Автоматташтыруудагы PLC негиздери
Өнөр жайлык автоматташтыруу ар кандай тармактарда натыйжалуулукту жана өндүрүмдүүлүктү жогорулатууда негизги факторго айланды. Заманбап автоматташтыруу системаларынын негизги компоненттеринин бири - программалануучу логикалык контроллер (PLC). PLC - бул өнөр жайлык процесстерди автоматташтыруу үчүн колдонулган электрондук түзүлүш, ал татаал кол менен башкаруу системаларын алмаштырат . Бул макалада биз PLCлердин негиздерин, алардын аныктамасын, функциясын, компоненттерин, түрлөрүн жана өнөр жайлык колдонуу мисалдарын талкуулайбыз.
PLC деген эмне?
PLC программалануучу логикалык контроллер дегенди билдирет. PLC - бул ар кандай машиналарды, процесстерди же системаларды башкаруу үчүн автоматташтыруу системаларында колдонулган кичинекей компьютер . PLCлер катаал өнөр жай шарттарына туруштук берүү үчүн иштелип чыккан, кеңири температура диапазонунда, жогорку нымдуулукта жана чаңга же титирөөгө дуушар болуу мүмкүнчүлүгүнө ээ.
Ачык башкаруу системалары (ААК) алгач 1968-жылы Ричард Морли тарабынан киргизилген жана ошондон бери тездик менен өнүгүп келе жатат. ААКтар татаалыраак, кымбатыраак жана тез-тез тейлөөнү талап кылган релелик башкаруу системаларын алмаштырды. ААКтардын пайда болушу менен башкаруу тапшырмалары ийкемдүү программаланып, белгилүү бир муктаждыктарга оңой ылайыкташтырылышы мүмкүн болду.
PLCдин негизги компоненттери
Жалпысынан алганда, PLC анын иштешинде маанилүү ролду ойногон бир нече негизги компоненттерден турат. Бул компоненттер төмөнкүлөр:
1. Борбордук иштетүү блогу (CPU): CPU - бул PLCнин мээси, ал колдонуучу тарабынан жазылган программалык көрсөтмөлөрдү иштетет. CPU сенсорлордон киргизилген маалыматтарды окуп, маалыматтарды иштетип, аткаруучу механизмдерди башкаруу үчүн тиешелүү чыгарууну камсыз кылат.
2. Эстутум: PLCлерде программаларды жана оперативдик маалыматтарды сактоо үчүн ар кандай типтеги эстутумдар бар. Бул эстутумга RAM (убактылуу маалыматтар үчүн), ROM (туруктуу көрсөтмөлөр үчүн), EEPROM (туруктуу эмес сактоо үчүн) жана башкалар кирет.
3. Киргизүү/чыгаруу (I/O) модулдары: I/O модулдары PLC менен тышкы түзмөктөрдүн ортосундагы интерфейс катары кызмат кылат. Киргизүү модулдары сенсорлордон сигналдарды кабыл алат, ал эми чыгаруу модулдары сигналдарды аткаруучу механизмдерге же башка түзмөктөргө жөнөтөт.
4. Электр менен камсыздоо: PLCге жана анын бардык компоненттерине электр энергиясын берүүчү, алардын туура иштеши үчүн.
5. Программалоо түзмөгү: Бул курал PLC ичинде программаларды жазуу, өзгөртүү жана көзөмөлдөө үчүн колдонулат. Бул, адатта, атайын программалык камсыздоосу бар компьютер.
PLC иштөө принциби
ПЛКлар сканерлөө циклинин принциби боюнча иштейт. Бул цикл бир нече этаптан турат, атап айтканда:
1. Киргизүүнү сканерлөө: PLC сенсорлор жана баскычтар сыяктуу бардык киргизүү түзмөктөрүнүн абалын окуйт.
2. Программаны аткаруу: PLC программадагы көрсөтмөлөрдү сканерлөө киргизүүсүнөн алынган маалыматтардын негизинде аткарат.
3. Чыгарууну сканерлөө: PLC программанын аткарылышынын натыйжаларына ылайык бардык чыгаруу түзмөктөрүнүн абалын жаңыртып турат.
4. Үй жумуштары: ААК тышкы түзмөктөр менен байланышуу же башка техникалык тейлөө тапшырмалары сыяктуу бир нече ички операцияларды аткарат.
Бул процесс өтө тез циклдерде, адатта миллисекунддарда кайталанат, ошондуктан PLC өзгөрүүлөргө абдан тез жооп бере алат.
PLC түрлөрү
PLCлерди кубаттуулугу, физикалык формасы жана функционалдуулугу сыяктуу ар кандай факторлорго жараша классификациялоого болот. Бул жерде кеңири колдонулган PLC түрлөрүнүн айрымдары келтирилген:
1. Кубаттуулукка негизделген ЖЧК:
– Nano/Micro PLC: Киргизүү жана чыгаруунун саны чектелүү; аз сандагы киргизүү/чыгаруулары бар жөнөкөй колдонмолор үчүн ылайыктуу.
– Компакттуу PLC: Көбүрөөк киргизүү/чыгаруу жана кошумча функцияларды сунуштайт; адатта татаалыраак колдонмолордо колдонулат.
– Модулдук PLC: Зарылчылыкка жараша кошула же алмаштырыла турган модулдардан турат; абдан ийкемдүү жана өстүрүү системалары үчүн идеалдуу.
2. Физикалык формага негизделген PLC:
– Стеллажга орнотулган: PLC киргизүү/чыгаруу модулдары, кубат булагы жана CPU модулдары үчүн уячалары бар стеллажга орнотулган.
– Кирпич стилиндеги: Бардык негизги компоненттерди камтыган бир интеграцияланган корпусу бар компакттуу PLC.
3. Функционалдык өзгөчөлүктөрүнө негизделген PLC:
– Интеграцияланган PLC: Жалпы колдонмолор үчүн негизги функцияларга ээ.
– Өркүндөтүлгөн PLC: Тармактык байланыш, татаал маалыматтарды иштетүү жана реалдуу убакыттагы мүмкүнчүлүктөр сыяктуу өркүндөтүлгөн функциялар менен жабдылган.
PLC программалоо тили
PLCди иштетүү үчүн биз атайын программалоо тилин колдонуп көрсөтмө берилген программаларды жазышыбыз керек. IEC 61131-3 стандартында белгиленгендей, PLCлер үчүн кеңири колдонулган бир нече программалоо тилдери бар . Алардын айрымдары:
1. Тепкич диаграммасы (ТД): Релелик логиканын схемалык диаграммасына окшош программалоо тили. Электрдик же механикалык билими бар техниктер жана инженерлер үчүн түшүнүү оңой.
2. Функциянын блоктук диаграммасы (FBD): Логикалык операцияларды көрсөтүү үчүн функция блокторун колдонот. FBDлер татаал процесстерди визуалдык түрдө чагылдыруу үчүн абдан пайдалуу.
3. Структураланган текст (СТ): Паскаль сыяктуу салттуу программалоо тилдерине окшош жогорку деңгээлдеги программалоо тили. СТ ийкемдүү жана татаалыраак программалоого мүмкүндүк берет.
4. Нускамалардын тизмеси (IL): Ассемблер тилине окшош тексттик программалоо. IL сызыктуу жана абдан деталдуу.
5. Ырааттуу функциялардын диаграммасы (SFC): Процессти ырааттуу кадамдарга уюштуруу үчүн колдонулат. SFC белгилүү бир аткаруу ырааттуулугун талап кылган процесстерди сүрөттөө үчүн идеалдуу.
Өнөр жайдагы PLC колдонмолору
ПЛКлар ар кандай тармактарда процесстерди автоматташтыруу, натыйжалуулукту жогорулатуу жана адамдык каталарды азайтуу үчүн кеңири колдонулат. Өнөр жайда ПЛКлардын колдонулушунун айрым мисалдары:
1. Өндүрүш өнөр жайы: Заводдордо PLC өндүрүш машиналарын, конвейердик системаларды, роботторду жана башка түзмөктөрдү башкаруу үчүн колдонулат. Мисал катары татаал координацияны талап кылган автомобиль өндүрүш линиясын башкарууну келтирүүгө болот.
2. Кайра иштетүү өнөр жайы: ПЛКлар химиялык кайра иштетүүдө, тамак-аш жана суусундуктарды кайра иштетүүдө жана агынды сууларды тазалоодо колдонулат. Алар материалдардын аралашуусун, температураны, басымды жана агымды жөнгө салат.
3. Энергетика тармагы: Электр станцияларында ЖЧКлар энергияны бөлүштүрүүнү, газды кайра иштетүүнү жана сууну тазалоо системаларын көзөмөлдөйт. Алар натыйжалуу жана коопсуз иштөөнү камсыздайт.
4. Транспорт жана логистика: ААКлар кирүү жана чыгуу дарбазаларын, автоматташтырылган транспорт системаларын жана кампаларды башкарууну башкаруу үчүн колдонулат. Алар логистиканы натыйжалуу башкарууну камсыз кылат.
5. Акылдуу имараттар жана инфраструктура: Акылдуу имараттардагы HVAC (жылытуу, желдетүү жана кондиционерлөө) системаларын, жарыктандыруу, лифттерди жана коопсуздук системаларын PLCлер башкарат.
PLC колдонуунун артыкчылыктары
Өнөр жайлык автоматташтыруу системаларында PLC колдонуу бир катар артыкчылыктарды берет:
1. Ийкемдүүлүк: PLCлердеги программаларды жабдууларды алмаштыруунун кажети жок эле оңой эле өзгөртүүгө же жаңыртууга болот. Бул өзгөрүп жаткан өндүрүштүк муктаждыктарга тез ыңгайлашууга мүмкүндүк берет.
2. Ишенимдүүлүк жана бышыктык: PLCлер катаал өнөр жай чөйрөлөрүнө туруштук берүү үчүн иштелип чыккан, бул аларды релелик башкаруу системаларына караганда ишенимдүүрөөк кылат.
3. Оңой тейлөө: PLCлерде көйгөйлөрдү аныктоону жана чечүүнү жеңилдетүүчү ички диагностикалык функциялар бар.
4. Масштабдоо: Киргизүү/чыгаруу модулдарын зарылчылыкка жараша кошууга болот, бул компания өскөн сайын системанын өсүшүнө мүмкүндүк берет.
5. Чыгымдардын натыйжалуулугу: Баштапкы баасы жогору болушу мүмкүн, бирок PLCди колдонуу узак мөөнөттүү келечекте эксплуатациялык жана техникалык тейлөө чыгымдарын азайта алат.
Корутунду
Өнөр жай автоматташтыруу дүйнөсүндө ӨКлар маанилүү ролду ойнойт. Көптөгөн системаларды жана процесстерди башкаруу жөндөмү менен ӨКлар натыйжалуулукту, өндүрүмдүүлүктү жана коопсуздукту жогорулатууга мүмкүндүк берет. ӨКлардын негиздерин, анын ичинде алардын компоненттерин, иштөө принциптерин, түрлөрүн, программалоо тилдерин жана колдонмолорун түшүнүү ар кандай өнөр жай тармактарында ийгиликтүү ишке ашыруунун биринчи кадамы болуп саналат. ӨКларды колдонуу менен тармактар атаандаштыкка жөндөмдүүлүктү жана инновацияны жогорулатууга жардам берип, өнүккөн автоматташтырууга жетише алышат.
