Ελεγκτές PLC - τι είναι;

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Στις απαρχές του βιομηχανικού αυτοματισμού ήταν κυκλώματα ελέγχου ρελέ-επαφής για λειτουργίες παραγωγής. Τέτοιες συσκευές είχαν συγκεκριμένο δυσάρεστο ήχο λειτουργίας. Η λογική της δουλειάς διορθώθηκε και με την παραμικρή απόκλιση από τον καθορισμένο αλγόριθμο ενεργειών, ολόκληρη η αλυσίδα επεξεργασίας έπρεπε να αλλάξει ριζικά.

Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας σε αυτόν τον τομέα, οι επεξεργαστές έχουν εξελιχθεί πολύ. Αυτό χρησίμευσε ως καταλύτης για τη δημιουργία συστημάτων ελέγχου βιομηχανικών διεργασιών που βασίζονται σε βιομηχανικούς ελεγκτές PLC.

Οι πρώτοι τέτοιοι προγραμματιζόμενοι ελεγκτές χρησιμοποιήθηκαν στις Ηνωμένες Πολιτείες. Χρησιμοποίησαν για την οργάνωση του αυτοματισμού στη γραμμή συναρμολόγησης μεταφορέων στην κατασκευή αυτοκινήτων. Η εταιρεία που εφάρμοσε αυτή την τεχνολογία ήταν η Modicon το 1968.

Περιγραφή συσκευής

Το PLC Programmable Logic Controllers είναι ένα μηχάνημα που ελέγχεται από ένα πρόγραμμα με πολλαπλές εισόδους που συνδέονται με το αντικείμενο χρησιμοποιώντας αισθητήρες ελέγχου. Οι έξοδοι συνδέονται με συσκευές εκτέλεσης εντολών. Στο σχεδιασμό του ελεγκτή, ένα σημαντικό συστατικό στοιχείο είναιμικροεπεξεργαστής. Καθήκον του είναι να συλλέγει πληροφορίες, να τις μεταμορφώνει και να τις αποθηκεύει για τη δυνατότητα περαιτέρω ανάπτυξης εντολών ελέγχου. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα ενός προγραμματιζόμενου ελεγκτή είναι ότι λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο!

Προηγουμένως, οι ελεγκτές ρελέ είχαν ογκώδεις συνολικές διαστάσεις, εκτελούσαν τις απλούστερες λειτουργίες μεταγωγής. Η λογική τους δομή ήταν μονολιθική, όχι μεταβλητή. Οι ελεγκτές PLC που τους αντικατέστησαν διακρίνονταν για το συμπαγές τους μέγεθος, ο αλγόριθμος ελέγχου ανέβηκε σε ένα νέο, πολύπλοκο επίπεδο απόδοσης. Η διαδικασία του ελεύθερου προγραμματισμού έχει προκύψει.

Δυνατότητες λογικού ελεγκτή

Κατά την ανάπτυξη του PLC, οι δημιουργοί επεδίωξαν τον στόχο να είναι σε θέση να ελέγχουν τις λογικές λειτουργίες σε ένα σειριακό κύκλωμα. Προς το παρόν, οι προγραμματιζόμενοι ελεγκτές μπορούν όχι μόνο να εκτελούν λογικές λειτουργίες, αλλά και να επεξεργάζονται ψηφιακά σήματα, να ελέγχουν διάφορες μονάδες δίσκου, να πραγματοποιούν ρυθμίσεις και έχουν αποκτήσει δεξιότητες ηλεκτρονικού ελέγχου χειριστή.

Αυτή τη στιγμή, οι συσκευές χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τομείς. Για παράδειγμα, ο ελεγκτής PLC 100 έχει σχεδιαστεί για τη δημιουργία αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου για εξοπλισμό παραγωγής στη βιομηχανία, τη γεωργία και τη στέγαση και τις κοινοτικές υπηρεσίες. Επίσης, τα PLC χρησιμοποιούνται στον ενεργειακό τομέα, στον τομέα των επικοινωνιών και στη χημική βιομηχανία. Οι συσκευές έχουν βρει τη θέση τους στην παραγωγή και μεταφορά πετρελαίου και φυσικού αερίου, σε συστήματα ασφαλείας,λάβετε μέρος στον αυτοματισμό των εγκαταστάσεων αποθήκευσης, στην παραγωγή τροφίμων, στις μεταφορές, στις κατασκευές και σε πολλούς άλλους τομείς της ανθρώπινης ζωής.

Διακριτικά χαρακτηριστικά

Οι ελεγκτές PLC μοιράζονται ορισμένα από τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρονικών συσκευών που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία.

Πρώτον, οι προγραμματιζόμενες λογικές συσκευές διαφέρουν από τους παράλληλους μικροελεγκτές ως προς τη χρήση τους στον τομέα των αυτοματοποιημένων διαδικασιών σε επιχειρήσεις με βιομηχανική προκατάληψη.

Δεύτερον, οι προγραμματιζόμενοι ελεγκτές στοχεύουν στην αλληλεπίδραση με συσκευές μέσω προηγμένης εισαγωγής σημάτων αισθητήρων και της εξόδου τους στους ενεργοποιητές, σε αντίθεση με τους υπολογιστές, οι οποίοι είναι προσαρμοσμένοι στη λήψη αποφάσεων μέσω του ελέγχου χειριστή.

Τρίτον, αυτό που διακρίνει τους ελεγκτές PLC από τα ενσωματωμένα συστήματα είναι η αυτάρκειά τους όσον αφορά την κατασκευή τους ως ανεξάρτητο προϊόν, ξεχωριστά από τον εξοπλισμό που ελέγχεται από αυτό.

Πλεονεκτήματα PLC

Επίσης, ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής PLC χαρακτηρίζεται από ευκολία στην επαφή με τον χρήστη. Αυτό εκφράζεται στις ενέργειες προγραμματισμού του ίδιου του PLC σύμφωνα με το διάγραμμα κυκλώματος, σύμφωνα με λογικές εξισώσεις και χρησιμοποιώντας τη βασική αλγοριθμική γλώσσα.

Η συσκευή είναι προσαρμοσμένη για λειτουργία σε αρνητικές συνθήκες παραγωγής, χρησιμοποιώντας οπτική ηλεκτρονική απομόνωση εισόδων/εξόδων από εξωτερικά ηλεκτρικά κυκλώματα. Αυτό κατέστη δυνατό λόγω της προσαρμοστικότηταςελεγκτής σε ένα ευρύτερο φάσμα συνθηκών λειτουργίας.

Τα πλεονεκτήματα των προγραμματιζόμενων ελεγκτών περιλαμβάνουν την κινητικότητα λογισμικού λόγω της ενοποίησης των γλωσσών προγραμματισμού, την ευρεία λειτουργικότητα, την ταχεία αλλαγή των σπονδυλωτών μονάδων, τον τρόπο λειτουργίας σε πραγματικό χρόνο, τη δυνατότητα επισκευής και την ενοποίηση συστήματος.

Επιλογή συσκευής

Όταν επιλέγουν ένα PLC, καθοδηγούνται από βασικά κριτήρια όπως η συμμόρφωση με τις τεχνικές δυνατότητες της εργασίας και, φυσικά, το κόστος της συσκευής.

Ένας τεράστιος αριθμός κατασκευαστών ασχολούνται με την κυκλοφορία αυτών των ελεγκτών. Η λίστα περιλαμβάνει τόσο ξένες όσο και εγχώριες εταιρείες. Για παράδειγμα, η ρωσική εταιρεία "Oven" προσφέρει έναν ελεγκτή PLC 150 που πληροί όλες τις απαραίτητες προδιαγραφές. Σε αυτή τη λίστα βρίσκονται επίσης οι κατασκευαστικές εταιρείες "Elemer", "Emikon", "Tekon", "Fastwell", NIL AP και πολλές άλλες.

Διάσημοι ξένοι κατασκευαστές είναι οι Siemens, Mitsubishi, ABB, Omron, Schneider Electric και άλλοι.

Με την πάροδο του χρόνου, υπήρξε μια τάση στην εξέλιξη των προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών. Χάνουν το μέγεθος, επεκτείνουν το σύνολο των λειτουργιών, προσθέτουν τον αριθμό συμβατών δικτύων και κελύφους διεπαφής, η ιδέα των «ανοικτών συστημάτων» διαδίδεται ευρέως, η γλώσσα προγραμματισμού τυποποιείται και η πραγματοποιηθείσα τιμή μειώνεται.

Αξίζει να σημειωθεί ότι είναι κερδοφόροδιακριτικά χαρακτηριστικά προγραμματιζόμενων ελεγκτών από προσωπικούς υπολογιστές με τη μορφή συναντήσεων και την παρουσία τεχνολογικού κωδικού προγραμματισμού.

Αρχή λειτουργίας

Η λειτουργία των ελεγκτών PLC είναι ελαφρώς διαφορετική από τα τυπικά όργανα που βασίζονται σε μικροεπεξεργαστή. Το κέλυφος λογισμικού αυτών των λογικών ελεγκτών περιλαμβάνει δύο μέρη. Όπως ένα λειτουργικό σύστημα υπολογιστή, το λογισμικό ελεγκτή διαχειρίζεται τους κόμβους, συνδέει τα στοιχεία και εκτελεί εσωτερικά διαγνωστικά. Το κέλυφος του συστήματος PLC βρίσκεται στη μνήμη μόνο για ανάγνωση του κεντρικού μικροτσίπ και είναι πάντα έτοιμο για χρήση.

Ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής λειτουργεί σε κυκλική λειτουργία συλλέγοντας περιοδικά πληροφορίες εισόδου. Αυτός ο κύκλος έχει 4 στάδια:

1. Είσοδοι δημοσκόπησης.
2. Εκτέλεση εργασιών που έχει ορίσει ο χρήστης.
3. Ορισμός παραμέτρων εξόδου.
4. Άλλες βοηθητικές διαδικασίες λειτουργιών.

Ταξινόμηση ελεγκτών

Σχετικά με τις γραμμές I/O, οι ελεγκτές PLC ταξινομούνται σε:

• νανοελεγκτές;
• μικροελεγκτές;
• μεσαία χειριστήρια;
• μεγάλοι ελεγκτές.

Όσον αφορά τη θέση των μονάδων I/O, διακρίνουν:

• monoblock;
• modular;
• διανεμήθηκε.

Ανάλογα με τη μέθοδο εγκατάστασης και το σχεδιασμό PLC, υπάρχουν:

• πάνελ;
• για τοποθέτηση στο εσωτερικό σε ειδική ράγα;
• για τοποθέτηση σε τοίχο;
• βάση βάσης;
• χωρίς στέγαση (μία διατροφή).