የ PLC መሰረታዊ ነገሮች በአውቶሜሽን

የ PLC መሰረታዊ ነገሮች በአውቶሜሽን

የኢንዱስትሪ አውቶሜሽን በተለያዩ ዘርፎች ቅልጥፍናን እና ምርታማነትን ለማሳደግ ቁልፍ ነገር ሆኗል። ከዘመናዊ አውቶሜሽን ስርዓቶች ቁልፍ ክፍሎች አንዱ ፕሮግራም ሊደረግ የሚችል ሎጂክ መቆጣጠሪያ (PLC) ነው። PLC ውስብስብ የእጅ መቆጣጠሪያ ስርዓቶችን በመተካት የኢንዱስትሪ ሂደቶችን በራስ-ሰር ለማንቀሳቀስ የሚያገለግል ኤሌክትሮኒክ መሳሪያ ነው ። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ፣ የ PLCs መሰረታዊ ነገሮችን ከትርጓሜያቸው፣ ከተግባራቸው፣ ከክፍሎቹ፣ ከአይነታቸው እና ከኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች ምሳሌዎች እንወያያለን።

ኃ.የተ.የግ.ማህ (PLC) ምንድን ነው?

PLC ማለት ፕሮግራመብል ሎጂክ መቆጣጠሪያ ማለት ነው። PLC የተለያዩ ማሽኖችን፣ ሂደቶችን ወይም ስርዓቶችን ለመቆጣጠር በአውቶሜሽን ስርዓቶች ውስጥ የሚያገለግል ትንሽ ኮምፒውተር ነው ። PLCዎች የተነደፉት ከባድ የኢንዱስትሪ ሁኔታዎችን ለመቋቋም ሲሆን ይህም ሰፊ የሙቀት መጠን፣ ከፍተኛ እርጥበት እና ለአቧራ ወይም ለንዝረት መጋለጥን ያካትታል።

PLCs ለመጀመሪያ ጊዜ የተዋወቁት በ1968 በሪቻርድ ሞርሊ ሲሆን ከዚያን ጊዜ ጀምሮ በፍጥነት ተሻሽለዋል። PLCs የበለጠ ውስብስብ፣ ውድ እና ተደጋጋሚ ጥገና የሚያስፈልጋቸውን በሪሌይ ላይ የተመሰረቱ የቁጥጥር ስርዓቶችን ተክተዋል። PLCs መምጣት፣ የቁጥጥር ተግባራት በተለዋዋጭ ሁኔታ ፕሮግራም ሊደረጉ እና ለተወሰኑ ፍላጎቶች በቀላሉ ሊበጁ ይችላሉ።

የኃ.የተ.የግ.ማ ዋና ዋና ክፍሎች

በአጠቃላይ፣ PLC በአፈፃፀሙ ውስጥ ወሳኝ ሚና የሚጫወቱ በርካታ ዋና ዋና ክፍሎችን ያቀፈ ነው። እነዚህ ክፍሎች እንደሚከተለው ናቸው፡

1. ማዕከላዊ የፕሮሰሲንግ ዩኒት (ሲፒዩ): ሲፒዩ በተጠቃሚ የተጻፉ የፕሮግራም መመሪያዎችን የሚያስኬድ የPLC አእምሮ ነው። ሲፒዩ ከሴንሰሮች የሚመጡ ግብዓቶችን ያነባል፣ መረጃውን ያስኬዳል፣ እና አክቲውተሮችን ለመቆጣጠር ተገቢውን ውጤት ይሰጣል።

2. ማህደረ ትውስታ፡ PLCዎች ፕሮግራሞችን እና የአሠራር መረጃዎችን ለማከማቸት የተለያዩ የማህደረ ትውስታ ዓይነቶች አሏቸው። ይህ ማህደረ ትውስታ ራም (ለጊዜያዊ መረጃ)፣ ሮም (ለቋሚ መመሪያዎች)፣ EEPROM (ለማይለዋወጥ ማከማቻ) እና ሌሎችንም ያካትታል።

3. የግቤት/ውጤት (I/O) ሞጁሎች፡ የግቤት/ውጤት ሞጁሎች በ PLC እና በውጫዊ መሳሪያዎች መካከል እንደ በይነገጽ ያገለግላሉ። የግቤት ሞጁሎች ከዳሳሾች ምልክቶችን ይቀበላሉ፣ የውጤት ሞጁሎች ደግሞ ምልክቶችን ወደ አንቀሳቃሾች ወይም ሌሎች መሳሪያዎች ይልካሉ።

4. የኃይል አቅርቦት፡- ለኃ.የተ.የግ.ማ እና ለሁሉም ክፍሎቹ የኤሌክትሪክ ኃይል የሚያቀርብ የኃይል ምንጭ በአግባቡ እንዲሰሩ ነው።

5. የፕሮግራሚንግ መሳሪያ፡ ይህ መሳሪያ በPLC ውስጥ ያሉ ፕሮግራሞችን ለመፃፍ፣ ለማሻሻል እና ለመከታተል ያገለግላል። በአጠቃላይ ልዩ ሶፍትዌር ያለው ኮምፒውተር ነው።

የኃ.የተ.የግ.ማ የሥራ መርህ

PLCዎች የሚሠሩት በስካን ዑደት መርህ ላይ ነው። ይህ ዑደት በርካታ ደረጃዎችን ያቀፈ ነው፣ እነሱም፡

1. የግቤት ቅኝት፡ PLC እንደ ዳሳሾች እና አዝራሮች ያሉ የሁሉም የግቤት መሳሪያዎች ሁኔታ ያነባል.

2. የፕሮግራም አፈፃፀም፡ PLC በፕሮግራሙ ውስጥ መመሪያዎችን ከስካን ግቤት በተገኘው መረጃ ላይ በመመስረት ያከናውናል።

3. የውጤት ቅኝት፡ PLC የሁሉም የውጤት መሳሪያዎች ሁኔታ በፕሮግራሙ አፈፃፀም ውጤቶች መሰረት ያዘምናል።

4. የቤት አያያዝ፡ PLC ከውጭ መሳሪያዎች ጋር ግንኙነት ማድረግ ወይም ሌሎች የጥገና ስራዎችን የመሳሰሉ በርካታ የውስጥ ስራዎችን ያከናውናል።

ይህ ሂደት በጣም ፈጣን በሆኑ ዑደቶች ውስጥ ይደገማል፣ አብዛኛውን ጊዜ በሚሊሰከንዶች፣ ስለዚህ PLC ለለውጦች በጣም በፍጥነት ምላሽ መስጠት ይችላል።

የኃ.የተ.የግ.ማ. አይነቶች

PLCዎች እንደ አቅም፣ አካላዊ ቅርፅ እና ተግባር ባሉ የተለያዩ ምክንያቶች ሊመደቡ ይችላሉ። እዚህ ላይ በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉ የ PLC ዓይነቶች እነሆ፡

1. በአቅም ላይ የተመሰረተ PLC፡
– ናኖ/ማይክሮ ኃ.የተ.የግ.ማ.፡- የተወሰነ የግብዓት እና የውጤት ብዛት አለው፤ አነስተኛ ቁጥር ያላቸው የI/Oዎች ላላቸው ቀላል አፕሊኬሽኖች ተስማሚ።
– ኮምፓክት ኃ.የተ.የግ.ማ.፡- ተጨማሪ የግቤት/የመቀየሪያ እና ተጨማሪ ባህሪያትን ያቀርባል፤ በተለምዶ ውስብስብ በሆኑ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።
– ሞዱላር ኃ.የተ.የግ.ማ.፡- አስፈላጊ በሚሆንበት ጊዜ ሊጨመሩ ወይም ሊተኩ የሚችሉ ሞጁሎችን ያቀፈ ነው፤ በጣም ተለዋዋጭ እና ለስርዓቶች እድገት ተስማሚ ነው።

2. በአካላዊ ቅርፅ ላይ የተመሰረተ PLC:
– መደርደሪያ ላይ የተገጠመለት፡- ለI/O ሞጁሎች፣ ለኃይል አቅርቦት እና ለሲፒዩ ሞጁሎች ማስገቢያዎች ባሉት መደርደሪያ ውስጥ የተገጠመ PLC።
– የጡብ አይነት፡- ሁሉንም ዋና ዋና ክፍሎች የያዘ አንድ የተቀናጀ መያዣ ያለው ኮምፓክት ኃ.የተ.የግ.ማ.

3. በተግባራዊነት ላይ የተመሰረተ PLC:
– የተቀናጀ PLC፡ ለአጠቃላይ አፕሊኬሽኖች መሰረታዊ ባህሪያት አሉት።
– የላቀ PLC፡- እንደ የኔትወርክ ግንኙነት፣ ውስብስብ የውሂብ ሂደት እና የእውነተኛ ጊዜ ችሎታዎች ባሉ የላቁ ባህሪያት የታጠቀ።

የኃ.የተ.የግ.ማ ፕሮግራሚንግ ቋንቋ

PLCን ለማንቀሳቀስ፣ በልዩ የፕሮግራም አወጣጥ ቋንቋ የሚመሩ ፕሮግራሞችን መፃፍ አለብን። በ IEC 61131-3 መስፈርት ውስጥ እንደተገለጸው ለ PLCs በተለምዶ የሚያገለግሉ በርካታ የፕሮግራም አወጣጥ ቋንቋዎች አሉ። ከእነዚህ ውስጥ ጥቂቶቹ እነሆ

1. የመሰላል ዲያግራም (LD): የሪሌይ ሎጂክ ንድፍ ንድፍ የሚመስል የፕሮግራም አወጣጥ ቋንቋ። የኤሌክትሪክ ወይም የሜካኒካል ዳራ ላላቸው ቴክኒሻኖች እና መሐንዲሶች ለመረዳት ቀላል።

2. የተግባር ብሎክ ዲያግራም (FBD): አመክንዮአዊ ስራዎችን ለመወከል የተግባር ብሎኮችን ይጠቀማል። FBDዎች ውስብስብ ሂደቶችን በምስል ለማሳየት በጣም ጠቃሚ ናቸው።

3. የተዋቀረ ጽሑፍ (ST): እንደ ፓስካል ካሉ ባህላዊ የፕሮግራም አወጣጥ ቋንቋዎች ጋር ተመሳሳይ የሆነ ከፍተኛ ደረጃ ያለው የፕሮግራም አወጣጥ ቋንቋ። ST የበለጠ ተለዋዋጭ እና የበለጠ ውስብስብ ፕሮግራሚንግ እንዲኖር ያስችላል።

4. የመመሪያ ዝርዝር (IL): ከመሰብሰቢያ ቋንቋ ጋር ተመሳሳይ የሆነ የጽሑፍ ላይ የተመሠረተ ፕሮግራም። IL መስመራዊ እና በጣም ዝርዝር ነው።

5. የቅደም ተከተል ተግባር ገበታ (SFC): አንድን ሂደት በተከታታይ ደረጃዎች ለማደራጀት ይጠቅማል። SFC የተወሰነ የአፈፃፀም ቅደም ተከተል የሚያስፈልጋቸውን ሂደቶች ለመግለጽ ተስማሚ ነው።

የኃ.የተ.የግ.ማ. አፕሊኬሽኖች በኢንዱስትሪ ውስጥ

PLCs ሂደቶችን በራስ-ሰር ለማካሄድ፣ ቅልጥፍናን ለመጨመር እና የሰውን ስህተት ለመቀነስ በተለያዩ ኢንዱስትሪዎች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ። በኢንዱስትሪ ውስጥ የ PLC አፕሊኬሽኖች አንዳንድ ምሳሌዎች እነሆ፡

1. የማኑፋክቸሪንግ ኢንዱስትሪ፡- በፋብሪካዎች ውስጥ፣ PLCዎች የማምረቻ ማሽኖችን፣ የማጓጓዣ ስርዓቶችን፣ ሮቦቶችን እና ሌሎች መሳሪያዎችን ለመቆጣጠር ያገለግላሉ። ለምሳሌ የተሽከርካሪ ማምረቻ መስመርን መቆጣጠር ሲሆን ይህም ውስብስብ ቅንጅት ይጠይቃል።

2. የማቀነባበሪያ ኢንዱስትሪ፡- PLCዎች በኬሚካል ማቀነባበሪያ፣ በምግብ እና በመጠጥ ማቀነባበሪያ እና በቆሻሻ ውሃ አያያዝ ላይ ያገለግላሉ። የቁሳቁሶችን፣ የሙቀት መጠንን፣ ግፊትን እና ፍሰትን መቀላቀልን ይቆጣጠራሉ።

3. የኢነርጂ ኢንዱስትሪ፡- በኃይል ማመንጫዎች ውስጥ፣ የኃ.የተ.የግ.ማ.ዎች የኃይል ስርጭትን፣ የጋዝ ማቀነባበሪያን እና የውሃ ማጣሪያ ስርዓቶችን ይቆጣጠራሉ። ቀልጣፋ እና ደህንነቱ የተጠበቀ ስራዎችን ያረጋግጣሉ።

4. ትራንስፖርት እና ሎጂስቲክስ፡- PLCዎች የመግቢያ እና የመውጫ በሮችን፣ አውቶማቲክ የትራንስፖርት ስርዓቶችን እና የመጋዘን አስተዳደርን ለመቆጣጠር ያገለግላሉ። ቀልጣፋ የሎጂስቲክስ አስተዳደርን ያረጋግጣሉ።

5. ስማርት ህንፃዎች እና መሠረተ ልማቶች፡- PLCዎች በስማርት ህንፃዎች ውስጥ የHVAC (የማሞቂያ፣ የአየር ማናፈሻ እና የአየር ማቀዝቀዣ) ስርዓቶችን፣ መብራቶችን፣ አሳንሰሮችን እና የደህንነት ስርዓቶችን ይቆጣጠራሉ።

የኃ.የተ.የግ.ማ. አጠቃቀም ጥቅሞች

በኢንዱስትሪ አውቶሜሽን ስርዓቶች ውስጥ PLCs መጠቀም በርካታ ጥቅሞችን ይሰጣል፡

1. ተለዋዋጭነት፡- በPLCs ውስጥ ያሉ ፕሮግራሞች የሃርድዌር መተካት ሳያስፈልጋቸው በቀላሉ ሊለወጡ ወይም ሊዘመኑ ይችላሉ። ይህም ከተለዋዋጭ የምርት ፍላጎቶች ጋር በፍጥነት መላመድ ያስችላል።

2. አስተማማኝነት እና ዘላቂነት፡- PLCዎች አስቸጋሪ የኢንዱስትሪ አካባቢዎችን ለመቋቋም የተነደፉ ናቸው፣ ይህም ከሪሌይ ላይ ከተመሰረቱ የቁጥጥር ስርዓቶች የበለጠ አስተማማኝ ያደርጋቸዋል።

3. ቀላል ጥገና፡- PLCዎች ችግሮችን ለመለየት እና ለመፍታት ቀላል የሚያደርጉ ውስጣዊ የምርመራ ባህሪያት አሏቸው።

4. የመጠን አቅም፡- የI/O ሞጁሎች እንደ አስፈላጊነቱ ሊጨመሩ ይችላሉ፣ ይህም ኩባንያው እያደገ ሲሄድ ስርዓቱ እንዲያድግ ያስችለዋል።

5. የወጪ ቆጣቢነት፡- የመጀመሪያው ወጪ ከፍተኛ ሊሆን ቢችልም፣ የኃ.የተ.የግ.ማ. መጠቀም በረጅም ጊዜ ውስጥ የአሠራር እና የጥገና ወጪዎችን ሊቀንስ ይችላል።

ከሲምፑላን

PLCs በኢንዱስትሪ አውቶሜሽን ዓለም ውስጥ ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ። የተለያዩ ስርዓቶችን እና ሂደቶችን የመቆጣጠር ችሎታ ስላላቸው፣ PLCs ቅልጥፍናን፣ ምርታማነትን እና ደህንነትን ይጨምራሉ። የ PLC መሰረታዊ ነገሮችን መረዳት፣ ክፍሎቻቸውን፣ የአሠራር መርሆዎቻቸውን፣ አይነቶቻቸውን፣ የፕሮግራም አወጣጥ ቋንቋዎችን እና አፕሊኬሽኖቻቸውን ጨምሮ፣ በተለያዩ የኢንዱስትሪ ዘርፎች ስኬታማ ትግበራ ለማድረግ የመጀመሪያው እርምጃ ነው። PLCsን በመጠቀም፣ ኢንዱስትሪዎች የበለጠ የላቀ አውቶሜሽን ማሳካት ይችላሉ፣ ይህም ተወዳዳሪነትን እና ፈጠራን ለመጨመር ይረዳል።