मुख्य सर्वो प्रणालींसाठी कोणते पीएलसी मॉड्यूल योग्य आहेत?

सर्वो नियंत्रण प्रणालींमध्ये पीएलसी मॉड्यूल फंक्शन्सचे समजून घेणे

संपूर्ण प्रणाली कार्यक्षमतेमध्ये पीएलसी मॉड्यूल्सची भूमिका

पीएलसी मॉड्यूल कारखान्यातील खर्‍या चळवळीत कोड बदलण्याच्या दृष्टीने सर्वो नियंत्रण प्रणालींचे मूलभूत केंद्रबिंदू आहेत. हे मॉड्यूल एन्कोडर्स आणि आपण सर्वत्र बसवलेल्या लिमिट स्विचेस सारख्या विविध प्रकारच्या सेन्सर्सकडून येणाऱ्या सिग्नल्स घेतात आणि जवळजवळ त्वरितपणे सर्वो ड्राइव्हकडे सूचना पाठवतात. चळवळीचे नियंत्रण भाग अनेक अक्षांना एकत्रितपणे सुरळीतपणे काम करण्यासाठी हाताळतो, तर अॅनालॉग आय/ओ गोष्टी लागू केलेल्या टॉर्कचे प्रमाण आणि घटकांचा वेग कसा आहे याचे निरीक्षण करण्याशी संबंधित असतात. हे सर्व इतक्या वेगाने होते की मशीन्स दोन्ही बाजूंना अचूकपणे 0.01 मिलीमीटरपर्यंत भागांची जागा निश्चित करू शकतात. सीएनसी मशीन्स चालवताना अगदी लहान चुकाही उत्पादनांच्या संपूर्ण बॅचेस बिघडवू शकतात म्हणून अशी अचूकता खूप महत्त्वाची असते.

आधुनिक पीएलसी मॉड्यूल्सची ओळख करून देणारी महत्त्वाची हार्डवेअर वैशिष्ट्ये

आधुनिक पीएलसी मॉड्यूल्स तीन मूलभूत हार्डवेअर प्रगतीद्वारे ओळखले जातात:

• प्रक्रिया वेग : 10 नॅनोसेकंद चक्रांमध्ये सूचना कार्यान्वित करणारे 32-बिट प्रोसेसर
• I/O घनता : 32+ डिजिटल चॅनेल्स किंवा 16 अॅनालॉग इनपुट्स समर्थित असलेले कॉम्पॅक्ट डिझाइन
• संप्रेषण इंटरफेस : इथरकॅट, प्रोफीनेट किंवा इथरनेट/आयपीसाठी एकत्रित पोर्ट्स

ही क्षमता निश्चित कार्यक्षमता राखताना जटिल अंतर्गत हालचालीच्या प्रोफाइल्स व्यवस्थापित करण्यास अनुमती देते. सर्वो अर्जांसाठी आवश्यक असलेले हाय-स्पीड काउंटर मॉड्यूल 1 मेगाहर्ट्झपेक्षा जास्त दराने एन्कोडर पल्सेस प्रक्रिया करू शकतात.

एकाच चॅसिसमध्ये कम्युनिकेशन आणि I/O मॉड्यूल्सचे एकीकरण

मॉड्यूलर पीएलसी निश्चित डेटा हस्तांतरण सुनिश्चित करणाऱ्या एकत्रित बॅकप्लेन्सद्वारे संप्रेषण आणि I/O कार्ये एकत्रित करतात. एकाच चेसिसमध्ये खालीलप्रमाणे समाविष्ट असू शकते:

ही एकत्रीकरण वितरित आर्किटेक्चरच्या तुलनेत 40% वायरिंग गुंतागुंत कमी करते आणि 2 मिलीसेकंदापेक्षा कमी सायकल वेळेस पाठिंबा देते, ज्यामुळे उच्च-अचूक सर्वो समन्वय सुलभ होतो.

पीएलसी मॉड्यूल आणि सर्वो इकोसिस्टम यांच्यातील सुसंगतता मूल्यांकन करणे

हार्डवेअर सुसंगतता: व्होल्टेज, करंट आणि मॉड्यूल तपशीलांचे जुळणे

PLC मॉड्यूल आणि सर्वोंमधील विद्युत संपर्क आणि भौतिक सेटअप खरोखरच जुळतात का हे तपासून घेऊन सर्वकाही एकत्र काम करण्यास सुरुवात होते. बहुतेक औद्योगिक PLC प्रणाली 24 व्होल्ट DC पॉवरवर चालतात, तर त्यांच्या कार्यभारानुसार ते 2 अ‍ॅम्पपासून ते 20 अ‍ॅम्पपर्यंतच्या प्रवाहाला सामोरे जाऊ शकतात. गेल्या वर्षीच्या PR Newswire डेटानुसार, प्रत्येक चारपैकी एका मोशन नियंत्रण समस्येचे कारण व्होल्टेज सेटिंग्ज चुकीच्या असणे किंवा पुरेशी करंट क्षमता नसणे असे असते. सेटअप करताना, अभियंत्यांनी बॅकप्लेन करंट मर्यादा दुसऱ्यांदा तपासायला, मॉड्यूल त्यांच्या निर्दिष्ट जागी योग्यरित्या बसतात का हे सुनिश्चित करायला आणि DIN रेल्सवर सर्वकाही योग्यरित्या मांट होईल का हे तपासायला खूप महत्त्व आहे. अन्यथा ऑपरेशन दरम्यान घटक अतितापित होणे किंवा संपर्क गमावणे यासारख्या गंभीर समस्या उद्भवू शकतात. उदाहरणार्थ, उच्च घनतेचे अनालॉग इनपुट/आउटपुट मॉड्यूल—याला नियमित डिजिटल मॉड्यूलपेक्षा कॅबिनेटमध्ये सुमारे 10 ते 15 टक्के अतिरिक्त जागा आवश्यक असते कारण ते अधिक उष्णता निर्माण करतात आणि चांगल्या वायुविहाराची आवश्यकता असते.

सुसंगत संप्रेषण प्रोटोकॉल: EtherNet/IP, Modbus TCP, आणि PROFINET

PLC आणि सर्व्हो एम्पलिफायर्स दरम्यान सुरळीतपणे डेटा देवाणघेवाण करण्यासाठी योग्य प्रोटोकॉल जुळवणे हे खूप महत्त्वाचे असते. आजकाल, जवळजवळ तीन चतुर्थांश औद्योगिक नेटवर्क्स EtherNet/IP किंवा PROFINET वर अवलंबून असतात, जे सामान्यतः 1 मिलिसेकंदापेक्षा कमी प्रतिसाद वेळ देतात. हे खूपच वेगवान आहे. दुसऱ्या बाजूला, Modbus TCP जुन्या सिस्टम्समध्ये अजूनही वापरला जातो, परंतु सिंक्रोनायझेशन विलंब नेहमीच 5 मिलिसेकंदापेक्षा जास्त (प्लस किंवा माइनस) असल्याने तो मागे राहतो. जर आपल्याला हालचालीच्या अचूकतेवर कठोर नियंत्रण हवे असेल तर हे फारसे चांगले नाही. एकापेक्षा जास्त अक्षांच्या समन्वयाचा सामना करताना, बहुतेक लोक CIP Motion किंवा PROFIdrive तंत्रज्ञानाला समर्थन देणारे प्रोटोकॉल वापरतात कारण ते सर्व अक्षांना मिलिसेकंदाच्या अपूर्णांकात सिंक्रोनाइझ करतात.

स्वतःचे (Proprietary) व्हर्सेस ओपन-आर्किटेक्चर PLC-सर्व्हो एकीकरण

सीसी-लिंक आयई सारख्या स्वतःच्या प्रणालींमध्ये संधारितरित्या चांगली कामगिरी होते कारण विक्रेते त्यांच्या स्वतःच्या हार्डवेअरसाठी त्यांना अचूकपणे समायोजित करू शकतात. परंतु ओपीसी यूए आणि एमक्यूटी यासारख्या खुल्या मानकांमुळे उत्पादकांना वेगवेगळ्या प्लॅटफॉर्म्समध्ये काम करताना खूप जास्त स्वातंत्र्य मिळते. अलीकडील उद्योग अहवालांमध्ये अंदाजे दोन तृतीयांश स्वचालन तज्ञ दोन्ही प्रकारच्या वास्तुकलेसाठी कार्य करणार्‍या मॉड्युलर पीएलसी सेटअपची निवड करीत असल्याचे दिसून येते. ही एकत्रितता वार्षिक सुमारे 14 टक्के वाढीसह संकरित संप्रेषण मॉड्यूलमध्ये स्थिर वाढ घडवून आणत आहे. येथे खरा फायदा जुन्या सर्वो नेटवर्क प्रणालींचे आधुनिक आयआयओटी पायाभूत सुविधेकडे हळूहळू अद्ययावत करण्याचा आहे, ज्यामुळे सर्व काही फेकून देऊन पुन्हा सुरुवात करण्याची गरज भासत नाही.

सर्वो अर्जांसाठी आय/ओ आणि संप्रेषण इंटरफेसचे आकारमान

आय/ओ आणि संप्रेषण इंटरफेसचे योग्य आकारमान टाकणे यामुळे पीएलसी मॉड्यूल आणि सर्वो प्रणाली दरम्यान विश्वासार्ह संपर्क सुनिश्चित होतो, ज्यामुळे तात्काळ आवश्यकतांचे संतुलन भविष्यातील विस्तारासह होते.

ऑटोमेशन कार्यांसाठी डिजिटल, अॅनालॉग आणि विशेष इनपुट/आउटपुट गरजांचे मूल्यमापन

सर्वो अ‍ॅप्लिकेशन्ससाठी इनपुट/आउटपुट वर्गीकरण खूप काळजीपूर्वक करणे आवश्यक असते:

• डिजिटल आय/ओ लिमिट स्विच आणि रिले स्थिती सारख्या विविक्त संकेतांशी हाताळते.
• अॅनालॉग आय/ओ टॉर्क फीडबॅक आणि तापमान सहित सतत डेटा प्रवाहांचे व्यवस्थापन करते, ज्यामध्ये अचूक कार्यांसाठी ¬12-बिट रिझोल्यूशन शिफारसीय आहे.
• विशिष्ट मॉड्यूल , एन्कोडर इनपुट्ससाठी उच्च-गती काउंटर किंवा स्टेपर मोटर्ससाठी PWM आउटपुट सारख्या विशिष्ट अ‍ॅप्लिकेशन गरजांची पूर्तता करतात. 2023 ऑटोमेशन रिसर्च अभ्यासानुसार, इंटिग्रेशनमधील 27% अपयशे इनपुट/आउटपुट विशिष्टतांमधील असंगततेमुळे होतात, ज्यामुळे तपासून आखणीचे महत्त्व स्पष्ट होते.

फील्ड उपकरणांशी I/O पोर्ट्स जुळवणे: सेन्सर्स, ऍक्च्युएटर्स आणि ड्राइव्ह

क्षेत्र उपकरणांशी जोडताना I/O क्षमता योग्य पद्धतीने मिळवणे हे वेगवान उत्पादन वातावरणात खंड पडणे टाळण्यासाठी अत्यंत आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, एक सामान्य पॅकेजिंग लाइन घ्या, फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सर्ससाठी 24V DC सिंकिंग इनपुट्स सहसा सर्वोत्तम कार्य करतात, तर त्या प्रमाणातील व्हॉल्व्हसाठी सामान्यतः 4 ते 20 mA अॅनालॉग आउटपुटची आवश्यकता असते. अनेक शीर्ष उपकरण निर्मात्यांनी या समस्येचे भान ठेवले आहे आणि विविध प्रकारच्या सिग्नल्स हाताळू शकणाऱ्या कॉन्फिगर करता येणाऱ्या I/O चॅनेल्सचे उत्पादन सुरू केले आहे. या प्रकारची लवचिकता मॉड्यूल आणि उपकरणांमधील त्या सुसंगततेच्या समस्या कमी करते ज्यामुळे स्थापना संघांना आधीपेक्षा खूप त्रास होत असे.

स्केलेबिलिटी आणि भविष्यातील विस्तार क्षमता सुनिश्चित करणे

वाढीसाठी डिझाइन करताना, बहुतेक तज्ञ 2024 च्या अद्ययावत ऑटोमेशन मानकांनुसार आत्ताच्या गरजेपेक्षा सुमारे 10 ते 20 टक्के जास्त इनपुट/आउटपुट क्षमता बांधण्याचा सल्ला देतात. विस्तारयोग्य बॅकप्लेन्ससह येणारे मॉड्यूलर पीएलसी सेटअप येथे खरोखरच उत्कृष्ट असतात कारण ते उत्पादकांना वेळोवेळी एक तुकडा अपग्रेड करण्याची परवानगी देतात. जास्त ड्राइव्ह कनेक्शन्सची आवश्यकता आहे का? एकाच वेळी सर्व काही तोडण्याऐवजी फक्त अतिरिक्त PROFINET कार्ड स्लॉट करा. या पद्धतीला इतके चांगले करणारे काय आहे ते म्हणजे उत्पादन आवश्यकता बदलत असताना आणि वाढत असताना देखील हे सिस्टम रिअल-टाइम ऑपरेशन्ससाठी पुरेसे वेगवान ठेवते, एका मिलिसेकंदापेक्षा कमी असलेल्या अतिशय वेगवान सायकल टाइम्सचे पालन करते.

वास्तविक जगातील एकीकरण: पीएलसी-सर्व्हो नेटवर्कमधील संप्रेषण कामगिरी

पीएलसी आणि सर्व्हो ड्राइव्हमधील रिअल-टाइम डेटा प्रवाहाचे सिंक्रोनायझेशन

औद्योगिक स्वयंचलनाच्या बाबतीत, पीएलसी मॉड्यूल आणि सर्व्हो ड्राइव्हमध्ये विश्वासार्ह डेटा हस्तांतरण मिळवणे खरोखर महत्त्वाचे असते. घड्याळही अगदी ठीक असणे आवश्यक आहे - गेल्या वर्षीच्या ऑटोमेशन परफॉर्मन्स रिपोर्टनुसार, ज्या काही गतीने चालतात त्यांच्यासाठी सिंक त्रुटी प्लस किंवा माइनस 50 माइक्रोसेकंदांपेक्षा कमी ठेवण्याचा अर्थ आहे. आजकाल, लोक वास्तविक-काल प्रमाणे आदेश पाठवण्यासाठी ईथरनेट/आयपी आणि प्रोफिनेट सारख्या प्रगत संप्रेषण प्रोटोकॉलवर अवलंबून असतात. याचा व्यावहारिक अर्थ काय? मोटर्स साधारणतः त्यांना आवश्यक असलेल्या ठिकाणी अचूक थांबतात, सामान्यतः लक्ष्यापासून सुमारे दहाव्या अंशाच्या आत. उदाहरणार्थ, धातूच्या स्टॅम्पिंग प्रेसचा विचार करा. जेव्हा उत्पादक जुन्या शालेय पल्स सिग्नलच्या ऐवजी त्यांचे पीएलसी सर्व्हो नेटवर्कशी थेट जोडतात, तेव्हा त्यांना एक विचित्र गोष्ट दिसते. साधन जुळवणे अतिशय वेगाने चार पट लवकर होऊ लागते. त्या उत्पादन गतींवर विचार केल्यास हे तर्कसंगत वाटते की किती महत्त्वाचे वेळापत्रक बनते.

केस स्टडी: पॅकेजिंग लाइनमध्ये PROFINET-आधारित PLC-सर्व्हो समन्वय अंमलात आणणे

मिडवेस्टमधील एका कॅन्डी पॅकेजिंग प्लांटने जुन्या CANopen तंत्रज्ञानाच्या जागी PROFINET IRT वापरण्याचा निर्णय घेतल्याने त्यांच्या मोशन कंट्रोल सेटअपमध्ये मोठ्या प्रमाणात सुधारणा केली. याचा व्यवहारात काय अर्थ झाला? वास्तविक, प्रतिसाद वेळ 8 मिलीसेकंदावरून खाली येऊन फक्त 1.2 मिलीसेकंद झाला, तरीही 12 वेगवेगळ्या अक्षांवर सर्व काही समन्वयित राहिले. परिणाम स्वत:च बोलतात - उत्पादन अडथळे जवळजवळ दोन-तृतीयांश (67%) ने कमी झाले आणि एकूण उत्पादन गती 25% ने वाढली. खरोखरच भलतीच गोष्ट. मागे, PLC च्या विशेष मोशन कंट्रोल CPU ने तीन वेगवेगळ्या सर्व्हो कॅबिनेटमध्ये पसरलेल्या 1,200 इनपुट/आउटपुट बिंदूंचे नियंत्रण केले. आजच्या युगातील PLC मॉड्यूल तंत्रज्ञान किती पुढे गेले आहे हे या कामगिरीतून दिसून येते.

उच्च-गती सर्व्हो नियंत्रणासाठी PLC मॉड्यूल्सचे कामगिरी मापदंड

आजच्या बाजारातील सर्वोत्तम पीएलसी मॉड्यूल्स 32 अक्षांपर्यंत असलेल्या सिस्टम्ससाठी 2 मिलीसेकंदापेक्षा कमी सायकल टाइम्स हाताळू शकतात. त्यांच्याकडे आणीबत्तीच्या परिस्थितीतही जिटर लेव्हल्स 5 माइक्रो सेकंदांपेक्षा कमी राहतात, असे 2023 मधील मोशन कंट्रोल लॅबच्या चाचण्यांमधून दिसून आले आहे. या प्रगत सिस्टममध्ये ड्युअल प्रोसेसर डिझाइनचा वापर केला जातो, ज्यामध्ये एक सर्व संप्रेषण हाताळतो आणि दुसरा वास्तविक लॉजिक चालवण्याचे काम करतो. हे विभाजन सर्वो अद्ययावत 1 किलोहर्ट्ज दराने अॅनालॉग इनपुट रीडिंग्समध्ये गडबड न करता करण्यास शक्य बनवते. वितरित आय/ओ मॉड्यूल्ससह त्यांची जोडी लावल्यास गोष्टी निराकारपणे चालू राहतात. एथरकॅट कनेक्शन्सचा वापर करून 100 मीटर अंतरावर, पॅकेट लॉस 0.01% पेक्षा कमी राहते. अशा विश्वासार्हतेमुळे या सेटअप्स कठोर औद्योगिक वातावरणात चांगले काम करतात जेथे बंदपणाची परवानगी नसते.

सामान्य प्रश्न

सर्वो नियंत्रण प्रणालींमध्ये पीएलसी मॉड्यूल्सची काय भूमिका असते?

PLC मॉड्यूल सर्वो नियंत्रण प्रणालीमध्ये कोडला हालचालीत रूपांतरित करण्यासाठी आणि अचूकता राखण्यासाठी महत्त्वाचे आहेत. ते सेन्सर सिग्नल्स प्रक्रिया करतात आणि सर्वो ड्राइव्हवर सूचना पाठवतात, ज्यामुळे सुगम गती नियंत्रण राखले जाते आणि टॉर्क आणि गती सारख्या पॅरामीटर्सचे निरीक्षण केले जाते.

PLC-सर्वो प्रणालीमध्ये प्रोटोकॉल एलायनमेंट का महत्त्वाचे आहे?

ईथरनेट/IP किंवा प्रोफिनेट सारख्या प्रोटोकॉल एलायनमेंटच्या माध्यमातून PLC आणि सर्वो अॅम्पलिफायर्स दरम्यान वेगवान आणि सुगम डेटा देवाणघेवाण होते, ज्यामुळे अचूक हालचाल आणि समन्वय राखण्यासाठी हे अत्यंत आवश्यक आहे.

PLC प्रणाली भविष्यातील मोठेपणा कसा सुनिश्चित करू शकते?

अतिरिक्त इनपुट/आउटपुट क्षमतेसह डिझाइन करणे आणि विस्तारित बॅकप्लेन्ससह मॉड्युलर सेटअपचा वापर करणे यामुळे भविष्यातील मोठेपणा आणि प्रणाली अद्ययावत करण्याची सोपी पद्धत सुनिश्चित होते.

एकाच वेळी बंदिस्त आर्किटेक्चर प्रणालींऐवजी ओपन-आर्किटेक्चर PLC एकत्रीकरण का निवडावे?

ओपन-आर्किटेक्चर प्रणाली विविध प्लॅटफॉर्मवर अधिक लवचिकता देतात आणि त्यांच्या संपूर्ण बदलाशिवाय विविध प्रणालींशी एकत्रित होण्याच्या क्षमतेमुळे त्यांची निवड वाढत आहे.