Programovatelný logický automat

Modulární Siemens Simatic S7-300. Zleva doprava: CPU (včetně komunikace přes Ethernet nebo RS-485 a šachty pro paměťovou kartu MMC, na které je uložen uživatelský program a data), jeden modul s 16 binárními vstupy a 16 binárními výstupy, dva moduly s 32 binárními výstupy.

Kompaktní PLC FATEK B1z-14MR obsahující CPU, 8 binárních vstupů a 6 binárních výstupů

Programovatelný logický automat neboli PLC (z anglického programmable logic controller) je relativně malý průmyslový počítač používaný pro automatizaci procesů v reálném čase – řízení strojů nebo výrobních linek v továrně. Pro PLC je charakteristické, že program se vykonává v tzv. cyklech. V moderním pojetí je výraz PLC nahrazován výrazem PAC (z anglického Programmable Automation Controller), i když označení PLC je celosvětově hojně rozšířené a udrží se i nadále.

PLC automaty jsou odlišné od běžných počítačů nejen tím, že zpracovávají program cyklicky, ale i tím, že jejich periferie jsou přímo uzpůsobeny pro napojení na technologické procesy. Převážnou část periferií v tomto případě tvoří digitální vstupy (DI) a digitální výstupy (DO). Pro další zpracování signálů a napojení na technologii jsou určeny analogové vstupy (AI) a analogové výstupy (AO) pro zpracování spojitých signálů. S rozvojem automatizace v průmyslu jsou používány i další moduly periferních jednotek připojitelných k PLC, které jsou nazývány funkčními moduly (FM) např. pro polohování, komunikačními procesory (CP) pro sběr a přenos dat a další specifické moduly podle výrobce konkrétního systému.

Z hlediska konstrukce PLC se tyto dělí do skupiny „kompaktních“ a „modulárních“ systémů.

Kompaktní systém má pevně danou konfiguraci integrovaných modulů s definovaným počtem připojených signálů; uživatel může k základnímu modulu připojit pouze jeden nebo několik přídavných modulů z velmi omezeného sortimentu s pevnou kombinací vstupů a výstupů, lze je použít pro řízení menších systémů (klimatizační, technické vybavení budov, mycí linky automobilů, závlahové systémy, atd.).
Modulární systém poskytuje nesrovnatelně větší volnost ve volbě konfigurace. Tvoří ho nosný rám a zásuvné periferní jednotky, karta CPU, napájecí zdroj (v rámu jsou rozvedené napájecí a systémová sběrnice.). Do různých variant rámů lze zasouvat libovolné moduly (v počtu 4, 6, 8 a 11 modulů). Rozšiřovací moduly mohou být připojeny i na vzdálenost stovek metrů.

První používané PLC nebyly převážně schopny zpracovávat binární logiku řízení, jejich prvotním cílem byla náhrada reléových automatů. Postupně se s rozvojem polovodičových součástek rozšiřovalo spektrum použitelnosti těchto systémů na zpracování analogových signálů, matematických funkcí (zprvu v pevné řádové čárce, postupně v plovoucí řádové čárce) až po možnost realizace složitých systémů řízení obsahujících zpracování binárních signálů, analogových hodnot, komunikaci s jinými systémy, přenos dat, archivaci naměřených hodnot, vlastní diagnostiku, tiskové výstupy atd.

Původně malé počítače pro automatizaci již dorostly do výkonných řídicích systémů, kdy jádro řídicího systému (modul CPU) obsahuje i několik procesorů, z nichž má každý svoji specifickou funkci. Malé a levné jednotky CPU samozřejmě neobsahují veškeré vymoženosti a komfort jako výkonově velké CPU. U velkých CPU je architektura (více procesorů) použita z důvodu zajištění potřebné odezvy a rychlosti zpracování dat v reálném čase. Každé CPU obsahuje jeden „hlavní“ procesor, který zpracovává programový algoritmus řízení (vytvořený programátorem jako uživatelská aplikace), a další procesory, které jsou tomuto podřízeny. Tyto podřízené procesory zajišťují komunikaci po interní sběrnici s jednotkami vstupu/výstupu, komunikaci s dalšími procesory (např. na síti), sběr dat z centrálních periferií a další funkce. V dnešní době není výjimkou ani případ, kdy CPU obsahuje WWW server (HTML generátor), tzn. že toto CPU může být připojeno do sítě (zpravidla neveřejné) a být sledováno a řízeno použitím běžného prohlížeče WWW. Řídící jednotky některých modulárních systémů jsou ve skutečnosti klony osobních počítačů v provedení se zvýšenou odolností vůči vnějším vlivům a s upraveným standardním desktopovým operačním systémem.

Orientačně se cena malých kompaktních systémů pohybuje od 1 500 do 10 000 Kč, cena velkých a výkonově vyšších systémů v rozsáhlé konfiguraci může dosahovat částek 500 000 Kč i vyšších. Vzhledem k efektivnosti těchto systémů v průmyslu nejsou tyto položky nijak závratné. Tato cena je ale hlavně závislá na systému, který má řídit, protože velkou část pořizovacích nákladů tvoří ne samotné PLC, ale právě snímače a napsání funkčního programu. V případě modulárních systémů samozřejmě i počet samotných modulů.

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu Programovatelný logický automat na Wikimedia Commons
Základy programovatelných PLC automatů

Pahýl

Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.