PLCのハードウェアとソフトウェアの構成と動作原理の分析

プログラマブル コントローラー (PLC) は、産業用制御環境専用に設計されたコンピューター デバイスです。その構造は通常のコンピューターと似ていますが、産業用途のシナリオ向けに特別に最適化されています。 PLC のハードウェア アーキテクチャは制御要件を中心に据えており、さまざまな自動化シナリオで安定した信頼性の高い動作を実現できます。ハードウェア システムは通常、ホスト コンピュータといくつかの周辺機器で構成されます。ホストコンピュータは、異なるバスを介してさまざまな機能モジュールの相互接続を実現し、完全な制御システムを形成します。ハードウェア構成の観点から、PLC はすべてのコンポーネントを単一のシャーシに統合する統合構造を選択できます。また、各機能コンポーネントを独立したモジュールにカプセル化し、ラックやケーブルを介して相互接続してシステム構成の柔軟性を高めるモジュラー構造を選択することもできます。過酷な産業環境に適応するために、関連機器には集中設置および保護のための制御キャビネットまたは電気制御キャビネットが装備されることがよくあります。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PLC ハードウェアは、ホスト コンピュータと周辺機器で構成されます。ホスト コンピュータには、CPU、メモリ、I/O モジュール、電源、通信インターフェイスなどのユニットが含まれます。制御センターとしての CPU はマイクロプロセッサとコントローラで構成され、論理演算、数学的処理、およびシステム調整を担当してフィールド機器の正確な制御を保証します。メモリは、密閉型 PLC キャビネットのシステム メモリ (固定化されたシステム管理プログラム) とユーザー メモリ (カスタム アプリケーションと作業データの保存) に分かれています。読み取り専用、プログラム可能な読み取り専用、- などのタイプをサポートし、さまざまなデータ ストレージのニーズに対応します。

 

I/O モジュールはフィールド デバイスを接続するブリッジです。入力モジュールはスイッチング信号 (DC、AC、または AC と DC の両方をサポート) を収集し、外部状態を PLC が認識できるレベルに変換します。出力モジュールは、CPU によって生成された TTL 制御信号をフィールドデバイスに適合した駆動信号に変換し、アクチュエータ制御を実現します。カスタム PLC キャビネット ユニットは、外部 220V AC 電源を内部回路が必要とする安定した動作電圧に変換し、電源の信頼性を確保するためにスイッチング電圧安定化設計を採用しています。周辺インターフェイスは、プログラマ、テキスト ディスプレイ、その他のデバイスの接続をサポートし、RS-485 などのインターフェイスを介してプログラム編集、ステータス監視、ネットワーク機能を実現します。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PLC はオートメーション制御キャビネットで周期スキャン モードで動作し、リアルタイムのパフォーマンスと信頼性を確保するために 1 サイクルに数ミリ秒かかります。{0}}スキャン プロセスは 3 つの段階に分かれています。入力サンプリング段階では、すべての入力状態が順番に読み取られ、I/O イメージ領域に保存されます。この段階では、入力データは次のサイクルまでロックされます。ユーザープログラムの実行段階では、ユーザープログラムは「最初に左、次に右、最初に上、次に下」の順序で行ごとに走査され、論理演算とデータ処理が完了します。出力リフレッシュ ステージでは、出力ラッチ回路がユーザー プログラムの結果に従って更新され、外部デバイスの動作を駆動します。スキャン メカニズムの影響を受けて、入出力には固有の遅れが生じますが、ミリ秒-レベルのサイクルでほとんどの産業用制御シナリオのニーズを満たすことができます。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PLCのソフトウェアはシステムプログラムとユーザープログラムに分かれます。システム プログラムは製造元によってシステム メモリに固定され、基礎となるロジック管理とハードウェア スケジューリングを担当します。ユーザーが直接変更することはできません。ユーザー プログラムは、制御要件に従って開発者によって作成され、専用のプログラミング言語を使用してデバイス制御ロジックを実装します。このタイプの言語は、電気技術者向けに最適化されています。グラフィカルな命令構造、明確な変数定義、簡素化されたプログラム フレームワークという特徴があり、開発の敷居を下げ、デバッグ効率を向上させます。

 

 

同社は研究開発と製造に重点を置いています。PLCシステムエンクロージャ。標準であろうとカスタマイズであろうと、当社の制御キャビネットはさまざまな PLC システムにシームレスに適合し、複雑な産業環境におけるハードウェアの信頼性の高い保護、放熱、配線管理を確保できます。選択サポートと全体的なソリューションについては、お気軽にお問い合わせください。