Kako da sami napravite PLC?

PLC (Programabilni Logički Kontroler) predstavlja osnovni uređaj u automatizaciji, bez kog se ne može zamisliti nijedna ozbiljnija automatizovana mašina. Ovde će biti prikazan projekat, koji se može doraditi i unaprediti, kako bi i Vi sami mogli da napravite svoj PLC. Ovaj PLC je zasnovan na ATmega8 mikrokontroleru, a sadrži između ostalog osam ulaza i četiri izlaza, PWM generator, releje, tranzistore i druge neophonde komponente, o čemu će biti više reči dalje u tekstu.

 Uređaj sadrži po jedan AD konvertor i PWM generator. Kako bi se proširila memorija dodat je ISP (I2C) EEPROM. Na izlazu uređaj koristi releje, kako bi mogao da prekida i jednosmerne i naizmenične veličine. Kod pravih PLC-ova tranzistori se koriste za jednosmerne veličine, triaci za naizmenične veličine, a releji za opšte namene (AC/DC).

Uglavnom kod svih PLC-ova, ulazni signal je galvanski odvojen od procesorske jedinice pomoću optokaplera. Tako će biti i kod ovog PLC-a. Prilikom korišćenja PLC-a, često se meša više različitih izvora napajanja. Pošto procesorska jedinica ima svoj napajački deo, ne bi bilo dobro da ulazni signali, koji potiču sa drugih napajanja dođu do procesora. Zato je bitno galvansko odvajanje. Osnovne karakteristike ovog PLC-a su:

• Napon na pajanja: 7 – 12 VDC
• Potrošnja struje: 400 – 500 mA
• Ulazni napon (V_in): 4 – 6 VDC
• Izlazni napon (V_out): 120 VAC ili 24VDC
• Maksimalna izlazna struja: 0,5 A pri 120 VAC, 1 A pri 24 VDC
• Maksimalna izlazna snaga: 30 W

  Hardverska realizacija 

 Šema uređaja (koju možete preuzeti na kraju teksta) je veoma jednostavna, te neće biti detaljno analizirani svi njeni segmenti. Analiziraćemo samo ulazna i izlazna kola.

 Šema ulaznog kola PLC-a prikazana je na slici 1. Ulazni signali se vezuju na priključak označen kao “INPUT TERMINAL BLOCK”, dok se priključak obeležen kao “INPUT1” povezuje sa mikrokontrolerom. LED10 je LE dioda koja signalizira da je prisutan ulazni signal. Otpornik R11 ograničava struju kroz LED10 i kroz LE diodu optokaplera. Ukoliko ulazni signal nije prisutan, tranzistor je u zakočenju, te struja kroz njega ne prolazi. U tom slučaju Vcc napon se preslikava na pin mikrokontrolera. Pri postojanju ulaznog signala, LED u optokapleru aktivira tranzistor, te se preko njega pin mikrokontrolera povezuje sa GND. Znači, pri postojanju signala na ulazu u kolo (logička 1), mikrokontroler detektuje logičku nulu i obratno, kada nema signala na ulazu (logička 0), mikrokontroler detektuje logičku 1. Otpornik R11 od 330Ω je odabran za napon ulaznog signala od 5V. U slučaju potrebe za drugačijim naponskim nivoom, potrebno je promeniti ovaj otpornik.

Slika 1. Električna šema ulaznog kola PLC-a

Izlazno kolo je krajnje jednostavno. Kao što smo već napomenuli, u pitanju je relejni izlaz (slika 2). Špulna releja se aktivira pomoću tranzistora. Dioda D1 treba da zaštiti tranzistor od struje indukovane u špulni releja, u momentu isključivanja tranzistora. LED1 sa otpornikom R13 signalizira prisustvo izlaznog signala, dok otpornik R1 ograničava struju baze tranzistora.

Slika 2. Električna šema izlaznog kola PLC-a

 Izgled ploče gotovog PLC-a prikazan je na slici 3. Ovako napravljen uređaj treba spakovati u odgovorajuću kutiju i on je spreman za upotrebu.

Slika 3. Izgled gotovog uređaja

  Softver 

Softver zavisi od mesta primene samog PLC-a, te se njime ovde nećemo baviti. U nastavku biće dat primer upotrebe PLC-a za upravljanje novogodišnjim lampionima.