tartalom
mi a PLC?
PLC jelentése “programozható logikai vezérlő”. A PLC olyan számítógép, amelyet kifejezetten arra terveztek, hogy megbízhatóan működjön kemény ipari környezetben – például szélsőséges hőmérsékletek, nedves, száraz és / vagy poros körülmények között. A PLC-ket olyan ipari folyamatok automatizálására használják, mint például a gyártó üzem futószalagja, az ércfeldolgozó üzem vagy a szennyvíztisztító telep.,
a PLC-k megosztják az otthoni személyi számítógép számos funkcióját. Mindkettő rendelkezik tápegységgel, CPU-val (központi feldolgozó egység), bemenettel és kimenettel (I/O), memóriával és operációs szoftverrel (bár ez egy másik operációs szoftver).
a legnagyobb különbség az, hogy egy PLC képes olyan diszkrét és folyamatos funkciókat végrehajtani, amelyeket a PC nem tud, és a PLC sokkal jobban megfelel a durva ipari környezeteknek. A PLC-t “ruggedizált” digitális számítógépnek lehet tekinteni, amely kezeli az ipari környezet elektromechanikus folyamatait.,
a PLC-k döntő szerepet játszanak az automatizálás területén, egy nagyobb SCADA rendszer részét képezve. A PLC programozható a folyamat működési követelményének megfelelően. A feldolgozóiparban a termelés jellegének megváltozása miatt szükség lesz az újraprogramozásra. Ennek a nehézségnek a leküzdése érdekében PLC-alapú vezérlőrendszereket vezettek be. Először megvitatjuk a PLC alapjait, mielőtt megvizsgálnánk a PLC-k különböző alkalmazásait.
Ha meg szeretné tanulni, hogyan kell programozni a PLC-ket, akkor nézze meg a különböző online PLC-képzéseket., Ezek a tanfolyamok segíthetnek a karrierjének megkezdésében az irányítástechnika területén.
PLC alapjai
a PLC-ket Dick Morley találta ki 1964-ben. Azóta a PLC forradalmasította az ipari és feldolgozóipart. A PLC funkciók széles skálája létezik, mint az időzítés, a számolás, a számítás, az összehasonlítás, a különböző analóg jelek feldolgozása.
a PLC fő előnye egy “vezetékes” vezérlőrendszerrel szemben az, hogy a programozás után visszamehetsz és megváltoztathatsz egy PLC-t, kis költséggel (csak a programozó idejének költsége)., Egy vezetékes vezérlőrendszerben lényegében ki kell tépni a vezetékeket, és a nulláról kell kezdeni (ami drágább és tovább tart). Nézzünk egy példát, hogy jobban megértsük ezt az előnyt.
Képzeld el, hogy van egy fény csatlakoztatva egy kapcsolót. Általában a fény két körülmények között működik-BE-KI. Most kap egy feladatot, hogy amikor bekapcsolja a kapcsolót, a fénynek csak 30 másodperc után kell világítania. Ezzel a vezetékes beállítással beragadtunk. Ennek egyetlen módja az, hogy teljesen újratervezzük az áramkörünket, hogy időzítő relét adjunk hozzá., Ez sok gond egy kisebb változásért.
Ez az, ahol egy programozható logikai vezérlő kerül a képbe, amely nem igényel további vezetékeket és hardvert, hogy megbizonyosodjon róla változás. Inkább egyszerű kódváltást igényel, programozva a PLC-t, hogy csak a kapcsoló bekapcsolása után 30 másodperccel kapcsolja be a fényt. Így PLC használatával könnyen beépíthető több bemenet és kimenet.,
Ez csak egy egyszerű példa – a PLC képes irányítani sokkal nagyobb és összetettebb folyamatokat. A PLC testreszabható a felhasználó alkalmazásától, igényeitől függően.
hogyan működik a PLC?
egy programozható logikai vezérlő működése könnyen érthető, mint egy ciklikus szkennelési módszer, amelyet szkennelési ciklusnak neveznek.,
a PLC szkennelési folyamata a következő lépéseket tartalmazza
- az operációs rendszer elkezdi a kerékpározást és az idő megfigyelését.
- a CPU elkezdi olvasni az adatokat a bemeneti modulból, majd ellenőrzi az összes bemenet állapotát.
- a CPU elkezdi végrehajtani a relé-létra logikával vagy bármely más PLC-programozási nyelven írt felhasználói vagy alkalmazási programot.
- ezután a CPU elvégzi az összes belső diagnosztikai és kommunikációs feladatot.,
- a program eredményei szerint az adatokat a kimeneti modulba írja, hogy minden kimenet frissüljön.
- ez a folyamat addig folytatódik, amíg a PLC futási módban van.
PLC fizikai szerkezete
a PLC szerkezete szinte hasonló a számítógép architektúrájához.
programozható logikai vezérlők folyamatosan figyelik a bemeneti értékeket a különböző bemeneti érzékelő eszközökről (Plc) pl., gyorsulásmérő, súly skála, vezetékes jelek stb.) és a termelés és az ipar jellegétől függően termel megfelelő kibocsátást. Egy tipikus blokk diagram NYRT öt részből áll, nevezetesen:
- Rack, vagy alváz
- Tápegység Modul
- a Központi Feldolgozó Egység (CPU)
- Input & Kimeneti Modul
- Kommunikációs Interfész Modul
Rack, vagy Alváz
minden PLC rendszerek, a PLC rack, vagy alváz képezi a legfontosabb modul működik, mint egy gerinc, hogy a rendszer. A PLC-k különböző formákban és méretben kaphatók., Ha összetettebb vezérlőrendszerekről van szó, akkor nagyobb PLC állványokra van szükség.
A Kis méretű PLC rögzített I / O tűk konfigurációval van felszerelve. Tehát, mentek moduláris típusú rack PLC, amely elfogadja a különböző típusú I / O modulok csúszó, illeszkedik a koncepció. Az összes I / O modul ebben a rack/alvázban fog lakni.
tápegység modul
ezt a modult arra használjuk, hogy a szükséges energiát az egész PLC rendszer., A rendelkezésre álló váltakozó áramot egyenáramú árammá alakítja, amelyet a CPU és az I/O modul igényel. PLC általában működik egy 24V DC ellátás. Néhány PLC elszigetelt tápegységet használ.
CPU modul és memória
CPU modul központi processzorral rendelkezik, ROM & RAM memória. A ROM memória tartalmaz egy operációs rendszert, illesztőprogramokat és alkalmazásprogramokat. A RAM memóriát programok és adatok tárolására használják. A CPU a PLC agya oktális vagy hatszögletű mikroprocesszorral.
mivel egy mikroprocesszor-alapú CPU, helyettesíti időzítő, relék, számlálók., Két típusú processzorok, mint egy bit vagy szövegszerkesztő lehet építeni egy PLC. Egy bites processzor logikai funkciók végrehajtására szolgál. Míg a szövegfeldolgozókat szöveg, numerikus adatok feldolgozására, adatkezelésre és rögzítésre használják.
CPU beolvassa a bemeneti adatokat az érzékelőktől, feldolgozza, majd végül elküldi a parancsot a vezérlő eszközöknek. DC áramforrás, amint azt az előző vita szükséges feszültség jelek. A CPU más elektromos alkatrészeket is tartalmaz a más egységek által használt kábelek csatlakoztatásához.,
Input and Output Module
Gondolt már arra, hogyan lehet érzékelni a fizikai paramétereket, például a hőmérsékletet, a nyomást, az áramlást stb.? a PLC használata? Természetesen a PLC-nek van egy exkluzív modulja a bemenetek és kimenetek összekapcsolására, amelyet & kimeneti modulnak neveznek.
A bemeneti eszközök lehetnek indító-leállító nyomógombok, kapcsolók stb., a kimeneti eszközök lehetnek elektromos fűtőberendezések, szelepek, relék stb. Az I / O modul segíti a bemeneti és kimeneti eszközök mikroprocesszorral történő összekapcsolását. A PLC bemeneti modulja az alábbi ábrán látható.,
The input module of PLC does four main functions.,
- Bemeneti modul interfész megkapja a jelet a folyamat eszközök 220 V AC
- Alakítja a bemenő jel 5 V DC, hogy lehet használni a PLC
- Leválasztó blokk használt elkülöníteni/megakadályozzák a PLC-től átesett ingadozás
- ami Után a jelet küld a kimeneti végén.e a PLC
két fő részből áll a bemeneti modul, azaz a hálózati szakasz, valamint a logikai rész. Mindkét szakasz elektromosan el van különítve egymástól. Kezdetben nyomógomb zárva van., Tehát 220 V váltakozó áramú tápegységet adnak a híd áramkörnek az R1 és R2 ellenállásokon keresztül.
A Híd egyenirányító (például diódahíd egyenirányító) az AC jel EGYENÁRAMÚVÁ történő átalakítására szolgál, a Zener diódát pedig a LED alacsony feszültségű tápellátásának biztosítására használják. Amikor a LED fénye a fototranzisztorra esik, a vezetési régióban működik. Végül 5V DC tápegységet kap a processzor.
a PLC kimeneti modulja hasonlóan működik, mint a bemeneti modul, de fordított folyamatban. Összekapcsolja a kimeneti terhelést és a processzort., Tehát itt az első rész a logikai szekció lenne, a következő pedig a power szekció. A kimeneti modul működése az alábbi ábrán látható:
tehát itt, amikor a program logic high signal generálódik a A processzor, a LED bekapcsol, és lehetővé teszi, hogy a fény egy fototranzisztorra essen. Amikor a tranzisztor a vezetési régióba megy, impulzust generál a Triac kapujához., Az izolátorblokk a logikai szakasz és a vezérlő szakasz elkülönítésére szolgál.
kommunikációs interfész modul
a CPU és a kommunikációs hálózatok közötti információátadáshoz intelligens I / O modulokat használnak. Ezek a kommunikációs modulok segítik a kapcsolatot más Plc-kkel és számítógépekkel, amelyek távoli helyen vannak elhelyezve.
Plc típusok
a PLC két fő típusa fix / kompakt PLC és moduláris PLC.
Compact PLC
egyetlen esetben sok modul lenne. Fix számú I / O modullal és külső I / O kártyával rendelkezik., Tehát nem képes bővíteni a modulokat. Minden bemenetről és kimenetről a gyártó döntene.
moduláris PLC
Az ilyen típusú PLC lehetővé teszi a “modulok” többszörös bővítését, ezért moduláris PLC-nek nevezik. I / O alkatrészek növelhető. Könnyebb használni, mert minden összetevő független egymástól.,
PLC három típusra oszlik a kimeneti nevezetesen relé kimenet, tranzisztor output, és triac output plc. A relé kimeneti típusa mind az AC, mind az DC kimeneti eszközök számára a legmegfelelőbb. A PLC Tranzisztoros kimeneti típusa kapcsolási műveleteket alkalmaz, és mikroprocesszorokon belül használják.
a fizikai méret szerint a PLC-t Mini, Micro és Nano PLC-re osztják.,
a PLC-k néhány gyártója a következő:
- Allen Bradley
- ABB
- Siemens
- Mitsubishi PLC
- Hitachi PLC
- Delta PLC
- General Electric (GE) PLC
- Honeywell PLC
PLC
Plc különböző alkalmazások és felhasználások, beleértve:
- folyamatautomatizálási üzemek (pl., bányászati, olaj &gáz)
- Üveg-Ipar
- Papír Ipar
- Cement Gyártás
- A kazán – hőerőművek
PLC Programozási
Ha a PLC, fontos, hogy tervezése, végrehajtása, fogalmak, attól függően, hogy az adott eset. Ehhez először többet kell tudnunk a PLC programozás sajátosságairól.
a PLC program egy utasításkészletből áll szöveges vagy grafikus formában, amely azt a logikát képviseli, amely szabályozza a PLC által vezérelt folyamatot., A PLC programozási nyelvek két fő osztályozása létezik, amelyeket tovább osztanak számos alosztályozott típusra.
- Szöveges Nyelv
- Utasítás lista
- Strukturált szöveg
- Grafikus Formában
- Létra Diagram (LD) (pl. Létra, Logika)
- Funkció Blokk Diagram (FBD)
- Sequential Function Chart (SFC)
Bár az összes ilyen PLC programozási nyelven lehet használni a programot a PLC, grafikus nyelvek (mint a létra, logika) jellemzően inkább szöveges nyelvek (mint a strukturált szöveg programozás).,
létra logika
létra logika a legegyszerűbb formája a PLC programozás. Az is ismert, mint “relé logika”. A relévezérelt rendszerekben használt relé érintkezőket létra logikával ábrázolják.
az alábbi ábra egy egyszerű példát mutat egy létra diagramra.
a fent említett példában két nyomógombot használnak ugyanazon lámpa terhelésének szabályozására. Ha az egyik kapcsoló zárva van, a lámpa világít.,
a két vízszintes vonalat rungsnak, a két függőleges vonalat sínek nevezik. Minden rung képezi a pozitív sín (P) és a negatív sín (N) közötti elektromos összeköttetést. Ez lehetővé teszi az áram áramlását a bemeneti és kimeneti eszközök között.
funkcionális blokk diagramok
funkcionális blokk Diagram (FBD) egy egyszerű és grafikus módszer programozni több funkciót PLC. A PLCOpen leírta az FBD használatát az IEC 61131-3 szabványban. A funkcióblokk olyan program utasításegység, amely végrehajtáskor egy vagy több kimeneti értéket eredményez.,
ezt egy blokk képviseli, az alábbiak szerint. Ez képviseli, mint egy téglalap alakú blokk bemenetek belépő bal kimeneti vonalak elhagyják a jobb oldalon. A bemeneti és kimeneti állapot
az FBD használatának előnye, hogy tetszőleges számú bemenet és kimenet Használható a funkcionális blokkon. Több bemenet és kimenet használata esetén az egyik funkcióblokk kimenetét csatlakoztathatja egy másik bemenetéhez., 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., Egy sor kijelentés (logika) több operátort használó feladatok és kapcsolatok kifejezésére szolgál. A struktúrák szöveg operátorok alább felsorolt a képen.
PLC programozási példák
jellámpa bekapcsolásához szükséges, ha egy szivattyú fut a nyomás kielégítő, vagy ha a lámpa tesztkapcsolója zárva van., Ebben az alkalmazásban, ha a lámpa bemeneteiből kimenetre van szükség mind a szivattyú, mind a nyomásérzékelők részéről. Ezért logikai kapukat használnak.
vagy logikát használnak a teszt bemeneti állapotához, a lámpa kimenetét be kell adni, függetlenül attól, hogy van-e jel az AND rendszerből. Segítségével END vagy RET utasítást a létra diagram, azt mondhatjuk, PLC elérte a végén a program. A függvény blokk diagram, valamint a létra diagram az alábbi ábrán látható.,
Mint egy másik példa, fontolja meg egy szelep, üzemeltetni, hogy emelje fel a terhelést, amikor a szivattyú működik, vagy a lift kapcsoló működtetett vagy egy kapcsolóval, amely jelzi, hogy a terhelés már emelte meg az alján a lift csatorna.
vagy logikát használnak két kapcsolóhoz, és a logikát két kapcsolóval és a szivattyúval használják. A szelep csak akkor működik, ha a szivattyú be van kapcsolva, és két kapcsoló működik.,
Fontolja meg egy italautomata, amely lehetővé teszi a kiválasztott tea vagy kávé, tej vagy tej nélkül, cukorral vagy cukor nélkül, valamint ellátja a szükséges, meleg italt, a feltöltés egy érmét. Az alábbi ábrán látható, hogy a teát vagy a kávét az első vagy a logikai kapu segítségével választják ki.
Az első és a kapu kimenetet ad, ha teát vagy kávét választanak ki, és egy érmét helyeznek a gépbe., Az ebből és a kaputól kapott kimenetet a második és a kapu kapja. A második kapu csak akkor működik, ha a forró víz kombinálódik a teával. A tej és a cukor opcionális kiegészítések, amelyek egy érme behelyezése után fordulhatnak elő.,
Történelem PLCs
Sok korai PLCs nem volt képes grafikus ábrázolása a logika, így ez volt, hanem képviseli, mint egy sor logikai kifejezés egy Logikai formátum (rokon Boole-algebra).,
ahogy a programozási terminálok fejlődtek, egyre gyakoribbá vált a létra logikájának használata, mivel ez egy ismert formátum volt az elektro-mechanikus vezérlőpanelekhez. Korszerűbb formátumok, például állami logika és funkcióblokk diagramok léteznek, de még mindig nem olyan népszerűek, mint a létra logikája.
ennek egyik lehetséges oka az, hogy a programozók inkább a létra logikájának vizuális vonzerejét részesítik előnyben a strukturált szövegprogramozás helyett.,
az 1990-es évek közepéig a PLC-ket szabadalmaztatott programozási panelekkel vagy speciális célú programozási terminálokkal programozták, amelyek gyakran dedikált funkciógombokkal rendelkeztek, amelyek a PLC programok különböző logikai elemeit képviselik.
egyes szabadalmaztatott programozási terminálok grafikus szimbólumként jelenítették meg a PLC programok elemeit, de gyakoriak voltak az érintkezők, tekercsek és vezetékek egyszerű ASCII-kód reprezentációi.