S vývojom počítačovej technológie začala logika úložiska vstupovať do oblasti priemyselného riadenia. Programovateľný logický radič (programovateľný logický radič, PLC) ako všeobecný počítač v oblasti priemyselného riadenia, je reprezentatívnym výsledkom logiky úložného priestoru v priemyselných aplikáciách.
Od roku 1969 bola prvá PLC úspešne vyvinutá a aplikovaná na automatickú montážnu linku výroby automobilov, bola PLC neustále aktualizovaná. Najmä v posledných dvoch desaťročiach rýchly rozvoj technológie programovateľného kontrolóra, čoraz silnejšie, široko používané vo výrobnom procese, pretože jeden z troch pilierov technológie priemyselnej automatizácie zohráva v hospodárskej oblasti čoraz dôležitejšiu úlohu.
PLC je založená na tradičnom radiči sekvencie, syntetizovanej počítačovej technológie, technológii mikroelektroniky, automatickej riadiacej technológie, technológie digitálnej technológie a komunikačnej siete a tvorby nového typu všeobecného priemyselného automatického riadenia, je dôležitým stĺpom modernej priemyselnej kontroly. Táto časť predstavuje hlavne ukazovatele použitia, charakteristík, klasifikácie a výkonnosti PLC.
Aplikácie PLC
V poslednom desaťročí, s mikroprocesorovým čipom a súvisiacimi komponentmi dramaticky klesli, cena PLC tiež klesla, ale táto funkcia bola výrazne vylepšená, dokáže vyriešiť komplexné počítačové a komunikačné problémy, takže PLC sa čoraz viac používa.
V súčasnosti sa PLC široko používa doma aj v zahraničí v oceli, ťažbe, cemente, ropnej, chemickej, elektrickej energii, výrobe strojov, automobilovom priemysle, nakladaní a vykladaní, papiera, textilu, ochrany životného prostredia a zábavného priemyslu.
Rozsah aplikácie PLC sa dá zvyčajne rozdeliť do nasledujúcich piatich kategórií
1) Sekvenčné riadenie
Sekvenčná kontrola je najpoužívanejšie pole PLC a je tiež najvhodnejším poľom pre PLC na prehrávanie svojich špecialít.PLC Sekvencia sa používa na nahradenie tradičnej regulácie reléovej sekvencie.
PLC sa používajú v riadení jedného stroja, viacúrovňovej skupinovej regulácie a automatickej riadenia výrobnej linky, ako sú vstrekovacie lisovacie stroje, tlačiarenské stroje, zošívacie stroje, obalové stroje, strihové stroje, kombinované obrábacie stroje, brúsky Čiary a ovládanie výťahu.
2) Ovládanie pohybu
Výrobcovia PLC teraz ponúkajú moduly regulácie polohy s jednou alebo viacosou pre krokové motory alebo motory servo. Vo väčšine prípadov PLC vysiela údaje opisujúce cieľovú polohu do riadiaceho modulu a jeho výstup sa pohybuje jednou alebo viacerými osami, aby dosiahol cieľovú polohu. Keď sa každá os pohybuje, riadiaci modul polohy udržiava správnu rýchlosť a zrýchlenie, aby sa zabezpečil hladký pohyb.
V porovnaní s tým je modul riadenia polohy menší, lacnejší, rýchlejší a ľahšie ovládateľný ako zariadenie na ovládanie počítačového čísla (CNC).
3) Ovládanie procesu
PLC môže tiež monitorovať veľké množstvo fyzikálnych parametrov, ako je teplota, tlak, prietok, úroveň a rýchlosť. Proporcionálny - integrálny - diferenciálny (diferenciácia integrácie proporcie, modul PID) spôsobuje, že PLC má riadiacu funkciu s uzavretou slučkou, tj PLC s funkciami riadenia PID môže byť použitá na riadenie procesu. Keď sa premenná v riadení procesu odchýli, algoritmus riadenia PID vypočíta správne množstvo ovládacieho prvku, aby sa udržal výstup pri nastavenej hodnote.
4) spracovanie údajov
Pri obrábaní sa PLC používajú v systémoch CNC ako hlavný systém riadenia a riadenia a môžu vykonávať veľké množstvo spracovania údajov.
5) Komunikačná sieť
PLC Komunikácia Zahŕňa komunikáciu medzi hostiteľským a vzdialeným I/O, komunikácia medzi viacerými PLC a komunikácia medzi PLC a inými inteligentnými riadiacimi zariadeniami (ako sú počítače, meniče, numerické riadiace zariadenia atď.) Môže sa použiť na vytvorenie distribuovaného riadiaceho systému s „centralizovaným riadením a decentralizovanou kontrolou“.
PLC funkcie
1) Vysoká spoľahlivosť, silná anti-interferenčná schopnosť
Aby sa splnili požiadavky priemyselnej výroby v oblasti bezpečnosti a spoľahlivosti kontrolných zariadení, spoločnosť PLC využíva mikroelektronickú technológiu, veľké množstvo prepínajúcich akcií je dokončených nekontaktnými polovodičovými obvodmi, v štruktúre priemyselného výrobného prostredia, aby sa plné preberali popis teploty, vlhkosti, prachu, vibrácií a ďalších aspektov nárazu: v hardvéri používanom v izolácii, filtrovaní, tienení, uzemnení a iných anti-interferenčných opatreniach; V softvéri používanom pri diagnostike poruchy, ochrane údajov a ďalších opatreniach. Vďaka týmto technológiám je PLC vysokú anti-interferenčnú schopnosť.
V súčasnosti je PLC produkovaná rôznymi výrobcami, priemerný čas bez zlyhania je oveľa viac ako Medzinárodná elektrotechnická komisia (Medzinárodná elektrotechnická komisia, IEC) stanovená 100, 000 a niektoré dokonca dosiahli stovky tisíc z hodiny.
2) univerzálne a flexibilné
Produkty PLC boli serializované výroba, rôzne štrukturálne formy, v modeli je veľa priestoru na výber. Okrem toho, odrody PLC a periférneho modulu, užívateľ môže byť založený na požiadavkách rôznych úloh, vyberte rôzne komponenty, ktoré flexibilne kombinujú do riadiaceho zariadenia s rôznou hardvérovou štruktúrou.
A čo je dôležitejšie, hlavná funkcia riadiaceho systému PLC sa realizuje prostredníctvom programu, takže v potrebe zmeniť riadiacu funkciu zariadenia musí program upraviť iba a malé množstvo zapojenia, pracovné zaťaženie je veľmi malé a Toto je všeobecný systém riadenia relé, je ťažké urobiť.
3) Programovanie je jednoduché a pohodlné
Aplikačný program PLC sa veľmi ľahko pripravuje. Programovanie je možné použiť s riadiacim obvodom reléového stykača je veľmi podobné jazyku rebríka. Graf funkcie sekvencie (graf sekvenčnej funkcie, SFC) je graf regulačného toku blokového bloku, ktorý môže urobiť programovanie jednoduchšie a pohodlnejšie.
4) Funkčnosť je perfektná a silná expanzia
Vstupný / výstupný systém PLC je funkčne dokonalý, spoľahlivý výkon, môže sa prispôsobiť rôznym formám a povahe prepínania a analógového vstupu / výstupu.
Funkčná jednotka PLC môže ľahko realizovať konverziu D / A, A / D, prevádzku PID, riadenie procesu, digitálne riadenie a ďalšie funkcie. Môže sa tiež použiť s inými počítačovými systémami a riadiacimi zariadeniami na vytvorenie distribuovaného alebo decentralizovaného riadiaceho systému, ktorý dokáže dobre uspokojiť potreby rôznych kontrol. Verejné číslo „Literatúra strojárstva“, čerpacia stanica inžiniera!
5) Krátky cyklus dizajnu, výstavby a uvedenia do prevádzky, ľahká údržba
Riadiaci systém relé v strednom relé, časovom relé, počítadle a ďalšie elektrické komponenty v riadiacom systéme PLC je formulár „soft komponent“ a program namiesto tvrdého zapojenia, takže pracovné zaťaženie inštalácie a zapojenia je malé; Zamestnanci môžu byť vopred vopred podľa konkrétnych požiadaviek na kontrolu v PLC pred príchodom programovania, čím sa výrazne znižujú stavebné zaťaženie. Zamestnanci môžu tiež naprogramovať PLC vopred podľa konkrétnych požiadaviek na kontrolu pred príchodom PLC, čo výrazne skracuje obdobie výstavby.
PLC má malú veľkosť, svetlo s hmotnosťou a ľahko sa inštaluje; PLC má dokonalé funkcie self-diagnostických a monitorovacích funkcií, ako je napríklad zobrazenie jeho interného pracovného stavu, stavu komunikácie, stav bodu I/O, abnormálny stav a stav napájania. Zamestnanci môžu zistiť príčinu chyby cez ňu, takže je ľahké sa s ňou rýchlo vysporiadať.
Z dôvodu vyššie uvedených charakteristík PLC má PLC širokú škálu aplikácií, možno povedať, že pokiaľ existujú továrne, existujú aplikácie PLC pre požiadavky na kontrolu.
Klasifikácia PLC
PLC sa vyrába v reakcii na potreby modernizovanej výroby a klasifikácia PLC musí byť v súlade s potrebami modernizovanej výroby. Všeobecne povedané, PLC je možné kategorizovať z troch perspektív, konkrétne z kontrolnej stupnice, riadiaceho výkonu, štrukturálnych charakteristík.
1 podľa klasifikácie stupnice riadenia PLC
PLC podľa kontrolnej stupnice sa dá rozdeliť na malé PLC, stredne veľké PLC a veľké PLC.
1) Malý PLC
Malý PLC sa vo všeobecnosti vzťahuje na PLC s menej ako 256 vstupnými/výstupnými bodmi (I/O body), jedným CPU (8- bit or Hlavne na prepínanie ovládania.
Vzhľadom na obmedzenie počtu kontrolných bodov má jeho kontrolná funkcia určité obmedzenia. Malý PLC Malý, flexibilný, však môže byť nainštalovaný priamo do elektrickej riadiacej skrinky, veľmi vhodný na samostatné ovládanie alebo malé riadenie systému.
Séria S 7-200 a S 7-1200 od Siemens, Nemecka a série FX od Mitsubishi, Japonsko, sú malé plcs.
2) PLC strednej veľkosti
Stredne veľké PLC sa vo všeobecnosti vzťahuje na PLC s 256 ~ 2048 I/O bodmi, duálnymi CPU alebo viacerými CPU a pamäťou používateľského programu 2 ~ 8 kB alebo väčším, s funkciami prepínania a analógového riadenia a silnejšími funkciami digitálneho výpočtu.
Pretože stredne veľké PLC majú viac kontrolných bodov a silných kontrolných funkcií, môžu sa použiť na priame riadenie zariadení a monitorovanie viacerých PLC na nižšej úrovni a sú vhodné na kontrolu stredne veľkých alebo veľkých riadiacich systémov.
Séria Siemens S 7-300, japonská séria Omron C200H, japonská séria Mitsubishi Q Séria niektorých modelov patria do strednej veľkosti PLC.
3) Veľká plc
Veľká PLC sa vo všeobecnosti vzťahuje na PLCS s viac ako 2048 I/O bodmi, duálnymi CPU alebo viacerými CPU (16- bit or , ktoré môžu vykonávať nielen komplexné aritmetické operácie, ale aj zložité operácie matrice v dôsledku veľkého počtu kontrolných bodov, silných riadiacich funkcií a silných výpočtových schopností.
Veľká PLC sa dá použiť nielen na priame riadenie zariadení, ale aj na monitorovanie a kontrolu viacerých PLC na nižšej úrovni, aby sa vytvoril centralizovaný systém riadenia výrobného procesu. Veľké PLC sú vhodné pre procesy automatizácie zariadení, systémy riadenia automatizácie procesov a monitorovania procesov.
Séria Siemens S 7-400, japonská séria Omron CVM1 a CS1, japonská séria Mitsubishi Q s niektorými modelmi sú veľké PLC.
2, podľa klasifikácie výkonnosti PLC Control
PLC je možné podľa ich kontrolného výkonu rozdeliť do počítačov s nízkym stupňom, strednej a vysokej kvality.
1) stroj s nízkou úrovňou
Tento typ PLC má základné riadiace funkcie a všeobecnú aritmetickú schopnosť, nízku prevádzkovú rýchlosť a podporuje menej čísel a typov vstupných a výstupných modulov.
Tieto PLC sú vhodné na jednoduché ovládanie v malom rozsahu a sú vo všeobecnosti vhodné na použitie ako otrokárska stanica v sieti. Napríklad séria Siemens S 7-200 patrí do tejto kategórie.
2) stredná časť
Tento druh PLC má silnú riadiacu funkciu a silnú schopnosť výpočtu, ktorá môže nielen dokončiť všeobecnú logickú prevádzku, ale môže tiež dokončiť zložitejšiu trigonometrickú prevádzku, exponenciálnu prevádzku a prevádzku PID, s rýchlejšou pracovnou rýchlosťou, viac vstupnými a výstupnými modulmi a ďalšími typy vstupných a výstupných modulov.
Tento druh PLC môže splniť nielen riadiace úlohy v malom rozsahu, ale aj riadiace úlohy a môže sa použiť ako otrokárska stanica alebo hlavná stanica v sieti. Napríklad séria Siemens S 7-300 patrí do tejto kategórie.
3) vysokokvalitný stroj
Tento typ PLC má výkonné riadiace funkcie a silnú aritmetickú schopnosť, nielenže môže dokončiť logickú operáciu, trigonometrickú funkciu, exponenciálnu prevádzku a operáciu PID, ale môže tiež vykonať zložitý výpočet matrice, pracovná rýchlosť je veľmi rýchla a môže riadiť Veľké množstvo vstupných a výstupných modulov a typy sú komplexné. Verejné číslo „Literatúra strojárstva“, čerpacia stanica inžinierov!
Tento typ PLC môže nielen dokončiť stredne veľké riadiace úlohy, ale tiež môže dokončiť veľmi veľké riadiace úlohy, v sieťach sa všeobecne používa ako hlavná stanica. Napríklad séria Siemens S 7-400 patrí do tejto kategórie.
PLC je možné rozdeliť do dvoch typov podľa štruktúry: integrálny typ a kombinovaný typ.
3, kategorizované podľa štruktúry PLC
1) integrálny typ
Integrálna štruktúra napájacieho zdroja PLC, CPU, pamäte, I / O systému je kompaktne nainštalovaná v štandardnom kryte ako celku, ktorá predstavuje základnú jednotku PLC.
Základná jednotka je kompletná PLC, ktorá dokáže realizovať rôzne ovládacie prvky. Ak počet kontrolných bodov nespĺňa potreby, môže byť pripojený k expanznej jednotke, ktorá nemá CPU, a základná jednotka a množstvo expanzných jednotiek môžu tvoriť väčší systém.
Výhodou celkovej štruktúry je veľmi kompaktná, malá veľkosť, nízka cena, ľahko sa inštaluje, nevýhodou je, že počet vstupných a výstupných bodov má obmedzený pomer. Malý PLC väčšinou pre celkovú štruktúru. Napríklad séria Siemens S 7-200 a japonská séria Mitsubishi FX PLC je celková štruktúra.
2) Typ kombinácie
Kombinácia PLC je komponenty systému PLC, ktoré sú funkčne rozdelené do niekoľkých modulov, ako sú moduly CPU, vstupné moduly, výstupné moduly, moduly napájania atď. systém. Aj keď funkcia každého modulu je relatívne slobodná, ale typy modulov sú čoraz bohatšie.
Napríklad niektoré PLC Okrem základných I/O modulov existujú niektoré špeciálne funkčné moduly, ako je modul detekcie teploty, modul detekcie polohy, riadiaci modul PID, komunikačný modul atď. PLC modulárnej štruktúry využívajú prístup stavebného bloku na vytvorenie systému vložením požadovaných modulov na substrát.
Charakteristiky PLC kombinovanej štruktúry spočívajú v tom, že CPU, vstup a výstup sú nezávislé moduly, jednotná veľkosť modulu, ľahká inštalácia, voľný výber I/O modulov (podľa počtu bodov) a pohodlná inštalácia, ladenie, expanzia a údržba .
Stredne veľké a veľké stroje majú väčšinou kombinovanú štruktúru, napríklad série S 7-300 a S 7-400 séria Siemens a Q Series PLC Mitsubishi.
Zloženie kombinovaného PLC je znázornené na obrázku nižšie a moduly sú navzájom spojené cez zbernicu na základnej doske a vzdialenosť medzi CPU a expanznými modulmi by nemala prekročiť 10 metrov, ak sú pripojené káblami.
Technické špecifikácie PLC
Technické ukazovatele PLC zahŕňajú hardvérové ukazovatele a ukazovatele softvéru.
1, hardvérové ukazovatele
Hardvérové ukazovatele zahŕňajú všeobecné ukazovatele, vstupné charakteristiky a výstupné charakteristiky.
Všeobecné ukazovatele sa odrážajú hlavne v okolitej teplote, okolitej vlhkosti, vibráciách, šoku, hluku, rušení a odporu napätia a iného výkonu.
Vstupné charakteristiky sa odrážajú hlavne v stupni izolácie vstupného obvodu, citlivosti na vstup, čas odozvy a požadovaného výkonu napájania.
Výstupné charakteristiky sa odrážajú hlavne v zložení obvodu (tu sa týka výstupu relé, výstupu tranzistora alebo výstupu tyristora), izolácie obvodu, maximálneho zaťaženia, minimálneho zaťaženia, času odozvy a výkonu externého napájania.
2, softvérový index
Indexy softvéru zahŕňajú hlavne kapacitu programu, programovací jazyk, funkciu komunikácie, rýchlosť behu, typ inštrukcie, typ a počet komponentov. Verejné číslo „Literatúra strojárstva“, čerpacia stanica pre inžinierov!
Kapacita programu sa vzťahuje na veľkosť pamäte PLC a externej pamäte, zvyčajne od niekoľkých kilobajtov po niekoľko megabajtov. Typy pamäte sú vo všeobecnosti RAM, EPROM a EEPROM.
Programovací jazyk je jazyk používaný PLC na písanie používateľského programu. Existuje veľa programovacích jazykov, ktoré môžu použiť PLC, ako sú rebríkové diagramy, tabuľky výpisov, sekvenčné funkčné grafy a diagramy funkčných blokov. Každý ďalší programovací jazyk zvýši a pohodlnejšiu prípravu používateľských programov.
Komunikačná funkcia sa vzťahuje na to, či má PLC komunikačné schopnosti a aký druh komunikačnej schopnosti má. Všeobecne platí, že ju možno rozdeliť do vzdialenej I/O komunikácie, počítačovej komunikácie, komunikácie po bode, vysokorýchlostná zbernica, sieť mapov atď. V súčasnosti je komunikačná schopnosť hlavným ukazovateľom výkonu PLC.
Rýchlosť prevádzky sa vzťahuje na dĺžku času spracovania operácie, ktorú je možné merať podľa doby vykonávania základnej inštrukcie, čím kratšia, tým lepšia, zvyčajne pod úrovňou mikrosekundy. Čím silnejšia je funkcia inštrukcie, tým lepší výkon PLC.
Počet typov a počet komponentov odráža nielen výkon PLC, ale tiež označuje veľkosť PLC. Počet I/O komponentov označuje vstupnú/výstupnú schopnosť PLC; Počet typov I/O komponentov (DC, AC, Analóg, vysokorýchlostné počítanie, poloha, PID) označuje výkon PLC.
3, hlavné ukazovatele výkonnosti
1) Kapacita pamäte
Úložná kapacita sa týka kapacity pamäte používateľského programu. Úložná kapacita určuje veľkosť užívateľského programu, do ktorého sa PLC môže ubytovať, a všeobecne sa vypočíta v jednotkách bajtov. Každých 1024 bajtov je 1 kB. Skladovacia kapacita stredne veľkých a malých PLC je zvyčajne pod 8 kB, zatiaľ čo skladovacia kapacita veľkých PLC môže dosiahnuť 256 kb ~ 2 MB. Niektoré PLC používajú počet príkazov užívateľského programu na označenie kapacity a počet príkazov uložených v stredne veľkých alebo malých PLC je zvyčajne 2, 000 príkazy.
2) Počet bodov vstupu/výstupu (I/O)
Počet bodov I/O sa týka súčtu počtu vstupných bodov a počtu výstupných bodov, čím viac I/O bodov, čím viac externého prístupu k vstupným a výstupným zariadeniam, čím väčšia je mierka ovládania, Takže počet I/O bodov je miera veľkosti indexu PLC. Medzinárodná popularita celkového počtu I/O bodov v 64 bodoch a pod PLC sa nazýva Micro PLC; 64 ~ 256 bodov sa nazýva malý PLC; 256 ~ 2048 bodov sa nazýva stredne veľké PLC; 2048 bodov alebo viac sa nazýva veľké PLC.
3) Rýchlosť skenovania
Rýchlosť skenovania sa vzťahuje na rýchlosť, pri ktorej PLC vykonáva program. Všeobecne platí, že rýchlosť skenovania sa meria v čase, keď je potrebný na vykonanie 1 kB. Rýchlosť vykonávania pokynov pre rôzne funkcie sa veľmi líši a v súčasnosti sa na charakterizáciu rýchlosti prevádzky PLC používa rýchlosť vykonávania booleovských pokynov. Niektoré značky PLC poskytujú čas použitý na vykonávanie rôznych pokynov v príručke používateľa a rýchlosť prevádzky PLC sa dá merať porovnaním času používaného rôznymi PLC na vykonávanie podobných operácií.
4) Funkcia a počet pokynov
Sila funkcie a počet pokynov odrážajú silu schopnosti PLC. Všeobecne povedané, čím viac typov a počet pokynov na programovanie, tým silnejšie sú schopnosti spracovania a riadenia a tým ľahšie je pripraviť používateľské programy.
5) typy a počet vnútorných komponentov
Pri programovaní programu sa vyžaduje veľké množstvo interných komponentov na ukladanie premenných, stredných výsledkov, informácií očasovania a počítania, parametrov nastavenia modulov a rôznych bitky príznakov. Čím väčší počet a typ takýchto komponentov, tým väčšia je schopnosť spracovania informácií PLC.
6) Počet inteligentných jednotiek
S cieľom splniť niektoré špeciálne riadiace úlohy výrobcovia PLC navrhli pre svoje výrobky špeciálne inteligentné jednotky, ako sú analógové riadiace jednotky, jednotky na riadenie polohy, jednotky riadenia rýchlosti a komunikačné jednotky. Počet typov inteligentných jednotiek a sila funkcie je dôležitým ukazovateľom úrovne produktov PLC.
7) Schopnosť rozširovania
Schopnosť rozširovania PLC zahŕňa rozšírenie počtu I/O bodov, rozšírenie úložnej kapacity, rozšírenie sieťových funkcií a rozšírenie pripojenia rôznych modulov. Väčšina PLC môže rozšíriť počet I/O bodov s expanznými jednotkami I/O; Niektoré PLC je možné rozšíriť o rôzne funkčné moduly. Expanzná funkcia PLC však vždy existuje limit.
Po pochopení rôznych indexov PLC si môžete zvoliť vhodný produkt z veľkého počtu PLC podľa požiadaviek konkrétnych kontrolných projektov.