Όσοι εμπλέκονται σε λειτουργίες βιομηχανικού ελέγχου γνωρίζουν ότι τόσο η βιομηχανική παραγωγή όσο και η τεχνολογική πρόοδος βασίζονται στον έλεγχο αυτοματισμού PLC. Σε γενικές γραμμές, ένα PLC μπορεί να γίνει κατανοητό ως επέκταση των κεντρικών καμπίνων ελέγχου ρελέ. Σε πρακτικές εφαρμογές παραγωγής, τα PLC μειώνουν σημαντικά το κόστος βιομηχανικού ελέγχου ενώ ενισχύουν την κεντρική διαχείριση του εξοπλισμού και τον αυτοματοποιημένο έλεγχο. Για να κατακτήσετε τον προγραμματισμό PLC, είναι απαραίτητη μια σταθερή βάση στις βασικές αρχές του PLC.
Το PLC (Programmable Logic Controller) είναι ένας ελεγκτής υπολογιστή που χρησιμοποιείται ευρέως στον βιομηχανικό αυτοματισμό, τη ρομποτική, τον έλεγχο διεργασιών και παρόμοιο εξοπλισμό. Ακολουθούν θεμελιώδεις έννοιες για αρχάριους προγραμματισμού PLC:
1. Βασικές Αρχές Λογικών Πυλών:Η πιο θεμελιώδης λειτουργία στον έλεγχο PLC είναι οι λογικές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένων των AND, OR, NOT και XOR. Η γνώση των βασικών αρχών των λογικών πυλών είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τον προγραμματισμό PLC. Η κατανόηση της συμβολικής αναπαράστασης των λογικών πυλών και του συμβολισμού του πίνακα αλήθειας είναι επίσης απαραίτητη.
2. Βασικές αρχές προγραμματισμού διαγραμμάτων κλίμακας:Το διάγραμμα κλίμακας είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη γλώσσα προγραμματισμού για PLC. Η βασική του ιδέα περιλαμβάνει την τοποθέτηση λογικών τελεστών κατά μήκος μιας κάθετης γραμμής για να σχηματίσουν μία ή περισσότερες δομές κλίμακας, σχεδιάζοντας έτσι τη λογική ελέγχου.
3. Έννοιες ενότητας και διεύθυνσης:Τα PLC αποτελούνται συνήθως από πολλαπλές μονάδες (π.χ. μονάδες εισόδου, μονάδες εξόδου, ενδιάμεσες μονάδες). Η κατανόηση των βασικών λειτουργιών και χαρακτηριστικών κάθε ενότητας είναι απαραίτητη. Επιπλέον, κάθε ενότητα έχει ανεξάρτητες διευθύνσεις εισόδου και εξόδου, που απαιτούν γνώση των μεθόδων αναπαράστασης διευθύνσεων και των σημασιών τους.
4. Χρήση χρονοδιακόπτη και μετρητή:Οι χρονοδιακόπτες και οι μετρητές χρησιμοποιούνται συχνά στον προγραμματισμό PLC για τον έλεγχο του χρονισμού της συσκευής και του αριθμού των κύκλων. Η κατανόηση των τύπων χρονομετρητών και μετρητών, των σεναρίων εφαρμογής τους και των μεθόδων προγραμματισμού είναι απαραίτητη.
5. Μετατροπή δεδομένων και λειτουργίες:Ο προγραμματισμός PLC συχνά περιλαμβάνει μετατροπή δεδομένων και λειτουργίες, όπως μετατροπή δεκαεξαδικού-σε-δεκαδικού, λειτουργίες bitwise και λειτουργίες byte. Μια σταθερή βάση στη μετατροπή δεδομένων και τις λειτουργίες είναι ένα κρίσιμο στοιχείο της ικανότητας προγραμματισμού PLC.
Κατανόηση των αρχών λειτουργίας του PLC
Τα PLC λειτουργούν χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση "διαδοχικής σάρωσης, συνεχούς βρόχου". Κατά τη λειτουργία, η CPU σαρώνει περιοδικά το πρόγραμμα που είναι αποθηκευμένο στη μνήμη του χρήστη σύμφωνα με τους αριθμούς ακολουθίας εντολών. Εάν δεν υπάρχουν οδηγίες μετάβασης, εκτελεί το πρόγραμμα χρήστη διαδοχικά από την πρώτη εντολή μέχρι την ολοκλήρωση. Στη συνέχεια, επιστρέφει στην αρχική οδηγία για να ξεκινήσει ένας νέος κύκλος σάρωσης. Κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου σάρωσης, το PLC εκτελεί επίσης εργασίες όπως δειγματοληψία σημάτων εισόδου και ανανέωση καταστάσεων εξόδου.
Ένας κύκλος σάρωσης PLC περιλαμβάνει απαραίτητα τρεις φάσεις: δειγματοληψία εισόδου, εκτέλεση προγράμματος και ανανέωση εξόδου. Κατά τη φάση δειγματοληψίας εισόδου: Το PLC σαρώνει και διαβάζει διαδοχικά την κατάσταση ενεργοποίησης/απενεργοποίησης ή τα δεδομένα εισόδου από όλους τους ακροδέκτες εισόδου που είναι προσωρινά αποθηκευμένοι στα μάνδαλα εισόδου. Αυτά τα δεδομένα στη συνέχεια εγγράφονται στους αντίστοιχους καταχωρητές κατάστασης εισόδου, ανανεώνοντας έτσι τις εισόδους. Στη συνέχεια κλείνει τις θύρες εισόδου και εισέρχεται στη φάση εκτέλεσης του προγράμματος. Κατά τη φάση ανανέωσης εξόδου: Μόλις εκτελεστούν όλες οι οδηγίες, οι καταστάσεις ενεργοποίησης/απενεργοποίησης των καταχωρητών κατάστασης εξόδου μεταφέρονται στα μάνδαλα εξόδου κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης. Στη συνέχεια, αυτές οι καταστάσεις εξάγονται μέσω συγκεκριμένων μεθόδων (ρελέ, τρανζίστορ ή θυρίστορ) για να οδηγήσουν τις αντίστοιχες συσκευές εξόδου.
Συνοπτικά, οι βασικές γνώσεις προγραμματισμού PLC περιλαμβάνουν αρχές λογικής πύλης, βασικές αρχές του διαγράμματος κλίμακας, αναπαράσταση μονάδων και διευθύνσεων, χρήση χρονοδιακόπτη και μετρητή, μετατροπή δεδομένων και αριθμητικές πράξεις. Η γνώση αυτών των βασικών αρχών είναι απαραίτητη για τον προγραμματισμό PLC, επιτρέποντας τη σταδιακή πρόοδο στις δεξιότητες προγραμματισμού για την επίτευξη πιο ευέλικτου και αποτελεσματικού βιομηχανικού ελέγχου.