Bevezetés a mechatronikába - MEK

A programozható vezérlők alkalmazása
7.1. A villamos vezérlőberendezések fejlődésének
áttekintése
A szabályozó- és vezérlőberendezések korábban szerkezeti kialakításukban igen
eltérőek voltak. Ez a különbség főként a rendelkezőjel előállításának különbözőségéből
(különbségképzés, logikai művelet) eredt. A vezérlőberendezések fejlődését
kezdetben az elektromechanikai eszközök, később az elektronikai, mikroelektronikai
eszközök és technológiák, napjainkban az előzőeken túl az informatikai eszközök
és technológiák határozzák meg.
Amint az előző fejezetben is említettük, az első igen széles körben elterjedt villamos
vezérlőberendezés-típus az elektromechanikus vezérlés volt, amelynek univerzális
eleme a relé. A relés vezérlések napjainkra kiszorultak, csak korábbi telepítésűek
vannak üzemben, illetve nagyon egyszerű feladatok megoldására alkalmazzák.A
relés szemlélet a programozható vezérlőkben a létradiagramos programozási
nyelvben tovább él.
Időrendben a relés vezérléseket a huzalozott logikájú elektronikus vezérlések
követték, amelyeknek két változata létezett: a diszkrét alkatrészekből felépített dióda-tranzisztor
logika (diode-transistor logic, DTL), később pedig a tranzisztortranzisztor
logika (transistor-transistor logic, TTL), illetve a komplemens fém-oxid
félvezető elemekre épülő (complementary metal-oxide semiconductor, CMOS )
integrált áramkörökből felépített rendszerek.
A huzalozott logikájú elektronikus rendszereknek számos előnyük van a relés
vezérlésekhez képest (mozgó alkatrészt nem tartalmaznak, igen nagy működési
sebességgel üzemelnek, élettartamuk nagyságrendekkel nagobb), de számos hátrányuk
(fix huzalozás, zavarérzékenység, nagy méret, kommunikációs lehetőség
hiánya) miatt napjainkra teljesen kiszorultak, esetleg csak részfunkciók ellátására
alkalmazzák őket.
A vezérlőberendezések fejlődésében újabb minőségi ugrást a félvezető memóriák
(ROM, RAM), a nagymértékben integrált áramköri technológia (LSI, VLSI) kidolgozása
és a mikroprocesszorok megjelenése jelentett. Ez a változás a korábbi váltáson
(relé-félvezető) túl a hardver változását és a hardver univerzalitásának lehetőségét
teremtette meg: a felhasználó a programot fejlesztheti, átírhatja és kialakíthatja
a nagy rendszereket, megjelenítheti a folyamatot, archiválhatja az eseményeket,
valamint kialakíthatja a rendszerek intelligens kommunikációját. A mikroprocesszoros
rendszereknél ugyanakkor megszűnik az a működés, miszerint a különböző
típusú logikai döntést végző elemek csak egyetlen funkciót hajtanak végre (pl.
ÉS kapu, NAND kapu, dekódoló). A mikroprocesszor aritmetikai-logikai egysége
134