Программируемые логические контроллеры — или ПЛК — это узкоспециализированные программируемые контроллеры на базе микропроцессора, используемые для управления конкретным приложением на машине или технологическом процессе. Они используются в автоматизации и производстве для управления сборочными линиями и оборудованием на заводских площадках, а также многими другими типами механического, электрического и электронного оборудования на заводе. Они могут использоваться в самых разных областях применения — от управления торговыми автоматами и упаковочным оборудованием до американских горок и сложных систем позиционирования камер.

Самые ранние ПЛК пришли на смену большим шкафам с электромеханическими реле, которые использовались для управления машинными процессами. Корпусные системы управления были большими и громоздкими и требовали огромного количества проводки. И когда требовалось внести изменения в систему управления, единственным способом сделать это было зайти в шкаф и перемонтировать соединения, что было дорогостоящим и отнимало много времени.

Внедрение ПЛК означало, что те же функции управления можно выполнять за меньшую долю пространства, чем в традиционном шкафу управления, с гораздо меньшим количеством проводов и сложностей. Кроме того, если бы требовалось изменить управление, это изменение можно было бы осуществить с помощью простого программирования на основе лестничной логики, что избавляло бы от необходимости перемонтировать большие части шкафа управления.

Основные части любой системы ПЛК включают процессор, модули ввода-вывода для обработки входных данных контроллера и выходных данных управляемых устройств, а также некоторый тип пользовательского интерфейса, который может быть таким же простым, как клавиатура, сенсорный интерфейс или канал программирования через ПК. Процессор ПЛК программируется через пользовательский интерфейс. Модули ввода-вывода используются для подачи входных сигналов в центральный процессор ПЛК и вывода управляющих сигналов на управляемые устройства, такие как двигатели, клапаны, датчики и исполнительные механизмы, среди прочего.

Отдельные производители ПЛК могут использовать разные языки программирования, но большинство из них по-прежнему основаны на фундаментальной структуре программирования лестничной логики. Хотя теперь они могут быть запрограммированы на языках более высокого уровня, таких как C и BASIC. Варианты связи могут включать простую последовательную связь по RS-232 с более продвинутыми протоколами Ethernet.

Одним из наиболее важных факторов для любого ПЛК является время сканирования. По сути, это время, в течение которого ПЛК выполняет программу, принимая данные и обновляя выходные данные. Обычно это занимает несколько миллисекунд, но может быть намного больше в зависимости от длины программы и скорости процессора. Более высокое время сканирования позволяет выполнять процессы с большими требованиями к работе в режиме реального времени, чем в традиционных более медленных приложениях, где скорость сканирования не столь критична.

Другие моменты, которые следует учитывать, включают количество операций ввода-вывода и возможность расширения операций ввода-вывода при необходимости. Это может варьироваться от нескольких операций ввода-вывода для простых приложений до сотен в более сложном оборудовании. Также важен тип ввода-вывода, будь то аналоговый или цифровой. Производители обычно поставляют модули, предназначенные для уникальных типов входных данных, таких как входные сигналы счетного энкодера.

Еще один момент, который следует учитывать, — это необходимый уровень настройки. Например, ПЛК могут быть настроены с отдельными веб-страницами, на которые операторы могут перейти для просмотра системных параметров и состояния оборудования. Их также можно запрограммировать на отправку оповещений и обновлений состояния оборудования на мобильные устройства, такие как сотовые телефоны, чтобы операторы и инженеры были в курсе оборудования и процессов.

Совсем недавно некоторые производители представили так называемые PACs (программируемые контроллеры автоматизации). PAC похож на ПЛК, но обозначает контроллер, который обеспечивает лучшее управление в режиме реального времени, необходимое в некоторых приложениях автоматизации. Кроме того, специальные ПЛК могут включать в себя специальные ПЛК безопасности, которые контролируют входные сигналы машины, такие как фотоэлектрические датчики, световые завесы, датчики с магнитным приводом, кнопки аварийной остановки и защитные крышки.