Წარმატებული PLC მართვის სისტემა დიზაინი იწყება კარგად განსაზღვრული ავტომატიზაციის მიზნებით, რომლებიც შეთანხმებულია წარმოების მიზნებთან. ინდუსტრიის ანალიზი აჩვენებს, რომ ავტომატიზაციის 62% წარუმატებლობა მომდინარეობს ცუდად დოკუმენტირებული მიზნებიდან. ამის თავიდან ასაცილებლად, გუნდებმა უნდა:
Ეს გაზომვადი მიზნები უზრუნველყოფს კონტროლის სისტემის მხარდაჭერას ოპერაციული ეფექტიანობისა და გრძელვადიანი მასშტაბირებადობისთვის.
Ეფექტური I/O მაპინგისთვის საჭიროა განსხვავდებოდეს ციფრული (ჩართული/გამორთული) და ანალოგური (ცვალებადი) სიგნალები. გავრცელებული საველე მოწყობილობები შედის:
Სწორი I/O ტიპის არჩევა უზრუნველყოფს სიგნალების ზუსტ ინტერპრეტაციას და სარწმუნო აქტუატორის რეაგირებას დინამიურ ექსპლუატაციის პირობებში.
PLC სისტემები, წესისამებრ, დამოკიდებულია სამ ძირეულ კომპონენტზე, რომლებიც ერთად მუშაობენ. მათ გულში მდებარეობს ცენტრალური პროცესორული ერთეული, ანუ CPU. ეს კომპონენტი ასრულებს კონტროლის პროგრამებს და მართავს სისტემაში არსებულ ყველა ქსელურ ამოცანას. შემდეგ მოდის შეყვანის/გამოყვანის მოდულები. ეს მცირე მუშა ერთეულები იღებენ სიგნალებს ტემპერატურის სენსორებიდან, წნევის გამომაპრობებიდან და სხვა საველე მოწყობილობებიდან და გარდაქმნიან იმას ისეთ ფორმატად, რომელსაც კომპიუტერი ხვდება. ისინი ასევე ასრულებენ შებრუნებულ ფუნქციას – გადასცემენ ელექტრულ იმპულსებს მოტორების ჩასართავად, კლაპანების გასაღებად ან სიგნალიზაციის ჩასართავად, რისი მითითებაც CPU-მ გასცა. ბოლოს, მაგრამ არანაკლებ მნიშვნელოვანია სამუშაო ერთეულის ელექტრომომარაგება. უმეტესი სამრეწველო სისტემა საჭიროებს მუდმივ 24 ვოლტიან დენს, რათა ყველაფერი სწორად იმუშაოს. ხარისხიან ერთეულებს აქვთ დამატებითი სარეზერვო წრეები, რათა არ მოხდეს მათი გამოსვლა საწყობში, სადაც დიდი მანქანების მუდმივი ჩართვა-გამორთვა იწვევს უცებ დაძაბულობის დაცემას.
| Კონფიგურაცია | Უკეთესი არის | Ძირითადი მონაწილეობა |
|---|---|---|
| Ფიქსირებული PLC-ები | Მარტივი, სტატიკური პროცესები | Წინასწარ კონფიგურირებული, ხარჯების ოპტიმიზაციით |
| Მოდულური PLC-ები | Მასშტაბირებადი ოპერაციები | Კასტომიზებადი შეყვანის/გამოყვანის ინტერფეისი დამატებითი ბარათების საშუალებით |
| Რეიკზე დამონტაჟებული PLC-ები | Მასშტაბური ავტომატიზაცია | Ცენტრალიზებული კონტროლის არქიტექტურა |
Სწორი კონფიგურაციის არჩევა დამოკიდებულია პროცესის სირთულეზე, გაფართოების გეგმებზე და ფიზიკურ შეზღუდვებზე.
Მოდულარული PLC-ების შესახებ თუ ვიტყვით, ზედა კლასის კონფიგურაციებში ისინი შეძლებენ 64 I/O გაფართოების მოთავსებას, რაც მათ პრაქტიკულად იდეალურ არჩევანად ხდის იმ სისტემებისთვის, რომლებიც დროთა განმავლობაში ვითარდებიან. მეორე მხრივ, ფიქსირებული PLC-ები პატარა ინსტალაციებისთვის წინასწარ დაკისრებულ ხარჯებს დაახლოებით 30-დან 45 პროცენტამდე ამცირებს, მაგრამ ერთხელ დაყენების შემდეგ გაფართოების შესაძლებლობა თითქმის არ არსებობს. სივრცეც მნიშვნელოვანია. ყუთებში მოთავსებული სისტემები უმეტესი ინსტალატორის თქმით კონტროლის პანელებში მიახლოებით ორჯერ მეტ ადგილს იკავებენ, ვიდრე კომპაქტური ვარიანტები. მაგრამ აქ არის პრობლემა: მიუხედავად იმისა, რომ ისინი მეტ ადგილს იკავებენ, ყუთებში მოთავსებული მოწყობილობები მომსახურებას ბევრად მარტივს ხდის, რადგან ყველაფერი ერთად არის განლაგებული და ტექნიკოსებს შეუძლიათ კომპონენტებთან წვდომა იმის გარეშე, რომ კედლები ან ყუთები გაანადგურონ ერთი მცირე რაღაცის შესაკეთებლად.
Წინა წელს ერთ-ერთმა ავტომობილის ნაწილების დიდმა წარმოებლამ მოდულური PLC სისტემების გამოყენება დაიწყო თავის ელექტრო მოძრავი სატრანსპორტო საშუალებების აკუმულატორების წარმოების ხაზებზე. ეს კონფიგურაცია საშუალებას აძლევდა დაემატებინა ლაზერული შედუღების რობოტები და ინტელექტუალური ხარისხის შემოწმების სენსორები დაახლოებით სამი წლის განმავლობაში, რაც ქარხნის ჩვეულებრივ ფუნქციონირებას არ აფერხებდა. ძველი სისტემების სრულად ამოშლის ნაცვლად, ამ მიდგომამ გადაყენების ხარჯები თითქმის ნახევრამდე შეამცირა შიდა ანგარიშების თანახმად. თავად ეს ეკონომია კარგ დამტკიცებას წარმოადგენს იმისა, თუ რატომ ხდება მაღალტექნოლოგიურ წარმოების გარემოში იმდენად მნიშვნელოვანი მოქნილი აპარატურის ამოხსნები.
Პროგრამირებადი ლოგიკური კონტროლერის (PLC) პროგრამირება იმის გარდაქმნას ნიშნავს, თუ რა უნდა გააკეთონ მანქანებს, რეალურ ინსტრუქციებად, რომლებსაც ისინი შეძლებენ შეასრულონ. სისტემა წაიღებს ინფორმაციას სენსორებიდან რეალურ დროში, მაგალითად, თუ რამდენად ცხელდება რაღაც ან თუ გადართულია კონკრეტული გადამრთველი, და შემდეგ იღებს გადაწყვეტილებას შემდეგი მოქმედებების შესახებ. წარმოიდგინეთ მოტორების ჩართვა მაშინ, როდესაც საჭიროა, ან კლაპანების დახურვა სწორ მომენტში. ინჟინრები იყენებენ სპეციალურ პროგრამულ უზრუნველყოფას ამ კონტროლის სისტემების შესაქმნელად იმის მიხედვით, თუ რა საჭიროებები აქვს საწარმოს. ზოგიერთი კონფიგურაცია აქცენტს აკეთებს იმაზე, რომ პროდუქტები მაქსიმალურად სწრაფად გადაიტანონ შეფუთვის ხაზებზე, ხოლო სხვებს მოითხოვს ზუსტი სიზუსტე ამოცანებისთვის, მაგალითად, ავტომობილის ნაწილების ასაბლირებისას, სადაც მცირე შეცდომებიც კი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს.
Პროგრამირების ენის არჩევანი ზეგავლენას ახდენს შემუშავების სიჩქარეზე, მოქნილობაზე და შენარჩუნების მარტივობაზე:
Ენის არჩევანი უნდა შეესაბამებოდეს გუნდის გამოცდილებას და აპლიკაციის რთული ხასიათი.
Ყველა PLC მუშაობს უწყვეტი სკანირების ციკლით:
Სკანირების დროის ოპტიმიზაცია—რომელიც ხშირად შეიკვეცება მილიწამდე მაღალი სიჩქარის სისტემებში—უზრუნველყოფს მგრძნობიარე და დეტერმინირებულ კონტროლს, რაც შეამცირებს დაყოვნებას სწრაფი მოვლენების მქონე წარმოების გარემოში.
Კარგი I/O ინტეგრაციის მიღწევა დამოკიდებულია საწყის ეტაპზე გაყვანილი გაყვანის კონფიგურაციაზე. ანალოგური მოდულები უმკლავდებიან ცვალებად სიგნალებს, რომლებიც მოდიან თერმომიმდევრობების მსგავსი მოწყობილობებიდან, ხოლო ციფრული მოდულები უმკლავდებიან სხვადასხვა ონ/ოფ სენსორებს, მათ შორის ზღვარის სარქვლებს, რომლებიც ყველგან გვხვდება. ელექტრომაგნიტური ჩარევის წინააღმდეგ ბრძოლაში ეკრანირებული გადახვეული წყვილის კაბელები საუკეთესო არჩევანია, როდესაც ისინი გამოიყენებიან გალვანური იზოლაციის კომბინაციაში. წლის განმავლობაში გამოქვეყნებული ამ ინდუსტრიული ანალიზის მიხედვით, სიგნალებთან დაკავშირებული პრობლემების დაახლოებით 17 პროცენტი სინამდვილეში დაკავშირებულია ელექტრომაგნიტურ ჩარევასთან. არ დაგავიწყდეთ გადატვირთვის დამცავი მოწყობილობებიც — ისინი აუცილებელია PLC კომპონენტების დასაცავად უცებ მომდევნო ძაბვის გადატვირთვებისა და საშიში მოკლე ჩაშლებებისგან, რომლებიც შეიძლება შეაჩერონ მთელი ოპერაციების პროცესი.
Სხვადასხვა საველე მოწყობილობა, როგორიცაა ფოტოელექტრული სენსორები, ელექტრომაგნიტური კლაპნები და VFD-ის მოწყობილობები, PLC-ს შეერთდება I/O მოდულების საშუალებით. ახალგაზრდა კვლევები აჩვენებს, რომ ავტომატიზაციის სისტემებში დაახლოებით 74 პროცენტი პრობლემა წარმოიშვება სენსორებისა და აქტუატორების არასწორი შეთავსების გამო, რაც იმას ნიშნავს, რომ კომპონენტების თავსებადობის შემოწმება საკმაოდ მნიშვნელოვანია. მაგალითად, წნევის ტრანსდუსერებს ჩვეულებრივ შეერთდება ანალოგურ შეყვანის მოდულს, რომელიც დამუშავებულია 4-20 მილიამპერიანი დენის მიღებისთვის. მაშინ როდესაც ინდუქციური ახლოსიდების სენსორების უმეტესობა უბრალოდ შეერთდება სტანდარტულ 24V DC ციფრულ შეყვანას. ამ შეერთებების სწორად გაკეთება სისტემის საიმედოობაში დიდ განსხვავებას ქმნის.
Როდესაც სიგნალები ხშირად მუშაობენ, ხშირად პირველი მიზეზი არასწორი გრაუნდინგია. ვარსკვლავისებური წერტილის მეთოდი აქ უმჯობესი ამონახსნია, რადგან ყველა ეკრანირებული კაბელი შეერთდება შასის ერთ წერტილს, არა რამდენიმე წერტილში, როგორც ეს ჰარემში ხდება. მიუხედავად იმისა, რომ მრეწველობის ავტომატიზაციის ჟურნალის მიხედვით, წლის წინ, ეს მიდგომა ამცირებს გრაუნდინგის მარყუჟების პრობლემას დაახლოებით ორ მესამედით! იმ ადგილებში, სადაც ელექტრო ხმაური მაღალია, მოშორებულ შეყვანის/გამოყვანის მოწყობილობებსა და ძირითად დამუშავების ერთეულს შორის ბოჭკოვან-ოპტიკურ კავშირზე გადასვლა დიდ ხარისხში ეხმარება სისტემის სისუფთავის შენარჩუნებაში. ასევე არ დაგავიწყდეთ მაგნიტური ბგერის დამატება — ფერიტის ბირთვების დაყენება Ethernet კაბელებზე. გამყოფი კონდუიტების გამოყენება ძაბვის ხაზებისა და კონტროლის გაყვანისთვის დიდ გავლენას ახდენს სისტემის მთლიანი საიმედოობის შენარჩუნებაზე.
Მონაცემთა წყარო Automation World-ის მიხედვით, სრული ტესტირებით სამრეწველო გარემოში გაშვების პრობლემები დაახლოებით ორი მესამედით შემცირდა. რეალური განხორციელების შემთხვევაში, აპარატურული მარყუჟის სიმულაცია კონტროლის სისტემების მუშაობის შემოწმებაში ძალიან ეფექტურია რეალური პირობების მიუხედავად. ამასთან, შეყვანის/გამოყვანის მდგომარეობების იძულებით შეცვლა ან შეჩერების წერტილების დაყენება ხშირად აღმოაჩენს ისეთ დროის პრობლემებს, რომლებიც ხშირად არ შემჩნევიან. მაგალითად, ავტომობილების წარმოების ხაზებზე – ბევრი ავტოკომპანია საკუთარი რობოტიზებული შედუღების სადგურების სრულ წარმოებაში გაშვებამდე სინამდვილეში არანაკლებ ასი სხვადასხვა გაუმართლებული სიტუაციის ტესტირებას ატარებს. ეს მიდგომა თითქმის ყველა შესაძლო შეცდომის წინასწარ აღმოჩენაში ეხმარება.
Ქიმიური დამუშავების საწარმოების მსგავს მაღალი რისკის ზონებში მოქმედი საწარმოები უნდა აკმაყოფილებდნენ უსაფრთხოების ინტეგრირების SIL 3 სტანდარტებს. ეს ჩვეულებრივ გულისხმობს სისტემების მორგებას სარეზერვო პროცესორებთან ერთად, ასევე ორმაგი არხის შეყვანის/გამოყვანის კონფიგურაციებს. განვიხილოთ ფოლადის წარმოების საწარმო, სადაც კონვეიერის სისტემის დაბლოკვის სერიოზული პრობლემა იყო. ავარიული გაჩერების სისტემა თითქმის დამუშავდა მყისვე, გააჩერა ყველა მოძრავი ნაწილი მხოლოდ 12 მილიწამში. ამ სწრაფმა რეაგირებამ დაახლოებით ორი მილიონი ათასი დოლარის ღირებულების მოწყობილობების დაზიანება შეაჩერა. უსაფრთხოების პროტოკოლების შესახებ როდესაც ვსაუბრობთ, ISO 13849-ისა და IEC 62061-ის მითითებული მითითებების დაცვა აუცილებელია. ყველაზე მნიშვნელოვანი ის არის, რომ ასეთი კრიტიკული გამორთვის პროცედურები საკმარისად სწრაფად უნდა მუშაობდეს, რათა მაქსიმუმ 100 მილიწამში უპასუხონ საფრთხის შემცველ სიტუაციებს.
| Პროტოკოლი | Სიჩქარე | Ტოპოლოგია | Ინდუსტრიული გამოყენება |
|---|---|---|---|
| Modbus RTU | 19.2 kbps | Მასტერ-სლეივი | Ჰაერის გაცვლა, ძველი სენსორული ქსელები |
| Profibus DP | 12 Mbps | Ლინეარული | Ძრავის კონტროლი, პროცესული კლაპნები |
| EtherNet/IP | 100 Mbps | Ვარსკვლავი | Ხილვის სისტემები, MES-ის ინტეგრაცია |
Თითოეულ პროტოკოლს აქვს სიჩქარის, ტოპოლოგიისა და hopmTavsebis კომპრომისი, რაც ზეგავლენას ახდენს კონკრეტული გამოყენების შესაფერისობაზე.
Როდესაც ოპერაციული ტექნოლოგიები ჩართულია IT სისტემებში, ეს ხსნის პროგნოზული შენარჩუნების ახალ შესაძლებლობებს PLC მონაცემების უწყვეტი ნაკადის საშუალებით ღრებული ანალიტიკის პლატფორმებში. მომზადებული მონაცემები საწარმოს საქმიანობის შესახებ გვიჩვენებს რაღაც შთამბეჭდავს - კომბინირებული ქსელების მქონე საწარმოებმა დეფექტები 89%-ით უფრო სწრაფად გამოავლინეს, როდესაც მათ ხელოვნური ინტელექტი გამოიყენეს რეალურ დროში დიაგნოსტიკის პროცესებში, რაც გამოჩნდა წლის ბოლოს ჩატარებული კვლევის შედეგად. თუმცა, ამ სისტემის გამართვა მარტივი არ არის. უსაფრთხოება კვლავ დიდ მნიშვნელობას იძენს, ამიტომ უმეტეს შემთხვევაში საჭიროა დაშიფრული ვირტუალური პირადი ქსელის (VPN) ტუნელები, წვდომის კონტროლი მომხმარებლის როლებზე დაყრდნობით, ასევე OPC UA შუამავლები, რომლებიც საშუალებას აძლევს ინჟინრებს და მონიტორინგი მოახდინონ დაშორებით, არ შეეხოთ ქსელის სტაბილურობას. ეს უსაფრთხოების ზომები შეიძლება ზედმეტი სამუშაოს მსგავსად გამოიყურებოდეს, მაგრამ საჭიროა მგრძნობიარე სამრეწველო მონაცემების დასაცავად.
PLC კონტროლის სისტემის ძირეული კომპონენტებია ცენტრალური პროცესორი (CPU), შეყვანის/გამოყვანის (I/O) მოდულები და ელექტრომომარაგების ბლოკი.
Არსებობს სამი ძირეული ტიპის PLC: ფიქსირებული PLC, მოდულური PLC და რაკზე დამონტაჟებული PLC, რომლებიც თითოეული განსხვავებული მასშტაბისა და სირთულის ოპერაციებისთვის არის განკუთვნილი.
Ladder Logic ხშირად გამოიყენება, რადგან ის წააგავს ტრადიციულ რелеების სქემებს, რაც ხდის მას ინტუიციურად გასაგებს ელექტრიკოსებისა და მომსახურების ტექნიკოსებისთვის.
PLC-ის სკანირების ციკლი მოიცავს სამ ფაზას: შეყვანის სკანირება, ლოგიკური შესრულება და გამოყვანის განახლება, რაც ყველა ერთად უზრუნველყოფს ეფექტურ დამუშავებას და კონტროლს.
EMI დაცვა საკმაოდ მნიშვნელოვანია I/O ინტეგრაციაში, რადგან ის აცილებს ელექტრომაგნიტურ ინტერფერენციას, რომელიც შეიძლება გამოიწვიოს სიგნალებთან დაკავშირებული მნიშვნელოვანი პრობლემები ავტომატიზაციის სისტემებში.
Copyright © 2024 by Shenzhen QIDA electronic CO.,ltd
EN