Kas ir programmējams loģiskais kontrolleris

Kontrolieris (no angļu valodas Control) — kontrole. Kontrolieris automatizētajās sistēmās ir tehnisks rīks, kas veic fizisko procesu vadības funkcijas saskaņā ar definēto algoritmu, izmantojot informāciju, kas saņemta no sensoriem un attēlota gala ierīcēs. Jebkura ierīce, kas var darboties automātiski, ietver vadības kontrolieri — moduli, kas nosaka ierīces darbības loģiku.

Programmējamie loģiskie kontrolleri (PLC) — tehniskie līdzekļi, ko izmanto tehnoloģisko procesu automatizēšanai. Tā ir elektroniska specializēta ierīce, kas darbojas reāllaikā.

PLC var ieprogrammēt digitāli un tādējādi ļoti viegli pielāgot konkrēta procesa prasībām. Pieaugot prasībām pret modernām iekārtām un ražošanas procesiem, PLC automatizācijas risinājumi ir kļuvuši par ikdienas rūpnieciskās ražošanas neatņemamu sastāvdaļu.

Galvenais PLC darbības režīms ir tā ilgstoša autonoma izmantošana, bieži vien nelabvēlīgos vides apstākļos, bez lielas apkopes un bez cilvēka iejaukšanās.PLC parasti izmanto, lai kontrolētu secīgus procesus, izmantojot ieejas un izejas, lai noteiktu objekta stāvokli un veiktu kontroles darbības.

Programmējamie loģiskie kontrolleri ir ideāli piemēroti dažādu lietojumprogrammu, iekārtu, sistēmu un procesu individuālai vadībai vai digitālai jaudas pārvaldībai.

Programmējams loģiskais kontrolleris ir mikroprocesora ierīce, kas paredzēta informācijas vākšanai, konvertēšanai, apstrādei, uzglabāšanai un vadības komandu ģenerēšanai, kam ir ierobežots skaits ieeju un izeju, sensoru, slēdžu, izpildmehānismu, kas ar tiem savienoti ar vadības objektu, un ir paredzēta darbībai reāllaika režīmi.

Tipisks PLC sastāv no šādām daļām:

• Piemēram, pogas, gaismas barjeras vai temperatūras sensori ir savienoti ar vadības bloku caur ieejām. Pateicoties šiem komponentiem, PLC sistēma var uzraudzīt iekārtas pašreizējo stāvokli.
• Izvadi ir savienoti ar ierīci, piemēram, elektromotoriem, hidrauliskajiem vārstiem, kurus PLC izmanto, lai vadītu konkrētu mašīnu.
• Lietotāja programma — PLC programmatūra, nodrošina izeju pārslēgšanu atkarībā no ieeju aktivizācijas.
• Sakaru saskarne tiek izmantota, lai savienotu PLC ar citām sistēmām.
• PLC ietver arī savu barošanas avotu, centrālo procesoru un iekšējo kopni.

Pašlaik izmantotajām releju-kontaktu vadības sistēmām ir raksturīga zema uzticamība, atvērtu kontaktu klātbūtne utt. Programmējamo loģisko kontrolleru (PLC) izmantošana lokālo vadības sistēmu automatizācijai ir visefektīvākā.

Laika gaitā PLC turpina attīstīties un pielāgoties īpašām vajadzībām industriālajā vidē.PLC funkcijām ir vairākas priekšrocības: to elastības dēļ tās var izmantot ļoti dažādās nozarēs. Iestatījumus var mainīt jebkurā laikā, netraucējot pašas iekārtas darbību.

Tikai individuāli programmējamas iekārtas ražošanas iekārtu darbības kontrolei, uzraudzībai un regulēšanai spēj apmierināt augstās mūsdienu rūpniecības prasības.

PLC parasti var uzstādīt tieši uz ražošanas iekārtas. Tas ietaupa nepieciešamo vietu. Papildus iespējai attālināti vadīt PLC, viena no tā lielākajām priekšrocībām ir komunikācijas spēja.

PLC ir ieprogrammēti saskaņā ar IEC-61131-3 standartu. PLC tiek programmēti ar specializētu kompleksu palīdzību, viens no populārākajiem ir CoDeSys. Tas ietver šādas valodas: grafika (joslu diagramma, funkciju blokshēma, secīga funkciju diagramma, nepārtraukta funkciju diagramma), teksts (instrukciju saraksts, strukturēts teksts).

Pasaulē pirmais programmējamais loģiskais kontrolleris parādījās 20. gadsimta vidū. Modicon 084 bija skapis ar savstarpēji savienotu releju un kontaktu komplektu, tā atmiņa bija tikai 4 kilobaiti. Terminu PLC 1971. gadā ieviesa Alens Bredlijs. Kopā ar Ričardu Morliju viņš ir "PLC tēvs".

Pirmā no šīm sistēmām ir piedēvēta diviem tehniķiem — Ričardam E. Morlijam un Odo Dž. Cīnītājs. Kamēr Morlijs savu Modicon 084 sistēmu ieviesa 1969. gadā kā "pusvadītāju pusvadītāju datoru", Odo Dž. Struger palīdzēja izstrādāt PLC Viskonsīnā bāzētajam Allen-Bradley. Abi inženieri tiek uzskatīti par pirmā programmējamā loģiskā kontrollera (PLC) radītājiem.Laika gaitā prasības ražošanas videi visā pasaulē ir augušas. Tādējādi PLC attīstījās un tika nodots ekspluatācijā daudzās versijās.

— Elektroinženieris Jakovs Kuzņecovs

Programmējamā loģiskā kontrollera struktūra:

PLC darba algoritms:

Galvenais PLC darbības režīms ir tā ilgstoša autonoma izmantošana, bieži vien nelabvēlīgos vides apstākļos, bez lielas apkopes un praktiski bez cilvēka iejaukšanās.

PLC ir vairākas īpašības, kas tos atšķir no citām mašīnbūvē izmantotajām elektroniskajām ierīcēm:

• Atšķirībā no mikrokontrollera (vienas mikroshēmas datora) — mikroshēmas, kas paredzēta elektronisko ierīču vadīšanai — PLC parasti izmanto automatizētos rūpnieciskās ražošanas procesos ražošanas rūpnīcas kontekstā;

• atšķirībā no datoriem, PLC ir vērsti uz darbu ar mašīnu vienībām, izmantojot sarežģītu sensoro signālu ievadi un signālu izvadīšanu izpildmehānismos, koncentrējoties uz lēmumu pieņemšanu un operatora vadību;

• Atšķirībā no iegultajām sistēmām, PLC tiek ražoti kā neatkarīgi produkti, atsevišķi no to kontrolētajām iekārtām.

• paplašināta loģisko darbību skaita klātbūtne un iespēja iestatīt taimerus un skaitītājus.

• Visām PLC programmēšanas valodām ir vienkārša piekļuve bitu manipulācijām mašīnvārdos, atšķirībā no vairuma augsta līmeņa programmēšanas valodu mūsdienu datoros.

Atkarībā no risināmo automatizācijas uzdevumu sarežģītības ir dažādas sarežģītības pakāpes PLC.

PLC pamatdarbības atbilst noteiktu mezglu loģisko ķēžu kombinētai vadībai - mehāniskai, elektriskai, hidrauliskai, pneimatiskai un elektroniskai.

Vadības procesā kontrolleri ģenerē izejas signālus (ieslēgts - izslēgts), lai vadītu izpildmehānismus (elektriskos motorus, vārstus, solenoīdus un vārstus), pamatojoties uz sensoru vai augstāka līmeņa ierīču signālu apstrādes rezultātiem.

Mūsdienu programmējamie kontrolleri veic arī citas darbības, piemēram, skaitītāja un intervāla taimera funkciju apvienošanu un signālu aizkaves apstrādi.

Vidēja un augsta līmeņa programmējamiem loģiskajiem kontrolleriem parasti ir iebūvēta kustības vadības aparatūra un programmatūra, jo īpaši ātrgaitas skaitītāja moduļi, pozicionēšanas moduļi utt., kas ļauj salīdzinoši viegli īstenot kustības vadības funkcijas un nodrošina augstu pozicionēšanas precizitāti.

Strukturāli PLC ir pielāgoti darbam tipiskos industriālajos apstākļos, ņemot vērā piesārņoto atmosfēru, signālu līmeņus, termisko un mitruma izturību, barošanas avotu neuzticamību, kā arī mehāniskos triecienus un vibrācijas. Šim nolūkam aparatūras daļa ir ievietota izturīgā korpusā, kas samazina vairāku ražošanas faktoru negatīvo ietekmi.

Galvenā atšķirība starp PLC un releja vadības shēmām ir algoritmi, kas tiek ieviesti, izmantojot programmas. Viens kontrolieris var ieviest shēmas, kas līdzvērtīgas tūkstošiem cieto loģikas elementu. Turklāt ķēdes uzticamība nav atkarīga no tās sarežģītības.

Programmējamie loģiskie kontrolleri tradicionāli darbojas automatizēto iekārtu vadības sistēmu (ACS) apakšdaļā — sistēmās, kas ir tieši saistītas ar ražošanas tehnoloģijām.

PLC parasti ir pirmais solis ēku vadības sistēmās. Tas ir tāpēc, ka nepieciešamība automatizēt mašīnu vai iekārtu vienmēr ir visredzamākā. Tas dod ātru ekonomisku efektu, uzlabo produkcijas kvalitāti, izvairās no fiziski smaga un rutīnas darba. PLC pēc definīcijas ir izveidoti šim darbam.

Galvenā PLC priekšrocība ir tāda, ka ar nelielu mehānismu var aizstāt milzīgu skaitu elektromehānisko releju, kā arī ātru skenēšanas laiku, kompaktas I/O sistēmas, standartizētus programmēšanas rīkus un īpašas saskarnes, kas ļauj tieši pieslēgt nestandarta automatizācijas ierīces. kontrolieris vai dažādu iekārtu apvienošana vienā vadības sistēmā.

Kā izvēlēties pareizo PLC

Programmējamā kontrollera izvēle ir svarīgs un grūts uzdevums, veidojot sistēmas tehnoloģisko parametru automātiskai kontrolei jebkurā rūpniecības uzņēmumā.

Izvēloties to, ir jāņem vērā un jāizvērtē liels skaits faktoru. Apvienojot tehnoloģiskās prasības konkrētam objektam automātiskai vadībai ar mūsdienu programmējamo loģisko kontrolleru salīdzinošo analīzi, jūs varat pieņemt pareizo lēmumu.

PLC klasifikācija:

Pērkot PLC, pirmais solis ir rūpīgi apsvērt, kurš tips ir piemērots šim mērķim.

Klasiskie PLC ir moduļi, kurus parasti var ieprogrammēt, izmantojot datoru. Pēc tam dators vairs nav vajadzīgs paša PLC darbināšanai.Principā ir jānošķir modulārie, kompaktie un slotu PLC.

Kompaktie PLC parasti ir lētāki un aizņem mazāk vietas. Pēc tam to galvenokārt izmanto nelieliem automatizācijas procesiem.

Papildus lietojumprogrammām, kuru pamatā ir datora platforma, ir arī kompakti PLC, kurus var programmēt no vadības paneļa bez datora.

Moduļu PLC piedāvā iespēju elastīgi salikt vadības bloku no atsevišķiem moduļiem, lai varētu ieprogrammēt sarežģītākus automatizētus uzdevumus.

Ir moduļi, kurus var ieviest sistēmā kā pievienojamās kartes mātesplates brīvā slotā.

Ir arī nepieciešams atšķirt PLC pēc tā, kā tie veic savu darbu. Papildus modeļiem, kas kontrolē ievades iepriekš noteiktā ciklā, un PLC, kas apstrādā izejas dažādos posmos, ir pieejami arī uz notikumiem balstīti PLC modeļi.

Pirms PLC iegādes īpaša uzmanība jāpievērš ieeju un izeju skaitam, turklāt jāņem vērā arī citi parametri, kas netika ņemti vērā sākotnējās plānošanas laikā. Apsveriet arī, vai jums ir nepieciešams PLC ar integrētu displeju un skārienpaneli. Dažos gadījumos var pietikt ar vērtību nolasīšanu un sistēmas pārvaldību, izmantojot esošo IT infrastruktūru.

Kas ir HMI

HMI (Human Machine Interface) — cilvēka un mašīnas komunikācijas saskarne. Šīs intuitīvās un lietotājam draudzīgās saskarnes tiek izmantotas, lai ļautu lietotājiem vadīt un darbināt iekārtas bez padziļinātām zināšanām par PLC programmēšanu. Viena veida HMI ierīces ir SCADA sistēmas: Datu iegūšanas un darbības kontroles sistēmas (SCADA sistēmas)