Kas yra programuojamas loginis valdiklis

Valdiklis (iš anglų kalbos Control) — valdymas. Valdiklis automatizuotose sistemose yra techninis įrankis, atliekantis fizinių procesų valdymo funkcijas pagal apibrėžtą algoritmą, naudodamas informaciją, gaunamą iš jutiklių ir rodomą galutiniuose įrenginiuose. Bet kuris įrenginys, kuris gali veikti automatiškai, turi valdymo valdiklį – modulį, kuris apibrėžia įrenginio veikimo logiką.

Programuojami loginiai valdikliai (PLC) — techninės priemonės, naudojamos technologiniams procesams automatizuoti. Tai elektroninis specializuotas įrenginys, veikiantis realiu laiku.

PLC gali būti programuojamas skaitmeniniu būdu ir taip labai lengvai pritaikomas prie konkretaus proceso reikalavimų. Didėjant šiuolaikinių mašinų ir gamybos procesų reikalavimams, PLC automatikos sprendimai tapo neatsiejama kasdienės pramoninės gamybos dalimi.

Pagrindinis PLC veikimo būdas – ilgalaikis autonominis jo naudojimas, dažnai esant nepalankioms aplinkos sąlygoms, be didelės priežiūros ir be žmogaus įsikišimo.PLC paprastai naudojami nuosekliems procesams valdyti, naudojant įvestis ir išvestis objekto būsenai nustatyti ir valdymo veiksmams atlikti.

Programuojami loginiai valdikliai idealiai tinka individualiam įvairių programų, mašinų, sistemų ir procesų valdymui arba skaitmeniniam energijos valdymui.

Programuojamas loginis valdiklis – tai mikroprocesorinis įrenginys, skirtas rinkti, konvertuoti, apdoroti, saugoti informaciją ir generuoti valdymo komandas, turintis baigtinį skaičių įėjimų ir išėjimų, jutiklių, jungiklių, prie jų prijungtų prie valdymo objekto pavarų ir skirtas veikti realaus laiko režimai.

Įprastą PLC sudaro šios dalys:

• Pavyzdžiui, mygtukai, šviesos barjerai ar temperatūros jutikliai yra prijungti prie valdymo bloko per įėjimus. Šių komponentų dėka PLC sistema gali stebėti esamą mašinos būseną.
• Išėjimai yra prijungti prie įrenginio, pavyzdžiui, elektros variklių, hidraulinių vožtuvų, kuriuos PLC naudoja tam tikrai mašinai valdyti.
• Vartotojo programa — PLC programinė įranga, suteikianti išėjimų perjungimą priklausomai nuo įėjimų aktyvavimo.
• Ryšio sąsaja naudojama PLC prijungti prie kitų sistemų.
• PLC taip pat turi savo maitinimo šaltinį, procesorių ir vidinę magistralę.

Šiuo metu naudojamos relės-kontaktų valdymo sistemos pasižymi mažu patikimumu, atvirų kontaktų buvimu ir kt. Programuojamų loginių valdiklių (PLC) naudojimas vietinių valdymo sistemų automatizavimui yra efektyviausias.

Laikui bėgant PLC toliau tobulėja ir prisitaiko prie specifinių pramonės aplinkos poreikių.PLC funkcijos turi nemažai privalumų: dėl savo lankstumo jas galima naudoti įvairiose pramonės šakose. Nustatymai gali būti keičiami bet kuriuo metu, netrukdant pačios įrangos darbui.

Tik individualiai programuojami gamybos mašinų veikimo valdymo, stebėjimo ir reguliavimo įrenginiai gali patenkinti aukštus šiuolaikinės pramonės reikalavimus.

PLC paprastai gali būti įdiegtas tiesiai ant gamybos mašinos. Taip sutaupoma reikiamos vietos. Be galimybės nuotoliniu būdu valdyti PLC, vienas didžiausių jo pranašumų yra ryšio galimybė.

PLC programuojami pagal IEC-61131-3 standartą. PLC programuojami specializuotų kompleksų pagalba, vienas populiariausių yra CoDeSys. Ją sudaro šios kalbos: grafika (juostinė diagrama, funkcinių blokų diagrama, nuosekli funkcijų diagrama, ištisinė funkcijų diagrama), tekstas (instrukcijų sąrašas, struktūrinis tekstas).

Pirmasis pasaulyje programuojamas loginis valdiklis pasirodė XX amžiaus viduryje. Modicon 084 buvo spintelė su sujungtų relių ir kontaktų rinkiniu, jos atmintis buvo tik 4 kilobaitai. Terminą PLC 1971 m. sukūrė Allenas-Bradley. Jis kartu su Richardu Morley yra „PLC tėvas“.

Pirmoji iš šių sistemų priskiriama dviem technikai – Richardui E. Morley ir Odo J. Kovotojas. Nors 1969 m. Morley pristatė savo „Modicon 084“ sistemą kaip „puslaidininkinį puslaidininkinį kompiuterį“, Odo J. Struger padėjo sukurti PLC Viskonsine įsikūrusiam Allen-Bradley. Abu inžinieriai laikomi pirmojo programuojamo loginio valdiklio (PLC) kūrėjais.Laikui bėgant, gamybos aplinkos reikalavimai visame pasaulyje išaugo. Taip PLC išsivystė ir buvo pradėtas naudoti daugelyje versijų.

— Elektros inžinierius Jakovas Kuznecovas

Programuojamo loginio valdiklio struktūra:

PLC darbo algoritmas:

Pagrindinis PLC veikimo būdas – ilgalaikis autonominis jo naudojimas, dažnai esant nepalankioms aplinkos sąlygoms, be didelės priežiūros ir praktiškai be žmogaus įsikišimo.

PLC turi daug savybių, kurios išskiria juos iš kitų mechaninėje inžinerijoje naudojamų elektroninių prietaisų:

• Skirtingai nei mikrovaldiklis (vieno lusto kompiuteris) – mikroschema, skirta elektroniniams įrenginiams valdyti – PLC paprastai naudojami automatizuotuose pramoninės gamybos procesuose gamybos įmonės kontekste;

• skirtingai nei kompiuteriai, PLC yra orientuoti į darbą su mašinų blokais, įvedant sudėtingus sensorinius signalus ir išvedant signalus į pavaras, daugiausia dėmesio skiriant sprendimų priėmimui ir operatoriaus valdymui;

• Skirtingai nuo įterptųjų sistemų, PLC gaminami kaip nepriklausomi produktai, atskirti nuo jų valdomos įrangos.

• išplėstas loginių operacijų skaičius ir galimybė nustatyti laikmačius ir skaitiklius.

• Visos PLC programavimo kalbos turi lengvą prieigą prie bitų manipuliavimo mašininiais žodžiais, skirtingai nei dauguma aukšto lygio programavimo kalbų šiuolaikiniuose kompiuteriuose.

Priklausomai nuo sprendžiamų automatizavimo užduočių sudėtingumo, yra skirtingo sudėtingumo PLC.

Pagrindinės PLC operacijos atitinka konkrečių blokų – mechaninių, elektrinių, hidraulinių, pneumatinių ir elektroninių – loginių grandinių kombinuotą valdymą.

Valdymo procese valdikliai generuoja išvesties signalus (įjungta – išjungta), kad valdytų pavaras (elektrinius variklius, vožtuvus, solenoidus ir vožtuvus), remdamiesi iš jutiklių arba aukštesnio lygio įrenginių gautų signalų apdorojimo rezultatais.

Šiuolaikiniai programuojami valdikliai atlieka ir kitas operacijas, tokias kaip skaitiklio ir intervalo laikmačio funkcijų derinimas, signalų vėlavimų tvarkymas.

Vidutinio ir aukšto lygio programuojami loginiai valdikliai paprastai turi įmontuotą judesio valdymo aparatinę ir programinę įrangą, ypač didelės spartos skaitiklio modulius, padėties nustatymo modulius ir kt., kurie leidžia palyginti lengvai įgyvendinti judesio valdymo funkcijas ir užtikrina didelio tikslumo padėties nustatymą.

Struktūriškai PLC pritaikyti veikti tipiškomis pramoninėmis sąlygomis, atsižvelgiant į užterštą atmosferą, signalų lygį, atsparumą šiluminei ir drėgmei, maitinimo šaltinių nepatikimumą, taip pat į mechaninius smūgius ir vibracijas. Šiuo tikslu aparatūros dalis yra įdėta į tvirtą korpusą, kuris sumažina neigiamą daugelio gamybos veiksnių poveikį.

Pagrindinis skirtumas tarp PLC ir relės valdymo grandinių yra algoritmai, kurie įgyvendinami naudojant programas. Vienas valdiklis gali įdiegti grandinę, lygiavertę tūkstančiams kietųjų loginių elementų. Be to, grandinės patikimumas nepriklauso nuo jos sudėtingumo.

Programuojami loginiai valdikliai tradiciškai veikia automatinių gamyklos valdymo sistemų (ACS) apačioje – sistemų, tiesiogiai susijusių su gamybos technologijomis.

PLC paprastai yra pirmasis pastato valdymo sistemų žingsnis. Taip yra todėl, kad būtinybė automatizuoti mašiną ar gamyklą visada yra akivaizdžiausia. Tai duoda greitą ekonominį efektą, pagerina produkcijos kokybę, išvengia fiziškai sunkaus ir rutininio darbo. PLC pagal apibrėžimą yra sukurti šiam darbui.

Pagrindinis PLC privalumas yra tas, kad nedideliu mechanizmu galima pakeisti daugybę elektromechaninių relių, taip pat greitą nuskaitymo laiką, kompaktiškas įvesties/išvesties sistemas, standartizuotus programavimo įrankius ir specialias sąsajas, leidžiančias tiesiogiai prijungti nestandartinius automatikos įrenginius. valdiklį arba sujungiant skirtingą įrangą į vieną valdymo sistemą.

Kaip išsirinkti tinkamą PLC

Programuojamo valdiklio pasirinkimas yra svarbi ir sunki užduotis kuriant automatinio technologinių parametrų valdymo sistemas bet kurioje pramonės įmonėje.

Renkantis jį, būtina atsižvelgti ir įvertinti daugybę veiksnių. Sujungę technologinius reikalavimus konkrečiam objektui automatiniam valdymui su lyginamąja šiuolaikinių programuojamų loginių valdiklių analize, galite priimti teisingą sprendimą.

PLC klasifikacija:

Perkant PLC, pirmiausia reikia atidžiai apsvarstyti, kuris tipas tinka tam tikslui.

Klasikiniai PLC yra moduliai, kuriuos paprastai galima programuoti kompiuteriu. Po to kompiuteris nebereikalingas pačiam PLC valdymui.Iš principo reikia atskirti modulinius, kompaktiškus ir lizdinius PLC.

Kompaktiški PLC paprastai yra pigesni ir užima mažiau vietos. Po to jis daugiausia naudojamas mažiems automatizavimo procesams.

Be programų, pagrįstų asmeninio kompiuterio platforma, yra ir kompaktiškų PLC, kuriuos galima programuoti iš valdymo pulto be kompiuterio.

Moduliniai PLC siūlo galimybę lanksčiai surinkti valdymo bloką iš atskirų modulių, kad būtų galima programuoti sudėtingesnes automatizuotas užduotis.

Yra modulių, kuriuos galima įdiegti sistemoje kaip įkišamas korteles laisvoje pagrindinės plokštės lizde.

Taip pat būtina atskirti PLC pagal tai, kaip jie atlieka savo darbą. Be modelių, kurie valdo įvestis iš anksto nustatytu ciklu, ir PLC, apdorojančių išvestis įvairiais etapais, taip pat yra įvykiais pagrįstų PLC modelių.

Prieš perkant PLC, ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas įėjimų ir išėjimų skaičiui Be to, būtina atsižvelgti į kitus parametrus, į kuriuos nebuvo atsižvelgta pirminio planavimo metu. Taip pat pagalvokite, ar jums reikia PLC su integruotu ekranu ir jutikliniu skydeliu. Kai kuriais atvejais gali pakakti nuskaityti reikšmes ir valdyti sistemą per esamą IT infrastruktūrą.

Kas yra HMI

HMI (Human Machine Interface) – žmogaus ir mašinos ryšio sąsaja. Šios intuityvios ir patogios sąsajos naudojamos tam, kad vartotojai galėtų valdyti ir valdyti mašinas be gilių žinių apie PLC programavimą. Vieno tipo HMI įrenginiai yra SCADA sistemos: Duomenų gavimo ir veikimo valdymo sistemos (SCADA sistemos)