ஆட்டோமேஷனில் பிஎல்சி அடிப்படைகள்
பல்வேறு துறைகளில் செயல்திறனையும் உற்பத்தித்திறனையும் அதிகரிப்பதில் தொழில்துறை தானியக்கம் ஒரு முக்கிய காரணியாக மாறியுள்ளது. நவீன தானியக்க அமைப்புகளின் முக்கிய கூறுகளில் ஒன்று நிரல்படுத்தக்கூடிய தர்க்கக் கட்டுப்படுத்தி (PLC) ஆகும். PLC என்பது சிக்கலான கைமுறைக் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளுக்குப் பதிலாக, தொழில்துறை செயல்முறைகளைத் தானியக்கமாக்கப் பயன்படும் ஒரு மின்னணு சாதனம் ஆகும் . இந்தக் கட்டுரையில், PLC-களின் வரையறை, செயல்பாடு, கூறுகள், வகைகள் மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகளின் எடுத்துக்காட்டுகள் என அவற்றின் அடிப்படைகளைப் பற்றி விவாதிப்போம்.
PLC என்றால் என்ன?
PLC என்பது புரோகிராம் செய்யக்கூடிய தர்க்கக் கட்டுப்படுத்தி என்பதன் சுருக்கமாகும். PLC என்பது பல்வேறு இயந்திரங்கள், செயல்முறைகள் அல்லது அமைப்புகளைக் கட்டுப்படுத்த தானியங்கு அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு சிறிய கணினியாகும் . PLC-கள் கடுமையான தொழில்துறை நிலைமைகளைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன; அவை பரந்த வெப்பநிலை வரம்பு, அதிக ஈரப்பதம், மற்றும் தூசி அல்லது அதிர்வுகளுக்கு உட்படும் சூழலிலும் செயல்படும் திறன் கொண்டவை.
பிஎல்சிக்கள் முதன்முதலில் 1968-ல் ரிச்சர்ட் மோர்லியால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன, அதன் பின்னர் அவை வேகமாகப் பரிணாம வளர்ச்சி அடைந்துள்ளன. மிகவும் சிக்கலானதாகவும், அதிக விலை கொண்டதாகவும், அடிக்கடி பராமரிப்பு தேவைப்படுவதாகவும் இருந்த ரிலே அடிப்படையிலான கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளுக்குப் பதிலாக பிஎல்சிக்கள் வந்தன. பிஎல்சிக்களின் வருகையால், கட்டுப்பாட்டுப் பணிகளை நெகிழ்வாக நிரல்படுத்தவும், குறிப்பிட்ட தேவைகளுக்கு ஏற்ப எளிதாகத் தனிப்பயனாக்கவும் முடிந்தது.
PLC-யின் முக்கிய கூறுகள்
பொதுவாக, ஒரு PLC அதன் செயல்திறனில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் பல முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது. அந்தக் கூறுகள் பின்வருமாறு:
1. மையச் செயலாக்க அலகு (CPU): CPU என்பது PLC-யின் மூளையாகும். இது பயனர் எழுதும் நிரல் வழிமுறைகளைச் செயலாக்குகிறது. CPU, உணரிகளிலிருந்து உள்ளீட்டைப் படித்து, தரவைச் செயலாக்கி, இயக்கிகளைக் கட்டுப்படுத்தத் தகுந்த வெளியீட்டை வழங்குகிறது.
2. நினைவகம்: பிஎல்சிக்கள் நிரல்களையும் செயல்பாட்டுத் தரவுகளையும் சேமிப்பதற்காகப் பல்வேறு வகையான நினைவகங்களைக் கொண்டுள்ளன. இந்த நினைவகத்தில் ரேம் (தற்காலிகத் தரவுகளுக்கு), ரோம் (நிரந்தர அறிவுறுத்தல்களுக்கு), ஈப்ரோம் (மாறாத சேமிப்பிற்கு) மற்றும் பிற அடங்கும்.
3. உள்ளீடு/வெளியீடு (I/O) தொகுதிகள்: உள்ளீடு/வெளியீடு தொகுதிகள், பிஎல்சி-க்கும் வெளிப்புற சாதனங்களுக்கும் இடையே ஒரு இடைமுகமாகச் செயல்படுகின்றன. உள்ளீட்டுத் தொகுதிகள் உணரிகளிடமிருந்து சமிக்ஞைகளைப் பெறுகின்றன, அதே சமயம் வெளியீட்டுத் தொகுதிகள் இயக்கிகள் அல்லது பிற சாதனங்களுக்கு சமிக்ஞைகளை அனுப்புகின்றன.
4. மின்வழங்கி: பிஎல்சி மற்றும் அதன் அனைத்து பாகங்களும் முறையாக இயங்குவதற்குத் தேவையான மின்சாரத்தை வழங்கும் ஒரு மின் மூலம்.
5. நிரலாக்க சாதனம்: இந்தக் கருவி, பிஎல்சி-க்குள் நிரல்களை எழுத, மாற்றியமைக்க மற்றும் கண்காணிக்கப் பயன்படுகிறது. இது பொதுவாக சிறப்பு மென்பொருளைக் கொண்ட ஒரு கணினியாகும்.
பிஎல்சிக்கள் ஸ்கேன் சுழற்சி என்ற கொள்கையின் அடிப்படையில் செயல்படுகின்றன. இந்த சுழற்சி பல நிலைகளைக் கொண்டுள்ளது, அவையாவன:
1. உள்ளீட்டு ஆய்வு: பிஎல்சி, சென்சார்கள் மற்றும் பொத்தான்கள் போன்ற அனைத்து உள்ளீட்டு சாதனங்களின் நிலையையும் படிக்கிறது.
2. நிரல் செயலாக்கம்: ஸ்கேன் உள்ளீட்டிலிருந்து பெறப்பட்ட தரவுகளின் அடிப்படையில், PLC ஆனது நிரலில் உள்ள கட்டளைகளைச் செயல்படுத்துகிறது.
3. வெளியீட்டு ஆய்வு: நிரல் செயலாக்கத்தின் முடிவுகளுக்கு ஏற்ப, PLC அனைத்து வெளியீட்டு சாதனங்களின் நிலையையும் புதுப்பிக்கிறது.
4. உள்ளகப் பராமரிப்பு: பிஎல்சி ஆனது வெளிப்புறச் சாதனங்களுடன் தொடர்பு கொள்வது அல்லது பிற பராமரிப்புப் பணிகள் போன்ற பல உள்ளகச் செயல்பாடுகளை மேற்கொள்கிறது.
இந்தச் செயல்முறை மிக வேகமான சுழற்சிகளில், பொதுவாக மில்லி விநாடிகளில், மீண்டும் மீண்டும் நடைபெறுவதால், பிஎல்சி-யால் மாற்றங்களுக்கு மிக விரைவாகப் பதிலளிக்க முடிகிறது.
பிஎல்சி வகைகள்
கொள்ளளவு, பௌதீக வடிவம் மற்றும் செயல்பாடு போன்ற பல்வேறு காரணிகளின் அடிப்படையில் பிஎல்சிக்களை வகைப்படுத்தலாம். பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் சில பிஎல்சி வகைகள் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன:
1. கொள்ளளவின் அடிப்படையில் பிஎல்சி:
– நானோ/மைக்ரோ பிஎல்சி: வரையறுக்கப்பட்ட எண்ணிக்கையிலான உள்ளீடுகள் மற்றும் வெளியீடுகளைக் கொண்டுள்ளது; குறைவான உள்ளீடுகள் மற்றும் வெளியீடுகளைக் கொண்ட எளிய பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது.
– காம்பாக்ட் பிஎல்சி : அதிக உள்ளீடு/வெளியீடு மற்றும் கூடுதல் அம்சங்களை வழங்குகிறது; பொதுவாக மிகவும் சிக்கலான பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
– மாடுலர் பிஎல்சி: தேவைக்கேற்ப சேர்க்கக்கூடிய அல்லது மாற்றக்கூடிய தொகுதிகளைக் கொண்டது; மிகவும் நெகிழ்வானது மற்றும் வளர்ந்து வரும் அமைப்புகளுக்கு மிகவும் ஏற்றது.
2. பௌதீக வடிவத்தின் அடிப்படையிலான பிஎல்சி:
– ரேக்கில் பொருத்தப்பட்டது: உள்ளீடு/வெளியீட்டுத் தொகுதிகள், மின்வழங்கி மற்றும் சிபியு தொகுதிகளுக்கான இடங்களைக் கொண்ட ஒரு ரேக்கில் பிஎல்சி பொருத்தப்பட்டுள்ளது.
– பிரிக்-ஸ்டைல் : அனைத்து முக்கிய பாகங்களையும் ஒரே ஒருங்கிணைந்த உறையில் உள்ளடக்கிய சிறிய பிஎல்சி.
3. செயல்பாட்டின் அடிப்படையில் பிஎல்சி:
– ஒருங்கிணைந்த பிஎல்சி: பொதுவான பயன்பாடுகளுக்கான அடிப்படை அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளது.
– மேம்பட்ட பிஎல்சி: பிணையத் தொடர்பு, சிக்கலான தரவு செயலாக்கம் மற்றும் நிகழ்நேரத் திறன்கள் போன்ற மேம்பட்ட அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளது.
பிஎல்சி நிரலாக்க மொழி
ஒரு பிஎல்சி-ஐ இயக்குவதற்கு, ஒரு சிறப்பு நிரலாக்க மொழியைப் பயன்படுத்தி இயக்கப்படும் நிரல்களை நாம் எழுத வேண்டும். IEC 61131-3 தரநிலையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, பிஎல்சி-களுக்காகப் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பல நிரலாக்க மொழிகள் உள்ளன . அவற்றில் சில இங்கே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன:
1. லேடர் டயக்ராம் (LD): இது ரிலே லாஜிக்கின் திட்ட வரைபடத்தை ஒத்த ஒரு நிரலாக்க மொழி. மின்சார அல்லது இயந்திரவியல் பின்னணி கொண்ட தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் மற்றும் பொறியாளர்கள் எளிதில் புரிந்துகொள்ளக்கூடியது.
2. செயல்பாட்டுத் தொகுதி வரைபடம் (FBD): தர்க்கரீதியான செயல்பாடுகளைக் குறிக்க செயல்பாட்டுத் தொகுதிகளைப் பயன்படுத்துகிறது. சிக்கலான செயல்முறைகளைக் காட்சி வடிவில் சித்தரிப்பதற்கு FBD-கள் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கின்றன.
3. கட்டமைக்கப்பட்ட உரை (ST): பாஸ்கல் போன்ற மரபுசார் நிரலாக்க மொழிகளைப் போன்ற ஒரு உயர்நிலை நிரலாக்க மொழி. ST அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை கொண்டது மற்றும் மிகவும் சிக்கலான நிரலாக்கத்தை அனுமதிக்கிறது.
4. கட்டளைப் பட்டியல் (IL): இது அசெம்பிளி மொழியைப் போன்ற ஒரு உரை அடிப்படையிலான நிரலாக்கமாகும். IL நேரியல் தன்மை கொண்டது மற்றும் மிகவும் விரிவானது.
5. தொடர் செயல்பாட்டு வரைபடம் (SFC): ஒரு செயல்முறையைத் தொடர்ச்சியான படிகளாக ஒழுங்கமைக்கப் பயன்படுகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட வரிசைமுறையில் செயல்படுத்தப்பட வேண்டிய செயல்முறைகளை விவரிக்க SFC மிகவும் உகந்தது.
தொழில்துறையில் PLC பயன்பாடுகள்
செயல்முறைகளைத் தானியக்கமாக்கவும், செயல்திறனை அதிகரிக்கவும், மனிதப் பிழைகளைக் குறைக்கவும் பல்வேறு தொழில்துறைகளில் பிஎல்சிக்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தொழில்துறையில் பிஎல்சி பயன்பாடுகளுக்கான சில எடுத்துக்காட்டுகள் இங்கே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன:
1. உற்பத்தித் தொழில்: தொழிற்சாலைகளில், உற்பத்தி இயந்திரங்கள், கடத்தும் அமைப்புகள், ரோபோக்கள் மற்றும் பிற சாதனங்களைக் கட்டுப்படுத்த பிஎல்சிக்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சிக்கலான ஒருங்கிணைப்பு தேவைப்படும் ஒரு வாகன உற்பத்தி வரிசையைக் கட்டுப்படுத்துவது இதற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டாகும்.
2. பதப்படுத்தும் தொழில்: இரசாயனப் பதப்படுத்துதல், உணவு மற்றும் பானங்கள் பதப்படுத்துதல், மற்றும் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு ஆகியவற்றில் பிஎல்சிக்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை பொருட்களின் கலவை, வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் பாய்வு ஆகியவற்றை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன.
3. ஆற்றல் துறை: மின் உற்பத்தி நிலையங்களில், பிஎல்சிக்கள் ஆற்றல் விநியோகம், வாயு பதப்படுத்துதல் மற்றும் நீர் சுத்திகரிப்பு அமைப்புகளைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. அவை திறமையான மற்றும் பாதுகாப்பான செயல்பாடுகளை உறுதி செய்கின்றன.
4. போக்குவரத்து மற்றும் தளவாடங்கள்: நுழைவு மற்றும் வெளியேறும் வாயில்கள், தானியங்கி போக்குவரத்து அமைப்புகள் மற்றும் கிடங்கு மேலாண்மை ஆகியவற்றைக் கட்டுப்படுத்த பிஎல்சிக்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை திறமையான தளவாட மேலாண்மையை உறுதி செய்கின்றன.
5. திறன்மிகு கட்டிடங்கள் மற்றும் உள்கட்டமைப்பு: திறன்மிகு கட்டிடங்களில் உள்ள HVAC (வெப்பமூட்டல், காற்றோட்டம் மற்றும் குளிரூட்டல்) அமைப்புகள், விளக்குகள், மின்தூக்கிகள் மற்றும் பாதுகாப்பு அமைப்புகளை PLC-கள் கட்டுப்படுத்துகின்றன.
PLC-ஐப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகள்
தொழில்துறை தானியங்கு அமைப்புகளில் பிஎல்சிக்களைப் பயன்படுத்துவது பல நன்மைகளை வழங்குகிறது:
1. நெகிழ்வுத்தன்மை: வன்பொருளை மாற்ற வேண்டிய தேவையின்றி, பிஎல்சி-களில் உள்ள நிரல்களை எளிதாக மாற்றவோ அல்லது புதுப்பிக்கவோ முடியும். இது, மாறிவரும் உற்பத்தித் தேவைகளுக்கு ஏற்ப விரைவாகத் தகவமைத்துக்கொள்ள உதவுகிறது.
2. நம்பகத்தன்மை மற்றும் நீடித்துழைக்கும் தன்மை: பிஎல்சிக்கள் கடுமையான தொழில்துறை சூழல்களைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, இதனால் அவை ரிலே அடிப்படையிலான கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளை விட அதிக நம்பகத்தன்மை கொண்டவையாக இருக்கின்றன.
3. எளிதான பராமரிப்பு: பிஎல்சிக்களில் உள்ள உள்ளார்ந்த கண்டறியும் அம்சங்கள், சிக்கல்களை எளிதாகக் கண்டறிந்து தீர்க்க உதவுகின்றன.
4. விரிவாக்கத் திறன்: தேவைக்கேற்ப உள்ளீடு/வெளியீடு தொகுதிகளைச் சேர்க்கலாம், இது நிறுவனம் வளரும்போது அமைப்பும் வளர அனுமதிக்கிறது.
5. செலவுத் திறன்: ஆரம்பச் செலவு அதிகமாக இருந்தாலும், ஒரு பிஎல்சி-யைப் பயன்படுத்துவது நீண்ட கால அடிப்படையில் செயல்பாட்டு மற்றும் பராமரிப்புச் செலவுகளைக் குறைக்கும்.
முடிவுரை
தொழில்துறை தன்னியக்க உலகில் பிஎல்சிக்கள் ஒரு முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன. பலதரப்பட்ட அமைப்புகளையும் செயல்முறைகளையும் கட்டுப்படுத்தும் திறனால், பிஎல்சிக்கள் செயல்திறன், உற்பத்தித்திறன் மற்றும் பாதுகாப்பை அதிகரிக்க உதவுகின்றன. பிஎல்சிக்களின் கூறுகள், இயக்கக் கொள்கைகள், வகைகள், நிரலாக்க மொழிகள் மற்றும் பயன்பாடுகள் உள்ளிட்ட அடிப்படைகளைப் புரிந்துகொள்வது, பல்வேறு தொழில்துறைகளில் அவற்றை வெற்றிகரமாகச் செயல்படுத்துவதற்கான முதல் படியாகும். பிஎல்சிக்களின் பயன்பாட்டின் மூலம், தொழில்துறைகள் மேலும் மேம்பட்ட தன்னியக்கத்தை அடைய முடியும், இது போட்டித்தன்மையையும் புத்தாக்கத்தையும் அதிகரிக்க உதவுகிறது.
