Endüstriyel otomasyonun tipik bir uygulaması olarak, başlangıçta röle çizgisini değiştirmek için PLC yapılmıştır, sekans kontrolü esas olarak üretilir ve daha sonra PLC üreticileri, analog operasyonu, PID fonksiyonunu ve diğer endüstriyel anti-müdahale teknolojisini ve diğer fonksiyonlarını kademeli olarak arttırdı ve çeşitli iletişim arayüzlerini artırma talebi, tarlası teknolojisi ve PLC'nin daha da fazla geliştirilmesi ile eşliğinde, daha da artmaktadır. Fieldbus teknolojisinin ve Ethernet teknolojisinin geliştirilmesiyle, PLC'nin uygulanması daha geniş ve daha geniş hale geliyor.
Plc nedir
Programlanabilir Denetleyici (Programlanabilir Denetleyici), endüstriyel kontrol uygulamaları için tasarlanmış ve üretilen bilgisayar ailesinin bir üyesidir. Erken programlanabilir kontrolörlere kısa süre için programlanabilir mantık denetleyicileri (PLC) veya PLC'ler olarak adlandırıldı ve esas olarak röleler yerine mantık kontrolünü gerçekleştirmek için kullanıldı.
Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) 1987'de programlanabilir kontrolörler için üçüncü bir taslak standart yayınladı. Programlanabilir kontrolörler taslakta aşağıdaki gibi tanımlanmıştır:
"Programlanabilir bir kontrolör, bir endüstriyel ortamda uygulama için tasarlanmış bir elektronik dijital aritmetik işlem sistemidir. Mantıksal operasyonlar, sıralı kontrol, zamanlama, sayma ve aritmetik işlemler yapmak için içindeki talimatları depolamak için programlanabilir bellek kullanır ve çeşitli makine veya üretim süreçleri, programlanabilir kontrol ve üretimler ile ilgili prensipler aracılığıyla tasarlamak için tasarlanmıştır. Endüstriyel sistemlerle bir bütün olarak ve işlevlerini genişletmesi kolay ".
Teknolojinin geliştirilmesiyle, bu cihazın işlevi mantık kontrolünün kapsamını büyük ölçüde aşmıştır, bu nedenle bugün bu cihaza PC olarak kısaltılmış programlanabilir denetleyici denir, ancak kişisel bilgisayar (kişisel bilgisayar) kısaltmasıyla karışıklığı önlemek için programlanabilir denetleyici PLC olarak kısaltılır.
PLC'nin geliştirilmesi
Dünyanın ilk PLC'si
General Motors (GE) 1968'de, otomobil modellerinin sürekli güncellenmesine uyum sağlamak için üretim süreci, maliyetleri azaltmak ve döngüyü kısaltmak için elektrikli kontrol sistemlerinin ve kablolarının yeniden tasarlanmasını ve değiştirilmesini en aza indirmek için yapabileceği yeni bir endüstriyel kontrolör türü olmasını umarak, küçük parti, çok türlü üretim elde etme ihtiyacını sürekli olarak değiştiriyor.
O zaman tasarım gereksinimleri hem rölelerin hem de bilgisayarların avantajlarından yararlanmaktır: röle kontrol sistemi büyük, düşük güvenilirlik, karmaşık kablolama, değişmesi kolay değil, bulması zor ve sorun giderme zorlukları, üretim sürecindeki değişikliklere zayıf uyarlanabilirlik, ancak basit, anlaşılması kolay, ucuz; Güçlü, esnek bilgisayar (programlanabilir), iyi çok yönlülük, ancak programlama zordur; Kontrol sürecine yönelik, problem odaklı, kontrol odaklı süreç, problem odaklı "doğal dil" programlamasının kullanımı, böylece bilgisayara aşina olmayan insanlar da kullanıma hızlı bir şekilde hakim olabilir.
1969'da ABD Digital Equipment Corporation (DEC), Amerika Birleşik Devletleri General Motors otomatik montaj hattı denemesinde ilk PLC'yi geliştirdi.
Bu yeni türden endüstriyel kontrol cihazı, basit, kullanımı kolay, yüksek güvenilirlik, genel esneklik, küçük boyut, uzun hizmet ömrü ve bir dizi avantaj ve yakında Amerika Birleşik Devletleri'nde diğer endüstriyel alanların uygulanmasını teşvik etmek için gıda, içecek, metalurji, kağıt ve diğer endüstrilere başarıyla uygulanmıştır.
70'lerin başı
Sadece mantık işlemleri, zamanlama, sayma ve diğer sıralı kontrol işlevleri, yalnızca programlanabilir mantık denetleyicisi (programlanabilir mantık denetleyicisi) olarak adlandırılan geleneksel röle kontrolünü değiştirmek için.
1971'de Japonya bu yeni teknolojiyi ABD'den tanıttı ve kısa süre sonra Japonya'nın ilk PLC'sini geliştirdi. 1973, Batı Avrupa ülkeleri de ilk PLC'lerini geliştirdi, Çin 1974'te gelişmeye başladı. 1977'de endüstriyel uygulamalar başladı.
70'lerin ortası
PLC'ye mikroişlemci teknolojisi uygulanır, böylece PLC sadece bir mantık kontrol işlevine değil, aynı zamanda aritmetik işlemleri, veri iletimini ve veri işleme işlevlerini arttırır.
80'lerden sonra
Büyük ölçekli ve ultra büyük ölçekli entegre devreler gibi mikroelektronik teknolojisinin hızlı gelişimi ile 16- bit ve 32- bit mikroişezçileri PLC'ye uygulanır, böylece PLC hızla geliştirilmiştir. Tespit daha esnek ve kullanışlıdır ve iletişim ve ağ oluşturma, veri işleme ve grafik ekran vb. İşlevlerine sahiptir. Son yıllarda PLC hızla geliştirilmiştir.
PLC son yıllarda hızla gelişti
Bir bütün olarak üç elektrikli (elektrik kontrolü, elektrikli enstrümantasyon, elektrik iletimi) PLC seti, yüksek performanslı fiyat oranı, yüksek güvenilirlik özellikleri, otomasyon mühendisliği ekipmanlarının çekirdeği haline gelmiştir. PLC, bilgisayar fonksiyonlarına sahip genel bir endüstriyel kontrol cihazı haline geldi, ilk sırada kullanıldı.
PLC, modern endüstriyel otomasyon teknolojisinin (PLC, Robotics, CAD/CAM) üç sütunundan biri haline geldi.
Üç Okulun Çin'in PLC Pazarı
Çin'in reformundan ve açılmasından sonra, Birleşik Devletler AB, GE, Modicon, TI, Japonya Omron, Mitsubishi, Fuji, Almanya Siemens ve diğer ürün üreticileri ülkemize girmeye devam ediyor ve çeşitli endüstrilerdeki endüstriyel kontrol sisteminde önemli bir konum işgal ediyor.
Avrupa:Almanya'nın Siemens (Siemens), AEG ve Fransa'nın TI Şirketi
Amerika Birleşik Devletleri:AB (Allen-Bradly) (ürünleri ABD PLC pazar payının yaklaşık% 50'sini oluşturdu), GE (General Electric), Modicon (Modicon) Şirketi, Texas Instruments (T1) Şirketi, Goethe (Gould) Şirketi, Westinghouse
Japonya:Mitsubishi Electric (Mitsubishi Electric), Omron (Omron), Fuji (Japonya'nın küçük ve orta ölçekli PLC'nin ana gelişimi, dünyanın küçük PLC pazarında, Japon ürünleri payın yaklaşık% 70'ini oluşturdu. Çin'de Omron ürünlerinin ilk etapta satışları.)
Şu anda iç pazar ve Güney Kore, Tayvan ve diğer PLC ürünleri; Şimdi pazar yerli PLC serisinde yer aldı, fiyatı nispeten ucuz, uygun maliyetli.
1974'te Çin, Amerika Birleşik Devletleri'nden ikinci nesil PLC ürünlerini kopyalamaya başladı, ancak bileşen kalitesi ve teknik sorunları ve diğer nedenler nedeniyle onu teşvik edemedi. 1977'ye kadar Çin, ilk PLC'yi pratik değere sahip geliştirdi ve endüstriyel süreçlerin kontrolünde seri üretim ve uygulamaya başladı.
PLC yapısı ve her parçanın rolü
PLC türleri, işlevleri ve talimat sistemleri aynı değildir, ancak yapı ve çalışma prensibi genellikle ana bilgisayar, giriş/çıkış arayüzleri, güç genişletici arayüzleri ve harici cihaz arayüzleri ve PLC donanım sistemi yapısının diğer ana bölümleri aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:
1, ev sahibi
Ana Bilgisayar Bölümü Merkezi İşleme Birimi (CPU), Sistem Programı Bellek ve Kullanıcı Programı ve Veri Belleğini içerir. CPU, kullanıcı programını çalıştırmak, giriş/çıkış arabirimlerinin durumunu izlemek, mantıksal kararları ve veri işleme yapmak, kullanıcının talimatlarında belirtilen çeşitli işlemleri tamamlamak ve sonuçları çıktı tarafına göndermek ve dış tanımların (gibi iç yargılar yapmak) taleplerine yanıt vermek ve çeşitli iç yargılar yapmak için kullanılan PLC'nin çekirdeğidir. ) ve çeşitli iç kararlar verin.
PLC'nin dahili belleğinin iki türü vardır, biri sistem programı belleğidir, esas olarak sistem yönetimi ve izleme programlarının ve programın derleme ve işlenmesi için kullanıcı programlarının depolanması için sistem programı üretici tarafından düzeltilmiştir, kullanıcı değiştirilemez; Diğeri, esas olarak kullanıcı tarafından geliştirilen uygulama programlarının ve çeşitli geçici veri ve ara sonuçların depolanması için kullanıcının programı ve veri belleğidir.
2, Giriş / Çıkış (G / Ç) Arayüz
G / Ç arayüzü, bileşenlere bağlı bir PLC ve giriş / çıkış aygıtlarıdır. Giriş arayüzü, giriş aygıtlarından (düğmeler, sensörler, kişiler, seyahat anahtarları vb.) Kontrol sinyallerini kabul eder. Output interface is the host after processing the results through the amplifier circuit to drive the output device (such as contactors, solenoid valves, indicators, etc.).I / O interface is generally used in opto-electronic coupling circuits, in order to reduce electromagnetic interference, thereby improving the reliability of the I / O points that is, the number of input/output terminals is the PLC of a major technical indicators, usually dozens Küçük makinenin noktalarından, orta boy makinelerde yüzlerce puan var, büyük ölçekli makine bin puandan fazla olacak.
3, güç kaynağı
Şekildeki güç kaynağı, DC anahtarlama regülatör güç kaynağının çalışması için yapılandırılmış CPU, bellek, G / Ç arayüzü ve diğer dahili elektronik devreleri ifade eder, ayrıca genellikle giriş aygıtları için DC gücü sağlar.
4, programlama
Programlama, harici ekipman kullanan PLC'dir, kullanıcı programı girmek, kontrol etmek, değiştirmek, hata ayıklamak veya PLC'nin çalışmalarını izlemek için kullanılır. Özel PC / PPI kablosu aracılığıyla PLC ve bilgisayara bağlanacak ve bilgisayar programlama ve izleme için özel yazılım kullanımı olacaktır.
5, giriş / çıkış genişletme ünitesi
G/Ç genişletme arayüzü, harici giriş/çıkış terminallerinin sayısını temel birime (yani ana bilgisayar) genişleten genişletme ünitesini kullanır.
6, harici cihaz arayüzü
Bu arayüz yazıcı, barkod tarayıcı, inverter ve diğer harici ekipman ve karşılık gelen işlemi tamamlamak için bağlı ana bilgisayar olabilir.
PLC özellikleri
(A) Yüksek güvenilirlik
1, tüm G/Ç arayüz devreleri, PLC'nin iç devrelerinden endüstriyel bölgedeki harici devreleri izole etmek için opto-izole edilmiştir.
2, girişler RC filtresi kullanılır, filtre zaman sabiti genellikle 10 ~ 20 ms'dir.
3, radyasyon parazitini önlemek için her modül korunur.
4, mükemmel performansla anahtarlama güç kaynağını benimseyin.
5, kullanılan cihazların sıkı taranması.
6, iyi kendi kendine teşhis fonksiyonu, güç kaynağı veya diğer yumuşak donanım anomalileri, CPU, arızanın genişlemesini önlemek için hemen etkili önlemler benimser.
7, büyük ölçekli PLC, çift CPU gereksiz sistemi tarafından da kullanılabilir veya üç CPU bir oylama sistemi oluşturur, böylece güvenilirlik daha da geliştirilir.
(B) Zengin G / Ç arayüz modülü
Farklı endüstriyel alan sinyalleri için PLC gibi:
AC veya DC;
Anahtarlama veya analog;
Voltaj veya akım;
Nabız veya potansiyel;
Güçlü veya zayıf güç, vb.
Endüstriyel alan cihazları veya ekipmanları olan karşılık gelen G/Ç modülleri vardır, örneğin:
Butonlar
Seyahat Anahtarları
Yakınlık anahtarları
Sensörler ve Vericiler
Solenoid
Kontrol vanaları
Doğrudan bağlantı. Buna ek olarak, işlem performansını artırmak için, çeşitli insan makine iletişim kutusu arayüz modülüne sahiptir; Yerel bir sanayi ağı oluşturmak için çeşitli iletişim ağı arayüz modülü vb.
(C) Modüler yapı kullanımı
Çeşitli endüstriyel kontrol ihtiyaçlarına uyum sağlamak için, küçük PLC'nin birim tipine ek olarak, PLC'nin büyük çoğunluğu modüler yapıdır.
CPU, güç kaynağı, G / Ç, vb. Dahil PLC bileşenleri modüler tasarımdır, raf ve kablo modüllere bağlanır, sistemin boyutu ve işlevi kullanıcının kendi ihtiyaç kombinasyonuna dayanabilir.
(D) Programlama basit ve öğrenmesi kolaydır
PLC programlama çoğunlukla röle kontrol hatlarının merdiven diyagramı formuna benzer, kullanıcının bilgisayarlar hakkında özel bilgiye sahip olması gerekmez, bu nedenle genel mühendisler ve teknisyenler tarafından anlaşılması ve ustalaşması kolaydır.
(E) Basit kurulum, kolay bakım
PLC özel bir oda gerektirmez, doğrudan çeşitli endüstriyel ortamlarda çalıştırılabilir. Sitede yalnızca çeşitli ekipman kullanın ve karşılık gelen G / Ç terminaline bağlı PLC kullanılabilir. Çeşitli modüller, kullanıcıların çalışma durumunu anlamasını ve hataları bulmasını kolaylaştırarak çalışma ve hata göstergesi cihazları ile donatılmıştır.
Modüler yapı nedeniyle, bir modül başarısız olduğunda, kullanıcı modülü değiştirerek sistemi hızla çalıştırabilir.
PLC'nin uygulama alanları
PLC sadece kontrolü anahtarlamak için değil, aynı zamanda analog ve dijital kontrol için de kullanılır, verileri toplayabilir ve depolayabilir, aynı zamanda izleme için kontrol sistemi; Çok çeşitli alanlar arası kontrol ve yönetime ulaşmak için iletişim, iletişim de ağa bağlanabilir. PLC, endüstriyel kontrol cihazları ailesinde giderek daha önemli bir rol haline gelmiştir.
1, kontrolü değiştirme için
PLC kontrol anahtarlama kapasitesi çok güçlüdür. İç ve çıkış puan sayısının kontrolü, bir düzine puan, düzinelerce puan, birkaç yüz, binlerce ve hatta on binlerce puan. Ağa bağlanabildiğinden, kaç puan kontrol edilebilsin, puan sayısı neredeyse sınırsızdır.
Kontrol edilen mantık problemleri değişebilir: kombinatoryal, kronolojik; acil, gecikmeli; Saymanız gerekmez, saymanız gerekir; sabit düzen, rastgele çalışma; ve böylece, gerçekleştirilebilir.
PLC'nin donanım yapısı değişkendir, yazılım programı programlanabilir, kontrol için çok esnektir. Gerekirse, arama ihtiyacına göre birden fazla set veya birden fazla program kümesi yazabilir. Çoklu ameliyat koşullarının endüstriyel alanına, çoklu durumlu dönüşüm ihtiyacı iyi adapte edilmiştir.
PLC Anahtarlama Kontrol Örnekleri birçok, metalurji, makineler, ışık endüstrisi, kimya endüstrisi, tekstil vb. Şu anda, hedefe sahip ilk PLC, ancak diğer denetleyiciler bununla karşılaştırılamaz, kontrolü değiştirme için uygun ve güvenilir olabilir.
2, analog kontrol için
Akım, voltaj, sıcaklık, basınç vb. Gibi analog miktarlar, boyutu sürekli değişiyor. Endüstriyel üretim, özellikle sürekli üretim süreçleri, genellikle bu fiziksel miktarları kontrol etmek için.
Endüstriyel bir kontrol elektroniği olarak, bu miktarları kontrol edemiyorsanız PLC, bu büyük bir eksikliktir. Bu nedenle, PLC üreticileri bu alanda çok fazla gelişme yapmak için. Şu anda, sadece büyük, orta ölçekli makine analog kontrol olmak değil, küçük bir makine, böyle bir kontrol de olabilir.
PLC Analog Kontrolü, A / D, D / A ünitesinin analog ve dijital dönüşümü ile yapılandırılacak. Aynı zamanda bir G/Ç birimidir, ancak özel bir G/Ç ünitesidir.
A / D ünitesi, analogun harici devresidir, dijitale dönüştürülür ve daha sonra PLC'ye gönderilir, d / a birim, PLC'nin analog'a dönüştürülmüş ve daha sonra harici devreye gönderilir.
Özel bir G/Ç ünitesi olarak, hala I/O devre anti-müdahale, iç ve harici devre izolasyonu ve giriş ve çıkış röleleri (veya aynı zamanda PLC çalışma belleğinin bir bölgesi olan dahili röleler (veya yazılabilir. Okunabilir ve yazılabilir).
PLC ile analog kontrolün avantajı, analog kontrol yapılırken anahtarlamanın da kontrol edilebilmesidir. Bu avantaj diğer denetleyicilerle mevcut değildir veya kontrol PLC'de olduğu kadar kolay gerçekleşmez.
3, hareket kontrolü için
Gerçek fiziksel miktarlar, anahtarlama, analog ve hareket kontrolüne ek olarak. Örneğin, makine parçalarının yer değiştirmesi genellikle dijital bir miktar olarak ifade edilir.
PLC ayrıca bilgisayar teknolojisine dayanmaktadır ve giderek daha fazla gelişmiştir. Bu nedenle, dijital kontrol için de kullanılabilir.
PLC, birkaç k ila on k hz'ye kadar frekansla sayım darbeleri alabilir. Nabzı almanın çeşitli şekillerinde mevcuttur, birden fazla şekilde alınabilir. Bazı PLC ayrıca bir darbe çıkış fonksiyonuna sahiptir, nabız frekansı onlarca K'a kadar olabilir. Bu iki işlevle, PLC ile birleştiğinde, uygun sensörler (döner kodlayıcılar gibi) veya nabız servo cihazları (halka distribütörü, amplifikatör, step motor gibi) ile donatılmışsa, veri işleme ve aritmetik özelliklere sahiptir.
Yüksek ve orta menzilli PLC, aynı zamanda NC birimlerinin veya hareket birimlerinin geliştirilmesi, nokta kontrolü gerçekleştirilebilir. Hareket birimi ayrıca eğri enterpolasyonunu gerçekleştirebilir, eğri hareketini kontrol edebilir. Bu nedenle, PLC böyle bir birim ile yapılandırılmışsa, dijital kontrol için NC yöntemini kullanmak mümkündür.
4, veri toplama için
PLC teknolojisinin geliştirilmesiyle, veri depolama alanı gittikçe büyüyor. Örneğin, Devison PLC, veri depolama alanı (DM alanı) 9999 kelimeye ulaşabilir. Böyle büyük bir veri depolama alanı büyük miktarda veri depolayabilir.
Veri toplama, yakalanan darbe sayısını kümülatif olarak kaydeden ve düzenli olarak DM alanına döken bir sayaçla yapılabilir.
Veri toplama, analog miktarları dijital miktarlara dönüştüren ve daha sonra düzenli olarak DM alanına aktaran bir A/D ünitesi ile gerçekleştirilebilir.
PLC ayrıca DM alanındaki verileri okumak için bilgisayar, bilgisayar ve daha sonra bu verileri işlemek için bilgisayarla iletişim kurabilir. Bu noktada, PLC bilgisayarın veri terminali haline gelir.
Güç kullanıcıları, kullanıcıları elektrik ve güç tasarrufunun rasyonel kullanımı amacına ulaşmak için düşük güç tüketiminde daha fazla güç kullanmaya teşvik etmek için farklı güç tüketimi süresini, farklı fiyatlandırma şarj yöntemlerini gerçekleştirmek için gerçek zamanlı kullanıcı güç tüketimini kaydetmek için PLC'yi kullandılar.
5, sinyal izleme için
PLC Self-Test sinyalleri çoktur, birçok dahili cihaz vardır, çoğu kullanıcı rolüne tam olarak oyun vermez.
Aslında, PLC'nin çalışmasını izlemek veya kontrol nesnesini izlemek için tam olarak kullanılabilir.
Karmaşık bir kontrol sistemi, özellikle otomatik kontrol sistemleri için izleme ve daha fazla kendi kendine teşhis çok gereklidir. Sistem arızalarını, hataları azaltabilir veya bulabilir, kümülatif ortalama sorunsuz çalışma süresini iyileştirebilir, arıza onarım süresini azaltabilir, sistem güvenilirliğini artırabilir.
6, ağ oluşturma, iletişim
PLC ağ, iletişim yetenekleri çok güçlüdür ve ağ oluşturma için sürekli yeni yapılar vardır.
PLC iletişim için kişisel bir bilgisayara bağlanabilir, bilgisayar PLC kontrolünün programlanmasına ve yönetimine katılmak için kullanılabilir, böylece PLC'nin kullanımı daha uygundur.
Bilgisayarların rolüne tam oyun vermek için, 32 adede kadar birden fazla PLC'yi kontrol etmek ve yönetmek için bir bilgisayar uygulanabilir. Ayrıca bir PLC ve iletişim kurmak için iki veya daha fazla bilgisayar olabilir, PLC kontrol sisteminin çok konumlu izlemesini elde etmek için bilgi alışverişi.
PLC ve PLC de iletişim kurabilir. Bire bir plc iletişimi. Birkaç PLC iletişim kurabilir. Düzinelerce veya yüzlerce olabilir.
PLC ve akıllı enstrümantasyon, akıllı aktüatörler (invertörler gibi), ağa bağlı iletişim, veri alışverişi, karşılıklı çalışma da olabilir. Bir uzaktan kumanda sistemine bağlanabilir, sistem aralığı 10 kilometre veya daha fazla olabilir.
Yerel bir ağ oluşturabilir, sadece PLC değil, aynı zamanda yüksek dereceli bilgisayarlar da ağa girebilir. Mevcut otobüs ağı, ayrıca mevcut halka ağı. Ağ ayrıca ağı ayarlayabilir. Ağ ve ağ da köprülenebilir. Ağ oluşturma binlerce PLC, bilgisayar, bir ağda düzenlenen akıllı cihazlar olabilir.
Ağlar arasındaki düğümler doğrudan veya dolaylı olarak bilgi iletebilir ve değiştirebilir.
Ağ oluşturma, iletişim, günümüzün bilgisayar entegre üretim sisteminin (CIMS) ve akıllı fabrika gelişiminin ihtiyaçlarına uyarlanmıştır. Endüstriyel kontrolü noktadan (noktadan), çizgiye (çizgi) ve daha sonra yüzeye (AERO) yapabilir, böylece ekipman seviyesi kontrolü, üretim hattı kontrolü, fabrika yönetimi kontrolü bir bütün olarak ve böylece daha yüksek verimlilik yaratabilir. Bu sonsuz parlak gelecek, neslimizin önünde giderek daha açık bir şekilde gösterilmiştir.
Akıllı fabrikaların ve Nesnelerin İnterneti, fabrika ekipmanı ortak kontrolü, PLC ve ev sahibi bilgisayar ve diğer akıllı ürünler, veri etkileşimi, büyük veri uygulamaları ve diğer alanların geliştirilmesi ile, büyük bir PLC uygulama teknolojisine süblimasyonu elde etmek için Çin'in imalat endüstrisi ile geleneksel otomasyon ve ağ teknolojisinin yakın kombinasyonunu büyük ölçüde teşvik edecektir.