Programmerbar logikk -kontroller Et effektivt system!

I denne artikkelen lærer du alt du trenger å vite om programmerbare logiske kontrollere (PLS-er ), fra opprinnelsen til i dag. Oppdag fordelene med denne fantastiske datamaskinen!

Programmerbar logisk kontroller

En programmerbar logisk kontroller , noen ganger bare kalt en PLS, er i hovedsak en datamaskin som brukes til å automatisere ulike elektromekaniske prosesser. Den inkluderer et programmerbart minne der instruksjonene som kreves for å implementere spesifikke funksjoner på ulike typer maskiner og prosesser lagres.

Foreløpig brukes programmerbare logikkontrollere i forskjellige typer bransjer, i tillegg til å være tilstede i andre sektorer som: vitenskapelig, militær, utdanning, medisin, teknologi, forskning, bank, sikkerhet og andre. Dette skyldes hovedsakelig utviklingen av maskinvare og programvare.

Blant oppgavene som kan utføres ved hjelp av en programmerbar logisk kontroller , kan vi nevne kontroll av den sentraliserte programmeringen av hver av delene som utgjør prosessene, driften av både maskiner og installasjoner, automatisering av husholdningsprosesser, installasjon av sikkerhetskontroller og mye annet.

For å lære mer om dette fascinerende emnet, inviterer jeg deg til å lese artikkelen om automatiserte prosesser . I den finner du relevant informasjon om hvordan de fungerer, kravene til implementeringen av dem, og fordeler og ulemper.

historie

Opprinnelsen til programmerbare logikkontrollere skyldes begynnelsen på industrialiseringstiden. På denne måten dukket det opp i 1960 de første kontrollsystemene som erstattet bruken av reléer og kontaktorer, noe som gjorde det mulig å redusere kostnadene ved installasjon og vedlikehold av produksjonslinjene.

Åtte år senere vises de første programmerbare kontrollerne, som består av et kontrollsystem gjennom en datamaskin. Disse programmerbare robotene viste seg å være rimelige, robuste, fleksible og enkle å endre. I tillegg til å kunne jobbe under ugunstige forhold, var levetiden større enn modellene som gikk foran.

Senere, i 1970, dukket det opp digitale logiske systemer, som ble bygget med mikroprosessorer eller integrerte kretser, som var i stand til å utvikle spesifikke oppgaver, og ikke for generell bruk. I tillegg kunne de utveksle informasjon med hverandre uten å være i nærheten av prosessorene.

Nesten på slutten av 1970 -tallet og begynnelsen av 1980 -tallet ble de første modellene av programmerbare logikkontrollere utviklet, noe som tillot både analoge og numeriske eksterne innganger og utganger. Takket være økningen i minnet, var det mulig å inkorporere funksjoner for kontroll av posisjonering og økning av kommunikasjonen med datamaskiner og eksterne enheter.

På samme måte dukket det opp programmeringsspråk med større kraft og funksjonalitet.

Senere, på midten av 80-tallet, begynte standardiseringen av kommunikasjon med fremkomsten av MAP-protokollen. Dimensjonene til de programmerbare logikkontrollerne ble gjort mindre og programmeringen begynte å bruke personlige datamaskiner.

På sin side var tiåret på 90 -tallet preget av en gradvis reduksjon av de nye protokollene, samt av modernisering av de fysiske lagene til de eksisterende protokollene på den tiden. Utviklingen av flerprosessormoduler førte til standardisering av programmeringen av programmerbare logikkontrollere, samtidig som kommunikasjon mellom forskjellige merker av kontrollere og datamaskiner var mulig.

Senere, fra og med år 2000, ble det generert flere programmeringsmuligheter fra flerprosessormoduler. I tillegg økte tilgjengeligheten av oppgavekontroll-, overvåkings- og overvåkingsapplikasjoner, noe som førte til større tilstedeværelse av fullt automatiserte fabrikker.

De programmerbare logikkontrollerne økte deres respons og nøyaktighet, med et minimalt fotavtrykk og til en rimelig pris. I tillegg viste de seg å være enkle å installere og krever, i motsetning til hva mange tror, ​​mindre vedlikehold.

funksjoner

En programmerbar logisk kontroller har følgende egenskaper som skiller den fra tradisjonelle datamaskiner:

• Den har ikke tastatur, skjerm, mus eller harddisk, men den har prosessorer, minne og kommunikasjonsporter i maskinvaren.
• Den inneholder programvare som fungerer som operativsystem, kalt fastvare, og spesifikk programmering for programmet du bruker.
• Den støtter brede temperaturområder, uten å påvirke riktig drift.
• Det er immun mot elektrisk støy og motstandsdyktig mot vibrasjoner og støt.
• Kontrollprogrammene lagres i ikke-flyktige minner eller, hvis dette ikke er tilfelle, i reservebatterier.
• Utgangsresultatene er nødvendigvis en konsekvens av inngangsbetingelsene på en bestemt og begrenset tid.

Advantage

På grunn av sitt brede bruksområde tilbyr en programmerbar logisk kontroller (PLS) en rekke fordeler. Blant de viktigste er følgende:

• Designet gjør det mulig å forstå og behandle flere inngangs- og utgangssignaler fra sensorer installert i maskinene eller prosessene de kontrollerer.
• Den lar den menneskelige operatøren utføre arbeidet på en smidig og praktisk måte, inkludert overvåking og diagnose av tilstander.
• Takket være den korte reaksjonstiden til de variable forholdene den kontrollerer, er det mulig å utføre operasjoner i sanntid.
• De er fleksible programmeringsteam, som lar dem enkelt tilpasse seg nye funksjoner.
• På grunn av den enkle tilpasningen til endringer, reduseres merkostnadene i forbindelse med utvikling av nye prosjekter.
• Umiddelbar kommunikasjon med andre typer kontrollere er mulig.
• Tillater nettverk med flere datamaskiner og forskjellige kontrollere.
• Konstruksjonen er stabil, noe som gjør dem motstandsdyktige mot ekstreme forhold, for eksempel: fuktighet, forskjellige temperaturer, støy og vibrasjoner generelt.
• Programmeringen er enkel, ettersom den er kompatibel med virkelig forståelige programmeringsspråk.
• Det reduserer risikoen for arbeidsulykker, knyttet til både menneskelige elementer og miljøet rundt.
• Det krever lite plass for installasjon.

Ulemper

Heldigvis er ulempene med å implementere en programmerbar logisk kontroller få. De er basert på behovet for:

• Kvalifisert personell for drift og kontroll av oppgaver.
• Hyppig vedlikehold.
• Konstant teknisk opplæring.

Ekstern struktur

En programmerbar logisk kontroller består av følgende eksterne elementer:

• Digitale innganger og utganger: De tillater kommunikasjon mellom programmerbar logisk kontroller og signalene og aktuatorene til en bestemt applikasjon. Brytere og, i noen tilfeller, sensorer er koblet til inngangene. Mens utgangene er plassert lamper og forskjellige typer spoler.
• Strømkilde: Den er ansvarlig for å mate programmerbar logisk kontroller, forsyne spenninger og strømmer som er nødvendige for driften. Det er også ansvarlig for å mate hjelpekretsene.
• Case: Henviser til ansiktet på programmerbar logisk kontroller.
• Operatørkontroll: Den er fysisk plassert i huset til programmerbar logisk kontroller. Dens funksjon er å tillate eller stoppe utførelsen av programmet, gjennom handlingen fra den menneskelige operatøren.
• Programmeringsgrensesnitt: Også kalt kommunikasjonsgrensesnitt, det er ansvarlig for overføringen av programmet, fra den håndholdte programmereren til kontrolleren eller datamaskinen som inneholder riktig programvare.
• Utvidelsesmoduler: Gjennom dem er det mulig å øke antall innganger og utganger til programmerbar logisk kontroller, i henhold til søknadskravene.

Intern struktur

Den interne strukturen til en programmerbar logisk kontroller består av følgende elektroniske elementer:

• Sentral prosessorenhet: Vanligvis kalt CPU, den er ansvarlig for å utføre de fleste systemprosessene som stammer fra programmene, både konfigurasjon og bruker. Den inneholder en mikroprosessor som er i stand til å utføre de logiske og aritmetiske operasjonene som kreves for databehandling.
• Minne: Det er ansvarlig for å lagre systeminformasjon, i form av numeriske data arrangert i binær kode. Inkluderer skrivebeskyttet minne og skrive-skrive-minne.
• Havner: De muliggjør kommunikasjon av programmerbar logisk kontroller med andre enheter, inkludert digitale inngangs- og utgangsenheter.
• Moduler: Refererer til mer sofistikerte og spesialiserte porter som krever svært lite involvering fra den sentrale prosessorenheten. Disse inkluderer tellere, tidtakere, modulære pulsbreddegeneratorer, analog-digitale omformere, digital-analoge omformere, serielle kommunikasjonsmoduler og feltbusser.

Generell drift

En programmerbar logisk kontroller (PLS) opererer syklisk og utfører sekvensielt instruksjonene spesifisert i brukerprogrammet som er lagret i minnet. Driftssyklusen består av følgende trinn:

• Den utfører sine egne rutiner i forbindelse med vedlikehold av systemet, for eksempel minnekontroll og diagnostikk. Denne delen av syklusen er ikke merkbar for brukeren.
• Den laster inn verdiene til de digitale inngangene og konverterer dem til binære eller digitale signaler, som lagres i minnedataene og sendes til den sentrale behandlingsenheten.
• Utfør brukerprogrammet når hver instruksjon er blitt sekvensielt lastet inn i minnet. I denne fasen genereres nye utganger.
• Den laster ut utgangssignalene, det være seg binære, digitale eller analoge, og sender dem til den digitale minneutgangen. Disse signalene blir de riktige for aktuatorene.

I denne forbindelse er det viktig å merke seg at den programmerbare logiske kontrolleren starter en ny syklus på slutten av hvert trinn . Tiden det tar å fullføre denne syklusen bestemmer hastigheten og etablerer den tiltenkte anvendelsen.

Konfigurasjon

Det industrielle kommunikasjonssystemet som brukes av programmerbare logikkontrollere er basert på Master - Slave -modellen, der enheten som heter Master styrer kommunikasjonssyklusene, og kan endre strukturen, algoritmene, tildelingene og innstillingene til de andre enhetene., Kalt Slaves.

På denne måten har slaven bare lov til å svare på masterens krav når den korresponderer, og er også ansvarlig for utførelsen av databehandlingen, hvorfra den henter ressursene for effektivt å overholde transaksjonsprosessen.

Klassifisering

Det er et bredt spekter av programmerbare logikkontrollere, men de viktigste inkluderer følgende:

• Compact PLC: Alle komponentene er integrert i samme pakke. Den har begrenset kapasitet for digitale inngangs- og utgangsmoduler, så vel som for kommunikasjonskanaler.
• Modular PLC: Den har større kraft og funksjonalitet enn den kompakte PLS -en, slik at du kan bruke flere innganger / utganger. I tillegg støtter den mer komplekse programmer og har større minnekapasitet for å lagre data.
• Rack-mount PLC: Den har lignende egenskaper som den modulære PLS, men den skiller seg fra dem fordi stativet inneholder spor for modulene og et integrert bussystem, som er i stand til å etablere kommunikasjon mellom de forskjellige modulene.

Andre typer programmerbare logikkontrollere er: PLS med kontrollpanel og programmerbar logikk kontroller, PLS med industriell datamaskin, slot-type PLC og programvare-type PLS.

Tegn

En programmerbar logisk kontroller mottar og overfører elektriske signaler av binær, digital og analog type.

• Binære signaler: Det refererer til ett-bits signalet som bare inneholder to mulige verdier, 0 og 1. Aktiveringen åpner kontakten som er kodet med den logiske verdien 1.
• Digitale signaler: Den består av en sekvens av binære signaler, som regnes som en enhet.
• Analoge signaler: Dette er kontinuerlige verdier, det vil si at de inneholder et uendelig antall verdier.

Anbefalinger

Før vi bestemmer oss for hvilken type programmerbar logisk kontroller vi ønsker for en bestemt applikasjon, er det viktig å vurdere følgende aspekter:

• Antall digitale innganger og utganger.
• Antall tidtakere og tellere.
• Tilgjengelig minnestørrelse.
• Flyktighet.
• Kommunikasjonsprotokoller.
• Informasjonsbehandling hastighet.

Konklusjoner

• En programmerbar logikk -kontroller Det er en datamaskin som brukes til å automatisere forskjellige typer maskiner og prosesser.
• Hovedfunksjonen er å forbedre vilkårene for produktivitet, effektivitet, presisjon og pålitelighet for systemene generelt.
• Anvendelsesområdet for programmerbare logikkontrollere er ikke begrenset til industrisektoren, som er til stede i nesten alle områder av livet vårt, inkludert det innenlandske.
• De viktigste typene programmerbare logikkontrollere som finnes, er kompakte, modulære og rackmonterbare.
• Den mest brukte konfigurasjonen, som refererer til den etablerte kommunikasjonssyklusen, er Master of Slave.
• Driftssyklusen er syklisk og består av fire trinn.