עם התקדמות מתמשכת של טכנולוגיית המחשב וטכנולוגיית התקשורת האלקטרונית, גם טכנולוגיית PLC התפתחה במהירות והיא מיושמת באופן נרחב בתחום האוטומציה התעשייתית, תוך שהיא ממלאת תפקיד משמעותי במודרניזציה התעשייתית של סין. מאמר זה מספק מבוא קצר לטכנולוגיית PLC ומדגיש מספר שיקולים מרכזיים ליישום שלה.
סקירת ידע
טכנולוגיית PLC היא טכנולוגיית חישוב ובקרה דיגיטלית המורכבת ממודולים כגון טכנולוגיית מחשבים, טכנולוגיית בקרה אוטומטית וטכנולוגיית תקשורת. הוא כולל פעולה פשוטה, עמידות חזקה להפרעות ופונקציונליות עשירה. נכון לעכשיו, רמת הפיתוח והיקף היישום התעשייתי של טכנולוגיית PLC הפכו לאינדיקטור מרכזי למדידת המודרניזציה התעשייתית של מדינה. ככל שפונקציונליות ה-PLC ממשיכה להשתפר והיישומים שלה הופכים נפוצים יותר ויותר, התפתחות האוטומציה התעשייתית מסתמכת יותר ויותר על התקדמות טכנולוגיית ה-PLC. לחיזוק המחקר והדיון בטכנולוגיית PLC יש חשיבות משמעותית למודרניזציה התעשייתית של סין.
01
יישום טכנולוגיית PLC בבקרת אוטומציה תעשייתית
בקרת מיתוג
בקרת המיתוג של PLC בבקרת אוטומציה תעשייתית באה לידי ביטוי בעיקר בהיבטים הבאים: ראשית, PLCs פותחו במקור כתחליף לממסרים, תוך שילוב פונקציות בקרת מתגים. בהשוואה לממסרים, מתגי PLC מציעים יתרונות כגון חיבורי מעגלים פשוטים, תגובה מהירה, קלות תפעול, דרישות תחזוקה נמוכות ואמינות גבוהה. שנית, למתגי PLC יש יכולות בקרה עוצמתיות, המסוגלות לנהל בין תריסר עד אלפי-או אפילו עשרות אלפי-נקודות בקרה. זה מפחית באופן משמעותי את דרישות המשאב האנושי, משפר את יעילות ניצול הזמן ומשפר באופן ניכר את איכות המערכת. התכנון של מתגי PLC צריך להתבסס על רצף הבקרה ופילוסופיית העיצוב של מערכת ה-PLC, ולאחר מכן יצירת דיאגרמת סולם אינטואיטיבית של מערכת הבקרה. יש להשתמש בסימולציה ובדיקה כדי לאמת את מצב המערכת, כדי להבטיח את הסטנדרטיזציה והיעילות של התכנון. שלישית, מתגי PLC מציעים שיטות בקרה לוגיות גמישות ומגוונות, המאפשרות מעברים בין שילובים ותזמון,-זמן אמת ומושהה, ספירה ולא-ספירה, ומצבים קבועים ואקראיים.
בקרת תהליכים ותנועה
בקרת תהליך PLC כוללת גם בקרת תהליכים בדידה וגם בקרת תהליכים רציפה. PLCs יכולים להתאים בצורה גמישה אלגוריתמי בקרה כדי להבטיח שפרמטרים של המערכת כגון טמפרטורה, קצב זרימה, רמת נוזל, לחץ והרכב עומדים בקפדנות בדרישות המערכת, ועונים על צרכי הייצור התעשייתי. סוג זה של PLC מיועד בעיקר לתעשיות כמו כימיקלים, מתכות, טיפול בחום ודודים. בקרת תנועה PLC מתייחסת לבקרת מסלול של ציוד עיבוד, כולל בקרת תנועה מעגלית ובקרת תנועה ליניארית. יש לציין, PLCs יכולים לבצע בקרת ציוד מבוססת דופק-. מכיוון שבקרה דופק מייצרת רק תזוזה מינימלית, דיוק הבקרה של PLCs מגיע לרמה גבוהה במיוחד. נכון לעכשיו, סוג זה של בקרת תנועה PLC מיועד בעיקר לתחומים כמו מכונות, מעליות ומחרטות.
בקרה אנלוגית וריכוזית
מערכות בקרת PLC כוללות מודולי שילוב שונים המבוססים על אובייקט הבקרה, לרבות מודולי עיבוד מרכזי, מודולי קלט/פלט, מודולי פעולה לוגית ומודולי תקשורת. באמצעות שילוב של מודולים אלו, מושגת שליטה ממוקדת על המערכת. היכולות האנלוגיות של PLCs משפרות משמעותית את דיוק המערכת בבקרת תהליכים, ומבטיחות שתהליכים כגון חימום, קירור ותחזוקת טמפרטורה מבוצעים בקפדנות בהתאם לתוכנית, תוך עמידה מלאה בתכנון הבקרה ובדרישות של תהליכים תעשייתיים. בנוסף, ל-PLC יש יכולות שליטה מרכזיות חזקות. מעבר לצרכים של בקרת אוטומציה תעשייתית, הם יכולים גם להשיג-ניטור עצמי. PLCs מזהים את הקשרים הלוגיים בין אותות קלט/פלט ומודול זיכרון ביניים כדי לאבחן ולציין תקלות במערכת באופן מיידי, ובכך לאפשר ניתוח תקלות בציוד ואזהרה מוקדמת.
בקרת תדר משתנה מנוע
PLCs מציעים מגוון רחב של הוראות לוויסות תדר משתנה של המנוע וניתן להשתמש בהם בשילוב עם כונני תדר משתנה כדי לווסת במשותף את מהירות המנוע. אם ניקח כדוגמה PLCs מסוג P-, בדרך כלל מתווסף מעגל החלקת מתח בין ה-LPC ל-PLC מסוג P-, ומהירות המנוע נשלטת באמצעות ערך t בהוראות PLC מסוג P-. מהירות המנוע עומדת ביחס ישר לערך t; כאשר היחס בין מהירות לערך t עולה על אחד, מהירות המנוע עולה בהתאם.
02
בעיות שיש לקחת בחשבון ביישומי טכנולוגיית PLC
כהגנה ישירה לאוטומציה תעשייתית, היציבות של PLC היא בעלת משמעות רבה לייצור. נכון לעכשיו, טכנולוגיית PLC בוגרת יחסית ובעלת יציבות טובה. עם זאת, PLCs מיושמים במגוון רחב של תחומים ולעתים קרובות מתמודדים עם סביבות עבודה קשות. לכן, חיוני לשקול היטב את ההשפעות השליליות של גורמים כמו טמפרטורה, לחות, רעידות והפרעות, לחזק את אמצעי התכנון וההגנה וליצור סביבת עבודה נוחה למערכת ה-PLC.
מגבלות טמפרטורה
ל-PLC יש דרישות טמפרטורה ספציפיות לסביבת ההפעלה שלהם, הנעות בדרך כלל בין 0 מעלות ל-55 מעלות. במהלך ההתקנה, יש לשקול פיזור חום נאות, ויש להרחיק את PLC מאור שמש ישיר או ממקורות חום אחרים. אין להציב אותם ישירות מתחת לציוד-שיוצר חום אחר. בסביבות בהן הטמפרטורות עולות על מפרטי התכנון, יש להתקין ציוד אוורור וקירור, ולשמור מספיק מקום לפיזור חום כדי לשלוט ביעילות בטמפרטורות ההפעלה ולהבטיח את הפעולה היציבה של מערכת ה-PLC.
הגבלות לחות
חלק מהרכיבים במערכת ה-PLC רגישים ללחות סביבתית. לחות גבוהה מדי עלולה לפגוע בביצועי הבידוד של הרכיבים, ובכך להשפיע על יציבות המערכת או לגרום לכשלים ברכיבים. לכן, יש לשלוט על הלחות של סביבת העבודה של מערכת ה-PLC, בדרך כלל לא תעלה על 85%.
בקרת רטט
עבור מערכות PLC, רעידות חזקות מהוות גורם מזיק ביותר, במיוחד רעידות בתדרים שבין 10 ל-55 הרץ לאורך תקופות ממושכות. יש להימנע מתנודות כאלה בכל הזדמנות אפשרית. בסביבות שבהן רעידות בלתי נמנעות, יש לנקוט באמצעים כגון התקנת גומי לשיכוך רטט- כדי למנוע נזק למערכת כתוצאה מרטט.
עיצוב למניעת הפרעות
למרות שלמערכות PLC יש יציבות גבוהה, הן עדיין רגישות להפרעות ממקורות פנימיים, הפרעות חיווט והפרעות קרינה. הפרעות פנימיות נובעות מקרינה אלקטרומגנטית בין רכיבי PLC ומעגלים, אשר היצרנים צריכים לטפל בהם במהלך התכנון, כולל הפרעות המועברות דרך קווי אות ומקורות מתח; הפרעות קרינה מורכבות יותר, שמקורן בקרינה אלקטרומגנטית שונות בסביבה, כגון קרינת טלוויזיה, קרינת רשת תקשורת וקרינת מכשירים. כדי לשפר את היציבות של מערכות PLC, יש ליישם אמצעים יעילים כגון תכנון מדעי והגיוני, התקנה וחיווט נכונים ובידוד מתח כדי לדכא ולהגן על הפרעות, כדי להבטיח את הפעולה הרגילה של מערכת ה-PLC.