Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας υπολογιστών και της τεχνολογίας ηλεκτρονικών επικοινωνιών, η τεχνολογία PLC έχει επίσης αναπτυχθεί γρήγορα και εφαρμόζεται ευρέως στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού, διαδραματίζοντας σημαντικό ρόλο στον βιομηχανικό εκσυγχρονισμό της Κίνας. Αυτό το άρθρο παρέχει μια σύντομη εισαγωγή στην τεχνολογία PLC και επισημαίνει πολλά βασικά ζητήματα για την εφαρμογή της.
Επισκόπηση γνώσης
Η τεχνολογία PLC είναι μια ψηφιακή τεχνολογία υπολογισμού και ελέγχου που αποτελείται από ενότητες όπως η τεχνολογία υπολογιστών, η τεχνολογία αυτόματου ελέγχου και η τεχνολογία επικοινωνίας. Διαθέτει απλή λειτουργία, ισχυρή αντίσταση παρεμβολών και πλούσια λειτουργικότητα. Επί του παρόντος, το επίπεδο ανάπτυξης και η έκταση βιομηχανικής εφαρμογής της τεχνολογίας PLC έχουν γίνει βασικός δείκτης για τη μέτρηση του βιομηχανικού εκσυγχρονισμού μιας χώρας. Καθώς η λειτουργικότητα του PLC συνεχίζει να βελτιώνεται και οι εφαρμογές του γίνονται όλο και πιο διαδεδομένες, η ανάπτυξη του βιομηχανικού αυτοματισμού βασίζεται όλο και περισσότερο στην πρόοδο της τεχνολογίας PLC. Η ενίσχυση της έρευνας και της συζήτησης για την τεχνολογία PLC έχει σημαντική σημασία για τον βιομηχανικό εκσυγχρονισμό της Κίνας.
01
Εφαρμογή Τεχνολογίας PLC στον Έλεγχο Βιομηχανικού Αυτοματισμού
Έλεγχος μεταγωγής
Ο έλεγχος μεταγωγής του PLC στον έλεγχο βιομηχανικού αυτοματισμού εκδηλώνεται κυρίως στις ακόλουθες πτυχές: Πρώτον, τα PLC αναπτύχθηκαν αρχικά ως αντικατάσταση των ρελέ, ενσωματώνοντας λειτουργίες ελέγχου διακόπτη. Σε σύγκριση με τα ρελέ, οι διακόπτες PLC προσφέρουν πλεονεκτήματα όπως απλοποιημένες συνδέσεις κυκλώματος, γρήγορη απόκριση, ευκολία στη λειτουργία, χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης και υψηλή αξιοπιστία. Δεύτερον, οι διακόπτες PLC διαθέτουν ισχυρές δυνατότητες ελέγχου, ικανές να διαχειρίζονται από μια ντουζίνα έως χιλιάδες-ή ακόμη και δεκάδες χιλιάδες-σημεία ελέγχου. Αυτό μειώνει σημαντικά τις απαιτήσεις σε ανθρώπινο δυναμικό, ενισχύει την αποδοτικότητα χρήσης του χρόνου και βελτιώνει σημαντικά την ποιότητα του συστήματος. Ο σχεδιασμός των διακοπτών PLC θα πρέπει να βασίζεται στην ακολουθία ελέγχου και στη φιλοσοφία σχεδιασμού του συστήματος PLC, ακολουθούμενη από τη δημιουργία ενός διαισθητικού διαγράμματος σκάλας του συστήματος ελέγχου. Η προσομοίωση και η δοκιμή θα πρέπει να χρησιμοποιούνται για την επαλήθευση της κατάστασης του συστήματος, διασφαλίζοντας την τυποποίηση και την αποτελεσματικότητα του σχεδιασμού. Τρίτον, οι διακόπτες PLC προσφέρουν ευέλικτες και ευέλικτες μεθόδους λογικού ελέγχου, επιτρέποντας μεταβάσεις μεταξύ συνδυασμών και χρονισμού, πραγματικού-χρόνου και καθυστερημένου, μέτρησης και μη-μέτρησης και σταθερής και τυχαίας λειτουργίας.
Έλεγχος διαδικασίας και κίνησης
Ο έλεγχος διαδικασίας PLC περιλαμβάνει τόσο τον διακριτό έλεγχο διαδικασίας όσο και τον συνεχή έλεγχο διεργασιών. Τα PLC μπορούν να προσαρμόσουν ευέλικτα τους αλγόριθμους ελέγχου για να διασφαλίσουν ότι οι παράμετροι του συστήματος όπως η θερμοκρασία, ο ρυθμός ροής, η στάθμη του υγρού, η πίεση και η σύνθεση τηρούν αυστηρά τις απαιτήσεις του συστήματος, καλύπτοντας τις ανάγκες της βιομηχανικής παραγωγής. Αυτός ο τύπος PLC απευθύνεται κυρίως σε βιομηχανίες όπως τα χημικά, η μεταλλουργία, η θερμική επεξεργασία και οι λέβητες. Ο έλεγχος κίνησης PLC αναφέρεται στον έλεγχο τροχιάς του εξοπλισμού επεξεργασίας, συμπεριλαμβανομένου του ελέγχου κυκλικής κίνησης και του ελέγχου γραμμικής κίνησης. Συγκεκριμένα, τα PLC μπορούν να εκτελούν έλεγχο εξοπλισμού βάσει παλμών. Δεδομένου ότι ο έλεγχος παλμών παράγει μόνο ελάχιστη μετατόπιση, η ακρίβεια ελέγχου των PLC φτάνει σε εξαιρετικά υψηλό επίπεδο. Επί του παρόντος, αυτός ο τύπος ελέγχου κίνησης PLC στοχεύει κυρίως σε τομείς όπως μηχανήματα, ανελκυστήρες και τόρνοι.
Αναλογικός και κεντρικός έλεγχος
Τα συστήματα ελέγχου PLC διαθέτουν διαφορετικούς συνδυασμούς με βάση το αντικείμενο ελέγχου, συμπεριλαμβανομένων μονάδων κεντρικής επεξεργασίας, μονάδων εισόδου/εξόδου, μονάδων λογικής λειτουργίας και μονάδων επικοινωνίας. Μέσω του συνδυασμού αυτών των μονάδων, επιτυγχάνεται στοχευμένος έλεγχος του συστήματος. Οι αναλογικές δυνατότητες των PLC ενισχύουν σημαντικά την ακρίβεια του συστήματος στον έλεγχο διεργασιών, διασφαλίζοντας ότι διεργασίες όπως η θέρμανση, η ψύξη και η διατήρηση της θερμοκρασίας εκτελούνται αυστηρά σύμφωνα με το σχέδιο, ικανοποιώντας πλήρως τον σχεδιασμό ελέγχου και τις απαιτήσεις των βιομηχανικών διεργασιών. Επιπλέον, τα PLC διαθέτουν ισχυρές δυνατότητες κεντρικού ελέγχου. Πέρα από την κάλυψη των αναγκών ελέγχου βιομηχανικού αυτοματισμού, μπορούν επίσης να επιτύχουν αυτο-αυτοπαρακολούθηση. Τα PLC ανιχνεύουν τις λογικές σχέσεις μεταξύ των σημάτων εισόδου/εξόδου και των ενδιάμεσων μονάδων μνήμης για να διαγνώσουν και να υποδείξουν έγκαιρα σφάλματα συστήματος, επιτρέποντας έτσι την ανάλυση σφαλμάτων εξοπλισμού και την έγκαιρη προειδοποίηση.
Έλεγχος μεταβλητής συχνότητας κινητήρα
Τα PLC προσφέρουν ένα ευρύ φάσμα οδηγιών για τη ρύθμιση της μεταβλητής συχνότητας κινητήρα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με κινητήρες μεταβλητής συχνότητας για τη ρύθμιση της ταχύτητας του κινητήρα από κοινού. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τα PLC τύπου P, συνήθως προστίθεται ένα κύκλωμα εξομάλυνσης τάσης μεταξύ των LPC και P{2}}τύπου PLC και η ταχύτητα του κινητήρα ελέγχεται μέσω της τιμής t στις οδηγίες PLC τύπου P-. Η ταχύτητα του κινητήρα είναι ευθέως ανάλογη με την τιμή t. όταν ο λόγος της ταχύτητας προς την τιμή t υπερβαίνει το ένα, η ταχύτητα του κινητήρα αυξάνεται ανάλογα.
02
Ζητήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη στις εφαρμογές τεχνολογίας PLC
Ως άμεση διασφάλιση για τον βιομηχανικό αυτοματισμό, η σταθερότητα των PLC έχει μεγάλη σημασία για την παραγωγή. Επί του παρόντος, η τεχνολογία PLC είναι σχετικά ώριμη και έχει καλή σταθερότητα. Ωστόσο, τα PLC εφαρμόζονται σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων και συχνά αντιμετωπίζουν σκληρά περιβάλλοντα εργασίας. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να ληφθούν πλήρως υπόψη οι δυσμενείς επιπτώσεις παραγόντων όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, οι κραδασμοί και οι παρεμβολές, να ενισχυθούν τα μέτρα σχεδιασμού και προστασίας και να δημιουργηθεί ένα ευνοϊκό περιβάλλον εργασίας για το σύστημα PLC.
Περιορισμοί θερμοκρασίας
Τα PLC έχουν συγκεκριμένες απαιτήσεις θερμοκρασίας για το περιβάλλον λειτουργίας τους, που συνήθως κυμαίνονται από 0 βαθμούς έως 55 βαθμούς. Κατά την εγκατάσταση, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η επαρκής απαγωγή θερμότητας και τα PLC θα πρέπει να φυλάσσονται μακριά από το άμεσο ηλιακό φως ή άλλες πηγές θερμότητας. Δεν θα πρέπει να τοποθετούνται ακριβώς κάτω από άλλον εξοπλισμό παραγωγής θερμότητας{4}. Σε περιβάλλοντα όπου οι θερμοκρασίες υπερβαίνουν τις προδιαγραφές σχεδιασμού, θα πρέπει να εγκατασταθεί εξοπλισμός εξαερισμού και ψύξης και να διατηρηθεί επαρκής χώρος για απαγωγή θερμότητας για τον αποτελεσματικό έλεγχο των θερμοκρασιών λειτουργίας και τη διασφάλιση της σταθερής λειτουργίας του συστήματος PLC.
Περιορισμοί Υγρασίας
Ορισμένα εξαρτήματα στο σύστημα PLC είναι ευαίσθητα στην υγρασία του περιβάλλοντος. Η υπερβολικά υψηλή υγρασία μπορεί να βλάψει την απόδοση μόνωσης των εξαρτημάτων, επηρεάζοντας έτσι τη σταθερότητα του συστήματος ή προκαλώντας αστοχίες εξαρτημάτων. Επομένως, η υγρασία του περιβάλλοντος εργασίας του συστήματος PLC πρέπει να ελέγχεται, γενικά να μην υπερβαίνει το 85%.
Έλεγχος κραδασμών
Για συστήματα PLC, οι ισχυροί κραδασμοί είναι ένας εξαιρετικά επιζήμιος παράγοντας, ειδικά οι δονήσεις με συχνότητες μεταξύ 10 και 55 Hz για παρατεταμένες περιόδους. Τέτοιοι κραδασμοί θα πρέπει να αποφεύγονται όποτε είναι δυνατόν. Σε περιβάλλοντα όπου οι κραδασμοί είναι αναπόφευκτοι, θα πρέπει να λαμβάνονται μέτρα όπως η τοποθέτηση λάστιχου απόσβεσης κραδασμών{{4} για την αποφυγή ζημιών του συστήματος από κραδασμούς.
Σχεδιασμός πρόληψης παρεμβολών
Αν και τα συστήματα PLC έχουν υψηλή σταθερότητα, εξακολουθούν να είναι επιρρεπή σε παρεμβολές από εσωτερικές πηγές, παρεμβολές καλωδίωσης και παρεμβολές ακτινοβολίας. Οι εσωτερικές παρεμβολές προκύπτουν από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μεταξύ εξαρτημάτων και κυκλωμάτων PLC, την οποία οι κατασκευαστές πρέπει να αντιμετωπίσουν κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένων των παρεμβολών που μεταδίδονται μέσω γραμμών σήματος και πηγών ισχύος. Η παρεμβολή ακτινοβολίας είναι πιο περίπλοκη, καθώς προέρχεται από διάφορες ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες στο περιβάλλον, όπως η ακτινοβολία τηλεόρασης, η ακτινοβολία δικτύου επικοινωνίας και η ακτινοβολία συσκευών. Για να ενισχυθεί η σταθερότητα των συστημάτων PLC, θα πρέπει να εφαρμοστούν αποτελεσματικά μέτρα όπως επιστημονικός και εύλογος σχεδιασμός, σωστή εγκατάσταση και καλωδίωση και απομόνωση ισχύος για την καταστολή και την προστασία των παρεμβολών, διασφαλίζοντας την κανονική λειτουργία του συστήματος PLC.