I. Sissejuhatus
Tööstusautomaatika valdkonnas on PLC (Programmeeritav loogikakontroller) juhtimissüsteemide tuumik, mis täidab kriitilisi ülesandeid, nagu andmetöötlus, loogilised toimingud ja side. Erinevate juhtimisülesannete täitmisel puutuvad PLC-d kokku erinevat tüüpi andmetega, mis jagunevad PLC-s tavaliselt kolme põhitüüpi: digitaalsignaalid, analoogsignaalid ja impulsssignaalid. Selles artiklis uuritakse põhjalikult neid kolme andmetüüpi PLC-des ja uuritakse nende rakendusi tööstusautomaatikas.
II. Digitaalsed signaalid
Definitsioon ja omadused
Digitaalsed signaalid, tuntud ka kui loogikasignaalid või kahendsignaalid, on üks PLC-des kõige sagedamini kasutatavaid juhtsignaale. Neil on ainult kaks võimalikku väärtust, mida tavaliselt tähistatakse kui 0 ja 1, mis vastavad lüliti kahele olekule: OFF ja ON. Digitaalsed signaalid esindavad peamiselt erinevate seadmete tööolekut, andurite väljundsignaale ja sarnast teavet. Digitaalne signaalijuhtimine on PLC-de üks põhilisemaid rakendusi. Tuginedes praegusele digitaalsisendite kombinatsioonile ja sisendite ajaloolisele järjestusele, genereerib PLC seadme töö juhtimiseks vastavad digitaalväljundid.
Rakenduse stsenaariumid
Digitaalsed signaalid leiavad laialdast kasutust tööstusautomaatikas, näiteks:
Mootori juhtimine:Mootori täpse juhtimise saavutamine käivitamise, seiskamise ja suuna muutmise haldamise kaudu digitaalsete signaalide kaudu.
Valgustuse juhtimine:Valgustuse sisse/välja oleku reguleerimine keskkonna heleduse, aja ja muude tingimuste alusel.
Anduri signaalid:Anduritest, nagu temperatuurilülititest või rõhulülititest, saadavad digitaalsed signaalid jälgivad seadme olekut või keskkonnaparameetreid.
Kontrolli põhimõte
Digitaalne juhtimine kasutab tavaliselt loogilisi toiminguid. Sisenddigitaalsignaali olekute kombinatsiooni põhjal genereerib see vastavad väljunddigitaalsed signaalid. Näiteks kui andur tuvastab seadme rikke, väljastab see PLC-le digitaalse signaali. Seejärel juhib PLC vastavat täiturmehhanismi tõrke käsitlemiseks.
III. Analoogsignaalid
Definitsioon ja omadused
Analoogsignaalid viitavad pidevalt muutuvatele füüsilistele suurustele, mis teisendatakse PLC-sse sisestamiseks elektrilisteks signaalideks. Tavaliselt kasutatakse neid pidevalt muutuvate füüsikaliste suuruste, nagu temperatuur, rõhk, voolukiirus ja kiirus, esitamiseks. Analoogsignaalid on pidevad pinge- või voolusignaalid, mille väärtused võivad ulatuda mis tahes reaalarvust.
Rakenduse stsenaariumid
Analoogsignaale kasutatakse laialdaselt ka tööstusautomaatikas, näiteks:
Temperatuuri kontroll:Temperatuuriandurid muudavad temperatuurisignaalid PLC-sisendi jaoks analoogsignaalideks. PLC kasutab seda signaali kütte- või jahutusseadmete juhtimiseks, hoides ümbritseva õhu temperatuuri sättepunkti lähedal.
Rõhu juhtimine:Rõhuandurid muudavad rõhusignaalid analoogsignaalideks PLC-sisendi jaoks. PLC kasutab seda signaali klapi või pumba avamise juhtimiseks, hoides rõhku torudes või mahutites seadeväärtuse lähedal.
Voolu juhtimine:Vooluandurid muudavad voolusignaalid analoogsignaalideks, mis juhitakse PLC-sse. Seejärel juhib PLC selle signaali põhjal pumba või klapi väljundit, et hoida vedeliku või gaasi voolu seadeväärtuse lähedal.
Kontrolli põhimõtted
Analoogjuhtimine nõuab töötlemiseks tavaliselt analoogsignaalide teisendamist digitaalsignaalideks. Selle teisenduse hõlbustamiseks sisaldab PLC A/D (analoog-digitaal-) ja D/A (digitaal-analoog-) teisendusmooduleid. PLC teostab arvutusi ja hindamisi sisend-analoogsignaali põhjal, genereerides vastavad digitaalsed väljundsignaalid. Need digitaalväljundid muundatakse seejärel D/A-mooduli kaudu tagasi analoogsignaalideks, et juhtida täiturmehhanismi käivitamist.
IV. Impulsi kogus
Definitsioon ja omadused
Impulsi suurus viitab signaalile, kus pinge või vool hüppab hetkega ühelt väärtuselt teisele. Impulsi suurusi kasutatakse tavaliselt selliste füüsiliste suuruste, nagu asukoht või kiirus, esitamiseks. Impulsi väärtused on diskreetsed, iga impulss tähistab fikseeritud nihet või kiiruse juurdekasvu.
Rakenduse stsenaariumid
Tööstusautomaatikas kasutatakse impulsssignaale peamiselt täiturmehhanismide, nagu servomootorite ja samm-mootorite, juhtimiseks. Impulsssignaalide sageduse ja koguse reguleerimisega on võimalik saavutada täpne kontroll täiturmehhanismi asendi, kiiruse ja kiirenduse üle.
Kontrolli põhimõte
Impulsside juhtimist rakendatakse tavaliselt loendurite ja taimerite abil. PLC loendab ja kordab sisendimpulsssignaale, genereerides nende tulemuste põhjal vastavad väljundimpulsssignaalid, et juhtida täiturmehhanismi liikumisi. Impulssjuhtimine tagab juhtimise suure täpsuse, suure kiiruse ja suure töökindluse.
V. Kokkuvõte
Kolm peamist andmetüüpi PLC-des -digitaal-, analoog- ja impulss- mängivad tööstusautomaatikas otsustavat rolli. Need tähistavad vastavalt seadmete tööolekut, pidevalt muutuvaid füüsilisi suurusi ja asukoha/kiiruse parameetreid. Nende kolme andmetüübi töötlemise ja juhtimisega saavutavad PLC-d erinevate seadmete ja protsesside täpse juhtimise ja haldamise. Praktilistes rakendustes on optimaalsete juhtimistulemuste saavutamiseks hädavajalik valida sobivad juhtimismeetodid ja parameetrite seadistused konkreetsete nõuete ja stsenaariumide põhjal.