La fonction principale d'un contrôleur PLC est de mettre en œuvre le contrôle de l'automatisation industrielle. Il reçoit des signaux d'entrée-tels que la température, la pression et le débit détectés par les capteurs-les traite à l'aide de sa logique de programme interne, puis génère des signaux de sortie pour contrôler le fonctionnement des actionneurs tels que les moteurs, les vannes et les capteurs de niveau. Les contrôleurs PLC peuvent être programmés pour répondre à un large éventail de besoins de contrôle d'automatisation, et leur programmabilité, leur stabilité et leur fiabilité constituent leurs plus grands avantages. Grâce à leur structure modulaire, les contrôleurs PLC peuvent être étendus et mis à niveau en fonction des exigences de contrôle spécifiques.
Plus précisément, un contrôleur PLC se compose des composants de base suivants :
CPU (Central Processing Unit) : responsable du contrôle du fonctionnement de l'ensemble du système, de l'exécution des programmes écrits par l'utilisateur et du traitement des opérations d'entrée/sortie.
Modules d'entrée/sortie (modules d'E/S) : ceux-ci reçoivent des signaux d'entrée (tels que ceux provenant de capteurs, de boutons et de commutateurs), les convertissent en signaux numériques, puis les transmettent au processeur pour traitement. De même, les modules de sortie convertissent les signaux numériques traités par le processeur en actions physiques (telles que le fonctionnement de moteurs, de lumières et de buzzers).
Mémoire : le contrôleur API utilise la mémoire pour stocker des informations telles que les programmes écrits par l'utilisateur, les données, les variables et l'état.
Programmeur : un programmeur PLC est utilisé pour écrire, modifier et télécharger des programmes dans la mémoire du contrôleur PLC.
Interfaces de communication : les contrôleurs PLC peuvent également communiquer avec d'autres appareils (tels que des ordinateurs, des capteurs et des actionneurs) via diverses interfaces de communication.
En résumé, les contrôleurs PLC réalisent le contrôle de l’automatisation industrielle en traitant les signaux d’entrée et de sortie. Leur programmabilité, leur modularité et leur évolutivité en font un composant indispensable du contrôle de l'automatisation industrielle.
Explication des cinq fonctions principales d'un automate
1. Contrôle logique numérique
Il s’agit de l’application la plus basique et la plus répandue d’un automate. Les signaux d'entrée et de sortie d'un automate sont des signaux numériques avec uniquement des états marche/arrêt. Ce type de contrôle est très similaire au contrôle par relais ; un automate à faible coût-avec uniquement des capacités de contrôle numérique peut être utilisé comme substitut à un système de contrôle à relais. Le contrôle logique numérique peut être appliqué à des pièces d'équipement individuelles ou à des lignes de production automatisées, telles que divers systèmes de contrôle de relais, machines d'emboutissage et de coulée, bandes transporteuses, machines d'emballage, contrôle d'ascenseur, contrôle de diverses pompes et électrovannes dans les systèmes de traitement chimique, systèmes d'alimentation de hauts fourneaux dans les systèmes métallurgiques, laminoirs, machines de coulée continue, cisailles volantes, lignes de production de galvanoplastie, lignes d'embouteillage de bière, lignes d'assemblage automobile et lignes de production de télévision et de radio.
2. Contrôle de mouvement
Les automates peuvent être utilisés pour contrôler un mouvement linéaire ou circulaire. Au début, les capteurs de position et les actionneurs étaient connectés directement via des modules d'E/S numériques ; aujourd'hui, des modules de contrôle de mouvement dédiés sont généralement utilisés. Les automates produits par les principaux fabricants du monde entier disposent presque tous de capacités de contrôle de mouvement. Les fonctions de contrôle de mouvement PLC sont largement utilisées dans divers types de machines, telles que les machines-outils de découpe de métaux, les machines de formage des métaux, les machines d'assemblage, les robots et les ascenseurs.
3. Contrôle des processus en boucle fermée{{1}
Le contrôle de processus fait référence au contrôle en boucle fermée-de quantités analogiques variant continuellement telles que la température, la pression et le débit. Grâce aux modules d'E/S analogiques, les automates effectuent des conversions analogiques-vers-numériques (A/D) et numériques-vers-analogiques (D/A) entre les signaux analogiques et numériques, et mettent en œuvre un contrôle PID en boucle fermée-des quantités analogiques. Les automates modernes de grande et moyenne taille-sont généralement dotés de capacités de contrôle en boucle fermée PID-. Cette fonctionnalité peut être implémentée à l'aide de modules PID intelligents dédiés ou de sous-programmes PID, ou en concevant des sous-programmes PID personnalisés ; cependant, les instructions de fonction PID dédiées sont plus couramment utilisées. Les capacités de contrôle PID analogique du PLC ont été largement appliquées dans des équipements tels que les machines de moulage par extrusion de plastique, les fours de chauffage, les fours de traitement thermique et les chaudières, ainsi que dans des industries telles que l'industrie légère, le génie chimique, les machines, la métallurgie, la production d'énergie et les matériaux de construction.
4. Traitement des données
Les automates modernes comportent des fonctions telles que des opérations mathématiques (y compris les opérations matricielles, les opérations de fonction et les opérations logiques), les opérations de données, la conversion, le tri, les tables de recherche et les opérations sur les bits, permettant l'acquisition, l'analyse et le traitement des données. Ces données peuvent être comparées à des valeurs de référence stockées en mémoire, transmises à d'autres appareils intelligents via des fonctions de communication ou imprimées dans des tableaux. Le traitement des données est généralement utilisé dans les systèmes de contrôle à grande échelle, tels que les systèmes de fabrication flexibles sans pilote, et peut également être appliqué aux systèmes de contrôle de processus, tels que les systèmes de contrôle à grande échelle dans les industries du papier, de la métallurgie et de l'alimentation.
5.Communications
La communication API comprend la communication entre les automates programmables, ainsi que la communication entre les API et d'autres dispositifs de contrôle intelligents. Avec le développement du contrôle informatique-, les réseaux de communication d'automatisation industrielle ont progressé rapidement à l'étranger ces dernières années, et les principaux fabricants d'automates ont tous introduit des systèmes de réseau pour la communication inter-automates.