PLC ज्ञान राउन्ड-अप: इलेक्ट्रिकल इन्जिनियरहरूको लागि आवश्यक पढाइ!

PLC ज्ञान राउन्ड-अप: इलेक्ट्रिकल इन्जिनियरहरूको लागि आवश्यक पढाइ!

I. PLC को परिभाषा र वर्गीकरण

PLC, वा Programmable Logic Controller, विश्वव्यापी औद्योगिक नियन्त्रण यन्त्रहरूको नयाँ पुस्ता हो। यो माइक्रोप्रोसेसरहरूमा आधारित छ र कम्प्युटर प्रविधि, स्वचालित नियन्त्रण प्रविधि, र सञ्चार प्रविधिलाई एकीकृत गर्दछ। औद्योगिक वातावरणको लागि डिजाइन गरिएको, PLCs ले नियन्त्रण प्रक्रियाहरू र प्रयोगकर्ताहरू तर्फ उन्मुख "प्राकृतिक भाषा" प्रयोग गरेर बुझ्न सजिलो प्रोग्रामिङ सुविधा दिन्छ। तिनीहरू सादगी, सञ्चालनको सजिलो, र उच्च विश्वसनीयता द्वारा विशेषता छन्।

रिले अनुक्रमिक नियन्त्रणबाट विकसित, PLC हरू माइक्रोप्रोसेसरहरू वरिपरि केन्द्रित छन् र बहुमुखी स्वचालित नियन्त्रण उपकरणहरूको रूपमा सेवा गर्छन्। स्पेसिफिकेशनमा जानौं:

1. परिभाषा

PLC औद्योगिक अनुप्रयोगहरूको लागि डिजाइन गरिएको डिजिटल इलेक्ट्रोनिक प्रणाली हो। यसले तार्किक गणना, अनुक्रमिक नियन्त्रण, समय, गणना, र अंकगणित जस्ता कार्यहरूका लागि निर्देशनहरू भण्डारण गर्न प्रोग्रामेबल मेमोरीको प्रयोग गर्दछ। डिजिटल र एनालग इनपुटहरू र आउटपुटहरूसँग इन्टरफेस गरेर, PLC ले विभिन्न मेकानिकल उपकरणहरू र उत्पादन प्रक्रियाहरू नियन्त्रण गर्दछ। दुबै PLC र तिनीहरूको परिधीय उपकरणहरू औद्योगिक नियन्त्रण प्रणालीहरूसँग सहज रूपमा एकीकृत गर्न र कार्यात्मक विस्तारलाई सहज बनाउन डिजाइन गरिएको हो।

2. वर्गीकरण

PLC उत्पादनहरू विभिन्न विशिष्टताहरू र प्रदर्शन क्षमताहरूसँग विस्तृत विविधतामा आउँछन्। तिनीहरू संरचनात्मक रूप, कार्यात्मक भिन्नताहरू, र I/O बिन्दुहरूको संख्याको आधारमा व्यापक रूपमा वर्गीकृत छन्।

2.1 संरचनात्मक फारम द्वारा वर्गीकरण

PLC लाई तिनीहरूको संरचनात्मक रूपको आधारमा अभिन्न र मोड्युलर प्रकारहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ।

(1) एकीकृत PLC

एकल क्याबिनेट भित्र बिजुली आपूर्ति, CPU, र I/O इन्टरफेसहरू जस्ता इन्टिग्रल PLCs घर घटकहरू। तिनीहरू तिनीहरूको कम्पैक्ट संरचना, सानो आकार, र किफायतीको लागि परिचित छन्। सानो आकारको PLC ले सामान्यतया यो अभिन्न संरचना अपनाउने गर्दछ। एक अभिन्न PLC मा विभिन्न I/O बिन्दुहरू र एक विस्तार एकाइको साथ आधारभूत एकाई (मुख्य एकाई पनि भनिन्छ) समावेश हुन्छ। आधारभूत एकाइले CPU, I/O इन्टरफेसहरू, I/O विस्तार एकाइहरूमा जडान गर्नको लागि विस्तार पोर्ट, र प्रोग्रामर वा EPROM लेखकसँग जडान गर्न इन्टरफेसहरू समावेश गर्दछ। अर्कोतर्फ, विस्तार इकाईले CPU बिना I/O र पावर सप्लाई कम्पोनेन्टहरू मात्र समावेश गर्दछ। आधारभूत एकाइ र विस्तार एकाइ सामान्यतया फ्ल्याट केबल मार्फत जोडिएको छ। इन्टिग्रल PLC लाई विशेष प्रकार्य एकाइहरू, जस्तै एनालग एकाइहरू र स्थिति नियन्त्रण एकाइहरू, तिनीहरूको क्षमताहरू विस्तार गर्न सुसज्जित गर्न सकिन्छ।

(2) मोड्युलर PLC

मोड्युलर PLCs ले प्रत्येक कम्पोनेन्टका लागि छुट्टै मोड्युलहरू समावेश गर्दछ, जस्तै CPU मोड्युलहरू, I/O मोड्युलहरू, पावर सप्लाई मोड्युलहरू (कहिलेकाहीँ CPU मोड्युल भित्र एकीकृत), र विभिन्न प्रकार्य मोड्युलहरू। यी मोड्युलहरू फ्रेमवर्क वा ब्याकप्लेनमा माउन्ट गरिएका छन्। मोड्युलर PLC को फाइदा तिनीहरूको लचिलो कन्फिगरेसनमा निहित छ, आवश्यकता अनुसार विभिन्न प्रणाली स्केलहरूको चयनको लागि अनुमति दिँदै। तिनीहरू पनि जम्मा गर्न, विस्तार गर्न र मर्मत गर्न सजिलो छन्। मध्यम र ठूलो आकारको PLC हरू सामान्यतया मोड्युलर संरचना अपनाउने गर्दछ।

थप रूपमा, केही PLC हरू दुवै अभिन्न र मोड्युलर प्रकारका विशेषताहरू संयोजन गर्दछ, जसलाई स्ट्याक्ड PLC भनिन्छ। स्ट्याक्ड PLC मा, CPU, पावर सप्लाई, र I/O इन्टरफेसहरू जस्ता कम्पोनेन्टहरू केबलहरू मार्फत जडान भएका स्वतन्त्र मोड्युलहरू हुन् र तहद्वारा तह स्ट्याक गर्न सकिन्छ। यो डिजाइनले लचिलो प्रणाली कन्फिगरेसन मात्र प्रदान गर्दैन तर कम्प्याक्ट साइजको लागि पनि अनुमति दिन्छ।

2.2 प्रकार्य द्वारा वर्गीकरण

तिनीहरूको कार्यात्मक क्षमताहरूको आधारमा, PLC लाई तीन वर्गहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ: कम-अन्त, मध्य-दायरा, र उच्च-अन्त।

(1) कम-अन्त PLC

कम-अन्त PLC हरूमा तार्किक अपरेशनहरू, समय, गणना, स्थानान्तरण, आत्म-निदान, र निगरानी जस्ता आधारभूत कार्यहरू हुन्छन्। तिनीहरूमा एनालग इनपुट/आउटपुट, अंकगणितीय कार्यहरू, डेटा स्थानान्तरण र तुलना, र संचार प्रकार्यहरूको सीमित मात्रा पनि समावेश हुन सक्छ। यी PLC हरू मुख्यतया तार्किक नियन्त्रण, अनुक्रमिक नियन्त्रण, वा एनालग नियन्त्रणको सानो मात्रा समावेश गर्ने एकल-मेसिन नियन्त्रण प्रणालीहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।

(2) मध्य-दायरा PLC

निम्न-अन्त PLCs को कार्यहरु को अतिरिक्त, मध्य-दायरा PLC हरू एनालग इनपुट/आउटपुट, अंकगणित कार्यहरू, डेटा स्थानान्तरण र तुलना, संख्या प्रणाली रूपान्तरण, रिमोट I/O, सबरुटिनहरू, र सञ्चार नेटवर्किङमा बलियो क्षमताहरू प्रदान गर्दछ। केहीले अवरोध नियन्त्रण र PID नियन्त्रण प्रकार्यहरू पनि देखाउन सक्छन्, तिनीहरूलाई जटिल नियन्त्रण प्रणालीहरूको लागि उपयुक्त बनाउँदै।

(3) उच्च-अन्त PLC

उच्च-अन्त PLCs, मध्य-दायरा PLCs को क्षमताहरूका अतिरिक्त, उन्नत प्रकार्यहरू समावेश गर्दछ जस्तै हस्ताक्षरित अंकगणितीय सञ्चालनहरू, म्याट्रिक्स गणनाहरू, बिट तर्क सञ्चालनहरू, वर्गमूल गणनाहरू, र अन्य विशेष प्रकार्य सञ्चालनहरू। तिनीहरूले तालिका सिर्जना र तालिका स्थानान्तरण क्षमताहरू पनि सुविधा दिन्छ। उच्च-अन्तका PLCs ले विस्तारित सञ्चार र सञ्जाल कार्यक्षमताहरू, ठूला-ठूला प्रक्रिया नियन्त्रण वा वितरित नेटवर्क नियन्त्रण प्रणालीहरूको गठनलाई सक्षम पार्दै, कारखाना स्वचालन प्राप्त गर्ने घमण्ड गर्दछ।

2.3 I/O बिन्दुहरू द्वारा वर्गीकरण

I/O बिन्दुहरूको संख्यामा निर्भर गर्दै, PLC लाई साना, मध्यम र ठूला कोटीहरूमा वर्गीकरण गर्न सकिन्छ।

(1) सानो PLC

साना PLC हरू 256 I/O बिन्दुहरू भन्दा कम छन्, एकल CPU सुविधा, र 8-bit वा 16-bit प्रोसेसरहरू प्रयोग गर्नुहोस्। तिनीहरूको प्रयोगकर्ता मेमोरी क्षमता सामान्यतया 4KB भन्दा कम छ।

(2) मध्यम PLC

मध्यम PLC सँग 256 र 2048 I/O बिन्दुहरू छन्, दोहोरो CPU हरू प्रयोग गर्छन्, र 2KB देखि 8KB सम्मको प्रयोगकर्ता मेमोरी क्षमता हुन्छ।

(3) ठूलो PLC

ठूला PLC हरू 2048 I/O बिन्दुहरूमा घमण्ड गर्छन्, धेरै CPU हरू प्रयोग गर्छन्, र 16-bit वा 32-bit प्रोसेसरहरूसँग सुसज्जित छन्। तिनीहरूको प्रयोगकर्ता मेमोरी क्षमता 8KB देखि 16KB सम्म छ।

विश्वव्यापी रूपमा, PLC उत्पादनहरूलाई तीन प्रमुख क्षेत्रीय प्रकारहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ: अमेरिकी, युरोपेली, र जापानी। अमेरिकी र युरोपेली पीएलसी टेक्नोलोजीहरू स्वतन्त्र रूपमा विकसित भएका थिए, जसले गर्दा तिनीहरूका उत्पादनहरू बीचको भिन्नताहरू देखा परेका थिए। जापानी PLC टेक्नोलोजी, संयुक्त राज्य अमेरिकाबाट ल्याइयो, अमेरिकी PLC बाट केही विशेषताहरू प्राप्त गर्दछ तर सानो आकारको PLC मा केन्द्रित छ। जबकि अमेरिकी र युरोपेली PLC हरू तिनीहरूको मध्यम र ठूलो आकारको प्रस्तावहरूको लागि प्रसिद्ध छन्, जापानी PLCहरू तिनीहरूको सानो आकारका समकक्षहरूको लागि प्रसिद्ध छन्।

II। PLC को कार्य र अनुप्रयोग क्षेत्रहरू

PLCs ले रिले-सम्पर्क नियन्त्रणका फाइदाहरू र कम्प्युटरहरूको लचिलोपनलाई संयोजन गर्दछ। यो अद्वितीय डिजाइन赋予了PLC ले अन्य नियन्त्रकहरूको तुलनामा धेरै अनुपम सुविधाहरू प्रदान गर्दछ।

1. PLC को कार्यहरू

माइक्रोप्रोसेसरहरू र कम्प्युटर टेक्नोलोजी, स्वचालित नियन्त्रण प्रविधि, र सञ्चार प्रविधिलाई एकीकृत गर्ने एक विश्वव्यापी औद्योगिक स्वचालित नियन्त्रण उपकरणको रूपमा, PLCs ले धेरै फाइदाहरू प्रदान गर्दछ। यसमा उच्च विश्वसनीयता, कम्प्याक्ट साइज, बलियो कार्यक्षमता, सरल र लचिलो कार्यक्रम डिजाइन, बहुमुखी प्रतिभा, र सजिलो मर्मत समावेश छ। फलस्वरूप, PLC ले आधुनिक औद्योगिक नियन्त्रणका तीन स्तम्भहरू (रोबोटहरू र CAD/CAM सँगसँगै) को रूपमा देखा परेको धातु विज्ञान, ऊर्जा, रसायन, यातायात, र ऊर्जा उत्पादन जस्ता क्षेत्रहरूमा व्यापक अनुप्रयोगहरू फेला पार्छ। PLC को विशेषताहरूको आधारमा, तिनीहरूको कार्यात्मक रूपहरू निम्नानुसार संक्षेप गर्न सकिन्छ:

(1) तर्क नियन्त्रण स्विच गर्दै

PLC सँग बलियो तार्किक गणना क्षमताहरू छन्, तिनीहरूलाई विभिन्न सरल र जटिल तार्किक नियन्त्रणहरू प्राप्त गर्न सक्षम पार्दै। यो परम्परागत रिले-सम्पर्क नियन्त्रण प्रतिस्थापन, PLC को सबैभन्दा आधारभूत र व्यापक रूपमा लागू डोमेन हो।

(2) एनालग नियन्त्रण

PLCs A/D र D/A रूपान्तरण मोड्युलहरूसँग सुसज्जित छन्। A/D मोड्युलले फिल्डबाट एनालग मात्राहरूलाई रूपान्तरण गर्छ-जस्तै तापक्रम, दबाब, प्रवाह, र गति-डिजिटल मात्रामा। यी डिजिटल मात्राहरू त्यसपछि माइक्रोप्रोसेसरद्वारा PLC भित्र प्रशोधन गरिन्छ (जसरी माइक्रोप्रोसेसरहरूले मात्र डिजिटल मात्राहरू ह्यान्डल गर्न सक्छन्) र पछि नियन्त्रणको लागि प्रयोग गरिन्छ। वैकल्पिक रूपमा, D/A मोड्युलले नियन्त्रित वस्तुलाई नियन्त्रण गर्नको लागि डिजिटल मात्राहरूलाई एनालग मात्राहरूमा रूपान्तरण गर्छ, जसले गर्दा PLC लाई एनालग मात्राहरूमा नियन्त्रण गर्न सक्षम बनाउँछ।

(3) प्रक्रिया नियन्त्रण

आधुनिक मध्यम र ठूला आकारका PLC हरूमा PID नियन्त्रण मोड्युलहरू हुन्छन्, जसले बन्द-लूप प्रक्रिया नियन्त्रणलाई सक्षम पार्छ। जब एक चर नियन्त्रण प्रक्रियाको क्रममा विचलित हुन्छ, PLC ले PID एल्गोरिदम प्रयोग गरेर सही आउटपुट गणना गर्दछ, यसरी उत्पादन प्रक्रिया समायोजन र सेटपोइन्टमा चर कायम राख्छ। हाल, धेरै साना-आकार PLCs ले PID नियन्त्रण कार्यक्षमता पनि समावेश गर्दछ।

(4) समय र गणना नियन्त्रण

PLCs ले दर्जनौं, सयौं, वा हजारौं टाइमर र काउन्टरहरू प्रदान गर्न सक्षम, बलियो समय र गणना क्षमताहरूको गर्व गर्दछ। समय अवधि र गणना मानहरू प्रयोगकर्ताले प्रयोगकर्ता प्रोग्राम लेख्दा, वा प्रोग्रामर मार्फत साइटमा अपरेटरहरू द्वारा स्वेच्छाचारी रूपमा सेट गर्न सकिन्छ। यसले समय र गणना नियन्त्रण सक्षम गर्दछ। यदि प्रयोगकर्ताहरूले उच्च-फ्रिक्वेन्सी संकेतहरू गणना गर्न आवश्यक छ भने, तिनीहरूले उच्च-गति गणना मोड्युलहरू रोज्न सक्छन्।

(५) क्रमिक नियन्त्रण

औद्योगिक नियन्त्रणमा, क्रमिक नियन्त्रण PLC चरण निर्देशनहरू वा शिफ्ट दर्ता प्रोग्रामिङ मार्फत प्राप्त गर्न सकिन्छ।

(6) डाटा प्रोसेसिंग

आधुनिक PLC हरू अंकगणितीय कार्यहरू, डेटा स्थानान्तरण, क्रमबद्ध, र तालिका लुक-अप मात्र गर्न सक्षम छैनन् तर डेटा तुलना, डेटा रूपान्तरण, डेटा सञ्चार, डेटा प्रदर्शन, र मुद्रण पनि गर्न सक्छन्। तिनीहरूसँग बलियो डाटा प्रोसेसिंग क्षमताहरू छन्।

(७) सञ्चार र सञ्जाल

धेरैजसो आधुनिक PLC ले संचार र नेटवर्क प्रविधिहरू समावेश गर्दछ, रिमोट I/O नियन्त्रणको लागि RS-232 वा RS-485 इन्टरफेसहरू समावेश गर्दछ। धेरै PLC हरू सञ्जाल र एकअर्कासँग सञ्चार गर्न सकिन्छ। बाह्य उपकरणहरूको सिग्नल प्रशोधन एकाइहरूले एक वा बढी प्रोग्रामयोग्य नियन्त्रकहरूसँग कार्यक्रमहरू र डाटा आदानप्रदान गर्न सक्छन्। कार्यक्रम स्थानान्तरण, डाटा फाइल स्थानान्तरण, निगरानी, ​​र निदान संचार इन्टरफेस वा संचार प्रोसेसर मार्फत प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसले कार्यक्रम र डाटा स्थानान्तरण सुविधाको लागि मानक हार्डवेयर इन्टरफेस वा स्वामित्व संचार प्रोटोकलहरू प्रयोग गर्दछ।

2. PLC को आवेदन क्षेत्रहरू

हाल, पीएलसीहरू फलाम र इस्पात, पेट्रोलियम, रसायन, पावर, निर्माण सामग्री, मेकानिकल उत्पादन, अटोमोबाइल, हल्का कपडा, यातायात, वातावरण संरक्षण, र सांस्कृतिक मनोरञ्जन लगायत विभिन्न उद्योगहरूमा घरेलू र अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा व्यापक रूपमा कार्यरत छन्। तिनीहरूका आवेदनहरूलाई निम्नानुसार व्यापक रूपमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ:

(1) तर्क नियन्त्रण स्विच गर्दै

यो PLC को सबैभन्दा आधारभूत र व्यापक रूपमा लागू गरिएको डोमेन हो, तार्किक र अनुक्रमिक नियन्त्रण प्राप्त गर्न परम्परागत रिले सर्किटहरू प्रतिस्थापन गर्दै। PLC हरू एकल मेसिन नियन्त्रणका साथै बहु-मेसिन समूह नियन्त्रण र स्वचालित उत्पादन लाइनहरू, जस्तै इंजेक्शन मोल्डिङ मेसिन, प्रिन्टिङ मेसिन, स्टेपलिंग मेसिन, संयोजन मेसिन टूल्स, ग्राइन्डिङ मेसिन, प्याकेजिङ उत्पादन लाइनहरू, र इलेक्ट्रोप्लेटिंग एसेम्बली लाइनहरूका लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

(2) एनालग नियन्त्रण

औद्योगिक उत्पादन प्रक्रियाहरूमा, तापमान, दबाब, प्रवाह, तरल स्तर, र गति जस्ता धेरै लगातार फरक मात्राहरू - एनालग मात्राहरू हुन्। PLC लाई एनालग मात्राहरू ह्यान्डल गर्न सक्षम गर्न, एनालग र डिजिटल मात्राहरू बीचको A/D र D/A रूपान्तरणहरू महसुस गर्नुपर्छ। PLC निर्माताहरूले PLC हरूका लागि एनालग नियन्त्रण अनुप्रयोगहरू सहज बनाउन A/D र D/A रूपान्तरण मोड्युलहरू उत्पादन गर्छन्।

(3) गति नियन्त्रण

PLCरोटरी वा रैखिक गति नियन्त्रणको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ। नियन्त्रण प्रणाली कन्फिगरेसनको सन्दर्भमा, प्रारम्भिक अनुप्रयोगहरूले I/O मोड्युलहरू स्विच गर्न स्थिति सेन्सरहरू र एक्चुएटरहरू सीधा जडान गर्दछ। आजकल, विशेष गति नियन्त्रण मोड्युलहरू सामान्यतया कार्यरत छन्। यी मोड्युलहरूले स्टेपर मोटरहरू वा सर्वो मोटरहरूको लागि एकल-अक्ष वा बहु-अक्ष स्थिति नियन्त्रण ड्राइभ गर्न सक्छन्। लगभग सबै प्रमुख PLC निर्माताहरूका उत्पादनहरूमा विश्वव्यापी रूपमा गति नियन्त्रण क्षमताहरू छन्, जुन विभिन्न मेसिनरी, मेसिन उपकरणहरू, रोबोटहरू, लिफ्टहरू, र अन्य अनुप्रयोगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

(4) प्रक्रिया नियन्त्रण

प्रक्रिया नियन्त्रणले तापमान, दबाव, र प्रवाह जस्ता एनालग मात्राहरूको बन्द-लूप नियन्त्रणलाई बुझाउँछ। यसमा धातु विज्ञान, रासायनिक ईन्जिनियरिङ्, गर्मी उपचार, र बॉयलर नियन्त्रण जस्ता क्षेत्रहरूमा व्यापक अनुप्रयोगहरू छन्। औद्योगिक नियन्त्रण कम्प्यूटरको रूपमा, PLC लाई बन्द-लूप नियन्त्रण पूरा गर्न विभिन्न नियन्त्रण एल्गोरिदमहरूसँग प्रोग्राम गर्न सकिन्छ। PID नियन्त्रण बन्द-लूप नियन्त्रण प्रणालीहरूमा सामान्यतया प्रयोग हुने नियमन विधि हो। दुबै मध्यम र ठूला आकारका PLC हरू PID मोड्युलहरूसँग सुसज्जित छन्, र हाल, धेरै साना-आकारका PLCहरूले यो कार्यात्मक मोड्युललाई पनि सुविधा दिन्छ। PID प्रशोधनमा सामान्यतया समर्पित PID सबरुटिन चलाउने समावेश छ।

(५) डाटा प्रोसेसिङ

आधुनिक पीएलसीहरू गणितीय कार्यहरू (म्याट्रिक्स गणना, प्रकार्य गणना, तार्किक अपरेसनहरू सहित), डेटा स्थानान्तरण, डेटा रूपान्तरण, क्रमबद्ध, तालिका लुक-अप, र बिट हेरफेर कार्यहरू संग सुसज्जित छन्। तिनीहरू डेटा अधिग्रहण, विश्लेषण, र प्रशोधन गर्न सक्छन्। यी डाटाहरूलाई मेमोरीमा भण्डारण गरिएका सन्दर्भ मानहरूसँग विशिष्ट नियन्त्रण कार्यहरू पूरा गर्न वा सञ्चार प्रकार्यहरू मार्फत अन्य बौद्धिक उपकरणहरूमा पठाउनको लागि तुलना गर्न सकिन्छ। तिनीहरू पनि छाप्न सकिन्छ र तालिकाबद्ध गर्न सकिन्छ। डाटा प्रोसेसिङ सामान्यतया ठूलो मात्रामा नियन्त्रण प्रणालीहरूमा प्रयोग गरिन्छ, जस्तै मानवरहित लचिलो उत्पादन प्रणालीहरू, र प्रक्रिया नियन्त्रण प्रणालीहरूमा, जस्तै पेपरमेकिंग, धातु विज्ञान र खाद्य उद्योगमा।

(६) सञ्चार र सञ्जाल

PLC संचारले PLCs र PLCs र अन्य बुद्धिमान यन्त्रहरू बीचको सञ्चारलाई समेट्छ। कम्प्युटर नियन्त्रणको विकासको साथ, कारखाना स्वचालन नेटवर्कहरू द्रुत रूपमा उन्नत भएका छन्। सबै PLC निर्माताहरूले PLC को सञ्चार क्षमताहरूमा ठूलो जोड दिन्छन् र तिनीहरूको सम्बन्धित नेटवर्क प्रणालीहरू प्रस्तुत गरेका छन्। भर्खरै उत्पादन गरिएका PLC हरू सञ्चार इन्टरफेसहरूसँग सुसज्जित छन्, सञ्चारलाई धेरै सुविधाजनक बनाउँदै।

III। PLC को आधारभूत संरचना र कार्य सिद्धान्त

एक औद्योगिक नियन्त्रण कम्प्युटरको रूपमा, PLC ले साधारण कम्प्युटरहरूसँग संरचनामा समानताहरू साझा गर्दछ। यद्यपि, भिन्न उपयोग परिदृश्यहरू र उद्देश्यहरूका कारण भिन्नताहरू उत्पन्न हुन्छन्।

1. PLC को हार्डवेयर कम्पोनेन्टहरू

PLC होस्टको आधारभूत संरचना रेखाचित्र तलको चित्रमा देखाइएको छ: [चित्र]

रेखाचित्रमा, PLC होस्टमा CPU, मेमोरी (EPROM, RAM), इनपुट/आउटपुट एकाइहरू, परिधीय I/O इन्टरफेसहरू, सञ्चार इन्टरफेसहरू, र पावर सप्लाई समावेश हुन्छन्। अभिन्न PLC को लागि, यी सबै घटकहरू एउटै क्याबिनेट भित्र राखिएका छन्। मोड्युलर PLC मा, प्रत्येक घटक स्वतन्त्र रूपमा एक मोड्युलको रूपमा प्याकेज गरिएको छ, र मोड्युलहरू र्याक र केबलहरू मार्फत जोडिएका छन्। होस्ट भित्रका सबै भागहरू पावर बसहरू, कन्ट्रोल बसहरू, ठेगाना बसहरू, र डाटा बसहरू मार्फत आपसमा जोडिएका छन्। वास्तविक नियन्त्रण वस्तुको आवश्यकताहरूमा निर्भर गर्दै, विभिन्न बाह्य उपकरणहरू विभिन्न PLC नियन्त्रण प्रणालीहरू बनाउन कन्फिगर गरिएका छन्।

साधारण बाह्य उपकरणहरूमा प्रोग्रामरहरू, प्रिन्टरहरू, र EPROM लेखकहरू समावेश छन्। PLC लाई उच्च-स्तरका मेसिनहरू र अन्य PLC सँग सञ्चार गर्न सञ्चार मोड्युलहरू पनि सुसज्जित गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा PLC हरूका लागि वितरित नियन्त्रण प्रणाली बनाइन्छ।

तल PLC को प्रत्येक कम्पोनेन्ट र यसको भूमिकाको परिचय दिइएको छ, प्रयोगकर्ताहरूलाई PLC को नियन्त्रण सिद्धान्तहरू र कार्य प्रक्रियाहरू अझ राम्ररी बुझ्न मद्दत गर्न।

(1) CPU

CPU PLC को नियन्त्रण केन्द्र हो। CPU को नियन्त्रण अन्तर्गत, PLC ले विभिन्न अन-साइट उपकरणहरूमा नियन्त्रण प्राप्त गर्न व्यवस्थित र व्यवस्थित रूपमा सञ्चालन गर्दछ। माइक्रोप्रोसेसर र एक नियन्त्रकबाट बनेको, CPU ले तार्किक र गणितीय कार्यहरू गर्न सक्छ र नियन्त्रण प्रणालीको विभिन्न आन्तरिक घटकहरूको काम समन्वय गर्न सक्छ। नियन्त्रकले माइक्रोप्रोसेसरको सबै भागहरूको व्यवस्थित सञ्चालन व्यवस्थापन गर्दछ। यसको प्राथमिक कार्य मेमोरीबाट निर्देशनहरू पढ्न र तिनीहरूलाई कार्यान्वयन गर्नु हो।

(२) मेमोरी

PLC हरू दुई प्रकारको मेमोरीसँग सुसज्जित छन्: प्रणाली मेमोरी र प्रयोगकर्ता मेमोरी। प्रणाली मेमोरीले प्रणाली व्यवस्थापन कार्यक्रमहरू भण्डार गर्दछ, जुन प्रयोगकर्ताहरूले पहुँच गर्न वा परिमार्जन गर्न सक्दैनन्। प्रयोगकर्ता मेमोरी स्टोरहरू कम्पाइल गरिएका एप्लिकेसन प्रोग्रामहरू र कार्य डेटा राज्यहरू। प्रयोगकर्ता मेमोरीको भाग जसले कार्य डाटा स्टेटहरू भण्डारण गर्दछ डाटा भण्डारण क्षेत्रको रूपमा पनि चिनिन्छ। यसमा इनपुट/आउटपुट डेटा छवि क्षेत्रहरू, टाइमर/काउन्टरहरूका लागि प्रिसेट र हालको मूल्य डेटा क्षेत्रहरू, र मध्यवर्ती परिणामहरू भण्डारण गर्नका लागि बफर क्षेत्रहरू समावेश छन्।

PLC मेमोरीले मुख्य रूपमा निम्न प्रकारहरू समावेश गर्दछ:

पढ्ने मात्र मेमोरी (ROM)

प्रोग्रामेबल रिड-ओनली मेमोरी (PROM)

इरेजेबल प्रोग्रामेबल रिड-ओनली मेमोरी (EPROM)

इलेक्ट्रिकली इरेजेबल प्रोग्रामेबल रिड-ओनली मेमोरी (EEPROM)

अनियमित पहुँच मेमोरी (RAM)

(३) इनपुट/आउटपुट (I/O) मोड्युलहरू

① इनपुट मोड्युल स्विच गर्दै

स्विचिङ इनपुट उपकरणहरूमा विभिन्न स्विचहरू, बटनहरू, सेन्सरहरू, आदि समावेश छन्। PLC इनपुट प्रकारहरू DC, AC, वा दुवै हुन सक्छन्। इनपुट सर्किटको लागि बिजुली आपूर्ति बाह्य रूपमा प्रदान गर्न सकिन्छ, वा केहि अवस्थामा, PLC द्वारा आन्तरिक रूपमा आपूर्ति गर्न सकिन्छ।

② आउटपुट मोड्युल स्विच गर्दै

आउटपुट मोड्युलले सीपीयू द्वारा TTL-स्तर नियन्त्रण संकेतहरू आउटपुटलाई रूपान्तरण गर्दछ जब प्रयोगकर्ता कार्यक्रमलाई उत्पादन साइटमा विशिष्ट उपकरणहरू चलाउनको लागि आवश्यक संकेतहरूमा कार्यान्वयन गर्दछ, जसले कार्यान्वयन संयन्त्रलाई सक्रिय गर्दछ।

(4) प्रोग्रामर

प्रोग्रामर PLC को लागि एक आवश्यक बाह्य उपकरण हो। यसले प्रयोगकर्ताहरूलाई PLC को प्रयोगकर्ता कार्यक्रम मेमोरी, डिबग कार्यक्रमहरू, र कार्यक्रम कार्यान्वयनको निगरानीमा प्रोग्रामहरू इनपुट गर्न अनुमति दिन्छ। कार्यक्रमगत रूपमा, प्रोग्रामरहरूलाई तीन प्रकारमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ:

ह्यान्डहेल्ड प्रोग्रामर

ग्राफिकल प्रोग्रामर

सामान्य कम्प्युटर प्रोग्रामर

(5) विद्युत आपूर्ति

बिजुली आपूर्ति इकाईले बाह्य शक्ति (जस्तै, 220V एसी) लाई आन्तरिक कार्य भोल्टेजमा रूपान्तरण गर्दछ। बाह्य रूपमा जडान गरिएको पावर सप्लाई PLC को आन्तरिक सर्किटहरू (जस्तै, DC 5V, ±12V, 24V) PLC भित्र समर्पित स्विच-मोड भोल्टेज नियामक मार्फत आवश्यक कार्य भोल्टेजमा परिणत हुन्छ। यसले बाह्य इनपुट यन्त्रहरू (जस्तै, निकटता स्विचहरू) (इनपुट पोइन्टहरूका लागि मात्र) 24V DC पावर सप्लाई पनि प्रदान गर्दछ। PLC लोड ड्राइभ गर्न को लागी बिजुली आपूर्ति द्वारा प्रदान गरिएको छ ...

(6) परिधीय इन्टरफेसहरू

परिधीय इन्टरफेस सर्किटहरू ह्यान्डहेल्ड प्रोग्रामरहरू वा अन्य ग्राफिकल प्रोग्रामरहरू, टेक्स्ट डिस्प्लेहरू जडान गर्दछ, र परिधीय इन्टरफेस मार्फत PLC नियन्त्रण नेटवर्क बनाउन सक्छ। PLC हरू RS-485 इन्टरफेस मार्फत PC/PPI केबल वा MPI कार्ड प्रयोग गरेर कम्प्युटरहरूमा जडान गर्न सक्छन्, प्रोग्रामिङ, निगरानी, ​​नेटवर्किङ, र अन्य प्रकार्यहरू सक्षम पार्दै।

2. PLC को सफ्टवेयर कम्पोनेन्टहरू

PLC सफ्टवेयर प्रणाली कार्यक्रमहरू र प्रयोगकर्ता कार्यक्रमहरू समावेश गर्दछ। प्रणाली कार्यक्रमहरू PLC निर्माताहरू द्वारा डिजाइन र लेखिएका छन् र PLC को प्रणाली मेमोरीमा भण्डारण गरिन्छ। प्रयोगकर्ताहरूले तिनीहरूलाई प्रत्यक्ष रूपमा पढ्न, लेख्न वा परिमार्जन गर्न सक्दैनन्। प्रणाली कार्यक्रमहरूमा सामान्यतया प्रणाली निदान कार्यक्रमहरू, इनपुट प्रशोधन कार्यक्रमहरू, संकलन कार्यक्रमहरू, सूचना स्थानान्तरण कार्यक्रमहरू, र अनुगमन कार्यक्रमहरू, अरूहरू बीचमा समावेश हुन्छन्।

User कार्यक्रमहरू नियन्त्रण आवश्यकताहरूमा आधारित PLC प्रोग्रामिङ भाषाहरू प्रयोग गरेर प्रयोगकर्ताहरूद्वारा संकलित हुन्छन्। PLC अनुप्रयोगहरूमा, सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण पक्ष भनेको नियन्त्रण उद्देश्यहरू प्राप्त गर्न प्रयोगकर्ता कार्यक्रमहरू लेख्न PLC प्रोग्रामिङ भाषाहरू प्रयोग गर्नु हो। चूंकि PLC हरू विशेष रूपमा औद्योगिक नियन्त्रणको लागि विकसित गरिएको छ, तिनीहरूका प्राथमिक प्रयोगकर्ताहरू विद्युतीय प्राविधिकहरू हुन्। तिनीहरूको परम्परागत बानीहरू र सिकाइ क्षमताहरू पूरा गर्न, PLC हरूले मुख्य रूपमा समर्पित भाषाहरू प्रयोग गर्छन् जुन कम्प्युटर भाषाहरूको तुलनामा सरल, बढी बुझ्न सकिने, र अधिक सहज हुन्छन्।

ग्राफिकल निर्देशन संरचना

स्पष्ट चर र स्थिरता

सरलीकृत कार्यक्रम संरचना

सरलीकृत अनुप्रयोग सफ्टवेयर उत्पादन प्रक्रिया

परिष्कृत डिबगिङ उपकरणहरू

3. PLC को आधारभूत कार्य सिद्धान्त

PLC स्क्यानिङ प्रक्रियालाई मुख्यतया तीन चरणहरूमा विभाजन गरिएको छ: इनपुट नमूना, प्रयोगकर्ता कार्यक्रम कार्यान्वयन, र आउटपुट रिफ्रेसिङ। चित्रमा देखाइएको जस्तै: [चित्र]

इनपुट नमूना चरण

इनपुट नमूना चरणको समयमा, PLC ले क्रमिक रूपमा सबै इनपुट स्थितिहरू र डेटा स्क्यानिङ तरिकामा पढ्छ र तिनीहरूलाई I/O छवि क्षेत्रको सम्बन्धित एकाइहरूमा भण्डारण गर्दछ। इनपुट नमूना पूरा भएपछि, प्रक्रिया प्रयोगकर्ता कार्यक्रम कार्यान्वयन र आउटपुट रिफ्रेसिङ चरणहरूमा जान्छ। यी दुई चरणहरूमा, इनपुट स्थितिहरू र डेटा परिवर्तन भए तापनि, I/O छवि क्षेत्रको सम्बन्धित एकाइहरूमा स्थितिहरू र डेटाहरू परिवर्तन हुने छैनन्। त्यसकारण, यदि इनपुट पल्स संकेत हो भने, पल्स चौडाइ एक स्क्यानिङ चक्र भन्दा बढी हुनुपर्दछ कि इनपुट कुनै पनि परिस्थितिमा पढ्न सकिन्छ।

प्रयोगकर्ता कार्यक्रम कार्यान्वयन चरण

प्रयोगकर्ता कार्यक्रम कार्यान्वयन चरणको बखत, PLC ले सधैं माथि-डाउन अनुक्रममा प्रयोगकर्ता कार्यक्रम (लाडर रेखाचित्र) स्क्यान गर्दछ। प्रत्येक सीढी रेखाचित्र स्क्यान गर्दा, यसले पहिले भर्याङ रेखाचित्रको बायाँ छेउमा सम्पर्कहरूद्वारा बनाइएको नियन्त्रण सर्किट स्क्यान गर्दछ। तार्किक अपरेसनहरू बायाँ-देखि-दायाँ, माथि-देखि-तल क्रममा नियन्त्रण सर्किटमा प्रदर्शन गरिन्छ। त्यसपछि, तार्किक अपरेसनहरूको नतिजाको आधारमा, तार्किक कुण्डलको लागि प्रणाली RAM भण्डारण क्षेत्रमा सम्बन्धित बिटको स्थिति ताजा गरिन्छ, वा आउटपुट कुण्डलको लागि I/O छवि क्षेत्रमा सम्बन्धित बिटको स्थिति ताजा गरिन्छ, वा यो निर्धारण गरिन्छ कि विशेष प्रकार्य निर्देशनहरू कार्यान्वयन गर्ने कि नदिने।

त्यो हो, प्रयोगकर्ता कार्यक्रमको कार्यान्वयनको क्रममा, I/O छवि क्षेत्रमा इनपुट पोइन्टहरूको स्थिति र डेटा मात्र अपरिवर्तित रहन्छ, जबकि I/O छवि क्षेत्र वा प्रणाली RAM भण्डारण क्षेत्रमा अन्य आउटपुट पोइन्टहरू र सफ्ट उपकरणहरूको स्थिति र डाटा परिवर्तन हुन सक्छ। माथि राखिएको भर्याङ रेखाचित्रले यी कुण्डल वा डेटालाई सन्दर्भ गर्ने तल्लो भर्याङ रेखाचित्रको कार्यान्वयन परिणामहरूलाई असर गर्छ। यसको विपरीत, तल्लो भर्याङ रेखाचित्रमा तार्किक कुण्डलहरूको ताजा स्थिति वा डेटाले अर्को स्क्यानिङ चक्रमा उच्च भर्याङ रेखाचित्रहरूलाई मात्र प्रभाव पार्नेछ।

आउटपुट रिफ्रेसिङ स्टेज

जब प्रयोगकर्ता कार्यक्रम स्क्यान पूरा हुन्छ, PLC आउटपुट रिफ्रेसिङ चरणमा प्रवेश गर्दछ। यस चरणको समयमा, CPU ले I/O छवि क्षेत्रको स्थिति र डेटा अनुसार सबै आउटपुट लच सर्किटहरू अद्यावधिक गर्दछ र आउटपुट सर्किटहरू मार्फत सम्बन्धित बाह्यहरू ड्राइभ गर्दछ। यसले PLC को साँचो आउटपुट चिन्ह लगाउँछ।

इनपुट/आउटपुट लैग घटना

PLC काम गर्ने प्रक्रियाबाट, निम्न निष्कर्ष निकाल्न सकिन्छ:

प्रोग्रामहरू स्क्यानिङ तरिकामा कार्यान्वयन गरिन्छ, परिणामस्वरूप इनपुट र आउटपुट संकेतहरू बीचको तार्किक सम्बन्धमा अन्तर्निहित ढिलाइ हुन्छ। स्क्यानिङ चक्र जति लामो हुन्छ, त्यति नै गम्भीर ढिलाइ हुन्छ।

तीन मुख्य कार्य चरणहरू - इनपुट नमूना, प्रयोगकर्ता कार्यक्रम कार्यान्वयन, र आउटपुट रिफ्रेसिङ द्वारा कब्जा गरिएको समयको अतिरिक्त - स्क्यानिङ चक्रमा प्रणाली व्यवस्थापन कार्यहरू द्वारा खपत गरिएको समय पनि समावेश छ। कार्यक्रम कार्यान्वयनको लागि लाग्ने समय कार्यक्रमको लम्बाइ र निर्देशन सञ्चालनको जटिलतासँग सम्बन्धित छ, जबकि अन्य कारकहरू अपेक्षाकृत स्थिर रहन्छन्। स्क्यानिङ चक्रहरू सामान्यतया मिलिसेकेन्ड वा माइक्रोसेकेन्डको क्रममा हुन्छन्।

nth स्क्यान कार्यान्वयनको क्रममा, इनपुट डेटामा भर परेको नमूना मान X त्यो स्क्यानिङ चक्रको नमूना चरणको समयमा प्राप्त हुन्छ। आउटपुट डेटा Y(n) अघिल्लो स्क्यानबाट आउटपुट मान Y(n-1) र हालको आउटपुट मान Yn मा आधारित छ। आउटपुट टर्मिनलमा पठाइएको संकेतले यस चक्रको समयमा सबै गणनाहरू कार्यान्वयन गरिसकेपछि अन्तिम परिणाम Yn को प्रतिनिधित्व गर्दछ।

इनपुट/आउटपुट प्रतिक्रिया ढिलाइ स्क्यानिङ विधिसँग मात्र होइन कार्यक्रम डिजाइनको व्यवस्थासँग पनि सम्बन्धित छ।