Kaj je programabilni logični krmilnik

Krmilnik (iz angleškega nadzora) - nadzor. Krmilnik v avtomatiziranih sistemih je tehnično orodje, ki opravlja funkcije krmiljenja fizičnih procesov v skladu z definiranim algoritmom z uporabo informacij, prejetih od senzorjev in prikazanih na končnih napravah. Vsaka naprava, ki lahko deluje samodejno, vključuje nadzorni krmilnik — modul, ki določa logiko delovanja naprave.

Programabilni logični krmilniki (PLC) — tehnična sredstva za avtomatizacijo tehnoloških procesov. Je elektronska specializirana naprava, ki deluje v realnem času.

PLC je mogoče digitalno programirati in tako zelo enostavno prilagoditi zahtevam posameznega procesa. Z naraščajočimi zahtevami po sodobnih strojih in proizvodnih procesih so rešitve za avtomatizacijo PLC postale sestavni del vsakodnevne industrijske proizvodnje.

Glavni način delovanja PLC-ja je njegova dolgotrajna avtonomna uporaba, pogosto v neugodnih okoljskih razmerah, brez večjega vzdrževanja in brez človekovega posredovanja.PLC-ji se običajno uporabljajo za krmiljenje zaporednih procesov z uporabo vhodov in izhodov za določanje stanja objekta in izdajo nadzornih dejanj.

Programabilni logični krmilniki so idealni za individualno krmiljenje različnih aplikacij, strojev, sistemov in procesov ali digitalno upravljanje porabe energije.

Programabilni logični krmilnik je mikroprocesorska naprava, namenjena zbiranju, pretvarjanju, obdelavi, shranjevanju informacij in generiranju krmilnih ukazov, ki ima končno število vhodov in izhodov, senzorjev, stikal, aktuatorjev, ki so povezani z njimi na krmilni objekt, in je zasnovana za delovanje v načini v realnem času.

Tipičen PLC je sestavljen iz naslednjih delov:

• Preko vhodov so na krmilno enoto povezani na primer gumbi, svetlobne pregrade ali temperaturni senzorji. Zahvaljujoč tem komponentam lahko sistem PLC spremlja trenutno stanje stroja.
• Izhodi so povezani z napravo, kot so električni motorji, hidravlični ventili, ki jih PLC uporablja za krmiljenje določenega stroja.
• Uporabniški program — PLC programska oprema, omogoča preklapljanje izhodov glede na aktivacijo vhodov.
• Komunikacijski vmesnik se uporablja za povezavo PLC z drugimi sistemi.
• PLC vključuje tudi lastno napajanje, CPE in notranje vodilo.

Za trenutno uporabljene relejno-kontaktne krmilne sisteme je značilna nizka zanesljivost, prisotnost odprtih kontaktov itd. Za avtomatizacijo lokalnih krmilnih sistemov je najučinkovitejša uporaba programabilnih logičnih krmilnikov (PLC).

Sčasoma se PLC-ji še naprej razvijajo in prilagajajo posebnim potrebam v industrijskem okolju.Funkcije PLC-ja imajo številne prednosti: zaradi svoje prilagodljivosti se lahko uporabljajo v najrazličnejših panogah. Nastavitve lahko spremenite kadarkoli, ne da bi pri tem posegali v delovanje same opreme.

Le individualno programabilne naprave za nadzor, nadzor in regulacijo delovanja proizvodnih strojev lahko zadovoljijo visoke zahteve sodobne industrije.

PLC je običajno mogoče namestiti neposredno na proizvodni stroj. To prihrani potreben prostor. Poleg zmožnosti daljinskega upravljanja PLC-ja je ena njegovih največjih prednosti komunikacijska zmogljivost.

PLC-ji so programirani v skladu s standardom IEC-61131-3. PLC-ji so programirani s pomočjo specializiranih kompleksov, eden najbolj priljubljenih je CoDeSys. Vključuje naslednje jezike: grafiko (palični diagram, diagram funkcijskega bloka, diagram zaporedne funkcije, diagram zvezne funkcije), besedilo (seznam navodil, strukturirano besedilo).

Prvi programabilni logični krmilnik na svetu se je pojavil sredi 20. stoletja. Modicon 084 je bila omarica z nizom med seboj povezanih relejev in kontaktov, njen pomnilnik je bil le 4 kilobajte. Izraz PLC je skoval Allen-Bradley leta 1971. Skupaj z Richardom Morleyjem je »oče PLC«.

Prvega od teh sistemov pripisujejo dvema tehnikoma, Richardu E. Morleyju in Odu J. Strugger. Medtem ko je Morley leta 1969 predstavil svoj sistem Modicon 084 kot "polprevodniški polprevodniški računalnik", je Odo J. Struger je pomagal pri razvoju PLC-jev za Allen-Bradley iz Wisconsina. Oba inženirja veljata za ustvarjalca prvega programabilnega logičnega krmilnika (PLC).Sčasoma so se zahteve glede proizvodnih okolij po vsem svetu povečale. Tako se je PLC razvil in bil dan v uporabo v številnih različicah.

— Inženir elektrotehnike Yakov Kuznetsov

Struktura programabilnega logičnega krmilnika:

Algoritem dela PLC:

Glavni način delovanja PLC-ja je njegova dolgotrajna avtonomna uporaba, pogosto v neugodnih okoljskih razmerah, brez večjega vzdrževanja in praktično brez človekovega posredovanja.

PLC-ji imajo številne značilnosti, po katerih se razlikujejo od drugih elektronskih naprav, ki se uporabljajo v strojništvu:

• Za razliko od mikrokrmilnika (računalnik z enim čipom) – mikrovezja, zasnovanega za krmiljenje elektronskih naprav – se PLK-ji običajno uporabljajo v avtomatiziranih industrijskih proizvodnih procesih v okviru proizvodnega obrata;

• za razliko od računalnikov so PLC-ji osredotočeni na delo s strojnimi enotami preko sofisticiranega vnosa senzoričnih signalov in izhoda signalov na aktuatorje, osredotočeni na odločanje in nadzor operaterja;

• Za razliko od vgrajenih sistemov so PLC-ji izdelani kot neodvisni izdelki, ločeni od opreme, ki jo nadzorujejo.

• prisotnost razširjenega števila logičnih operacij in možnost nastavitve časovnikov in števcev.

• Vsi programski jeziki PLC imajo enostaven dostop do bitne manipulacije v strojnih besedah, za razliko od večine programskih jezikov na visoki ravni v sodobnih računalnikih.

Obstajajo PLK-ji z ​​različnimi stopnjami kompleksnosti, odvisno od zahtevnosti nalog avtomatizacije, ki jih je treba rešiti.

Osnovne operacije PLC-ja ustrezajo kombiniranemu krmiljenju logičnih vezij določenih enot — mehanskih, električnih, hidravličnih, pnevmatskih in elektronskih.

V procesu krmiljenja krmilniki generirajo izhodne signale (vklop — izklop) za krmiljenje aktuatorjev (elektromotorjev, ventilov, solenoidov in ventilov) na podlagi rezultatov obdelave signalov, prejetih od senzorjev ali naprav višjega nivoja.

Sodobni programabilni krmilniki izvajajo tudi druge operacije, kot je kombiniranje funkcij števca in intervalnega časovnika ter obravnavanje zakasnitev signala.

Programirljivi logični krmilniki srednjega in visokega nivoja imajo običajno vgrajeno strojno in programsko opremo za krmiljenje gibanja, zlasti hitre števčne module, module za pozicioniranje itd., ki omogočajo razmeroma enostavno izvajanje funkcij nadzora gibanja in zagotavljajo visoko natančnost pozicioniranja.

Strukturno so PLC-ji prilagojeni za delovanje v tipičnih industrijskih pogojih, ob upoštevanju onesnažene atmosfere, ravni signala, odpornosti na toploto in vlago, nezanesljivosti napajalnikov ter mehanskih udarcev in tresljajev. V ta namen je strojni del zaprt v robustnem ohišju, ki minimizira negativne vplive številnih proizvodnih dejavnikov.

Glavna razlika med PLC in relejnimi krmilnimi vezji so algoritmi, ki se izvajajo s programi. En sam krmilnik lahko implementira vezje, ki je enakovredno na tisoče trdih logičnih elementov. Poleg tega zanesljivost vezja ni odvisna od njegove kompleksnosti.

Programabilni logični krmilniki tradicionalno delujejo na dnu avtomatiziranih sistemov za nadzor obratov (ACS) – sistemov, ki so neposredno povezani s proizvodnimi tehnologijami.

PLC-ji so običajno prvi korak pri izgradnji krmilnih sistemov. To je zato, ker je potreba po avtomatizaciji stroja ali naprave vedno najbolj očitna. Daje hiter ekonomski učinek, izboljšuje kvaliteto proizvodnje, izogiba se fizično zahtevnemu in rutinskemu delu. PLC-ji so po definiciji izdelani za to delo.

Glavna prednost PLC-ja je, da lahko majhen mehanizem nadomesti ogromno število elektromehanskih relejev, pa tudi hiter čas skeniranja, kompaktni V/I sistemi, standardizirana programska orodja in posebni vmesniki, ki omogočajo priklop nestandardnih naprav za avtomatizacijo neposredno na krmilnik ali združevanje različne opreme v en sam nadzorni sistem.

Kako izbrati pravi PLC

Izbira programabilnega krmilnika je pomembna in težka naloga pri ustvarjanju sistemov za avtomatsko krmiljenje tehnoloških parametrov v katerem koli industrijskem podjetju.

Pri izbiri je treba upoštevati in oceniti veliko število dejavnikov. Če združite tehnološke zahteve za določen objekt za avtomatsko krmiljenje s primerjalno analizo sodobnih programabilnih logičnih krmilnikov, lahko sprejmete pravo odločitev.

Klasifikacija PLC:

Pri nakupu PLC-ja je prvi korak skrbno preučiti, kateri tip je pravi za ta namen.

Klasični PLK-ji so moduli, ki jih običajno lahko programiramo z računalnikom. Po tem računalnik ni več potreben za upravljanje samega PLC-ja.Načeloma je treba razlikovati med modularnimi, kompaktnimi in PLK-ji z ​​režami.

Kompaktni PLC-ji so na splošno cenejši in zavzamejo manj prostora. Nato se uporablja predvsem za manjše procese avtomatizacije.

Poleg aplikacij, ki temeljijo na PC platformi, obstajajo tudi kompaktni PLC-ji, ki jih je mogoče programirati iz nadzorne plošče brez osebnega računalnika.

Modularni PLC-ji ponujajo možnost fleksibilnega sestavljanja krmilne enote iz posameznih modulov, tako da je mogoče programirati kompleksnejše avtomatizirane naloge.

Obstajajo moduli, ki jih je mogoče implementirati v sistem kot vtične kartice v prosti reži na matični plošči.

PLC-je je treba razlikovati tudi po načinu njihovega dela. Poleg modelov, ki krmilijo vhode v vnaprej določenem ciklu, in PLC-jev, ki obdelujejo izhode na različnih stopnjah, so na voljo tudi dogodki vodeni modeli PLC-jev.

Pred nakupom PLC-ja bodite še posebej pozorni na število vhodov in izhodov, poleg tega pa je potrebno upoštevati še druge parametre, ki pri začetnem načrtovanju niso bili upoštevani. Razmislite tudi, ali potrebujete PLC z integriranim zaslonom in ploščo na dotik. V nekaterih primerih lahko zadostuje branje vrednosti in upravljanje sistema prek obstoječe IT infrastrukture.

Kaj je HMI

HMI (Human Machine Interface) — komunikacijski vmesnik človek-stroj. Ti intuitivni in uporabniku prijazni vmesniki se uporabljajo za omogočanje uporabnikom upravljanja in upravljanja strojev brez poglobljenega znanja o programiranju PLC. Ena vrsta naprav HMI so sistemi SCADA: Zajem podatkov in sistemi za nadzor delovanja (SCADA sistemi)