Relės logikos paaiškinimas PLC valdymo sistemoje

Šiuolaikinė PLC valdymo sistemos technologija sukurta remiantis elektromechaninių įrenginių eros koncepcija: relės logika. Šis programavimo metodas skaitmeniniu būdu nukopijuoja, kaip veikia fizinės relės, ritės ir kontaktai.

Kiekvienas, dirbantis automatizavimo srityje, turi suprasti šį principą. Tai sudaro kopėčių diagramos (LD), labiausiai paplitusios šiandien naudojamos PLC programavimo kalbos, pagrindą. Įvaldykite šią koncepciją ir galėsite skaityti, rašyti ir taisyti daugumą šiuo metu veikiančių valdymo sistemų.

Šiame vadove rasite nuo pagrindinių principų iki profesionalaus naudojimo. Ištirsime:

Kaip prasidėjo valdymas naudojant laidines relių sistemas.

Kaip fizinės dalys tampa skaitmeninėmis PLC instrukcijomis.

Kaip sukurti pagrindines valdymo grandines naudojant kopėčių logiką.

Pažangūs metodai ir dažniausios klaidos, kurių reikia vengti.

Kodėl PLC pagrįstos sistemos veikia geriau.

„Hardwired“ fondas

Prieš PLC egzistavimą pramoninis valdymas reiškė fizinius laidų ir elektromechaninių relių labirintus. Suvokus šį pagrindą, perėjimas prie skaitmeninės logikos tampa lengvai suprantamas.

Laidinės valdymo sistemos naudoja fizines dalis, kad sukurtų sprendimų priėmimo grandines. Pagrindinis komponentas yra elektromechaninė relė.

Kai elektros srovė teka per relės ritę, ji sukuria magnetinį lauką. Šis laukas traukia nedidelį metalinį gabalėlį, vadinamą armatūra. Armatūra fiziškai judina elektrinius kontaktus, uždarydama arba atidarydama grandinę.

Šių kontaktų būsena yra svarbi:

Įprastai atidaryta (NE):Kontaktas lieka atviras, kai relės ritė neturi maitinimo. Jis užsidaro, kad srovė tekėtų tik tada, kai ritė gauna maitinimą.

Paprastai uždarytas (NC):Kontaktas lieka uždarytas, kai relės ritė neturi galios, todėl srovė teka. Jis atsidaro, kad nutrauktų grandinę, kai ritė gauna maitinimą.

Fiziniai laidai sukūrė logiką. Dviejų kontaktų laidai nuosekliai pagaminti IR užtvarai - abu turi būti uždaryti, kad būtų galima perduoti maitinimą. Juos sujungus lygiagrečiai, buvo sukurti ARBA vartai – tiek vienas, tiek kitas galėjo perduoti maitinimą. Sudėtingoms sistemoms reikėjo dešimčių relių ir tiesioginių laidų tinklų. Visa tai užpildė dideles valdymo spintas.

Vertimas į PLC

PLC valdymo sistema paima visą laidinį skydelį ir atkuria jį programine įranga. Fizinės relės, kontaktai ir laidai tampa atminties bitais ir loginėmis instrukcijomis. PLC procesorius vykdo šias instrukcijas vieną po kitos.

Šis skaitmeninis vertimas sudaro kopėčių loginio programavimo esmę. Kiekvienas fizinis komponentas turi tiesioginę skaitmeninę atitiktį.

Įjungtas tyrimas / normaliai atidarytas (XIC / --| |--) Susisiekite:Tai pati pagrindinė instrukcija. Jis tikrina atminties bito būseną. Instrukcija yra „teisinga“, jei bitas yra 1. Tai „klaidingas“, jei bitas yra 0.

Apžiūra išjungta / įprastai uždaryta (XNC / --|/|--) Kontaktai:Ši instrukcija veikia priešingai. Tai yra „teisinga“, jei atminties bitas yra 0. Tai „klaidingas“, jei bitas yra 1. Tai būtina saugiai logikai ir sustabdymo mygtukams.

IšvestisRitė (OTE / ---( )--): Ši instrukcija rašo į atminties bitą. Jei XIC ir XNC kontaktų derinys prieš jį loginiame laiptelyje yra "true", OTE instrukcija nustato savo bitą į 1. Tai "įkrauna" ritę.

Šios instrukcijos veikia su atminties bitais, susietais su realiu pasauliu per PLC įvesties/išvesties (I/O) modulius. Įvesties bitas (pvz., I:0/0) rodo fizinio įvesties gnybto įtampos būseną. Išvesties bitas (pvz., O:0/0) valdo fizinio išvesties terminalo būseną.

Praktinis įgyvendinimas

Teorija tampa įgūdžiu, kai ją pritaiki. Dabar galime sujungti šiuos skaitmeninius komponentus, kad sukurtume veikiančias valdymo grandines kopėčių logika.

Start/Stop Sandarinimas

Tikslas yra naudoti momentinį paleidimo mygtuką varikliui įjungti. Variklis veikia tol, kol kas nors nepaspaudžia trumpalaikio sustabdymo mygtuko. Tai klasikinė „trijų laidų valdymo“ grandinė, atkurta skaitmeniniu būdu.

Logika naudoja „sandarinimo“ arba „užrakto“ sąvoką. Įprastai atidarytas "Start_Button" kontaktas nuosekliai jungiasi su įprastai uždarytu "Stop_Button" kontaktu. Jie veda į „Variklio“ išvesties ritę.

Pagrindinė dalis: įprastai atviras kontaktas, susietas su pačia „Variklio“ išvestimi, jungiasi lygiagrečiai su „Start_Button“ kontaktu.

Kai operatorius paspaudžia mygtuką "Start_Button", laiptelis tampa teisingas. „Variklio“ ritė įjungia energiją. Atliekant kitą PLC nuskaitymą, „Motor“ kontaktas taip pat yra teisingas. Taip sukuriamas lygiagretus loginio srauto kelias. Operatorius gali atleisti "Start_Button" ir grandinė lieka "užsandarinta" per savo kontaktą. Vienintelis būdas nutraukti grandinę yra paspausti mygtuką „Stop_Button“. Taip atidaromas įprastai uždarytas kontaktas ir išjungiamas variklis.

Apsauginiai blokatoriai

Tikslas yra sustabdyti mašinos veikimą, jei yra atidarytas apsauginis gaubtas. Tai apsaugo operatorių. Tai pagrindinė PLC valdymo sistemos blokavimo programa.

Apsaugos durelių jungiklį vaizduojančią instrukciją dedame nuosekliai su variklio išėjimo rite. Siekiant maksimalaus saugumo, ant durų naudojame fizinį normaliai uždarytą ribinį jungiklį. Šis jungiklis jungiamas prie PLC įvesties.

Kopėčių logikoje šiam įėjimui naudojame kontaktą Examine If Closed (XIC). Kai apsauginės durys yra fiziškai uždarytos, uždaromas NC jungiklis. PLC įėjimas yra ĮJUNGTAS, XIC kontaktas yra teisingas ir variklis gali veikti.

Jei operatorius atidaro duris, atsidaro fizinis NC jungiklis. PLC įvestis IŠJUNGTA, XIC kontaktas tampa klaidingas, o loginis laiptelis nutrūksta. Tai iš karto išjungia variklio ritę, sukurdama saugią būseną.

Laikmačiai ir skaitikliai

PLC siūlo galingas instrukcijas, kurios neturi paprasto atitikmens pagrindinėse relių sistemose. Laikmačiai ir skaitikliai yra puikūs pavyzdžiai.

Laikmačio įjungimo delsa (TON) atideda veiksmą. Pavyzdžiui, siurblys turi veikti 30 sekundžių po to, kai kas nors paspaudžia paleidimo mygtuką. TON instrukcija turi įjungimo įvestį ir seka laiką, kai laiptelis yra teisingas. Kai jo sukauptas laikas pasiekia iš anksto nustatytą reikšmę (pvz., 30 sekundžių), jo „Atlikta“ bitas (DN) tampa tikras. Tada šis DN bitas gali valdyti kitą logiką kaip kontaktą.

Count-Up (CTU) skaitiklis seka įvykius. Įsivaizduokite, kad skaičiuojate butelius ant konvejerio linijos, naudodami foto-akių jutiklį. CTU instrukcija padidina savo akumuliatoriaus vertę kiekvieną kartą, kai laiptelio logika pereina iš klaidingos į teisingą. Kai akumuliatorius pasiekia iš anksto nustatytą vertę, jo bitas „Atlikta“ tampa tikru. Tai galite naudoti norėdami sustabdyti konvejerį arba valdyti nukreipiamuosius vartus.

Lyginimas vienas šalia kito

Norėdami iš tikrųjų suprasti PLC galią, palyginkime abu paprastus konvejerio valdymo sistemos metodus. Užduotis: konvejeris pradedamas mygtuku "Start" ir sustoja mygtuku "Stop". Jis taip pat sustoja, jei pabaigoje esanti fotoakis užblokuojama ilgiau nei 2 sekundes.

Tradicinis laidinisRelėSchema:

Tam reikės vidutiniškai sudėtingos plokštės. Jums reikės paleidimo / sustabdymo logikos relės (CR1), atskiros reguliuojamos laiko relės (TR1) ir kitos fotoakies logikos valdymo relės (CR2). Laidai būtų sudėtingi. Paleidimo mygtukas įjungia CR1, kurio kontaktas jį užsandarina. Stabdymo mygtukas sulaužo sandariklį. Fotoakis įjungia laiko nustatymo relę TR1. Po 2 sekundžių TR1 kontaktas atidaro grandinę, kad išjungtų pagrindinį variklio kontaktorių. Trikčių šalinimui reikės multimetro, tikrinančio įtampą daugelyje taškų keliuose komponentuose.

LygiavertisPLCLaiptų logikos programa:

Tam reikia tik dviejų ar trijų paprastų logikos laiptelių.

1 pakopa:Klasikinė konvejerio variklio paleidimo / sustabdymo sandarinimo logika.

2 pakopa:Įprastai atidarytas kontaktas iš foto akies įvesties įgalina TON laikmatį su 2 sekundžių išankstiniu nustatymu.

1 pakopa (modifikacija):Įprastai uždarytas kontaktas iš laikmačio „Atlikta“ bito (T4:0/DN) pridedamas nuosekliai su variklio išvesties rite.

Jei fotoakis užblokuotas, laikmatis įsijungia. Jei jis lieka užblokuotas 2 sekundes, laikmačio „Done“ bitas tampa teisingas. Atsidaro NC kontaktas variklio laiptelyje ir konvejeris sustoja. Jis švarus, vaizdingas ir jam nereikia jokių papildomų komponentų.

Be pagrindų

Darbo logikos rašymas yra pirmasis žingsnis. Norint rašyti stiprią, profesionalią ir prižiūrimą logiką, reikia giliau suprasti, kaip veikia sistema. Taip pat reikia vengti įprastų klaidų.

Vertimo schemos

Konvertuojant senas laidines schemas į PLC valdymo sistemą, tiesioginis vertimas gali būti pavojingas. Turite analizuoti, ką grandinė turi daryti, o ne tik kaip ji atrodo.

Viena iš pagrindinių problemų yra „sėlinukų takai“. Fizinėje diagramoje srovė kartais gali rasti netikėtų lygiagrečių kelių per kontaktus. Taip sukuriama neplanuota logika. PLC vienu metu vykdo po vieną laiptelį iš viršaus į apačią, todėl šie slapti būdai neegzistuoja. Neatsargus vertimas „vienas su vienu“ gali pakeisti mašinos elgesį.

Kitas klausimas – lenktynių sąlygos. Laidinė grandinė gali priklausyti nuo nedidelių fizinių relių atidarymo ir uždarymo vėlavimų. PLC nuskaito taip greitai, kad gali įvertinti būklę kitaip nei jo lėtesnis mechaninis pirmtakas. Dėl to atsiranda periodinių gedimų, kuriuos sunku diagnozuoti.

PLC nuskaitymo laikas

PLC neveikia iš karto. Jis veikia nuolatine kilpa, vadinama nuskaitymo ciklu:

Skaityti įvestis:Jis nuskaito visas fizines įvestis ir atnaujina savo vidinę atmintį.

Vykdyti logiką:Jis sprendžia kopėčių logikos programą iš viršaus į apačią, pakopa po laiptelio.

Rašymo išėjimai:Jis atnaujina visus fizinius išėjimus pagal loginio vykdymo rezultatus.

Šis nuskaitymo laikas matuojamas milisekundėmis, tačiau jis nėra nulis. Labai greitas įvesties signalas, panašus į mygtuko paspaudimą, trumpesnį nei vienas nuskaitymo ciklas, gali būti visiškai praleistas. PLC nuskaito įvestis, mygtukas paspaudžiamas ir atleidžiamas, o kitą įvesties nuskaitymą įvykis dingsta.

Viename paleidimo projekte mašina kartais nepavykdavo paleisti. Po kelių valandų tikrinimo laidus nustatėme, kad trumpalaikis paleidimo mygtukas buvo paspaudžiamas ir atleidžiamas greičiau nei vienas perkrauto PLC nuskaitymo ciklas. Sprendimas buvo naudoti vienkartinę (ONS) instrukciją, kad mygtuko paspaudimas būtų užfiksuotas vidiniame antgalyje. Tai užtikrino, kad logika jį matys kito nuskaitymo metu. Tai parodo, kodėl projektuodami turite atsižvelgti į nuskaitymo laiką.

Geriausia praktika

Profesionali kopėčių logika yra ne tik funkcija. Kalbama apie aiškumą asmeniui, kuris turi išspręsti problemą po metų – ir tas asmuo gali būti jūs.

Visada naudokite simbolius ir komentarus. Kiekviena įvestis, išvestis, vidinis bitas, laikmatis ir skaitiklis turi turėti aprašomąjį pavadinimą (pvz., „Main_Conveyor_Motor_On“) ir komentarą, paaiškinantį jo paskirtį. Tai yra svarbiausias įprotis kuriant prižiūrimą kodą.

Sugrupuokite susijusią logiką kartu. Visa variklio 1 logika – jo paleidimas/išjungimas, blokavimai ir gedimai – turėtų būti vienoje programos dalyje. Taip sukuriama logiška, į knygą panaši struktūra, kurioje lengva naršyti.

Venkite pernelyg sudėtingų laiptelių. Vienas penkių kontaktų pločio ir trijų šakų gylio logikos laiptelis yra košmaras, kurį reikia pašalinti. Daug geriau jį suskaidyti į keletą paprastesnių laiptelių. Norėdami perduoti vieno paprasto laiptelio rezultatą kitam, naudokite vidinius bitus (dažnai vadinamus „vėliavomis“ arba „žymekliais“). Ši praktika atitinka struktūrinio programavimo principus, skatinamus standartų, tokių kaip IEC 61131-3.

Aiškus nugalėtojas

Lyginant modernią PLC valdymo sistemą su tradicinėmis laidinėmis valdymo logikos relėmis, PLC pranašumai yra didžiuliai.

Sumažėjęs laidų ir vietos kiekis:Vienas kompaktiškas PLC ir jo įvesties/išvesties kortelės pakeičia didžiulę relių spintą ir kilometrų ilgio laidą. Įprasto valdymo pulto dydis gali susitraukti iki 60-80%. Tai žymiai sumažina korpuso ir montavimo išlaidas.

Padidėjęs lankstumas:Ar reikia pakeisti laikmatį nuo 5 sekundžių iki 10 sekundžių? Naudojant PLC, tai programinės įrangos pakeitimas, atliekamas per kelias sekundes. Naudojant reles, tai yra fizinis pakeitimas ir laidų perjungimas.

Išplėstinės galimybės:PLC siūlo įmontuotas laikmačių, skaitiklių, matematinių operacijų, duomenų registravimo ir tinklo ryšio funkcijas. Šios funkcijos yra neįmanomos arba pernelyg brangios ir sudėtingos naudojant reles.

Padidintas patikimumas:PLC yra kietojo kūno įrenginiai, kuriuose nėra judančių dalių, kurios galėtų susidėvėti, sulūžti ar suvirinti. Tai žymiai padidina vidutinį laiką tarp valdymo sistemos gedimų (MTBF).

Patobulintas trikčių šalinimas:Užuot naudojęs multimetrą aukštos įtampos spintoje, programuotojas gali prijungti nešiojamąjį kompiuterį ir saugiai stebėti logiką realiuoju laiku. Vizualiai ekrane matant, kurie kontaktai yra įjungti arba išjungti, problemų diagnozavimas tampa greitesnis ir saugesnis.

Kertinio akmens įvaldymas

Ši kelionė nuvedė mus nuo fizinių relių paspaudimų iki švaraus, efektyvaus šiuolaikinio PLC kodo. Matėme, kaip pagrindinės relės logikos sąvokos nebuvo atmestos, o įsisavintos ir patobulintos skaitmeninėje aplinkoje.

Tvirtas relės logikos paaiškinimas PLC valdymo sistemoje nėra pasenęs įgūdis. Tai absoliutus efektyvaus automatizavimo programavimo kertinis akmuo. Tai mašinų kalba.

Suprasdami, kaip sukurti grandines su skaitmeniniais kontaktais ir ritėmis, kaip įdiegti laikmačius ir blokavimus ir kaip rašyti švarų, prižiūrimą kodą, įgyjate galios. Įgysite galimybę kurti, kurti ir šalinti sudėtingas automatizavimo sistemas, kurios maitina mūsų šiuolaikinį pasaulį.

Taip pat žr

SSR šilumos išsklaidymo dizainas maksimaliai eksploatavimo trukmei – inžinieriaus vadovas

Kietojo kūno relių montavimas: visas sąrankos ir priežiūros vadovas, 2025 m

Kietojo kūno relės valdikliai Variklio paleidimas: visas 2025 m. vadovas

Kas yra laiko relė? Apibrėžimas, darbas ir naudojimas