Podręcznik

Funkcjonalność sterownika PLC jako głównego urządzenia układu sterowania systemami mechatronicznymi określić można poprzez m.in. sposób obsługi przez to urządzenie sygnałów, które z jednej strony generowane są w systemie mechatronicznym i traktowane przez sterownik PLC jako sygnały wejściowe (wsadowe) dla programu użytkownika, oraz z drugiej strony poprzez sposób sterowania urządzeniami systemu mechatronicznego za pośrednictwem sygnałów, które z kolei generuje program użytkowy sterownika PLC. Ponieważ znaczna część sterowników PLC może funkcjonować w układzie sterowania samoistnie, po ich zaprogramowaniu, to funkcjonalność sterownika PLC w powyższym ujęciu definicyjnym nie musi oznaczać komunikacji tego urządzenia z innym np. za pośrednictwem sieci LAN (ang. Local Area Network).  

 

W grupie sygnałów wyjściowych, które generuje kontrolowany przez sterownik PLC system mechatroniczny wyróżnić można następujące dwie grupy sygnałów:

• grupa sygnałów cyfrowych, często nazywanych dwustanowymi, w których informacja zawarta w sygnale należy do zbioru {0, 1} lub {fałsz, prawda}. Zamieniając to na język, który będzie „zrozumiały” dla modułu wejść sterownika PLC, stan „0” ze zbioru {0,1} odpowiadał będzie braku istnienia napięcia lub prądu bez względu na jego postać (tzn. prąd stały czy zmienny), zaś stan „1” ze zbioru {0,1} odpowiadał będzie istnieniu określonej wartości napięcia lub prądu, oczywiście zgodnie z przyjętymi zakresami napięć lub prądów (również bez względu na jego postać, które będą traktowane jako sygnał wyjściowy systemu mechatronicznego. (Powyższe rozumowanie zarezerwowane jest dla tzw. logiki dodatniej).  

• grupa sygnałów analogowych, w których informacja zawarta w sygnale może przyjmować dowolną wartość z ciągłego przedziału {-¥, +¥}. I tutaj również, zamieniając powyższe na odpowiedni język, dana aktualna wartość napięcia lub prądu, dostarczona do modułu wejść sterownika PLC, zostaje w tym module poddana operacjom przetwarzania sygnału analogowego na cyfrowy tak, aby stanowiła dla programu użytkowego odpowiednią reprezentację cyfrową tego sygnału analogowego.

Rysunek 22 ilustruje przykłady dwóch postaci sygnałów, zaliczanych do dwóch wymienionych wyżej grup sygnałów wyjściowych systemu mechatronicznego, które wprowadzane są do modułu wejść sterownika PLC.

 

 

 

Rysunek 22: Przykłady sygnałów wyjściowych systemu mechatronicznego: a) sygnał cyfrowy pochodzący od przycisku; b) sygnał analogowy czujnika

 

 

Najczęściej dla wyżej podanych dwóch grup sygnałów wyjściowych systemu mechatronicznego, które mają, jak pokazano odrębną naturę, przewiduje się odrębne moduły wejść sterownika PLC, co oznacza, że dany moduł wejść przeznaczony jest do przyjęcia grupy sygnałów cyfrowych, zaś inny przeznaczony jest dla grupy sygnałów analogowych. Nie są spotykane rozwiązania modułów wejść jako pojedynczy moduł sterownika PLC, do których mogą być doprowadzone zarówno sygnały cyfrowe jak i analogowe. 

Moduły wejść w przypadku sterowników PLC typu modułowego dołączane są do modułu CPU w ramach konfiguracji sterownika, natomiast w przypadku sterowników PLC typu kompaktowego, moduły te stanowią zintegrowany z modułem CPU zespół w ramach jednej obudowy.

Ze względu na rodzaj sygnału wyjściowego systemu mechatronicznego, który jak już wiadomo doprowadzany jest bezpośrednio lub pośrednio do zacisków modułu wejść sterownika PLC, rozróżniamy następujące dwa rodzaje modułów wejść:

• moduły wejść cyfrowych (dwustanowych) DI (ang. Digital Input);
• moduły wejść analogowych (ciągłych) AI (ang. Analog Input).