Mis on programmeeritav loogikakontroller

Kontroller (inglise keelest Control) — kontroll. Kontroller automatiseeritud süsteemides on tehniline tööriist, mis täidab füüsikaliste protsesside juhtimise funktsioone vastavalt määratletud algoritmile, kasutades anduritelt saadud ja lõppseadmetele kuvatavat teavet. Iga seade, mis suudab automaatselt töötada, sisaldab juhtkontrollerit — moodulit, mis määrab seadme tööloogika.

Programmeeritavad loogikakontrollerid (PLC) — tehnoloogiliste protsesside automatiseerimiseks kasutatavad tehnilised vahendid. See on elektrooniline spetsialiseeritud seade, mis töötab reaalajas.

PLC-d saab digitaalselt programmeerida ja seega väga lihtsalt kohandada konkreetse protsessi nõuetega. Seoses kasvavate nõudmistega kaasaegsetele masinatele ja tootmisprotsessidele on PLC-automaatikalahendused muutunud igapäevase tööstusliku tootmise lahutamatuks osaks.

PLC peamine töörežiim on selle pikaajaline autonoomne kasutamine, sageli ebasoodsates keskkonnatingimustes, ilma suurema hoolduseta ja ilma inimese sekkumiseta.PLC-sid kasutatakse tavaliselt järjestikuste protsesside juhtimiseks, kasutades sisendeid ja väljundeid objekti oleku määramiseks ja juhtimistoimingute tegemiseks.

Programmeeritavad loogikakontrollerid sobivad ideaalselt erinevate rakenduste, masinate, süsteemide ja protsesside individuaalseks juhtimiseks või digitaalseks toitehalduseks.

Programmeeritav loogikakontroller on mikroprotsessorseade, mis on ette nähtud teabe kogumiseks, teisendamiseks, töötlemiseks, salvestamiseks ja juhtkäskude genereerimiseks, millel on piiratud arv sisendeid ja väljundeid, andureid, lüliteid, nendega ühendatud juhtimisobjektiga ühendatud täiturmehhanisme ja mis on ette nähtud töötama reaalajas režiimid.

Tüüpiline PLC koosneb järgmistest osadest:

• Näiteks on sisendite kaudu juhtseadmega ühendatud nupud, valgustõkked või temperatuuriandurid. Tänu nendele komponentidele saab PLC-süsteem jälgida masina hetkeseisu.
• Väljundid on ühendatud seadmega, nagu elektrimootorid, hüdroventiilid, mida PLC kasutab konkreetse masina juhtimiseks.
• Kasutajaprogramm — PLC-tarkvara, võimaldab väljundeid vahetada olenevalt sisendite aktiveerimisest.
• Sideliidest kasutatakse PLC ühendamiseks teiste süsteemidega.
• PLC sisaldab ka oma toiteallikat, protsessorit ja sisemist siini.

Praegu kasutatavaid relee-kontaktjuhtimissüsteeme iseloomustab madal töökindlus, avatud kontaktide olemasolu jne. Programmeeritavate loogikakontrollerite (PLC) kasutamine lokaalsete juhtimissüsteemide automatiseerimiseks on kõige tõhusam.

Aja jooksul PLC-d arenevad edasi ja kohanduvad tööstuskeskkonna spetsiifiliste vajadustega.PLC funktsioonidel on mitmeid eeliseid: tänu oma paindlikkusele saab neid kasutada väga erinevates tööstusharudes. Seadeid saab igal ajal muuta ilma seadme enda tööd segamata.

Ainult individuaalselt programmeeritavad seadmed tootmismasinate jõudluse juhtimiseks, jälgimiseks ja reguleerimiseks suudavad rahuldada kaasaegse tööstuse kõrgeid nõudeid.

PLC saab tavaliselt paigaldada otse tootmismasinale. See säästab vajalikku ruumi. Lisaks PLC kaugjuhtimise võimalusele on selle üheks suurimaks eeliseks ka suhtlusvõime.

PLC-d on programmeeritud vastavalt standardile IEC-61131-3. PLC-d programmeeritakse spetsiaalsete komplekside abil, üks populaarsemaid on CoDeSys. See sisaldab järgmisi keeli: graafika (tulpdiagramm, funktsiooniplokkskeem, järjestikune funktsiooniskeem, pidev funktsiooniskeem), tekst (juhiste loend, struktureeritud tekst).

Maailma esimene programmeeritav loogikakontroller ilmus 20. sajandi keskel. Modicon 084 oli omavahel ühendatud releede ja kontaktide komplektiga kapp, selle mälu oli vaid 4 kilobaiti. Termini PLC võttis kasutusele Allen-Bradley 1971. aastal. Koos Richard Morleyga on ta "PLC isa".

Esimene neist süsteemidest on omistatud kahele tehnikule, Richard E. Morleyle ja Odo J. Võitleja. Kui Morley tutvustas oma Modicon 084 süsteemi 1969. aastal "pooljuht-pooljuhtarvutina", siis Odo J. Struger aitas välja töötada PLC-sid Wisconsinis asuva Allen-Bradley jaoks. Mõlemaid insenere peetakse esimese programmeeritava loogikakontrolleri (PLC) loojateks.Aja jooksul on tootmiskeskkondadele esitatavad nõudmised kogu maailmas kasvanud. Nii arenes PLC välja ja võeti kasutusele paljudes versioonides.

— Elektriinsener Jakov Kuznetsov

Programmeeritava loogikakontrolleri struktuur:

PLC töö algoritm:

PLC peamine töörežiim on selle pikaajaline autonoomne kasutamine, sageli ebasoodsates keskkonnatingimustes, ilma suurema hoolduseta ja praktiliselt ilma inimese sekkumiseta.

PLC-del on mitmeid omadusi, mis eristavad neid teistest masinaehituses kasutatavatest elektroonikaseadmetest:

• Erinevalt mikrokontrollerist (ühe kiibiga arvuti) – elektroonikaseadmete juhtimiseks mõeldud mikroskeem – kasutatakse PLC-sid tavaliselt tootmisettevõttes automatiseeritud tööstuslikes tootmisprotsessides;

• erinevalt arvutitest on PLC-d keskendunud masinaüksustega töötamisele sensoorsete signaalide keeruka sisendi ja signaalide väljastamise kaudu täiturmehhanismidele, keskendudes otsuste tegemisele ja operaatori juhtimisele;

• Erinevalt manustatud süsteemidest toodetakse PLC-sid iseseisvate toodetena, mis on nende juhitavatest seadmetest eraldi.

• laiendatud arvu loogiliste toimingute olemasolu ning taimerite ja loendurite seadistamise võimalus.

• Erinevalt enamikust tänapäevaste arvutite kõrgetasemelistest programmeerimiskeeltest on kõikidel PLC-programmeerimiskeeltel lihtne juurdepääs masinsõnade bitiga manipuleerimisele.

Olenevalt lahendatavate automatiseerimisülesannete keerukusest on erineva keerukusastmega PLC-sid.

PLC põhitoimingud vastavad konkreetsete seadmete – mehaaniliste, elektriliste, hüdrauliliste, pneumaatiliste ja elektrooniliste – loogikaahelate kombineeritud juhtimisele.

Juhtimisprotsessis genereerivad kontrollerid anduritelt või kõrgema taseme seadmetelt saadud signaalide töötlemise tulemuste põhjal täiturmehhanismide (elektrimootorite, ventiilide, solenoidide ja ventiilide) juhtimiseks väljundsignaale (sisse-välja).

Kaasaegsed programmeeritavad kontrollerid teevad ka muid toiminguid, näiteks kombineerivad loenduri ja intervalltaimeri funktsioone ning käsitlevad signaali viiteid.

Kesk- ja kõrgetasemelistel programmeeritavatel loogikakontrolleritel on tavaliselt sisseehitatud liikumisjuhtimise riist- ja tarkvara, eriti kiired loendurmoodulid, positsioneerimismoodulid jne, mis võimaldavad liikumisjuhtimise funktsioone suhteliselt lihtsalt rakendada ja tagavad suure täpsusega positsioneerimise.

Struktuuriliselt on PLC-d kohandatud töötama tüüpilistes tööstustingimustes, võttes arvesse saastunud atmosfääri, signaali taset, soojus- ja niiskuskindlust, toiteallikate ebausaldusväärsust, aga ka mehaanilisi lööke ja vibratsiooni. Sel eesmärgil on riistvaraosa suletud tugevasse korpusesse, mis minimeerib mitmete tootmistegurite negatiivset mõju.

Peamine erinevus PLC ja relee juhtimisahelate vahel on algoritmid, mida rakendatakse programmide abil. Üks kontroller võib rakendada vooluringe, mis on samaväärsed tuhandete kõvade loogikaelementidega. Pealegi ei sõltu vooluahela töökindlus selle keerukusest.

Programmeeritavad loogikakontrollerid töötavad traditsiooniliselt automatiseeritud tehase juhtimissüsteemide (ACS) allosas – süsteemides, mis on otseselt seotud tootmistehnoloogiatega.

PLC-d on tavaliselt hoone juhtimissüsteemide esimene samm. Seda seetõttu, et masina või tehase automatiseerimise vajadus on alati kõige ilmsem. See annab kiire majandusliku efekti, parandab toodangu kvaliteeti, väldib füüsiliselt koormavat ja rutiinset tööd. PLC-d on definitsiooni järgi selle töö jaoks loodud.

PLC peamine eelis on see, et väikese mehhanismiga saab asendada tohutul hulgal elektromehaanilisi releed, samuti kiiret skannimisaega, kompaktseid sisend-/väljundsüsteeme, standardiseeritud programmeerimistööriistu ja spetsiaalseid liideseid, mis võimaldavad mittestandardseid automaatikaseadmeid otse ühendada. kontrollerit või erinevate seadmete ühendamist üheks juhtimissüsteemiks.

Kuidas valida õiget PLC-d

Programmeeritava kontrolleri valimine on igas tööstusettevõttes tehnoloogiliste parameetrite automaatse juhtimise süsteemide loomisel oluline ja keeruline ülesanne.

Selle valimisel on vaja arvestada ja hinnata suurt hulka tegureid. Kombineerides automaatjuhtimise konkreetse objekti tehnoloogilised nõuded kaasaegsete programmeeritavate loogikakontrollerite võrdleva analüüsiga, saate teha õige otsuse.

PLC klassifikatsioon:

PLC ostmisel tuleb kõigepealt hoolikalt kaaluda, milline tüüp on selleks otstarbeks sobiv.

Klassikalised PLC-d on moodulid, mida saab tavaliselt arvuti abil programmeerida. Pärast seda pole arvutit enam PLC enda käitamiseks vaja.Põhimõtteliselt tuleb eristada modulaarseid, kompaktseid ja piludega PLC-sid.

Kompaktsed PLC-d on üldiselt odavamad ja võtavad vähem ruumi. Pärast seda kasutatakse seda peamiselt väikeste automatiseerimisprotsesside jaoks.

Lisaks arvutiplatvormil põhinevatele rakendustele on olemas ka kompaktsed PLC-d, mida saab programmeerida juhtpaneelilt ilma arvutita.

Modulaarsed PLC-d pakuvad võimalust juhtplokki üksikutest moodulitest paindlikult kokku panna, et saaks programmeerida keerukamaid automatiseeritud ülesandeid.

Süsteemis on mooduleid, mida saab emaplaadi vabas pesas pistikkaartidena juurutada.

Samuti on vaja eristada PLC-sid selle järgi, kuidas nad oma tööd teevad. Lisaks mudelitele, mis juhivad sisendeid etteantud tsüklis, ja PLC-dele, mis töötlevad väljundeid erinevates etappides, on saadaval ka sündmustepõhised PLC-mudelid.

Enne PLC ostmist tuleks erilist tähelepanu pöörata sisendite ja väljundite arvule, lisaks on vaja arvestada ka muude parameetritega, millega esialgsel planeerimisel ei arvestatud. Mõelge ka sellele, kas vajate integreeritud ekraani ja puutepaneeliga PLC-d. Mõnel juhul võib piisata väärtuste lugemisest ja süsteemi haldamisest olemasoleva IT-infrastruktuuri kaudu.

Mis on HMI

HMI (Human Machine Interface) — inimese ja masina suhtlusliides. Neid intuitiivseid ja kasutajasõbralikke liideseid kasutatakse selleks, et kasutajad saaksid masinaid juhtida ja käsitseda ilma PLC programmeerimisest põhjalike teadmisteta. Ühte tüüpi HMI-seadmed on SCADA-süsteemid: Andmehõive ja tööjuhtimissüsteemid (SCADA süsteemid)