Үйлдвэрийн зориулалтаар PLC удирдлагын самбарыг хэрхэн програмчлах вэ?

PLC хяналтын самбарын архитектурыг ойлгох

PLC системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд (CPU, Оролт/Гаралтын модуль, Цахилгаан хангамж, Холбооны модуль)

Программуудтай логикийн контроллер (PLC) нь дөрвөн үндсэн бүрэлдэхүүнтэй ажилладаг бөгөөд тэд хамтран ажиллана:

• Төв процессор (CPU) : Хяналтын логикийг гүйцэтгэж, мэдээллийн боловсруулалтыг удирдана
• Оролт/Гаралтын модуль (I/O Modules) : Физик төхөөрөмжүүдийг (сенсор, актюатор) дижитал дохиотой холбодог
• Эрчим хүчний хангамж : Тогтвортой ажиллагааг хангахын тулд AC-г DC цахилгаан хүчдэл болон хувиргадаг (ихэвчлэн 24V)
• Холбооны модуль : Modbus TCP эсвэл EtherNet/IP шиг аж үйлдвэрийн протоколуудыг идэвхжүүлэх

Орчин үеийн PLC системүүд нь модуль бүтэцтэй байдаг бөгөөд ихэнх аж үйлдвэрийн тоног төхөөрөмжид үйл ажиллагааны шаардлагатай нийцүүлэн оролт-гаралтын чадавхийг томруулах боломжийг олгодог.

Аж үйлдвэрийн хэрэглээнд PLC-ийг хяналтын самбарын бүрэлдэхүүн хэсэгтэй интеграци хийх

PLC нь Хүн-Машины Интерфэйс (HMИ), цахилгаан хэлхээний хамгаалалт, хөдөлгүүрийн эхлүүр зэрэг хяналтын самбарын тоног төхөөрөмжтэй стандартчилсан DIN-рейк дээр суурилуулах замаар холбогдоно. Энэхүү интеграци дараахь зүйлийг дэмждэг:

• Үйлдвэрлэл дэх конвейерийн системийг бодит цагт хянах
• Хооллох боловсролын температуртай бүсийг нарийвчлалтай удирдах
• Химийн үйлдвэрийн алдаанаас хамгаалах зогсоох дараалал

Зөв PLC-самбарын интеграци нь хэт хэвийн хөдөлгөөнт орчинд цахилгааны гэмтлийн эрсдэлийг 42%-иар бууруулдаг.

PLC системд оролт, гаралтын төхөөрөмжийг интеграцлах үүрэг

Оруулгын/гаргалтын давталт, хариу үйлдэлийн хугацаа 15мс-аас бага байх нь автомашин цуглуулах үйлдвэрт робот мөч ба шалгах камерийн нарийвчлалтай цаг тооны зохицуулалтыг хангана.

Үйлдвэрийн хэрэглээнд зориулсан зөв PLC програмчлалын хэлийг сонгох

Программуудын логик контроллерүүд (PLC) нь IEC 61131-3-д стандартаар тогтоосон тусгайлан ашиглагдах програмчлалын хэл ашигладаг: Ladder Logic (LD) , Function Block Diagram (FBD) , Structured Text (ST) , ба Дараалсан Функцэд Зориулсан Блок-Схем (SFC) . Эдгээр нь тус тусдаа автомжуулалтын шаардлагыг хангана:

• Ладдер Логик цахилгаан релеийн диаграмыг хувилах замаар тасралттай удирдлага хангана
• Функцэн Блок-ийн Диаграм процессын системд олон дахин ашиглагдах логикийг модуль болгон хувиргана
• Бүтцийн Текст текстээр бичигдсэн синтакс ашиглан нарийн тооцооллыг гүйцэтгэнэ
• SFC урсгалын диаграмм бүтэц ашиглан олон алхамт үйлдлийг зохицуулна

Яагаад Ladder Logic нь PLC хяналтын самбарын програмчлалд давамгайлах болсон бэ?

Ихэнх техникчид одоу хаана ч Ladder Logic-ийг ашигладаг нь ойролцоогоор 72% нь энэ нь сургуульд зааж судалсан хуучин релеийн диаграмтай маш төстэй учраас ажиллахад илүү хялбар гэж үздэгт оршино. Энэ нь үйлдвэрийн талбайд секунд бүр чухал үед асуудлыг илүү хурдан шийдвэрлэх боломжийг олгодог. Хяналтын самбарууд дээрх сенсор, актюаторуудын байршлыг тусгасан Буллийн логик дүрслэл нь ихэнх тохиолдолд зүгээр л тохирч байдаг. Мөн мөнгөний хувьд харвал: бүх зогсонгилоны зардалд гарах алдагдлын 60%-иас дээш нь хэт их хугацааг алдахад оршино. Тиймээс үйл ажиллагааг тасралтгүй, гэнэтийн зогсолтгүй явуулахад танил байдал ихээхэн чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Функцэн блокийн диаграмм болон Дарааллын функцэн диаграммыг нарийн боловсронгуй процессын хувьд ашиглах

FBD нь PID гогцоо болон аналог дохигуудыг боловсруулахад түгээмэл тохиолддог эмийн багстай боловсруулалт, химийн үйлдвэрийн удирдлага зэрэг модуль систем шаарддаг хэрэглээнд онцлогтой. SFC нь автоны производт хийгдэх цахилгаан болон цуглуулгын шат зэргийн дараалсан ажлын урсгалыг тодорхой шатанд хувааж, тодорхой болон засварт орвол сайнаар зохицуулахад тохиромжтой.

Бүтцийн текст ба графикийн хэл: Үйлдвэрт аль нэгийг нь хэрхэн ашиглах вэ?

Ашиглах Бүтцийн Текст математик үйлдэл ихэвчлэн гардаг хоолны савалгааны статистик чанарын шинжилгээ зэрэг өгөгдөлд тулгуурласан даалгаваруудад. график хэл (LD, FBD, SFC)-г хуучин системийг шинэчлэх эсвэл мэргэжлийн чиглэлээс хамааран хамтран ажиллах үед сонгоно учаас тэдгээрийн харааны байдал кодын хяналтын үеэр програмчлалын алдааг 41%-иар бууруулдаг.

PLC удирдлагын самбарыг програмчлах алхам алхмаар заавар

Удирдлагын шаардлагыг тодорхойлох болон тагийн бүтцийг зохион байгуулах

Оруулгын/гаралтын (I/O) бүх төхөөрөмжүүдийг тодорхойлж, үйл ажиллагааны дараалалд зураглах замаар эхлэнэ. Тогтвортой тагийн нэршлээ баталгаажуулна (жишээ нь, Motor01_Start) унших болон тохируулах алдааг багасгахын тулд. Энэ шатанд тодорхой баримтжууд нь засварлах ажлын хугацааг 30%-иар багасгадаг.

Ладдер логик ба FBD ашиглан Хэрэглэгчийн програм хөгжүүлэх

Ладдер логик нь реле-ний цахилгаан схемийн логикийг визуал хэлбэрээр харуулах тул энгийн хоорондын холболтууд, аюулгүй байдлын хэлхээнд тохиромжтой. Дунд зэргийн удирдлага эсвэл аналог удирдлагатай ажиллах үед Функцэн блокны диаграмтай хослуулан ашигла. Инженерүүд хоёуланг нь ашигласнаар зөвхөн текстэнд суурилсан арга барилаас 25% илүү хурдан логик алдааг шийдвэрлэдэг гэж тайлагнадаг.

Програмчлаж болдог логик хяналтын төхөөрөмжийн логикийг суурилуулахаас өмнө шалгаж, имитаци хийх

Энгийн болон гэмтлийн нөхцөлд програмын үйл ажиллагааг шалгахын тулд дотор нь багтаасан имитацийн хэрэгслүүдийг ашиглана уу. Моторын стартер, хоорондын холболт, тревожный дохиог виртуалаар шалгавал талбайд дахин засварлах шаардлагыг хамгийн их багасгадаг. ISA-62443 зааврын дагуу, суурилуулахаас өмнө нарийвчилсан имитаци нь суурилуулсны дараах алдааг 40%-иар бууруулдаг.

Бодит ерөнхийлөн аж үйлдвэрийн орчинд PLC хяналтын самбарыг тохируулах

Баталгаажсан програмыг нийлүүлж, холбогдсон тоног төхөөрөмжтэй ажиллах туршилтыг хий. HMI диагностикийг ашиглан оролт/гаралтын хариултыг хянах болон мэдрэгчийн утга эсвэл шатлагчийн цаг тохируулах зэрэг параметрийг нарийвчлан тохируул. Давтан туршлагаар шалгаж баталгаажуулсан самбарууд нь үйлчилгээний эхний жилдээ 99.5% ажиллагаатай байдаг.

PLC-ийн програмчлалын найдвартай, засвар үйлчилгээтэй байхад зориулсан зөвлөмж

PLC төслүүдийн хувьд тагийн нэршил ба програмын бүтцийг стандартжуулах

Тогтвортой тагийн нэршил болон модуль бүтэц нь засвар үйлчилгээг ихэд сайжруулдаг. Бүтэн дарааллын жишигийг ашигладаг VALVE_001_AUTOзасварын ажил 62%-иар хурдан хийгдэж, тохиргооны алдаа 38%-иар буурдаг. Урт хугацааны тогтвортой байдлыг хангахын тулд:

• Төхөөрөмжийн төрлүүдэд угтвар суурьтай нэршил хэрэглэх
• Пумп, хөдөлгүүр, мэдрэгчид зориулан логикийг дахин ашиглаж болох функцын блокуудад бүлэглэх
• Үйлдвэрийн тэмдэглэгээний хувьд ISA-88/ISA-5.1 стандартын дагуу тааруулах

Шийдвэрч үйлчилгээт чухал хяналтын самбарт алдаа тэсвэрлэх чадвар ба давхардлыг бий болгох

Өндөр хүртээмжтэй PLC системүүд стратегийн давхардлын тусламжтайгаар бараг тасралтгүй ажилладаг:

Системийн тэсвэрт чадлыг илүү бэхжүүлэхийн тулд хяналтын таймер ашиглан зогссон сканыг илрүүлэх, шилжилтийн алдааны үед автоматаар дахин эхлүүлэх үйлдлийг хэрэгжүүлнэ.

Үйлдвэрийн автоматжуулалтанд баримт бичиг, хувилбарын удирдлага хийхийн чухал ач холбогдол

Баримт бичиг хангалтгүй байдал нь үйлдвэрлэлийн салбарт жилдэх $147 тэрбум долларын зогсонги байдлын зардалд хувь нэмрээ оруулдаг. Эрсдэлийг бууруулахын тулд баталгаат арга хэмжээ авч хэрэгжүүлээрэй:

1. Шууд холбоо тогтоох : Цахилгаан схем ба PLC програм хооронд шошгоныг холбох
2. Хувилбарын түүхийг хянах : Цагийн тэмдэгттэй нөөцлөх боломжтой үйлдвэрийн зэрэглэлийн хувилбарын удирдлагын системийг ашигла
3. Өөрчлөлтийн түүх : Техникчийн ID болон баталгаажуулалтын бичиг баримтын дагуу өөрчлөлтийг бүртгэ

Албан ёсны хувилбарын удирдлагын системийг ашигладаг үйлдвэрүүд нь гарын авлагаас хамаарсан арга замыг ашигладаг байгууллагуудтай харьцуулахад програмчлалын асуудлыг бараг тав дахин хурдан шийддэг.

Ирээдүйн чиг хандлага: Индустри 4.0 ба Ухаалаг Үйлдвэрлэл дэх PLC хяналтын самбар

Орчин үеийн PLC системийн тусламжтайгаар IoT болон Клауд холболтыг идэвхжүүлэх

Одоогийн үед PLC-ийн удирдлагын самбарууд нь ухаалаг үйлдвэрлэлийн ертөнц рүү орох цэг болсон. Ихэнх шинэ загварууд MQTT, OPC UA зэрэг протоколуудыг дэмждэг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг шууд cloud үйлчилгээтэй холбогдох боломжийг олгоно. Энэ холболт нь тоног төхөөрөмжийн гэмтэл урьдчилан таамаглах, ажиллагааг алсаас хянах зэрэг зүйлсийг хялбар болгож өгдөг. 2024 оны саяхны салбарын тайлангийн мэдээллээр, шинээр суурилуулсан PLC-ийн ойролцоогоор тавны дөрвөн нь IoT интеграци хийгдсэн байдаг. Энэ технологийг хэрэгжүүлсэн компаниуд бодит ашиг олж байна - системүүд холбогдсон үед үйлдвэрүүд хүлтэйгүй зогсолтыг гуравны нэгээр бууруулдаг байна. Энэ бүхэн өдөр тутмын үйл ажиллагаанд юуг илэрхийлэх вэ? Энэ нь гол төлөв үйлдвэрийн менежерүүдийг бүх машины ар талд физик байршихгүйгээр үйлдвэрийн бүх талбарт сайтар харагдуулах боломжийг олгоно гэсэн үг.

• Олон газрын үйл ажиллагааны өгөгдлийг шинжилж анализ хийх
• Агаарын замаар програм хангамжийн шинэчлэлтийг суурилуулах
• Гажиг илрүүлэх машин сургалтын загваруудыг нэгтгэх

Ирээдүйн үеийн хяналтын самбарууд дахь ирмэг боловсруулалт ба мэдээллийн нэгтгэл

Дараагийн үеийн PLC-үүд нь cloud системд гарч буй удаашралын асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд ирмэг боловсруулалтын чадавхийг ашиглаж эхэлжээ. Эдгээр төхөөрөмжүүд аварга тоотой зогсооны журам шиг шийдэл нь шийдэл гаргах үед 1 миллисекундын дотор хариу үзүүлэх боломжийг олгоно. Мөн зэрэгцээ бус чухал бус мэдээллийг гол серверүүд рүү дамжуулж, дараа нь боловсруулалт хийлгэнэ. Энэ хослол энерги удирдлагын хэрэглүүрт маш сайн ажилладаг. Байгууламж даяар цахилгаан хангамжийн талаар секундын бүхний шийдвэр гаргах үед холын серверүүдээс зөвшөөрөл хүлээж суух боломжгүй.

Өөрчлөгдөж буй шаардлагуудад тохирсон масштаблах боломжтой, ирээдүйд бэлэн PLC-ийн програм зохион бүтээх

Урьдчилан бодож ажилладаг үйлдвэрлэгчид хөгжиж байгаа технологийг нэмж оруулахын тулд модуль хэлбэрийн програмчлалын аргачлалыг хэрэглэдэг. Объектод суурилсан зарчим болон стандартжуулсан HMI загварууд инженерчлэлийн мэргэжилтнүүдэд дараах боломжийг олгоно:

• Тоног төхөөрөмжийн үеийн хувьд шалгагдсан кодыг давтан ашиглах
• Дэлгэрэнгүй дахин бичсэнгүйгээр шинжүүр нэмэх эсвэл логикийг өөрчлөх
• Хуучин системтэй нийцэлтэй байдлыг хадгалах

Эдгээр масштаблах дизайн практикийг ашигладаг байгууллагууд 2023 оны автоматжуулалтын стандартын дагуу суурьшлыг шинэчлэх циклийг 40% илүү хурдан гүйцэтгэсэн талаар мэдээлжээ.