PLC: kung ano ito, kung paano ito gumagana, at kung para saan ito ginagamit sa automation ng industriya

Informatec Digital » Teknolohiya » PLC: kung ano ito, kung paano ito gumagana, at kung para saan ito ginagamit sa automation ng industriya

Sa mundo ng industriyal na automation at modernong mga sistema ng kontrol, PLC Sila ay naging pangunahing mga piraso na nagbago ng sektor ng pagmamanupaktura at logistik. Ang pagsasama nito ay nagpagana ng maaasahan, flexible, at secure na pag-automate ng gawain, na nagpapahintulot sa mga kumpanya na i-optimize ang mga mapagkukunan at makamit ang kahusayan na mahirap itugma sa ibang mga system. Pero alam mo ba talaga? qué es un PLC, paano ito gumagana o para saan ito ginagamit sa pagsasanay?

Kung gusto mong maunawaan ang mahahalagang teknolohiyang ito sa parehong industriya at residential at komersyal na mga aplikasyon, makakahanap ka ng malinaw, komprehensibo, at napapanahon na paliwanag dito. Tuklasin ang mga pangunahing punto, pakinabang, uri, at aplikasyon ng mga PLC nang malalim, na pinagsasama ang lahat ng mga nuances at diskarte na ibinigay ng mga pinaka-kaugnay na mapagkukunan sa Espanyol.

Ano ang isang PLC?

Ang terminong PLC nagmula sa ingles Programmable Logic Controller, isinalin bilang Programmable Logic Controller. Ito ay isang matatag na elektronikong aparato o computer, na partikular na idinisenyo para sa awtomatikong kontrol ng mga pang-industriyang makinarya at proseso. Ito ang "utak" na responsable para sa pagtanggap ng mga signal mula sa iba't ibang mga sensor, pagproseso ng mga ito ayon sa isang paunang na-configure na programa, at pag-activate ng mga output upang kontrolin ang mga makina, system, at buong proseso.

Ang mga digital na automata na ito Ang mga ito ay binuo upang gumana sa mga demanding na kapaligiran, kung saan ang mga kondisyon sa kapaligiran (alikabok, temperatura, vibrations, halumigmig) ay maaaring maging masama para sa anumang maginoo na kagamitan sa opisina. Ang pangunahing layunin ng isang PLC ay automation: pagpapalit ng manu-manong paggawa o mga lumang sistema ng mga relay at switch ng flexible, programmable, at mas ligtas at mas mahusay na elektronikong kontrol.

Salamat sa iyong versatility at kadalian ng reprogramming, inilipat ng mga PLC ang mas mahigpit at kumplikadong mga solusyon. Pinapayagan nila ang mga pagbabago sa proseso, mabilis na pag-angkop sa mga pagbabago sa produksyon, pinalawak na pag-andar, at higit pang maliksi na pagpapanatili.

Kasaysayan at ebolusyon ng mga PLC

Ang simula ng mga PLC ay nagsimula noong huling bahagi ng 1960s. Ang industriya ng automotive, lalo na sa Estados Unidos, ay kailangang palitan ang mga panel na puno ng mga relay at kumplikadong mga kable, na nangangailangan ng maraming oras at pera upang baguhin. Bilang tugon, lumitaw ang mga unang programmable device, na sa lalong madaling panahon ay umunlad upang isama ang mga microprocessor, pagpapalawak ng mga kakayahan at pagpapagana ng mga komunikasyon sa iba pang mga device.

Sa mga sumunod na dekada, Ang teknolohikal na ebolusyon ay nagdala ng mas malakas, compact at matipid na mga PLC. Noong dekada 80, ginawa ng standardization ng protocol at pinahusay na mga programming language ang mga PLC na pangunahing solusyon sa automation ng industriya. Ngayon, ang pagsasama sa mga SCADA system, komunikasyon sa mga pang-industriyang network, at ang paggamit ng mga graphical interface (HMI) ay kumpletuhin ang qualitative leap forward sa teknolohiyang ito.

Paano gumagana ang isang PLC?

Ang operasyon ng a PLC maaaring hatiin sa ilang mahahalagang yugto, na paulit-ulit na paikot sa millisecond:

• Pagtanggap ng mga signal ng input: Ang PLC ay tumatanggap ng impormasyon (ON/OFF states o analog values) mula sa mga sensor, switch, pushbutton, limit switch o field device.
• Pagproseso ng data: Kapag ang mga entry ay naka-imbak sa memorya, ang Pinapatakbo ng CPU ang programa ng gumagamit pagbibigay-kahulugan sa mga senyales na iyon at pagtukoy kung anong mga aksyon ang dapat mong gawin.
• Pag-activate ng mga output: Ayon sa logic ng programa, ang PLC bumubuo ng mga signal ng output na nagpapagana ng mga actuator, relay, contactor, motor, valve, lamp, alarm at iba pang elemento.
• Komunikasyon at pangangasiwaMaaaring makipagpalitan ng data ang mga PLC sa iba pang mga PLC, SCADA system, o HMI interface, na nagpapahintulot sa parehong remote control at direktang pangangasiwa at pakikipag-ugnayan ng mga operator.

Kasama sa kumpletong cycle (kilala bilang "scan") ang self-diagnosis, pagbabasa ng input, pagpapatupad ng program, pag-update ng output, at mga gawain sa komunikasyon. Tinitiyak ng real-time na operasyong ito ang isang agaran at maaasahang tugon sa anumang kaganapang nakita sa pasilidad.

Mga pangunahing bahagi ng isang PLC

Lahat PLC Binubuo ito ng ilang mga module na responsable para sa mga partikular na function:

• CPU (Central Processing Unit): Ito ang core ng PLC, kung saan ang control logic ay isinasagawa at lahat ng mga tagubilin ay pinoproseso.
• Mga module ng memorya: Iniimbak nila ang programa ng gumagamit, nagpoproseso ng data, mga parameter at makasaysayang talaan.
• Mga module ng input: Pinapayagan nila ang pagtanggap ng mga de-koryenteng signal mula sa mga sensor o panlabas na device, na binabago ang mga signal na ito upang mabigyang-kahulugan ng CPU ang mga ito.
• Mga module ng output: Bumubuo sila ng mga signal para i-activate ang mga relay, contactor, valve, motor o anumang konektadong device.
• Supply ng kuryente: Nagbibigay ito ng kinakailangang kapangyarihan para sa lahat ng panloob na bahagi.
• Unit ng programming: Nagbibigay-daan sa user na i-load, baguhin o subaybayan ang control program gamit ang isang laptop, PC o handheld terminal.

Bukod pa rito, maraming mga PLC ang nagsasama mga module ng komunikasyon upang isama sa mga pang-industriyang network at Mga interface ng HMI upang mapadali ang direktang pakikipag-ugnayan sa operator.

PLC Programming at Mga Wika

Paano magprogram ng isang PLC Isa ito sa malaking pakinabang nito. Binibigyang-daan ka nitong iakma at muling i-configure ang mga proseso ng pagmamanupaktura o automation habang nagbabago ang mga pangangailangan ng kumpanya. Ang internasyonal na pamantayang IEC 61131 ay nagtatatag ng ilang mga wika para sa PLC programming, ang pinakakaraniwang ginagamit ay:

• Ladder Diagram (LD): Batay sa mga de-koryenteng diagram ng "hagdan", ito ang pinaka-tradisyonal at pinakasimpleng para sa mga technician na may karanasang elektrikal.
• Function Block Diagram (FBD): Kinakatawan ang lohika sa pamamagitan ng mga graphically konektadong mga bloke para sa mas malawak na visualization.
• Structured Text (ST): Gumagamit ito ng syntax na katulad ng mga conventional programming language, na angkop para sa mga kumplikadong proseso.
• Listahan ng Pagtuturo (IL) at Sequence Diagram (SFC): Iba pang mga wika na nakatuon sa mga partikular na aplikasyon.

Ang program ay binuo sa mga computer gamit ang partikular na software na ibinigay ng bawat tagagawa. at inililipat sa PLC sa pamamagitan ng cable o koneksyon sa network.

Mga natatanging tampok ng mga PLC

Ang mga device na ito ay may ilang mga katangian na malinaw na naiiba ang mga ito mula sa iba pang mga control system, tulad ng mga microcontroller, pang-industriya na PC, o wired relay:

• Katatagan: Ang mga ito ay idinisenyo upang mapaglabanan ang mga masamang kondisyon na tipikal ng mga pabrika o mga linya ng produksyon.
• Kahusayan: Nag-aalok ang mga ito ng tuluy-tuloy at ligtas na operasyon, pinapaliit ang panganib ng mga pagkabigo o hindi planadong paghinto.
• Flexibility at kadalian ng reconfiguration: Madaling magawa ang mga pagbabago sa kontrol sa proseso sa pamamagitan ng mga pagsasaayos ng programa, nang hindi nangangailangan ng pisikal na pagbabago sa mga kable.
• ModularityMaraming modelo ang nagbibigay-daan sa pagpapalawak ng bilang ng mga input/output o pagdaragdag ng mga feature habang lumalaki ang mga pangangailangan ng system.
• Comunicación: Pagsasama sa mga mas mataas na antas ng system (SCADA, MES, ERPs) at mga pang-industriyang network (Ethernet/IP, Profibus, Modbus, atbp.).
• Pagkatugma sa iba't ibang mga programming language: Angkop para sa parehong mga tauhan ng kuryente at mga inhinyero ng computer.
• Friendly na user interface: Sa pamamagitan ng HMI o mga graphic panel na may mga touch screen, upang mapadali ang operasyon at diagnosis ng pag-install.

Mga uri ng PLC

Depende sa pagiging kumplikado ng proseso na kinokontrol at sa kapaligiran ng aplikasyon, may iba't ibang uri ng PLC:

• compact na PLC: Isinasama nila ang lahat ng modules (CPU, inputs/outputs at power supply) sa iisang housing. Tamang-tama ang mga ito para sa maliliit o katamtamang laki ng mga sistema kung saan limitado ang espasyo at hindi na kakailanganin ang mga pagpapalawak.
• Modular PLC: Binubuo ng mga independiyenteng module (CPU, I/O, komunikasyon, atbp.) na maaaring pagsamahin ayon sa mga pangangailangan. Nag-aalok ang mga ito ng higit na pagpapalawak at kakayahang umangkop, at ang mas gustong pagpipilian para sa katamtaman o malalaking sistemang pang-industriya.
• Rackmount PLC: Malawakang ginagamit sa malalaking pag-install, pinapayagan nila ang iba't ibang mga module na mai-mount at pinagsama sa isang frame, na nagpapadali sa pagpapalitan ng impormasyon sa pagitan ng mga ito at nag-aalok ng mahusay na kapasidad sa pagproseso at pagpapalawak.
• PLC na may built-in na HMI: Kasama sa mga ito ang isang pinagsama-samang graphical na user interface, na pinapasimple ang pakikipag-ugnayan sa operator at binabawasan ang mga kable ng mga elemento.
• PLC sa pamamagitan ng software: Wala silang sariling pisikal na CPU, ngunit ginagamit ang processor ng isang PC o server upang patakbuhin ang control program. Ang mga ito ay perpekto para sa simulation, pagbuo at pagsubok, kahit na para sa mga kritikal na aplikasyon ay palaging inirerekomenda ang isang tradisyonal na hardware PLC.
• Slot PLC: Kumokonekta sila tulad ng mga PCI card sa loob ng isang computer, pinagsasama ang mga pakinabang ng modularity sa pagpoproseso ng PC.

Mga aplikasyon at paggamit ng PLC sa industriya

Ang kakayahang umangkop ng PLC pinapayagan ang paggamit nito sa lahat ng uri ng industriyal at komersyal na sektor, tulad ng:

• Mga sistema ng paggawa at produksyon: Kontrol ng mga linya ng pagpupulong, mga kagamitan sa makina, mga plastik at makinarya ng metal, mga robot na pang-industriya at mga proseso ng awtomatikong pagpupulong.
• Air conditioning, seguridad at mga pag-install ng enerhiya: Regulasyon ng heating, air conditioning, lighting control, mga awtomatikong pinto at alarm system sa mga pang-industriyang pasilidad o malalaking gusali.
• Mga proseso ng kemikal at pagkain: Pagsubaybay at kontrol ng pagtimbang, pagdodose, paghahalo, pagpuno, pag-iimbak at pag-iimbak, na tinitiyak ang kalidad ng panghuling produkto at kaligtasan ng pagkain.
• Logistics automation: Pamamahala ng mga automated na bodega, panloob na sistema ng transportasyon, conveyor belt, stacker crane, at picking robot, na pinapanatili ang real-time na talaan ng lokasyon at katayuan ng mga kalakal.
• Industriya ng sasakyan: Mga aplikasyon sa mga linya ng pagpupulong, welding machine, pintura booth, milling machine, drilling machine at component manufacturing.
• Paggamot at mga halaman ng enerhiya: Kontrol ng mga halaman ng tubig, paglilinis, mga pipeline ng langis, mga proseso ng pagtimbang, pagkontrol sa temperatura, mga thermal treatment at pamamahagi ng kuryente.

Ang kasalukuyang kalakaran ay tumutukoy sa a Mas malawak na pagsasama ng mga PLC sa mga teknolohiyang Industry 4.0, pagpapagana ng cloud connectivity, advanced na data analysis, at integration sa mga artificial intelligence system. Ang mga programmable logic controllers ay mananatiling core ng industrial automation at digitalization.

Mga pangunahing bentahe ng mga PLC sa iba pang mga sistema

Ang pag-ampon ng Mga PLC Bilang isang control solution nagbibigay ito ng maraming benepisyo:

• Mabilis at madaling pagpapanatili: Madaling pagsusuri ng kasalanan, posibilidad ng pagsubok nang hindi binabago ang pisikal na mga kable.
• Scalability at modularity: Madaling pagpapalawak ng system sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga module nang hindi nangangailangan ng matinding muling pagdidisenyo.
• Pagbawas ng mga gastos at espasyo: Mas kaunting pangangailangan para sa mga relay panel, pisikal na espasyo, at mga oras ng pag-develop at pagpapatupad.
• Katiwasayan: Posibilidad ng pagsasama ng mga interlock, proteksyon at emergency stop function upang maiwasan ang mga panganib.
• Advanced na pagsubaybay: Real-time na pagsubaybay, pagbuo ng alarma, pag-record at pagsusuri ng data, na nagpapadali sa predictive na pagpapanatili.
• Pagkakabit at sentralisadong kontrol: Madaling pagsasama sa mga pang-industriyang network at may mas mataas na antas ng mga sistema ng pamamahala (SCADA, WMS, WMS, ERP system, atbp.).

Saan ginagamit ang mga PLC at mga praktikal na halimbawa?

Ilang karaniwang kaso kung saan ang Mga PLC ang mga mahahalagang elemento ay kinabibilangan ng:

• Mga awtomatikong paghuhugas ng kotse: Pagkontrol sa mga pagkakasunud-sunod ng sensor (pagtukoy sa presensya ng mga sasakyan, pag-activate ng mga ilaw ng trapiko, fan at pump ayon sa mga naka-program na parameter).
• Mga pabrika ng sasakyan: Pamamahala ng mga linya ng pagpipinta, hinang, at pagpupulong, pati na rin ang kontrol sa kalidad at mga sistema ng pagdodos ng materyal.
• Mga sistema ng transportasyon at logistik: Pag-automate ng paggalaw at pag-uuri ng mga pakete, lalagyan, o pallet sa malalaking bodega at logistics center.
• Industriya ng pagkain: Pagkontrol sa mga kritikal na proseso gaya ng bottling, pasteurization, filling, labeling o packaging, kung saan mahalaga ang homogeneity at kaligtasan.
• Mga matalinong gusali: Regulasyon ng air conditioning, ilaw, elevator at access system.

Sa kasalukuyan, kahit na sa mga domestic application, may mga modelo ng Mga PLC ng tirahan nilayon para sa pamamahala ng enerhiya, kontrol ng patubig o mga sistema ng automation ng bahay.

Karamihan sa mga ginagamit na tatak at modelo ng PLC

Sa pandaigdigang merkado, namumukod-tangi ang mga tagagawa gaya ng Siemens at Allen Bradley, na nangunguna sa industriya na may mga solusyong iniayon sa lahat ng sektor. Ang Siemens ay isang benchmark sa Europe at Asia salamat sa mga pamilyang S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200 at S7-1500 nito. Si Allen Bradley, sa bahagi nito, ay nangingibabaw sa merkado ng Hilagang Amerika na may mga sistema tulad ng ControlLogix, MicroLogix, at CompactLogix, na sumasaklaw sa lahat mula sa maliit hanggang sa malalaking pasilidad ng industriya.

Mayroon ding Mga dalubhasang PLC sa mga partikular na gawain, gaya ng storage na nakabatay sa slot para sa data ng produksyon o storage na nakabatay sa software para sa mga simulation at pagsubok bago ang aktwal na pagpapatupad.

Gastos at return on investment kapag nagpapatupad ng PLC

El paunang halaga ng isang PLC Depende ito sa tatak, uri at dami ng mga module na kinakailangan para sa bawat pag-install. Gayunpaman, ang ang return on investment ay agad-agad salamat sa pagtitipid sa pagpapanatili, pagbabawas ng mga pagkakamali, pagtaas ng produktibidad at kakayahang umangkop upang umangkop sa mga bagong pangangailangan sa merkado.

Araw-araw, lumalabas ang mas matipid at compact na mga modelo, na naa-access ng mga maliliit at katamtamang laki ng mga negosyo, nang hindi nakompromiso ang kalidad o kaligtasan. Ang pamumuhunan sa isang maaasahang PLC ay nangangahulugan ng pamumuhunan sa hinaharap at pagiging mapagkumpitensya ng kumpanya.

Sa nakalipas na mga dekada, ang teknolohiya ng Mga PLC ay nag-evolve nang labis na posible na ngayon isentro ang lahat mula sa mabibigat na kontrol sa makinarya hanggang sa mga proseso ng logistik o pagsubaybay sa enerhiya ng mga gusali, na may mga nasusukat, secure at madaling mapanatili na mga solusyon. Kung mahilig ka sa industriya, engineering, o gusto lang na maunawaan kung paano awtomatiko at ino-optimize ang mga modernong sistema ng produksyon, kailangan ang masusing pag-unawa sa mundo ng mga programmable logic controllers.