Arvutitehnoloogia ja elektroonilise sidetehnoloogia pideva arenguga on ka PLC-tehnoloogia kiiresti arenenud ja seda kasutatakse laialdaselt tööstusautomaatika valdkonnas, mängides olulist rolli Hiina tööstuse moderniseerimisel. See artikkel tutvustab lühidalt PLC-tehnoloogiat ja toob esile selle rakendamisel mitu peamist kaalutlust.
Teadmiste ülevaade
PLC-tehnoloogia on digitaalne arvutus- ja juhtimistehnoloogia, mis koosneb sellistest moodulitest nagu arvutitehnoloogia, automaatjuhtimistehnoloogia ja sidetehnoloogia. Sellel on lihtne töö, tugev häirekindlus ja rikkalik funktsionaalsus. Praegu on PLC-tehnoloogia arengutase ja tööstusliku kasutuse ulatus muutunud riigi tööstuse moderniseerumise mõõtmise võtmenäitajaks. Kuna PLC funktsionaalsus paraneb ja selle rakendused muutuvad üha laialdasemaks, tugineb tööstusautomaatika areng üha enam PLC-tehnoloogia arengule. PLC-tehnoloogiat käsitlevate uuringute ja arutelude tugevdamine on Hiina tööstuse moderniseerimise jaoks oluline.
01
PLC-tehnoloogia rakendamine tööstusautomaatika juhtimises
Lülitusjuhtimine
PLC lülitusjuhtimine tööstusautomaatika juhtimises avaldub eelkõige järgmistes aspektides: Esiteks, PLC-d töötati algselt välja releede asendusena, integreerides lülitite juhtimisfunktsioone. Võrreldes releedega pakuvad PLC-lülitid selliseid eeliseid nagu lihtsustatud vooluahela ühendused, kiire reageerimine, kasutuslihtsus, madalad hooldusvajadused ja kõrge töökindlus. Teiseks on PLC-lülititel võimsad juhtimisvõimalused, mis suudavad hallata kümneid kuni tuhandeid{2}}või isegi kümneid tuhandeid{3}}juhtimispunkte. See vähendab oluliselt inimressursivajadust, suurendab ajakasutuse tõhusust ja parandab märkimisväärselt süsteemi kvaliteeti. PLC-lülitite projekteerimisel tuleks lähtuda PLC-süsteemi juhtimisjärjest ja disainifilosoofiast, millele järgneb juhtimissüsteemi intuitiivse redeldiagrammi loomine. Süsteemi oleku kontrollimiseks tuleks kasutada simulatsiooni ja testimist, tagades disaini standardimise ja tõhususe. Kolmandaks pakuvad PLC-lülitid paindlikke ja mitmekülgseid loogilisi juhtimismeetodeid, mis võimaldavad üleminekuid kombinatsioonide ja ajastuse, reaalajas ja viivitusega, loendamise ja mitteloendamise- ning fikseeritud ja juhuslike režiimide vahel.
Protsessi ja liikumise juhtimine
PLC protsessijuhtimine hõlmab nii diskreetset protsessijuhtimist kui ka pidevat protsessijuhtimist. PLC-d saavad paindlikult reguleerida juhtimisalgoritme, tagamaks, et süsteemi parameetrid, nagu temperatuur, voolukiirus, vedeliku tase, rõhk ja koostis, järgivad rangelt süsteemi nõudeid ja vastavad tööstusliku tootmise vajadustele. Seda tüüpi PLC-d on peamiselt suunatud sellistele tööstusharudele nagu kemikaalid, metallurgia, kuumtöötlus ja katlad. PLC liikumisjuhtimine viitab töötlemisseadmete trajektoori juhtimisele, sealhulgas ringliikumise juhtimine ja lineaarne liikumise juhtimine. Eelkõige saavad PLC-d teostada impulss{4}}põhist seadmete juhtimist. Kuna impulssjuhtimine tekitab vaid minimaalse nihke, saavutab PLC-de juhtimise täpsus ülikõrge taseme. Praegu on seda tüüpi PLC-liikumise juhtimine peamiselt suunatud sellistele valdkondadele nagu masinad, liftid ja treipingid.
Analoog- ja tsentraliseeritud juhtimine
PLC juhtimissüsteemidel on juhtimisobjektil põhinevad erinevad kombineeritud moodulid, sealhulgas kesktöötlusmoodulid, sisend/väljundmoodulid, loogikakäitlusmoodulid ja sidemoodulid. Nende moodulite kombinatsiooni abil saavutatakse süsteemi sihipärane juhtimine. PLC-de analoogvõimalused suurendavad oluliselt süsteemi täpsust protsesside juhtimisel, tagades, et selliseid protsesse nagu küte, jahutus ja temperatuuri säilitamine viiakse läbi rangelt vastavalt plaanile, mis vastab täielikult juhtimiskonstruktsioonile ja tööstusprotsesside nõuetele. Lisaks on PLC-del võimsad tsentraliseeritud juhtimisvõimalused. Lisaks tööstusautomaatika juhtimise vajadustele saavad nad saavutada ka eneseseire-. PLC-d tuvastavad sisend-/väljundsignaalide ja vahemälumoodulite vahelised loogilised seosed, et kiiresti diagnoosida ja näidata süsteemi tõrkeid, võimaldades seeläbi seadmete rikete analüüsi ja varajast hoiatamist.
Mootori muutuva sagedusega juhtimine
PLC-d pakuvad laia valikut juhiseid mootori muutuva sagedusega reguleerimiseks ja neid saab kasutada koos muutuva sagedusega ajamiga mootori kiiruse ühiseks reguleerimiseks. Võttes näiteks P--tüüpi PLC-d, lisatakse tavaliselt LPC ja P--tüüpi PLC vahele pinge tasandusahel ning mootori kiirust juhitakse P--tüüpi PLC juhistes oleva t väärtuse kaudu. Mootori kiirus on otseselt võrdeline t väärtusega; kui kiiruse ja t väärtuse suhe ületab ühe, suureneb mootori kiirus vastavalt.
02
Probleemid, millega PLC tehnoloogia rakendustes arvestada
Tööstusautomaatika otsese kaitsemeetmena on PLC-de stabiilsus tootmises väga oluline. Praegu on PLC-tehnoloogia suhteliselt küps ja hea stabiilsusega. Siiski kasutatakse PLC-sid paljudes valdkondades ja sageli tuleb neid silmitsi seista karmi töökeskkonnaga. Seetõttu on oluline täielikult arvesse võtta selliste tegurite kahjulikku mõju nagu temperatuur, niiskus, vibratsioon ja häired, tugevdada disaini- ja kaitsemeetmeid ning luua PLC-süsteemi jaoks soodne töökeskkond.
Temperatuuri piirangud
PLC-del on töökeskkonna jaoks spetsiifilised temperatuurinõuded, mis jäävad tavaliselt vahemikku 0 kuni 55 kraadi. Paigaldamise ajal tuleb arvestada piisava soojuse hajumisega ning PLC-sid tuleb hoida eemal otsesest päikesevalgusest või muudest soojusallikatest. Neid ei tohiks asetada otse muude soojust tootvate seadmete alla{4}}. Keskkondades, kus temperatuurid ületavad projekteeritud spetsifikatsioone, tuleks paigaldada ventilatsiooni- ja jahutusseadmed ning reserveerida piisavalt ruumi soojuse hajutamiseks, et tõhusalt kontrollida töötemperatuure ja tagada PLC-süsteemi stabiilne töö.
Niiskuse piirangud
Mõned PLC-süsteemi komponendid on tundlikud keskkonna niiskuse suhtes. Liiga kõrge õhuniiskus võib halvendada komponentide isolatsioonivõimet, mõjutades seeläbi süsteemi stabiilsust või põhjustades komponentide rikkeid. Seetõttu tuleb PLC-süsteemi töökeskkonna niiskust kontrollida, üldjuhul mitte üle 85%.
Vibratsiooni juhtimine
PLC-süsteemide puhul on tugev vibratsioon väga kahjulik tegur, eriti vibratsioon sagedusega 10–55 Hz pikema aja jooksul. Sellist vibratsiooni tuleks võimalusel vältida. Keskkondades, kus vibratsioon on vältimatu, tuleks vibratsioonist tingitud süsteemikahjustuste vältimiseks võtta kasutusele meetmed, näiteks paigaldada vibratsioonisummutuskummi.
Häirete vältimise disain
Kuigi PLC-süsteemidel on kõrge stabiilsus, on need siiski vastuvõtlikud sisemistest allikatest tulenevatele häiretele, juhtmestiku häiretele ja kiirgushäiretele. Sisemised häired tekivad PLC komponentide ja vooluahelate vahelisest elektromagnetkiirgusest, millega tootjad peaksid projekteerimisel tegelema, sealhulgas signaaliliinide ja toiteallikate kaudu edastatavad häired; kiirgushäired on keerulisemad, kuna need tulenevad erinevatest keskkonnas leiduvatest elektromagnetilistest kiirgustest, nagu televisioonikiirgus, sidevõrgu kiirgus ja seadmete kiirgus. PLC-süsteemide stabiilsuse suurendamiseks tuleks häirete summutamiseks ja varjestamiseks rakendada tõhusaid meetmeid, nagu teaduslik ja mõistlik projekteerimine, õige paigaldamine ja juhtmestik ning toiteeraldus, et tagada PLC-süsteemi normaalne töö.