Podręcznik

Wkomponowanie sterownika PLC do układu sterowania systemem mechatronicznym (będzie o tym mowa bardziej szczegółowo w rozdziale czwartym na konkretnych przykładach sterowania wybranymi systemami mechatronicznymi), musi być poprzedzone określeniem rodzaju oraz liczby sygnałów wejścia oraz wyjścia kontrolowanego systemu mechatronicznego, które muszą być przyjęte oraz wyprowadzone z układu sterowania, opartym na sterowniku PLC. Informacje te są niezbędne dla poprawnego dobrania lub skonfigurowania sterownika. Przy czym sygnały, które pochodzą ze wszelkiego rodzaju czujników, zestyków przycisków sterujących, krańcówek położenia, zestyki pomocnicze przekaźników czy styczników, itp., doprowadzane są do modułu (-ów) wejść sterownika PLC, natomiast sygnały wyprowadzone na zaciskach modułu (-ów) wyjść sterownika PLC doprowadzane są do elementów wykonawczych systemu mechatronicznego (np. cewek przekaźników lub styczników, zaworów elektropneumatycznych lub elektrohydraulicznych, itp.), czyli tych, które pośrednio załączają inne urządzenia wykonawcze lub są same urządzeniami wykonawczymi. Rysunek 7 schematycznie pokazuje ideę włączenia sterownika PLC w układ sterowania systemem mechatronicznym.

Rysunek 7: Idea włączenia sterownika PLC w układ sterowania

 

Przyjmując, że dla sterowania systemem mechatronicznym najpierw określono sygnały wejścia/wyjścia systemu i potem dobrano sterownik PLC, schemat sterowania poglądowo wygląda jak na rysunku 8.

 

Rysunek 8: Poglądowy schemat sterowania z wykorzystaniem sterownika PLC

 

 

Poglądowy schemat sterowania z wykorzystaniem sterownika PLC, zilustrowany na rysunku 8 jest pewnym standardem w rysowaniu schematów elektrycznych w systemach mechatronicznych. Widoczny szkic sterownika PLC wyszczególnia moduł wejść oraz moduł wyjść. Do odpowiednich oraz z odpowiednich zacisków tych dwóch rozdzielnych modułów sterownika PLC, (zasygnalizowanych na rysunku 8 za pomocą niewielkich „oczek”), doprowadzono oraz wyprowadzono sygnały, pochodzące od oraz do elementów wejścia/wyjścia systemu mechatronicznego. Na rysunku 8 elementami, które dostarczają dla sterownika PLC sygnałów wyjściowych są dwa czujniki indukcyjne CI1 oraz CI2 oraz przyciski START oraz STOP, zaś elementami, które przyjmują sygnał wejściowy ze sterownika PLC są dwa elektrozawory EZ1 i EZ2 oraz dwa sygnalizatory optyczne Ż1 i Ż2.   

Należy zaznaczyć, że przy bardziej skomplikowanych schematach elektrycznych, a tak jest prawie zawsze, schemat elektryczny włączenia sterownika PLC do systemu mechatronicznego ulega znacznemu rozbudowaniu. Poszczególne karty dokumentacji elektrycznej (nie zaś tylko jedna karta, np. z rysunkiem 8) włączenia sterownika PLC do systemu mechatronicznego zawierają rozgraniczenie m.in. na schematy elektryczne podłączenia sygnałów wyjściowych do modułów wejść sterownika, (których może być wiele), podłączenia urządzeń wykonawczych do modułów wyjść sterownika PLC, (których również może być wiele), podłączenia elektrycznego jednostki CPU, itp. Dopiero tak rozbudowana dokumentacja elektryczna, nierzadko zawierająca nawet kilkadziesiąt kart, pokazuje sposób aplikacji sterownika PLC do sterowania systemem mechatronicznym.

Przyjmując, że rysunek 6 pokazuje postać schematyczną sterownika typu kompaktowego (ang. Compact PLC), w którym w jednej obudowie umieszczono wszystkie moduły funkcjonalne sterownika PLC, to rysunek 9 pokazuje schemat funkcjonalny sterownika PLC o budowie modułowej (ang. Module PLC). 

Rysunek 9: Przykładowa konfiguracja modułowego sterownika PLC

Widoczna na rysunku 9 sprzętowa konfiguracja sterownika PLC o strukturze modułowej „składana” jest najczęściej na szynach typu DIN o szerokości 35 lub 115 mm. Należy zaznaczyć, że pomimo iż prawie każdy moduł takiego sterownika umożliwia podłączenie innego z jednej lub drugiej strony, to zazwyczaj obowiązuje tutaj pewna prawidłowość narzucona konfiguracją programową sterownika modułowego PLC. Z reguły pierwszym z lewej jest moduł zasilacza o odpowiednich parametrach wydajnościowych, dalej w konfiguracji występuje moduł CPU, którego parametry funkcjonalne muszą odpowiadać kontrolowanemu systemowi mechatronicznemu. Konfigurację „zamykają” odpowiednio dobrane moduły wejść i moduły wyjść sterownika.