Основні знання PLC для автоматизації
Основні знання PLC для автоматизації
У царині промислового виробництва та технологічного прогресу PLC (програмовані логічні контролери) відіграють вирішальну роль у контролі автоматизації. PLC можна широко розуміти як централізовану панель управління розширенням реле. У практичних програмах PLC значно зменшують витрати на промисловий контроль та покращують управління обладнанням та автоматизацію. Щоб освоїти ПЛК, потрібно спочатку зрозуміти основоположні знання.
Компоненти PLC та їх функції
На додаток до інтерфейсів CPU, пам’яті та зв'язку, PLC мають вхідні та вихідні інтерфейси, безпосередньо пов'язані з промисловими сайтами.
Вхідний інтерфейс: отримує сигнали від контрольованих пристроїв та приводить внутрішні схеми за допомогою оптокуперів та вхідних схем.
Вихідний інтерфейс: передає результати виконання програми за допомогою оптокольперів та вихідних компонентів (реле, тиристори, транзистори) для управління зовнішніми навантаженнями.
Основний блок PLC та його компоненти
Основний блок ПЛК складається з декількох ключових частин:
CPU: Ядро ПЛК, керуючи різними операціями, такими як отримання програм та даних користувачів, діагностики та виконання програми.
Пам'ять: зберігає системні та користувачі та дані.
Інтерфейс вводу/виводу: підключає ПЛК до промислового обладнання, прийом сигналів та результатів виведення програм.
Інтерфейс зв'язку: Вмикає обмін інформацією з іншими пристроями, такими як монітори та принтери.
Блок живлення: забезпечує живлення системі PLC.
Перемикання вихідних інтерфейсів та їх характеристик PLC
Вихідні інтерфейси комутації PLC:
Тип виводу тиристора: зазвичай використовується з навантаженнями змінного струму, що містить швидку реакцію та високу робочу частоту.
Тип виходу транзистора: зазвичай використовується з навантаженнями постійного струму, також пропонуючи швидку реакцію та високу робочу частоту.
Тип виводу реле: сумісний як з навантаженнями змінного та постійного струму, але з більш тривалим часом відгуку та нижчою робочою частотою.
Структурні типи PLC та їх особливості
ПЛК можна класифікувати на три структурні типи:
Інтегральний тип: З процесором, джерелом живлення та компонентами вводу/виводу, розміщеними в одному випадку, цей тип є компактним і вартістю - ефективним, зазвичай використовується в невеликих шкалі PLC.
Модульний тип: Основні окремі модулі для різних функцій, пропонуючи гнучку конфігурацію та легке розширення та обслуговування. Зазвичай він використовується в середніх - і великих масштабах PLC і складається з рами або базової пластини та різних модулів.
Тип складного: поєднує особливості інтегральних та модульних типів. Інтерфейси процесора, джерела живлення та вводу/виводу - це незалежні модулі, підключені кабелями, забезпечуючи гнучку конфігурацію та компактний розмір.
Цикл сканування PLC та його впливу факторів
Цикл сканування PLC охоплює п'ять етапів: внутрішня обробка, служба зв'язку, обробка введення, виконання програми та обробка результатів. Час, необхідний для завершення цих п'яти етапів, один раз називається циклом сканування. На нього впливає робоча швидкість процесора, конфігурація обладнання PLC та довжина програми користувача.
Метод та процес виконання програми PLC
PLC виконують програми користувачів за допомогою методу циклічного сканування. Процес виконання включає три етапи: відбір проб введення, виконання програми та оновлення виходу.
Переваги систем управління PLC над системами управління реле
Метод управління: PLC використовують програмований контроль, що дозволяє прості модифікації або вдосконалення вимог контролю з необмеженими контактами.
Робочий режим: PLC працюють у серійному режимі, покращуючи здатність до інтерференції системи.
Швидкість управління: ПЛК контакти по суті спрацьовує з часом виконання інструкцій, виміряними в мікросекундах.
Час та підрахунок: ПЛК використовують інтегровані ланцюги напівпровідників як таймери, з тактовими імпульсами, що надаються кристалічними осциляторами, пропонуючи високу точність часу та широкі можливості часу. Вони також володіють функціями підрахунку, недоступних у реле.
Надійність та ремонтопридатність: PLC використовують технологію мікроелектроніки та функціонують самостійно діагностичні функції для виявлення несправностей.
Причини відставання та розчинів PLC
PLC використовують централізоване відбір проб та циклічне сканування. Статуси введення читаються лише під час фази вхідної вибірки кожного циклу сканування, а результати виконання програми надсилаються лише під час фази оновлення виводу. Крім того, затримки введення та виводу, а довжина програми користувача може спричинити відставання від відповіді на вихід. Для підвищення швидкості реакції вводу/виводу можна збільшити частоту вхідного відбору проб та оновлення виходу, прийняти пряму вибірку введення та оновлення виходу, використовувати вхід та вихід переривання або впровадити інтелектуальні інтерфейси вводу/виводу.
Внутрішні м'які реле в серії PLC Siemens
Siemens PLC оснащені різними внутрішніми м'якими реле, включаючи вхідні реле, вихідні реле, допоміжні реле, регістри стану, таймери, лічильники та регістри даних.
Міркування відбору PLC
Вибір моделі: Розгляньте такі фактори, як структура, метод установки, функціональні вимоги, швидкість відповіді, надійність та рівномірність моделі.
Вибір ємності: На основі точок вводу/виводу та ємності пам'яті користувача.
Вибір модуля вводу/виводу: охоплює комутацію та аналогові модулі вводу/виводу, а також спеціальні функціональні модулі.
Модуль живлення та інший вибір пристроїв: наприклад, пристрої програмування.
Характеристики централізованого відбору проб та робочого режиму PLC
У централізованому вибірці стан введення відбирають лише під час фази вхідної вибірки циклу сканування, а вхідний кінець блокується під час фази виконання програми. У централізованому виході фаза оновлення виходу - це єдиний час, коли стан у регістрі вихідного зображення передається на вихідну засувку для оновлення вихідного інтерфейсу. Цей робочий режим покращує здатність та надійність системи системи, але може спричинити відставання вводу/вихідного відгуку в ПЛК.
Робочий режим PLC та функції
PLC працюють за допомогою централізованого вибірки, централізованого виходу та циклічного сканування. Централізована вибірка означає, що вхідний стан відбирають лише під час фази вхідної вибірки циклу сканування, при цьому вхідний кінець заблокований під час виконання програми. Централізований вихід відноситься до передачі виводу - пов'язаного стану від регістра вихідного зображення до вихідної засувки лише під час фази оновлення виходу для оновлення вихідного інтерфейсу. Циклічне сканування передбачає виконання декількох операцій у циклі сканування через час - дивізію, що сканують послідовно.
Склад та принцип роботи електромагнітних контакторів
Електромагнітні контактори складаються з електромагнітних механізмів, контактів, дуги - гасіння пристроїв, вивільнення пружинних механізмів та монтажних компонентів. Коли електромагнітна котушка під напругою, струм генерує магнітне поле, внаслідок чого стаціонарне залізне ядро виробляє електромагнітне всмоктування, яке привертає арматуру та приводить до контактів. Це призводить до того, що зазвичай закриваються закриті контакти та зазвичай відкривають контакти. Коли котушка переживає енергію, електромагнітна сила зникає, а арматура вивільняється весною, відновлюючи контакти до їх первісного стану.
Визначення програмованих логічних контролерів (PLC)
PLC - це цифровий електронний пристрій, призначений для промислових умов. Він використовує програмовану пам'ять для зберігання інструкцій для виконання логічних, послідовних, термінів, підрахунку та арифметичних операцій. Він контролює різні механічні або виробничі процеси за допомогою цифрового або аналогового входу/виходу.
ПЛК та пов'язані з ними периферійні пристрої розроблені для того, щоб легко інтегруватися з промислових системами управління та полегшити розширення функцій.
Відмінності між PLC та реле - контакторними системами
Відмінності між PLC та реле - контакторними системами лежать у своїх композиційних пристроях, кількості контактів та методів впровадження контролю.