Λεπτομερής εισαγωγή και ανάλυση εφαρμογής του πίνακα ελέγχου PLC

Ο πίνακας ελέγχου PLC, δηλαδή ένας βιομηχανικός ηλεκτρικός πίνακας με έναν προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή ως μονάδα ελέγχου πυρήνα, είναι μια συσκευή βασικού κόμβου στο σύστημα βιομηχανικού αυτοματισμού. Η βασική του λειτουργία είναι να λαμβάνει διάφορα σήματα εισόδου από-αισθητήρες, κουμπιά, διακόπτες και άλλα στοιχεία της τοποθεσίας, να εκτελεί λογικές λειτουργίες, έλεγχο ακολουθίας, χρονισμό, μέτρηση και αριθμητικές λειτουργίες σύμφωνα με προ{2}}γραπτά προγράμματα ελέγχου και οδηγίες ελέγχου εξόδου στον ενεργοποιητή αντίστοιχα, πραγματοποιώντας έτσι αυτοματοποιημένο έλεγχο ροής του εξοπλισμού παραγωγής ή επεξεργασίας. Τα ντουλάπια ελέγχου PLC έχουν ένα εξαιρετικά ευρύ φάσμα εφαρμογών, που καλύπτουν γραμμές παραγωγής αυτοματισμού εργοστασίων, αυτόνομο έλεγχο εξοπλισμού, κατασκευή έξυπνων συστημάτων, εγκαταστάσεις περιβαλλοντικής μηχανικής και κόμβους ελέγχου διαφόρων βιομηχανιών επεξεργασίας. Ως κέντρο ελέγχου των σύγχρονων βιομηχανικών χώρων, η ποιότητα σχεδιασμού και κατασκευής αυτού του εξοπλισμού σχετίζεται άμεσα με τη λειτουργική σταθερότητα και τη συντήρηση ολόκληρου του συστήματος αυτοματισμού. Σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, ο ορθολογισμός της επιλογής και της διάταξης των εξαρτημάτων του ντουλαπιού PLC συχνά καθορίζει την αποτελεσματικότητα του επακόλουθου εντοπισμού σφαλμάτων και αντιμετώπισης προβλημάτων. Ταυτόχρονα, ενσωματωμένα ντουλάπια όπως το PLC Panel Control Logic Program Stainless Steel Automatic Cabinet με περίβλημα από ανοξείδωτο χάλυβα και προκαθορισμένη λογική ελέγχου χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε βιομηχανίες όπως τα τρόφιμα και τα φαρμακευτικά προϊόντα που έχουν υψηλές απαιτήσεις για καθαριότητα και αντοχή στη διάβρωση.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Σύστημα τροφοδοσίας και προστασίας Το σύστημα τροφοδοσίας του πίνακα ελέγχου συνήθως υιοθετεί μια σχεδίαση πλεονάζοντος{0}}διπλού κυκλώματος. Η κύρια τροφοδοσία ρεύματος διανέμεται σε κάθε λειτουργική μονάδα μέσω ενός διακόπτη κυκλώματος αέρα (αεροδιακοπής) για να διασφαλιστεί ότι τυχόν αστοχία κυκλώματος δεν επηρεάζει τη συνολική λειτουργία. Το τροφοδοτικό μεταγωγής 24 VDC παρέχει σταθερή ισχύ για το PLC και τους σχετικούς αισθητήρες και ρελέ του. Ο συντελεστής κυματισμού και η ακρίβεια τάσης επηρεάζουν άμεσα την αξιοπιστία των λογικών λειτουργιών. Στον πίνακα ελέγχου PLC, η μονάδα ισχύος μοιράζεται συχνά τον ίδιο δίαυλο τροφοδοσίας με τον Βιομηχανικό Η/Υ του πίνακα ελέγχου (βιομηχανικός υπολογιστής ντουλαπιού ελέγχου) και η αδιάλειπτη μεταγωγή σε επίπεδο χιλιοστού του δευτερολέπτου- επιτυγχάνεται μέσω UPS ή υπερπυκνωτή. Ο ελεγκτής PLC μονάδας λογικού ελέγχου χρησιμεύει ως ο βασικός επεξεργαστής και η επιλογή του πρέπει να λαμβάνει υπόψη τον αριθμό των σημείων I/O, τις δυνατότητες αναλογικής επεξεργασίας, τη συμβατότητα του πρωτοκόλλου επικοινωνίας και την περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα. Τα μεγάλα συστήματα υιοθετούν συχνά μια περιττή αρχιτεκτονική CPU - η κύρια και η εφεδρική CPU συγχρονίζουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Όταν η κύρια CPU αποτύχει, η εφεδρική CPU αναλαμβάνει απρόσκοπτα τον έλεγχο εντός 50 ms για να αποφευχθούν διακοπές παραγωγής. Ο αρθρωτός σχεδιασμός επιτρέπει στους χρήστες να επεκτείνουν ευέλικτα τις λειτουργίες σύμφωνα με τις απαιτήσεις της διαδικασίας, όπως μονάδες μέτρησης υψηλής ταχύτητας, μονάδες ελέγχου κίνησης ή μονάδες προσαρμογής PID.

 

Διεπαφή σήματος και μονάδα μετάδοσης κίνησης. Το κύκλωμα διασύνδεσης εισόδου/εξόδου υιοθετεί τεχνολογία φωτοηλεκτρικής απομόνωσης για πλήρη απομόνωση{{1}στον ιστότοπο ισχυρών σημάτων ρεύματος και λογικής ασθενούς ρεύματος PLC για την καταστολή ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Ως ενδιάμεσος μετατροπής σήματος, το ρελέ μπορεί να ενισχύσει το σήμα ελέγχου 24 VDC του PLC σε τάση 220 VAC ή υψηλότερη για να οδηγεί φορτία υψηλού- ρεύματος όπως επαφές και ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες. Το μπλοκ ακροδεκτών παρέχει μια τυποποιημένη διεπαφή σύνδεσης για διευκόλυνση της καλωδίωσης-στο χώρο και της επακόλουθης συντήρησης. Σύστημα αλληλεπίδρασης και επικοινωνίας ανθρώπου-υπολογιστή. Η οθόνη αφής (HMI) και ο πίνακας λειτουργίας παρέχουν στο προσωπικό λειτουργίας και συντήρησης μια διαισθητική διεπαφή παρακολούθησης διεργασιών, υποστήριξη ρύθμισης παραμέτρων, διάγνωση σφαλμάτων και ανάλυση τάσεων. Η μονάδα επικοινωνίας πραγματοποιεί αλληλεπίδραση δεδομένων με τον κεντρικό υπολογιστή, τον μετατροπέα συχνότητας και τα έξυπνα όργανα μέσω βιομηχανικού Ethernet (Profinet, EtherCAT) ή fieldbus (Modbus RTU, CANopen) για τη δημιουργία ενός κατανεμημένου συστήματος ελέγχου (DCS).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Η εργασία του προγραμματιζόμενου λογικού ελεγκτή στον πίνακα ελέγχου PLC βασίζεται στον μηχανισμό «κυκλικής σάρωσης». Ένας πλήρης κύκλος σάρωσης συνήθως περιλαμβάνει τρία στάδια. Στάδιο δειγματοληψίας εισόδου: Η CPU διαβάζει την κατάσταση όλων των κυκλωμάτων διεπαφής εισόδου διαδοχικά και αποθηκεύει την κατάσταση ενεργοποίησης-απενεργοποίησης ή την αναλογική τιμή κάθε σημείου εισόδου στον "καταχωρητή εικόνας εισόδου" εντός του συστήματος. Μετά την ολοκλήρωση αυτού του σταδίου, ακόμη και αν το εξωτερικό σήμα εισόδου αλλάξει σε επόμενα στάδια, τα περιεχόμενα του καταχωρητή εικόνας δεν θα ενημερώνονται πλέον σε αυτόν τον κύκλο μέχρι το στάδιο δειγματοληψίας εισόδου του επόμενου κύκλου σάρωσης.

 

Στάδιο εκτέλεσης προγράμματος: Ξεκινώντας από την πρώτη διεύθυνση της μνήμης του προγράμματος χρήστη, η CPU διαβάζει οδηγίες μία προς μία και εκτελεί λειτουργίες σύμφωνα με τις λογικές σχέσεις των διαγραμμάτων κλίμακας ή του δομημένου κειμένου. Κατά τη λειτουργία, το σύστημα θα διαβάσει την κατάσταση εισόδου στον καταχωρητή εικόνας εισόδου, καθώς και τις τρέχουσες τιμές των εσωτερικών βοηθητικών ρελέ, χρονόμετρων, μετρητών και άλλων εξαρτημάτων και θα ανανεώσει την κατάσταση των αντίστοιχων bit στον καταχωρητή εικόνας εξόδου με βάση τα λογικά αποτελέσματα. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ενημερωμένη κατάσταση εξόδου κατά την εκτέλεση του προγράμματος δεν αποστέλλεται αμέσως στο πραγματικό τερματικό εξόδου αλλά αποθηκεύεται προσωρινά στην περιοχή της εικόνας εξόδου.

 

Στάδιο ανανέωσης εξόδου: Η CPU μεταφέρει τα δεδομένα κατάστασης στον καταχωρητή εικόνας εξόδου στο κύκλωμα ασφάλισης εξόδου ταυτόχρονα και οδηγεί τα πραγματικά περιφερειακά στοιχεία εκτέλεσης μέσω της διεπαφής εξόδου. Σε αυτό το σημείο, ένας κύκλος σάρωσης τελειώνει και η CPU επανεκκινεί τη δειγματοληψία εισόδου για τον επόμενο κύκλο. Σε σενάρια εφαρμογών που δίνουν έμφαση στη γρήγορη απόκριση, όπως Application Cabinet ή PLC Panel Control Logic Program, το PLC υποστηρίζει επίσης οδηγίες άμεσης εισόδου/άμεσης εξόδου, οι οποίες μπορούν να διαβάσουν ή να ανανεώσουν απευθείας την κατάσταση συγκεκριμένων φυσικών σημείων κατά τη φάση εκτέλεσης του προγράμματος χωρίς να χρειάζεται να περιμένουμε την ολοκλήρωση του πλήρους κύκλου σάρωσης.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Η σωστή επιλογή και η λογική διαμόρφωση των ντουλαπιών ελέγχου PLC απαιτούν πλήρη εξέταση πολλών διαστάσεων, όπως οι απαιτήσεις εργασιών ελέγχου, οι περιβαλλοντικές συνθήκες-στο χώρο και η ευκολία της επακόλουθης συντήρησης. Ο προσδιορισμός της κλίμακας ελέγχου και των σημείων I/O είναι το πρώτο βήμα στην επιλογή. Οι μηχανικοί θα πρέπει να συνοψίσουν τον αριθμό των σημάτων εισόδου (κουμπιά, αισθητήρες, διακόπτες, κ.λπ.) και τον αριθμό των σημάτων εξόδου (επαφές, ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, ενδείξεις κ.λπ.) όλων των ελεγχόμενων συσκευών και στη συνέχεια να προσθέσουν ένα περιθώριο αποθεματικού 15% έως 20% σε αυτή τη βάση για να αντιμετωπίσουν μεταγενέστερες τροποποιήσεις ή επεκτάσεις λειτουργίας. Για τα αναλογικά σήματα, ο τύπος (τύπος ρεύματος ή τύπος τάσης), το εύρος και οι απαιτήσεις ακρίβειας θα πρέπει να διευκρινιστούν. Η επιλογή της απόδοσης του PLC και της ταχύτητας επεξεργασίας πρέπει να λαμβάνει υπόψη την πολυπλοκότητα του προγράμματος και τις απαιτήσεις χρόνου απόκρισης. Εφαρμογές ευαίσθητες στον χρόνο, όπως η μέτρηση υψηλής-ταχύτητας, η ακριβής τοποθέτηση και η πτητική διάτμηση απαιτούν ένα μοντέλο PLC με{12}}συναρτήσεις εισόδου και εξόδου υψηλής ταχύτητας. Για συστήματα που βασίζονται σε έλεγχο ακολουθίας και απλή ρύθμιση PID, τα τυπικά PLC μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες. Σε συστήματα συνεργατικού ελέγχου μεγάλης-κλίμακας ή πολλαπλών{16}}μηχανημάτων, θα πρέπει να δίνεται προτεραιότητα σε πλατφόρμες PLC που υποστηρίζουν πολλούς-κεντρικούς σταθμούς και ανταλλαγή δεδομένων μεγάλης- χωρητικότητας.

 

Η περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα είναι μια σημαντική βάση για τον προσδιορισμό της δομής του ντουλαπιού και της επιλογής εξαρτημάτων. Σε ένα καθαρό, ελεγχόμενης θερμοκρασίας-περιβάλλον εσωτερικής εγκατάστασης, τα συνηθισμένα ντουλάπια ψεκασμού από ανθρακούχο χάλυβα με επίπεδα προστασίας IP20 ή IP41 μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις χρήσης. Σε βιομηχανικούς χώρους όπου υπάρχει σκόνη, υγρασία ή διαβρωτικά αέρια, πρέπει να επιλέξετε ένα αυτόματο ερμάριο από ανοξείδωτο χάλυβα και να αυξήσετε το επίπεδο προστασίας σε IP54 ή υψηλότερο. Για παράδειγμα, όταν το ερμάριο συστήματος PLC για λύματα χρησιμοποιείται σε μονάδα επεξεργασίας λυμάτων, το ντουλάπι πρέπει να είναι ανθεκτικό στην υγρασία και τη διάβρωση του διαβρωτικού αερίου. σε διαρρύθμιση ανοιχτού-αέρα ή ημι-υπαίθριου-αέρα, πρέπει να προστεθεί ένα πάνω κάλυμμα σκίαστρου και μια συσκευή θέρμανσης και αφύγρανσης για να αποφευχθεί η συμπύκνωση.

 

Η ποιότητα του τροφοδοτικού και τα μέτρα κατά των-παρεμβολών επηρεάζουν τη μακροπρόθεσμη-σταθερή λειτουργία του πίνακα ελέγχου PLC. Σε χώρους με μεγάλες διακυμάνσεις του δικτύου ηλεκτροδότησης ή σοβαρή αρμονική ρύπανση, συνιστάται η εγκατάσταση φίλτρου ισχύος ή σταθεροποιητής τάσης στο άκρο εισερχόμενης γραμμής του ντουλαπιού. Οι καλωδιώσεις στο ερμάριο θα πρέπει να διαχωρίζονται αυστηρά μεταξύ κυκλωμάτων ισχυρού και ασθενούς ρεύματος και οι γραμμές ελέγχου και οι γραμμές τροφοδοσίας πρέπει να δρομολογούνται σε ξεχωριστές συρμάτινες γούρνες ή να διατηρούν επαρκή απόσταση. Το τροφοδοτικό συνεχούς ρεύματος του PLC θα πρέπει να τροφοδοτείται χωριστά από το τροφοδοτικό των επαγωγικών φορτίων όπως τα ρελέ και οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες. Εάν είναι απαραίτητο, δίοδοι ελεύθερου τροχού ή κυκλώματα απορρόφησης RC πρέπει να συνδέονται παράλληλα και στα δύο άκρα του πηνίου επαγωγικού φορτίου.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Εάν θέλετε να αποκτήσετεΝτουλάπι πάνελ PLCπροτάσεις διαμόρφωσης ή τεχνικές προσφορές για τις τρέχουσες συνθήκες του έργου σας, επικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικών και τεχνικής μας για περαιτέρω επικοινωνία.