Një projektim i suksesshëm Sistemi i kontrollit plc fillon me qëllime të qarta të automatizimit të alignuara me objektivat e prodhimit. Analizat e industrisë tregojnë se 62% e dështimeve të automatizimit rrjedhin nga objektivat e keq dokumentuar. Për të parandaluar këtë, ekipet duhet:
Këto objektiva të matshëm sigurojnë që sistemi i kontrollit të mbështesë efikasitetin operativ dhe shkallëzueshmërinë afatgjatë.
Hartimi efikas I/O kërkon dallimin midis sinjaleve dixhitale (on/off) dhe analoge (të ndryshueshme). Pajisjet e zakonshme fushë përfshijnë:
Zgjedhja e llojit të duhur I/O garanton interpretimin e saktë të sinjalit dhe përgjigjen e besueshme të aktuatorëve në kushte operative dinamike.
Sistemet PLC zakonisht bazohen në tre pjesë kryesore që punojnë së bashku. Në qendër të gjithçkaje gjendet Njësia Qendrore e Përpunimit, ose CPU për shkurt. Ky komponent ekzekuton programe kontrolli dhe menaxhon tërë detyrat e rrjetit brenda sistemit. Pastaj ka edhe modulet e hyrje/dalje. Këto punonjës të vegjël marrin sinjale nga sensorët e temperaturës, matësit e presionit dhe pajisje të tjera fushore dhe i kthejnë ato në diçka që kompjuteri mund t'i kuptojë. Ata bëjnë gjithashtu punën e kundërt, duke dërguar impulset elektrike për të nisur motorët, hapur ventila ose aktivizuar alarmer sipas urdhërimeve të marra nga CPU-ja. E fundit, por me siguri jo më e pakta, është njësia e furnizimit me energji. Shumica e instalimeve industriale kanë nevojë për një tension të qëndrueshëm prej 24 voltash DC për të mbajtur gjithçka në funksionim të lëmuar. Njësitë me cilësi të mirë vijnë me qarqe rezervë, kështu që nuk dështojnë kur ndodhin rënie të papritura të tensionit në fabrikat ku makineri të mëdha janë duke u ndezur dhe fikur vazhdimisht pranë tyre.
| Konfigurimi | Më e mira për | Përparësi Kryesore |
|---|---|---|
| PLC të Fiksuar | Procese të thjeshta, statike | Parakonfiguruar, efikas nga pikëpamja e kushteve |
| PLC Modulare | Operacione të shkallëzueshme | I/O i personalizuar përmes kartelash shtesë |
| PLC të montuar në raft | Automatizim në shkallë të madhe | Arkitekturë qendrore kontrolli |
Zgjedhja e konfigurimit të duhur varet nga kompleksiteti i procesit, planet e zgjerimit dhe kufizimet fizike.
Kur bëhet fjalë për PLC-të modulorë, këta 'mikë' mund të përballojnë deri në 64 zgjerime I/O në ato konfigurime të nivelit më të lartë, gjë që i bën gati të përsosur për sistemet që rriten me kalimin e kohës. Nga ana tjetër, PLC-të me konfigurim të fiksuar ulin shpenzimet fillestare me rreth 30 deri në 45 përqind për instalimet më të vogla, por pas montimit nuk ka shumë hapësirë për tu zgjeruar kur kjo bëhet e nevojshme. Gjithashtu, hapësira ka rëndësi. Sistemet e montuara në raft zënë rreth dy herë më shumë hapësirë sesa opsionet kompakte në panelet e kontrollit, sipas shumicës së instaluesve me të cilët kemi folur. Por këtu është kapci: edhe pse zënë më shumë vend, njësitë me montim në raft e bëjnë mirëmbajtjen shumë më të lehtë, pasi gjithçka është bashkë, dhe teknikët mund të arrijnë në pjesët përbërëse pa i rrëfkuar muret apo kabinete vetëm për të rregulluar një gjë të vogël.
Një prodhues i madh pjesësh automotivi filloi përdorimin e sistemeve modulare PLC në linjat e prodhimit të baterive për automjetet elektrike vitin e kaluar. Ky sistem i lejoi të integrojnë gradualisht robota për lidhje me laser dhe sensorë inteligjentë kontrolli cilësie brenda një periudhe prej rreth tre vjetësh, duke e mbajtur fabrikën në funksionim normal. Sipas raporteve të brendshme, kundër asaj që implikonte heqjen e plotë të sistemeve të vjetra, ky qasje uli shpenzimet për ripërkushtim gati në gjysmë. Vetëm kursimet e bëna një argument të fortë pse zgjidhjet e harduerit të flekshëm po bëhen aq të rëndësishme në mjediset moderne të prodhimit me teknologji të lartë.
Programimi i Kontrolluesit Logjik të Programueshëm (PLC) në thelb e kthen atë që duhet të bëjnë makinat në udhëzime aktuale që ato mund t'i ndjekin. Sistemi merr informacion nga sensorët në kohë reale, gjëra si sa nxehtë po bëhet diçka apo nëse një çelës i caktuar është aktivizuar, dhe pastaj merr vendime rreth veprimeve të ardhshme për t'u kryer. Për shembull, motorët që aktivizohen kur nevojiten ose ventilet që mbyllen në momentin e duhur. Inxhinierët përdorin paketa të veçanta softuerike për të ndërtuar këto sisteme kontrolli sipas nevojave të fabrikës. Disa konfigurime fokusohen në sigurimin e lëvizjes së produkteve nëpër linja paketimi sa më shpejt që të jetë e mundur, ndërsa të tjerat kërkojnë saktësi ekstreme për detyra si montimi i pjesëve të automjeteve, ku edhe gabimet e vogla kanë rëndësi të madhe.
Zgjedhja e gjuhës së programimit ndikon në shpejtësinë e zhvillimit, fleksibilitetin dhe lehtësinë e mirëmbajtjes:
Zgjedhja e gjuhës duhet të përputhet me ekspertizën e ekipit dhe kompleksitetin e aplikimit.
Të gjitha PLC-të funksionojnë nëpërmjet një cikli skanimi të vazhdueshëm:
Optimizimi i kohës së skanimet—i cili shpesh reduktohet në milisekonda në sistemet me shpejtësi të lartë—siguron kontroll të shpejtë dhe determinist, duke minimizuar vonesat në mjediset e prodhimit me ritëm të nxituar.
Zbatimi i një integrimi të mirë të I/O varet shumë nga mënyra sesi janë vendosur kabllot që në fillim. Modulet analogike merren me sinjalet variabël hyrëse nga pajisje si termoçifte, ndërsa ato dixhitalë lidhen me llojllojshme sensorë të tipit on/off, përfshirë edhe ato çelësa kufizimi që shohim kudo. Kur bëhet fjalë për luftimin e interferencës elektromagnetike, kabllot e ngrira me çift të përziej janë më të mirat, kur përdoren bashkë me një formë izolimi galvanik. Sipas këtij raporti analitik industrial nga vitin e kaluar, rreth 17 përqind e të gjitha problemeve të sinjaleve në fabrikat rrjedhin pikërisht nga problemet e EMI-së. Mos harroni as mbrojtësit kundër goditjeve të papritura të rrymës – ata janë të domosdoshëm për ruajtjen e komponentëve të saktë të PLC-ve nga surget e papritura të energjisë dhe qarkun e shkurtër të dëmshëm që mund të pengojnë veprimtarinë.
Pajisje të ndryshme fushë, si sensorë fotoelektrik, valve solenoidale dhe ato gjëra VFD lidhen me PLC-në përmes moduleve I/O. Hulumtimet e fundit tregojnë se rreth 74 përqind e problemeve në sistemet e automatizimit vijnë nga përputhjet e këqija midis sensorëve dhe aktuatorëve, që do të thotë se kontrolli i punës së përbërësve së bashku është mjaft i rëndësishëm. Merrni për shembull transduserët e presionit, zakonisht kërkohet të lidhen me një modul hyrës analog që është konfiguruar për unaza rryme kur merren me sinjale 4 deri 20 mA. Nga ana tjetër, shumica e sensorëve induktivë afërsie thjesht lidhen me hyrje digjitale standarde 24V DC. Të bësh këto lidhje si duhet bën të gjithë ndryshimin për besueshmërinë e sistemit.
Kur sinjalet fillojnë të sjellin keq, një prej arsyeve kryesore është shpesh një lidhje e dobët me tokën. Metoda e pikës së yllit funksionon mrekulli këtu, pasi të gjitha kabllo me mbulesë lidhen në një pikë të vetme në strukturë, në vend që të shkojnë përmes shumë pikash si në rastin e lidhjeve në zinxhir. Sipas Revistës së Automatizimit Industrial nga viti i kaluar, ky metodë ul problemet e unazës së tokës me rreth dy të tretat! Për vendet ku ka shumë zhurmë elektrike, kalimi në lidhje me fibra optike midis njësive të largëta të hyrjes/daljes dhe njësisë kryesore të përpunimit ndihmon shumë për të ruajtur qarkullimin e pastër të sinjaleve. Dhe mos harroni të shtoni ato unaza magnetike të vogla, të quajtura bërthama ferriku, në kabllo Ethernet. Po ashtu, ndarja e linjave të energjisë nga ato të kontrollit në tubacione të veçantë bën një diferencë të madhe kur synohet komunikim i besueshëm në sisteme komplekse.
Sipas Automation World të vitit të kaluar, testimi i thellë redukton problemet e ngritjes në mjediset industriale me rreth dy të tretat. Kur bëhet fjalë për zbatimin aktual, simulimet e unazës së harduerit janë shumë efikase në kontrollin e performancës së sistemeve të kontrollit kur ballafaqohen me kushte nga jeta reale. Ndërkohë, metoda të ndryshme diagnostikimi si forciimi i gjendjeve të hyrjes/daljes ose vendosja e pika ndërprerjeje mund të zbulojnë ato probleme të pakëndshme të kohëzimit që shpesh herë injorohen. Merrni si shembull linjat e prodhimit automobilistik: shumë kompani automobilistike faktikisht testojnë qindra situata të ndryshme të dështimit para se të fillojnë të mendojnë për futjen e stacioneve të tyre të brizgimit robotik në modalitetin e plotë të prodhimit. Kjo metodë ndihmon në kapjen paraprake të gati çdo defekti të mundshëm.
Objektet që funksionojnë në zona me rrezik të lartë, si instalimet për përpunimin e kimikateve, duhet të plotësojnë standardet SIL 3 për integritet sigurie. Kjo zakonisht përfshin vendosjen e sistemeve me procesorë rezervë së bashku me konfigurime hyrje/dalje me dy kanale. Merrni një objekt prodhimi çeli ku pati një problem serioz me bllokimin e një sistemi transportues. Sistemi i ndaljes së emergjencës u aktivizua gati menjëherë, duke ndaluar të gjitha pjesët lëvizëse brenda vetëm 12 milisekondash. Ky përgjigje i shpejtë i ruajti rreth dy milion dollar dëme në pajisje. Kur bëhet fjalë për protokollet e sigurisë, është thelbësore të ndiqen udhëzimet e ISO 13849 dhe IEC 62061. Më së rëndësishmja, procedurat kritike të fikjes duhet të jenë mjaft të shpejta sa të mund të përgjigjen ndaj situatave të rrezikshme brenda maksimum 100 milisekonda.
| Protokolli | Shpejtësi | Topologji | Raste Industriale |
|---|---|---|---|
| Modbus RTU | 19,2 kbps | Master-Slave | HVAC, rrjetet e vjetra të sensorëve |
| Profibus DP | 12 Mbps | Lineare | Kontroll motorik, valve procesesh |
| EtherNet/IP | 100 Mbps | Yll | Sistemet e vizionit, integrimi MES |
Çdo protokoll ofron kompromisa në shpejtësi, topologji dhe përputhshmëri, duke ndikuar në përshtatshmërinë për aplikime specifike.
Kur teknologjia operative lidhet me sistemet e IT-së, hapen mundësi të reja për mirëmbajtje parashikuese përmes rrjedhës së vazhdueshme të të dhënave PLC në platforma analitike në klloud. Një vështrim i fundit mbi operacionet e fabrikave tregoi diçka mjaft impresionuese - fabrikat me rrjetë të kombinuara zbuluan defektet 89 përqind më shpejt kur aplikuan inteligjencë artificiale në proceset e tyre të diagnostikimit në kohë reale, sipas hulumtimeve të vitit të kaluar. Megjithatë, nuk është e thjeshtë të vendoset kjo konfigurim si duhet. Siguria mbetet një shqetësim i madh, kështu që shumica e zbatimeve kanë nevojë për tunelime të enkriptuara të rrjetit privat virtual, kontroll hyrjesh bazuar në rolet e përdoruesit, si dhe ato porte OPC UA që i lejojnë inxhinierëve të monitorojnë gjërat nga distanca pa kompromentuar stabilitetin e tërë rrjetit. Këto masa sigurie mund të duken si punë shtesë, por janë të domosdoshme për të mbrojtur të dhënat industriale të ndjeshme.
Përbërësit kryesorë të një sistemi të kontrollit PLC janë Njësia Qendrore e Përpunimit (CPU), modulat e hyrjes/daljes (I/O) dhe një njësi furnizimi me energji.
Ka tre lloje kryesore PLC-sh: PLC-të Fiks, PLC-të Modulor dhe PLC-të me Kabinet, ku secili është i përshtatur për shkallë dhe kompleksitet të ndryshëm operimesh.
Logjika e Shkallës përdoret zakonisht sepse ngjan me qarkun tradicional të releve, gjë që e bën të intuitivë për elektricistët dhe teknikët e mirëmbajtjes.
Cikli i skanimi i PLC-së përfshin tri faza: Skanimin e Hyrjes, Ekzekutimin e Logjikës dhe Përditësimin e Daljes, të cilat sigurojnë përpunim dhe kontroll efikas.
Mbrojtja nga EMI-ja është e thelbësishme në integrimin e I/O-s, pasi parandalon pengesat elektromagnetike që mund të shkaktojnë probleme të rëndësishme me sinjalet në sistemet e automatizimit.
Të drejta të autorit © 2024 nga Shenzhen QIDA electronic CO.,ltd
EN