Riistvara

LOGO! kontrollerist on erinevaid variante. LOGO! kontrolleri variandid jagunevad kahte gruppi:

• LOGO! Basic - kontrolleripealse kasutajaliidesega (nupud ja ekraan)
• LOGO! Pure - ilma kontrolleripealse kasutajaliideseta

LOGO! juhtmoodulid ja laiendusmoodulid on paigaldatavad kas DIN liistule või seinale, Ø M4 kruvide abil. LOGO! kontrolleri külgedel on eemaldatav kate, kus all on ühenduspesa küljele kinnitatava laiendusmooduli jaoks. Laiendusmooduleid võib olla mitu.

Toide

Toite poolest liigitab Siemens LOGO! kontrollerid kahte pingeklassi:

• Klass 1 - 12...24V DC; 12V DC; 24V DC; 2V4 AC/DC
• Klass 2 - 115...240V AC/DC (töötab võrgupingelt)

2. pingeklassi kontrollerid võib ühendada otse vooluvõrku, kuid kui on soov 1. pingeklassi kontrollereid võrgupingelt toita, siis on vaja toiteplokki, mis võrgupinge madalamaks teeks ja alaldaks.

2. pingeklassi kontrollerite kasutamine tundub lihtsam ja odavam kuna puudub vajadus toiteploki järele ja lihtsamates rakendustes peab see tihtipeale ka paika, kuid kui arvestada seda, et andurite, kasutajaliidese ja täiturite kaablid võivad tööstuskeskkonnas viga saada, siis tasub ohutuse seisukohalt kaaluda siiski 1. pingeklassi kontrollerit. Teine argument on see, et elektroonika tasandil on antud juhul lihtsam tegeleda alalisvoolu kui vahelduvvooluga. Valik sõltub kindlasti ka olemasolevatest vahenditest.

LOGO! kontrolleril on kaks toitesisendit. Üks on L+, mis on alalisvoolu korral pluss ja vahelduvvoolu korral faas. Teine on N, mis on alalisvoolu korral miinus ja vahelduvvoolu korral neutraal.

Sisendid ja väljundid

Sisendid ja väljundid võivad olla erinevatel seadmetel, kuid antud dokumendis, kui pole teisiti märgitud, mõeldakse sisendite ja väljundite all just kontrolleri sisendeid ja väljundeid.

Sisendid on need, mille kaudu kontroller väljaspoolt tööks vajalikku informatsiooni saab (nupuvajutused, mis asendis seadme mehaanilised osad on, detailide liikumine liinil). Sisendeid tähistatakse tähega I, sõnast input. Põhilised sisendid on digitaalsisendid (DI, olek on 1 või 0. Pinge kas on sisendis või ei ole), kuid lisaks neile on nii lisamoodulitena kui sisseehitatult võimalik kasutada analoogsisendeid (AI, mõõdavad mingit pinge-, voolu- või takistusvahemikku). Analoogsisendeid on otstarbekas kasutada mõõdetud väärtuste lugemiseks, mille võimalikke olekuid on palju. Sellised olukorrad võivad olla näiteks õhurõhu, temperatuuri või tooriku kõrguse mõõtmine.

LOGO! 12/24RC kontrolleril on 8 digitaalsisendit, millest 4 võib kasutada ka 0..10V analoogsisenditena või kiirete digitaalsisenditena.
Kontrolleri digitaalsisendid muutuvad aktiivseks (saavad loogilise 1) positiivse signaaliga, seega sobivad nendega kasutamiseks PNP tüüpi väljundiga andurid.

Väljundid on need, mille kaudu kontroller informatsiooni teistele seadmetele edasi saadab (indikaatortule süütamine, mootori käivitamine, relee lülitamine). Väljundeid tähistatakse tähega Q (vahel ka O). Enim kasutatavad väljundid on digitalväljundid (DO, olek on 1 või 0. Pinge kas on väljundis või ei ole), kuid kasutatakse ka erinevaid analoogväljundeid (AO, väljastavad mingit pinge-, voolu- või takistusvahemikku). Analoogväljundeid on otstarbekas kasutada väärtuste edastamiseks, mille olekuid on palju. Sellised olukorrad võivad olla näiteks näiteks mootori kiiruse etteandmine, lineaarajamile soovitava liikumiskauguse edastamine ja proportsionaalklapi juhtimine.

LOGO! 12/24RC kontrolleril on neli 10A releeväljundit. Mõlemad releekontaktid on välja toodud. Need on kontrollerist endast täielikult isoleeritud. Sellest tulenevalt ei tule väljunditest iseenesest otsest väljundsignaali vaid ühele kontaktidest tuleb väline toide vedada, mida siis teisele lülitatakse. Releekontaktid on normaalselt avatud.

LOGO! Põhimooduleid ja laiendusmooduleid on saadaval ka transistorväljunditega. Need võimaldavad ainult alalisvoolu lülitamist ja on väiksema voolutaluvusega, kuid on kontaktivabad ja väga palju kiiremad, kui releed. Suurte voolude lülitamist see ometi ei takista, kuna transistorväljundiga võib juhtida ka välist releed, kontaktorit või ka kontaktivaba pooljuhtreleed.

Kontrolleri poolt töödeldavad signaalid

Kontrollerid suudavad, olenevalt riistvarast, sisenditest kuulata ja väljundite kaudu väljastada erinevaid elektrisignaale.

Automatiseeritud protsessis mõõdetakse füüsikalisi suurusi nagu temperatuur, rõhk ja elektripinge. Samas PLC mõistab ja annab välja ainult elektrilisi signaale. Seetõttu vajavad signaalimoodulid füüsikaliste suuruste väärtuste vastuvõtmiseks ja väljasaatmiseks signaali muundureid. PLC puhul eristatakse kolme tüüpi signaale, millega ta on võimeline töötama: binaar-, digitaal- ja analoogsignaalid [6].

Binaarsignaal on 1 bitine signaal, millel on ainult kaks väärtust (0 – madal, väär, ja 1 – kõrge, tõene). Binaarsignaali väljastavad näiteks surunupp ja lüliti, kui need ühendada pingestatud vooluahelasse. Normaalselt avatud kontakt edastab vooluahelas (loogika) signaali väärtusega 1 siis kui kontakt jõuga sulgeda ja (loogika) signaali väärtusega 0 kui kontakt jälle avada. Elektriseadmetes tuleb siiski arvestada teatud hälvetega. Seetõttu on standardis IEC 61131 loogikasignaalidele kindlad vahemikud määratud. 24V DC toitepingega kontaktivabade andurite väljundis loetakse pingevahemikku -3 - +5 V loogiliseks nulliks ja pingevahemikku 11 – 30 V loogiliseks üheks. 230V AC puhul loetakse pingevahemikku 0 – 40V loogiliseks nulliks ja vahemikku 164 – 253V loogiliseks üheks.

Digitaalsignaal on binaarsignaalide jada, mis moodustab ühe terviku. Igat kohta digitaalsignaalis kutsutakse bitiks. Tüüpilised digitaalsignaali vormid on: terta – 4 bitti (ei ole laialdaselt kasutusel), bait – 8 bitti, sõna (word) – 16 bitti, topeltsõna – 32 bitti, topelt pikk sõna – 64 bitti (ei ole laialdaselt kasutusel).

Analoogsignaal on mingi väärtuse (nt mõõdetud füüsikalise suuruse) esitlus elektrilise signaalina, näiteks 0..10V> või 4..20mA. Nüüdisaegsed PLCd pole veel võimelised töötlema reaalseid analoogsignaale, seetõttu muundatakse kontrollerisse sissetulev analoogsignaal digitaalsignaaliks ja väljuv digitaalsignaal muundatakse analoogsignaaliks. Signaalimuundamine toimub analoogsignaalimoodulis. Kui digitaalsignaalis kasutatakse rohkem bitte (nt 8 biti asemel 13 bitti), saavutatakse suurem eraldusvõime (resolutsioon) ja analoogsignaali suurem täpsus. Tüüpilise 0..10V väärtusega analoogsignaali viga võib digitaalsignaaliks muundamise järel olla 0,1V; 0,01V või 0,001V (vastavalt digitaalsignaalis kasutatavate bittide arvule).

Kontrolleri ühendamise näide

All joonisel on näide 24V pealt töötava LOGO kontrolleri kohta. Sellel on sisendite poolel kaks normaalselt avatud surunuppu ja üks normaalselt avatud lüliti. Väljundite poolel on sellel üks pneumo-/hüdrojaoti solenoid ja üks lamp.

Antud näites on väljundite toide võetud samast ahelast, kust kontroller ise enda toite saab.

Joonis 1.6. 24V LOGO kontrolleri ühendamise näide