Technische Definition
Die PLC-Prozessoreinheit ist die zentrale Rechenkomponente in einem PLC-Bedienfeld. Sie ist verantwortlich für die Ausführung programmierter Steuerlogik, die Verarbeitung von Eingangssignalen von Sensoren und Geräten, die Erzeugung von Ausgangssignalen für Aktuatoren und Geräte, die Verwaltung von Kommunikationsprotokollen sowie die Echtzeitüberwachung und Diagnose industrieller Automatisierungsprozesse. Sie ist für den Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau konzipiert und dient als Teil eines größeren Steuerungssystems. Die Einheit besteht typischerweise aus einer Leiterplatte (PCB), bestückt mit Halbleiterkomponenten wie Mikroprozessor oder Mikrocontroller und Speicherchips, sowie anderen elektronischen Komponenten wie Widerständen, Kondensatoren und Steckverbindern, die in einem Kunststoff- oder Metallgehäuse untergebracht sind. Die Prozessoreinheit arbeitet, indem sie kontinuierlich ein benutzerprogrammiertes Steuerprogramm in einem zyklischen Ablauf scannt: Einlesen des Eingabestatus von angeschlossenen Geräten, Ausführen des Steuerlogikprogramms, Aktualisieren der Ausgabewerte basierend auf den Programmergebnissen und Durchführen von Verwaltungsaufgaben wie Kommunikation und Diagnose. Sie verwendet eine Mikroprozessor- oder Mikrocontroller-Architektur mit spezieller Firmware, die für deterministische Echtzeit-Industriesteuerungsanwendungen optimiert ist. Wichtige Parameter bei der Auswahl einer PLC-Prozessoreinheit sind: Versorgungsspannung (24 V DC ±10 % gemäß IEC 61131-2), Leistungsaufnahme (5–15 W), Programmspeicher (64–512 KB), Datenspeicher (32–256 KB), Scan-Zeit (0,1–1,0 ms/KB gemäß IEC 61131-3), digitale I/O-Punkte (16–1024), analoge I/O-Kanäle (4–64), Kommunikationsports (1–4, unterstützt Ethernet, RS-232, RS-485 gemäß IEC 61158), Betriebstemperatur (-40 bis 85 °C gemäß IEC 60068-2-1/2), Luftfeuchtigkeit (5–95 % relative Luftfeuchtigkeit, nicht kondensierend, gemäß IEC 60068-2-78), Schutzart (IP20–IP65 gemäß IEC 60529) und Gewicht (0,5–2,5 kg). Diese Werte sind Referenzbereiche und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung mit dem Hersteller oder Lieferanten verifiziert werden. Die Einheit ist für die Integration in ein PLC-Bedienfeld vorgesehen und kein eigenständiges Produkt. Es ist wichtig, die Kompatibilität mit I/O-Modulen, Kommunikationsprotokollen und Programmiersoftware zu bestätigen. Die Prozessoreinheit umfasst keine Stromversorgung, I/O-Module oder Programmiersoftware, sofern nicht anders angegeben. Konsultieren Sie immer die Herstellerdokumentation für detaillierte Spezifikationen und Installationsanforderungen.
Funktionsprinzip
Die PLC-Prozessoreinheit arbeitet, indem sie kontinuierlich ein benutzerprogrammiertes Steuerprogramm in einem zyklischen Ablauf scannt: Einlesen des Eingabestatus von angeschlossenen Geräten, Ausführen des Steuerlogikprogramms, Aktualisieren der Ausgabewerte basierend auf den Programmergebnissen und Durchführen von Verwaltungsaufgaben wie Kommunikation und Diagnose. Sie verwendet eine Mikroprozessor- oder Mikrocontroller-Architektur mit spezieller Firmware, die für deterministische Echtzeit-Industriesteuerungsanwendungen optimiert ist. Der Scan-Zyklus wird mit einer Geschwindigkeit wiederholt, die von der Programmgröße und der Prozessorgeschwindigkeit abhängt, typischerweise gemessen in Millisekunden pro Kilobyte Programmspeicher. Die Einheit kommuniziert über einen Backplane oder Feldbus mit Eingabe-/Ausgabemodulen und über Kommunikationsports mit übergeordneten Systemen. Sie führt außerdem Selbstdiagnosen durch und meldet Fehler an den Benutzer oder ein übergeordnetes Überwachungssystem.
