROM pour une utilisation à long terme.
3) Stockage des données
Pendant le fonctionnement de l'automate, il est nécessaire de générer ou d'appeler des données de résultats intermédiaires (telles que les données d'état des composants d'entrée/sortie, les valeurs prédéfinies et actuelles des temporisateurs et des compteurs) et les données de configuration (telles que la configuration des entrées/sorties, le réglage du filtrage des entrées, capture, configuration de la table de sortie, définition de la plage de maintien de la zone de stockage, réglage du potentiomètre analogique, configuration du compteur rapide, configuration de la sortie d'impulsions rapide, configuration de la communication, etc.), ce type de données est stocké dans la mémoire de travail. Étant donné que les données de travail et les données de configuration changent constamment et n'ont pas besoin d'être stockées pendant une longue période, une mémoire RAM à accès aléatoire est utilisée.
La RAM est une mémoire à semi-conducteur à haute densité et à faible consommation d'énergie. La batterie au lithium peut être utilisée comme alimentation de secours. Une fois l'alimentation coupée, il peut être alimenté par une batterie au lithium pour conserver le contenu de la RAM.
3. Interface
L'interface d'entrée et de sortie est le circuit d'interface reliant l'API aux éléments de contrôle ou de détection de terrain industriels et aux éléments d'actionnement. Les interfaces d'entrée du PLC incluent l'entrée CC, l'entrée CA, l'entrée CA/CC, etc. Les interfaces de sortie comprennent une sortie transistor, une sortie thyristor et une sortie relais. La sortie transistor et thyristor sont des circuits de type sortie sans contact, le type de sortie transistor est utilisé pour les petites charges haute fréquence et le type de sortie thyristor est utilisé pour les charges haute fréquence de grande puissance; La sortie relais est un circuit de sortie de contact pour charge basse fréquence.
Les éléments de commande ou de détection de champ envoient divers signaux de commande à l'automate, tels que des interrupteurs de fin de course, des boutons de commande, des interrupteurs de sélection et des grandeurs de commutation ou analogiques émises par d'autres capteurs. Ces signaux sont convertis en signaux qui peuvent être reçus et traités par la CPU via le circuit d'interface d'entrée. Le circuit d'interface de sortie convertit le signal de commande de courant faible envoyé par l'unité centrale en signal de sortie de courant fort requis sur site pour piloter l'actionneur d'un équipement contrôlé tel qu'une électrovanne et un contacteur.
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