Under 1970-talet fick industrin helt nya möjligheter att automatisera sin produktion när pro-grammerbara styrsystem ersatte reläer, transistorer och IC-kretsar. Fördelarna med den nya automatiseringstekniken var att programmeringen är förhållandevis enkel, användaranpassad och flexibel. Den är billig och inget underhåll behövs vilket ökar driftsäkerheten. Under 1990-talet har det programmerbara styrsystemet utvecklats så att de förutom att sköta styruppgiften, kan presentera processobjetens tillstånd på en färgskärm och lagra data om processen. Från en och samma bildskärm kan man både övervaka processen och förändra styrsystemet.
De flesta PLC -systemen kan delas upp i tre huvuddelar, centralenheten (CPU), minne och I/O- enheten.
Centralenheten är den enhet som styr och övervakar all den verksamhet som programmeras in. Dess arbete består i att ta emot insignaler och ge ifrån sig utsignaler helt enligt med de regler som vi förser den med genom programmeringen.
Vi har använt oss av ett PLC av typen Modicon TSX Micro. Den har ett minne som man både kan läsa och skriva till. Det betyder att vårt PLC-program finns kvar även om vi får ett spänningsbortfall.
I/O enheten (In- och utenhet). Den omgivning som PLC:n är tänkt att arbeta i ställer stora krav på apparaten. Den måste vara förberedd att hantera eventuella elektriska störningar. För att undvika att felaktiga signaler ges till PLC:n är den försedd med speciell elektronik på ingångssidan bl.a. en optokopplare som omvandlar elektrisk spänning till en ljussignal.
Insignalerna vi får från de olika givarna är logiska signaler vilka antingen kan vara en 1:a eller en 0:a.
Utgångarna får signaler från bearbetningselektroniken när det är dags att påverka en utgång. De består oftast av reläer som antingen är till (1:a) eller från (0:a).
PLC-systemet arbetar cykliskt. Varje cykel (varv) har tre faser. Centralprocessorn läser instruktionerna i programminnet en efter en och utvärderar dem. Alla insignaler läses in till processavbilden, en speciell del i RAM-minnet. Utsignalerna bearbetas enligt de "regler" som vi försett PLC:n med. Om utgången ska bli till läggs en 1:a i utgångens minnescell i processavbilden. Om den inte ska bli till läggs en 0:a. PLC:n kontrollerar utgångarnas minnesceller. En 1:a sätter utgången hög. En 0:a låter utgången förbli låg.
Innan man sätter sig ner och börjar programmera är det viktigt att man börjar med att beskriva maskinens funktioner och vad styrsystemet ska göra. Man bör precisera de ingående mekaniska delarna och deras rörelse i detalj. Vilka funktioner behöver jag och vad ska de göra? På ett tidigt stadium ska man även gå igenom vilka säkerhetsåtgärder man behöver vidta och vad som ska hända i programmet om tex. nödstopp trycks in eller vi får spänningsbortfall.
Efter problemanalysen görs ett funktionsdiagram med Grafcet. Det är ett funktionsdiagram med givna symboler och som enligt fastlagda regler beskriver i vilken ordning något ska utfö-ras och vad som ska utföras. Sedan kan PLC-programmet på ett enkelt sätt skapas utifrån Grafcet. Samtidigt som man gör sin funktionsbeskrivning av maskinen gör man också en dokumentation av den.
Figur 29. De olika symbolerna.
Beroende på problemet vi ska lösa kan vi kombinera symbolerna (figur 29 ) på olika sätt och göra en beskrivning av den funktion vi önskar. Dessa steg är:
Genom att kombinera dessa två olika typer av steg kan man beskriva alla funktioner.
Till steg kan knytas händelser, vilket betyder att dessa
händelser utförs då steget är till.
Till övergångar kan knytas logiska villkor, som bestämmer
när en övergång ska ske mellan stegen. Då
ett villkor är uppfyllt aktiveras nästa steg osv. tills
Grafcet-digrammet når sitt sista steg.
Innan vi börjar med programmeringen måste varje steg
i funktionsdiagrammet adresseras till minnesceller och vilka in
och utgångar som ska användas. När detta är
klart kan ett styrprogram konstrueras.
%X0…%Xn är våra steg
%I1.0...%I1.n våra ingångar
%Q1.0…Q1.n våra utgångar
%M0..%Mn är våra minnen
Vi programmerar vår PLC i programmet PL7-Micro där vi översätter vårt funktionsdiagram till ett LADDER-schema. I Ladder-språket finns tre olika funktioner, OR, AND och NAND, som vi använder för att utföra olika slags kopplingar mellan kontakterna.
NAND och AND