---

A hálózati réteg és a szállítási réteg kapcsolata

Funkcionális felépítés | Kommunikációs rendszer | Hálózati kommunikáció

 

A programozható vezérlõk az 1970-es évektõl kezdõdõen terjedtek el és ma csaknem kizárólagos alkalmazást nyertek el az ipari folyamatok vezérlésében. A programozható vezérlõberendezések, a vezérlési (esetleg szabályozási) funkciókat szoftver útján valósítják meg és beviteli, kiviteli egységeik révén a technológiai folyamatok tárolt programú vezérlésére közvetlenül alkalmasak.
1968-ban a General Motors cég pályázatot hirdetett olyan programozható vezérlõberendezés fejlesztésére, amely ötvözi a relés, a félvezetõs és a számítógépes vezérlés elõnyeit.
A pályázat specifikációjában az alábbi szempontok szerepeltek:

A mai PLC-ket (Programmable Logic Controller, programozható logikai vezérlõ), kivitelük alapján kompakt és moduláris felépítésû csoportba sorolhatjuk.
A kompakt PLC jellemzõje, hogy hardverstruktúrája nem módosítható, kizárólag megfelelõ védettségû ipari tokozásban készül és kis helyigényû. Felhasználási területei a sorozatban gyártott gépek, berendezések automatikái, illetve a PLC mûszaki jellemzõi által lefedhetõ egyedi vezérlések. A kompakt PLC-k speciális típusát jelentik az ún. mikro-PLC-k, amelyek az ember-gép kapcsolat hardver- és szoftverfeltételét is tartalmazzák.

A moduláris felépítésû programozható logikai vezérlõk jellemzõje, hogy a vezérlõberendezés valamely speciális funkciót önmagában ellátó modulokból épül fel. A modulok fizikai megjelenése rendszerint az áramköri kártya, dugaszolható csatlakozóval. A modulok ún. rack-be (tartó) dugaszolhatók, ezért a rendszer konfigurációja tág határokon belül bovíthetõ. A rack-ek megfelelõ védettségû mûszerdobozba vagy mûszerszekrénybe szerelhetõk. A moduláris felépítésû PLC-ket közepes, ill. nagyméretû rugalmas gyártórendszerek vagy ipari folyamatok irányítására fejlesztették ki.

Lap tetejére

 

PLC-k funkcionális felépítése

A 6. ábra [4.] szerint a PLC-k fõbb egységei:

6. ábra. A PLC funkcionális felépítése [4.]

A programozható vezérlõk központi egysége a bemenetek és a kimenetek közötti, többnyire logikai kapcsolatokat idõben sorosan és ciklikusan hajtja végre a programmemóriában tárolt program alapján. A soros jellegû adatfeldolgozásból eredõen a ciklikus feldolgozást nagy sebességgel kell végrehajtani, hogy a mûködés kifelé párhuzamosnak (valós idejûnek) tûnjék. A programozható vezérlõ az alábbi funkciók ellátására képes:

A programozható vezérlõk elõnyei: a szabad strukturálhatóság, a gyakorlatilag végtelen kapcsolási szám, a telepi költségek csökkenése, a rendszerbe szervezhetõség lehetõsége. A szabad strukturálhatóság felhasználói programozhatóságot jelent, amelynek révén a felhasználó a tárolt, egyedi program révén az univerzális hardvert a feladatra alkalmassá teszi. A PLC-k alkalmazásával a telepítési, beüzemelési, beüzemelési idõ nagymértékben lerövidíthetõ.

Lap tetejére

 

A PLC-k kommunikációs rendszere

A programozható vezérlõk üzemszerûen számos információforrással állnak kapcsolatban. A leggyakrabban a PLC és a technológiai folyamat, PLC és PLC, PLC és számítógép, PLC és kezelõ, valamint PLC és periféria közötti kommunikációra van igény. A PLC és a technológiai folyamat közötti kommunikáció általában párhuzamos formában zajlik, kivéve a terepi buszrendszerek által kezelt be- és kimeneteket.
A párhuzamosan kezelt jelek lehetnek:

A PLC és PLC, PLC és PC, PLC és kezelõ, valamint PLC és periféria közötti kommunikáció rendszerint soros formában történik. Soros adatátvitel esetén az adatok bitenként, a kiegészítõ, ellenõrzõ jelekkel együtt, idõben egymás után rendszerint egy vezetéken (érpáron) kerülnek továbbításra. Az információt a feszültség vagy az áram szintje, ill. jelátmenete képviselheti. A 7. ábra [4.] szerinti soros adatátvitelnél a 0 szintet 0 V, az 1 szintet 6 V képviseli, amely min. egy bitideig tart. A soros átvitelnek számos jellemzõje és szabványa van (RS 232, RS 485, stb.).

7. ábra. Soros adatátvitel formátum [4.]

Soros adatátvitel a kommunikációban részt vevõ adók és vevõk számától függõen alapvetõen két pont között (pont-pont kommunikáció), ill. több pont között történhet. Pont-pont közötti kommunikáció esetén két egység között folyik az adatátvitel egy vagy mindkét irányban. A több pont közötti (multi-point) kommunikáció napjainkban szinte kizárólag hálózati jellegû, amely jellemzõje, hogy kettõnél több egység (adó, ill. vevõ) között egy speciális architektúrájú átviteli közegen keresztül történik az adatátvitel. A jelenlegi informatikai hálózatok a hálózat által áthidalt távolságok alapján távolsági hálózatokra, ill. lokális hálózatokra bontható.

A távolsági hálózatok (Wide Area Network, WAN) rendszerint a nyilvános távközlési berendezéseket veszik igénybe és nagy távolságú, földrészek közötti kommunikációt valósítanak meg. A lokális hálózatok (LAN) kis és közepes kiterjedésû földrajzi területen elhelyezkedõ, független eszközök közötti egyenrangú kommunikációt valósítanak meg. A hálózati elemeket három csoportba sorolhatjuk: a kommunikációs állomásokra, az állomásokat összekapcsoló kábelrendszerre és a kiegészítõ hálózati elemekre. A hálózati állomásoknak megfelelõen intelligens szoftverrel kell rendelkezniük ahhoz, hogy kezelni tudják a hálózat számára szükséges kommunikációs és vezérlési funkciókat.
A soros kommunikáció jelentõsége napjainkban felértékelõdik. A PLC programjának jelentõs részét a kommunikációra vonatkozó programrész teszi ki, amely elkészítése a konkrét PLC hardver- és szoftveradottságain túl sokrétû, a kommunikációra vonatkozó általános és specifikus informatikai ismereteket igényel. A 8. ábrán [4.] a PLC-k alkalmazása látható többszintû informatikai rendszerben.

8. ábra. PLC-k többszintu informatikai rendszerben [4.]

Hálózati kommunikáció

Bár a pont-pont közötti kommunikációnak vannak tipikus alkalmazási területei, napjainkban a több pont közötti kommunikáció igénye növekszik.
Több PLC közötti kommunikáció módszerei a következõk:

A 9.a ábra szerinti megoldás korlátozott kommunikációra alkalmas. Ezért látják el a PLC-ket egynél több RS 232C szabványú interfésszel. A megoldás hátránya az alacsony átviteli sebesség és a kis távolság.
A 9.b ábrán látható PLC-hálózat a leggyakoribb kommunikációs módszer a több PLC közötti információs kapcsolat kialakításához.
Tekintettel az ETHERNET-hálózat (és ezen keresztül az Internet) világméretû elterjedésére és az ebbõl eredõ elõnyökre, különösen a nagy távolságú, ill. nagy adatmennyiségeket igénylõ kommunikáció esetén célszerû alkalmazni (9.c ábra [4.]). Minden perspektivikus PLC-nek van ETHERNET hálózati csatolója.

 

9. ábra. Több PLC közötti kommunikáció lehetoség [4.]

Az irányítástechnika kommunikációs hálózatainak elõnyei:

A PLC rendszer ETHERNET-hálózatának alkalmazási példái:

Lap tetejére

Nyitólap | Letöltés | Képek | Videók | WebDemo | Kapcsolat

Internet | TCP/IP | Rétegek | Világháló | HTML | PLC | FEC | Servo | Palettázó | Web felület | Összegzés | Irodalom

© NaZsi