Riadiace jednotky PLC – realizácia základných logických funkcií

Mikrokontroléry

7.4.2020

Po niekoľkých dieloch nášho seriálu venovanému programovaniu PLC, ktoré boli zamerané na realizáciu jednoduchých scenárov hlavne z oblasti domácej automatizácie sa budeme tejto problematike venovať systematicky. Začneme základnými logickými funkciami, čiže negáciou (NOT), logickým súčtom (OR), logickým súčinom (AND), či exkluzívnym logickým súčtom (OR). Logické funkcie budeme realizovať pomocou diagramov funkčných blokov (FBD) aj pomocou priečkových diagramov (LD).

Príklady realizácie logických funkcií sú vo videu

U logických funkcií je v jazyku funkčných blokov schéma prakticky rovnaká, ako keby ste kreslili schému s hradlami v integrovaných obvodoch. Hradlo je tu vnímané ako blok - čierna skrinka, ktorá zrealizuje príslušnú funkciu. Taktiež vstupy a výstup sú realizované ako bloky, označené písmenami I a Q. Na obrázku je realizácia finkcie AND

Trochu inú filozofiu má realizácia logických funkcií v priečkovom diagrame (LD), ktorý sa oprávnene nazýva aj jazykom reléových schém. Logické funkcie sú realizované ako kombinácia spínacích kontaktov. Použité sú dva druhy kontaktov označené NO (Normal Open), čiže kontaktov, ktoré sú v kľudovom stave rozpojené a kontaktov NC (Normal Close), čiže kontaktov, ktoré sú v kľudovom stave zopnuté.

Negácia (NOT - neplatí, že)

A	A negované
0	1
1	0

Negácia je najjednoduchšie realizovaná ako jeden kontakt typu NC, takže po aktivovaní sa kontakt, ktorý je zopnutý a uzatvára obvod rozpojí. Inak povedané, logická jednotka, ktorá znamená v tomto prípade aktivovanie kontaktu, čiže jeho rozpojenie spôsobí, že sa preruší obvod privádzajúci logickú jednotku realizovanú napríklad napätím 24 V na výstup a na výstupe bude logická nula.

V diagrame funkčných blokov funkciu zrealizujeme logickým členom NOT

Logický súčet (OR - alebo)

A	B	A+B
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Funkcia logického súčtu je realizovaná dvomi, alebo viacerými paralelne zapojenými kontaktmi NO (Normal Open), ktoré sú v kľudovom stave rozpojené. Akonáhle ktorýkoľvek z kontaktov zopne, na výstupe sa objaví napätie.

V diagrame funkčných blokov je použitý blok na realizáciu logickej funkcie OR

Logický súčin (AND – a zároveň)

A	B	A.B
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Pri realizácii funkcie logického súčinu je potrebné kontakty zapojiť do série, takže aby sa obvod uzatvoril, musia byť zopnuté všetky súčasne.

V diagrame funkčných blokov je použitý blok na realizáciu logickej funkcie AND

Negovaný logický súčin (NAND – nie súčasne)

A	B	A.B negované
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Funkcia negovaného logického súčtu je realizovaná dvomi, alebo viacerými paralelne zapojenými kontaktmi NC (Normal Close), ktoré sú v kľudovom stave spojené. Ak je aspoň jeden kontakt v kľudovom stave, čiže zopnutý, na výstupe sa objaví napätie.

V diagrame funkčných blokov je použitý blok na realizáciu logickej funkcie NAND

Exkluzívny logický súčet (XOR – iba jeden, alebo druhý)

A	B	A.B negované
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Funkcia XOR je realizovaná kombináciou kontaktov NO (Normal Open) a NC (Normal Close), pričom každý vstup je realizovaný dvojicou kontaktov rôzneho typu