पीएलसी नॉलेज राउंड-अप: इलेक्ट्रिकल इंजिनिअर्ससाठी आवश्यक वाचन!

पीएलसी नॉलेज राउंड-अप: इलेक्ट्रिकल इंजिनिअर्ससाठी आवश्यक वाचन!

I. पीएलसीची व्याख्या आणि वर्गीकरण

PLC, किंवा Programmable Logic Controller, सार्वत्रिक औद्योगिक नियंत्रण उपकरणांची एक नवीन पिढी आहे. हे मायक्रोप्रोसेसरवर आधारित आहे आणि संगणक तंत्रज्ञान, स्वयंचलित नियंत्रण तंत्रज्ञान आणि संप्रेषण तंत्रज्ञान एकत्रित करते. औद्योगिक वातावरणासाठी डिझाइन केलेले, PLCs नियंत्रण प्रक्रिया आणि वापरकर्त्यांच्या दिशेने "नैसर्गिक भाषा" वापरून समजण्यास सुलभ प्रोग्रामिंग वैशिष्ट्यीकृत करतात. ते साधेपणा, ऑपरेशन सुलभता आणि उच्च विश्वसनीयता द्वारे दर्शविले जातात.

रिले अनुक्रमिक नियंत्रणातून विकसित झालेले, पीएलसी मायक्रोप्रोसेसरभोवती केंद्रित आहेत आणि बहुमुखी स्वयंचलित नियंत्रण उपकरणे म्हणून काम करतात. चला तपशीलवार माहिती घेऊया:

1. व्याख्या

पीएलसी ही एक डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली आहे जी औद्योगिक अनुप्रयोगांसाठी डिझाइन केलेली आहे. तार्किक गणना, अनुक्रमिक नियंत्रण, वेळ, मोजणी आणि अंकगणित यांसारख्या ऑपरेशन्ससाठी सूचना संग्रहित करण्यासाठी ते प्रोग्रामेबल मेमरी वापरते. डिजिटल आणि ॲनालॉग इनपुट आणि आउटपुटसह इंटरफेस करून, PLC विविध यांत्रिक उपकरणे आणि उत्पादन प्रक्रिया नियंत्रित करतात. दोन्ही पीएलसी आणि त्यांची परिधीय उपकरणे औद्योगिक नियंत्रण प्रणालीसह अखंडपणे एकत्रित करण्यासाठी आणि कार्यात्मक विस्तार सुलभ करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत.

2. वर्गीकरण

पीएलसी उत्पादने विविध वैशिष्ट्यांसह आणि कार्यक्षमतेसह विविध प्रकारात येतात. संरचनात्मक स्वरूप, कार्यात्मक फरक आणि I/O बिंदूंच्या संख्येवर आधारित त्यांचे विस्तृत वर्गीकरण केले जाते.

2.1 स्ट्रक्चरल फॉर्मद्वारे वर्गीकरण

PLC चे त्यांच्या संरचनात्मक स्वरूपाच्या आधारे अविभाज्य आणि मॉड्यूलर प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते.

(1) इंटिग्रल PLC

इंटिग्रल PLC चे घटक जसे की वीज पुरवठा, CPU, आणि I/O इंटरफेस एकाच कॅबिनेटमध्ये. ते त्यांच्या संक्षिप्त रचना, लहान आकार आणि परवडण्यायोग्यतेसाठी ओळखले जातात. लहान आकाराचे पीएलसी सामान्यत: या अविभाज्य संरचनेचा अवलंब करतात. अविभाज्य PLC मध्ये विविध I/O बिंदू आणि विस्तार एकक असलेले मूलभूत युनिट (मुख्य एकक म्हणूनही ओळखले जाते) असते. मूलभूत युनिटमध्ये CPU, I/O इंटरफेस, I/O विस्तार युनिटशी कनेक्ट करण्यासाठी विस्तारित पोर्ट आणि प्रोग्रामर किंवा EPROM लेखकाशी कनेक्ट करण्यासाठी इंटरफेस असतात. दुसरीकडे, विस्तार युनिटमध्ये CPU शिवाय फक्त I/O आणि वीज पुरवठा घटक असतात. मूलभूत एकक आणि विस्तार युनिट सहसा फ्लॅट केबलद्वारे जोडलेले असतात. इंटिग्रल पीएलसी त्यांच्या क्षमतांचा विस्तार करण्यासाठी विशेष फंक्शन युनिट्स, जसे की ॲनालॉग युनिट्स आणि पोझिशन कंट्रोल युनिट्ससह सुसज्ज असू शकतात.

(2) मॉड्यूलर पीएलसी

मॉड्युलर पीएलसीमध्ये प्रत्येक घटकासाठी स्वतंत्र मॉड्यूल्स असतात, जसे की CPU मॉड्यूल्स, I/O मॉड्यूल्स, पॉवर सप्लाय मॉड्यूल्स (कधीकधी CPU मॉड्यूलमध्ये समाकलित केलेले), आणि विविध फंक्शन मॉड्यूल्स. हे मॉड्यूल फ्रेमवर्क किंवा बॅकप्लेनवर आरोहित आहेत. मॉड्यूलर पीएलसीचा फायदा त्यांच्या लवचिक कॉन्फिगरेशनमध्ये आहे, जे आवश्यकतेनुसार भिन्न सिस्टम स्केल निवडण्याची परवानगी देते. ते एकत्र करणे, विस्तृत करणे आणि देखरेख करणे देखील सोपे आहे. मध्यम आणि मोठ्या आकाराच्या पीएलसी सामान्यत: मॉड्यूलर रचना स्वीकारतात.

याव्यतिरिक्त, काही PLCs दोन्ही अविभाज्य आणि मॉड्यूलर प्रकारांची वैशिष्ट्ये एकत्र करतात, ज्याला स्टॅक केलेले PLC म्हणून ओळखले जाते. स्टॅक केलेल्या पीएलसीमध्ये, सीपीयू, पॉवर सप्लाय आणि आय/ओ इंटरफेस यांसारखे घटक हे केबल्सद्वारे जोडलेले स्वतंत्र मॉड्यूल असतात आणि ते स्तरानुसार स्टॅक केले जाऊ शकतात. हे डिझाइन केवळ लवचिक सिस्टीम कॉन्फिगरेशनच देत नाही तर कॉम्पॅक्ट आकारास देखील अनुमती देते.

2.2 कार्यानुसार वर्गीकरण

त्यांच्या कार्यात्मक क्षमतेच्या आधारे, PLC तीन श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकतात: लो-एंड, मिड-रेंज आणि हाय-एंड.

(1) लो-एंड PLC

लो-एंड पीएलसीमध्ये तार्किक ऑपरेशन्स, वेळ, मोजणी, स्थलांतर, स्व-निदान आणि निरीक्षण यासारखी मूलभूत कार्ये असतात. त्यामध्ये मर्यादित प्रमाणात ॲनालॉग इनपुट/आउटपुट, अंकगणित ऑपरेशन्स, डेटा ट्रान्सफर आणि तुलना आणि कम्युनिकेशन फंक्शन्सचा समावेश असू शकतो. हे पीएलसी प्रामुख्याने एकल-मशीन नियंत्रण प्रणालीसाठी वापरले जातात ज्यामध्ये तार्किक नियंत्रण, अनुक्रमिक नियंत्रण किंवा थोड्या प्रमाणात ॲनालॉग नियंत्रण समाविष्ट असते.

(2) मध्यम श्रेणी PLC

लो-एंड PLC च्या फंक्शन्स व्यतिरिक्त, मिड-रेंज PLC एनालॉग इनपुट/आउटपुट, अंकगणित ऑपरेशन्स, डेटा ट्रान्सफर आणि तुलना, नंबर सिस्टम रूपांतरण, रिमोट I/O, सबरूटीन्स आणि कम्युनिकेशन नेटवर्किंगमध्ये मजबूत क्षमता देतात. काहींमध्ये व्यत्यय नियंत्रण आणि PID नियंत्रण कार्ये देखील असू शकतात, ज्यामुळे ते जटिल नियंत्रण प्रणालींसाठी योग्य बनतात.

(3) उच्च श्रेणीचे PLC

उच्च श्रेणीतील पीएलसी, मध्यम श्रेणीच्या पीएलसीच्या क्षमतांव्यतिरिक्त, प्रगत कार्ये समाविष्ट करतात जसे की स्वाक्षरी केलेले अंकगणित ऑपरेशन्स, मॅट्रिक्स गणना, बिट लॉजिक ऑपरेशन्स, वर्गमूळ गणना आणि इतर विशेष कार्य ऑपरेशन्स. ते टेबल तयार करणे आणि टेबल हस्तांतरण क्षमता देखील वैशिष्ट्यीकृत करतात. हाय-एंड PLCs वर्धित संप्रेषण आणि नेटवर्किंग कार्यक्षमतेचा अभिमान बाळगतात, मोठ्या प्रमाणात प्रक्रिया नियंत्रण सक्षम करतात किंवा वितरित नेटवर्क नियंत्रण प्रणाली तयार करतात, ज्यामुळे फॅक्टरी ऑटोमेशन साध्य होते.

2.3 I/O गुणांनुसार वर्गीकरण

I/O बिंदूंच्या संख्येनुसार, PLC चे लहान, मध्यम आणि मोठ्या श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते.

(1) लहान PLC

लहान PLC मध्ये 256 पेक्षा कमी I/O पॉइंट असतात, एकच CPU वैशिष्ट्यीकृत करतात आणि 8-बिट किंवा 16-बिट प्रोसेसर वापरतात. त्यांची वापरकर्ता मेमरी क्षमता सामान्यत: 4KB च्या खाली असते.

(2) मध्यम PLC

मध्यम PLC मध्ये 256 आणि 2048 I/O पॉइंट्स असतात, ड्युअल CPU वापरतात आणि 2KB ते 8KB पर्यंत वापरकर्ता मेमरी क्षमता असते.

(3) मोठा PLC

मोठ्या PLC 2048 I/O पॉइंट्सवर बढाई मारतात, एकाधिक CPUs वापरतात आणि 16-बिट किंवा 32-बिट प्रोसेसरने सुसज्ज असतात. त्यांची वापरकर्ता मेमरी क्षमता 8KB ते 16KB पर्यंत आहे.

जगभरात, PLC उत्पादनांचे तीन प्रमुख प्रादेशिक प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: अमेरिकन, युरोपियन आणि जपानी. अमेरिकन आणि युरोपियन पीएलसी तंत्रज्ञान स्वतंत्रपणे विकसित केले गेले, परिणामी त्यांच्या उत्पादनांमध्ये फरक दिसून आला. जपानी पीएलसी तंत्रज्ञान, युनायटेड स्टेट्समधून सादर केले गेले, अमेरिकन पीएलसीकडून काही वैशिष्ट्ये वारशाने मिळतात परंतु लहान आकाराच्या पीएलसीवर लक्ष केंद्रित करते. अमेरिकन आणि युरोपियन पीएलसी त्यांच्या मध्यम आणि मोठ्या आकाराच्या ऑफरसाठी प्रसिद्ध आहेत, तर जपानी पीएलसी त्यांच्या लहान आकाराच्या भागांसाठी प्रसिद्ध आहेत.

II. PLC ची कार्ये आणि अनुप्रयोग फील्ड

PLCs रिले-संपर्क नियंत्रणाचे फायदे आणि संगणकांची लवचिकता एकत्र करतात. हे अद्वितीय डिझाइन赋予了PLC इतर नियंत्रकांच्या तुलनेत असंख्य अतुलनीय वैशिष्ट्ये देते.

1. PLC चे कार्य

मायक्रोप्रोसेसर आणि संगणक तंत्रज्ञान, स्वयंचलित नियंत्रण तंत्रज्ञान आणि संप्रेषण तंत्रज्ञान एकत्रित करणारे सार्वत्रिक औद्योगिक स्वयंचलित नियंत्रण उपकरण म्हणून, PLC अनेक फायदे देतात. यामध्ये उच्च विश्वसनीयता, कॉम्पॅक्ट आकार, मजबूत कार्यक्षमता, साधे आणि लवचिक प्रोग्राम डिझाइन, अष्टपैलुत्व आणि सुलभ देखभाल यांचा समावेश आहे. परिणामी, PLCs आधुनिक औद्योगिक नियंत्रणाच्या (रोबोट आणि CAD/CAM सोबत) तीन स्तंभांपैकी एक म्हणून उदयास येत असलेल्या धातुविज्ञान, ऊर्जा, रसायने, वाहतूक आणि वीज निर्मिती यासारख्या क्षेत्रात विस्तृत अनुप्रयोग शोधतात. PLC च्या वैशिष्ट्यांवर आधारित, त्यांचे कार्यात्मक स्वरूप खालीलप्रमाणे सारांशित केले जाऊ शकते:

(1) लॉजिक कंट्रोल स्विच करणे

PLC मध्ये मजबूत तार्किक गणना क्षमता असते, ज्यामुळे त्यांना विविध साधी आणि जटिल तार्किक नियंत्रणे प्राप्त करता येतात. हे PLC चे सर्वात मूलभूत आणि व्यापकपणे लागू केलेले डोमेन आहे, जे पारंपारिक रिले-संपर्क नियंत्रणाची जागा घेते.

(2) ॲनालॉग नियंत्रण

पु.लCs A/D आणि D/A रूपांतरण मॉड्यूलने सुसज्ज आहेत. A/D मॉड्युल फील्डमधील ॲनालॉग परिमाणांना-जसे तापमान, दाब, प्रवाह आणि गती—डिजिटल परिमाणांमध्ये रूपांतरित करते. या डिजिटल प्रमाणांवर पीएलसीमध्ये मायक्रोप्रोसेसरद्वारे प्रक्रिया केली जाते (कारण मायक्रोप्रोसेसर फक्त डिजिटल प्रमाण हाताळू शकतात) आणि त्यानंतर नियंत्रणासाठी वापरतात. वैकल्पिकरित्या, नियंत्रित ऑब्जेक्ट नियंत्रित करण्यासाठी D/A मॉड्यूल डिजिटल परिमाणांचे परत ॲनालॉग परिमाणांमध्ये रूपांतरित करते, ज्यामुळे PLC ला ॲनालॉग परिमाणांवर नियंत्रण ठेवण्यास सक्षम करते.

(3) प्रक्रिया नियंत्रण

आधुनिक मध्यम आणि मोठ्या आकाराच्या पीएलसीमध्ये विशेषत: पीआयडी नियंत्रण मॉड्यूल्स असतात, ज्यामुळे बंद-लूप प्रक्रिया नियंत्रण सक्षम होते. जेव्हा नियंत्रण प्रक्रियेदरम्यान व्हेरिएबल विचलित होते, तेव्हा PLC PID अल्गोरिदम वापरून योग्य आउटपुटची गणना करते, त्याद्वारे उत्पादन प्रक्रिया समायोजित करते आणि सेटपॉईंटवर व्हेरिएबल राखते. सध्या, अनेक लहान आकाराच्या PLC मध्ये PID नियंत्रण कार्यक्षमता देखील समाविष्ट आहे.

(4) वेळ आणि मोजणी नियंत्रण

डझनभर, शेकडो किंवा हजारो टायमर आणि काउंटर प्रदान करण्यास सक्षम असलेल्या, PLCs मजबूत वेळ आणि मोजणी क्षमतांचा अभिमान बाळगतात. वापरकर्ता प्रोग्राम लिहिताना वापरकर्त्याद्वारे किंवा प्रोग्रामरद्वारे साइटवरील ऑपरेटरद्वारे वेळ कालावधी आणि मोजणी मूल्ये अनियंत्रितपणे सेट केली जाऊ शकतात. हे वेळ आणि मोजणी नियंत्रण सक्षम करते. वापरकर्त्यांना उच्च-फ्रिक्वेंसी सिग्नल मोजण्याची आवश्यकता असल्यास, ते उच्च-गती मोजणी मॉड्यूल्सची निवड करू शकतात.

(5) अनुक्रमिक नियंत्रण

औद्योगिक नियंत्रणामध्ये, पीएलसी चरण सूचना किंवा शिफ्ट रजिस्टर प्रोग्रामिंगद्वारे अनुक्रमिक नियंत्रण प्राप्त केले जाऊ शकते.

(6) डेटा प्रोसेसिंग

आधुनिक पीएलसी केवळ अंकगणित ऑपरेशन्स, डेटा ट्रान्सफर, सॉर्टिंग आणि टेबल लुकअप करण्यास सक्षम नाहीत तर डेटा तुलना, डेटा रूपांतरण, डेटा कम्युनिकेशन, डेटा डिस्प्ले आणि प्रिंटिंग देखील करू शकतात. त्यांच्याकडे मजबूत डेटा प्रोसेसिंग क्षमता आहे.

(७) कम्युनिकेशन आणि नेटवर्किंग

बऱ्याच आधुनिक पीएलसीमध्ये रिमोट I/O नियंत्रणासाठी RS-232 किंवा RS-485 इंटरफेस असलेले संप्रेषण आणि नेटवर्क तंत्रज्ञान समाविष्ट आहे. एकाधिक पीएलसी नेटवर्क केले जाऊ शकतात आणि एकमेकांशी संवाद साधू शकतात. बाह्य उपकरणांची सिग्नल प्रोसेसिंग युनिट्स एक किंवा अधिक प्रोग्राम करण्यायोग्य नियंत्रकांसह प्रोग्राम आणि डेटाची देवाणघेवाण करू शकतात. प्रोग्राम ट्रान्सफर, डेटा फाइल ट्रान्सफर, मॉनिटरिंग आणि डायग्नोस्टिक्स कम्युनिकेशन इंटरफेस किंवा कम्युनिकेशन प्रोसेसरद्वारे साध्य केले जाऊ शकतात, जे प्रोग्राम आणि डेटा ट्रान्सफर सुलभ करण्यासाठी मानक हार्डवेअर इंटरफेस किंवा प्रोप्रायटरी कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल वापरतात.

2. PLC चे अर्ज फील्ड

सध्या, लोखंड आणि पोलाद, पेट्रोलियम, रसायने, उर्जा, बांधकाम साहित्य, यांत्रिक उत्पादन, ऑटोमोबाईल्स, हलके कापड, वाहतूक, पर्यावरण संरक्षण आणि सांस्कृतिक मनोरंजन यासह विविध उद्योगांमध्ये PLCs देशांतर्गत आणि आंतरराष्ट्रीय स्तरावर मोठ्या प्रमाणावर कार्यरत आहेत. त्यांच्या अर्जांचे विस्तृतपणे खालीलप्रमाणे वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

(1) लॉजिक कंट्रोल स्विच करणे

हे PLC चे सर्वात मूलभूत आणि व्यापकपणे लागू केलेले डोमेन आहे, जे तार्किक आणि अनुक्रमिक नियंत्रण प्राप्त करण्यासाठी पारंपारिक रिले सर्किट्सची जागा घेते. PLCs चा वापर सिंगल-मशीन कंट्रोल तसेच मल्टी-मशीन ग्रुप कंट्रोल आणि ऑटोमेटेड प्रोडक्शन लाइन्ससाठी केला जाऊ शकतो, जसे की इंजेक्शन मोल्डिंग मशीन, प्रिंटिंग मशीन, स्टॅपलिंग मशीन, कॉम्बिनेशन मशीन टूल्स, ग्राइंडिंग मशीन, पॅकेजिंग प्रोडक्शन लाइन आणि इलेक्ट्रोप्लेटिंग असेंबली लाइन.

(2) ॲनालॉग नियंत्रण

औद्योगिक उत्पादन प्रक्रियेत, तापमान, दाब, प्रवाह, द्रव पातळी आणि वेग यासारख्या असंख्य सतत बदलणारे प्रमाण - ॲनालॉग परिमाण असतात. एनालॉग परिमाण हाताळण्यासाठी पीएलसी सक्षम करण्यासाठी, एनालॉग आणि डिजिटल परिमाणांमधील A/D आणि D/A रूपांतरणे पूर्ण करणे आवश्यक आहे. PLC उत्पादक PLC साठी ॲनालॉग कंट्रोल ऍप्लिकेशन्स सुलभ करण्यासाठी सोबत A/D आणि D/A रूपांतरण मॉड्यूल तयार करतात.

(3) गती नियंत्रण

पीएलसीरोटरी किंवा रेखीय गती नियंत्रणासाठी वापरले जाऊ शकते. कंट्रोल सिस्टीम कॉन्फिगरेशनच्या दृष्टीने, सुरुवातीच्या ऍप्लिकेशन्सने I/O मॉड्यूल्स स्विच करण्यासाठी पोझिशन सेन्सर्स आणि ॲक्ट्युएटरला थेट कनेक्ट केले. आजकाल, विशेष गती नियंत्रण मॉड्यूल सामान्यतः कार्यरत आहेत. हे मॉड्यूल स्टेपर मोटर्स किंवा सर्वो मोटर्ससाठी सिंगल-अक्ष किंवा मल्टी-अक्ष स्थिती नियंत्रण चालवू शकतात. जगभरातील जवळजवळ सर्व प्रमुख पीएलसी उत्पादकांच्या उत्पादनांमध्ये गती नियंत्रण क्षमता आहेत, ज्याचा वापर विविध यंत्रसामग्री, मशीन टूल्स, रोबोट्स, लिफ्ट आणि इतर अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

(4) प्रक्रिया नियंत्रण

प्रक्रिया नियंत्रण म्हणजे तापमान, दाब आणि प्रवाह यांसारख्या ॲनालॉग प्रमाणांचे बंद-लूप नियंत्रण. धातूविज्ञान, रासायनिक अभियांत्रिकी, उष्णता उपचार आणि बॉयलर नियंत्रण यासारख्या क्षेत्रात त्याचे विस्तृत अनुप्रयोग आहेत. औद्योगिक नियंत्रण संगणक म्हणून, बंद-लूप नियंत्रण पूर्ण करण्यासाठी पीएलसी विविध नियंत्रण अल्गोरिदमसह प्रोग्राम केले जाऊ शकतात. बंद-लूप नियंत्रण प्रणालींमध्ये पीआयडी नियंत्रण ही सामान्यतः वापरली जाणारी नियमन पद्धत आहे. मध्यम आणि मोठ्या आकाराचे PLCs PID मॉड्यूल्सने सुसज्ज आहेत आणि सध्या, अनेक लहान-आकाराचे PLC देखील हे कार्यात्मक मॉड्यूल वैशिष्ट्यीकृत करतात. पीआयडी प्रक्रियेमध्ये सामान्यतः समर्पित पीआयडी सबरूटीन चालवणे समाविष्ट असते.

(5) डेटा प्रोसेसिंग

आधुनिक पीएलसी गणितीय ऑपरेशन्स (मॅट्रिक्स गणना, फंक्शन गणना, लॉजिकल ऑपरेशन्ससह), डेटा ट्रान्सफर, डेटा रूपांतरण, सॉर्टिंग, टेबल लुक-अप आणि बिट मॅनिपुलेशन फंक्शन्ससह सुसज्ज आहेत. ते डेटा संपादन, विश्लेषण आणि प्रक्रिया करू शकतात. या डेटाची तुलना विशिष्ट नियंत्रण कार्ये पार पाडण्यासाठी मेमरीमध्ये साठवलेल्या संदर्भ मूल्यांशी केली जाऊ शकते किंवा संप्रेषण कार्यांद्वारे इतर बुद्धिमान उपकरणांवर प्रसारित केली जाऊ शकते. ते मुद्रित आणि सारणीबद्ध देखील केले जाऊ शकतात. डेटा प्रोसेसिंगचा वापर सामान्यत: मोठ्या प्रमाणात नियंत्रण प्रणालींमध्ये केला जातो, जसे की मानवरहित लवचिक उत्पादन प्रणाली आणि प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालींमध्ये, जसे की पेपरमेकिंग, धातूशास्त्र आणि अन्न उद्योगात.

(६) कम्युनिकेशन आणि नेटवर्किंग

पीएलसी संप्रेषणामध्ये पीएलसी आणि पीएलसी आणि इतर बुद्धिमान उपकरणांमधील संप्रेषण समाविष्ट आहे. संगणक नियंत्रणाच्या विकासासह, कारखाना ऑटोमेशन नेटवर्क वेगाने प्रगत झाले आहे. सर्व पीएलसी उत्पादक पीएलसीच्या संप्रेषण क्षमतेवर अधिक भर देतात आणि त्यांनी त्यांच्या संबंधित नेटवर्क प्रणाली सादर केल्या आहेत. अलीकडे उत्पादित पीएलसी संप्रेषण इंटरफेससह सुसज्ज आहेत, ज्यामुळे संप्रेषण खूप सोयीस्कर आहे.

III. पीएलसीची मूलभूत रचना आणि कार्य तत्त्व

औद्योगिक नियंत्रण संगणक म्हणून, पीएलसी सामान्य संगणकांच्या संरचनेत समानता सामायिक करतात. तथापि, भिन्न वापर परिस्थिती आणि उद्दिष्टांमुळे फरक उद्भवतात.

1. PLC चे हार्डवेअर घटक

पीएलसी होस्टची मूलभूत रचना आकृती खालील आकृतीमध्ये दर्शविली आहे: [आकृती]

आकृतीमध्ये, PLC होस्टमध्ये CPU, मेमरी (EPROM, RAM), इनपुट/आउटपुट युनिट्स, पेरिफेरल I/O इंटरफेस, कम्युनिकेशन इंटरफेस आणि पॉवर सप्लाय यांचा समावेश असतो. अविभाज्य PLC साठी, हे सर्व घटक एकाच कॅबिनेटमध्ये ठेवलेले आहेत. मॉड्यूलर पीएलसीमध्ये, प्रत्येक घटक स्वतंत्रपणे मॉड्यूल म्हणून पॅक केला जातो आणि मॉड्यूल रॅक आणि केबल्सद्वारे जोडलेले असतात. होस्टमधील सर्व भाग पॉवर बसेस, कंट्रोल बसेस, ॲड्रेस बसेस आणि डेटा बसेसद्वारे एकमेकांशी जोडलेले असतात. वास्तविक नियंत्रण ऑब्जेक्टच्या आवश्यकतांवर अवलंबून, विविध बाह्य उपकरणे भिन्न PLC नियंत्रण प्रणाली तयार करण्यासाठी कॉन्फिगर केली जातात.

सामान्य बाह्य उपकरणांमध्ये प्रोग्रामर, प्रिंटर आणि EPROM लेखकांचा समावेश होतो. उच्च-स्तरीय मशीन आणि इतर PLC सह संप्रेषण करण्यासाठी PLCs देखील संप्रेषण मॉड्यूल्ससह सुसज्ज असू शकतात, ज्यामुळे PLC साठी वितरित नियंत्रण प्रणाली तयार होते.

वापरकर्त्यांना PLC ची नियंत्रण तत्त्वे आणि कार्यप्रक्रिया अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यात मदत करण्यासाठी खाली PLC च्या प्रत्येक घटकाचा आणि त्याच्या भूमिकेचा परिचय आहे.

(1) CPU

CPU हे PLC चे नियंत्रण केंद्र आहे. CPU च्या नियंत्रणाखाली, PLC विविध ऑन-साइट उपकरणांवर नियंत्रण मिळविण्यासाठी समन्वय साधते आणि व्यवस्थित चालते. मायक्रोप्रोसेसर आणि कंट्रोलरने बनलेला, CPU तार्किक आणि गणिती ऑपरेशन्स करू शकतो आणि नियंत्रण प्रणालीच्या विविध अंतर्गत घटकांच्या कामात समन्वय साधू शकतो. कंट्रोलर मायक्रोप्रोसेसरच्या सर्व भागांचे व्यवस्थित ऑपरेशन व्यवस्थापित करतो. मेमरीमधील सूचना वाचणे आणि त्यांची अंमलबजावणी करणे हे त्याचे प्राथमिक कार्य आहे.

(२) स्मृती

PLC दोन प्रकारच्या मेमरीसह सुसज्ज आहेत: सिस्टम मेमरी आणि वापरकर्ता मेमरी. सिस्टम मेमरी सिस्टम मॅनेजमेंट प्रोग्राम्स स्टोअर करते, ज्यामध्ये वापरकर्ते प्रवेश करू शकत नाहीत किंवा सुधारित करू शकत नाहीत. वापरकर्ता मेमरी संकलित ऍप्लिकेशन प्रोग्राम्स आणि वर्क डेटा स्टेटस स्टोअर करते. वापरकर्ता मेमरीचा भाग जो वर्क डेटा स्टेटस साठवतो त्याला डेटा स्टोरेज एरिया असेही म्हणतात. यामध्ये इनपुट/आउटपुट डेटा इमेज एरिया, टाइमर/काउंटरसाठी प्रीसेट आणि वर्तमान मूल्य डेटा क्षेत्रे आणि इंटरमीडिएट परिणाम संचयित करण्यासाठी बफर झोन समाविष्ट आहेत.

पीएलसी मेमरीमध्ये प्रामुख्याने खालील प्रकारांचा समावेश होतो:

केवळ-वाचनीय मेमरी (ROM)

प्रोग्रामेबल रीड-ओन्ली मेमरी (PROM)

इरेजेबल प्रोग्रामेबल रीड-ओन्ली मेमरी (EPROM)

इलेक्ट्रिकली इरेजेबल प्रोग्रामेबल रीड-ओन्ली मेमरी (EEPROM)

यादृच्छिक प्रवेश मेमरी (RAM)

(३) इनपुट/आउटपुट (I/O) मॉड्यूल्स

① इनपुट मॉड्यूल स्विच करणे

स्विचिंग इनपुट डिव्हाइसेसमध्ये विविध स्विच, बटणे, सेन्सर इ. समाविष्ट असतात. पीएलसी इनपुट प्रकार DC, AC किंवा दोन्ही असू शकतात. इनपुट सर्किटसाठी वीज पुरवठा बाह्यरित्या प्रदान केला जाऊ शकतो, किंवा काही प्रकरणांमध्ये, PLC द्वारे अंतर्गत पुरवठा केला जाऊ शकतो.

② स्विचिंग आउटपुट मॉड्यूल

आउटपुट मॉड्यूल विशिष्ट उपकरणे चालविण्यासाठी उत्पादन साइटवर आवश्यक असलेल्या सिग्नलमध्ये वापरकर्ता प्रोग्राम कार्यान्वित करताना CPU द्वारे TTL-स्तर नियंत्रण सिग्नल आउटपुट रूपांतरित करते, ज्यामुळे अंमलबजावणी यंत्रणा कार्यान्वित होते.

(4) प्रोग्रामर

प्रोग्रामर हे PLC साठी आवश्यक बाह्य उपकरण आहे. हे वापरकर्त्यांना पीएलसीच्या वापरकर्ता प्रोग्राम मेमरी, डीबग प्रोग्राम आणि प्रोग्राम अंमलबजावणीचे निरीक्षण करण्यासाठी प्रोग्राम इनपुट करण्यास अनुमती देते. कार्यक्रमानुसार, प्रोग्रामरचे तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

हँडहेल्ड प्रोग्रामर

ग्राफिकल प्रोग्रामर

सामान्य संगणक प्रोग्रामर

(5) वीज पुरवठा

वीज पुरवठा युनिट बाह्य शक्ती (उदा. 220V AC) अंतर्गत कार्यरत व्होल्टेजमध्ये रूपांतरित करते. बाह्यरित्या जोडलेला वीजपुरवठा PLC च्या अंतर्गत सर्किट्स (उदा., DC 5V, ±12V, 24V) साठी आवश्यक असलेल्या कार्यरत व्होल्टेजमध्ये PLC मधील समर्पित स्विच-मोड व्होल्टेज रेग्युलेटरद्वारे बदलला जातो. हे बाह्य इनपुट उपकरणांसाठी (उदा. प्रॉक्सिमिटी स्विचेस) (केवळ इनपुट पॉइंटसाठी) 24V DC पॉवर सप्लाय देखील प्रदान करते. पीएलसी लोड चालविण्यासाठी वीज पुरवठा द्वारे प्रदान केला जातो...

(6) परिधीय इंटरफेस

पेरिफेरल इंटरफेस सर्किट्स हँडहेल्ड प्रोग्रामर किंवा इतर ग्राफिकल प्रोग्रामर, टेक्स्ट डिस्प्ले कनेक्ट करतात आणि पेरिफेरल इंटरफेसद्वारे पीएलसी कंट्रोल नेटवर्क तयार करू शकतात. PLCs RS-485 इंटरफेसद्वारे PC/PPI केबल किंवा MPI कार्ड वापरून संगणकांशी कनेक्ट होऊ शकतात, प्रोग्रामिंग, मॉनिटरिंग, नेटवर्किंग आणि इतर कार्ये सक्षम करतात.

2. PLC चे सॉफ्टवेअर घटक

पीएलसी सॉफ्टवेअरमध्ये सिस्टम प्रोग्राम आणि वापरकर्ता प्रोग्राम समाविष्ट आहेत. सिस्टम प्रोग्रॅम PLC निर्मात्यांद्वारे डिझाइन आणि लिहिलेले असतात आणि PLC च्या सिस्टम मेमरीमध्ये संग्रहित केले जातात. वापरकर्ते त्यांना थेट वाचू, लिहू किंवा सुधारू शकत नाहीत. सिस्टम प्रोग्राम्समध्ये सामान्यत: सिस्टम डायग्नोस्टिक प्रोग्राम्स, इनपुट प्रोसेसिंग प्रोग्राम्स, कंपाइलेशन प्रोग्राम्स, माहिती ट्रान्सफर प्रोग्राम्स आणि मॉनिटरिंग प्रोग्राम्सचा समावेश होतो.

यूनियंत्रण आवश्यकतांवर आधारित पीएलसी प्रोग्रामिंग भाषा वापरून वापरकर्त्यांद्वारे ser प्रोग्राम संकलित केले जातात. पीएलसी ऍप्लिकेशन्समध्ये, नियंत्रण उद्दिष्टे साध्य करण्यासाठी वापरकर्ता प्रोग्राम लिहिण्यासाठी पीएलसी प्रोग्रामिंग भाषा वापरणे ही सर्वात गंभीर बाब आहे. पीएलसी विशेषत: औद्योगिक नियंत्रणासाठी विकसित केल्यामुळे, त्यांचे प्राथमिक वापरकर्ते इलेक्ट्रिकल तंत्रज्ञ आहेत. त्यांच्या पारंपारिक सवयी आणि शिकण्याच्या क्षमतेची पूर्तता करण्यासाठी, PLCs प्रामुख्याने समर्पित भाषा वापरतात ज्या संगणकीय भाषांच्या तुलनेत सोप्या, अधिक समजण्यायोग्य आणि अधिक अंतर्ज्ञानी असतात.

ग्राफिकल सूचना संरचना

स्पष्ट चल आणि स्थिरांक

सरलीकृत कार्यक्रम रचना

सरलीकृत ऍप्लिकेशन सॉफ्टवेअर निर्मिती प्रक्रिया

वर्धित डीबगिंग साधने

3. PLC चे मूलभूत कार्य तत्त्व

पीएलसी स्कॅनिंग प्रक्रिया प्रामुख्याने तीन टप्प्यात विभागली जाते: इनपुट सॅम्पलिंग, वापरकर्ता प्रोग्राम एक्झिक्यूशन आणि आउटपुट रिफ्रेशिंग. आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे: [आकृती]

इनपुट सॅम्पलिंग स्टेज

इनपुट सॅम्पलिंग स्टेज दरम्यान, पीएलसी स्कॅनिंग पद्धतीने सर्व इनपुट स्टेटस आणि डेटा क्रमशः वाचते आणि I/O इमेज एरियाच्या संबंधित युनिट्समध्ये संग्रहित करते. इनपुट सॅम्पलिंग पूर्ण झाल्यानंतर, प्रक्रिया वापरकर्ता प्रोग्राम अंमलबजावणी आणि आउटपुट रीफ्रेशिंग टप्प्यांवर पुढे सरकते. या दोन टप्प्यांमध्ये, इनपुट स्थिती आणि डेटा बदलला तरीही, I/O प्रतिमा क्षेत्राच्या संबंधित युनिट्समधील स्थिती आणि डेटा बदलला जाणार नाही. म्हणून, इनपुट एक पल्स सिग्नल असल्यास, इनपुट कोणत्याही परिस्थितीत वाचले जाऊ शकते याची खात्री करण्यासाठी पल्स रुंदी एका स्कॅनिंग चक्रापेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे.

वापरकर्ता कार्यक्रम अंमलबजावणी स्टेज

युजर प्रोग्राम एक्झिक्यूशन स्टेज दरम्यान, पीएलसी नेहमी युजर प्रोग्राम (शिडी आकृती) वर-खाली क्रमाने स्कॅन करते. प्रत्येक शिडी आकृती स्कॅन करताना, ते प्रथम शिडी आकृतीच्या डाव्या बाजूला असलेल्या संपर्कांद्वारे तयार केलेले नियंत्रण सर्किट स्कॅन करते. तार्किक ऑपरेशन्स कंट्रोल सर्किटवर डावीकडून उजवीकडे, वरपासून खालपर्यंत क्रमाने केली जातात. त्यानंतर, लॉजिकल ऑपरेशन्सच्या परिणामांवर आधारित, लॉजिकल कॉइलसाठी सिस्टम RAM स्टोरेज एरियामधील संबंधित बिटची स्थिती रीफ्रेश केली जाते किंवा आउटपुट कॉइलसाठी I/O इमेज एरियामधील संबंधित बिटची स्थिती रीफ्रेश केली जाते किंवा डायग्राम ladder द्वारे निर्दिष्ट केलेल्या विशेष फंक्शन निर्देशांची अंमलबजावणी करायची की नाही हे निर्धारित केले जाते.

म्हणजेच, वापरकर्ता प्रोग्रामच्या अंमलबजावणीदरम्यान, फक्त I/O इमेज एरियामधील इनपुट पॉइंट्सची स्थिती आणि डेटा अपरिवर्तित राहतो, तर I/O इमेज एरिया किंवा सिस्टम RAM स्टोरेज एरियामधील इतर आउटपुट पॉइंट्स आणि सॉफ्ट डिव्हाइसेसची स्थिती आणि डेटा बदलू शकतो. या कॉइल्स किंवा डेटाचा संदर्भ देणाऱ्या खालच्या शिडीच्या आकृत्यांच्या अंमलबजावणीच्या परिणामांवर वरच्या स्थानावर असलेल्या शिडी आकृतींचा परिणाम होईल. याउलट, खालच्या शिडीच्या आकृत्यांमधील ताज्या स्थिती किंवा तार्किक कॉइल्सचा डेटा पुढील स्कॅनिंग सायकलमध्ये फक्त उच्च शिडी आकृत्यांवर प्रभाव टाकेल.

आउटपुट रीफ्रेशिंग स्टेज

जेव्हा वापरकर्ता प्रोग्राम स्कॅन पूर्ण होतो, तेव्हा PLC आउटपुट रीफ्रेशिंग स्टेजमध्ये प्रवेश करते. या टप्प्यात, CPU सर्व आउटपुट लॅच सर्किट्स I/O इमेज एरियामधील स्टेटस आणि डेटानुसार अपडेट करते आणि आउटपुट सर्किट्सद्वारे संबंधित पेरिफेरल्स चालवते. हे PLC चे खरे आउटपुट चिन्हांकित करते.

इनपुट/आउटपुट लॅग इंद्रियगोचर

पीएलसी कार्य प्रक्रियेतून, खालील निष्कर्ष काढले जाऊ शकतात:

प्रोग्राम स्कॅनिंग पद्धतीने कार्यान्वित केले जातात, परिणामी इनपुट आणि आउटपुट सिग्नलमधील तार्किक संबंधात अंतर्निहित अंतर होते. स्कॅनिंग सायकल जितकी जास्त असेल तितका अधिक तीव्र अंतर.

तीन मुख्य कामकाजाच्या टप्प्यांद्वारे व्यापलेल्या वेळेव्यतिरिक्त-इनपुट सॅम्पलिंग, वापरकर्ता प्रोग्राम एक्झिक्यूशन आणि आउटपुट रिफ्रेशिंग-स्कॅनिंग सायकलमध्ये सिस्टम मॅनेजमेंट ऑपरेशन्सद्वारे वापरलेला वेळ देखील समाविष्ट असतो. प्रोग्रामच्या अंमलबजावणीसाठी लागणारा वेळ हा प्रोग्रामची लांबी आणि सूचना ऑपरेशन्सच्या जटिलतेशी संबंधित आहे, तर इतर घटक तुलनेने स्थिर राहतात. स्कॅनिंग सायकल सामान्यत: मिलीसेकंद किंवा मायक्रोसेकंदच्या क्रमाने असतात.

nव्या स्कॅन कार्यान्वित करताना, त्या स्कॅनिंग सायकलच्या सॅम्पलिंग टप्प्यात मिळालेल्या नमुना मूल्य X वर अवलंबून असलेला इनपुट डेटा आहे. आउटपुट डेटा Y(n) मागील स्कॅनमधील आउटपुट मूल्य Y(n-1) आणि वर्तमान आउटपुट मूल्य Yn या दोन्हीवर आधारित आहे. आउटपुट टर्मिनलला पाठवलेला सिग्नल या सायकल दरम्यान सर्व गणने कार्यान्वित झाल्यानंतर अंतिम परिणाम Yn चे प्रतिनिधित्व करतो.

इनपुट/आउटपुट प्रतिसाद अंतर हा केवळ स्कॅनिंग पद्धतीशी संबंधित नाही तर प्रोग्राम डिझाइनच्या व्यवस्थेशी देखील संबंधित आहे.