Состав и назначение основных модулей.

По конструктивному исполнению большинство серийно выпускаемых контроллеров делятся на моноблочные (в которых в едином конструктиве размещены все его основные части: центральный процессор, память, устройства ввода/вывода, пульт управления и программирования, блок питания и пр.) и модульные, получившие наибольшее распространение. [18,28]

Функционально-конструктивную схему модульного ПЛК рассмотрим на примере контроллера SIMATIC S7-300 фирмы Siemens (рис. 29).

Рис. 29. Конструкция модульного ПЛК

На профильной рейке (ПР) размещаются: центральный модуль (ЦМ), который всегда присутствует в ПЛК, справа от него с помощью шинных соединителей (ШС) – до восьми периферийных модулей (ПМ), а слева – внешний источник питания (Внеш.ИП). Модуль подключения (МП) обеспечивает, при необходимости, возможность подсоединения к ЦМ специальными кабелями (от 1 до 10 м) до трех ПР расширения (таким образом, максимальное количество ПМ может достигать тридцати двух). Все модули легко устанавливаются на ПР (DIN-рейку) и фиксируются винтами. Формирование внутренней шины ПЛК производится с помощью ШС. Наличие фронтальных клеммных блоков (КБ) позволяет легко подключать периферийные устройства (входы/выходы) объекта управления и производить при необходимости замену самих ПМ. В качестве основных периферийных модулей (ОПМ) в ПЛК всегда присутствуют сигнальные модули ввода/выводы дискретных и (или) аналоговых сигналов. В качестве вспомогательных периферийных модулей (ВПМ) в разных моделях ПЛК могут применяться различные функциональные (ФМ) и коммуникационные модули (КМ), состав и количество которых может варьироваться в широких пределах в зависимости от архитектуры самого ПЛК, а также сложности и типа реализуемых на их основе программно-технических комплексов.

Архитектура и общая организация модульного ПЛК

Общая организация и архитектура модульного ПЛК SIMATIC S7-300 представлены на рис. 30.

Рис. 30. Архитектура модульного ПЛК

Модули ПЛК объединены внутренней шиной, по которой и передается вся  информация между ними. В минимальной конфигурации ПЛК обязательно имеет ЦМ и хотя бы один из ОПМ для связи с ОУ. Для ввода и редактирования управляющей программы, параметрирования и тестирования системы используется программатор, который может быть временно подключен к ЦМ.

Система ввода-вывода ПЛК может включать в свой состав две части. Система локального ввода-вывода образуется ОПМ, установленными непосредственно в монтажные стойки контроллера, и предназначена для получения входных сигналов с дискретных (ДД) и аналоговых датчиков (АД) и выдачи управляющих воздействий на дискретные (ДИМ) и аналоговые исполнительные механизмы (АИМ). Система распределенного ввода-вывода предназначена для управления удаленным ОУ и включает в свой состав модули децентрализованной периферии (МДП) и приборы полевого уровня (Д и ИМ), подключаемые к контроллеру через  промышленную сеть и специальный МП.

Вспомогательные периферийные модули (ВПМ) предназначены для аппаратной реализации стандартных часто используемых алгоритмов задержек времени (таймеров), счета,  регулирования, управления и призваны разгрузить вычислительные мощности ЦМ. Коммуникационные модули (КМ) используются для связи ПЛК с другими интеллектуальными устройствами ПТК.