ידע חיוני PLC לאוטומציה
ידע חיוני PLC לאוטומציה
בתחום הייצור התעשייתי וקידום טכנולוגי, PLCs (בקרי לוגיקה הניתנים לתכנות) ממלאים תפקיד מכריע בבקרת אוטומציה. ניתן להבין באופן נרחב PLC כלוח בקרת הרחבת ממסר ריכוזי. ביישומים מעשיים, PLCs מפחיתים משמעותית את עלויות הבקרה התעשייתיות ומשפרים את ניהול הציוד והאוטומציה. כדי לשלוט ב- PLCs, ראשית יש לתפוס את הידע היסודי.
רכיבי PLC ופונקציותיהם
בנוסף לממשקי המעבד, הזיכרון והתקשורת, PLCs יש ממשקי קלט ופלט הקשורים ישירות לאתרי תעשייה.
ממשק קלט: מקבל איתותים ממכשירים מבוקרים ומניע מעגלים פנימיים באמצעות צמד אופטי ומעגלי קלט.
ממשק פלט: משדר תוצאות ביצוע התוכנית באמצעות צמד אופטי -צמד ורכיבי פלט (ממסרים, תיריסטורים, טרנזיסטורים) כדי לשלוט על עומסים חיצוניים.
יחידת PLC בסיסית ורכיביה
יחידת ה- PLC הבסיסית מורכבת מכמה חלקי מפתח:
מעבד: ליבת ה- PLC, מכוונת פעולות שונות כגון קבלת תוכניות משתמש ונתונים, אבחון וביצוע התוכנית.
זיכרון: מאחסן תוכניות ומשתמש של מערכת ונתונים.
ממשק קלט/פלט: מחבר את ה- PLC לציוד תעשייתי, קבלת אותות ותוצאות תוכנית יציאה.
ממשק תקשורת: מאפשר החלפת מידע עם מכשירים אחרים כמו מסכים ומדפסות.
ספק כוח: מספק כוח למערכת PLC.
ממשקי פלט מיתוג PLC ומאפיינים
ממשקי פלט מיתוג PLC ：
סוג פלט של התיריסטור: משמש בדרך כלל עם עומסי AC, הכולל תגובה מהירה ותדר הפעלה גבוה.
סוג פלט טרנזיסטור: משמש בדרך כלל עם עומסי DC, ומציע גם תגובה מהירה ותדר הפעלה גבוה.
סוג פלט ממסר: תואם עומסי AC ו- DC, אך עם זמן תגובה ארוך יותר ותדר הפעלה נמוך יותר.
סוגים מבניים של PLC ותכונותיהם
ניתן לסווג PLCs לשלושה סוגים מבניים:
סוג אינטגרלי: עם רכיבי מעבד, אספקת חשמל ורכיבי קלט/פלט ששוכנים במקרה יחיד, סוג זה הוא קומפקטי ועלות - יעיל, המשמש בדרך כלל ב- PLCs בקנה מידה קטן.
סוג מודולרי: כולל מודולים נפרדים לפונקציות שונות, המציעים תצורה גמישה והתרחבות ותחזוקה קלה. בדרך כלל הוא משמש ב- PLCs בינוני וגדול - בקנה מידה ומורכב ממסגרת או צלחת בסיס ומודולים שונים.
סוג הניתן לערימה: משלב את התכונות של סוגים אינטגרליים ומודולריים. ממשקי ה- CPU, ספק הכוח וממשקי הקלט/פלט הם מודולים עצמאיים המחוברים על ידי כבלים, מבטיחים תצורה גמישה וגודל קומפקטי.
מחזור סריקת PLC וגורמי ההשפעה שלו
מחזור סריקת PLC מקיף חמישה שלבים: עיבוד פנימי, שירות תקשורת, עיבוד קלט, ביצוע תוכניות ועיבוד פלט. הזמן הנדרש להשלמת חמשת השלבים הללו פעם אחת מכונה מחזור הסריקה. זה מושפע ממהירות ההפעלה של המעבד, תצורת חומרה של PLC ומאורך תוכנית המשתמש.
שיטת ביצוע תכנית PLC ותהליך
PLCs מבצעים תוכניות משתמש בשיטת סריקה מחזורית. תהליך הביצוע כולל שלושה שלבים: דגימת קלט, ביצוע התוכנית ורענון פלט.
יתרונות של מערכות בקרת PLC על פני מערכות בקרת ממסר
שיטת בקרה: PLCs משתמשים בבקרה הניתנת לתכנות, ומאפשרת שינוי קל או שיפור דרישות הבקרה, עם אנשי קשר בלתי מוגבלים.
מצב עבודה: PLCs פועלים במצב סידורי, ומשפרים את יכולת ההפרעה של המערכת.
מהירות בקרה: אנשי קשר של PLC הם בעצם מפעילים עם זמני ביצוע הוראות שנמדדו במיקרו -שניות.
תזמון וספירה: PLCs משתמשים במעגלים משולבים מוליכים למחצה כטיימרים, עם פולסי שעון המסופקים על ידי מתנדי קריסטל, ומציעים דיוק תזמון גבוה ויכולות תזמון רחבות -טווחיות. יש להם גם פונקציות ספירה שאינן זמינות במערכות ממסר.
אמינות ותחזוקה: PLCs משתמשים בטכנולוגיית מיקרואלקטרוניקה ומציגים פונקציות אבחון עצמי לגילוי תקלות בזמן.
גורמים לפיגור ופתרונות של תגובת פלט PLC
PLCs מעסיקים סריקה מחזורית דגימה מרכזית ופלט. סטטוס קלט נקראים רק בשלב דגימת הקלט של כל מחזור סריקה, ותוצאות ביצוע התוכנית נשלחות רק בשלב רענון הפלט. בנוסף, עיכובי קלט ופלט ואורך תוכנית המשתמש יכולים לגרום לפיגור לתגובת הפלט. כדי לשפר את מהירות התגובה של קלט/פלט, ניתן להגדיל את התדירות של דגימת קלט ורענון פלט, לאמץ דגימת קלט ישיר ורענון פלט, להשתמש בקלט ופלט הפרעה, או ליישם ממשקי קלט/פלט אינטליגנטים.
ממסרים רכים פנימיים בסדרת Siemens PLC
PLCs של Siemens כולל ממסרים רכים פנימיים שונים, כולל ממסרי קלט, ממסרי פלט, ממסרי עזר, רישומי סטטוס, טיימרים, דלפקים ורישומי נתונים.
שיקולי בחירת PLC
בחירת מודל: שקול גורמים כמו מבנה, שיטת התקנה, דרישות פונקציונליות, מהירות תגובה, אמינות ואחידות מודל.
בחירת קיבולת: על סמך נקודות קלט/פלט ויכולת זיכרון המשתמש.
בחירת מודול קלט/פלט: מכסה מיתוג ומודולי קלט/פלט אנלוגיים כמו גם מודולי פונקציה מיוחדים.
מודול אספקת חשמל ובחירת מכשירים אחרת: כגון התקני תכנות.
מאפייני דגימה מרכזית של PLC ומצב עבודה פלט
בדגימה ריכוזית נדגם מצב הקלט רק בשלב הדגימה של הקלט של מחזור סריקה, וקצה הקלט נחסם בשלב ביצוע התוכנית. בפלט ריכוזי, שלב רענון הפלט הוא הפעם היחידה שבה הסטטוס בפנקס התמונות הפלט מועבר לתפס הפלט כדי לרענן את ממשק הפלט. מצב עבודה זה משפר את יכולת ההפרעה האנטי -הפרעה של המערכת ואמינות אך עלול לגרום לפיגור תגובת קלט/פלט ב- PLCs.
PLC מצב עבודה ותכונות
PLCs פועלים באמצעות דגימה ריכוזית, פלט ריכוזי וסריקה מחזורית. דגימה ריכוזית פירושה שמצב הקלט נדגם רק בשלב דגימת הקלט של מחזור סריקה, כאשר סוף הקלט נחסם במהלך ביצוע התוכנית. פלט ריכוזי מתייחס להעברת סטטוס קשור לפלט מרשם התמונות של הפלט לתפס הפלט רק בשלב רענון הפלט כדי לרענן את ממשק הפלט. סריקה מחזורית כוללת ביצוע פעולות מרובות במחזור סריקה לאורך זמן - סריקת חלוקה ברצף.
עקרון הרכב ועבודה של אנשי קשר אלקטרומגנטיים
אנשי מגע אלקטרומגנטיים מורכבים ממנגנונים אלקטרומגנטיים, אנשי קשר, מכשירי כיבוי קשת, שחרור מנגנוני קפיץ ורכיבי הרכבה. כאשר הסליל האלקטרומגנטי מופעל, הזרם מייצר שדה מגנטי, וגורם לליבת הברזל הנייחת לייצר יניקה אלקטרומגנטית שמושכת את הזרוע ומפעילה את המגעים. זה גורם לאנשי קשר סגורים בדרך כלל לפתוח ובדרך כלל פותחים אנשי קשר לסגירה. כאשר הסליל ממלא אנרגיה, הכוח האלקטרומגנטי נעלם, והזרם משתחרר על ידי האביב, ומשחזר את המגעים למצבם המקורי.
הגדרת בקרי לוגיקה הניתנים לתכנות (PLCs)
PLC הוא מכשיר אלקטרוני דיגיטלי המיועד לסביבות תעשייתיות. הוא משתמש בזיכרון הניתן לתכנות כדי לאחסן הוראות לביצוע פעולות לוגיות, רצף, תזמון, ספירה וחשבון. הוא שולט בתהליכי מכניים או ייצור שונים באמצעות קלט/פלט דיגיטלי או אנלוגי.
PLCs ומכשירים היקפיים קשורים נועדו להשתלב בקלות במערכות בקרה תעשייתיות ולהקל על התרחבות התפקוד.
הבדלים בין מערכות PLC לממסר - מערכות קשר
ההבדלים בין מערכות PLC לממסר - מערכות קשר טמונה במכשירי ההרכב שלהם, מספר אנשי הקשר ושיטות יישום בקרה.