I. Sissejuhatus
Kaasaegsetes tööstusautomaatika juhtimissüsteemides mängivad PLC-d (programmeeritavad loogilised kontrollerid) üliolulist rolli. PLC on spetsiaalselt tööstuskeskkondadesse loodud arvuti, mis võimaldab programmeerimise kaudu automatiseeritud juhtimist erinevaid seadmeid ja protsesse. Selles artiklis selgitatakse üksikasjalikult, kuidas PLC-d töötavad, ja uuritakse nende rakendusi erinevates valdkondades, et pakkuda lugejatele kõikehõlmavat ja{2}}põhjalikku arusaama.
II. Kuidas PLC töötab
PLC tööpõhimõtte võib kokku võtta kui "järjestikune skaneerimine pidevas tsüklis". Täpsemalt võib PLC töö jagada järgmisteks etappideks:
Sisend diskreetimisfaas
Sisend diskreetimisfaasi ajal loeb PLC järjestikku kõiki sisendolekuid ja andmeid skaneerimise teel ning salvestab need I/O kujutise ala vastavatesse ühikutesse. See protsess viiakse läbi punkthaaval; see tähendab, et esmalt loetakse kõigi väliste digitaal- ja analoogsisendite olekud ja andmed ning salvestatakse need PLC-s vastavatesse sisendkujutise registritesse. Sel hetkel loputatakse sisendkujutise registrid ja süsteem liigub kasutajaprogrammi täitmisetappi ja väljundi värskendamise etappi. Nende kahe etapi jooksul, isegi kui sisendolekud ja andmed muutuvad, jäävad olekud ja andmed I/O kujutise ala vastavates ühikutes muutumatuks. Seega, kui sisestatakse impulsssignaal, peab impulsi laius olema suurem kui üks skaneerimistsükkel, et tagada sisendi lugemine igal juhul.
Kasutajaprogrammi täitmise faas
Kasutajaprogrammi täitmise faasis skaneerib PLC alati kasutajaprogrammi (redeldiagrammi) järjestikku ülalt alla. Iga redeldiagrammi skannimisel skannib see alati esmalt vasakpoolset-eri kontaktidest-koosnevat juhtahelat ja teostab selle juhtahelaga loogilisi toiminguid järjekorras vasakult paremale ja ülalt alla; Seejärel uuendab loogikatehete tulemuste põhjal loogikamähise jaoks vastava biti olekut süsteemi RAM-is või väljundmähise I/O kujutise piirkonnas vastava biti olekut või määrab, kas täita redeldiagrammiga määratud erifunktsiooni käske.
Väljundi värskendamise faas
Kui kasutajaprogrammi skannimine on lõppenud, siseneb PLC väljundi värskendamise faasi. Selle faasi ajal värskendab protsessor kõiki väljundi lukustusahelaid vastavalt sisend-väljundi kujutise ala vastavatele olekutele ja andmetele ning seejärel juhib vastavaid välisseadmeid väljundahelate kaudu. See on siis, kui PLC tegelik väljund toimub.
Nende kolme faasi pideva tsükli kaudu saavutab PLC välisseadmete ja protsesside automaatse juhtimise.
III. PLC-de rakendused
Väga tõhusa ja töökindla tööstusautomaatika juhtimisseadmena on PLC leidnud laialdast rakendust erinevates valdkondades. Järgmised on mitmed peamised PLC-de rakendusvaldkonnad.
Tööstusautomaatika
PLC-sid kasutatakse laialdaselt tööstuslikes tootmisprotsessides, nagu tootmisliini juhtimine, roboti juhtimine ja logistikasüsteemide juhtimine. Programmeerimise kaudu saavad PLC-d automatiseerida tootmisprotsesside jälgimist, reguleerimist ja optimeerimist, parandades seeläbi tootmise efektiivsust ja kvaliteeti. Näiteks automatiseeritud tootmisliinil saab PLC juhtida iga tööjaama tööd vastavalt tootmisvajadustele, saavutades tootmisprotsessi automatiseerimise ja intelligentse juhtimise.
Hooneautomaatika
PLC-sid saab kasutada hoonesüsteemide, näiteks valgustuse, ventilatsiooni ja hoone turvalisuse juhtimiseks. Programmeerimise kaudu võimaldavad PLC-d hoone seadmete intelligentset juhtimist ja reguleerimist, parandades energiatõhusust ja mugavust. Näiteks nutikates hoonetes saavad PLC-d automaatselt reguleerida valgustussüsteemide heledust ja värvitemperatuuri siseruumide valgustingimuste ja elanike aktiivsuse põhjal, saavutades nii energiasäästu kui ka suurema mugavuse.
Transport
PLC-sid saab kasutada liiklussignaalide, jaamade ja lennujaamade pagasikäitlussüsteemide ning kaubaveo automatiseeritud süsteemide juhtimiseks. Programmeerimise kaudu saavad PLC-d liiklusvoo ja nõudluse põhjal liiklussignaalide järjestusi ja ajastust reaalajas reguleerida, optimeerides seeläbi liiklusvoogu ja vähendades ummikuid. Näiteks intelligentsetes transpordisüsteemides saavad PLC-d kohandada liiklussignaalide ajastusskeeme, mis põhinevad reaalajas{2}}liiklusandmetel, et parandada liikluse tõhusust.
Elektrisüsteemid
PLC-sid saab kasutada elektrisüsteemide automatiseeritud juhtimiseks, sealhulgas alajaamade juhtimiseks ja kaitseks, ülekandeliinide jälgimiseks ja võrgu dispetšeriks. Programmeerimise kaudu saavad PLC-d teostada reaalajas-jälgimist ja toitesüsteemide automaatset reguleerimist, et tagada nende stabiilne ja ohutu töö. Näiteks nutikas võrkudes saavad PLC-d jälgida võrgu tööolekut reaalajas ja reguleerida automaatselt toiteseadmete tööparameetreid, et tasakaalustada toiteallikat ja nõudlust.
Reoveepuhastus
PLC-sid saab kasutada reoveepuhastusprotsesside automatiseeritud juhtimiseks, sealhulgas vooluhulga reguleerimiseks, rõhu reguleerimiseks, veetaseme reguleerimiseks ja protsesside juhtimiseks. Programmeerimise kaudu saavad PLC-d automaatselt jälgida ja reguleerida reoveepuhastusprotsesse, et parandada puhastuse tõhusust ja vee kvaliteeti. Näiteks reoveepuhastis saab PLC automaatselt reguleerida puhastusseadmete tööparameetreid veekvaliteedi katseandmete põhjal, et tagada nõuetele vastav väljalaskmine.
IV. Kokkuvõte
Väga tõhusa ja töökindla tööstusautomaatika juhtimisseadmena on PLC-d leidnud laialdast rakendust erinevates valdkondades. Nende tööpõhimõte põhineb "järjestikusel skaneerimisel pidevas ahelas", mis tagab välisseadmete ja protsesside automatiseeritud juhtimise sisendi diskreetimisfaasi, kasutajaprogrammi täitmise faasi ja väljundi värskendamise faasi kaudu. Tööstusautomaatika pideva edenemise ja tööstus 4.0 edenemisega muutub PLC-de rakendamine veelgi laialdasemaks ja-sügavamaks, tuues tööstuse automatiseerimise juhtimisele rohkem võimalusi.