Bộ điều khiển PLC - nó là gì?

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Ban đầu của tự động hóa công nghiệp là các mạch điều khiển rơle-tiếp điểm cho các chức năng sản xuất. Các thiết bị như vậy có âm thanh hoạt động khó chịu cụ thể. Logic của công việc đã được cố định và ở độ lệch nhỏ nhất so với thuật toán hành động đã đặt, toàn bộ chuỗi chỉnh sửa phải được thay đổi hoàn toàn.

Với sự phát triển của công nghệ trong lĩnh vực này, các bộ vi xử lý đã phát triển vượt bậc. Điều này đóng vai trò là chất xúc tác cho việc tạo ra các hệ thống điều khiển quy trình công nghiệp dựa trên bộ điều khiển PLC công nghiệp.

Những bộ điều khiển có thể lập trình đầu tiên như vậy đã được sử dụng ở Hoa Kỳ. Họ phục vụ để tổ chức tự động hóa trong dây chuyền lắp ráp băng tải trong sản xuất ô tô. Công ty áp dụng công nghệ này là Modicon vào năm 1968.

Mô tả thiết bị

Bộ điều khiển Logic Lập trình PLC là một máy được điều khiển bởi một chương trình có nhiều đầu vào được kết nối với đối tượng bằng các cảm biến điều khiển. Các đầu ra được kết nối với các thiết bị thực thi lệnh. Trong thiết kế của bộ điều khiển, một yếu tố cấu thành quan trọng làbộ vi xử lý. Nhiệm vụ của nó là thu thập thông tin, biến đổi và lưu trữ để có khả năng phát triển thêm các lệnh điều khiển. Một trong những ưu điểm chính của bộ điều khiển lập trình là nó hoạt động trong thời gian thực!

Trước đây, các bộ điều khiển rơ le có kích thước tổng thể cồng kềnh, thực hiện các thao tác chuyển mạch đơn giản nhất. Cấu trúc logic của chúng là nguyên khối, không thể thay đổi. Các bộ điều khiển PLC thay thế chúng được phân biệt bởi kích thước nhỏ gọn của chúng, thuật toán điều khiển đã nâng lên một cấp độ hiệu suất phức tạp mới. Quá trình lập trình miễn phí đã xuất hiện.

Khả năng điều khiển logic

Khi phát triển PLC, những người sáng tạo đã theo đuổi mục tiêu có thể điều khiển các chức năng logic trong một mạch nối tiếp. Hiện tại, các bộ điều khiển lập trình không chỉ có thể thực hiện các hoạt động logic mà còn xử lý các tín hiệu kỹ thuật số, điều khiển các ổ đĩa khác nhau, thực hiện các điều chỉnh và có được các kỹ năng điều khiển người vận hành điện tử.

Hiện tại, các thiết bị được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau. Ví dụ, bộ điều khiển PLC 100 được thiết kế để tạo ra các hệ thống điều khiển tự động cho thiết bị sản xuất trong công nghiệp, nông nghiệp, nhà ở và dịch vụ xã. Ngoài ra, PLC được sử dụng trong lĩnh vực năng lượng, trong lĩnh vực truyền thông và trong công nghiệp hóa chất. Các thiết bị này đã tìm thấy vị trí thích hợp trong sản xuất và vận chuyển dầu khí, trong các hệ thống an ninh,tham gia vào quá trình tự động hóa các cơ sở lưu trữ, sản xuất thực phẩm, vận chuyển, xây dựng và nhiều lĩnh vực khác của cuộc sống con người.

Tính năng Phân biệt

Bộ điều khiển PLC chia sẻ một số đặc điểm của các thiết bị điện tử được sử dụng trong công nghiệp.

Thứ nhất, các thiết bị logic có thể lập trình khác với các bộ vi điều khiển song song trong việc sử dụng chúng trong lĩnh vực quy trình tự động trong các doanh nghiệp có xu hướng công nghiệp.

Thứ hai, bộ điều khiển lập trình nhằm tương tác với các thiết bị thông qua đầu vào nâng cao của tín hiệu cảm biến và đầu ra của chúng tới thiết bị truyền động, không giống như máy tính, được điều chỉnh để đưa ra quyết định thông qua sự điều khiển của người vận hành.

Thứ ba, điều phân biệt bộ điều khiển PLC với các hệ thống nhúng là khả năng tự cung cấp của chúng về mặt sản xuất như một sản phẩm độc lập, tách biệt với thiết bị do nó điều khiển.

Ưu điểm của PLC

Ngoài ra, bộ điều khiển lập trình PLC có đặc điểm là dễ tiếp xúc với người dùng. Điều này được thể hiện trong các hành động tự lập trình PLC theo sơ đồ mạch, theo các phương trình logic và sử dụng ngôn ngữ thuật toán cơ bản.

Thiết bị được điều chỉnh để hoạt động trong điều kiện sản xuất tiêu cực, sử dụng cách ly điện tử quang học của các đầu vào / đầu ra khỏi các mạch điện bên ngoài. Điều này trở nên khả thi do khả năng thích ứngbộ điều khiển cho nhiều điều kiện hoạt động hơn.

Ưu điểm của bộ điều khiển lập trình bao gồm tính di động của phần mềm do sự thống nhất của ngôn ngữ lập trình, chức năng rộng, thay đổi nhanh chóng các đơn vị mô-đun, chế độ hoạt động thời gian thực, khả năng sửa chữa và tích hợp hệ thống.

Chọn thiết bị

Khi chọn PLC, họ được hướng dẫn bởi các tiêu chí cơ bản như tuân thủ các khả năng kỹ thuật của nhiệm vụ và tất nhiên, giá thành của thiết bị.

Rất nhiều nhà sản xuất tham gia vào việc phát hành các bộ điều khiển này. Danh sách bao gồm cả các công ty nước ngoài và các công ty trong nước. Ví dụ, công ty Nga "Oven" cung cấp một bộ điều khiển PLC 150 đáp ứng tất cả các thông số kỹ thuật cần thiết. Trong danh sách này còn có các công ty sản xuất "Elemer", "Emikon", "Tekon", "Fastwell", NIL AP và nhiều công ty khác.

Các nhà sản xuất nước ngoài nổi tiếng là Siemens, Mitsubishi, ABB, Omron, Schneider Electric và các hãng khác.

Theo thời gian, đã có một xu hướng trong sự phát triển của bộ điều khiển logic có thể lập trình được. Chúng đang giảm kích thước, mở rộng tập hợp các chức năng, thêm số lượng mạng và vỏ giao diện tương thích, ý tưởng về "hệ thống mở" đang trở nên phổ biến, ngôn ngữ lập trình đang được tiêu chuẩn hóa và giá hiện thực đang được giảm xuống.

Điều đáng chú ý là có lợi nhuậncác tính năng đặc biệt của bộ điều khiển có thể lập trình từ máy tính cá nhân dưới dạng cuộc hẹn và sự hiện diện của mã lập trình công nghệ.

Nguyên tắc làm việc

Hoạt động của bộ điều khiển PLC hơi khác so với các công cụ dựa trên bộ vi xử lý tiêu chuẩn. Vỏ phần mềm của các bộ điều khiển logic này bao gồm hai phần. Giống như một hệ điều hành máy tính, phần mềm điều khiển quản lý các nút, liên kết các thành phần và thực hiện chẩn đoán nội bộ. Vỏ hệ thống PLC nằm trong bộ nhớ chỉ đọc của vi mạch trung tâm và luôn sẵn sàng để sử dụng.

Bộ điều khiển lập trình hoạt động theo chế độ tuần hoàn bằng cách thu thập thông tin đầu vào theo định kỳ. Chu kỳ này có 4 giai đoạn:

1. Đầu vào thăm dò.
2. Thực hiện các tác vụ do người dùng đặt.
3. Đặt các thông số đầu ra.
4. Các quy trình vận hành phụ trợ khác.

Phân loại bộ điều khiển

Về đường I / O, bộ điều khiển PLC được phân loại thành:

• bộ điều khiển nano;
• vi điều khiển;
• bộ điều khiển trung bình;
• bộ điều khiển lớn.

Về vị trí của các mô-đun I / O, chúng phân biệt:

• monoblock;
• môđun;
• phân phối.

Tùy thuộc vào phương pháp cài đặt và thiết kế PLC, có:

• bảng điều khiển;
• để gắn bên trong trên một thanh ray đặc biệt;
• để treo tường;
• giá treo;
• không có nhà ở (một bảng).