Ako typická aplikácia priemyselnej automatizácie bola PLC pôvodne vyrobená tak, aby nahradila relé, regulácia sekvencií sa vygeneruje hlavne a neskôr výrobcovia PLC postupne zvyšovali analógovú operáciu, funkciu PID a spoľahlivejšiu priemyselnú anti-interferenčnú technológiu a ďalšie funkcie a ďalšie funkcie a s dopytom po celej rade a viac plc je viac a viac extenzívne. S vývojom technológie FieldBus a technológie Ethernet je aplikácia PLC širšie a širšie.
Čo je plc
Programovateľný radič (programovateľný radič) je členom počítačovej rodiny, navrhnutou a vyrobeným pre aplikácie priemyselnej kontroly. Včasné programovateľné radiče sa nazývali skrátene programovateľné logické radiče (PLC) alebo PLCS a boli použité hlavne na realizáciu logického riadenia namiesto relé.
Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC) vydala v roku 1987 tretí návrh štandardu pre programovateľných kontrolórov. Programovateľní radiče sú v návrhu definované takto:
„Programovateľný ovládač je elektronický systém digitálnych aritmetických operácií určených pre aplikáciu v priemyselnom prostredí. Používa programovateľnú pamäť na ukladanie pokynov v rámci IT na vykonávanie logických operácií, sekvenčného riadenia, načasovania, počítania a aritmetických operácií a na kontrolu rôznych typov strojov alebo na výrobu s digitálnymi a analógovými vstupmi a výstupmi. s priemyselnými systémami ako celok a ľahko sa rozširujú svoje funkcie “.
Vďaka vývoju technológie funkcia tohto zariadenia výrazne prekročila rozsah logického riadenia, takže dnes sa toto zariadenie nazýva programovateľný radič, skrátene ako PC, ale aby sa predišlo skratke osobného počítača (osobného počítača), takže programovateľné ovládač skrátene ako PLC.
Vývoj PLC
Prvý PLC na svete
Spoločnosť General Motors (GE) V roku 1968, aby sa prispôsobila nepretržitej aktualizácii automobilových modelov, výrobný proces neustále mení potrebu dosiahnuť malú dávku, výrobu viacerých druhov v nádeji, že existuje nový typ priemyselného regulátora, ktorý môže urobiť, aby sa minimalizovali opätovné vydavateľstvo a výmena elektrických riadiacich systémov a zapojenia, aby sa znížilo náklady a znížili cyklus.
Požiadavkami na konštrukciu v tom čase je čerpať z výhod relé aj počítačov: systém riadenia relé je veľký, nízka spoľahlivosť, komplexné zapojenie, nie je ľahké sa meniť, ťažko nájsť a riešiť ťažkosti s problémom, zlá adaptabilita na zmeny vo výrobnom procese, ale jednoduché, ľahko pochopiteľné, lacné; Výkonný, flexibilný počítač (programovateľný), dobrá všestrannosť, ale programovanie je ťažké; Použitie procesu orientovaného na riadenie, problémovo orientované na používanie procesu orientovaného na riadenie, problémovo orientovaného programovania „prirodzeného jazyka“, aby ľudia, ktorí nie sú oboznámení s počítačom, mohli používať aj použitie.
V roku 1969 spoločnosť USA Digital Equipment Corporation (DEC) vyvinula prvú PLC v Automated Montážnej linke Spojených štátov amerických, úspech.
Tento nový typ priemyselného riadiaceho zariadenia s jednoduchým pochopením, ľahko ovládateľným, vysokou spoľahlivosťou, všeobecnou flexibilitou, malá veľkosť, dlhá životnosť a séria výhod a čoskoro v Spojených štátoch na podporu uplatňovania iných priemyselných oblastí do roku 1971 sa úspešne uplatňovala na potraviny, nápoje, metalurgiu, papier a iné priemyselné odvetvia.
Začiatkom 70. rokov
Iba logické operácie, načasovanie, počítanie a ďalšie funkcie sekvenčného riadenia, iba na nahradenie tradičného riadenia relé, zvyčajne nazývaného programovateľný logický radič (programovateľný logický radič).
V roku 1971 Japonsko predstavilo túto novú technológiu zo Spojených štátov a čoskoro vyvinulo prvý japonský PLC. 1973, západoeurópske krajiny tiež vyvinuli svoj prvý PLC, Čína začala rozvoj v roku 1974. V roku 1977 sa začali priemyselné aplikácie.
V polovici 70. rokov
Technológia mikroprocesorov sa používa na PLC, takže PLC má nielen funkciu riadenia logiky, ale tiež zvýšila aritmetické operácie, prenos údajov a funkcie spracovania údajov.
Po 80. rokoch
S rýchlym vývojom mikroelektronických technológií, ako sú rozsiahle a bit mikroprocesory, sa používajú na PLC, 16- Flexibilné a pohodlné a má funkcie komunikácie a vytvárania sietí, spracovania údajov a grafického zobrazenia atď. V posledných rokoch sa PLC vyvinula rýchlo.
PLC sa v posledných rokoch rýchlo vyvinula
Sada PLC troch elektrických (elektrické riadenie, elektrické prístrojové vybavenie, elektrická prevodovka) ako celok, vysoký pomer výkonnosti, vysoké vlastnosti spoľahlivosti, sa stal jadrom automatizačného inžinierskeho zariadenia. PLC sa stala všeobecným priemyselným riadiacim zariadením s počítačovými funkciami, ktoré využíva prvé miesto.
PLC sa stala jedným z troch pilierov modernej technológie priemyselnej automatizácie (PLC, robotika, CAD/CAM).
Čínsky trh s plc z týchto troch škôl
Po reforme a otvorení Číny Spojené štáty americké AB, GE, Modicon, TI, Japan Omron, Mitsubishi, Fuji, Nemecko Siemens a ďalší výrobcovia výrobkov naďalej vstupujú do našej krajiny a zaberajú dôležité postavenie v systéme priemyselnej kontroly v rôznych odvetviach.
Európa:Nemecká spoločnosť Siemens (Siemens), AEG a francúzska spoločnosť TI
Spojené štáty:AB (Allen-Bradly) (jeho výrobky predstavovali asi 50% podielu na trhu USA PLC), GE (General Electric), Modicon (Modicon), spoločnosť Texas Instruments (T1), spoločnosť Goethe (Gould), Westinghouse, Westinghouse.
Japonsko:Mitsubishi Electric (Mitsubishi Electric), Omron (Omron), Fuji (hlavný vývoj malých a stredných PLC v Japonsku, japonské výrobky predstavovali asi 70% podielu. V Číne v prvom rade predaj výrobkov Omron.)
V súčasnosti domáci trh a Južná Kórea, Taiwan a ďalšie výrobky PLC; Teraz sa trh objavil v sérii domáceho PLC, jeho cena je relatívne lacná, nákladovo efektívna.
V roku 1974 Čína začala kopírovať druhú generáciu produktov PLC zo Spojených štátov, ale nedokázala ju propagovať z dôvodu kvality a technických problémov komponentov a ďalších dôvodov. Až v roku 1977 Čína vyvinula prvú PLC s praktickou hodnotou a začala hromadná výroba a aplikácia pri kontrole priemyselných procesov.
Štruktúra PLC a úloha každej časti
Typy PLC, funkcie a inštruktážne systémy nie sú rovnaké, ale štruktúra a pracovný princíp je podobný, zvyčajne hostiteľom, vstupné/výstupné rozhrania, rozhrania expandéra napájania a rozhrania externých zariadení a ďalšie hlavné časti štruktúry hardvérového systému PLC sú znázornené na obrázku nižšie:
1, hostiteľ
Hostiteľská časť obsahuje centrálnu spracovateľskú jednotku (CPU), pamäť systému a program používateľov a dátovú pamäť. CPU je jadrom PLC, ktoré sa používa na spustenie užívateľského programu, monitorovanie stavu vstupných/výstupných rozhraní, vykonávanie logických úsudkov a spracovania údajov, to znamená čítať vstupné premenné, vyplniť rôzne operácie špecifikované v pokynoch používateľa a odosielať výsledky na výstupnú stranu a odosielať výsledky na výstupnú stranu. ) a urobte rôzne vnútorné rozsudky.
Vnútorná pamäť PLC má dva typy, jedným je pamäť systémového programu, hlavne na ukladanie programov správy a monitorovania systému a programov používateľov na kompiláciu a spracovanie programu, systémový program bol opravený, používateľ nemožno zmeniť; Druhým je program používateľa a dátová pamäť, hlavne na ukladanie užívateľom rozvinutých aplikačných programov a rôznych dočasných údajov a stredných výsledkov.
2, rozhranie vstupu / výstupu (I / O)
I / O rozhranie je PLC a vstupné / výstupné zariadenia pripojené k komponentom. Vstupné rozhranie akceptuje riadiace signály zo vstupných zariadení (ako sú tlačidlá, senzory, kontakty, cestovné prepínače atď.). Výstupné rozhranie je hostiteľom po spracovaní výsledkov prostredníctvom obvodu zosilňovača na pohon výstupného zariadenia (ako sú stykače, solenoidové ventily, indikátory atď.) Z bodov malého stroja majú stredné stroje stovky bodov, rozsiahly stroj bude viac ako tisíc bodov.
3, napájanie
Napájanie na obrázku sa vzťahuje na procesor, pamäť, I / O rozhranie a ďalšie interné elektronické obvody nakonfigurované na prácu napájacieho zdroja regulátora DC, zvyčajne tiež poskytuje výkon jednosmerného prúdu pre vstupné zariadenia.
4, programovanie
Programovanie je PLC pomocou externého zariadenia, používateľ sa používa na zadávanie, kontrolu, úpravu, ladenie programu alebo monitorovanie práce PLC. Prostredníctvom špeciálneho kábla PC / PPI bude pripojený k PLC a počítaču a používanie špeciálneho softvéru na počítačové programovanie a monitorovanie.
5, Vstup / výstupná expanzná jednotka
Rozšírenie I/O sa používa na pripojenie expanznej jednotky, ktorá rozširuje počet externých vstupných/výstupných terminálov, k základnej jednotke (tj hostiteľa).
6, rozhranie externého zariadenia
Toto rozhranie môže byť tlačiareň, skener čiarových kódov, menič a ďalšie externé vybavenie a hostiteľ pripojený na dokončenie zodpovedajúcej operácie.
Funkcie PLC
A) Vysoká spoľahlivosť
1, všetky obvody I/O rozhrania sú optoizolované, aby sa izolovali vonkajšie obvody na priemyselnom mieste od vnútorných obvodov PLC.
2, vstupy sa používajú RC filter, časová konštanta filtra je zvyčajne 10 ~ 20 ms.
3, každý modul je chránený, aby sa zabránilo interferencii žiarenia.
4, prijmite prepínanie napájania s vynikajúcim výkonom.
5, prísne skríning použitých zariadení.
6, Dobrá auto-diagnostická funkcia, CPU, CPU, okamžite prijme účinné opatrenia, aby sa zabránilo rozšíreniu poruchy.
7, rozsiahly PLC môže použiť aj duálny redundantný systém CPU alebo tri CPU tvoria hlasovací systém, takže sa spoľahlivosť ďalej zlepšuje.
B) modul bohatého I / O rozhrania
PLC pre rôzne signály priemyselného poľa, napríklad:
AC alebo DC;
Prepínanie alebo analóg;
Napätie alebo prúd;
Pulz alebo potenciál;
Silná alebo slabá sila atď.
Existujú zodpovedajúce I/O moduly s priemyselnými poľnými zariadeniami alebo zariadeniami, napríklad:
tlačidlá
Cestovné prepínače
Prepínače
Senzory a vysielače
Solenoidy
Kontrolné ventily
Priame pripojenie. Okrem toho má na zlepšenie prevádzkového výkonu celý rad modulu rozhrania dialógového okna človeka-stroj; Aby sa vytvorila miestna priemyselná sieť, má celý rad modulu rozhrania komunikačných sietí atď.
C) použitie modulárnej štruktúry
S cieľom prispôsobiť sa rôznym potrebám priemyselnej kontroly, okrem typu jednotky malého PLC, je drvivá väčšina PLC modulárna štruktúra.
Komponenty PLC vrátane CPU, napájacieho zdroja, I / O atď. Sú modulárny dizajn, pri stojane a kábel budú pripojené k modulom, veľkosť a funkcia systému môžu byť založené na vlastnej kombinácii potrieb používateľa.
D) Programovanie je jednoduché a ľahko sa naučí
Programovanie PLC je väčšinou podobné rebríkovej schéme formy riadiacich riadkov relé, užívateľ nemusí mať špecializované znalosti počítačov, takže je ľahké pochopiť a zvládnuť všeobecní inžinieri a technici.
E) Jednoduchá inštalácia, ľahká údržba
PLC nevyžaduje špeciálnu miestnosť, môže sa priamo prevádzkovať v rôznych priemyselných prostrediach. Do prevádzky je možné vložiť iba rôzne vybavenie a PLC pripojené k zodpovedajúcemu I / O terminálu. Rôzne moduly sú vybavené zariadeniami na indikáciu prevádzky a poruchy, čo používateľom uľahčuje porozumenie prevádzkovej situácii a nájdenie porúch.
Vzhľadom na modulárnu štruktúru, akonáhle zlyhá modul, môže užívateľ rýchlo obnoviť operáciu nahradením modulu.
Aplikácie PLC
PLC sa používa nielen na prepínanie riadenia, ale používa sa aj na analógové a digitálne riadenie, môže zhromažďovať a ukladať údaje, ale aj riadiaci systém na monitorovanie; Môže byť tiež v sieťach, komunikácia, aby sa dosiahla široká škála regulácie a riadenia krížovej plochy. PLC sa čoraz viac stáva dôležitou úlohou v rodine zariadení priemyselnej kontroly.
1, pre prepínanie ovládania
Kapacita prepínania riadenia PLC je veľmi silná. Kontrola počtu bodov dovnútra a von, menej ako tucet bodov, desiatky bodov, viac ako niekoľko stoviek, tisíc alebo dokonca desiatky tisíc bodov. Pretože sa dá sieťovať, počet bodov je takmer neobmedzený, bez ohľadu na to, koľko bodov je možné kontrolovať.
Logické problémy sa môžu meniť: kombinatorický, chronologický; okamžité, oneskorené; Nemusíte počítať, potrebujete počítať; pevné poradie, náhodná práca; A tak ďalej, je možné vykonať.
Hardvérová štruktúra PLC je variabilná, softvérový program je programovateľný, pre kontrolu, veľmi flexibilný. Ak je to potrebné, dokáže napísať viac ako jednu sadu alebo viac ako jednu skupinu programov podľa potreby volania. Je dobre prispôsobený priemyselnej oblasti viacúčelových podmienok, potreby viacstálovej transformácie.
Príkladmi riadenia prepínania PLC je veľa, metalurgia, strojové zariadenie, svetelný priemysel, chemický priemysel, textil atď., Na ich používanie takmer všetky priemyselné odvetvia musia používať. V súčasnosti je to prvá PLC s cieľom, ale aj ďalšie ovládače s ním nemožno porovnávať, je to, že môže byť pohodlná a spoľahlivá pre kontrolu prepínania.
2, pre analógové ovládanie
Analógové množstvá, ako je prúd, napätie, teplota, tlak atď., Jej veľkosť sa neustále mení. Priemyselná výroba, najmä nepretržité výrobné procesy, často na kontrolu týchto fyzikálnych množstiev.
Ako priemyselná kontrolná elektronika PLC Ak nemôžete ovládať tieto množstvá, je to hlavný nedostatok. Z tohto dôvodu sú výrobcovia PLC v tejto oblasti, aby vykonali veľa vývoja. V súčasnosti môže byť takýmto ovládaním nielen veľký, stredne veľký stroj môže byť analógovým ovládaním, ale malým strojom.
Analógové ovládacie prvky PLC, ktoré sa má nakonfigurovať s analógovou a digitálnou konverziou jednotky A / D, D / A. Je to tiež I/O jednotka, ale je to špeciálna jednotka I/O.
Jednotka A / D je externý obvod analógu, prevedený na digitálny a potom odoslaný do jednotky PLC, D / A, je digitálnym prevedeným PLC prevedeným na analóg a potom odoslaný do vonkajšieho obvodu.
Ako špeciálna jednotka I/O má stále anti-interferenčné, interné a externé izolácie obvodu I/O, a vstupné a výstupné relé (alebo interné relé, ktoré sú tiež zónou pracovnej pamäte PLC.
Výhodou analógového regulácie s PLC je to, že pri vykonávaní analógového riadenia je možné ovládať aj prepínanie. Táto výhoda nie je k dispozícii u iných ovládačov alebo kontrola sa neurobí tak ľahko ako v prípade PLC.
3, pre riadenie pohybu
Skutočné fyzikálne množstvá, okrem prepínania, analógového riadenia a riadenia pohybu. Napríklad posunutie častí stroja sa často vyjadruje ako digitálne množstvo.
PLC je tiež založená na počítačovej technológii a čoraz viac sa zlepšuje. Preto sa môže použiť aj na digitálnu kontrolu.
PLC môže prijímať počítanie impulzov s frekvenciou až niekoľko K až desiatky K Hz. K dispozícii rôznymi spôsobmi prijímania pulzu, je možné prijať aj viacerými spôsobmi. Niektoré PLC majú tiež funkciu pulzného výstupu, frekvencia impulzov môže byť až desiatky k. S týmito dvoma funkciami má spojené s PLC spracovanie údajov a aritmetické schopnosti, ak sú vybavené príslušnými senzormi (napríklad rotačnými kódovačmi) alebo pulznými servomotormi (ako je distribútor krúžku, zosilňovač, krokový motor), môže byť úplne v súlade s princípom NC na dosiahnutie rôznych kontrol.
PLC s vysokým a stredným rozsahom, ale aj vývoj jednotiek NC alebo pohybových jednotiek, je možné realizovať kontrolu bodov. Pohybová jednotka môže tiež uvedomiť interpoláciu krivky, môže ovládať pohyb krivky. Preto, ak je PLC nakonfigurovaný s takouto jednotkou, je možné použiť metódu NC na digitálne ovládanie.
4, na získanie údajov
Vďaka vývoju technológie PLC sa jej oblasť ukladania údajov zväčšuje a zväčšuje. Napríklad PLC Devison, jej oblasť ukladania údajov (oblasť DM) môže dosiahnuť 9999 slov. Taký veľký priestor ukladania údajov môže ukladať veľké množstvo údajov.
Získavanie údajov je možné vykonať pomocou počítadla, ktoré kumulatívne zaznamenáva počet zachytených impulzov a pravidelne ich vyhodí do oblasti DM.
Získanie údajov je možné vykonať aj pomocou jednotky A/D, ktorá prevádza analógové množstvá na digitálne množstvá a potom ich pravidelne prenáša do oblasti DM.
PLC môže tiež komunikovať s počítačom, počítačom na prečítanie údajov v oblasti DM a potom pomocou počítača na spracovanie týchto údajov. V tomto bode sa PLC stáva dátovým terminálom počítača.
Používatelia energie využili PLC na zaznamenávanie spotreby energie používateľov v reálnom čase na realizáciu rôznych časov spotreby energie, rôznych metód nabíjania cien, aby povzbudili používateľov, aby využívali viac energie v nízkej spotrebe energie, aby sa dosiahol účel racionálneho využívania elektrickej energie a úspory energie.
5, na monitorovanie signálu
Signály s vlastným testom PLC je veľa, existuje veľa interných zariadení, väčšina používateľov nedáva svoju úlohu plnú hru.
V skutočnosti sa dá plne využiť na monitorovanie práce samotného PLC alebo na monitorovanie riadiaceho objektu.
Pre komplexný riadiaci systém, najmä automatické riadiace systémy, je veľmi nevyhnutné monitorovanie a ďalšia sebadpagnostika. Môže skrátiť poruchy systému, chyby alebo nájsť, môže zlepšiť kumulatívny priemerný bezproblémový čas prevádzky, skrátiť dobu opravy porúch, zlepšiť spoľahlivosť systému.
6, pre vytváranie sietí, komunikáciu
Vytváranie sietí PLC, komunikačné schopnosti sú veľmi silné a na vytváraní sietí sa spúšťajú neustále nové štruktúry.
PLC môže byť pripojený k osobnému počítaču na komunikáciu, počítač sa môže použiť na účasť na programovaní a riadení ovládacieho prvku PLC, takže je možné používať PLC.
S cieľom poskytnúť úplnú hru úlohou počítačov je možné implementovať počítač na riadenie a správu viac ako jedného PLC, až 32 jednotiek. Môže byť tiež PLC a dva alebo viac počítačov na komunikáciu, výmenu informácií na dosiahnutie monitorovania riadiaceho systému PLC.
PLC a PLC môžu tiež komunikovať. Komunikácia jednej do jednej PLC. Niekoľko PLC môže komunikovať. Môže to byť toľko ako desiatky alebo stovky.
PLC a inteligentné prístrojové vybavenie, inteligentné ovládače (napríklad invertory), môžu byť tiež sieťová komunikácia, výmena údajov, vzájomná prevádzka. Môže byť pripojený k systému diaľkového ovládania, rozsah systému môže byť až 10 kilometrov alebo viac.
Do siete môže vstúpiť aj na miestnu sieť, nielen PLC, ale aj vysokokvalitné počítače, ale aj rôzne inteligentné zariadenia. Dostupná autobusová sieť, tiež k dispozícii siete Ring. Sieť môže tiež nastaviť sieť. Sieť a sieť je možné preklenúť. Sieťom môžu byť tisíce PLC, počítače, inteligentné zariadenia usporiadané v sieti.
Uzly medzi sieťami môžu priamo alebo nepriamo komunikovať a vymieňať informácie.
Sieť, komunikácia, je prispôsobená potrebám dnešného počítačového integrovaného výrobného systému (CIMS) a inteligentného vývoja továrne. Môže vykonať priemyselnú kontrolu od bodu (bod) po čiaru (čiara) a potom na povrch (Aero), takže riadenie úrovne zariadenia, riadenie výrobnej linky, riadenie továrne do celku, a tak môžu vytvárať vyššiu účinnosť. Táto nekonečne svetlá budúcnosť bola pred našej generácie stále jasnejšie zobrazená.
Vďaka vývoju inteligentných tovární a internetu vecí, spoločným riadením továrne, počítačom PLC a hostiteľským počítačom a ďalším inteligentným produktom, interakciami s údajmi, veľkými dátovými aplikáciami a ďalšími oblasťami bude výrazne podporovať úzku kombináciu tradičnej automatizácie a sieťovej technológie, pričom výrobný priemysel Číny dosiahne sublimáciu veľkej do silnej aplikácie PLC, uvidí väčší vývoj.