از گم شدن در انتخاب PLC خسته شده اید؟ این 8 اصل کاربردی را رعایت کنید تا انتخاب درستی داشته باشید!
از گم شدن در انتخاب PLC خسته شده اید؟ این 8 اصل کاربردی را رعایت کنید تا انتخاب درستی داشته باشید!
از گم شدن در انتخاب PLC خسته شده اید؟ این 8 اصل کاربردی را رعایت کنید تا انتخاب درستی داشته باشید!
قبل از انتخاب یک PLC، اولین قدم این است که سیستم مورد نیاز را تعریف کنید. پس از مشخص شدن این موضوع، می توانید سازنده و مدل را انتخاب کنید. اما چگونه این تصمیمات را می گیرید؟ این مقاله راهنمای دقیقی را ارائه می دهد تا به شما کمک کند PLC را انتخاب کنید که به بهترین وجه با نیازهای شما مطابقت دارد، تولید کنندگان، مدل ها، نقاط ورودی/خروجی و عملکردهای کنترلی را پوشش می دهد.
1. تولید کنندگان PLC
هنگام تعیین سازنده PLC، عوامل کلیدی مانند نیازهای کاربر، آشنایی طراح با برندهای مختلف، سازگاری محصولات پشتیبانی کننده و پشتیبانی خدمات فنی باید در نظر گرفته شود. به طور کلی، محصولات شرکت های بزرگ بین المللی قابل اعتماد هستند. برای تجهیزات کوچکتر و مستقل یا سیستم های کنترل ساده، PLC های ژاپنی اغلب ارزش بهتری ارائه می دهند. برای سیستمهای مقیاس بزرگ با نیازهای شبکه و ارتباطات بالا، PLCهای صنعتی اروپا و ایالات متحده به دلیل قابلیتهای ارتباطی برترشان، سودمندتر هستند.
برای صنایع تخصصی مانند متالورژی یا تنباکو، توصیه میشود سیستمهای PLC با عملکرد ثابت و سابقه قابل اعتماد در آن بخشها را انتخاب کنید.
2. نقاط ورودی/خروجی (I/O).
تعداد نقاط I/O یک پارامتر اساسی یک PLC است. برای تعیین نقاط ورودی/خروجی مورد نیاز، تعداد کل نقاط ورودی/خروجی مورد نیاز برای تجهیزات کنترلی خود را محاسبه کنید. به طور معمول، شما باید یک حاشیه 10٪ تا 20٪ برای مقیاس پذیری در نظر بگیرید. هنگام سفارش، تنظیمات نیز باید بر اساس ویژگی های محصول PLC سازنده انجام شود.
3. ظرفیت ذخیره سازی
ظرفیت ذخیره سازی یک PLC به واحدهای ذخیره سازی سخت افزاری آن اشاره دارد. ظرفیت برنامه، فضای ذخیره سازی که در واقع برای برنامه های کاربر استفاده می شود، کمتر از ظرفیت کل ذخیره سازی است. از آنجایی که ظرفیت برنامه در مرحله طراحی ناشناخته است (قبل از نوشتن برنامه کاربردی کاربر)، بر اساس ظرفیت ذخیره سازی تخمین زده می شود. یک فرمول تخمین رایج این است: (تعداد نقاط ورودی/خروجی دیجیتال × 10-15) + (تعداد نقاط ورودی/خروجی آنالوگ × 100) = کل کلمات (16 بیت در هر کلمه)، با 25 درصد حاشیه اضافی.
4. توابع کنترل
هنگام انتخاب PLC، ویژگی های کلیدی زیر را در نظر بگیرید: توابع محاسباتی، توابع کنترل، قابلیت های ارتباطی، ویژگی های برنامه نویسی، ابزارهای تشخیصی و سرعت پردازش.
توابع محاسباتی
PLC های اصلی معمولاً از عملیات منطقی، زمان بندی و شمارش پشتیبانی می کنند. PLC های میان رده همچنین شامل قابلیت های انتقال داده و مقایسه هستند. توابع محاسباتی پیشرفته مانند عملیات جبری و انتقال داده در PLCهای بزرگتر رایج هستند. PLC های سطح بالا حتی از عملیات PID برای کنترل آنالوگ و سایر محاسبات پیشرفته پشتیبانی می کنند. بسته به کاربرد، اکثر سناریوها فقط به عملیات منطقی و زمانبندی/شمارش نیاز دارند، در حالی که ممکن است انتقال و مقایسه دادهها در سایر سناریوها مورد نیاز باشد.
توابع کنترل
توابع کنترلی شامل کنترل PID، جبران پیشخور، کنترل نسبت، و غیره است. PLC ها عمدتاً برای کنترل منطقی متوالی استفاده می شوند. در بسیاری از موارد، کنترلرهای تک یا چند حلقه ای وظایف کنترل آنالوگ را انجام می دهند. برای عملکردهای پیچیده کنترلی، ماژولهای ورودی/خروجی هوشمند (مانند واحدهای PID یا شمارندههای سرعت بالا) میتوانند سرعت پردازش را افزایش داده و حافظه را ذخیره کنند.
توابع ارتباطی
سیستمهای PLC متوسط تا بزرگ باید از چندین فیلدباس و پروتکلهای ارتباطی استاندارد (مانند TCP/IP) پشتیبانی کنند و در صورت لزوم باید بتوانند به شبکههای مدیریت کارخانه متصل شوند. رابط های ارتباطی باید شامل پورت های سریال/موازی، اترنت صنعتی و غیره باشد. برای افزونگی و قابلیت اطمینان، اتوبوس های ارتباطی باید با استانداردهای بین المللی مطابقت داشته باشند و الزامات فاصله را برآورده کنند.
توابع برنامه نویسی
برنامه PLCmming را می توان به صورت آفلاین (CPU مشترک بین PLC و برنامه نویس) یا آنلاین (CPU های جداگانه برای PLC و برنامه نویس) انجام داد. پنج زبان برنامه نویسی استاندارد شده عبارتند از نمودار توابع متوالی (SFC)، نمودار نردبانی (LD)، نمودار بلوک تابع (FBD)، فهرست دستورالعمل (IL)، و متن ساختاریافته (ST). در حالت ایده آل، PLC باید از زبان های اضافی مانند C یا Basic نیز برای برنامه های تخصصی پشتیبانی کند.
توابع تشخیصی
تشخیص PLC هم سخت افزار و هم نرم افزار را پوشش می دهد. عیبیابی سختافزاری خطاها را از طریق بررسیهای منطقی شناسایی میکند، در حالی که عیبیابی نرمافزار شامل بررسیهای داخلی (مربوط به عملکرد) و خارجی (مربوط به ارتباطات) است. قابلیت های تشخیصی قوی زمان تعمیر و نگهداری و الزامات فنی را برای اپراتورها کاهش می دهد.
سرعت پردازش
سرعت پردازش PLC بر عملکرد زمان واقعی تأثیر می گذارد. اگر مدت زمان یک سیگنال کوتاهتر از چرخه اسکن PLC باشد، ممکن است سیگنال از دست برود. سرعت پردازش به عواملی مانند طول برنامه و قابلیت های CPU بستگی دارد. PLC های مدرن دستورالعمل های باینری را در 0.2-0.4 میکروثانیه مدیریت می کنند و نیازهای کنترل سرعت بالا را برآورده می کنند. زمان چرخه اسکن باید ≤0.5ms/K برای PLC های کوچک و ≤0.2ms/K برای سیستم های بزرگتر باشد.
5. انواع PLC
PLC ها به دو نوع یکپارچه و ماژولار دسته بندی می شوند. PLC های مجتمع دارای نقاط ورودی/خروجی محدود و ثابتی هستند که آنها را برای سیستم های کنترل کوچک (مانند زیمنس S7-200، سری FX میتسوبیشی) مناسب می کند. PLC های مدولار تنظیمات I/O انعطاف پذیر را از طریق ماژول های قابل تعویض ارائه می دهند و برای سیستم های بزرگتر (مانند زیمنس S7-300/S7-400، سری Q میتسوبیشی) ایده آل هستند.
6. انتخاب ماژول
ماژول های دیجیتال ورودی/خروجی
ماژول های ورودی/خروجی دیجیتال از نظر مشخصات (به عنوان مثال، خروجی های رله، خروجی ترانزیستور) و نقاط ورودی/خروجی (8، 16، 32 امتیاز) متفاوت هستند. خروجی های رله مقرون به صرفه هستند اما طول عمر کمتری دارند، در حالی که خروجی های تریستور سریع تر اما گران تر هستند. انتخاب باید با الزامات برنامه مطابقت داشته باشد.
ماژول های ورودی/خروجی آنالوگ
ماژول های ورودی آنالوگ سیگنال هایی مانند جریان 4-20 میلی آمپر یا ولتاژ 0-10 ولت را کنترل می کنند. ماژول های خروجی آنالوگ به طور مشابه سیگنال های جریان یا ولتاژ را ارائه می دهند. ماژول ها در تعداد کانال ها متفاوت هستند (2، 4، 8 کانال) و باید بر اساس نیازهای خاص انتخاب شوند.
ماژول های تابع
ماژول های عملکردی شامل ارتباط، موقعیت یابی، خروجی پالس، شمارش سرعت بالا، کنترل PID و ماژول های کنترل دما هستند. هنگام انتخاب، سازگاری سخت افزاری و نرم افزاری را در نظر بگیرید.
7. توابع افزونگی
برای کاربردهای حیاتی، افزونگی را می توان برای واحدهای کنترلی (به عنوان مثال، افزونگی 1B1 برای CPU و منبع تغذیه) و رابط های I/O پیاده سازی کرد. تنظیمات اضافی قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهد.
8. قوانین عمومی
هنگامی که نوع و مشخصات PLC به طور کلی تعریف شد، مشخصات و پارامترهای اساسی هر جزء را بر اساس الزامات کنترل تعیین کنید. هنگام انتخاب ماژول ها، اولویت بندی کنید:
- کارایی اقتصادی: نسبت های هزینه به عملکرد، قابلیت گسترش و سهولت عملیاتی را متعادل کنید.
- سهولت استفاده: ساده کردن طراحی و کاهش عناصر کنترل خارجی.
- استانداردسازی: از ماژول های یکنواخت برای تسهیل خرید و نگهداری استفاده کنید.
- سازگاری: اطمینان حاصل کنید که همه اجزا، به طور ایده آل از یک سازنده، سازگار هستند.