Vstupní a výstupní jednotky

Přestože se v dnešní době často setkáváme s pojmem „digitální – digitalizace“, veškeré lidské vnímání okolního světa probíhá vyhodnocením spojitých signálů, které se do mozku přenáší nervovou soustavou. Ať už se jedná o teplotu, zvuk, tlak nebo bolest, všechny tyto podměty dokáže člověk vyhodnotit s dostatečnou přesností a dostatečně rychle na ně zareagovat.

PLC je schopno řídit automatizované procesy prostřednictvím vstupně/výstupních portů (I/O), které slouží k připojení rozličných senzorů fyzikálních veličin a akčních členů (aktuátorů).

Senzorické vybavení pro automatizaci potom poskytuje jak spojitý tak i nespojitý výstup. V závislosti na tom, jaký signál je modul schopen zpracovat (potažmo připojit senzor nebo aktuátor), rozeznáváme:

• digitální porty

• analogové porty

• porty pro specifické úlohy

Analogové jednotky

Okamžité hodnoty se u analogového signálu mění v čase spojitě – spojitý signál.

Hodnoty takovýchto signálů se mohou pohybovat v řádech mV až desítek voltů.

Bylo tedy třeba rozsahy analogových vstupů normalizovat.

Analogový signál přitom můžeme vyhodnotit na základě napěťové nebo proudové úrovně.

V případě napětí se jedná o rozsah hodnot 0 až 10V, pro proud potom 0 až 20mA, popř. 4 až 20mA.

Obr. 1: Zobrazení spojitého signálu

Na následujícím obrázku je zobrazena jednotka se čtyřmi analogovými vstupy a jedním analogovým výstupem. K takovéto jednotce je možné připojit např. odměřování pro určení polohy.

Obr. 2: Analogový modul – firma SIEMENS

Digitální jednotky

Zpracovávají nespojitý (binární) signál, který dosahuje dvou logických úrovní – logické jedničky a logické nuly.

U řídicích systémů nejčastěji odpovídá logické jedničce hodnota napětí 5V nebo 24V. Logické nule potom hodnota napětí 0V.

Obr. 3: Zobrazení digitálního signálu

Jestliže pro řízený systém nemá samotná jednotka PLC potřebný počet digitálních I/O portů, lze ji pomocí digitálních jednotek rozšířit stejně jako v případě analogových I/O.

Speciální jednotky

Jsou určeny pro specifické úlohy, jako je např. řízení pohonů, kdy jednotka zpracovává informace z tzv. inkrementálního rotačního snímače IRC nebo-li enkodéru. Toto zařízení slouží ke zjištění natočení, resp. rychlosti otáčení hřídelů motorů. Tyto moduly potom zpracovávají dva signály fázově posunuté o 90°, využívané ke zjišťování směru otáčení, a třetí signál, který je obvykle snímačem generován jednou za otáčku.

Obr. 4: Generované pulsy A,B z IRC odměřování posunuté o 90° a nulový puls R, firma HEIDENHAIN

Obr. 5: Výkonová jednotka pro připojení motorů – firma BECKHOFF

Mezi základní automatizační úlohy patří regulace teploty. Pro vyhodnocení aktuální hodnoty lze využít již výše zmíněné analogové jednotky se standardizovanými rozsahy. Nicméně pro snadnější připojení teplotních čidel a zpracování jejich signálu se také používají speciální moduly, které převádí analogový signál na hodnoty přímo ve °C resp. K.

Obr. 6: Teplotní modul – firma SIEMENS

 

Zdroje

Obrázky

• Pokud není uvedeno jinak, autorem obrázků je Ing. Miroslav Opl.
• Obr. 4: Heidenhain. Generované pulsy A,B z IRC odměřování posunuté o 90° a nulový puls R, firma HEIDENHAIN [online]. [cit. 2014-7-8]. Dostupný na www: http://www.heidenhain.cz/de_EN/documentation-information/documentation/brochures/popup/media/media/show/view/file-0023/.
• Obr. 5: Beckhoff. Výkonová jednotka pro připojení motorů – firma BECKHOFF [online]. [cit. 2014-7-8]. Dostupný na www: http://www.automationworld.com/sites/default/files/styles/lightbox/public/field/image/OAN-Pattyn-control.jpg?itok=iv4iaSfT.