Mikä on ohjelmoitava logiikkaohjain

Ohjain (englannin kielestä Control) — ohjaus. Automaattisten järjestelmien ohjain on tekninen työkalu, joka suorittaa fyysisten prosessien ohjauksen toimintoja määritellyn algoritmin mukaisesti käyttämällä antureilta saatua ja loppulaitteisiin näytettävää tietoa. Jokainen laite, joka voi toimia automaattisesti, sisältää ohjausohjaimen – moduulin, joka määrittää laitteen toiminnan logiikan.

Ohjelmoitavat logiikkaohjaimet (PLC) — teknisten prosessien automatisointiin käytettävät tekniset keinot. Se on elektroniikkaan erikoistunut laite, joka toimii reaaliajassa.

PLC voidaan ohjelmoida digitaalisesti ja siten helposti mukauttaa tietyn prosessin vaatimuksiin. Nykyaikaisten koneiden ja tuotantoprosessien lisääntyvien vaatimusten myötä PLC-automaatioratkaisuista on tullut olennainen osa päivittäistä teollista tuotantoa.

PLC:n pääasiallinen toimintatapa on sen pitkäaikainen autonominen käyttö, usein epäsuotuisissa ympäristöolosuhteissa, ilman suurta huoltoa ja ilman ihmisen puuttumista.PLC:itä käytetään tyypillisesti ohjaamaan peräkkäisiä prosesseja käyttämällä tuloja ja lähtöjä kohteen tilan määrittämiseen ja ohjaustoimenpiteiden suorittamiseen.

Ohjelmoitavat logiikkaohjaimet ovat ihanteellisia eri sovellusten, koneiden, järjestelmien ja prosessien yksilölliseen ohjaukseen tai digitaaliseen tehonhallintaan.

Ohjelmoitava logiikkaohjain on mikroprosessorilaite, joka on suunniteltu keräämään, muuntamaan, käsittelemään, tallentamaan ja generoimaan ohjauskäskyjä ja jossa on rajallinen määrä tuloja ja lähtöjä, antureita, kytkimiä, toimilaitteita, jotka on kytketty niihin ohjausobjektiin ja joka on suunniteltu toimimaan reaaliaikaiset tilat.

Tyypillinen PLC koostuu seuraavista osista:

• Esimerkiksi painikkeet, valopuomit tai lämpötila-anturit liitetään ohjausyksikköön tulojen kautta. Näiden komponenttien ansiosta PLC-järjestelmä voi seurata koneen nykyistä tilaa.
• Lähdöt on kytketty laitteeseen, kuten sähkömoottoreihin, hydrauliventtiileihin, joita PLC käyttää tiettyä konetta ohjaamaan.
• Käyttäjäohjelma — PLC-ohjelmisto, joka mahdollistaa lähtöjen kytkemisen tulojen aktivoinnin mukaan.
• Tietoliikennerajapintaa käytetään PLC:n yhdistämiseen muihin järjestelmiin.
• PLC sisältää myös oman virtalähteen, CPU:n ja sisäisen väylän.

Nykyisin käytetyille rele-koskettimien ohjausjärjestelmille on ominaista alhainen luotettavuus, avointen koskettimien esiintyminen jne. Ohjelmoivien logiikkaohjaimien (PLC) käyttö paikallisten ohjausjärjestelmien automatisoinnissa on tehokkainta.

Ajan myötä PLC:t kehittyvät jatkuvasti ja mukautuvat teollisuusympäristön erityistarpeisiin.PLC-toiminnoilla on useita etuja: joustavuuden ansiosta niitä voidaan käyttää useilla eri aloilla. Asetuksia voidaan muuttaa milloin tahansa ilman, että se häiritsee itse laitteen toimintaa.

Ainoastaan ​​yksilöllisesti ohjelmoitavat laitteet tuotantokoneiden suorituskyvyn ohjaukseen, valvontaan ja säätelyyn voivat täyttää nykyaikaisen teollisuuden korkeat vaatimukset.

PLC voidaan yleensä asentaa suoraan tuotantokoneeseen. Tämä säästää tarvittavaa tilaa. PLC:n etäohjauksen lisäksi yksi sen suurimmista eduista on sen kommunikaatiokyky.

PLC:t ohjelmoidaan IEC-61131-3-standardin mukaisesti. PLC:t ohjelmoidaan erikoistuneiden kompleksien avulla, joista yksi suosituimmista on CoDeSys. Se sisältää seuraavat kielet: grafiikka (pylväskaavio, toimintolohkokaavio, peräkkäinen toimintokaavio, jatkuva toimintokaavio), teksti (ohjeluettelo, strukturoitu teksti).

Maailman ensimmäinen ohjelmoitava logiikkaohjain ilmestyi 1900-luvun puolivälissä. Modicon 084 oli kaappi, jossa oli joukko toisiinsa kytkettyjä releitä ja koskettimia, sen muistia oli vain 4 kilotavua. Allen-Bradley loi termin PLC vuonna 1971. Yhdessä Richard Morleyn kanssa hän on "PLC:n isä".

Ensimmäinen näistä järjestelmistä kuuluu kahdelle teknikolle, Richard E. Morleylle ja Odo J. Taistelija. Vaikka Morley esitteli Modicon 084 -järjestelmänsä "puolijohdepuolijohdetietokoneena" vuonna 1969, Odo J. Struger auttoi kehittämään PLC:itä Wisconsin-pohjaiselle Allen-Bradleylle. Molempia insinöörejä pidetään ensimmäisen ohjelmoitavan logiikkaohjaimen (PLC) luojina.Ajan myötä tuotantoympäristöjen vaatimukset ympäri maailmaa ovat kasvaneet. Näin PLC kehittyi ja otettiin käyttöön useissa versioissa.

— Sähköinsinööri Yakov Kuznetsov

Ohjelmoitavan logiikkaohjaimen rakenne:

PLC-työalgoritmi:

PLC:n pääasiallinen toimintatapa on sen pitkäaikainen autonominen käyttö, usein epäsuotuisissa ympäristöolosuhteissa, ilman suurempaa huoltoa ja käytännössä ilman ihmisen puuttumista.

PLC:illä on useita ominaisuuksia, jotka erottavat ne muista koneenrakennuksessa käytetyistä elektronisista laitteista:

• Toisin kuin mikro-ohjain (yksisiruinen tietokone) - mikropiiri, joka on suunniteltu ohjaamaan elektronisia laitteita - PLC:itä käytetään tyypillisesti automatisoiduissa teollisissa tuotantoprosesseissa tuotantolaitoksen yhteydessä.

• Toisin kuin tietokoneet, PLC:t keskittyvät työskentelyyn koneyksiköiden kanssa edistyneellä sensoristen signaalien syöttämisellä ja signaalien toimittamisella toimilaitteille, keskittyen päätöksentekoon ja käyttäjän ohjaukseen;

• Toisin kuin sulautetut järjestelmät, PLC:t valmistetaan itsenäisinä tuotteina, erillään niiden ohjaamista laitteista.

• laajennetun määrän loogisia toimintoja ja kyky asettaa ajastimia ja laskureita.

• Kaikilla PLC-ohjelmointikielillä on helppo pääsy konesanojen bittikäsittelyyn, toisin kuin useimmat nykyaikaisten tietokoneiden korkean tason ohjelmointikielet.

PLC:itä on eri monimutkaisia ​​riippuen ratkaistavien automaatiotehtävien monimutkaisuudesta.

PLC:n perustoiminnot vastaavat tiettyjen yksiköiden – mekaanisten, sähköisten, hydraulisten, pneumaattisten ja elektronisten – logiikkapiirien yhdistettyä ohjausta.

Ohjausprosessissa ohjaimet generoivat lähtösignaaleja (päällä - pois) ohjaamaan toimilaitteita (sähkömoottorit, venttiilit, solenoidit ja venttiilit) antureilta tai korkeamman tason laitteilta saatujen signaalien käsittelyn tulosten perusteella.

Nykyaikaiset ohjelmoitavat ohjaimet suorittavat myös muita toimintoja, kuten laskurin ja intervalliajastimen toimintojen yhdistämistä sekä signaaliviiveiden käsittelyä.

Keskitason ja korkean tason ohjelmoitavissa logiikkaohjaimissa on tyypillisesti sisäänrakennetut liikkeenohjauslaitteistot ja -ohjelmistot, erityisesti nopeat laskurimoduulit, paikannusmoduulit jne., jotka mahdollistavat liikkeenohjaustoimintojen suhteellisen helpon toteuttamisen ja tarjoavat erittäin tarkan paikantamisen.

Rakenteellisesti PLC:t on mukautettu toimimaan tyypillisissä teollisissa olosuhteissa, ottaen huomioon saastuneet ilmapiirit, signaalitasot, lämmön- ja kosteudenkestävyys, virtalähteiden epäluotettavuus sekä mekaaniset iskut ja tärinät. Tätä tarkoitusta varten laitteistoosa on suljettu tukevaan koteloon, joka minimoi useiden tuotantotekijöiden negatiivisen vaikutuksen.

Suurin ero PLC- ja releohjauspiirien välillä on ohjelmien avulla toteutettavissa algoritmeissa. Yksi ohjain voi toteuttaa tuhansia kovia logiikkaelementtejä vastaavan piirin. Lisäksi piirin luotettavuus ei riipu sen monimutkaisuudesta.

Ohjelmoitavat logiikkaohjaimet toimivat perinteisesti automatisoitujen tehtaan ohjausjärjestelmien (ACS) pohjalla – järjestelmissä, jotka liittyvät suoraan valmistusteknologioihin.

PLC:t ovat yleensä ensimmäinen askel rakennuksen ohjausjärjestelmissä. Tämä johtuu siitä, että tarve automatisoida kone tai laitos on aina ilmeisin. Se antaa nopean taloudellisen vaikutuksen, parantaa tuotannon laatua, välttää fyysisesti vaativaa ja rutiinityötä. PLC:t on määritelty tätä työtä varten.

PLC:n tärkein etu on, että pieni mekanismi voi korvata valtavan määrän sähkömekaanisia releitä, sekä nopea skannausaika, kompaktit I / O-järjestelmät, standardoidut ohjelmointityökalut ja erityiset rajapinnat, jotka mahdollistavat epästandardien automaatiolaitteiden liittämisen suoraan ohjainta tai eri laitteiden yhdistämistä yhdeksi ohjausjärjestelmäksi.

Kuinka valita oikea PLC

Ohjelmoitavan ohjaimen valinta on tärkeä ja vaikea tehtävä luotaessa järjestelmiä teknisten parametrien automaattiseen ohjaukseen missä tahansa teollisuusyrityksessä.

Sitä valittaessa on otettava huomioon ja arvioitava suuri joukko tekijöitä. Yhdistämällä tietyn automaattisen ohjauksen kohteen teknologiset vaatimukset nykyaikaisten ohjelmoitavien logiikkaohjaimien vertailevaan analyysiin voit tehdä oikean päätöksen.

PLC-luokitus:

Kun ostat PLC:n, ensimmäinen askel on harkita huolellisesti, mikä tyyppi sopii tarkoitukseen.

Klassiset PLC:t ovat moduuleja, jotka voidaan yleensä ohjelmoida tietokoneella. Sen jälkeen tietokonetta ei enää tarvita itse PLC:n käyttämiseen.Periaatteessa on erotettava toisistaan ​​modulaariset, kompaktit ja uralliset PLC:t.

Pienet PLC:t ovat yleensä halvempia ja vievät vähemmän tilaa. Sen jälkeen sitä käytetään pääasiassa pieniin automaatioprosesseihin.

PC-alustaan ​​perustuvien sovellusten lisäksi löytyy myös kompakteja PLC:itä, jotka voidaan ohjelmoida ohjauspaneelista ilman PC:tä.

Modulaariset PLC:t tarjoavat mahdollisuuden koota ohjausyksikkö joustavasti yksittäisistä moduuleista, jotta monimutkaisempia automatisoituja tehtäviä voidaan ohjelmoida.

On olemassa moduuleja, jotka voidaan toteuttaa järjestelmään plug-in-kortteina emolevyn vapaaseen paikkaan.

On myös tarpeen tehdä ero PLC:iden välillä sen mukaan, miten ne tekevät työnsä. Mallien, jotka ohjaavat tuloja ennalta määrätyssä jaksossa, ja PLC:iden, jotka käsittelevät lähtöjä eri vaiheissa, lisäksi saatavilla on myös tapahtumaohjattuja PLC-malleja.

Ennen PLC:n ostamista kannattaa kiinnittää erityistä huomiota tulojen ja lähtöjen määrään, lisäksi on huomioitava muut parametrit, joita ei ole otettu huomioon alkuperäisessä suunnittelussa. Harkitse myös, tarvitsetko integroidulla näytöllä ja kosketuspaneelilla varustetun logiikkaohjaimen. Joissakin tapauksissa arvojen lukeminen ja järjestelmän hallinta olemassa olevan IT-infrastruktuurin kautta saattaa riittää.

Mikä on HMI

HMI (Human Machine Interface) — ihmisen ja koneen välinen tiedonsiirtorajapinta. Näiden intuitiivisten ja käyttäjäystävällisten käyttöliittymien avulla käyttäjät voivat käyttää ja käyttää koneita ilman syvällistä PLC-ohjelmoinnin tuntemusta. Yksi HMI-laitteiden tyyppi on SCADA-järjestelmä: Tiedonkeruu- ja toiminnanohjausjärjestelmät (SCADA-järjestelmät)