Ohjelmoitavat logiikat (Plc): Perusteet, Tyypit ja Sovellukset

Mitä on PLC?

PLC tarkoittaa ”ohjelmoitavaa Logiikkaohjainta”. PLC on tietokone, jotka on erityisesti suunniteltu toimimaan luotettavasti vaikeissa teollisuuden ympäristöissä – kuten äärimmäiset lämpötilat, märkä, kuiva, ja/tai pölyisissä olosuhteissa. Plc käytetään automatisoida teollisuuden prosesseja, kuten valmistus tehtaan kokoonpanolinjalla, malmin jalostuslaitokseen, tai jätevedenpuhdistamo.,

PLCs: llä on monia ominaisuuksia kotitietokoneessasi. He molemmat ovat virtalähde, CPU (Central Processing Unit), tulot ja lähdöt (I/O), muistiin, ja toiminta-ohjelmisto, (vaikka se on eri toiminta-ohjelmisto).

suurimmat erot ovat, että a OYJ: n voi suorittaa diskreetti ja jatkuva toimintoja, joita TIETOKONE ei voi tehdä, ja PLC on paljon paremmin karkea teollisuuden ympäristöissä. PLC voi olla ajatellut kuin ’kovaan’ digitaalinen tietokone, joka hallinnoi sähkömekaaniset prosessit teollinen ympäristö.,

Plc pelata ratkaiseva rooli alalla automaation avulla, jotka muodostavat osan suurempaa SCADA-järjestelmään. PLC voidaan ohjelmoida prosessin operatiivisen vaatimuksen mukaisesti. Tuotantoteollisuudessa on tarvetta uudelleenohjelmointiin tuotannon luonteen muuttumisen vuoksi. Tämän ongelman ratkaisemiseksi otettiin käyttöön PLC – pohjaiset ohjausjärjestelmät. Keskustelemme ensin PLC: n perusteista ennen kuin tarkastelemme PLCs: n eri sovelluksia.

Jos haluat oppia, miten ohjelma Plc, sinun tulisi tarkistaa joitakin eri online OYJ: n kursseja., Nämä kurssit voivat auttaa hypätä-aloittaa uran ohjaus engineering.

PLC-Perusteet

Plc keksittiin Dick Morley vuonna 1964. Sen jälkeen PLC on mullistanut teollisuuden ja teollisuuden. On olemassa laaja valikoima PLC toimintoja, kuten ajoitus, laskenta, laskeminen, vertaaminen, ja käsittely erilaisia analogisia signaaleja.

tärkein etu OYJ: n yli ”hard-wired” control system on, että voit mennä takaisin ja muuttaa OYJ: n sen jälkeen, kun olet ohjelmoinut sen, vähin kustannuksin (vain kustannukset ohjelmoija on aikaa)., Hard-langallinen säätöjärjestelmä, olet pohjimmiltaan ottaa repimään johtoja ja aloittaa tyhjästä (joka on kalliimpaa ja kestää kauemmin). Katsotaanpa esimerkki ymmärtää paremmin tätä etua.

Kuvittele, että sinulla on valo kytkettynä kytkimeen. Yleensä valo toimii kahdessa tilanteessa-päällä ja pois päältä. Nyt sinulle annetaan tehtävä, että kun Kytkimen käynnistää, valon pitäisi hehkua vasta 30 sekunnin kuluttua. Tämän kovan virityksen takia olemme jumissa. Ainoa tapa saavuttaa tämä on täysin uudelleen piiri lisätä ajoitus rele., Siinä on paljon hässäkkää pienestä muutoksesta.

Tämä on, jos ohjelmoitava logiikkaohjain tulee kuva, joka ei vaadi mitään ylimääräisiä johtoja ja laitteita varmista, että muutos. Sen sijaan se vaatii yksinkertaisen koodinmuutoksen, ohjelmointi PLC käynnistää valon vasta 30 sekunnin kuluttua kytkimestä. Joten, käyttämällä PLC, se on helppo sisällyttää useita panoksia ja lähdöt.,

Tämä on vain yksinkertainen esimerkki – PLC on kyky hallita paljon suurempia ja monimutkaisempia prosesseja. PLC voidaan räätälöidä käyttäjän sovelluksen ja tarpeiden mukaan.

Miten OYJ: n työtä?

työ-ohjelmoitava logiikkaohjain voidaan helposti ymmärtää syklisen skannaus menetelmä, joka tunnetaan nimellä skannauksen aikana.,

PLC-Scan Prosessi sisältää seuraavat vaiheet

• käyttöjärjestelmä käynnistyy pyöräily ja seuranta-aika.
• suoritin alkaa lukea syöttömoduulin tietoja ja tarkistaa kaikkien syötteiden tilan.
• suoritin aloittaa Käyttäjän tai sovellusohjelman suorittamisen rele-ladder-logiikalla tai millä tahansa muulla PLC-ohjelmointikielellä.
• seuraavaksi suoritin suorittaa kaikki sisäiset diagnoosi-ja viestintätehtävät.,
• ohjelman tulosten mukaan se kirjoittaa tiedot tulostusmoduuliin niin, että kaikki lähdöt päivitetään.
• tämä prosessi jatkuu niin kauan kuin PLC on käytössä.

PLC: n fyysinen rakenne

PLC: n rakenne muistuttaa lähes tietokoneen arkkitehtuuria.

Ohjelmoitavat logiikat valvoo jatkuvasti syöttää arvoja eri input sensing laitteiden (esim., kiihtyvyysmittari, painoasteikko, kovapintaiset signaalit jne.) ja tuottaa vastaavaa tuotantoa riippuen tuotannon ja teollisuuden luonteesta. Tyypillinen lohkokaavio PLC koostuu viidestä osasta eli:

• Telineeseen tai runko
• virtalähde Moduuli
• CPU (Central Processing Unit)
• Tulo & Output Module
• Viestintä Interface Module

Telineeseen tai Runko

kaikki PLC-järjestelmien, PLC-telineeseen tai runko muodostaa tärkein moduuli ja toimii selkäranka järjestelmän. PLCs: ää on saatavilla eri muotoisia ja kokoisia., Kun mukana on monimutkaisempia ohjausjärjestelmiä, se vaatii suurempia PLC-telineitä.

pienikokoisessa PLC: ssä on kiinteä I / O-pin-kokoonpano. Joten, he ovat menneet Modulaarinen tyyppi rack PLC, joka hyväksyy erilaisia I / O moduulit liukuva ja sopii konseptiin. Kaikki I / O moduulit asuvat tämän telineen / alustan sisällä.

Power Supply Module

Tämä moduuli käytetään tarjoamaan tarvittava virta koko PLC-järjestelmä., Se muuntaa käytettävissä olevan AC-tehon DC-tehoksi, jota CPU ja I/O-moduuli vaativat. PLC toimii yleensä 24 voltin TASAVIRTALÄHTEELLÄ. Harva PLC käyttää eristettyä virtalähdettä.

CPU Moduuli ja Muisti

CPU moduuli on keskeinen prosessori, ROM & RAM-muisti. ROM-muisti sisältää käyttöjärjestelmän, ajurit ja sovellusohjelmat. RAM-muistia käytetään ohjelmien ja datan tallentamiseen. Suoritin on PLC: n aivot, joilla on oktaali-tai kuusikulmainen mikroprosessori.

On mikroprosessori-pohjainen CPU, se korvaa ajastimet, releet ja laskurit., Kaksi prosessorityyppiä yhtenä bittinä tai tekstinkäsittelijänä voidaan yhdistää PLC: hen. Yhtä bittiprosessoria käytetään logiikkatoimintojen suorittamiseen. Tekstinkäsittelijöitä taas käytetään tekstin, numeeristen tietojen käsittelyyn, tietojen ohjaamiseen ja tallentamiseen.

suoritin lukee antureiden syöttötiedot, käsittelee ne ja lähettää lopulta komennon laitteiden ohjaamiseen. Tasavirtalähde, kuten edellisessä keskustelussa mainittiin, tarvitaan jännitteen signaaleja. Suoritin sisältää myös muita sähköosia muiden yksiköiden käyttämien Kaapelien liittämiseen.,

Tulo-ja Lähtömoduuli

Oletko koskaan miettinyt, miten aistit fysikaaliset parametrit, kuten lämpötilan, paineen, virtauksen jne. PLC: n käyttö? Tietenkin OYJ: llä on yksinomainen moduuli vuorovaikutuksessa tuotantopanosten ja tuotoksen, joka on nimeltään input & output module.

Tulolaitteet voivat olla joko käynnistys-ja pysäytyskoneita, kytkimiä jne.ja ulostulolaitteet voivat olla sähkölämmitin, venttiilit, releet jne. I / O-moduuli auttaa liittämään Tulo-ja ulostulolaitteet mikroprosessoriin. PLC: n syöttömoduuli on selitetty alla olevassa kuvassa.,

The input module of PLC does four main functions.,

1. Input module-liitäntä saa signaalin prosessi laitteiden 220 V AC
2. Muuntaa tulosignaalin 5 V DC, jota voidaan käyttää OYJ:
3. Eristäjä lohko on tapana eristää/estää OYJ: n päässä meneillään vaihtelu
4. jonka Jälkeen signaali lähetetään output-end minä.e OYJ:

On olemassa kaksi pääosaa input module eli teho-osa ja looginen osio. Molemmat osat eristetään sähköisesti toisistaan. Aluksi painike on suljettu., Niin, 220 V AC tarjonta annetaan sillan piiri kautta vastukset R1 ja R2.

silta tasasuuntaaja (kuten diodi silta tasasuuntaaja) käytetään muuntamaan AC-signaalin DC ja Zener-diodi on tapana tarjota alhainen jännite LED. Kun LED-valo osuu fototransistoriin, se toimii johtumisalueella. Lopuksi prosessorille annetaan 5V tasavirta.

PLC: n tulostusmoduuli toimii samalla tavalla kuin tulomoduuli, mutta käänteisessä prosessissa. Se liittää lähtökuorman ja prosessorin., Joten tässä ensimmäinen osio olisi logiikkasessio ja power-osio tulee seuraavaksi. Työ-output-moduuli on esitetty alla kuvassa.

Joten täällä, kun ohjelman logiikka korkea signaali prosessori, LED syttyy ja antaa valoa pudota phototransistor. Kun transistori menee johtumisalueelle, se tuottaa pulssin triacin portille., Eristyslohkoa käytetään logiikkaosan ja ohjausosan eristämiseen.

Tietoliikenneliittymämoduuli

tiedon siirtämiseksi suorittimen ja viestintäverkkojen välillä käytetään älykkäitä I / O-moduuleja. Nämä viestintämoduulit auttavat muodostamaan yhteyden muihin PLCs: ään ja tietokoneisiin, jotka on sijoitettu syrjäiseen paikkaan.

PLCs

PLC: n kaksi päätyyppiä ovat kiinteä / kompakti PLC ja modulaarinen PLC.

Compact PLC

yksittäistapauksessa moduuleja olisi paljon. Siinä on kiinteä määrä I/O-moduuleja ja ulkoisia I / O-kortteja., Joten, sillä ei ole kykyä laajentaa moduulit. Jokainen panos ja tuotos olisi päättää valmistaja.

modulaarinen PLC

tämäntyyppinen PLC mahdollistaa moninkertaisen laajennuksen ”moduulien” kautta, mistä käytetään nimitystä modulaarinen PLC. I / O-komponentteja voidaan lisätä. Se on helpompi käyttää, koska jokainen komponentti on toisistaan riippumattomia.,

PLC on jaettu kolmeen ryhmään perustuu tuotos-eli Rele-ulostulo, Transistorin ulostulo, ja Triac-Lähtö PLC. Relelähtötyyppi soveltuu parhaiten sekä AC-että DC-lähtölaitteille. Transistorin lähtö tyyppi PLC käyttää kytkentätoimintoja ja käyttää sisällä mikroprosessorit.

fyysisen koon mukaan PLC jaetaan Miniin, mikroon ja Nano PLC: hen.,

Joidenkin valmistajien Plc: t ovat:

• Allen Bradley
• ABB
• Siemens
• Mitsubishi OYJ:
• Hitachi OYJ:
• Delta PLC
• General Electric (GE) OYJ:
• Honeywell OYJ:

PLC-Sovellukset

Plc on erilaisia sovelluksia ja käyttötarkoituksia, mukaan lukien:

1. Prosessi, Automaatio-Kasveja (esim., kaivos -, öljy – &kaasu)
2. Lasi, Teollisuus
3. paperiteollisuus
4. Sementin Valmistus
5. kattilat – lämpövoimalaitosten

PLC-Ohjelmointi

Kun käytät PLC: n, on tärkeää suunnitella ja toteuttaa käsitteitä riippuen erityisesti käyttötapaus. Tätä varten meidän on ensin tiedettävä enemmän PLC-ohjelmoinnin yksityiskohdista.

PLC-ohjelma koostuu joukko ohjeita, joko tekstimuotoinen tai graafinen muoto, joka edustaa logiikkaa, joka hallitsee prosessin OYJ: llä on määräävä., PLC-ohjelmointikieliä on kaksi pääluokitusta, jotka jaetaan edelleen moniin alaluokiteltuihin tyyppeihin.

1. Tekstimuotoinen Kieli
   • Ohje luettelo
   • Strukturoitu teksti
2. Graafinen Muoto
   • Tikkaat Kaaviot (LD) (eli Ladder Logic)
   • Function Block Diagram (FBD)
   • Sequential Function Chart (SFC)

Vaikka kaikki nämä PLC-ohjelmointi-kielellä voidaan ohjelmoida PLC, graafisia kieliä (kuten ladder logic) ovat tyypillisesti ensisijainen teksti kielellä (kuten strukturoitu teksti ohjelmointi).,

Ladder Logic

Ladder logic on PLC-ohjelmoinnin yksinkertaisin muoto. Se tunnetaan myös nimellä ”relelogiikka”. Relekontaktit, joita käytetään releohjatuissa järjestelmissä, ovat edustettuina tikapuulogiikan avulla.
alla olevassa kuvassa on yksinkertainen esimerkki tikkakaaviosta.

edellä mainitussa esimerkissä, kaksi painonappia käytetään ohjaamaan sama lamppu ladata. Kun jokin kytkimistä on kiinni, lamppu hehkuu.,

kahta vaakasuoraa viivaa kutsutaan runkoiksi ja kahta pystysuoraa viivaa kiskoiksi. Jokainen rung muodostaa positiivisen kiskon (P) ja negatiivisen kiskon (N) välisen sähköyhteyden. Tämä mahdollistaa virran virtauksen Tulo-ja lähtölaitteiden välillä.

funktionaaliset lohkokaaviot

funktionaalinen lohkokaavio (FBD) on yksinkertainen ja graafinen menetelmä ohjelmoida useita toimintoja PLC: ssä. PLCOpen on kuvannut FBD: n käyttöä standardissa IEC 61131-3. Funktiolohko on ohjelman ohjeyksikkö, joka toteutuessaan tuottaa yhden tai useamman lähtöarvon.,

sitä edustaa alla esitetty lohko. Se on esitetty suorakulmaisena lohkona, jossa sisääntulot tulevat vasemmalle ja lähtöviivat lähtevät oikealle. Se antaa suhde valtion tulo ja lähtö

etu käyttää FBD on, että mikä tahansa määrä panoksia ja tuotoksia voidaan käyttää toiminnallinen lohko. Kun käytät useita Tulo ja lähtö, voit liittää ulostulo yhden funktion lohkon tulo toisen., Whereby building a Function Block Diagram.

The figure below shows various function blocks used in FBD programming.

The figure below shows a ladder diagram and its function block equivalent in Siemens notation.,

Structured Text Programming

Structured text is a textual programming language that utilizes statements to determine what to execute. It follows more conventional programming protocols but it is not case sensitive., Joukko lausuntoja (logiikka) on muodostettu ilmaisemaan toimeksiantoja ja suhteita käyttäen useita toimijoita. Rakenteiden tekstioperaattorit on lueteltu alla kuvassa.

PLC-Ohjelmointi Esimerkkejä

signaalin lampun on oltava kytkettynä, jos pumppu on käynnissä ja paine on tyydyttävä, tai jos lamppu testi kytkin on suljettu., Tässä sovelluksessa, Jos pitäisi olla lähtö lampun tuloa sekä pumppu-ja paineanturit ovat tarpeen. Siksi, ja logiikka portit käytetään.

TAI logiikka on käyttää testi-input kunnossa, se on annettava tuotos lamppu riippumatta siitä, onko signaalin JA järjestelmän. Käyttämällä loppuun tai RET opetusta tikkaita kaavio, voimme kertoa PLC on saavuttanut loppuun ohjelman. Funktion lohkokaavio ja tikkakaavio on esitetty alla kuvassa.,

toinen esimerkki, harkitse venttiili, joka on toiminut nostaa kuorman, kun pumppu on käynnissä ja joko nostaa kytkintä ei paineta tai kytkintä käyttää, joka osoittaa, että kuorma ei ole jo nostettu ja on alareunassa sen hissi-kanava.

tai logiikkaa käytetään kahdesta kytkimestä ja AN ja logiikkaa käytetään kahden kytkimen ja pumpun kanssa. Venttiiliä käytetään vain, jos pumppu ON päällä ja kahta kytkintä käytetään.,

Harkitse juomia kone, joka mahdollistaa valikoima teetä tai kahvia, maitoa tai ei, sokeria tai sokeria, ja toimittaa tarvittavat kuuma juoma lisäys kolikon. Alla olevasta kuvasta nähdään, että joko tee tai kahvi valitaan ensimmäisen tai logiikkaportin avulla.

ensimmäinen ja portti antavat ulostulon, kun valitaan joko teetä tai kahvia ja koneeseen lisätään kolikko., Lähtö tästä ja portista annetaan toiselle ja portille. Toinen ja portti toimivat vain, kun kuuma vesi yhdistyy teehen. Maito ja sokeri ovat valinnaisia lisäyksiä, jotka voivat tapahtua kolikon lisäämisen jälkeen.,

Historia Plc

Monet varhain Plc eivät kykene graafinen esitys logiikka, ja niin sen sijaan oli edustettuina useita loogisia ilmaisuja Boolean-muodossa (kuin Boolen algebra).,

Kuten ohjelmointi terminaalit kehittynyt, se tuli yleisempää tikkaat logiikkaa voidaan käyttää, koska se oli tuttu muoto, jota käytetään elektro-mekaaninen ohjaus-paneelit. Nykyaikaisempia formaatteja, kuten valtion logiikkaa ja Funktiolohkodiagrammeja on olemassa, mutta ne eivät silti ole yhtä suosittuja kuin ladder logic.

mahdollinen syy tähän on, että ohjelmoijat haluavat enemmän ulkonäköä ladder logic yli jäsennelty teksti ohjelmointi.,

Vasta noin 1990-luvun puolivälissä, Plc on ohjelmoitu käyttäen omaa ohjelmointi paneelit tai erikoiskoneiden ohjelmointi terminaalit, joka usein oli omistettu näppäimet, jotka edustavat eri loogisia elementtejä OYJ: n ohjelmia.

Jotkut oma ohjelma liittimet näkyvät elementit OYJ: n ohjelmat, kuten graafisia symboleja, mutta tavallinen ASCII-koodi edustustojen yhteystiedot, kelat ja johdot olivat yleisiä.