পিএলসি নলেজ রাউন্ড-আপ: ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য প্রয়োজনীয় রিডিং!
পিএলসি নলেজ রাউন্ড-আপ: ইলেকট্রিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য প্রয়োজনীয় রিডিং!
I. PLC এর সংজ্ঞা এবং শ্রেণীবিভাগ
PLC, বা প্রোগ্রামেবল লজিক কন্ট্রোলার, সার্বজনীন শিল্প নিয়ন্ত্রণ ডিভাইসের একটি নতুন প্রজন্ম। এটি মাইক্রোপ্রসেসরের উপর ভিত্তি করে এবং কম্পিউটার প্রযুক্তি, স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি এবং যোগাযোগ প্রযুক্তিকে সংহত করে। শিল্প পরিবেশের জন্য ডিজাইন করা, পিএলসি নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়া এবং ব্যবহারকারীদের দিকে ভিত্তিক একটি "প্রাকৃতিক ভাষা" ব্যবহার করে সহজে বোঝার প্রোগ্রামিং বৈশিষ্ট্যযুক্ত। তারা সরলতা, অপারেশন সহজ, এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়।
রিলে অনুক্রমিক নিয়ন্ত্রণ থেকে বিকশিত, পিএলসিগুলি মাইক্রোপ্রসেসরের চারপাশে কেন্দ্রীভূত এবং বহুমুখী স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ ডিভাইস হিসাবে কাজ করে। আসুন সুনির্দিষ্ট বিষয়গুলি জেনে নেওয়া যাক:
1. সংজ্ঞা
একটি PLC হল একটি ডিজিটাল ইলেকট্রনিক সিস্টেম যা শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি লজিক্যাল গণনা, অনুক্রমিক নিয়ন্ত্রণ, সময়, গণনা এবং পাটিগণিতের মতো ক্রিয়াকলাপগুলির জন্য নির্দেশাবলী সংরক্ষণ করতে একটি প্রোগ্রামযোগ্য মেমরি ব্যবহার করে। ডিজিটাল এবং এনালগ ইনপুট এবং আউটপুটগুলির সাথে ইন্টারফেস করার মাধ্যমে, PLCগুলি বিভিন্ন যান্ত্রিক সরঞ্জাম এবং উত্পাদন প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে। PLC এবং তাদের পেরিফেরাল ডিভাইস উভয়ই শিল্প নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার সাথে নির্বিঘ্নে সংহত করার জন্য এবং কার্যকরী সম্প্রসারণের সুবিধার্থে ডিজাইন করা হয়েছে।
2. শ্রেণীবিভাগ
PLC পণ্যগুলি বিভিন্ন স্পেসিফিকেশন এবং পারফরম্যান্স ক্ষমতা সহ বিস্তৃত বৈচিত্র্যে আসে। কাঠামোগত ফর্ম, কার্যকরী পার্থক্য এবং I/O পয়েন্টের সংখ্যার উপর ভিত্তি করে এগুলিকে বিস্তৃতভাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।
2.1 কাঠামোগত ফর্ম দ্বারা শ্রেণীবিভাগ
PLC গুলিকে তাদের কাঠামোগত ফর্মের উপর ভিত্তি করে অবিচ্ছেদ্য এবং মডুলার প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে।
(1) ইন্টিগ্রাল পিএলসি
ইন্টিগ্রাল PLC-এর ঘরের উপাদান যেমন পাওয়ার সাপ্লাই, CPU, এবং I/O ইন্টারফেসগুলি একটি একক ক্যাবিনেটের মধ্যে। তারা তাদের কমপ্যাক্ট গঠন, ছোট আকার এবং সাধ্যের জন্য পরিচিত। ছোট আকারের PLC সাধারণত এই অবিচ্ছেদ্য কাঠামো গ্রহণ করে। একটি অবিচ্ছেদ্য PLC একটি মৌলিক ইউনিট (প্রধান একক হিসাবেও পরিচিত) বিভিন্ন I/O পয়েন্ট এবং একটি সম্প্রসারণ ইউনিট নিয়ে গঠিত। মৌলিক ইউনিটে CPU, I/O ইন্টারফেস, I/O সম্প্রসারণ ইউনিটের সাথে সংযোগ করার জন্য একটি সম্প্রসারণ পোর্ট এবং একটি প্রোগ্রামার বা EPROM লেখকের সাথে সংযোগ করার জন্য ইন্টারফেস রয়েছে। অন্যদিকে, এক্সপেনশন ইউনিটে CPU ছাড়া শুধুমাত্র I/O এবং পাওয়ার সাপ্লাই উপাদান থাকে। মৌলিক ইউনিট এবং সম্প্রসারণ ইউনিট সাধারণত একটি সমতল তারের মাধ্যমে সংযুক্ত করা হয়। ইন্টিগ্রাল পিএলসিগুলি তাদের ক্ষমতা প্রসারিত করতে বিশেষ ফাংশন ইউনিট যেমন এনালগ ইউনিট এবং অবস্থান নিয়ন্ত্রণ ইউনিট দিয়ে সজ্জিত করা যেতে পারে।
(2) মডুলার PLC
মডুলার পিএলসি প্রতিটি কম্পোনেন্টের জন্য আলাদা আলাদা মডিউল যেমন CPU মডিউল, I/O মডিউল, পাওয়ার সাপ্লাই মডিউল (কখনও কখনও CPU মডিউলের মধ্যে ইন্টিগ্রেটেড) এবং বিভিন্ন ফাংশন মডিউল বৈশিষ্ট্যযুক্ত। এই মডিউলগুলি একটি ফ্রেমওয়ার্ক বা ব্যাকপ্লেনে মাউন্ট করা হয়। মডুলার পিএলসি-র সুবিধা তাদের নমনীয় কনফিগারেশনের মধ্যে নিহিত, যা প্রয়োজন অনুসারে বিভিন্ন সিস্টেম স্কেল নির্বাচন করার অনুমতি দেয়। এগুলি একত্রিত করা, প্রসারিত করা এবং বজায় রাখা সহজ। মাঝারি এবং বড় আকারের পিএলসি সাধারণত একটি মডুলার কাঠামো গ্রহণ করে।
অতিরিক্তভাবে, কিছু পিএলসি অখণ্ড এবং মডুলার উভয় প্রকারের বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে, যা একটি স্ট্যাকড পিএলসি হিসাবে পরিচিত। স্তুপীকৃত পিএলসি-তে, সিপিইউ, পাওয়ার সাপ্লাই এবং আই/ও ইন্টারফেসের মতো উপাদানগুলি তারের মাধ্যমে সংযুক্ত স্বাধীন মডিউল এবং স্তর দ্বারা স্তরে স্ট্যাক করা যেতে পারে। এই নকশাটি কেবল নমনীয় সিস্টেম কনফিগারেশনের প্রস্তাব দেয় না তবে একটি কমপ্যাক্ট আকারের জন্যও অনুমতি দেয়।
2.2 ফাংশন দ্বারা শ্রেণীবিভাগ
তাদের কার্যকরী ক্ষমতার উপর ভিত্তি করে, পিএলসিগুলিকে তিনটি বিভাগে ভাগ করা যেতে পারে: নিম্ন-প্রান্ত, মধ্য-পরিসর এবং উচ্চ-শেষ।
(1) লো-এন্ড পিএলসি
লো-এন্ড পিএলসি-র মৌলিক কাজ যেমন লজিক্যাল অপারেশন, সময়, গণনা, স্থানান্তর, স্ব-নির্ণয় এবং পর্যবেক্ষণ। এগুলিতে সীমিত পরিমাণে অ্যানালগ ইনপুট/আউটপুট, গাণিতিক ক্রিয়াকলাপ, ডেটা স্থানান্তর এবং তুলনা এবং যোগাযোগ ফাংশন অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে। এই PLCগুলি প্রাথমিকভাবে একক-মেশিন কন্ট্রোল সিস্টেমের জন্য ব্যবহৃত হয় যাতে লজিক্যাল কন্ট্রোল, সিকুয়েন্সিয়াল কন্ট্রোল বা অল্প পরিমাণ অ্যানালগ কন্ট্রোল থাকে।
(2) মিড-রেঞ্জ পিএলসি
লো-এন্ড পিএলসি-র ফাংশন ছাড়াও, মিড-রেঞ্জ পিএলসিগুলি অ্যানালগ ইনপুট/আউটপুট, গাণিতিক ক্রিয়াকলাপ, ডেটা স্থানান্তর এবং তুলনা, নম্বর সিস্টেম রূপান্তর, দূরবর্তী I/O, সাবরুটিন এবং যোগাযোগ নেটওয়ার্কিং-এ শক্তিশালী ক্ষমতা প্রদান করে। কিছুতে বাধা নিয়ন্ত্রণ এবং পিআইডি নিয়ন্ত্রণ ফাংশনও বৈশিষ্ট্যযুক্ত হতে পারে, যা তাদের জটিল নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
(3) হাই-এন্ড পিএলসি
হাই-এন্ড পিএলসি, মিড-রেঞ্জ পিএলসি-এর ক্ষমতা ছাড়াও, উন্নত ফাংশনগুলি অন্তর্ভুক্ত করে যেমন স্বাক্ষরিত গাণিতিক অপারেশন, ম্যাট্রিক্স কম্পিউটেশন, বিট লজিক অপারেশন, বর্গমূল গণনা এবং অন্যান্য বিশেষ ফাংশন অপারেশন। তারা টেবিল তৈরি এবং টেবিল স্থানান্তর ক্ষমতা বৈশিষ্ট্য. হাই-এন্ড পিএলসিগুলি উন্নত যোগাযোগ এবং নেটওয়ার্কিং কার্যকারিতা নিয়ে গর্ব করে, বড় আকারের প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ বা বিতরণ করা নেটওয়ার্ক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা গঠন সক্ষম করে, যার ফলে কারখানার অটোমেশন অর্জন করে।
2.3 I/O পয়েন্ট দ্বারা শ্রেণীবিভাগ
I/O পয়েন্টের সংখ্যার উপর নির্ভর করে, PLC কে ছোট, মাঝারি এবং বড় শ্রেণীতে ভাগ করা যেতে পারে।
(1) ছোট পিএলসি
ছোট PLC-তে 256-এর কম I/O পয়েন্ট থাকে, একটি একক CPU বৈশিষ্ট্য থাকে এবং 8-বিট বা 16-বিট প্রসেসর ব্যবহার করে। তাদের ব্যবহারকারীর মেমরি ক্ষমতা সাধারণত 4KB এর নিচে থাকে।
(2) মাঝারি PLC
মাঝারি PLC-তে 256 থেকে 2048 I/O পয়েন্ট থাকে, দ্বৈত CPU গুলি নিযুক্ত করে এবং 2KB থেকে 8KB পর্যন্ত ব্যবহারকারীর মেমরির ক্ষমতা থাকে।
(3) বড় PLC
বড় পিএলসি 2048 I/O পয়েন্টের বেশি গর্ব করে, একাধিক CPU ব্যবহার করে এবং 16-বিট বা 32-বিট প্রসেসর দিয়ে সজ্জিত। তাদের ব্যবহারকারীর মেমরি ক্ষমতা 8KB থেকে 16KB পর্যন্ত।
বিশ্বব্যাপী, পিএলসি পণ্যগুলিকে তিনটি প্রধান আঞ্চলিক প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: আমেরিকান, ইউরোপীয় এবং জাপানি। আমেরিকান এবং ইউরোপীয় পিএলসি প্রযুক্তিগুলি স্বাধীনভাবে বিকশিত হয়েছিল, যার ফলে তাদের পণ্যগুলির মধ্যে স্বতন্ত্র পার্থক্য রয়েছে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র থেকে প্রবর্তিত জাপানি পিএলসি প্রযুক্তি, আমেরিকান পিএলসি থেকে কিছু বৈশিষ্ট্য উত্তরাধিকার সূত্রে প্রাপ্ত কিন্তু ছোট আকারের পিএলসি-তে ফোকাস করে। আমেরিকান এবং ইউরোপীয় পিএলসিগুলি তাদের মাঝারি এবং বড় আকারের অফারগুলির জন্য বিখ্যাত, জাপানি পিএলসিগুলি তাদের ছোট আকারের সমকক্ষগুলির জন্য বিখ্যাত৷
২. PLC এর কার্যাবলী এবং প্রয়োগ ক্ষেত্র
পিএলসি রিলে-কন্টাক্টর নিয়ন্ত্রণের সুবিধা এবং কম্পিউটারের নমনীয়তাকে একত্রিত করে। এই অনন্য ডিজাইন赋予了PLC অন্যান্য কন্ট্রোলারের তুলনায় অসংখ্য অতুলনীয় বৈশিষ্ট্য।
1. PLC এর কার্যাবলী
মাইক্রোপ্রসেসর এবং কম্পিউটার প্রযুক্তি, স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি এবং যোগাযোগ প্রযুক্তিকে একীভূত করে কেন্দ্রীভূত একটি সার্বজনীন শিল্প স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ যন্ত্র হিসেবে, পিএলসি অনেক সুবিধা প্রদান করে। এর মধ্যে রয়েছে উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা, কমপ্যাক্ট আকার, শক্তিশালী কার্যকারিতা, সহজ এবং নমনীয় প্রোগ্রাম ডিজাইন, বহুমুখিতা এবং সহজ রক্ষণাবেক্ষণ। ফলস্বরূপ, পিএলসিগুলি ধাতুবিদ্যা, শক্তি, রাসায়নিক, পরিবহন এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের মতো ক্ষেত্রে ব্যাপক অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পায়, যা আধুনিক শিল্প নিয়ন্ত্রণের তিনটি স্তম্ভের মধ্যে একটি হিসাবে আবির্ভূত হয় (রোবট এবং CAD/CAM এর পাশাপাশি)। PLC-এর বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, তাদের কার্যকরী ফর্মগুলিকে নিম্নরূপ সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:
(1) সুইচিং লজিক কন্ট্রোল
পিএলসিগুলির শক্তিশালী লজিক্যাল কম্পিউটেশন ক্ষমতা রয়েছে, যা তাদের বিভিন্ন সহজ এবং জটিল লজিক্যাল নিয়ন্ত্রণ অর্জন করতে সক্ষম করে। এটি হল PLC-এর সবচেয়ে মৌলিক এবং ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা ডোমেন, প্রথাগত রিলে-কন্টাক্টর নিয়ন্ত্রণকে প্রতিস্থাপন করে।
(2) এনালগ নিয়ন্ত্রণ
পিএলCs A/D এবং D/A রূপান্তর মডিউল দিয়ে সজ্জিত। A/D মডিউল ফিল্ড থেকে অ্যানালগ পরিমাণকে রূপান্তর করে—যেমন তাপমাত্রা, চাপ, প্রবাহ এবং গতি—ডিজিটাল পরিমাণে। এই ডিজিটাল পরিমাণগুলি তখন মাইক্রোপ্রসেসর দ্বারা PLC-এর মধ্যে প্রক্রিয়া করা হয় (যেহেতু মাইক্রোপ্রসেসরগুলি শুধুমাত্র ডিজিটাল পরিমাণগুলি পরিচালনা করতে পারে) এবং পরবর্তীতে নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যবহার করা হয়। বিকল্পভাবে, D/A মডিউল নিয়ন্ত্রিত বস্তুকে নিয়ন্ত্রণ করতে ডিজিটাল পরিমাণকে আবার এনালগ পরিমাণে রূপান্তর করে, যার ফলে PLC-কে এনালগ পরিমাণের উপর নিয়ন্ত্রণ প্রয়োগ করতে সক্ষম করে।
(3) প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ
আধুনিক মাঝারি এবং বড় আকারের পিএলসি সাধারণত পিআইডি নিয়ন্ত্রণ মডিউলগুলিকে বৈশিষ্ট্যযুক্ত করে, যা বন্ধ-লুপ প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে। যখন একটি পরিবর্তনশীল নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়া চলাকালীন বিচ্যুত হয়, তখন PLC PID অ্যালগরিদম ব্যবহার করে সঠিক আউটপুট গণনা করে, যার ফলে উত্পাদন প্রক্রিয়া সামঞ্জস্য করে এবং সেট পয়েন্টে ভেরিয়েবল বজায় রাখে। বর্তমানে, অনেক ছোট আকারের পিএলসিও পিআইডি নিয়ন্ত্রণ কার্যকারিতা অন্তর্ভুক্ত করে।
(4) সময় এবং গণনা নিয়ন্ত্রণ
পিএলসি শক্তিশালী সময় এবং গণনার ক্ষমতা নিয়ে গর্ব করে, যা ডজন, শত, এমনকি হাজার হাজার টাইমার এবং কাউন্টার প্রদান করতে সক্ষম। সময়কাল এবং গণনা মান ব্যবহারকারীর প্রোগ্রাম লেখার সময় ব্যবহারকারী দ্বারা নির্বিচারে সেট করা যেতে পারে, অথবা একটি প্রোগ্রামারের মাধ্যমে সাইটে অপারেটরদের দ্বারা। এটি সময় এবং গণনা নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে। যদি ব্যবহারকারীদের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত গণনা করতে হয়, তারা উচ্চ-গতির গণনা মডিউলগুলি বেছে নিতে পারে।
(5) অনুক্রমিক নিয়ন্ত্রণ
শিল্প নিয়ন্ত্রণে, পিএলসি পদক্ষেপ নির্দেশাবলী বা শিফট রেজিস্টার প্রোগ্রামিংয়ের মাধ্যমে অনুক্রমিক নিয়ন্ত্রণ অর্জন করা যেতে পারে।
(6) ডেটা প্রসেসিং
আধুনিক পিএলসি শুধুমাত্র গাণিতিক ক্রিয়াকলাপ, ডেটা স্থানান্তর, বাছাই এবং টেবিলের সন্ধান করতে সক্ষম নয় তবে ডেটা তুলনা, ডেটা রূপান্তর, ডেটা যোগাযোগ, ডেটা প্রদর্শন এবং মুদ্রণও পরিচালনা করতে পারে। তারা শক্তিশালী ডেটা প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতার অধিকারী।
(7) যোগাযোগ এবং নেটওয়ার্কিং
বেশিরভাগ আধুনিক পিএলসি দূরবর্তী I/O নিয়ন্ত্রণের জন্য RS-232 বা RS-485 ইন্টারফেস সমন্বিত, যোগাযোগ এবং নেটওয়ার্ক প্রযুক্তি অন্তর্ভুক্ত করে। একাধিক পিএলসি নেটওয়ার্ক হতে পারে এবং একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে পারে। বহিরাগত ডিভাইসের সিগন্যাল প্রসেসিং ইউনিট এক বা একাধিক প্রোগ্রামেবল কন্ট্রোলারের সাথে প্রোগ্রাম এবং ডেটা বিনিময় করতে পারে। কমিউনিকেশন ইন্টারফেস বা কমিউনিকেশন প্রসেসরের মাধ্যমে প্রোগ্রাম ট্রান্সফার, ডাটা ফাইল ট্রান্সফার, মনিটরিং এবং ডায়াগনস্টিকস অর্জন করা যায়, যা প্রোগ্রাম এবং ডাটা ট্রান্সফারের সুবিধার্থে স্ট্যান্ডার্ড হার্ডওয়্যার ইন্টারফেস বা মালিকানাধীন যোগাযোগ প্রোটোকল ব্যবহার করে।
2. PLC-এর আবেদন ক্ষেত্র
বর্তমানে, লোহা ও ইস্পাত, পেট্রোলিয়াম, রাসায়নিক, বিদ্যুৎ, বিল্ডিং উপকরণ, যান্ত্রিক উত্পাদন, অটোমোবাইল, হালকা টেক্সটাইল, পরিবহন, পরিবেশ সুরক্ষা, এবং সাংস্কৃতিক বিনোদন সহ বিভিন্ন শিল্পে PLCগুলি দেশীয় এবং আন্তর্জাতিকভাবে ব্যাপকভাবে নিযুক্ত রয়েছে। তাদের অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে বিস্তৃতভাবে নিম্নরূপ শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে:
(1) সুইচিং লজিক কন্ট্রোল
এটি PLC-এর সবচেয়ে মৌলিক এবং ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা ডোমেন, যা লজিক্যাল এবং ক্রমিক নিয়ন্ত্রণ অর্জনের জন্য ঐতিহ্যবাহী রিলে সার্কিটগুলিকে প্রতিস্থাপন করে। পিএলসিগুলি একক-মেশিন নিয়ন্ত্রণের পাশাপাশি মাল্টি-মেশিন গ্রুপ নিয়ন্ত্রণ এবং স্বয়ংক্রিয় উত্পাদন লাইনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, যেমন ইনজেকশন মোল্ডিং মেশিন, প্রিন্টিং মেশিন, স্ট্যাপলিং মেশিন, কম্বিনেশন মেশিন টুলস, গ্রাইন্ডিং মেশিন, প্যাকেজিং প্রোডাকশন লাইন এবং ইলেক্ট্রোপ্লেটিং অ্যাসেম্বলি লাইন।
(2) এনালগ নিয়ন্ত্রণ
শিল্প উৎপাদন প্রক্রিয়ায়, অসংখ্য ক্রমাগত পরিবর্তিত পরিমাণ - যেমন তাপমাত্রা, চাপ, প্রবাহ, তরল স্তর এবং গতি - এনালগ পরিমাণ। এনালগ পরিমাণগুলি পরিচালনা করতে পিএলসিগুলিকে সক্ষম করতে, এনালগ এবং ডিজিটাল পরিমাণের মধ্যে A/D এবং D/A রূপান্তরগুলি অবশ্যই উপলব্ধি করতে হবে। পিএলসি নির্মাতারা পিএলসি-র জন্য এনালগ নিয়ন্ত্রণ অ্যাপ্লিকেশন সহজতর করার জন্য সহগামী A/D এবং D/A রূপান্তর মডিউল তৈরি করে।
(3) গতি নিয়ন্ত্রণ
পিএলসিঘূর্ণমান বা রৈখিক গতি নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। কন্ট্রোল সিস্টেম কনফিগারেশনের পরিপ্রেক্ষিতে, প্রাথমিক অ্যাপ্লিকেশনগুলি I/O মডিউলগুলি স্যুইচ করতে পজিশন সেন্সর এবং অ্যাকুয়েটরগুলিকে সরাসরি সংযুক্ত করে। আজকাল, বিশেষ গতি নিয়ন্ত্রণ মডিউল সাধারণত নিযুক্ত করা হয়। এই মডিউলগুলি স্টেপার মোটর বা সার্ভো মোটরগুলির জন্য একক-অক্ষ বা মাল্টি-অক্ষ অবস্থান নিয়ন্ত্রণ চালাতে পারে। বিশ্বব্যাপী প্রায় সমস্ত প্রধান PLC নির্মাতাদের পণ্যের গতি নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতা রয়েছে, যা বিভিন্ন যন্ত্রপাতি, মেশিন টুলস, রোবট, লিফট এবং অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
(4) প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ
প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ বলতে তাপমাত্রা, চাপ এবং প্রবাহের মতো অ্যানালগ পরিমাণের বন্ধ-লুপ নিয়ন্ত্রণকে বোঝায়। ধাতুবিদ্যা, রাসায়নিক প্রকৌশল, তাপ চিকিত্সা এবং বয়লার নিয়ন্ত্রণের মতো ক্ষেত্রে এটির ব্যাপক প্রয়োগ রয়েছে। ইন্ডাস্ট্রিয়াল কন্ট্রোল কম্পিউটার হিসেবে, পিএলসিকে ক্লোজড-লুপ কন্ট্রোল সম্পন্ন করতে বিভিন্ন কন্ট্রোল অ্যালগরিদম দিয়ে প্রোগ্রাম করা যেতে পারে। পিআইডি নিয়ন্ত্রণ হল ক্লোজড-লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমে একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি। মাঝারি এবং বড় আকারের উভয় পিএলসিই পিআইডি মডিউল দিয়ে সজ্জিত, এবং বর্তমানে, অনেক ছোট আকারের পিএলসিও এই কার্যকরী মডিউলটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত। পিআইডি প্রক্রিয়াকরণে সাধারণত একটি ডেডিকেটেড পিআইডি সাবরুটিন চালানো জড়িত।
(5) ডেটা প্রসেসিং
আধুনিক পিএলসিগুলি গাণিতিক ক্রিয়াকলাপ (ম্যাট্রিক্স গণনা, ফাংশন গণনা, লজিক্যাল অপারেশন সহ), ডেটা স্থানান্তর, ডেটা রূপান্তর, বাছাই, টেবিল লুক-আপ এবং বিট ম্যানিপুলেশন ফাংশনগুলির সাথে সজ্জিত। তারা ডেটা অধিগ্রহণ, বিশ্লেষণ এবং প্রক্রিয়াকরণ করতে পারে। এই ডেটাগুলি নির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ ক্রিয়াকলাপগুলি চালানোর জন্য মেমরিতে সংরক্ষিত রেফারেন্স মানের সাথে তুলনা করা যেতে পারে বা যোগাযোগ ফাংশনের মাধ্যমে অন্যান্য বুদ্ধিমান ডিভাইসগুলিতে প্রেরণ করা যেতে পারে। এগুলি মুদ্রিত এবং সারণী করা যেতে পারে। ডেটা প্রসেসিং সাধারণত বড় আকারের নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থায় ব্যবহৃত হয়, যেমন মানবহীন নমনীয় উত্পাদন ব্যবস্থা এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থায়, যেমন কাগজ তৈরি, ধাতুবিদ্যা এবং খাদ্য শিল্পে।
(6) যোগাযোগ এবং নেটওয়ার্কিং
PLC যোগাযোগ PLC এবং PLC এবং অন্যান্য বুদ্ধিমান ডিভাইসগুলির মধ্যে যোগাযোগকে অন্তর্ভুক্ত করে। কম্পিউটার নিয়ন্ত্রণের বিকাশের সাথে সাথে কারখানার অটোমেশন নেটওয়ার্কগুলি দ্রুত অগ্রসর হয়েছে। সমস্ত PLC নির্মাতারা PLC-এর যোগাযোগ ক্ষমতার উপর খুব জোর দেয় এবং তাদের নিজ নিজ নেটওয়ার্ক সিস্টেম চালু করেছে। সম্প্রতি উত্পাদিত PLCগুলি যোগাযোগের ইন্টারফেস দিয়ে সজ্জিত, যা যোগাযোগকে খুব সুবিধাজনক করে তোলে।
III. PLC-এর মৌলিক কাঠামো এবং কাজের নীতি
একটি শিল্প নিয়ন্ত্রণ কম্পিউটার হিসাবে, PLCগুলি সাধারণ কম্পিউটারের সাথে কাঠামোর মিল রয়েছে। যাইহোক, বিভিন্ন ব্যবহারের পরিস্থিতি এবং উদ্দেশ্যগুলির কারণে পার্থক্য দেখা দেয়।
1. PLC-এর হার্ডওয়্যার উপাদান
একটি PLC হোস্টের মৌলিক কাঠামো চিত্রটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে: [চিত্র]
চিত্রে, PLC হোস্টে একটি CPU, মেমরি (EPROM, RAM), ইনপুট/আউটপুট ইউনিট, পেরিফেরাল I/O ইন্টারফেস, যোগাযোগ ইন্টারফেস এবং একটি পাওয়ার সাপ্লাই রয়েছে। অবিচ্ছেদ্য PLC-এর জন্য, এই সমস্ত উপাদান একই ক্যাবিনেটের মধ্যে রাখা হয়। মডুলার পিএলসি-তে, প্রতিটি উপাদান স্বাধীনভাবে একটি মডিউল হিসাবে প্যাকেজ করা হয় এবং মডিউলগুলি একটি র্যাক এবং তারের মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে। হোস্টের সমস্ত অংশগুলি পাওয়ার বাস, কন্ট্রোল বাস, ঠিকানা বাস এবং ডেটা বাসের মাধ্যমে আন্তঃসংযুক্ত। প্রকৃত কন্ট্রোল অবজেক্টের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে, বিভিন্ন বাহ্যিক ডিভাইস বিভিন্ন PLC কন্ট্রোল সিস্টেম গঠনের জন্য কনফিগার করা হয়।
সাধারণ বাহ্যিক ডিভাইসগুলির মধ্যে প্রোগ্রামার, প্রিন্টার এবং EPROM লেখক অন্তর্ভুক্ত থাকে। PLCs উচ্চ-স্তরের মেশিন এবং অন্যান্য PLC-এর সাথে যোগাযোগের জন্য কমিউনিকেশন মডিউল দিয়েও সজ্জিত হতে পারে, যার ফলে PLC-গুলির জন্য একটি বিতরণ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা গঠন করা হয়।
নীচে PLC-এর প্রতিটি উপাদান এবং এর ভূমিকার একটি ভূমিকা রয়েছে, যাতে ব্যবহারকারীদের PLC-এর নিয়ন্ত্রণ নীতি এবং কাজের প্রক্রিয়াগুলি আরও ভালভাবে বুঝতে সাহায্য করে।
(1) CPU
CPU হল PLC এর নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্র। CPU-এর নিয়ন্ত্রণে, PLC বিভিন্ন অন-সাইট সরঞ্জামের উপর নিয়ন্ত্রণ অর্জনের জন্য সমন্বয় করে এবং সুশৃঙ্খলভাবে পরিচালনা করে। একটি মাইক্রোপ্রসেসর এবং একটি কন্ট্রোলারের সমন্বয়ে গঠিত, CPU যৌক্তিক এবং গাণিতিক ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করতে পারে এবং নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার বিভিন্ন অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলির কাজ সমন্বয় করতে পারে। কন্ট্রোলার মাইক্রোপ্রসেসরের সমস্ত অংশের সুশৃঙ্খল অপারেশন পরিচালনা করে। এর প্রাথমিক কাজ হল মেমরি থেকে নির্দেশাবলী পড়া এবং সেগুলি কার্যকর করা।
(2) স্মৃতি
পিএলসি দুটি ধরণের মেমরি দিয়ে সজ্জিত: সিস্টেম মেমরি এবং ব্যবহারকারী মেমরি। সিস্টেম মেমরি সিস্টেম ম্যানেজমেন্ট প্রোগ্রাম সঞ্চয় করে, যা ব্যবহারকারীরা অ্যাক্সেস বা পরিবর্তন করতে পারে না। ব্যবহারকারীর মেমরি সংকলিত অ্যাপ্লিকেশন প্রোগ্রাম এবং কাজের ডেটা স্টেট স্টোর করে। ব্যবহারকারীর মেমরির যে অংশটি কাজের ডেটা স্টেট সংরক্ষণ করে সেটিকে ডেটা স্টোরেজ এলাকাও বলা হয়। এতে ইনপুট/আউটপুট ডেটা ইমেজ এলাকা, টাইমার/কাউন্টারের জন্য প্রিসেট এবং বর্তমান মানের ডেটা এলাকা এবং মধ্যবর্তী ফলাফল সংরক্ষণের জন্য বাফার জোন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
PLC মেমরি প্রাথমিকভাবে নিম্নলিখিত ধরনের অন্তর্ভুক্ত:
রিড-অনলি মেমরি (ROM)
প্রোগ্রামেবল রিড-অনলি মেমরি (PROM)
ইরেজেবল প্রোগ্রামেবল রিড-অনলি মেমরি (EPROM)
বৈদ্যুতিকভাবে ইরেজেবল প্রোগ্রামেবল রিড-অনলি মেমরি (EEPROM)
র্যান্ডম অ্যাক্সেস মেমরি (RAM)
(3) ইনপুট/আউটপুট (I/O) মডিউল
① ইনপুট মডিউল পরিবর্তন করা
স্যুইচিং ইনপুট ডিভাইসে বিভিন্ন সুইচ, বোতাম, সেন্সর ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত থাকে। পিএলসি ইনপুট প্রকারগুলি ডিসি, এসি বা উভয়ই হতে পারে। ইনপুট সার্কিটের জন্য পাওয়ার সাপ্লাই বাহ্যিকভাবে প্রদান করা যেতে পারে, বা কিছু ক্ষেত্রে, PLC দ্বারা অভ্যন্তরীণভাবে সরবরাহ করা যেতে পারে।
② সুইচিং আউটপুট মডিউল
আউটপুট মডিউলটি CPU দ্বারা TTL-স্তরের কন্ট্রোল সিগন্যাল আউটপুটকে রূপান্তরিত করে যখন ব্যবহারকারী প্রোগ্রামটিকে নির্দিষ্ট সরঞ্জাম চালনা করার জন্য উত্পাদন সাইটে প্রয়োজনীয় সংকেতগুলিতে কার্যকর করে, যার ফলে কার্যকরী প্রক্রিয়াটি কার্যকর হয়।
(4) প্রোগ্রামার
প্রোগ্রামার হল PLC এর জন্য একটি অপরিহার্য বাহ্যিক ডিভাইস। এটি ব্যবহারকারীদের পিএলসি-এর ব্যবহারকারী প্রোগ্রাম মেমরি, ডিবাগ প্রোগ্রাম এবং প্রোগ্রাম এক্সিকিউশনে প্রোগ্রাম ইনপুট করতে দেয়। প্রোগ্রামগতভাবে, প্রোগ্রামারদের তিন প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে:
হ্যান্ডহেল্ড প্রোগ্রামার
গ্রাফিকাল প্রোগ্রামার
সাধারণ কম্পিউটার প্রোগ্রামার
(5) পাওয়ার সাপ্লাই
পাওয়ার সাপ্লাই ইউনিট বাহ্যিক শক্তিকে (যেমন, 220V AC) অভ্যন্তরীণ কাজের ভোল্টেজে রূপান্তরিত করে। বাহ্যিকভাবে সংযুক্ত পাওয়ার সাপ্লাই PLC-এর অভ্যন্তরীণ সার্কিটগুলির (যেমন, DC 5V, ±12V, 24V) দ্বারা প্রয়োজনীয় কার্যকরী ভোল্টেজে রূপান্তরিত হয় PLC-এর মধ্যে একটি ডেডিকেটেড সুইচ-মোড ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রকের মাধ্যমে। এটি বহিরাগত ইনপুট ডিভাইসগুলির জন্য (যেমন, প্রক্সিমিটি সুইচ) (শুধুমাত্র ইনপুট পয়েন্টের জন্য) একটি 24V DC পাওয়ার সাপ্লাই প্রদান করে। পিএলসি লোড চালানোর জন্য পাওয়ার সাপ্লাই প্রদান করে...
(6) পেরিফেরাল ইন্টারফেস
পেরিফেরাল ইন্টারফেস সার্কিট হ্যান্ডহেল্ড প্রোগ্রামার বা অন্যান্য গ্রাফিকাল প্রোগ্রামার, টেক্সট ডিসপ্লেকে সংযুক্ত করে এবং পেরিফেরাল ইন্টারফেসের মাধ্যমে একটি PLC নিয়ন্ত্রণ নেটওয়ার্ক গঠন করতে পারে। পিএলসি একটি RS-485 ইন্টারফেসের মাধ্যমে PC/PPI কেবল বা MPI কার্ড ব্যবহার করে কম্পিউটারের সাথে সংযোগ করতে পারে, প্রোগ্রামিং, পর্যবেক্ষণ, নেটওয়ার্কিং এবং অন্যান্য ফাংশন সক্ষম করে।
2. PLC-এর সফ্টওয়্যার উপাদান
PLC সফ্টওয়্যার সিস্টেম প্রোগ্রাম এবং ব্যবহারকারী প্রোগ্রাম গঠিত. সিস্টেম প্রোগ্রামগুলি PLC নির্মাতাদের দ্বারা ডিজাইন এবং লিখিত হয় এবং PLC এর সিস্টেম মেমরিতে সংরক্ষণ করা হয়। ব্যবহারকারীরা সরাসরি পড়তে, লিখতে বা পরিবর্তন করতে পারে না। সিস্টেম প্রোগ্রামগুলির মধ্যে সাধারণত সিস্টেম ডায়াগনস্টিক প্রোগ্রাম, ইনপুট প্রসেসিং প্রোগ্রাম, সংকলন প্রোগ্রাম, তথ্য স্থানান্তর প্রোগ্রাম এবং পর্যবেক্ষণ প্রোগ্রাম অন্তর্ভুক্ত থাকে।
উser প্রোগ্রামগুলি নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে PLC প্রোগ্রামিং ভাষা ব্যবহার করে ব্যবহারকারীদের দ্বারা সংকলিত হয়। পিএলসি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, নিয়ন্ত্রণের উদ্দেশ্যগুলি অর্জনের জন্য ব্যবহারকারীর প্রোগ্রামগুলি লিখতে পিএলসি প্রোগ্রামিং ভাষা ব্যবহার করা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ দিক। যেহেতু পিএলসিগুলি বিশেষভাবে শিল্প নিয়ন্ত্রণের জন্য তৈরি করা হয়েছে, তাদের প্রাথমিক ব্যবহারকারীরা হলেন বৈদ্যুতিক প্রযুক্তিবিদ৷ তাদের ঐতিহ্যগত অভ্যাস এবং শেখার ক্ষমতা পূরণ করতে, পিএলসি প্রাথমিকভাবে নিবেদিত ভাষা নিয়োগ করে যা কম্পিউটার ভাষার তুলনায় সহজ, আরও বোধগম্য এবং আরও স্বজ্ঞাত।
গ্রাফিকাল নির্দেশ কাঠামো
স্পষ্ট চলক এবং ধ্রুবক
সরলীকৃত প্রোগ্রাম স্ট্রাকচার
সরলীকৃত অ্যাপ্লিকেশন সফটওয়্যার জেনারেশন প্রক্রিয়া
উন্নত ডিবাগিং টুল
3. PLC-এর মৌলিক কাজের নীতি
পিএলসি স্ক্যানিং প্রক্রিয়াটি প্রধানত তিনটি পর্যায়ে বিভক্ত: ইনপুট স্যাম্পলিং, ইউজার প্রোগ্রাম এক্সিকিউশন এবং আউটপুট রিফ্রেশিং। চিত্রে দেখানো হয়েছে: [চিত্র]
ইনপুট স্যাম্পলিং স্টেজ
ইনপুট স্যাম্পলিং পর্যায়ে, পিএলসি ক্রমানুসারে সমস্ত ইনপুট স্ট্যাটাস এবং ডেটা স্ক্যানিং পদ্ধতিতে পড়ে এবং সেগুলিকে I/O চিত্র এলাকার সংশ্লিষ্ট ইউনিটগুলিতে সংরক্ষণ করে। ইনপুট স্যাম্পলিং সম্পন্ন হওয়ার পর, প্রক্রিয়াটি ব্যবহারকারীর প্রোগ্রাম এক্সিকিউশন এবং আউটপুট রিফ্রেশিং পর্যায়ে চলে যায়। এই দুটি পর্যায়ে, এমনকি যদি ইনপুট স্থিতি এবং ডেটা পরিবর্তিত হয়, I/O চিত্র এলাকার সংশ্লিষ্ট ইউনিটগুলির স্থিতি এবং ডেটা পরিবর্তন করা হবে না। অতএব, যদি ইনপুটটি একটি পালস সংকেত হয়, তাহলে যে কোনো পরিস্থিতিতে ইনপুট পড়া যাবে তা নিশ্চিত করতে পালস প্রস্থ অবশ্যই একটি স্ক্যানিং চক্রের বেশি হতে হবে।
ইউজার প্রোগ্রাম এক্সিকিউশন স্টেজ
ইউজার প্রোগ্রাম এক্সিকিউশন স্টেজে, পিএলসি সবসময় ইউজার প্রোগ্রাম (মই ডায়াগ্রাম) একটি টপ-ডাউন সিকোয়েন্সে স্ক্যান করে। প্রতিটি মই ডায়াগ্রাম স্ক্যান করার সময়, এটি প্রথমে মই ডায়াগ্রামের বাম দিকে পরিচিতিগুলির দ্বারা গঠিত নিয়ন্ত্রণ সার্কিটটি স্ক্যান করে। যৌক্তিক ক্রিয়াকলাপগুলি নিয়ন্ত্রণ সার্কিটে বাম-থেকে-ডান, উপরে-থেকে-নিচের ক্রমে সঞ্চালিত হয়। তারপর, লজিক্যাল ক্রিয়াকলাপের ফলাফলের উপর ভিত্তি করে, লজিক্যাল কয়েলের জন্য সিস্টেম RAM স্টোরেজ এলাকায় সংশ্লিষ্ট বিটের স্থিতি রিফ্রেশ করা হয়, বা আউটপুট কয়েলের জন্য I/O চিত্র এলাকায় সংশ্লিষ্ট বিটের স্থিতি রিফ্রেশ করা হয়, অথবা ladder ডায়াগ্রাম দ্বারা নির্দিষ্ট করা বিশেষ ফাংশন নির্দেশাবলী চালানো হবে কিনা তা নির্ধারণ করা হয়।
অর্থাৎ, ইউজার প্রোগ্রামের সঞ্চালনের সময়, শুধুমাত্র I/O ইমেজ এলাকায় ইনপুট পয়েন্টের স্ট্যাটাস এবং ডেটা অপরিবর্তিত থাকে, যখন I/O ইমেজ এরিয়া বা সিস্টেম RAM স্টোরেজ এলাকায় অন্যান্য আউটপুট পয়েন্ট এবং সফট ডিভাইসের স্ট্যাটাস এবং ডেটা পরিবর্তিত হতে পারে। উপরের অবস্থানে থাকা মই ডায়াগ্রামগুলি নীচের মই ডায়াগ্রামগুলির সম্পাদনের ফলাফলকে প্রভাবিত করবে যা এই কয়েল বা ডেটা উল্লেখ করে। বিপরীতভাবে, নিম্ন মই ডায়াগ্রামে লজিক্যাল কয়েলের রিফ্রেশ করা স্ট্যাটাস বা ডেটা পরবর্তী স্ক্যানিং চক্রে শুধুমাত্র উচ্চতর মই চিত্রকে প্রভাবিত করবে।
আউটপুট রিফ্রেশিং পর্যায়
ব্যবহারকারীর প্রোগ্রাম স্ক্যান সম্পূর্ণ হলে, PLC আউটপুট রিফ্রেশিং পর্যায়ে প্রবেশ করে। এই পর্যায়ে, CPU সমস্ত আউটপুট ল্যাচ সার্কিটগুলিকে I/O চিত্র এলাকার অবস্থা এবং ডেটা অনুসারে আপডেট করে এবং আউটপুট সার্কিটের মাধ্যমে সংশ্লিষ্ট পেরিফেরালগুলিকে চালিত করে। এটি PLC এর প্রকৃত আউটপুট চিহ্নিত করে।
ইনপুট/আউটপুট ল্যাগ ঘটনা
পিএলসি কাজ করার প্রক্রিয়া থেকে, নিম্নলিখিত সিদ্ধান্তগুলি আঁকা যেতে পারে:
প্রোগ্রামগুলি স্ক্যানিং পদ্ধতিতে সম্পাদিত হয়, যার ফলে ইনপুট এবং আউটপুট সিগন্যালের মধ্যে যৌক্তিক সম্পর্কের অন্তর্নিহিত ব্যবধান ঘটে। স্ক্যানিং চক্র যত দীর্ঘ হবে, তত বেশি ব্যবধান।
ইনপুট স্যাম্পলিং, ইউজার প্রোগ্রাম এক্সিকিউশন এবং আউটপুট রিফ্রেশিং - তিনটি প্রধান কাজের পর্যায় দ্বারা দখলকৃত সময় ছাড়াও স্ক্যানিং চক্রে সিস্টেম ম্যানেজমেন্ট ক্রিয়াকলাপগুলির দ্বারা ব্যবহৃত সময়ও অন্তর্ভুক্ত থাকে। প্রোগ্রাম সম্পাদনের জন্য যে সময় লাগে তা প্রোগ্রামের দৈর্ঘ্য এবং নির্দেশের ক্রিয়াকলাপের জটিলতার সাথে সম্পর্কিত, যখন অন্যান্য কারণগুলি তুলনামূলকভাবে স্থির থাকে। স্ক্যানিং চক্র সাধারণত মিলিসেকেন্ড বা মাইক্রোসেকেন্ডের ক্রম অনুসারে হয়।
nম স্ক্যান সম্পাদনের সময়, ইনপুট ডেটার উপর নির্ভর করা হয় সেই স্ক্যানিং চক্রের নমুনা পর্বের সময় প্রাপ্ত নমুনাকৃত মান X। আউটপুট ডেটা Y(n) পূর্ববর্তী স্ক্যান থেকে আউটপুট মান Y(n-1) এবং বর্তমান আউটপুট মান Yn উভয়ের উপর ভিত্তি করে। আউটপুট টার্মিনালে প্রেরিত সংকেত এই চক্রের সময় সমস্ত গণনা কার্যকর হওয়ার পরে চূড়ান্ত ফলাফল Yn উপস্থাপন করে।
ইনপুট/আউটপুট রেসপন্স ল্যাগ শুধুমাত্র স্ক্যানিং পদ্ধতির সাথে সম্পর্কিত নয় বরং প্রোগ্রাম ডিজাইনের ব্যবস্থার সাথেও সম্পর্কিত।