Контролери са контролни устройства в електрониката и изчислителната техника. Контролер: определение, схема, устройство и изгледи

Контролерите са устройства, които позволяват обработка на цифрови сигнали. Само преди няколко десетилетия всички логически системи бяха изградени на базата на електромеханични релета. Те все още се използват, но в повечето сфери са заменени с микроконтролери. Контролерите са най-широко използвани в промишлеността, а именно в системите за управление и автоматизация. За първи път на пазара на електроника, през 1960-те години се появи устройство MODICON, произведено от Bedford Associates.

Подобни устройства, разработени от други компании, станаха известни като PLC. И по-специално, това са програмируеми логически контролери. Тяхната работа зависи от програмата, която се записва с помощта на персонален компютър чрез специален интерфейс. Благодарение на използването на устройства на контролерите се оказа, че е заменен голям брой електромеханични релета с логически елементи.

Функции на PLC

За да разберете какво е контролер, трябва да разберете неговото устройство и цел. Програмируемият елемент има няколко входа - с тях се следи състоянието на превключвателите и сензорите. Има и изходни клеми, които осигуряват сигнали от различни нива на електромагнитните вентили, контактори, електрически задвижвания, релета и други задвижващи механизми.

Програмирането на PLC е много просто, защото езикът, на който се прави, е много подобен на логиката на електромагнитните релета. Ако електротехник или обикновен инсталатор може да чете схеми на релейни системи, тогава той може да програмира контролерите без особени затруднения. Отнема малко време, всичко зависи от броя на логическите елементи и функции.

Трябва да се отбележи, че в зависимост от модела на PLC, свързването на източниците на сигнали към тях и характеристиките на програмирането ще се различават леко. Но същността на процедурата по настройка остава непроменена.

Свързване на елементи към PLC

Във всички модели контролери има терминали за захранване - някои се нуждаят от променливо напрежение до 120 V, а други - постоянно до 24 V. Захранващото напрежение зависи от модела на устройството. Входните терминали са обозначени с буквата X - всеки се дава отделен сигнал. Общият проводник обикновено е свързан с неутралата на източника на променлив ток или с отрицателна константа.

В корпуса на контролера има оптичен изолатор - обикновен светодиод. Той свързва входния терминал и общия. Когато напрежението се приложи към PLC, светодиодът светва - по този начин може да се прецени, че устройството работи. Изходът се случва генериране на сигнал използване на компютърна верига - активира се превключвателно устройство. Като превключващо устройство може да се използва електромагнитни релета транзистори, силови превключватели, тиристори. Изходите се обозначават с буквата Y. На всеки изход се задава светодиод, който показва, че устройството работи.

Как работи програмирането

Контролерите са устройства, които ви позволяват да обработвате електрически сигнал и да го преобразувате. Към днешна дата логиката се поставя в PLC с помощта на компютърна програма. Той определя изходните терминали, при които напрежението ще присъства при определени условия на входните клеми. В част, тази логика е подобна на тази, използвана при релейната схема. Но в него няма релета, комутатори, контакти. Писането и преглеждането на програмата се осъществява с помощта на компютър, който се свързва с програмния порт.

Логиката на една проста програма

Да предположим, че имаме контролер, лампа и превключвател. Контролерът е свързан към източник на захранване, към входа е свързан превключвател, а на изхода е поставена лампа. Когато натиснете бутона, лампата трябва да светне. Вариант на най-простата PLC програма:

1. Когато ключът е отворен, към входа не се подава напрежение, така че лампата няма да светне на изхода.
2. Натискането на бутона дава сигнал за влизане. В програмата ще се активират контактите, съответстващи на порта. Всички въображаеми релета ще започнат да работят вътре в контролера. Това е фигуративно означение, всъщност в него няма електромагнитни релета. Резултатът е напрежение на изхода на контролера и лампата светва.

Всички действия, които се извършват с контролери, са най-удобно разглеждани на примера на електромагнитни релета. Така ясно видимата работа на устройството.

Защо ми е необходим компютър

Използването на компютър създава логическа връзка между входните и изходните терминали. Софтуерът, с който се извършва компилирането на логиката, ви позволява да изпратите виртуален сигнал към контролера и да видите как ще работи при определени условия. След като логиката е вътре в PLC, компютърът се изключва и контролерът работи независимо. Всички команди, които му бяха дадени на етапа на програмиране, той може да изпълни без помощ от трета страна.

Универсалност на PLC

За да разберете силата и гъвкавостта на програмируемите компоненти, трябва да обмислите няколко вида програми. Контролерът е програмируем елемент, така че без вторична конфигурация на елементите, свързани с него, можете да промените всички посочени команди. Да предположим, че трябва да промените описаната по-горе програма - когато бутонът е затворен, лампата трябва да изгасне, а когато е отворена, светва.

За да изпълните такава команда, трябва само да замените типовете команди, които са били преди. Когато натиснете бутон, напрежението трябва да се приложи към входа на PLC, а въображаемото реле, което се намира в него, има нормално затворени контакти. Следователно, когато се приложи напрежение, контактите се отварят и лампата угасва. Но когато сигналът изчезне в схемата на контролера, въображаемото реле затваря контактите и лампата светва.

Ползи от контролера

Едно от предимствата на контролерите е възможността за внедряване в софтуерно логическо управление. Освен това, за разлика от релейното оборудване, изходният сигнал може да се използва толкова пъти, колкото се изисква за автоматизация. С помощта на контролер за системи за автоматизация е възможно да се проектира система за стартиране и спиране на електрически мотор. За да изградите подобна система на електромеханични елементи, трябва да използвате три релета.

Когато използвате контролера, бутоните са свързани към двете входни клеми. На изхода е монтиран електрически мотор. Логиката е следната:

1. Когато натиснете бутона, свързан към изхода X1, двигателят стартира. В този случай се стартират контактите на въображаемото реле и се появява изходното напрежение.
2. Когато натиснете бутон, свързан с X2, двигателят спира. В този случай, пренебрегването на факта, че първият бутон е бил натиснат преди това, се игнорира.

Освен това, всички процеси, които се случват в системата на контролера, могат да бъдат дублирани за дистанционно наблюдение. С това свойство се осъществява дистанционното управление на системите. Сега вече знаете какви са контролерите и какви са основните им характеристики. Устройствата за програмиране могат да се овладеят от всеки, който разбира компютърната и релейната технология.