Більшість сучасних ПЛК, крім тих, які призначені для безпосереднього вбудовування в керований об'єкт (верстат, агрегат), побудовані за блочно-модульним принципом, що дозволяє одержувати необхідну для конкретної задачі керування конфігурацію контролера шляхом доукомплектування деякого базового комплекту, до складу якого входять: уніфікована касета (каркас); модуль процесора і джерело живлення; модулі вводу-виводу та інші спеціальні модулі. За допомогою спеціальних інтерфейсів можна нарощувати ПЛК.
Базовий комплект об’єднується з необхідним набором модулів вводу-виводу за допомогою об'єднавчої друкованої плати (крос-плати), яка встановлюється на задній стінці каркаса. На цій платі розміщуються шини живлення, системна магістраль і роз’єми, у які по направляючих каркасах вставляються модулі. На лицьових панелях модулів розміщуються світлодіоди, що забезпечують сигналізацію стану і діагностику, а також роз’єми та клеми для підключення зовнішніх ланцюгів, а на каркасі - роз’єми для підключення інших контролерів і пристроїв.
Як правило, виробники ПЛК пропонують замовникові різні варіанти каркасів для комплектації контролерів різної інформаційної потужності.
ПЛК блочно-модульної конструкції призначені для установки в різних шафах або на спеціальних направляючих.
Для вбудованих типів використовують іншу конструкцію ПЛК у виді функціонально закінчених блоків з обмеженим числом входів-виходів (до 128). Такі контролери можуть доукомплектовуватися розширювачами, що є тими ж модулями вводу-виводу, що й у касетних контролерах, але конструктивно виконані у вигляді таких же блоків, як і сам вбудований ПЛК. Вбудовані ПЛК пристосовані до більш жорстких умов експлуатації, ніж касетні.
КОНТРОЛЕРИ SIEMENS
Контролер Simatic S7-200. Програмовані логічні контролери S7-200 забезпечують вирішення нескладних задач автоматизації виробничих процесів. Контролер є монолітним корпусом з роз’ємами для підключення зовнішніх ланцюгів (рис. 4.6.) і індикацією стану входів-виходів. Окремі конструкції можуть доповнюватися модулями розширення вводу-виводу, що підключаються до процесорного блоку через шинний модуль або спеціальні роз’єми. Застосування модулів розширення дозволяє нарощувати ємність системи керування. Випускається вісім типів блоків центральних процесорів. Для живлення вхідних і вихідних ланцюгів є вбудований блок живлення 24 В постійного струму. Усі центральні процесорні блоки, за винятком CPU 210 і CPU 221, дозволяють підключати модулі розширення вводу-виводу.
Контролер має швидкісні лічильники зовнішніх подій, швидкодіючі входи, шість зовнішніх переривань, виходи широтно-імпульсної модуляції, потенціометри аналогового завдання параметрів. Окремі моделі обладнуються годинником реального часу.
Вбудований інтерфейс PS 485 забезпечує роботу в двох режимах:
• скануючим PPI (точка до точки) перевіряється стан до 31 ПЛК по двохпровідній лінії зв'язку зі швидкістю до 19.2 Кбіт/с, а в моделі CPU 22X - 187.5 Кбіт/с (рис. 4.6);
Рис. 4.6. Конструкція контролера Simatic S7-200
• швидкісний вільно програмований інтерфейс забезпечує реалізацію протоколів зв'язку Modbus, ASCII й інших зі швидкістю до 38.4 Кбіт/с;
• скануючі з'єднання можуть бути встановлені з програматорами, ПЕОМ, тестовими дисплеями, панелями операторів і інших контролерів Simatic S7-200.
Рис. 4.7. Підключення S7-200 до PPI мережі
Окремі контролери (CPU 214,CPU 215,CPU 216) можуть забезпечувати обмін даними по MPI інтерфейсі зі швидкістю передачі інформації до 19.2 Кбіт/с, а модернізована версія CPU 22x до 185.5 Кбіт/с. У цій мережі контролер S7-200 може працювати тільки як ведучий (рис. 4.7).
Контролери 87-200 мають можливість працювати в мережі Profibus-DP зі швидкістю обміну даними до 12 Мбіт/с. Таку можливість має контролер CPU 215 з убудованим інтерфейсом Profibus-DP, інші типи підключаються до мережі за допомогою комунікаційного модуля СР 242-8. Зазначені можливості дозволяють використовувати сімейство S7-200 у системах живлення з реальним часом.
Рис. 4.8. Підключення S7-200 до MPI мережі
Моделі CPU 214, CPU 215, CPU 216 крім традиційних можливостей забезпечують виконання операцій з плаваючою комою і підтримують алгоритм ПІД регулювання. У цілому, сімейство контролерів S7-200, за твердженням розроблювачів, дозволяє реалізувати наступний перелік функцій:
• рахунок;
• обробка переривань (за зупинкою, за часом, за перериванням зв'язку);
• пряме сканування входів і виходів;
• парольний доступ (повний захист, тільки читання, повний доступ);
• установка значень вхідних сигналів;
• налагодження і діагностика.
Програмування контролерів S7-200 здійснюється мовою STEP-7 Micro/Win (LAD, STL, FBO). Крім цього, для зручності користувача є додаткові функції: арифметичні операції з цілими і дійсними числами, добуток квадратного кореня, ШІМ. Переривання по входу може здійснюватися по паралельному або (і) по спадаючому фронту сигналу. Час виконання однієї логічної операції коливається від 0.37 до 1.2 мкс. Лічильники забезпечують додавання, вирахування, формування переривання при досягненні визначеного заздалегідь встановленого значення.
Для з'єднання з ПОЕМ, панелями операторів і програматорами на лицьовій панелі контролерів S7-200 є два роз’єми під RS 485. У вільно програмованому режимі можливий обмін даними з формуванням переривань. Окремі моделі CPU мають інтерфейс Profibus-DP, при цьому швидкість передачі даних може досягати 12 Мбіт/с.
Контролери S7-200 мають невелику кількість входів/виходів, як правило, у корпусі центрального процесора до 14 точок. При необхідності ємність системи керування може нарощуватись модулями розширення вводу-виводу: ЕМ 221, ЕМ 222 і ЕМ 223. Усі модулі ЕМ призначені для дискретних сигналів. Аналогові входи - виходи можуть бути тільки на центральному процесорі.
Вхідні дискретні сигнали, як правило, розраховані на 24 В постійного струму, окремі модифікації передбачають підключення давачів із сигналами перемінного струму 120 В. Рівень логічної одиниці складає 15-30 В постійного струму і 79-135 В перемінного струму. Для логічного нуля відповідно: =0-5 В і -0-20 В.
